Chung cư thái an1

KIẾN TRÚC

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Tốc độ đô thị hóa nhanh chóng cùng với sự gia tăng dân số tự nhiên đã khiến Thành phố Hồ Chí Minh tiếp nhận một lượng lớn người nhập cư từ các tỉnh thành khác trong cả nước Hiện tại, dân số thành phố khoảng 12 triệu người, tạo ra áp lực lớn trong việc giải quyết việc làm và chỗ ở cho số lượng lao động hiện tại, dự kiến sẽ còn tăng trong những năm tới.

Ngày càng nhiều nhà đầu tư mở rộng hợp tác vào các khu công nghiệp, khu chế xuất và khu công nghệ chất lượng cao, tạo động lực tăng trưởng cho thành phố và cả nước Để giải quyết vấn đề nhà ở cho công nhân viên, nhiều doanh nghiệp đã xây dựng nhà ở giá cả phải chăng và kết hợp thêm tiện ích, giúp họ an cư lập nghiệp và gắn bó hơn với doanh nghiệp, từ đó tạo tiền đề cho sự phát triển chung.

Quỹ đất thổ cư tại Thành phố Hồ Chí Minh đang ngày càng hạn hẹp, khiến việc tiết kiệm và quy hoạch đất xây dựng trở nên cấp thiết Việc khai thác hiệu quả diện tích đất hiện có là một thách thức lớn cho thành phố trong bối cảnh này.

Các tòa nhà chung cư cao cấp và dự án chung cư cho người có thu nhập thấp đang ngày càng gia tăng, phản ánh xu hướng xã hội coi trọng giá trị con người Công năng của chung cư không chỉ dừng lại ở việc cung cấp chỗ ở, mà còn mở rộng ra các dịch vụ phục vụ cư dân Giải pháp xây dựng chung cư cao tầng được xem là tối ưu và tiết kiệm nhất, giúp khai thác hiệu quả quỹ đất trong bối cảnh đô thị ngày càng chật chội.

Nhằm mục đích giải quyết các yêu cầu và mục đích trên, Công trình Chung cư Thái

An 1 được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

Lô 85A42, Khu chế xuất Linh Trung II, phường Bình Chiểu, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh, nằm ở vị trí lý tưởng, đáp ứng đầy đủ nhu cầu sinh hoạt và thuận lợi cho việc làm và sinh sống lâu dài.

Công trình Chung cư Thái An 2 được phân loại là công trình dân dụng cấp 2, theo Phụ lục 1 của Nghị định số 209/2004/NĐ-CP, với chiều cao từ 9 đến 19 tầng hoặc tổng diện tích sàn từ 5000 đến 10000 m².

- Tầng hầm: Công trình có 3 tầng hầm

- Các tầng phần thân: Công trình có 15 tầng, 1 tầng thượng, 1 tầng mái

- Chiều cao công trình: 55.4 m (tính từ cao độ ± 0.000 m, chưa kể Tầng Hầm)

Dự án có tổng diện tích 5.092,9 m², trong đó diện tích đất xây dựng công trình chiếm 54,43% với khoảng 2.766,9 m² Diện tích dành cho cây xanh, giao thông và sân bãi là 2.316 m², chiếm 45,57% tổng diện tích.

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Tầng hầm được thiết kế với thang máy ở giữa, xung quanh là chỗ đậu xe ôtô và xe máy, cùng với các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý để giảm chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng hầm còn có các thiết bị điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió và phòng bảo vệ Tầng 1 là chuỗi cửa hàng tiện lợi với các dịch vụ mua sắm, ăn uống và thanh toán Tầng 2 bao gồm siêu thị Big C, khu vui chơi giải trí, rạp phim và nhà hàng.

Tầng 3: Khu liên hợp nhà ở và 1 sảnh sinh hoạt chung ngoài trời có mái che di động dùng để tổ chức các chương trình giao lưu, hoạt động ngoài trời, tổ chức các sự kiện, lễ hoặc là nơi gặp mặt tiếp khách

Tầng 4 – tầng 15: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

Sân thượng được thiết kế để làm nơi hóng mát cho cư dân chung cư và tích hợp hệ thống thu lôi chống sét cho các tòa nhà cao tầng, với các chậu cảnh và khu vực trồng rau sạch Tầng mái, mặc dù ít sử dụng, có cột chống sét và nhiều lam để treo chậu hoa trang trí Giải pháp mặt bằng đơn giản giúp tạo ra không gian rộng rãi cho việc bố trí các căn hộ bên trong.

Cao độ các tầng điển hình trong công trình được xác định như sau: Tầng 4 đến tầng thượng có cao độ +13.200 m với chiều cao mỗi tầng là 3.2 m Tầng hầm 3 có cao độ -9.000 m, tầng hầm 2 -5.500 m, tầng hầm 1 -2.000 m Các tầng trên mặt đất bao gồm: Tầng 1 có cao độ +1.500 m, tầng 2 +6.000 m, tầng 3 +10.000 m, và tầng mái cao độ +55.400 m.

1.2.3 Giải pháp mặt đứng và hình khối

Công trình có hình dáng bên ngoài là khối hình chữ nhật 4 tầng, với tầng dưới vững chắc và từ tầng 4 trở lên được thiết kế theo dạng chữ C, tạo không gian thông thoáng và mỹ quan Thiết kế này phù hợp với vị trí khu đất trong lòng Khu chế xuất Linh Trung II, cho phép cư dân ngắm nhìn toàn cảnh khu vực trong không gian yên tĩnh, thuận lợi cho sinh hoạt hàng ngày.

1.2.4 Giải pháp giao thông công trình

Giao thông đứng: có 6 buồng thang máy từ tầng hầng – tầng thượng, 4 cầu thang bộ Phục vụ tối đa nhu cầu đi lại cho công nhân viên công ty

Giao thông ngang: hành lang rộng tối đa gần 2 m là lối giao thông chính, thông thoáng 1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

1.3.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

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

+ Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất

+ 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 dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

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

+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường 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 thành phần như tầng cứng, dầm truyền, hệ giằng liên tầng và khung ghép Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực của công trình Việc áp dụng hệ kết cấu này giúp tăng cường độ bền và an toàn cho các công trình xây dựng.

Mỗi loại kết cấu có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với quy mô và yêu cầu thiết kế của từng công trình Việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng dự án cụ thể.

KẾT CẤU

TỔNG QUAN KẾT CẤU

2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ-CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng

Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ-CP, ngày 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng

Bài viết này tổng hợp các Bộ Luật, Thông tư, Nghị định, tiêu chuẩn và quy phạm hiện hành liên quan đến lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp tại Việt Nam cũng như các quy định từ nước ngoài Những thông tin này sẽ giúp các nhà đầu tư, kỹ sư và chuyên gia trong ngành xây dựng nắm bắt được các quy định pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết để thực hiện các dự án xây dựng một cách hiệu quả và hợp pháp.

