Chung cư tân tạo 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Tên công trình: CHUNG CƯ TÂN TẠO 1

- Địa chỉ: QUẬN BÌNH TÂN - TP HỒ CHÍ MINH.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1 Mặt bằng và phân khu chức năng :

Hình 1 Mặt bằng tầng điển hình

- Chung cư Tân tạo 1 gồm 15 tầng bao gồm : 1 tầng hầm, 13 tầng nổi và 1 tầng mái

- Công trình có diện tích 38x40m Chiều dài công trình 40m, chiều rộng công trình 38m

- Diện tích sàn xây dựng 1219, 6m 2

- Được thiết kê gồm : 1 khối với 96 căn hộ

- Bao gồm 4 thang máy 3 thang bộ

Tầng hầm được thiết kế chủ yếu để làm nơi đỗ xe và lắp đặt các thiết bị như máy bơm nước, máy phát điện Ngoài ra, tầng hầm còn có các phòng kỹ thuật cho hệ thống điện, nước và phòng cháy chữa cháy Hệ thống hồ chứa nước được bố trí tại góc tầng hầm để đảm bảo hiệu quả sử dụng.

Tầng 1 của tòa nhà được thiết kế để phục vụ nhiều mục đích, bao gồm siêu thị đáp ứng nhu cầu mua sắm của cư dân, phòng sinh hoạt chung cho các hộ gia đình, khu vực làm việc của ban quản lý siêu thị và phòng bảo vệ đảm bảo an ninh cho toàn bộ khu vực.

Các tầng trên của tòa nhà được thiết kế làm phòng ở và căn hộ cho thuê với chiều cao mỗi tầng là 3.4m Mỗi căn hộ bao gồm 2 phòng ngủ, 1 nhà bếp, 1 nhà vệ sinh, cùng với 1 phòng khách và phòng ăn, mang đến không gian sống tiện nghi và thoải mái cho cư dân.

Hình 2 Mặt đứng chính công trình

- Công trình có dạng hình khối thẳng đứng Chiều cao công trình là 48,5m

Công trình được xây dựng với vật liệu chủ yếu là đá Granite, sơn nước, lam nhôm, khung inox trang trí và kính an toàn, mang lại vẻ đẹp hài hòa và tao nhã, đồng thời có khả năng cách âm và cách nhiệt hiệu quả.

- Hệ thông giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng của công trình bao gồm thang bộ và thang máy Cụ thể, có hai thang bộ ở hai bên và một thang bộ ở giữa, cùng với bốn thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm của công trình.

- Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng trong công trình.

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Hệ thống điện của khu đô thị cung cấp nguồn điện cho công trình thông qua phòng máy điện Từ đây, điện được phân phối qua mạng lưới nội bộ Trong trường hợp mất điện, công trình có thể sử dụng máy phát điện dự phòng được đặt tại tầng hầm để đảm bảo hoạt động liên tục.

Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa ở tầng hầm cũng như bể nước mái Nước được bơm tự động đến từng phòng thông qua hệ thống gen chính gần phòng phục vụ.

- Nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

Công trình được thiết kế để tối ưu hóa khả năng đón gió tự nhiên, nhờ vào vị trí không bị hạn chế bởi các công trình lân cận Bên cạnh đó, hệ thống gió nhân tạo từ máy điều hòa nhiệt độ cũng được sử dụng, góp phần nâng cao hiệu quả thông gió cho toàn bộ công trình.

- Giải pháp chiếu sáng cho công trình được tính riêng cho từng khu chức năng dựa vào độ rọi cần thiết và các yêu cầu về màu sắc

Phần lớn các khu vực hiện nay sử dụng đèn huỳnh quang ánh sáng trắng và đèn compact tiết kiệm điện, trong khi hạn chế tối đa việc sử dụng đèn dây tóc nung nóng Đối với các khu vực bên ngoài, nên sử dụng đèn cao áp halogen hoặc sodium loại chống thấm để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng và an toàn.

- Công trình bê tông cốt thép bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt

- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2

- Các tầng đều có đủ 3 cầu thang bộ để đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ

- Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có bể nước lớn phòng cháy chữa cháy

- Công trình được sử dụng kim chống sét ở tầng mái và hệ thống dẫn sét truyền xuống đất

Mỗi tầng của tòa nhà đều được trang bị phòng thu gom rác, nơi rác thải từ các phòng được tập trung Sau đó, rác sẽ được vận chuyển xuống khu vực thu gom rác ở tầng hầm, từ đây sẽ có bộ phận chuyên trách đưa rác ra khỏi công trình.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1 Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng :

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì:

- Chịu tải trọng từ dầm sàn truyền xuống móng và xuống đất nền

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

- Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế giao động và chuyển vị đỉnh của công trình

- Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm những loại sau:

- Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu vách chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống

- Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các loại như hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực tốt, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật trong xây dựng.

 Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

Chọn khung và vách làm kết cấu chính cho công trình, với hệ thống khung – vách được liên kết qua kết cấu sàn Công trình được đổ toàn khối, giúp tăng độ cứng và khả năng chịu tải trọng ngang cũng như tải trọng đứng hiệu quả.

2 Hệ kết cấu chịu lực nằm ngang :

- Trong nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang (sàn, sàn dầm) có vai trò :

Sàn nhà chịu tải trọng thẳng đứng từ nhiều nguồn như trọng lượng bản thân, người đi lại, hoạt động trên sàn và thiết bị đặt trên sàn Các tải trọng này được truyền vào hệ thống chịu lực thẳng đứng, từ đó phân phối xuống móng và nền đất.

+ Đóng vai trò như một mảng cứng liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng để chúng làm việc đồng thời với nhau

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến khả năng làm việc của kết cấu công trình Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều cần thiết, do đó cần thực hiện phân tích chính xác để xác định phương án phù hợp nhất với kết cấu của công trình.

 Giải pháp kết cấu cho sàn

- Đặc điểm của sàn trong nhà cao tầng:

- Sàn là cấu kiện nằm ngang, Chịu tải trọng thẳng đứng vuông góc với sàn Kết cấu làm việc chịu uốn khi chịu tải trọng thẳng đứng

Sàn không chỉ có vai trò là bề mặt sử dụng mà còn đóng vai trò quan trọng như một vách cứng nằm ngang, giúp truyền tải trọng gió lên các kết cấu chịu lực chính như khung, vách và lõi cứng.