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn hiện hành được áp dụng:

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

TCXDVN 5574:2012 - Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

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

TCVN 9395:2012 - Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu

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

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

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

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

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

Tiêu chuẩn ACI 318-14: Building Code Requirements for Structural Concrete

Các giáo trình hướng dẫn thiết kế kết cấu công trình và tài liệu tham khảo khác

2.1.3 Nguyên tắc tính toán kết cấu

Khi thiết kế, cần xây dựng sơ đồ kết cấu, xác định kích thước tiết diện và bố trí cốt thép để đảm bảo độ bền, ổn định và cứng không gian cho toàn bộ công trình cũng như từng bộ phận Việc đảm bảo khả năng chịu lực là cần thiết trong cả giai đoạn xây dựng và 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

2.1.3.1 Nhóm trạng thái giới hạn thứ I

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

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

Không bị mất ổn định về hình dáng và vị trí;

Không bị phá hoại khi 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

2.1.3.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ II

Nhằm đảm bảo 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

2.1.3.3 Phương pháp xác định nội lực

Nội lực được xác định thông qua phương pháp tính tay thủ công, bao gồm việc tách rời các cấu kiện trong công trình theo tính tuyến tính và tính định xứ, cùng với việc lựa chọn sơ đồ tính phù hợp.

Tính toán và quy đổi tải trọng;

Giải nội lực theo bảng tra hoặc các công thức cơ học

Mặc dù phương pháp giải quyết vấn đề có thể mang lại kết quả, nhưng thời gian thực hiện thường lâu và phức tạp, dễ dẫn đến sai sót trong tính toán và độ chính xác không cao Hơn nữa, việc áp dụng sơ đồ tính toán ngàm và khớp lý tưởng chỉ là giả thiết, trong khi điều kiện biên thực tế thường không đạt yêu cầu lý tưởng Trong một số trường hợp, tải trọng chỉ được quy đổi gần đúng, và các công thức giải chỉ áp dụng hiệu quả khi vật liệu hoạt động trong miền đàn hồi.

Do đó sinh viên kết hợp giải nội lực theo phương pháp tính tay và phần mềm (giải theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM)

Kết quả phần mềm giải có độ tin cậy cao khi đáp ứng các tiêu chí biến dạng phù hợp với đường tác dụng của tải trọng, đồng thời độ lớn biến dạng phải tương thích với vị trí đặt lực Nội lực giải ra từ phần mềm thường khác so với tính toán tay, và mô hình phần mềm sẽ xem xét ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cấu kiện Nếu nội lực giải ra chênh lệch nhiều so với tính toán tay, cần có những đánh giá và lý giải hợp lý Trong đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm để phân tích nội lực của mô hình.

- Phần mềm ETABS 2018: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình;

2.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO CÔNG TRÌNH

Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt

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 dụng 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

Vật liệu có giá thành hợp lý

Trong ngành xây dựng hiện nay, vật liệu chủ yếu được sử dụng là thép và bê tông cốt thép, nhờ vào những ưu điểm như dễ chế tạo và nguồn cung dồi dào Bên cạnh đó, các vật liệu khác như vật liệu liên hợp thép – bê tông và hợp kim nhẹ cũng đang được nghiên cứu Tuy nhiên, việc áp dụng các vật liệu mới này còn hạn chế do công nghệ chế tạo còn mới mẻ và chi phí tương đối cao.

2.2.1 Bê tông (viện dẫn theo TCVN 5574:2012)

Cấu kiện móng, sử dụng BT B40 và dầm, sàn, cột, vách sử dụng BT B30 Với:

Bê tông B30: R b 17 (MPa); R bt 1.2 (MPa); E b 32500 (MPa);  b 0.9.

Bê tông B40: R b 22 (MPa); R bt 1.4 (MPa); E b 36000 (MPa);  b 0.9.

2.2.2 Cốt thép (viện dẫn theo TCVN 5574:2012)

Cốt thộp chịu lực của sàn, dầm, cột, vỏch, đài múng dựng thộp AIII (ỉ10-40 mm); cốt đai cho dầm, cột dùng thép AI Với:

Cốt thép AI: R s R sc 225 (MPa); R sw 175 (MPa); E s 21 10 (MPa). 4

Cốt thép AIII: R s R sc 365 (MPa); R sw 290 (MPa); E s 20 10 (MPa). 4

- Vữa tô trát, gạch có lỗ xây tường có trọng lượng riêng:  v 18 kN m³ ;   g 15 kN m³  

- Gạch lát nền, ốp tường Ceramic có trọng lượng riêng:   20 kN m³  

2.3 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN CỦA CÔNG TRÌNH

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn sườn tầng điển hình

Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức sau: s D 1 h L

 m Với: D = (0.8 – 1.4) hệ số xét đến tải trọng lên sàn m = (30 – 35) đối với bản sàn làm việc 1 phương m = (40 – 45) đối với bản sàn làm việc 2 phương

L : là cạnh ngắn của ô sàn có kích thước lớn nhất: 9000 × 9000 (mm) 1 s 1

        Chọn h 180(mm) s  2.3.2 Sơ bộ chiều dày sàn tầng hầm, sân thượng, mái

Chiều dày sàn tầng hầm được chọn để thỏa khả năng chịu tải trọng lớn cũng như khả năng chống thấm cho sàn nên sinh viên chọn: h sh 250 (mm).

Chiều dày sàn mái chủ yếu là chịu hoạt tải sữa chữa và chống thấm hoặc lớp cách nhiệt nên sinh viên chọn: h sm 120 (mm)

2.3.3 Sơ bộ chọn kích thước của dầm chính, dầm phụ

Với ô sàn có kích thước lớn nhất: 9000 × 9000 (mm)

2.3.3.1 Dầm chính có tiết diện: 900×300 (mm) dc

        Chọn h dc 900 (mm). dc dc

2.3.3.2 Dầm phụ có tiết diện: 600×300 (mm) và 400×300 (mm) dp

    Chọn h dp 600 (mm). dp dp

2.3.4 Sơ bộ chọn tiết diện của vách đơn

Xác định sơ bộ tiết diện vách như tiết diện cột:   

Trong đó: k (1.2 1.5)  : Hệ số kể đến ảnh hưởng của moment q (6 8) (kN/m²)  : Tải phân bố đều trên sàn

Sxq: Diện truyền tải xung quanh vách n: Số tầng phía trên cột B40R b 22 (MPa).

Hình 2.1: Diện tích truyền tải của vách cứng tại vị trí trục 4-B

Vậy diện tích tiết diện vách tầng điển hình là: v 3 3

Sinh viên chọn bề dày vách b = 0.30 (m) và Av = 0.48 (m 2 )  Chiều dài vách:

Tiết diện vách sinh viên chọn sơ bộ cho tầng điển hình là: b h 0.3 1.8 (m).  

Tiết diện lõi của vách thang máy và vách tầng hầm cần được chọn sơ bộ với bề dày 0.3 m, đảm bảo tuân thủ các điều kiện theo TCVN 198:1997 Độ dày của thành vách không được nhỏ hơn 150 mm và phải lớn hơn hoặc bằng 1/20 chiều cao tầng.

2.3.5 Sơ bộ tiết diện cột

Hình 2.2: Diện tích truyền tải của cột khung tại vị trí trục 4-D

Tương tự vách, xác định sơ bộ tiết diện cột: Column t xq b k n q S

Vậy diện tích tiết diện cột là:

Chọn bề rộng b = 0.4 (m) và Ac = 0.16  Chiều dài tiết diện cột h A c 0.16 0.4(m). b 0.4

Tiết diện cột chọn sơ bộ là: b h 0.4 0.4 (m).  

Sinh viên tiến hành chọn sơ bộ tiết diện cho sàn, dầm, cột và vách trong mô hình, sau đó sử dụng phần mềm ETABS 2018 để giải nội lực Từ kết quả nội lực thu được, sinh viên sẽ thực hiện tính toán và điều chỉnh kích thước tiết diện của sàn, dầm, cột và vách sao cho hợp lý, đảm bảo công trình vừa đáp ứng yêu cầu chịu lực vừa tối ưu về mặt kinh tế.

2.3.6 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được chọn dựa theo TCVN 5574:2012:

- Đối với dầm, vách, cột chọn 25 (mm)

- Đối với phương án sàn dầm chọn 15 (mm)

- Đối với móng chọn tối thiểu 30 (mm), tối đa 50 (mm)

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

PHƯƠNG ÁN 1: SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

3.1 MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3.1: Mặt bằng kết cấu sàn sườn tầng điển hình 3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Khi thiết kế nhà cao tầng, cần chú ý đến hai đặc trưng cơ bản của tải trọng: tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán Tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng, hệ số này phản ánh khả năng sai lệch bất lợi của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn, phụ thuộc vào trạng thái giới hạn Bên cạnh đó, cũng cần xem xét các tải trọng đặc biệt như động đất.

3.2.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)

Là tải trọng tác dụng không đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình Gồm:

- Khối lượng bản thân các phần nhà và công trình, gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che

- Khối lượng và áp lực của đất do lấp hoặc đắp

Trọng lượng bản thân của công trình được xác định dựa trên cấu trúc kiến trúc như tường, cột, dầm, sàn, cùng với các lớp vữa trát, ốp, lát, và các lớp cách âm, cách nhiệt Hệ số vượt tải cho trọng lượng bản thân dao động từ 1.05 đến 1.3, tùy thuộc vào loại vật liệu và phương pháp thi công được sử dụng.

3.2.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Tải trọng tạm thời là những tải trọng có thể không xuất hiện trong một giai đoạn nhất định của quá trình xây dựng và sử dụng công trình Chúng được chia thành hai loại: tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn.

3.2.3 Tải trọng tạm thời dài hạn

- Khối lượng vách ngăn, khối lượng phần đất và khối lượng bê tông đệm dưới thiết bị

- Khối lượng các thiết bị, thang máy, ống dẫn…

- Tác dụng của biến dạng nền không kèm theo sự thay đổi cấu trúc đất

- Tác dụng do sự thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

3.2.4 Tải trọng tạm thời ngắn hạn

- Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ gá lắp trong phạm vi phục vụ và sửa chữa thiết bị

- Tải trọng do thiết bị sinh ra trong quá trình hoạt động, đối với nhà cao tầng đó là do sự hoạt động lên xuống của thang máy

- Tải trọng gió lên công trình bao gồm gió tĩnh và gió động

3.3.1 Tải trọng thường xuyên do các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải phụ thuộc vào các lớp cấu tạo sàn Trong đồ án, phân bố các lớp cấu tạo sàn được chọn điển hình như sau:

Hình 3.2: Cấu tạo bản sàn tầng điển hình 3.3.1.2 Sàn tầng điển hình

Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình

Bề dày lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải tính toán (kN/m²)

Tổng TTTT tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.64

Tổng TTTC tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.2 1.37 3.3.1.3 Sàn tầng hầm

Các lớp cấu tạo sàn tầng hầm

Vữa lát nền + tạo dốc 50 18 1.3 1.17

Tổng TTTC tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.2 1.03 3.3.1.4 Sàn sân thượng

Các lớp cấu tạo sàn sân thượng

Gạch lát nền chịu nhiệt 20 20 1.1 0.44

Vữa lót nền + tạo dốc 50 18 1.3 1.17

Tổng TTTC tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.2 2.19 3.3.1.5 Sàn mái

Các lớp cấu tạo sàn mái

Gạch lát nền chống nóng 10 20 1.1 0.22

Tổng TTTC tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.2 2.01 3.3.1.6 Sàn vệ sinh

Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Tổng TTTC tác dụng lên sàn không kể TLBT (kN/m²) 1.2 2.01 3.3.2 Tải tường xây trên sàn và dầm

3.3.2.1 Tải trọng tường xây phân bố trên sàn

Tường gạch dày 200 (mm) xây trên dầm Chiều cao tường xây (m) 3.20

Các lớp cấu tạo tường Chiều dày lớp cấu tạo (mm) Trọng lượng riêng (kN/m³) Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán

Tải tường phân bố trên 1m dài (kN/m) 11.33 12.81

3.3.2.2 Tải trọng tường xây phân bố trên dầm chính, phụ

Tường gạch dày 200 (mm) xây trên dầm Chiều cao tường xây (m) 2.60 Các lớp cấu tạo tường

Chiều dày lớp cấu tạo (mm)

Tải tường có cửa (nhân hệ số cửa 0.7) (kN/m) 6.44 7.28 Tường gạch dày 100 (mm) xây trên dầm Chiều cao tường xây (m) 2.60

Tải tường có cửa (nhân hệ số cửa 0.7) (kN/m) 3.71 4.28

Các lớp cấu tạo tường

Tải tường có cửa (nhân hệ số cửa 0.7) (kN/m) 6.69 7.56 Tường gạch dày 100 (mm) xây trên dầm Chiều cao tường xây (m) 2.70

Tải tường có cửa (nhân hệ số cửa 0.7) (kN/m) 3.86 4.45

Các lớp cấu tạo tường

Tải tường có cửa (nhân hệ số cửa 0.7) (kN/m) 6.94 7.84 3.3.3 Hoạt tải

STT Công năng ô bản sàn Tải tiêu chuẩn (kN/m²) Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán (kN/m²)

Toàn phần Phần dài hạn

2 Thang bộ, sảnh, hành lang 3.00 1.0 1.2 3.60

3 Phòng ở căn hộ, chung cư 1.50 0.3 1.3 1.95

6 Mái bằng có sử dụng 1.50 0.5 1.3 1.95

7 Mái bằng không sử dụng 0.75 0.0 1.3 0.98

9 Phòng thương mại dịch vụ 4.00 1.4 1.2 4.80

3.3.4 Kiểm tra độ võng của sàn (theo TCVN 5574:2012)

Để tính toán sàn như một cấu kiện chịu uốn, quy trình thực hiện theo điều 7-TCVN 5574:2012 Nội lực được sử dụng trong tính toán xuất phát từ tải trọng tiêu chuẩn.