Khối lượng bê tông sàn có thể chiếm từ 30-40% tổng khối lượng bê tông của công trình, với trọng lượng bê tông dầm sàn trở thành tải trọng tĩnh chính Khi công trình cao hơn, tải trọng này tích lũy xuống các tầng dưới và móng, dẫn đến việc tăng chi phí cho móng và cột, đồng thời gia tăng tải trọng ngang do động đất.

- Cấu tạo: Gồm hệ dầm và bản sàn

+ Được sử dụng phổ biến với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng công trình lớn, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.

+ Không tiết kiệm không gian sử dụng b Hệ sàn ô cờ :

Hệ dầm được cấu tạo vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô có kích thước nhỏ và được kê bốn cạnh Để đảm bảo tính ổn định và an toàn, khoảng cách giữa các dầm không được vượt quá 2m.

Việc giảm thiểu số lượng cột bên trong không chỉ giúp tiết kiệm không gian sử dụng mà còn tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp với các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và có diện tích lớn như hội trường và câu lạc bộ.

+ Không tiết kiệm, thi công phức tạp

Khi thiết kế mặt bằng sàn rộng, việc bố trí thêm các dầm chính là cần thiết Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến hạn chế về chiều cao của dầm chính, vì cần phải đảm bảo giảm độ võng hiệu quả Một giải pháp thay thế là sử dụng hệ sàn không dầm, giúp tối ưu hóa không gian và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến chiều cao dầm.

- Cấu tạo : Gồm các bản kê trực tiếp lên cột

+ Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

+ Tiết kiệm được không gian sử dụng

+ Dễ phân chia không gian

+ Dễ bố trí các hệ thống kỹ thuật điện nước…

+ Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

+ Thi công nhanh, lắp đặt hệ thống cốt pha đơn giản

Trong phương án này, các cột không được liên kết để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Khả năng chịu lực theo phương ngang cũng kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng chủ yếu do cột đảm nhận.

Sàn cần có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng, điều này dẫn đến việc tăng khối lượng sàn Sàn không có dầm ứng lực trước cũng cần được chú ý trong thiết kế để đảm bảo tính ổn định và độ bền.

Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ kế thừa các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm mà còn khắc phục được một số nhược điểm tồn tại trong phương án này.

Giảm chiều dày sàn không chỉ giúp giảm khối lượng sàn mà còn giảm tải trọng ngang tác động lên công trình, từ đó làm giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.

+ Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

Sơ đồ chịu lực được tối ưu hóa nhờ việc bố trí cốt thép chịu lực phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải, giúp tiết kiệm cốt thép.

+ Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện nhiều khó khăn trong thi công

TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

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

- TCVN 5574- 2012 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép;

- TCXD 198- 1997 Nhà cao tầng –Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối;

- TCXD 10304-2012: Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế;

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

- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất.

KẾT CẤU

[1] Bộ xây dựng, TCVN 2737 - 1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

[2] Bộ xây dựng, TCXD 229 – 1999, Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió

[3] Bộ xây dựng, TCXD 198 - 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

[4] TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xây dựng (2012)

[5] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9386 - 1:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 1:

Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà, NXB Xây dựng, Hà Nội

[6] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9386 - 2:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 2:

Nền móng, tường chắn và các vấn đề địa kỹ thuật, NXB Xây dựng, Hà nội

[7] Bộ xây dựng (2014), TCVN 10304 - 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Hà nội

[8] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9362 - 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

[9] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9393 - 2012 Cọc – phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải ép tĩnh dọc trục

II TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

- Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân công trình

+ Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, bao che, đường ống thiết bị…

- Tĩnh tải được tính theo công thức: g bt    i i n

Với: +  i : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

+ n : hệ số tin cậy a) Tĩnh tải sàn căn hộ – ban công:

TỔNG QUAN

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

[1] Bộ xây dựng, TCVN 2737 - 1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

[2] Bộ xây dựng, TCXD 229 – 1999, Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió

[3] Bộ xây dựng, TCXD 198 - 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

[4] TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xây dựng (2012)

[5] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9386 - 1:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 1:

Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà, NXB Xây dựng, Hà Nội

[6] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9386 - 2:2012 Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 2:

Nền móng, tường chắn và các vấn đề địa kỹ thuật, NXB Xây dựng, Hà nội

[7] Bộ xây dựng (2014), TCVN 10304 - 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Hà nội

[8] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9362 - 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

[9] Bộ xây dựng (2012), TCVN 9393 - 2012 Cọc – phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải ép tĩnh dọc trục.

TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

- Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân công trình

+ Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, bao che, đường ống thiết bị…

- Tĩnh tải được tính theo công thức: g bt    i i n

Với: +  i : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

+ n : hệ số tin cậy a) Tĩnh tải sàn căn hộ – ban công:

Bảng 1 Tĩnh tải sàn căn hộ – ban công b) Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh

Bảng 2 Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh

Các lớp cấu tạo sàn Độ dày δ (m)

Lớp vữa trát trần 0.015 18 0.27 1.2 0.324 Đường ống, thiết bị 0.5 0.5 1.1 0.55

Tổng 103.5 3.94 4.512 c) Trọng lượng tường xây

- Tường ngăn ở các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm, 200mm

- Tường ngăn xây bằng gạch rổng dày 100mm:  t 1.8(kN/ m ) 2

- Tường ngăn xây bằng gạch rổng dày 200mm:  t 3.3(kN/ m ) 2

- Công thức tính tải trọng tường: ( / )

  tc t t tt tc g h kN m g g n kN m

Trong đó: n là hệ số vượt tải

Các lớp cấu tạo sàn

Trọng lượng γ (kN/m 3 ) Độ dày δ (m) g tc

Hệ số vượt tải n g tt

Lớp vữa trát trần 18 0.015 0.27 1.2 0.324 Đường ống, thiết bị 0.5 0.5 1.1 0.55

Bảng 3 Trọng lượng tường xây

- Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng (Theo TCVN 2737: 1995 - Tải trọng và tác động)

Bảng 4 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang

STT Chức năng sử dụng sàn

Giá trị tiêu chuẩn tc 2 p (kN / m ) Hệ số vượt tải n

Hoạt tải tính toán tt 2 p (kN / m )

11 Mái bằng có sử dụng 0.5 1 1.5 1.3 1.95

Công trình cao hơn 40m và chịu tác động của động đất cần xem xét tải trọng gió, bao gồm cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió.