Khi tính toán độ võng của sàn bản kê bốn cạnh, chỉ cần xem xét moment nhịp theo phương cạnh ngắn do độ võng của hai phương này bằng nhau Việc tính toán được thực hiện bằng cách cắt một dãy bản có bề rộng b = 1 (m), tương tự như phương pháp xác định nội lực để tính toán cốt thép sàn Để đảm bảo yêu cầu chống thấm, sàn cần hình thành vết nứt theo điều kiện giới hạn, do đó, độ võng được tính toán theo “mục 7.4.2 và mục 7.4.4 – xác định độ võng cấu kiện BTCT trên đoạn có vết nứt trong vùng chịu kéo” theo TCVN 5574:2012.

3.3.4.2 Tính toán khả năng kháng nứt của sàn

Chọn sàn có kích thước lớn nhất (9000×9000 mm) để tính toán kiểm tra độ võng

Sự hình thành vết nứt được kiểm tra theo điều kiện (mục 7.1.2.4 TCVN 5574:2012) Với công thức sau: M r M crc R bt ,ser W pl Trong đó:

M là moment được tạo ra bởi các ngoại lực tác động từ một phía của tiết diện, nằm song song với trục trung hòa Moment này đi qua điểm lõi, cách xa vùng chịu kéo của tiết diện hơn cả.

M là moment chống nứt của tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi hình thành crc vết nứt

W là moment kháng uốn của tiết diện qui đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng pl

Bê tông B30 : R b,ser 22 (MPa); R bt,ser 1.8 (MPa); E b 32500 (MPa).

Cốt thép AIII: R s R sc 365 (MPa); R sw 290 (MPa); E s 200000 (MPa).

+ Chiều dày bản sàn: h s 180 (mm).

+ Tiết diện hình chữ nhật: b h 1000 180 (mm).  

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: c 15 (mm).

+ Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông ngoài cùng: a c 0.5ỉ 15 0.5 10 20 (mm).     

+ Chiều cao làm việc: h o   h a 180 20 160 (mm). 

+ Ta bố trí thép sàn: s s o

Tiết diện hình chữ nhật nên: bb f b ' f ; h f h ' f 0.

- Diện tích tiết diện ngang quy đổi:

- Moment tĩnh của A red lấy đối với trục qua mép chịu nén:

- Khoảng cách từ trọng tâm O của tiết diện đến mép chịu nén: red o red x S

- Moment quán tính của A red lấy đối với trục qua trọng tâm là I red :

- Moment chống uốn của tiết diện lấy đối với mép chịu kéo: red red o

- Khoảng cách từ đỉnh lõi xa vùng kéo đến trọng tâm O: red o red pl r r W

Với: γ = 1.75 ( tra phụ lục 11 trong sách thực hành tính toán cấu kiện bê tông cốt thép tập 2 - Thầy Nguyễn Đình Cống)

Ta đi xác định nội lực: (lấy theo tải trọng tiêu chuẩn) từ phần mềm SAFE 2012

- Moment M 1 do tải tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng gây ra: 5.6 (kNm)

- Moment M 2 do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn gây ra: 5.1 (kNm)

- Kiểm tra khả năng chống nứt:

- Bê tông đóng rắn tự nhiên, (phụ lục 10) lấy:   sc 40( MPa)

Tính: M rp   sc A (h s o x o r ) pl   sc A (x ' s o  a ' r pl )

26 crc bt ,ser pl rp

Cấu kiện sàn cần phải có khả năng kháng nứt để đảm bảo an toàn và tính thẩm mỹ cho công trình, đồng thời đáp ứng yêu cầu chống thấm Sinh viên tiến hành tính toán và kiểm tra độ võng của sàn để đảm bảo chất lượng và hiệu quả sử dụng.

Kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn tầng điển hình bằng SAFE 2012 so sánh với giá trị giới hạn trong TCVN 5574:2012

Hình 3.3: Độ võng ngắn hạn của sàn = 12.75 (mm) theo phân tích đàn hồi trong SAFE 2012

Ta có: chuyển vị lớn nhất tại ô sàn diện tích lớn nhất 9000×9000 (mm):

Với độ võng đàn hồi giới hạn   f  25 (mm) tra bảng 4 – TCVN 5574:2012

Vậy sàn tầng điển hình làm việc bình thường

3.3.4.3 Mô hình, xuất nội lực tính thép sàn tầng điển hình bằng SAFE 2012

Mô hình và xuất kết quả nội lực sàn được thực hiện thông qua việc chia dãy Strips, dựa trên sự phân bố ứng suất trên mỗi ô sàn Phương pháp này giúp tính toán thép chịu lực cho sàn tầng điển hình một cách chính xác và hiệu quả.

Biểu đồ Moment xuất ra từ SAFE 2012 dùng để tính toán thép cho sàn tầng điển hình

Hình 3.4: Moment dải Strips theo phương X

Hình 3.5: Moment dải Strips theo phương Y

3.3.5 Tính toán và bố trí thép sàn tầng điển hình

Bảng tổng hợp moment và tính toán thép cho sàn tầng điển hình được lấy từ dãy strips trong thư mục excel “thiet-ke-thep-san” Do số lượng kết quả tính toán lớn, sinh viên đã tóm tắt như sau: Thép lớp dưới và lớp trên được xác định theo hai phương ỉ10a200 Tất cả các điều kiện cho sàn đều được thỏa mãn.

Phương Dải Strips Nhịp b s (mm) hs (mm) b Dải (m) ỉ a (mm) As (cm²)  (%)

THIẾT KẾ CẦU THANG

4.1 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO 2 VẾ THANG

Hình 4.1: Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 4.1.1 Bậc thang

- Cầu thang dạng bản hai vế với tổng số bậc thang là 21 bậc, vế 1 có 10 bậc, vế 2 có 9 bậc

- Chiều dài bậc thang chọn: l b 260 (mm).

- Góc nghiêng bản thang: b o b h 152 tan 0.58 30.11 cos 0.865 l 260

4.1.4 Tải trọng tính toán tác dụng lên vế thang

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ cầu thang

Các lớp cấu tạo BCN tầng điển hình

Bề dày lớp cấu tạo BCN

Tổng TTTT tác dụng lên BCN kể cả TLBT (kN/m²) 4.17

Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng cầu thang

Các lớp cấu tạo BCN tầng điển hình

Bề dày lớp cấu tạo BCN

Lan can, tay vịn 0.5 (kN/m) Rộng bản B (m) 1.3 0.38 Tổng TTTT tác dụng lên bản nghiêng kể cả TLBT (kN/m²) 5.88

4.1.5 Tính toán và bố trí thép cho vế thang 1 (10 bậc thang)

Phản lực tại gối tựa của vế 1 (10 bậc thang):

Lấy đạo hàm M x theo x và cho đạo hàm đó bằng không, ta tìm được x:

Thay x vào M x ta tìm được moment lớn nhất tại nhịp:

Vì tính theo sơ đồ 2 đầu khớp, giá trị M phân bố để tính cốt thép cho nhịp và gối: n max

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s R b min max s

 Kết quả tính toán cốt thép được trình bày ở bảng sau:

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

4.1.6 Tính toán và bố trí thép cho vế thang 2 (9 bậc thang)

Phản lực tại gối tựa của vế 2 (9 bậc thang):

Lấy đạo hàm M x theo x và cho đạo hàm đó bằng không, ta tìm được x:

Thay x vào M x ta tìm được moment lớn nhất tại nhịp:

Vì tính theo sơ đồ 2 đầu khớp, giá trị M phân bố để tính cốt thép cho nhịp và gối: n max

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s R b min max s

 Kết quả tính toán cốt thép được trình bày ở bảng sau:

(kN.m) b (mm) h (mm) a (mm) ho

(cm²) Nhịp 16.56 1000 100 20 80 0.152 0.166 6.19 0.619 ỉ10a120 6.54 Gối 9.46 1000 100 20 80 0.087 0.091 3.39 0.339 ỉ10a200 3.93 4.2 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP DẦM CHIẾU NGHỈ CẦU THANG

Nhịp dầm chiếu nghỉ: 3300 (mm)

Chọn sơ bộ dầm chiếu nghỉ với kích thước: 300×150 (mm)

4.2.1 Tải trọng tác dụng vào dầm chiếu nghỉ

Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ: q 1 1.1 25 0.15 0.3 1.24 (kN m).   

Tải trọng do bản thang truyền vào (bằng phản lực của bản thang tại vị trí tiếp xúc với dầm chiếu nghỉ) và xét trên 1m dài: q 2 25.76 (kN m).

Tải trọng do tường xây trên dầm chiếu nghỉ: q 3 1.1 3.3 (1.5 0.5) 3.63 (kN m).    Với tường gạch rỗng dày 200 (mm) có tải trọng là: 3.3 (kN/m²)

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

Hình 4.2: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ DCN

Hình 4.3: Biểu đồ moment dầm chiếu nghỉ DCN

Hình 4.4: Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ DCN

 : tính toán nội lực dầm phụ theo sơ đồ khớp dẻo, tra bảng được  hoặc tính từ công thức sau: m s b b o s

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s b b min max pl o s

4.2.2 Tính toán và bố trí thép cho dầm chiếu nghỉ ỉ DCN

Bảng 4.1: Bố trí thép dầm chiếu nghỉ 4.2.3 Tính toán cốt đai cho dầm chiếu nghỉ

Tính cốt đai cho tiết diện bên trái gối 2 có lực cắt lớn nhất Q = 50.5 kN

Kiểm tra điều kiện tính toán:  b3 (1     f n ) R bh b bt o

 bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt

Chọn cốt đai ỉ6 cú a sw 28.3 (mm²), số nhỏnh cốt đai n = 2

Xác định bước cốt đai:

Ta có S min(S ,S ,S ) 150 (mm) tt ct max  nên chọn S = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 hai bên gối tựa của dầm

Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính Đoạn dầm giữa nhịp: ct dp

Chọn S = 200 (mm) bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

THIẾT KẾ HỆ KHUNG

5.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG

Hình 5.1: Mô hình hệ kết cấu công trình trong ETABS 2016

Mode Period Tần số f UX UY UZ sec 1/sec

Bảng 5.1: Kết quả phân tích dao động công trình trong ETABS 2016

Story Diaphragm XCM YCM XCCM YCCM m m m m

Bảng 5.2: Tọa độ tâm hình học XCCM, tâm khối lượng XCM

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j của công trình xác định theo công thức:

W - Giá trị áp lực gió, phụ thuộc vùng gió tại địa điểm xây dựng công trình o

  j k z - Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao c - Hệ số khí động chung cho cả gió hút và gió đẩy theo 2 phương c = 0.8 + 0.6 = 1.4

- Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j của công trình: j  

 - Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió Lấy  = 1.2

S - Diện tích truyền tải trọng gió (m²)

- Công trình nằm ở quận 12, TP HCM thuộc vùng gió IIA, dạng địa hình B tra bảng TCVN 2737:1995 được: W o 0.83 (kN m²).

Tầng hi (m) zi (m) k (zj) hđg (m) Lx (m) Wx (kN) Ly (m) Wy (kN)

Bảng 5.3: Tải trọng gió tĩnh tiêu chuẩn tác dụng lên công trình

- Công trình có H 55.4 m     40 m    theo TCVN 2737:1995 cần tính toán thành phần động của tải trọng gió

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên tầng thứ j của công trình được xác định theo dạng dao động thứ i thông qua công thức cụ thể.

M - Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j j

i - Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i y - Dịch chuyển ngang tỉ đối trọng tâm tầng thứ j ứng với dạng dao động thứ i ji

i - Hệ số ứng với dạng dao động thứ i

- Hệ số động lực  i xác định bằng cách tra biểu đồ TCXD 229:1999 phụ thuộc vào thông số

i và độ giảm loga của dao động: i o i

W - Giá trị áp lực gió (N/m²) o f - Tần số dạng dao động thứ i (Hz) i

Hình 5.2: Biểu đồ xác định hệ số động lực

- Hệ số  i xác định bằng công thức: n ji Fj j 1 i n

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j, ký hiệu là W, được xác định theo công thức: W Fj = W j × ζ × ν × j i S j Trong đó, Fj đại diện cho các dạng dao động khác nhau, và xung vận tốc gió có thứ nguyên là lực sẽ ảnh hưởng đến W.

j - Hệ số áp lực động ứng với tầng thứ j

i - Hệ số tương quan không gian ứng với dạng dao động thứ i, với i > 1 thì   i 1.

S - Diện tích đón gió của tầng thứ j j

Theo tiêu chuẩn Tra TCXD 229:1999, giá trị giới hạn của tần số dao động riêng được xác định là f L = 1.3 Hz Phân tích dao động của công trình cho thấy tần số dao động của chế độ 1 (f Mode1) là 0.567 Hz, trong khi tần số dao động của chế độ 4 (f Mode 4) là 2.15 Hz, với điều kiện f 1 < f L < f 4.

 Theo phương X chỉ cần xét dạng dao động 1 (Mode 1), theo phương Y chỉ cần xét dạng dao động 2 (Mode 2)

Bảng 5.4: Giá trị tiêu chuẩn gió động theo phương X do dạng dao động 1 gây ra

Bảng 5.5: Giá trị tiêu chuẩn gió động theo phương Y do dạng dao động 2 gây ra

5.2.3 Tổ hợp tải trọng gió

Theo TCXD 229:1999 tổ hợp nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió xác định như sau: s   2 t d i i 1

X – Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị do tải trọng gió gây ra

X – Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị do thành phần gió tĩnh gây ra t d

Xi – Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị do thành phần gió động thứ i gây ra s – số dao động tính toán

Theo TCVN 9386:2012, có hai nhóm phương pháp chính để phân tích và tính toán động đất: phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính và phương pháp phân tích phi tuyến Trong đó, phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính thường được áp dụng, bao gồm phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động.