Vùng gió IIA có ảnh hưởng yếu đối với vùng bị tác động bởi bão, theo đánh giá trong phục lục D Giá trị áp lực gió trong khu vực này được điều chỉnh giảm 12 daN/m2, dẫn đến áp lực gió tiêu chuẩn Wo đạt 0.83 kN/m2.

- Địa hình dạng C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm…)

- Đối với mặt bằng nhà cao tầng có hình dạng chữ nhật thì tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng công trình phải thõa điều kiện:

- L/B ≤ 6 với cấp phòng chống động đất ≤ 7

- L/B ≤ 1.5 với cấp phòng chống động đất 8 và 9

 Công trình được thiết kế với động đất cấp kháng chấn 6

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

Bảng 5 Vật liệu bê tông

Loại cấu kiện Cấp độ bền của bê tông Rb (Mpa) Rbt (Mpa) Eb (Mpa)

- Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ ≤ 10):

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa

+ Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa

+ Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa

- Cốt thộp loại AII (đối với cốt thộp cú ỉ > 10):

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 280 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 280 MPa

+ Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa

- Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ > 10):

+ Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa

+ Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa

+ Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa

- Sử dụng khung nhôm kính, kính cường lực dày 12 (mm)

- Khối lượng riêng của kính cường lực:  2.5(kg mm m/  2 )

- Sử dụng gạch ống 4 lỗ kích thước 90x90x190

5 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 phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép hoặc dây cáp.

+ Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm: 15mm

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

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

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này Điều này là cần thiết để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình.

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: 10mm (15mm)

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm (20mm)

Lớp địa chất Độ dày (m)

Dung trọng riêng tự nhiên (kN/ m 3 ) Độ ẩm (%)

Dung trọng riêng đẩy nổi

Chỉ số dẻo (%) Độ sệt

Hệ số rỗng theo cấp tải trọng

Mô đum biến dạng (kN/m 2 )

Lớp sét xám trắng đốm nâu trạng thái dẻo mềm

Lớp sét pha trạng thái dẻo mềm

Lớp sét xám trạng thái dẻo cứng

Lớp cát pha nâu loang vàng trạng thái dẻo

CHUYỂN VỊ GIỚI HẠN

- Theo tiêu chuẩn 5574 – 2012 thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < fgh Trong đó fgh độ võng giới hạn được nêu trong phụ lục C tiêu chuẩn này

- Đối với sàn có trần phẳng, cấu kiện của mái và tấm tường treo (khi tính tấm tường ngoài mặt phẳng)

- Khi nhịp 6m ≤ L ≤ 7.5m thì f gh 3(cm)

- Đối với sàn có sườn và cầu thang

- Khi nhịp 5m ≤ L ≤ 10m thì f gh 2.5(cm)

2 Chuyển vị phương ngang a Kiểm tra độ cứng: TCVN 198 – 1997 có quy định (mục 2.6.3):

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

- Theo TCVN 5574 – 2012 bảng C4 và mục C.7.9 phụ lục C: chuyển vị đỉnh xác định như sau: f h 1 / s  f 2 /lH / 500 (nhà nhiều tầng)

- Chuyển vị giới hạn: u 500 f  h b Kiểm tra ổn định chống lật

- Tỉ lệ giữa moment lật do tải trọng ngang gây ra phải thõa mãn điều kiện: CL 1.5

M  Trong đó: MCL, ML là moment chống lật và moment gây lật c Kiểm tra dao động

Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió phải nằm trong giới hạn cho phép, cụ thể là y ≤ [ ]Y.

Trong đó: y - giá trị tính toán của gia tốc cực đại

Y - giá trị cho phép của gia tốc lấy bằng 150mm/s 2 d Độ lún móng công trình

- Độ lún công trình nằm trong giới hạn cho phép: S  [S]

Trong đó: S - giá trị độ lún của công trình

[ ] S - giá trị độ lún cho phép lấy bằng 10cm.

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm và sàn

Kích thước dầm và sàn được xác định dựa trên quy mô và khả năng chịu tải của công trình Bên cạnh đó, kích thước dầm còn chịu ảnh hưởng từ yếu tố không gian và chiều cao thông thủy của từng tầng trong tòa nhà.

- Chiều dài cạnh ngắn 1.5 - 2.5 m Vậy chọn L1= 2 (m) và L2= 2 (m)

- Chiều dày sàn từ 6 - 7 cm Vậy chọn hsàn = 7 (cm)

2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

- Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cùng có thể gặp cột có tiết diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên

- Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công

Kiến trúc không chỉ yêu cầu về thẩm mỹ mà còn về hiệu quả sử dụng không gian Nhà thiết kế kiến trúc cần xác định hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận, đồng thời thảo luận với nhà thiết kế kết cấu để đưa ra lựa chọn sơ bộ hợp lý.

- Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định

Trong quá trình thi công, việc lựa chọn kích thước tiết diện cột là rất quan trọng, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và lắp dựng ván khuôn Điều này cũng ảnh hưởng đến việc đặt cốt thép và đổ bê tông, đảm bảo chất lượng và độ bền cho công trình.

- Việc chọn kích thước sơ bộ kích thước tiết diện cột theo độ bền theo kinh nghiệm thiết kế hoặc bằng công thức gần đúng

- Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của

GS.TS Nguyễn Đình Cống, tiết diện cột A 0 được xác định theo công thức : 0  t b

Trong đó : + R b : Cường độ tính toán về nén của bê tông

+ N: Lực nén được tính toán bằng công thức như sau : N m qF s s

+ F s : Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

+ m s : Số sàn phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái

Tải trọng tương đương trên mỗi mét vuông mặt sàn bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời từ bản sàn, cùng với trọng lượng của dầm, tường và cột, được phân bố đều trên bề mặt sàn Giá trị này được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.

 Với nhà có bề dày sàn là bé (10 14 cm kể cả lớp cấu tạo mặt sàn), có ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q 1 1, 4( /T m 2 )

 Với nhà có bề dày sàn nhà trung bình (15 20 cm kể cả lớp cấu tạo mặt sàn) tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q1,5 1,8( / T m 2 )

 Với nhà có bề dày sàn khá lớn (25cm), cột và dầm đều lớn thì q có thể lên đến 2( /T m 2 ) hoặc hơn nữa

Hệ số k t được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như mômen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Theo kinh nghiệm của người thiết kế, khi mômen uốn lớn và độ mảnh cột cao, k t nên được chọn trong khoảng từ 1,3 đến 1,5 Ngược lại, khi mômen uốn nhỏ, giá trị k t thích hợp là từ 1,1 đến 1,2.