5.3.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương

(1) P Theo mỗi phương nằm ngang được phân tích, lực cắt đáy động đất phải được xác định theo biểu thức sau: F b S (T )m d 1  Trong đó:

Sd (T1) là tung độ của phổ thiết kế (xem 3.2.2.5) tại chu kỳ T ; 1

Chu kỳ dao động cơ bản của nhà ở (T) được xác định bởi chuyển động ngang theo phương đang xét Tổng khối lượng của nhà (m) bao gồm khối lượng trên móng hoặc khối lượng trên đỉnh của phần cứng phía dưới, được tính toán theo công thức 3.2.4(2).

 là Hệ số hiệu chỉnh, lấy như sau:

 = 0.85 nếu T 1 2T C với nhà có trên 2 tầng hoặc  = 1.0 với các trường hợp khác 5.3.2.2 Phân bố lực động đất nằm ngang

Các dạng dao động cơ bản theo các phương nằm ngang của nhà có thể được xác định thông qua các phương pháp động lực học công trình hoặc được xấp xỉ bằng các chuyển vị ngang tăng tuyến tính theo chiều cao của nhà.

(2) P Tác động động đất phải được xác định bằng cách đặt các lực ngang F i vào tất cả các tầng ở hai mô hình phẳng i i i b j j

F là lực ngang tác dụng tại tầng thứ i; i

Fb là lực cắt đáy do động đất, được tính theo thông số 4.5 Trong đó, i, j, s lần lượt biểu thị chuyển vị của các khối lượng m, m trong dạng dao động cơ bản Các khối lượng m, m này được xác định theo các tầng theo công thức 3.2.4.(2).

Phương pháp này được áp dụng cho các nhà mà phản ứng của chúng không bị ảnh hưởng đáng kể bởi các dạng dao động bậc cao hơn so với dao động cơ bản trong mỗi phương chính.

Yêu cầu này được xem là thỏa mãn nếu kết cấu nhà đáp ứng được cả hai điều kiện sau:

Có các chu kỳ dao động cơ bản T1 theo hai hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau:

Thỏa mãn những tiêu chí về tính đều đặn theo mặt đứng trong mục 4.2.3.3 (TCVN 9386:2012)

- Phổ thiết kế Sd (T) được xác định bằng các biểu thức sau:

S T - Phổ phản ứng đàn hồi

T - Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do a - Gia tốc nền thiết kế g

T - Giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc B

T - Giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc C

T - Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ D

 - Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương ngang

5.3.3 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động

Phương pháp này có thể áp dụng cho mọi loại công trình, nhưng thường được sử dụng cho những công trình không đáp ứng đủ các điều kiện khi sử dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương trước đó.

Cần xem xét phản ứng của tất cả các dạng dao động để đánh giá chính xác phản ứng tổng thể của ngôi nhà, đặc biệt khi đạt được một trong hai điều kiện nhất định.

Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lượng kết cấu

Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét đến

Theo mỗi phương nằm ngang được phân tích, lực cắt đáy động đất tướng ứng với dạng dao động thứ i xác định theo biểu thức sau:

Khối lượng hữu hiệu tham gia dạng dao động thứ i được xác định theo công thức: n 2 ji j j 1 i n

- Phân bố lực cắt đáy lên các tầng: ji j ij bi n ji j j 1

5.3.4 Tính toán lực động đất tác dụng lên công trình

- Đặc điểm công trình xây dựng: Phường Tân Thới Nhất - Quận 12 - Tp HCM

- Loại kết cấu: Khung - Vách

- Số tầng: 17 tầng nổi + 3 hầm

- Hệ số tầm quan trọng công trình: Công trình cấp II    I 1.

- Thuộc loại đất nền: Quận Thủ Đức: nền loại C

Các thông số dẫn xuất: Tính toán và tra theo TCVN 9386:2012

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú

Gia tốc nền quy đổi a gRo 0.0727 Tra phụ lục H

Gia tốc nền agR 0.7132 m/s² a gR  a gRo   g  9.81(m s ) 2 

Gia tốc nền thiết kế ag 0.7132 m/s² ag agR I

Thông số xác định phổ thiết kế với đất nền loại C

Hệ số ứng xử q 3.90 Tra mục 5.2.2.2

Hệ số xác định cận dưới  0.20 Tra mục 3.2.2.5

Theo TCVN 9386:2012, với a g = 0.713 (m/s²) và 0.08 g 0.785 (m/s²), chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm nhẹ Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án, sinh viên vẫn tiến hành tính toán tải trọng động đất để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của nó đối với công trình.

Do các chu kỳ dao động cơ bản T1 theo hai hướng chính không đáp ứng điều kiện khi áp dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, cần sử dụng phương pháp phổ phản ứng dao động Phần mềm ETABS 2018 hỗ trợ người dùng trong việc khai báo và tính toán tải trọng động đất tự động theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi Để đảm bảo tính nhanh chóng và chính xác, sinh viên có thể nhập tải động đất thông qua việc khai báo phổ phản ứng vào phần mềm.

2.20 0.1426 2.40 0.1426 2.60 0.1426 2.80 0.1426 3.00 0.1426 4.00 0.1426 5.50 0.1426 7.00 0.1426 8.50 0.1426 10.00 0.1426 Bảng 5.6: Tính tay phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang

Hình 5.3: Hình dạng phổ phản ứng theo phương ngang ứng với chu kỳ T max là 4 (s) 5.3.5 Tổ hợp các hệ quả của thành phần nằm ngang tải trọng động đất

- Theo TCVN 9386:2012, các thành phần nằm ngang của tải trọng động đất phải được xem là tác động đồng thời

Giá trị lớn nhất của các hệ quả tác động lên kết cấu do tải trọng động đất được xác định bằng căn bậc hai tổng bình phương các giá trị của từng hệ quả tác động từ các thành phần nằm ngang.

Kết quả nghiên cứu cho thấy an toàn là yếu tố quan trọng, vì lực động đất tác động theo hai phương ngang không luôn đồng thời đạt giá trị lớn nhất Do đó, có thể tổ hợp các lực này để đảm bảo tính an toàn trong thiết kế.