Hình 3 Mặt bằng bố trí cột công trình

- Sàn được chọn là h b 70(mm)

- Chọn sơ bộ tiết diện cột biên C 1 :

- Chọn sơ bộ tiết diện cột góc C 2 :

- Chọn sơ bộ tiết diện cột giữa C 3 :

- Chọn sơ bộ tiết diện cột giữa C 4 :

Bảng 7 Chọn kích thước tiết diện cột

Tầng Cột C1 Cột C2 Cột C3 Cột C4

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

3 Chọn tiết diện vách cứng

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định dựa trên chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời phải tuân thủ quy định tại Điều 3.4.1 - TCXD 198:1997.

- Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

- Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau: A vl 0.015A si với Asi – diện tích sàn từng tầng

Hình 4 Mặt bằng bố trí vách

- Kích thước tiết diện vách cứng :

CÁC THÀNH PHẦN DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH

1 THÀNH PHẦN TĨNH CỦA TẢI TRỌNG GIÓ:

- Theo TCVN 2737-1995 và TCXD 229-1999: Gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió

- Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737: 1995 như sau:

- Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z tính theo công thức: W tc W 0  k c

Giá trị áp lực gió Wo được xác định theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737: 1995 Tại TP Hồ Chí Minh, công trình đang xây dựng thuộc khu vực II-A, nơi có ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, với giá trị Wo là 0.83 kN/m2.

Hệ số k là yếu tố quan trọng để tính toán sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được tham chiếu từ bảng 5 trong TCVN 2737: 1995 Việc xác định hệ số này giúp đánh giá chính xác tác động của gió theo chiều cao.

1995) Công trình dạng địa hình C

+ c: là hệ số khí động, đối với mặt đón gió c = + 0.8, mặt hút gió c = -0.6 Hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là: c = 0.8 + 0.6 = 1.4

+ Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là  = 1.2

Tải trọng gió tĩnh được chuyển đổi thành lực tập trung tại các cao trình sàn, với lực này được đặt tại tâm hình học của mỗi tầng Lực gió tiêu chuẩn theo phương X được ký hiệu là Wtcx.

Wtcy là lực gió tiêu chuẩn theo phương Y, được tính bằng áp lực gió nhân với diện tích đón gió Diện tích đón gió của từng tầng được xác định dựa trên các yếu tố cụ thể của công trình.

+ hj, hj-1, B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

- Gió tính toán theo các phương W tt .W j S j 

+ S j là diện tích đón gió phần j của công trình

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

- Kích thước của công trình :

+ Chiều dài mặt đón gió: D40( )m

+ Chiều rộng mặt đón gió: L38( )m

+ Chiều cao công trình: H 50, 4( )m tính từ mặt ngàm của công trình

Bảng 8 Gió tĩnh tác dụng theo phương X, Y gắn vào tâm hình học

Số tầng h i (m) z(m) k c W 0 (kN/m 2 ) W j (kN/m 2 ) W tt (kN/m 2 ) S j (m 2 ) W tt (kN) S j (m 2 ) W tt (kN)

2 THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ:

- Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định dựa trên các phương tương ứng với thành phần tĩnh của tải trọng gió Tiêu chuẩn hiện hành chỉ đề cập đến thành phần gió dọc theo phương X và phương Y, trong khi thành phần gió ngang và moment xoắn không được xem xét.

- Tổ hợp tính gió động: Combo = 1 x TT + 0.5 x HT a Cơ sở lý thuyết

- Theo TCXD 229: 1999 thì sơ đồ tính toán động lực là hệ thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng xác định theo phụ lục A của TCXD 299:1999

Hình 7 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió tác dụng lên công trình b Trình tự tính toán thành phần động của tải trọng gió

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không đổi

Vị trí các điểm tập trung khối lượng liên quan trực tiếp đến cao trình trọng tâm của các kết cấu chịu lực ngang trong công trình, bao gồm sàn nhà, mặt bằng bố trí giằng ngang và sàn thao tác, cũng như trọng tâm của các kết cấu và thiết bị cố định.

Độ cứng của thanh consone được xác định dựa trên độ cứng tương đương của công trình, cho phép tính toán sự chuyển dịch tại đỉnh công trình và đỉnh thanh consone dưới cùng một lực ngang Bên cạnh đó, việc xác định thành phần động của tải trọng gió cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.

Mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác động động học của tải trọng gió xác định rằng thành phần động của tải trọng gió có thể chỉ cần xem xét tác động từ thành phần xung của vận tốc gió hoặc lực quán tính của công trình Để đánh giá mức độ nhạy cảm này, cần xem xét mối quan hệ giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn.

Theo TCXD 229:1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa trên dạng dao động đầu tiên, với tầng số dao động riêng cơ bản S phải thỏa mãn bất đẳng thức: f_s < f_L < f_s + 1.

Trong đó: f L được tra trong bảng 2 TCXD 229:199

- Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f L ứng với vùng II và độ giảm loga của   0,3 ứng với công trình bê tông cốt thép f L 1,3(Hz)

Gió động của công trình được phân tích chỉ theo hai phương X và Y, trong đó mỗi dao động chỉ được xem xét theo phương có chuyển vị lớn hơn Để tính toán thành phần động của gió, cần thực hiện các bước cụ thể sau đây.

+ Xác định tầng số dao động riêng của công trình

+ Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát được 12 mode dao động của công trình

Bảng 9 Khối lượng từng tầng và tọa độ tâm khối lượng

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

Bảng 10 Phần trăm khối lượng tham gia dao động

Mode Period Tần số (Hz) UX UY UZ RX RY RZ

 Nhận xét: Căn cứ vào bẳng phần trăm khối lượng tham gia dao động ta có: f 3 0.571 f L 1.3 f s  12.132

Theo TCXD 229: 1999, tính toán phần động của gió bao gồm 3 mode tải trọng Tuy nhiên, qua quan sát dao động trong Etabs, nhận thấy mode 3 bị xoắn, vì vậy chỉ cần xác định thành phần động của gió theo 2 mode.

Bảng 11 Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương X và phương Y

Khối lượng từng tầng M (kN.s 2 /m)

Kích thước nhà theo phương

Giá trị tính toán của phần tải trọng gió

- Áp dụng tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 – Thiết kế công trình chịu động đất a Tổ hợp tính toán

- Tổ hợp tính toán động đất: Combo = 1 x TT + 0.24 x HT

+  E i , : hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi

+  2,i : hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng dăt lên nhà theo bảng 3.4 TCVN 9386:2012

+  : hệ số phụ thuộc vào loại tác động thay đổi theo bảng 4.2 TCVN 9386:2012 b Phương pháp phổ phản ứng

- Phương pháp “Phân tích phổ phản ứng dạng dao động” là phương pháo có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà

 Xác định gia tốc nền tham chiếu

- Gia tốc nền quy đổi a g theo phụ lục H TCVN 9386:2016

- Thành phố Hồ Chí Minh, Quận Tân Bình có gia tốc nền quy đổi a gR  0.0702 g

- Theo giá trị gia tốc nền thiết kế a g   a gR   1 0.0702 g  0.0702 g

- Ta có a g  0.0702 g  0.08 g động đất mạnh, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

 Nhận dạng loại đất nền

- Có 7 loại đất nền phân theo Mục 3.1.2 và Mục 3.2.2.2 TCVN 9386:2012

- Qua bảng số liệu địa chất của công trình ta nhận thấy công trình có nền đất loại D

 Xác định hệ số tầm quan trọng của công trình

Mức độ quan trọng của công trình được xác định qua hệ số tầm quan trọng 1, với các giá trị định nghĩa cụ thể như 1 = 1.25, 1.00 và 0.75, tương ứng với các loại công trình khác nhau (Phụ lục E – TCVN 9386-2012).

I, II, III (Phụ lục F – TCVN 9386-2012)

- Công trình thuộc công trình nhà cao tầng có số tầng là 15 tầng, có mức độ quan trọng loại

II, nên hệ số tầm quan trọng lúc này được lấy  I 1

 Xác định đỉnh gia tốc nền thiết kế

- Theo giá trị gia tốc nền thiết kế a g   a gR  1 0.68870.6887( /m s 2 )

 Xác định hệ số ứng sử q của kết cấu

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

+ q = 3.6 : nhà nhiều tầng, khung một nhịp

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

 Xác định phổ gia tốc thiết kế

- Xác định dựa theo Mục 3.2.2.5 TCVN 9386:2012 phổ thiết kế Sd (T) dùng cho phân tích đàn hồi

+  : hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang,  0.2

+ a g : gia tốc nền thiết kế

+ T B : giới hạn dưới chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

+ T C : giới hạn trên chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

+ T D : giá trị xác định điểm bắt đầu của thành phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

Bảng 12 Giá trị của tham số mô tả phổ phản ứng

 Khai báo phổ gia tốc thiết kế cho kết cấu

- Sử dụng Etabs 9.7.4 khai báo phổ thiết kế cho mô hình

- Từ chương trình Etabs: Menu Define Response SpectrumFunction…

Hình 8 Khai báo phổ đứng trong Etabs

Hình 9 Khai báo phổ ngang trong Etabs

4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG a) Các loại tải trọng

Bảng 13 Các loại tải trọng sử dụng

STT Trường hợp tải Ký hiệu

1 Trọng lượng bản thân DL

2 Tĩnh tải hoàn thiện SDL

4 Hoạt tải sử dụng 1 LL1

5 Hoạt tải sử dụng 2 LL2

9 Động đất theo phương X QX

10 Động đất theo phương Y QY b) Tổ hợp tải trọng

Bảng 14 Các trường hợp tải trọng tính toán - TTGHI

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

14 Comb12 Add DL; SDL; WL; QY 1.1; 1.2; 1.1; 1

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

16 Comb14 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1

17 Comb15 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1

18 Comb16 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1

19 Comb17 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1

20 Comb18 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1; 0.3

21 Comb19 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1; -0.3

22 Comb20 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1; 0.3

23 Comb21 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1; -0.3

24 Comb22 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1; 0.3

25 Comb23 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; 1; -0.3

26 Comb24 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1; 0.3

27 Comb25 Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1.1; 1.2; 1.1; 0.39; 0.36; -1; -0.3

Bảng 15 Các trường hợp tải trọng tính toán - TTGHI

3 Comb1_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2 1; 1; 1; 1; 1

4 Comb2_TC Add DL; SDL; WL; WX 1; 1; 1; 1

5 Comb3_TC Add DL; SDL; WL; WX 1; 1; 1; 1

6 Comb4_TC Add DL; SDL; WL; WY 1; 1; 1; 1

7 Comb5_TC Add DL; SDL; WL; WY 1; 1; 1; 1

8 Comb6_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1; 1; 1; 0.9; 0.9; 0.9

9 Comb7_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WX 1; 1; 1; 0.9; 0.9; -0.9

10 Comb8_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1; 1; 1; 0.9; 0.9; 0.9

11 Comb9_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; WY 1; 1; 1; 0.9; 0.9; -0.9

12 Comb10_TC Add DL; SDL; WL; QX 1; 1; 1; 1

13 Comb11_TC Add DL; SDL; WL; QX 1; 1; 1; -1

14 Comb12_TC Add DL; SDL; WL; QY 1; 1; 1; 1

15 Comb13_TC Add DL; SDL; WL; QY 1; 1; 1; -1

16 Comb14_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1

17 Comb15_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1

18 Comb16_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1

19 Comb17_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1

20 Comb18_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1; 0.3

21 Comb19_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1; -0.3

22 Comb20_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1; 0.3

23 Comb21_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QX; QY 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1; -0.3

24 Comb22_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1; 0.3

25 Comb23_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; 1; -0.3

26 Comb24_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1; 0.3

27 Comb25_TC Add DL; SDL; WL; LL1; LL2; QY; QX 1; 1; 1; 0.3; 0.3; -1; -0.3

28 Combbao_TC Enve Comb1_TC;…; omb25_TC 1;…… ; 1

5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH

5.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình

- Combo chuyển vị: ta lấy từ COMBO1TC đến COMBO25TC để kiểm tra chuyển vị công trình

- Dựa vào phụ lục M của TCVN 5573:2018

Bảng 16 Chuyển vị giới hạn theo phương ngang f u theo yêu cầu cấu tạo

Bảng 17 Chuyển vị đỉnh công trình

Story Diaphragm Load UX UY RZ H/500 Nhận xét

The TANG MAI D1 COMB series presents a range of data points, each with specific values for various metrics For instance, COMB1TC shows a value of -0.0098, while COMB2TC has a slight increase at 0.0014 The values continue to fluctuate across different combinations, with COMB3TC reporting -0.0196 and COMB4TC at -0.009 All combinations maintain a consistency in the final column, indicating compliance or 'Thỏa' with a threshold of 0.095 Notably, both the MAX and MIN values for COMB10TC through COMB22TC remain at -0.0093 and 0.0388, reflecting stability in their measurements Overall, the dataset illustrates a coherent trend across multiple combinations, adhering to specified criteria.