E - Hệ quả của tác động động đất đang xét E

EEdx- Hệ quả của tác động động đất theo trục nằm ngang phương x của kết cấu

EEdy- Hệ quả của tác động động đất theo trục nằm ngang phương y của kết cấu 5.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Ký hiệu Ý nghĩa trường hợp tải trọng Loại tổ hợp

DL Trọng lượng bản thân kết cấu Linear Add SDL Tĩnh tải hoàn thiện (các lớp cấu tạo sàn) Linear Add

WL Tĩnh tải tường xây trên sàn, dầm Linear Add LL1 Hoạt tải tiêu chuẩn có giá trị < 2 (kN/m²) Linear Add

LL2 Hoạt tải tiêu chuẩn có giá trị >= 2 (kN/m²) Linear Add

WTX Thành phần tĩnh của gió theo phương X Linear Add

WTY Thành phần tĩnh của gió theo phương Y Linear Add

WDX Thành phần động của gió theo phương X Linear Add

WDY Thành phần động của gió theo phương Y Linear Add

QX Thành phần động đất theo phương X Linear Add

QY Thành phần động đất theo phương Y Linear Add Bảng 5.7: Các trường hợp tải trọng dùng cho công trình

5.4.2 Các tổ hợp tải trọng

Theo tiêu chuẩn ACI 318:14, khi hoạt tải không vượt quá 3/4 của tĩnh tải thì có thể chất đầy hoạt tải toàn bộ công trình

Theo giáo trình của GS.TS Nguyễn Đình Cống, khi tải trọng tĩnh lớn hơn 2 lần tải trọng hoạt động, có thể chất đầy toàn bộ công trình do ảnh hưởng không đáng kể của các trường hợp tải khác Vì vậy, để đơn giản hóa trong việc khai báo, tính toán và kiểm soát kết quả mô hình, sinh viên nên chất đầy toàn bộ tải trọng hoạt động lên công trình.

5.4.2.1 Tổ hợp cơ bản 1: Gồm tĩnh tải và 1 hoạt tải

Tiến hành nhập vào mô hình ETABS 2018 tải tiêu chuẩn nên cấu trúc tổ hợp cơ bản 1: 1.1 × Tĩnh tải + 1.2 × Hoạt tải

5.4.2.2 Tổ hợp cơ bản 2: Gồm tĩnh tải và từ 2 hoạt tải trở lên

Cấu trúc tổ hợp cơ bản 2:

1.1 × Tĩnh tải + 1.2 × 0.9 × Hoạt tải 1 + 1.2 × 0.9 × Hoạt tải 2

Theo TCVN 9386:2012, giá trị thiết kế E do các hệ quả tác động do động đất gây ra d xác định theo công thức: d k, j Ed 2,i k,i j 1 i 1

G - Tĩnh tải (không kể trọng lượng bản thân – phần mềm ETABS tự tính) k, j

Q - Hoạt tải sử dụng có tính tác dụng dài hạn, ngắn hạn k,i

A - Tác động động đất Ed

2,i - Hệ số tổ hợp đối với giá trị lâu dài của tác động thay đổi thứ i

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÓNG

6.1 TỔNG HỢP THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Lớp Tên đất Độ sâu

Giá trị Tiêu chuẩn TTGH I TTGH II

Cát pha hạt trung, màu nâu vàng, trạng thái dẻo

Sét rất dẻo, màu xám xanh, trạng thái dẻo chảy

Sét rất dẻo, lẫn sạn sỏi

67 laterite, màu nâu đỏ, xám đen, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng e

Cát hạt trung – thô, lẫn bụi, màu xám nâu,xám trắng, kết cấu xốp chặt vừa

Cát lẫn sét, màu xám trắng, trạng thái dẻo

Sét, sét pha màu xám trắng nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

68 màu xám trắng, xám vàng, trạng thái dẻo

Sét ít dẻo, màu xám trắng, nâu xám, trạng thái dẻo cứng

Cát pha, màu xám nâu, xám vàng, trạng thái dẻo đến chặt vừa

Bảng 6.1: Bảng tổng hợp kết quả thống kê địa chất nền móng công trình

6.2 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Giải pháp móng cọc ly tâm không phù hợp cho khu vực Quận Thủ Đức – TP HCM do địa chất công trình tốt, gây khó khăn trong việc ép cọc Với sức chịu tải lớn, việc bố trí nhiều cọc ly tâm sẽ làm phức tạp quá trình thi công Do đó, sinh viên đã quyết định chọn thi công cọc khoan nhồi với đường kính thích hợp sau khi thực hiện các tính toán cần thiết.

6.2.1 Ưu - nhược điểm và phạm vi áp dụng phương án móng cọc khoan nhồi

6.2.1.1 Giới thiệu sơ bộ cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là loại cọc bê tông được đúc tại chỗ trong lỗ khoan hoặc đào, có tiết diện tròn Loại cọc này có thể không cần cốt thép chịu lực nếu chỉ chịu ứng suất nén Tuy nhiên, trong trường hợp cần thiết phải chịu moment do tải trọng ngang hoặc chịu nén cùng bê tông, cốt thép thường được kéo dài suốt chiều dài cọc thay vì cắt ngắn.

6.2.1.2 Ưu điểm móng cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi có khả năng chịu tải trọng lớn, lên đến hàng ngàn tấn, nên rất phù hợp cho các công trình nhà ở cao tầng và những công trình có tải trọng tương đối lớn.

Phương pháp xây dựng này không gây ảnh hưởng chấn động đến các công trình lân cận, rất phù hợp cho việc xây chen tại các đô thị lớn, đồng thời khắc phục những nhược điểm trong điều kiện thi công hiện nay.

Cọc khoan nhồi có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài tối đa, với kích thước từ 600 đến 2500 mm hoặc lớn hơn Trong điều kiện thi công thuận lợi, đáy cọc có thể được mở rộng với nhiều hình dạng khác nhau, tương tự như các phương pháp đã được áp dụng tại các nước phát triển.

Không gây tiếng ồn đáng kể khi thi công

6.2.1.3 Nhược điểm móng cọc khoan nhồi

Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng dưới 12 tầng, chi phí xây dựng nền móng thường cao hơn 2 đến 2.5 lần so với phương án cọc ép Tuy nhiên, khi số lượng tầng tăng lên và tải trọng công trình lớn, giải pháp cọc khoan nhồi trở thành lựa chọn ưu việt hơn.

Công nghệ thi công bê tông dưới nước yêu cầu kỹ thuật cao nhằm ngăn chặn hiện tượng phân tầng Đặc biệt, cần chú ý đến các dòng thấm lớn và việc thi công qua các lớp đất yếu dày, để đảm bảo chất lượng công trình.

Kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường gặp nhiều khó khăn và tốn kém, chủ yếu áp dụng các phương pháp thử tĩnh và siêu âm cho một số cọc nhằm đánh giá chất lượng của bê tông.

Khối lượng bê tông có thể bị thất thoát trong quá trình thi công nếu thành lỗ khoan không đảm bảo, dẫn đến nguy cơ sập hố khoan trước khi đổ bê tông, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cọc.

Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ

- Thích hợp với tất cả các loại nền đất, đá,…

- Thích hợp cho móng có tải trọng lớn: nhà cao tầng, chung cư có tầng hầm,…

6.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI

6.3.1 Vật liệu sử dụng và kích thước cọc khoan nhồi

Bê tông B40: R b 22 (MPa); R bt 1.4 (MPa); E b 36 10 (MPa); 3   b 0.9.

Cốt thộp AIII (ỉ10-40): R s R sc 365 (MPa); R sw 290 (MPa); E s 20 10 (MPa). 4

Chọn đường kớnh cọc ỉ = 1 (m), mũi cọc đặt tại cao trỡnh -46 (m), chiều dài đầu cọc đập vỡ 0.8 (m) và 0.2 (m) ngàm vào đài, chiều dài cọc nằm trong đất L = 42 (m)

Cốt thép trong cọc: Cọc chịu tải trọng ngang hàm lượng cốt thép trong cọc khoan nhồi chọn sơ bộ theo hàm lượng: ≥

Sơ bộ ta chọn hàm lượng thép: = 

6.3.1.3 Độ sâu đặt đài móng cọc khoan nhồi

Công trình có một tầng hầm, vì vậy cần chọn cao độ mặt trên của đài móng trùng với cao độ mặt trên sàn tầng hầm ở mức -2 (m) Để thuận tiện cho thi công, cao độ đặt đài móng được chọn là -4 (m) với chiều cao đài là 2 (m), do đó mặt trên đài ở cao độ -2 (m) Đối với móng lõi thang, cao độ đặt đài móng được chọn là -4.5 (m) với chiều cao đài là 2.5 (m), và mặt trên đài cũng ở cao độ -2 (m).

6.3.2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Cọc nhồi được thi công bằng cách đổ bê tông tại chỗ vào các hố khoan hoặc hố đào sẵn, sau khi đã lắp đặt cốt thép cần thiết Tuy nhiên, việc kiểm soát chất lượng bê tông gặp nhiều khó khăn, dẫn đến sức chịu tải của cọc nhồi thường thấp hơn so với cọc chế tạo sẵn Sức chịu tải có thể được xác định theo công thức: P VL = φ γ (γ cb R A b + R A) (kN), trong đó sc s cb 0.85.

  Hệ số điều kiện làm việc (mục 7.1.9 TCVN 10304:2014)

  Hệ số kể đến việc thi công cọc (mục 7.1.9 TCVN 10304:2014) s 4

A 50.27 10  (m²) : Diện tích cốt thép trong cọc khoan nhồi b s 1² 4

      Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc khoan nhồi

 Hệ số uốn dọc, được xác định: [Công thức A.4 phụ lục A, TCVN 10304:2014] p c 7 4 k b 9500 2

71 k: Hệ số tỉ lệ, chọn k = 9500 (kN/m) theo TCVN 10304:2014 c:

 Hệ số điều kiện làm việc (cọc độc lập có   c 3)

6.3.3 Sức chịu tải cọc theo các chỉ tiêu cơ lý đất, đá (mục 7.2 TCVN 10304:2014)

  là hệ số điều kiện làm việc của cọc cq 1.1:

  hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước cf 1:

Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông, theo quy định trong Bảng 5 TCVN 10304:2014 Công thức tính diện tích mặt cắt ngang của cọc được xác định bằng chu vi nhân với chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i, trong đó sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc cũng cần được xem xét.

   diện tích tiết diện ngang cọc

Tính toán cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọcq b :

Chiều sâu hạ cọc h = 42 m (Tính từ cao độ đáy đài đến mũi cọc)

Mũi cọc nằm trong lớp đất rời nên cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b được xác định bằng công thứ số 13, mục 7.2.3.2 TCVN 10304:2014: b 4 1 I ' 2 3 I q 0.75      ( d h) Với:

        là hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong tính toán của nền đất dưới mũi cọc, tra bảng 6 TCVN 10304:2014 với  22 5' o

  là dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc

72 là dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên mũi cọc qb 0.75 0.34 (9.5 9.92 1 18.6 0.44 9.4 46) 926.42 (kN m²).

Lớp đất Tên đất Bề dày

3 Sét rất dẻo, màu xám xanh, trạng thái dẻo chảy 1.5 1.5 4.75 1 19.45 29.180

Sét rất dẻo, lẫn sạn sỏi laterite, màu nâu đỏ, xám đen, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng

Cát hạt trung – thô, lẫn bụi, màu xám nâu, xám trắng, kết cấu xốp chặt vừa

6 Cát lẫn sét, màu xám trắng, trạng thái dẻo 3.9 2.0 14.10

Sét, sét pha màu xám trắng nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

Cát pha màu xám trắng, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

9 Sét ít dẻo, màu xám trắng, nâu xám, trạng thái dẻo cứng 5.1

Cát pha, màu xám nâu, xám vàng, trạng thái dẻo đến chặt vừa

Tổng cfi × fi × li 2469.69 c,u1 cl c,u

6.3.4 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G2 TCVN 10304:2014) Sức chịu tải cực hạn của cọc: R c,u2 q A b b uf l i i (G1) kể thêm các hệ số điều kiện làm việc cọc khoan nhồi theo mục 7.2.3.1 TCVN 10304:2014 thì công thức (G1) trở thành: R c,u2    c ( q A cq b b u cf i i f l ) Với: c 1; cq 1.1; cf 1;f ; l ; Ai i b 0.79 (m²) :

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b theo G.2.1 TCVN 10304:2014:

N ; N là các hệ số SCT tải của đất dưới mũi cọc ' c ' q

Với loại cọc nhồi đường kớnh ỉ = 1 (m) lấy N ' c 6 (G.2.1 TCVN 10304:2014)

Mũi cọc được đặt trong lớp đất cát số 10 với trạng thái chặt vừa, theo bảng G1-TCVN 10304:2014, ta xác định được N ' q 60 Ứng suất hữu hiệu q '  do đất gây ra tại cao trình mũi cọc được tính theo phương đứng.

Z L 8d 8 1 8 (m)   (với Z L là độ sâu giới hạn để tính thành phần q '  ,p tính từ mặt đất tự nhiên)

Z L 8 (m) L C 42 (m) nên q '  ,p sẽ tính tới độ sâu: - 8 + - 2 = - 10 (m).

Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc được tính theo công thức: \( q' = \sum \gamma_i \cdot h_i = 9.56 \cdot 2.3 + 6.51 \cdot 3.9 + 9.53 \cdot 0.6 + 9.87 \cdot 69.53 \) (kN m²) theo TCVN 10304:2014 Đối với đất dính, cường độ sức kháng cắt không thoát nước được xác định bằng công thức \( f_i = \alpha_c \cdot u_i \), trong đó \( c \) là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i” Do dữ liệu thí nghiệm không đầy đủ, cường độ sức kháng không thoát nước được xác định từ chỉ số SPT theo G.3.2 TCVN 10304:2014 với công thức \( u_i = 6.25 \cdot N \cdot c_i \).

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	3,3 MB