The data for TANG MAI D1 shows various combinations with specific values for MIN and MAX measurements For combinations COMB22TC, COMB23TC, COMB24TC, and COMB25TC, the MIN and MAX values are consistently recorded as -0.0093, 0.0388, 0.00012, and 0.095, indicating compliance However, for COMB26TC, both the MIN and MAX values differ significantly, recorded at -0.2329, 0.9703, and 0.00291, while still meeting compliance standards.

5.2 Kiểm tra độ lệch tầng của công trình

Theo tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu tải động đất TCVN 9386:2012, tại Mục 4.4.3.2, yêu cầu đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn gắn vào kết cấu là d r v phải nhỏ hơn hoặc bằng 0.005h.

+ d r : chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng

TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG TRỤC C

TỔNG QUAN VỀ KHUNG VÀ VÁCH NHÀ CAO TẦNG

Kết cấu khung là một hệ thanh bất biến hình, đóng vai trò quan trọng trong công trình vì nó tiếp nhận tải trọng từ sàn và truyền xuống móng Có hai phương pháp thi công chính là khung toàn khối và khung lắp ghép Theo sơ đồ kết cấu, khung được phân thành khung hoàn toàn và khung không hoàn toàn.

Công trình này được thiết kế theo dạng khung chịu lực, bao gồm hệ cột và dầm sàn ngang tạo thành khung ngang, cùng với hệ cột và dầm dọc hình thành khung dọc Sự kết hợp của các khung ngang và khung dọc tạo ra một khung không gian vững chắc.

Hệ vách cứng chịu lực được bố trí ngang và dọc xung quanh chu vi thang máy, tạo thành một hệ lõi chịu lực đồng nhất Đặc biệt đối với các tòa nhà nhiều tầng, tải trọng ngang có tác động đáng kể, vì vậy vách cứng được thiết kế để chịu tải trọng này và hoạt động như một console.

Việc phân bố đều tải trọng ngang giữa các vách cứng là rất quan trọng trong thiết kế công trình Để đảm bảo hiệu quả, cần giả định rằng các sàn có độ dày lớn, tức là sàn rất cứng và không bị biến dạng trong mặt phẳng Sự phân bố tải trọng ngang sẽ phụ thuộc vào cách bố trí các tường cứng trong công trình.

- Nhận xét tổng quan về công trình:

+ Công trình khu chung cư 13 tầng có tổng diện tích mặt bằng: S=a×b = 38×4020 m 2

+ Có tỉ số kích thước hai cạnh 40 1.05 2

Việc chọn giải pháp kết cấu khung không gian là rất quan trọng, giúp đảm bảo tính chính xác trong thực tế làm việc của công trình Giải pháp này không chỉ tối ưu hóa khả năng làm việc mà còn khai thác hiệu quả các phương của kết cấu, từ đó nâng cao hiệu suất và độ bền của công trình.

TÍNH TOÁN THÉP DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

1 Tính toán cốt thép dọc

- Dầm là cấu kiện chịu uốn nên ta lấy biểu đồ nội lực Combbao để tính cốt thép

- Bê tông B30 : R b  17( Mpa R ); bt  1.2(Mpa); b  1

- Thép AIII    10  được dùng tính thép chính chịu lực:

R s R sc 365(Mpa); R s w 290(Mpa); R 0,393; R 0,541 min ax

 Ví dụ tính thép dầm B1

 Bảng tính chi tiết thép dầm xem phụ lục kèm theo

- Chọn dầm B53 có lực cắt lớn nhất để tính toán cốt đai

Bảng 19 Nội lực dầm B53

- Khả năng chịu lực cắt của bê tông:

 Bê tông không chịu được lực cắt

- Chọn thép đai 6và hai nhánh n2

- Thép đai được bố trí thỏa mãn bước đai smin( ,s s tt m ax,s s ct , dd)

- Cốt đai tính toán theo cấu tạo: s tt

   s b f b bt tt nR R bh s Q m mm

- Cốt đai tính toán lớn nhất: s m ax

- Cốt đai chọn theo cấu tạo: s ct

- Cốt đai được chọn : smin( ,s s tt m ax ,s s ct , dd ) 150( mm)

 Kiểm tra điều kiện sau khi chọn cốt đai

- Cốt đai được bố trí trên hai đầu dầm 1

4 L là  6 có bước đai.s150(mm)

- Cốt đai được bố trí trên giữa dầm 1

2 L là 6có bước đai s  300( mm ) vì được chọn theo cấu tạo

TÍNH TOÁN CỘT KHUNG TRỤC E

1 Lý thuyết tính toán thép dọc a) Khái niệm nén lệch tâm xiên

Hệ khung trong trường hợp này hoạt động theo sơ đồ khung không gian, khiến các cột phải chịu đồng thời lực nén và mômen theo hai phương M2 và M3 Vì các cột vừa chịu nén vừa chịu uốn, nên việc tính toán các cột cần được thực hiện theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên.

- Nguyên tắc tính toán thép cột theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên:

Hình 10 Sơ đồ nội lực với độ lệch tâm

- Nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình, xảy ra khi:

+ Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào

Khi lực dọc N tác động vào tâm, kết hợp với moment M, cần lưu ý rằng mặt phẳng tác dụng không trùng với mặt phẳng đối xứng nào Để đảm bảo tính toán chính xác, cần thực hiện các bước cụ thể trong việc tính toán cốt thép dọc cho cột nén lệch tâm xiên.

- Cốt thép dọc cột nén lệch tâm xiên được tính toán theo phương pháp gần đúng

- Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép

- Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn M x ,M y độ lệch tâm ngẫu nhiên C ax ,C ay

- Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ số   x , y Mômen đã gia tăng:

- Độ lệch tâm ngẫu nhiêne ax ,e ay được xác định như sau: max( 30 600 , ) max( , )

- Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

- Chiều dài tính toán l ox ψ l; x l oy ψ l y , do liên kết cột là liên kết nút cứng nên ψxψy0.7

Bảng 20 Xác định mô hình tính toán theo phương Cx hoặc Cy

- Tính hệ số uốn dọc: 1 1

Với: N cr lực nén tới hạn được xác định theo công thức sau:

- Độ lệch tâm tĩnh học:  

- Xác định độ lệch tâm: 0

- Có thể tính toán độ mảnh theo hai phương như sau:

  c) Tính toán cốt thép theo các trường hợp

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé 0

h  , tính toán gần như tính toán đúng tâm

- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:

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

- Diện tích cốt thép dọc: e b e st sc b γ N R bh

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé 0

- Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức:

- Diện tích toàn bộ thép dọc: b 0 st sc a

- Hệ số k xét đến việc tính toán toàn bộ lấy k = 0.4

 Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn 0

- Diện tích toàn bộ thép dọc:

- Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên đặt theo chu vi, quy định khoảng cách giữ hai cốt dọc kề nhau 50   t 400

- Tính cột C3(850x850mm) tầng điển hình (tầng 4)

Bảng 21 Nội lục C4 tầng 4

Story Column Load Loc N (kN) My (kN.m) Mx (kN.m)

- Chiều cao tính toán:lox loy ψl 0.7 3.4 2.38 m   

- Xét uốn dọc theo phương X: 2.38 9.72

  ox x ax x 1x l C 2380 850 e max ; max ; 28.33 mm 0.028 m

- Hệ kết cấu siêu tĩnh lấy eoxmax e ,e ox 1x 0.036 m 

- Xét uốn dọc theo phương Y: 2.38 9.72

- Hệ kết cấu siêu tĩnh lấy e oy  max e , e  oy 1y   0.028 m  

- Mô hình tính toán như sau:

C  C  tính theo phương X, khi đó quy định nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương với:

    gt o a 50 mm ; h   h a 850 50 800 mm  a gt   z  h 2a 850 2 50 750 mm  

- Độ lệch tâm tĩnh học: 1 3  

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên:ea eax0.2eay 28.33 0.2 28.33 33.996 mm    

- Độ lệch tâm ban đầu: e0max e ;e a 1 55.33 mm 

- Độ lệch tâm quy đổi: e e 0 0.5h a 55.33 0.5 850 50 430.33 mm     

     tính toán theo trường hợp nén lệch tâm rất bé

- Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm:

- Hệ số uốn dọc phụ khi xét đúng tâm:

- Diện tích toàn bộ thép dọc: st e b  2  sc b γNφ R bh 1.14 7615.161 17 0.85 0.85

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min chon

 Xem chi tiết thép cột ở phần phụ lục kèm theo

3 Tính toán cốt đai cho cột

- Lực cắt lớn nhất tại gối : Q =V2 (Lực cắt được lấy ra từ kết quả V2 của Etabs)

- Do lực cắt ở cột nhỏ, nên đối với cột ta chỉ cần bố trí cốt đai theo cấu tạo mà không cần tính toán

- Cấp độ bền khi chịu kéo của bê tông : R bt  17(Mpa)

- Thép đai dùng AI Cường độ cốt đai AI : R s w  225( Mpa )

- Chọn thép đai ∅8 và hai nhánh n  2

- Bước cốt đai chọn theo cấu tạo : min 2 200( )

- Khoảng cách cốt đai trong đoạn nối chồng : dd min ;100 100( )

Trong đó: h là kích thước cạnh của tiết diện ngang nhỏ nhất tính bằng mm

- Bước cốt đai được chọn : s  min( s ct , s dd )  100( mm )

 Cốt đai được bố trí trên hai đầu cột 1

4 L là 8 có bước đai được chọn s  100 mm

 Cốt đai được bố trí trên giữa cột 1

2 L là 8 có bước đai được chọn theo cấu tạo 3 min 4

500 ct h s  và được chọn s  200 mm

TÍNH TOÁN VÁCH

- Thông thường các vách cứng có dạng công xon chịu tổ hợp nội lực sau: N, Mx, My, Qx

Vách cứng có khả năng chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang, với các lực tác động song song với mặt phẳng của nó Trong phân tích này, chúng ta bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương vuông góc với mặt phẳng Vy, chỉ tập trung vào tổ hợp lực gồm (N, My, Qx).

Hình 11 Nội lực tác dụng lên vách, lõi

- Việc tính toán thép cho vách phẳng có thể sử dụng một số phương pháp tính vách thông dụng sau:

+ Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

+ Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment

+ Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

 Chọn phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment để tính a) Mô hình tính toán

Phương pháp này xác định rằng toàn bộ moment trong vách được chịu bởi vùng biên ở hai đầu vách, trong khi lực dọc được phân bố đều trên mặt cắt tiết diện cột Do đó, cốt thép chịu lực sẽ tập trung ở hai bên vùng biên, còn vùng giữa vách sẽ được bố trí cốt thép theo cấu tạo, nếu bê tông ở đó đủ khả năng chịu lực nén.

- Cốt thép ở hai bên vùng bên vùng biên của vách được tính toán như cấu kiện kéo hoặc nén đúng tâm với các giả thuyết sau:

+ Ứng lực kéo chỉ do cốt thép chịu

+ Ứng lực nén sẽ do cả phần bê tông và cốt thép chịu

Hình 12 Mặt cắt và mặt đứng của vách b) Các bước tính toán thiết kế cốt thép vách

 Bước 1: Giả thuyết chiều dài vùng biên chịu moment Bl = Br = Tp

- Diện tích của vách: A = Lp × Tp

- Diện tích của vùng biên trái: Aleft = Bl × Tp

- Diện tích của vùng biên phải: Aright = Br × Tp

- Diện tích vùng giữa vách: Amid = Bm × Tp

 Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên và vùng giữa

+ F: Diện tích mặt cắt vách

+ Fb: Diện tích vùng biên

 Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén

Để tính toán cốt thép cho vùng biên của cột chịu kéo - nén đúng tâm, cần xác định khả năng chịu lực của cột theo công thức cụ thể.

+ Rn, Ra: Cường độ tính toán chịu nén của BT và của cốt thép

+ Fb, Fa: diện tích tiết diện BT vùng biên và của cốt thép dọc

+ Nếu   14 thì chọn   1: hệ số uốn dọc

+ Lo: chiều dài tính toán của cột

+ r min 0.288 Tb : bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh

- Từ công thức trên ta suy ra diện tích cốt thép chịu nén: n b nen a a

Khi N < 0, trong vùng biên chịu kéo, ứng lực kéo mà cốt thép phải chịu được tính toán dựa trên giả thiết ban đầu Diện tích cốt thép chịu kéo được xác định theo công thức a keo a.

 Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép

- Nếu hàm lượng chịu kéo hoặc chịu nén không thỏa thì sẽ tiến hành tăng bề rộng Bl hoặc

Giá trị tăng bề rộng trong từng trường hợp cụ thể có thể là Br hoặc cả hai Mỗi bước tăng bề rộng là Tp/2, với bề rộng tối đa của vùng biên là Lp/2 Nếu Bl hoặc Br đạt đến Lp/2 mà không đáp ứng hàm lượng cho phép của cấu kiện chịu kéo hoặc nén, cần phải tăng bề dày Tp của vách.

- Khi tính ra Fa < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo Theo TCVN 5574-2012 Thép cấu tạo cho vách cứng trong vùng động đất trung bình và mạnh

+ Cốt thép đứng: hàm lượng 0.6%    3.5%

+ Cốt thép ngang: hàm lượng   0.4% nhưng không chọn ít hơn 1/3 hàm lượng của cốt thép dọc

- Trong tính toán nội lực vách này chọn hàm lượng thép dọc cấu tạo của các vùng:

 Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại như cấu kiện chịu nén đúng tâm

- Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo

- Tính toán cốt ngang cho vách cứng: Điều kiện tính toán:  b3 (1     f n ) R bh b bt o Q max 0.3   wl b1 b R bh b o

+ b3 = 0.6: đối với bê tông nặng

+ f = 0: hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén

 : hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc

- Khoảng cách giữa các cốt ngang theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất:

2 n bt o sw sw tt 2 max

- Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt ngang tính theo bê tông chịu cắt:

- Khoảng cách thiết kế của cốt ngang là: smin(s ,s tt max ,s ) ct

- Vách có kích thước bề rộng: tw = 0.3 (m);

- Diện tích tiết diện vách: F = 0.3 x 3 = 0.9 (m 2 )

- Kết quả nội lực vách được xuất từ ETABS với vách được gán các dạng phần tử PIER

Bảng 22 Nội lực vách P1

- Giả thiết chiều dài vùng biên: B = Bleft right= 0.47(m)

- Diện tích vùng biên: F = 0.47×0.47 = 0.221(m )bien 2

- Xác định lực kéo, nén trong vùng biên: left left right

- Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo – nén đúng tâm:

+ Diện tích cốt thép chịu nén là:

 Đường kớnh cốt ngang: chọn ỉ = 12 mm và bố trớ với khoảng s = 200 mm

- Đặt thộp cấu tạo vựng bụng của vỏchỉ14a200

3 Tính toán cốt đai cho vách

- Chọn tầng có lực cắt lớn nhất để tính

Bảng 23 Nội lực vách có lực cắt lớn nhất

- Khả năng chịu lực cắt của bê tông:

 Bê tông đủ khả năng chịu cắt

 Vậy ta bố trớ cốt đai theo cấu tạo ỉ12a200

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

- Gọi kích thước lưới cột là L1 x L2 (2000x2000)(mm)

- Dựa vào cuốn “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình ” ta có :

+ Chọn nhịp của dầm để tính L=8 m

- Chiều dày bản sàn đã được chọn sơ bộ h b  70( mm )

- Vật liệu làm sàn dùng Bê tông B30 và Thép AIII, AI

- Bê tông B30 : R b  17( Mpa R ); bt  1.2(Mpa);  b  1

- Thép AIII    10  : R s  R sc  365( Mpa R ); s w  290( Mpa )

- Thép AI    10  : R s  R sc  225( Mpa R ); s w  175( Mpa )

TÍNH TOÁN BẢN SÀN

- Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình bao gồm tĩnh tải và hoạt tải

- Trong đó tĩnh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân sàn BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện và trọng lượng tường xây trên sàn

2 Sơ đồ tính bản sàn : a) Quan điểm tính toán :

- Bản sàn được tính toán như ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi (nhịp tính toán lấy theo trục), cụ thể :

+ Nếu bản sàn thuộc loại : 2

L (bản làm việc theo phương cạnh ngắn):

Để thực hiện tính toán, chúng ta sẽ cắt một dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn, sau đó phân tích liên kết ở hai đầu bản nhằm xây dựng sơ đồ kết cấu kiểu dầm tương ứng.

+ Nếu bản sàn thuộc loại: 2

L  (bản làm việc theo hai phương còn gọi là bản kê bốn cạnh)

 Tùy theo điều kiện liên kết của 4 cạnh mà ta chọn sơ đồ bản tương ứng, nội suy các giá trị dùng để tính toán Trong đó :

 Liên kết được xem là tựa đơn khi :

+ Bản kê lên tường, bản lắp ghép

+ Bản tựa lên dầm BTCT (đổ toàn khối) có d 3 b h h 

 Liên kết được xem là ngàm khi :

+ Bản tựa lên dầm BTCT (đổ toàn khối) có d 3 b h h  b) Sơ đồ tính :

+ Chiều cao bản sàn : h b  70( mm )

 Vậy ô bản thuộc loại bản kê 4 cạnh (sơ đồ 9) và tính ô bản đơn theo sơ đồ ngàm đàn hồi

Hình 13 Sơ đồ tính ô bản đơn chịu lực theo hai phương

- Cắt ô bản theo mỗi phương với bề rộng b =1m, giải với tải phân bố đều tìm mômen nhịp và gối

- Nội lực của bản kê 4 cạnh :

- Bê tông B30 : R b  17( Mpa R ); bt  1.2(Mpa);  b  1

- Thép AIII    10  được dùng tính thép chính chịu lực:

R s  R sc  365( Mpa ); R s w  290( Mpa ); R  0,393; R  0,541 min ax

- Thép AI    10  được dùng tính thép chịu lực và cấu tạo :

R s  R sc  225( Mpa R ); s w  175( Mpa ); R  0, 418; R  0,596 min ax

Hình 15 Dãy trip theo phương X

Bảng 24 Gía trị momen sàn theo phương X

Nội lực Giá trị Đơn vị Vị trí

 Xem chi tiết bảng tính thép sàn tại phụ lục kèm theo

Hình 16 Dãy trip theo phương Y Bảng 25 Gía trị momen sàn theo phương Y

Nội lực Giá trị Đơn vị Vị trí

 Xem chi tiết bảng tính thép sàn tại phụ lục kèm theo

5 Kiểm tra độ võng sàn

Hình 17 Độ võng của sàn

- Ta có chuyển vị lớn nhất của sàn: f  0.011( ) m

- Chuyển vị cho phép tính theo phụ lục M bảng M.1 TCVN 5574-2018

 Vậy sàn thỏa điều kiện võng

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI