TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
Sự cần thiết của đầu tư
Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đã có những chuyển biến đáng kể nhờ vào chính sách phát triển kinh tế hợp lý và đầu tư lớn từ nước ngoài Việc tái thiết và xây dựng cơ sở hạ tầng trở nên cần thiết song song với chính sách đổi mới và mở cửa Đặc biệt, việc thay thế các công trình thấp tầng bằng công trình cao tầng không chỉ giúp giải quyết vấn đề đất đai mà còn cải thiện cảnh quan đô thị, phù hợp với tầm vóc của một thành phố lớn.
Cần Thơ là thành phố trực thuộc trung ương Việt Nam, nổi bật là đô thị hiện đại và phát triển nhất tại Đồng bằng sông Cửu Long Với diện tích tự nhiên 138.959,99 ha và dân số 1.112.121 người, Cần Thơ đóng vai trò là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội, y tế, giáo dục và thương mại của khu vực Thành phố cũng được xem là trung tâm cấp vùng và quốc gia, cùng với Đà Nẵng và Hải Phòng.
Thành phố có 8 đơn vị hành chính, bao gồm 4 quận: Ninh Kiều, Bình Thủy, Cái Răng, Ô Môn và 4 huyện: Phong Điền, Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh, Thốt Nốt Dân số chủ yếu tập trung tại các quận trung tâm, trong khi quỹ đất ngày càng hạn hẹp, nhưng nhu cầu đất cho kinh doanh lại gia tăng Do đó, xu hướng phát triển của thành phố hiện nay là xây dựng các nhà cao tầng để tiết kiệm diện tích và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao.
Công trình "Thiết kế trụ sở chi nhánh và văn phòng cho thuê Techcombank Cần Thơ" tọa lạc tại 47 đường 30 tháng 4, An Lạc, Ninh Kiều, Cần Thơ, nằm trong xu thế phát triển chung của thành phố.
Đặc điểm công trình
Trụ sở chi nhánh và văn phòng cho thuê Techcombank Cần Thơ được xây dựng tại
47 đường 30 tháng 4, An Lạc, Ninh Kiều, Cần Thơ.
Diện tích sử dụng để xây dựng công trình là khoảng 528,1683 m², trong đó diện tích xây dựng chiếm 451,42 m² Phần diện tích còn lại được sử dụng cho hệ thống khuôn viên và cây xanh, tạo không gian xanh cho công trình.
Công trình cao 48,65 mét, bao gồm 14 tầng, trong đó có một tầng bán hầm nằm ở độ cao -0,7 mét so với cốt 0,00, cùng với 12 tầng nổi và một tầng mái.
Tầng 1-12 dùng làm văn phòng cho thuê Công trình là đặc trưng điển hình của quá trình đô thị hoá theo xu hướng hiện đại.
Vị trí xây dựng công trình
Công trình "trụ sở chi nhánh và văn phòng cho thuê" tọa lạc tại 47 đường 30 tháng 4, An Lạc, Ninh Kiều, Cần Thơ, nằm ngay trung tâm quận Ninh Kiều, thuận tiện cho việc giao thương và kết nối với các khu vực lân cận.
+ Phía Bắc giáp với nhà dân thấp tầng.
+ Phía Đông giáp với nhà dân thấp tầng.
+ Phía Tây giáp vường hoa thành ủy Cần Thơ.
+ Phía Nam giáp đường 30 tháng 4.
Các điều kiện khí hậu tự nhiên
Thành phố Cần Thơ, tọa lạc trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, đặc trưng với nhiệt độ cao ổn định suốt cả năm và sự phân chia rõ rệt giữa hai mùa mưa và khô.
+ Mùa khô : tháng 12 đến cuối tháng 4 năm sau.
*Các yếu tố khí tượng:
- Nhiệt độ không khí: có 160-270 giờ nắng 1 tháng.
+ Nhiệt độ trung bình năm : 27 o C.
+ Nhiệt độ tối thấp trung bình năm: 25 o C.
+ Nhiệt độ tối cao trung bình năm : 28 o C.
+ Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối : 40 o C.
+ Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 13,8 o C.
+ Lượng mưa trung bình năm : 1949 mm/năm.
+ Lượng mưa lớn nhất : 2718 mm.
+ Lượng mưa thấp nhất : 1392 mm.
Hằng năm thành phố có khoảng 159 ngày mưa, tập trung nhiều nhất vào các tháng 5-11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt là hai tháng 6 và 9.
+ Độ ẩm không khí trung bình năm : 79,5%.
+ Độ ẩm cao nhẩt trung bình : 80%.
+ Độ ẩm thấp nhất trung bình : 74,5%.
Khu vực thành phố Cần Thơ là khu vực không có gió bão.
Thiết kế tổng mặt bằng
Thiết kế tổng mặt bằng công trình cần dựa trên đặc điểm khu đất, tiêu chuẩn quy phạm nhà nước và phương hướng quy hoạch, nhằm đảm bảo công năng sử dụng rõ ràng cho từng loại công trình và dây chuyền công nghệ Quy hoạch phải phù hợp với quy hoạch đô thị đã được phê duyệt, đồng thời đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ Bố cục và khoảng cách kiến trúc cần đáp ứng yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn và khoảng cách ly vệ sinh Cổng ra vào công trình nên được bố trí hợp lý, có bảo vệ tại mỗi cổng để đảm bảo an toàn và trật tự cho công trình.
Giải pháp thiết kế kiến trúc
1.6.1 Thiết kế mặt bằng các tầng
Mặt bằng tầng bán hầm được thiết kế với các phòng kỹ thuật, bể nước ngầm và hầm tự hoại được đặt dưới mặt đất Khu vực bảo vệ được bố trí tại vị trí cầu thang máy, trong khi phần diện tích còn lại được sử dụng cho ô tô và xe máy.
Mặt bằng tầng bán hầm được đánh đốc về phía rãnh thoát nước với độ đốc 1,5% để giải quyết vấn đề vệ sinh, thoát nước của tầng bán hầm
Tầng 1 của tòa nhà được thiết kế dành cho văn phòng ngân hàng, kho tiền, phòng an ninh và sảnh đón khách Các phòng được bố trí xung quanh trục giao thông đứng là thang máy, tạo sự thuận tiện trong di chuyển Hệ thống hành lang được tổ chức hợp lý, đảm bảo yêu cầu thoát hiểm khi có sự cố Chiều cao của tầng 1 là 5m, được đặt ở cao trình +2m so với cốt ±0,00m.
Mặt bằng từ tầng 2 đến 12 được thiết kế cho văn phòng ngân hàng, kho tiền, phòng an ninh và sảnh tiếp khách, với các phòng bố trí xung quanh trục giao thông đứng là thang máy Hệ thống hành lang được tổ chức hợp lý, đảm bảo yêu cầu thoát hiểm khi có sự cố Có hai cầu thang thoát hiểm, một bên ngoài không gian cho thuê và một bên trong văn phòng, đảm bảo khoảng cách an toàn Hệ thống vệ sinh chung cho cả tầng bao gồm hai phòng vệ sinh riêng biệt dành cho nam và nữ.
Mặt bằng tầng mái: dùng để đặt kỹ thuật thang máy và các hạng mục phụ trợ
Hệ thống giao thông theo phương đứng bao gồm hai thang máy phục vụ cho việc di chuyển và một cầu thang bộ chính Bên cạnh đó, còn có cầu thang bộ thoát hiểm được bố trí ở mặt bên của tòa nhà.
Hệ thống giao thông theo phương ngang với các hành lang được bố trí phù hợp với yêu cầu đi lại.
Mặt cắt nhằm thể hiện nội dung bên trong công trình, kích thước cấu kiện cơ bản, công năng của các phòng
Dựa vào đặc điểm sử dụng và các điều kiện ánh sáng, thông hơi thoáng gió cho các phòng chức năng ta chọn chiều cao các tầng như sau:
Hệ thống kỹ thuật
Để tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ được trang bị kính ở tất cả các mặt Bên cạnh đó, ánh sáng nhân tạo cũng được sắp xếp hợp lý để đảm bảo chiếu sáng đầy đủ cho mọi khu vực cần thiết.
Tận dụng tối đa thông gió tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ, đồng thời kết hợp với hệ thống điều hòa không khí được thiết kế để làm lạnh qua các ống dẫn chạy theo chiều dọc và nằm trong trần theo chiều ngang, giúp phân bố khí mát đến các vị trí trong công trình một cách hiệu quả.
Tuyến điện trung thế 15KV được lắp đặt ngầm dưới đất, kết nối với trạm biến thế của công trình Bên cạnh đó, công trình còn có hệ thống điện dự phòng với hai máy phát điện đặt tại tầng hầm Khi nguồn điện chính bị mất, máy phát điện sẽ tự động cung cấp điện cho các trường hợp khẩn cấp.
+ Các hệ thống phòng cháy chữa cháy.
+ Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ.
+ Các phòng làm việc ở các tầng.
+ Hệ thống thang máy.
+ Hệ thống máy tính và các dịch vụ quan trọng khác.
1.7.4 Hệ thống cấp thoát nước
Nước từ hệ thống cấp nước của thành phố được đưa vào bể ngầm trong hầm công trình, sau đó được bơm lên bể nước mái Quá trình điều khiển bơm hoàn toàn tự động, giúp nước di chuyển qua các đường ống kỹ thuật đến các vị trí lấy nước cần thiết.
Nước mưa từ mái công trình và nước thải sinh hoạt được thu gom vào xênô và chuyển đến bể xử lý nước thải Sau khi qua quá trình xử lý, nước sẽ được đưa vào hệ thống thoát nước của thành phố.
1.7.5 Hệ thống phòng cháy, chửa cháy
*Hệ thống báo cháy:
Thiết bị phát hiện báo cháy được lắp đặt tại mỗi phòng và tầng, cũng như ở các khu vực công cộng Hệ thống báo cháy được trang bị đồng hồ và đèn báo, giúp thông báo kịp thời khi phát hiện cháy Khi có tín hiệu cháy, phòng quản lý sẽ nhận thông báo và tiến hành kiểm soát, khống chế tình huống hỏa hoạn hiệu quả cho công trình.
*Hệ thống chữa cháy:
Thiết kế phải tuân thủ các yêu cầu về phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan, bao gồm các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn và hệ thống cấp nước chữa cháy Tại tất cả các tầng, cần trang bị bình CO2 và hệ thống ống chữa cháy tại các nút giao thông để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Rác thải tại mỗi tầng sẽ được thu gom và chuyển xuống tầng kỹ thuật, tầng hầm thông qua hệ thống ống thu rác Quy trình xử lý rác thải diễn ra hàng ngày để đảm bảo môi trường sạch sẽ và an toàn.
Kết luận
Qua những phân tích trên ta thấy rằng công trình văn phòng cho thuê này là một công trình mang tính khả thi cao.
Công trình kiến trúc hiện đại này nổi bật với mặt ngoài được ốp đá Granite sang trọng và hệ thống cửa kính tinh tế Thiết kế giao thông ngang và đứng giữa các phòng làm việc và các tầng được tổ chức rõ ràng, tạo sự thuận tiện cho người sử dụng.
Hệ vách chịu lực của công trình được thiết kế vững chắc, giúp đảm bảo khả năng chịu tải trọng ngang và đứng hiệu quả Kết cấu móng sử dụng cọc khoan nhồi, mang lại độ ổn định cao và khả năng chịu tải lớn.
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU
Các tiêu chuẩn, qui phạm
- TCVN 5574:2012 Kết cấu Bê tông và Bê tông cốt thép.
- TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.
- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu Bê tông cốt thép toàn khối.
- TCVN 205:1998 Thiết kế móng cọc.
- TCVN 305:2004 Bê tông khối lớn, quy phạm thi công và nghiệm thu.
Lựa chọn giải pháp kết cấu công trình
Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng đã trở nên phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng tại Việt Nam.
Khi xem xét các ưu điểm và nhược điểm của kết cấu bê tông cốt thép cùng với đặc điểm của công trình, việc lựa chọn kết cấu này trở nên hợp lý Kết cấu bê tông cốt thép mang lại sự bền vững và khả năng chịu lực tốt, phù hợp với nhiều loại công trình xây dựng.
Tòa nhà được thiết kế với kết cấu khung sàn bê tông cốt thép, đảm bảo tính ổn định và bền vững, đặc biệt cho các khu vực chịu tải trọng động lớn.
Phương án thi công nền móng sẽ sử dụng cọc khoan nhồi, đảm bảo an toàn và ổn định cho toàn bộ hệ kết cấu, tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.
Tường bao xung quanh được xây gạch đặc kết hợp hệ khung nhôm kính bao che cho toàn bộ tòa nhà.
Lựa chọn vật liệu
- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225 (MPa)
- Cốt thép ≥ 10: dùng thép CII có: RS = RSC = 280 (MPa)
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Sơ đồ phân chia ô sàn, Quan niệm tính toán
3.1.1 Sơ đồ phân chia ô sàn
Hình 3.1: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 4 3.1.2 Quan niệm tính toán
Sàn liên kết với dầm giữa được coi là ngàm, trong khi sàn không có dầm dưới sẽ được xem là tự do Khi sàn liên kết với dầm biên, nó được xem là khớp, nhưng để đảm bảo an toàn, cần bố trí cốt thép ở biên ngàm cho cả biên khớp Nếu dầm biên lớn, có thể coi nó như ngàm.
-Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm.
-Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh.
Kích thước của bản được xác định theo hai phương: cạnh ngắn (l1) và cạnh dài (l2) Khi tỉ lệ l2/l1 ≥ 2, bản chủ yếu hoạt động theo phương cạnh bé, được gọi là bản loại dầm Dựa vào kích thước, cấu tạo, liên kết và tải trọng tác dụng, các loại ô bảng được phân loại như sau.
Bảng 3.1: Bảng phân chia ô sàn
Sàn Kich thước Điều kiện biên Loại ô bản
Các số liệu tính toán của vật liệu
Bảng 3.2: Bảng thông số vật liệu bê tông theo TCVN 5574-2018
T Cấp độ bền Kết cấu sử dụng
Bê tông cấp độ bền B30: Rb = 22
Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 17
Kết cấu: móng, dầm, sàn, cầu thang.
3 Vữa xi măng cát Vữa xi măng xây, tô trát tường.
Bảng 3.3: Bảng thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574-2018
T Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng
Thộp CI (CV240_T)(ỉ A1=9m 2 ) Hệ số giảm tải : ΨA = 0,4+ 1
Bảng 3.7: Bảng hoạt tải trên sàn
Tính toán nội lực và cốt thép cho các ô sàn
3.6.1 Xác định nội lực trên các ô sàn a) Bản kê 4 cạnh Để xác định nội lực, từ tỷ số l2/l1 và loại liên kết ta tra bảng tìm được các hệ số αi, βi
(Phụ lục 17- Kết cấu bêtông cốt thép) Sau đó tính toán nội lực trong bảng theo các công thức như sau:
+ Mômen gối: MI = β1 (g tt +p tt ).l1.l2
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn được tính bằng công thức q tt = g tt + p tt Trong đó, l1 và l2 là kích thước của cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản Các hệ số α 1, α 2, β1, β2 được tra cứu từ bảng trong Phụ lục 17-Kết cấu bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản, áp dụng cho bản loại dầm.
Cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm
Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q=(g+p).1m (kG/m)
Tùy theo liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm:
3.6.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho sàn a) Tính cốt thép sàn
Cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật với bề rộng 1m và chiều cao h = hb Chiều cao làm việc của tiết diện được xác định là h0 = h - a0, trong đó a0 là chiều dày lớp đệm, tính bằng khoảng cách từ trọng tâm của As đến mép chịu kéo Chiều dày lớp bảo vệ c được lấy theo điều kiện c ≥ - và c ≥ c0, với a0 được tính là a0 = c + 0,5.
Với bản có: h ≤ 100mm lấy c0 = 10mm h > 100mm lấy c0 = 15mm
Giả thiết a0 Với bản thường chọn a0 = 15÷20mm Khi h khá lớn (h > 150mm) có thể chọn a0 = 25÷30mm Tính h0 = h - a0.
: Đặc trưng tính chất biến dạng của vùng bê tông chịu nén, = - 0,008.Rb
= 0,85 đối với bê tông nặng.
sc,u: ứng suất giới hạn của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén, sc,u = 400Mpa
Kiểm tra điều kiện hạn chế: ≤ R
Khi điều kiện hạn chế được thỏa mãn, tính = 1 - 0,5.
Tính diện tích cốt thép: s s 0
Tính tỷ lệ cốt thép : 0
Để kiểm tra điều kiện, cần đảm bảo rằng giá trị h ≥ h_min = 0,1% Nếu giá trị h nhỏ hơn h_min, điều này cho thấy h quá lớn so với yêu cầu Trong trường hợp này, nếu có thể, hãy giảm bớt giá trị h để tính toán lại Nếu không thể giảm giá trị h, cần lựa chọn As với yêu cầu tối thiểu bằng h_min.b.h0.
Sau khi chọn và bố trí cốt thép, cần tính lại giá trị a0 và h0 Nếu h0 không nhỏ hơn giá trị đã sử dụng trong tính toán, kết quả sẽ thiên về an toàn Tuy nhiên, nếu h0 nhỏ hơn giá trị đã dùng một cách đáng kể, cần tiến hành tính toán lại Giá trị h0 hợp lý nằm trong khoảng 0,3% đến 0,9% Đối với cấu tạo cốt thép chịu lực, đường kính nên được chọn sao cho ≤ h/10 Để xác định khoảng cách a, có thể tham khảo bảng hoặc thực hiện tính toán cụ thể.
Tính as là diện tích thanh thép, từ as và As tính a.
Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính được Nên chọn a là bội số của 10mm để thuận tiện cho thi công.
Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau: amin ≤ a
≤ amax Thường lấy amin = 70mm.
Khi h ≤ 150mm thì lấy amax = 200mm
Bố trí cốt thép
Cốt thép tính ra được bố trí theo yêu cầu qui định Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC.
- Kết quả tính toán ô sàn bản kê 4 cạnh: Phụ lục 1, bảng 1
- Kết quả tính toán ô sàn bản dầm: Phụ lục 1, bảng 2.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG 4
Số liệu
- Bêtông B25 có: Rb = 14.5(MPa) = 1.45(kN/cm 2 ).
- Cốt thép Φ ¿ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 22.50(kN/cm 2 ).
- Cốt thép Φ 10: dùng thép CII có: RS = RSC = 280(MPa) = 28.00(kN/cm 2 )
Cấu tạo cầu thang
Hình 4.2 Mặt bằng cầu thang tầng 4 (trục A’-B,4)
Cầu thang là một phần quan trọng trong cấu trúc công trình, phục vụ cho việc di chuyển, thoát hiểm và vận chuyển hàng hóa Do đó, việc bố trí cầu thang cần được thực hiện ở những vị trí thuận lợi nhất, đảm bảo không gian đáp ứng mật độ di chuyển và yêu cầu về an toàn thoát hiểm.
Cầu thang cần đảm bảo các yêu cầu về độ bền, độ ổn định, khả năng chống cháy và chống rung động Đây là cầu thang 2 vế dạng bản với chiều cao tầng 2 là 3,4m.
- Chiều cao bậc h bd = 169 mm.
- Bề rộng bậc b = 276 mm được xây bằng gạch.
- Số bậc ngang: n n n bd 1 10 1 9 (bậc).
Sơ đồ tính
4.3.1 Ô 1 Ô1: bản thang có 4 liên kết xung quanh: tường, cốn thang C1, dầm chiếu nghỉ (DCN) , dầm chiếu tới (DCT).
Bản loại dầm, xem rằng tựa vào cốn thang C1 và tường.
Tính cầu thang theo sơ đồ đàn hồi nên lấy kích thước các bản thang theo khoảng cách các tim (dầm, vách, tường).
Sơ bộ chọn chiều dày bản theo công thức : h b D m l.
D = 0.8 1.4 phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1. l = l1: kích thước cạnh ngắn của bản. m : hệ số phụ thuộc loại bản, chọn m 5. hb 1 1050 30
Chiều dày bản phải thỏa mãn ≥hmin
Chọn chiều dày là 80mm.
4.3.2 Ô 2 Ô2: bản thang có 4 liên kết xung quanh: cốn thang C2, dầm chiếu nghỉ (DCN), dầm chiếu tới (DCT).
Bản loại dầm ,xem rằng tựa vào cốn thang C2
Sơ bộ chọn chiều dày bản theo công thức : h b D m l.
D = 0.8 1.4 phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1 l = l1: kích thước cạnh ngắn của bản. m : hệ số phụ thuộc loại bản , chọn m 5. hb 1 1050 30
Chiều dày bản phải thỏa mãn ≥hmin
Chọn chiều dày là 80mm.
4.3.3 Ô 3 Ô2: bản thang có 4 liên kết xung quanh: cốn thang C2, dầm chiếu nghỉ (DCN), dầm chiếu tới (DCT).
Bản loại dầm ,xem rằng tựa vào cốn thang C2.
Sơ bộ chọn chiều dày bản theo công thức : h b D m l.
D = 0.8 1.4 phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1 l = l1: kích thước cạnh ngắn của bản. m: hệ số phụ thuộc loại bản , chọn m 5 hb 1 1050 30
35 mm Chiều dày bản phải thỏa mãn ≥hmin.
Chọn chiều dày là 80mm.
Tính toán các cấu kiện
4.4.1 Ô bản cầu thang a) Tải trọng
Bao gồm trọng lượng các lớp cấu tạo và trọng lượng bản thân bản thang:
- Mặt bậc đá Granit dày 30
Hình 4.2 cấu tạo cầu thang + Lớp đá Granit dày 30 mm:
+ Lớp vữa lót dày 15 mm:
+ Lớp vữa trát dày 15 mm: g6 = n.6.6
Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang: g b = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6
Bảng 4.1: Bảng tính tĩnh tải bản thang δ b h γ g tt
(mm) (mm) (mm) (kN/m³) kN/m 2 Đá Granite 10 276 169 1,1 22 0,333
Hoạt tải cho cầu thang được xác định theo TCVN 2737-1995 với giá trị p tc = 3 KN/m² và hệ số vượt tải là 1,2 Từ đó, hoạt tải trên bản thang được tính toán là tt tc p = 1,2 × 3 = 3,6 KN/m² Khi quy đổi thành tải trọng phân bố trên mặt phẳng bản, đá Granite có trọng số là 10, hệ số 1,1 và 22, cho giá trị 0,242.
Tổng cộng cos 3.6 0.853 3.071( / 2) tt p qd p KN m c) Tải trọng toàn phần
Tổng tải trọng phân bố trên mặt phẳng bản (m 2 theo phương xiên ): b b qd q g p = 5.855 + 3.071 = 8.93KN/m 2 ).
4.4.2 Bản chiếu nghỉ a) Tải trọng
Bao gồm trọng lượng các lớp cấu tạo và trọng lượng bản thân chiếu nghĩ :
+ Lớp đá Granit dày 30 mm:
1 1 1 1 g n + Lớp vữa lót dày 15 mm:
+ Lớp vữa trát dày 15 mm: g4 = n.4.4
Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang: g cn = g1 + g2 + g3 + g4
Bảng 4.2: Bảng tính tĩnh tải bản chiếu nghỉ δ b h γ g tt
(mm) (mm) (mm) (kN/m³) kN/m 2
Cấu kiện Vật liệu n b) Hoạt tải
Hoạt tải cho cầu thang được xác định theo TCVN 2737-1995 với giá trị p tc = 3 KN/m² và hệ số vượt tải là 1,2 Từ đó, hoạt tải trên bản thang được tính là tt tc p = 1,2 × 3 = 3,6 KN/m² Tải trọng toàn phần sẽ được xác định dựa trên các thông số này.
Tổng tải trọng phân bố trên mặt phẳng bản chiếu nghỉ. qcn =(p t t + g cn )= (3.6+2.751) = 6.351 (KN/m 2 ).
4.4.3 Tính cốt thép bản thang và bản chiếu nghỉ
Qui tải trọng phân bố trên mặt phẳng bản thang (m 2 theo phương xiên ) về tải trọng vuông góc với mặt phẳng bản. cos 5.855 0.853 4.9943( / 2 ) g g b KN m cos 3.071 0.853 2.62( / 2) pp qd KN m
* Bản chiếu nghỉ: g= g cn =2.751 (KN/m 2 ). p= p tt n p tc = 1,23 = 3.6(KN/m 2 ).
Ta có bản tính thép:
- Kết quả tính toán ô sàn bản kê 4 cạnh: Phụ lục 2, bảng 1
- Kết quả tính toán ô sàn bản dầm: Phụ lục 2, bảng 2.
Cốn thang gác lên dầm chiếu nghỉ và dầm chân thang (dầm chiếu tới) xem như hai đầu liên kết.
Hình 4.3 Sơ đồ tính nội lực cốn thang b) Chọn kích thước
Kích thước cốn thang có thể chọn sơ bộ theo công thức:
Chọn bc = 100mm. c) Xác định tải trọng
- Trọng lượng bản thân cốn: g1= n c c b ( h h b ) n v v (2 h b h b ) v
- Trọng lượng lan can : g 2 g lc tc h lc =0.3 (KN/m)
- Do ô sàn 1 truyền vào cốn C1: g3 1 1.05
- Do ô sàn 2 truyền vào cốn C2: g’3 2 1.05
(KN/m) Tổng tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng của cốn thang C1:
Tổng tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng của cốn thang C2:
2 1 2 3 q c g g g = 0.523+0.3+4.69 = 5.513 (KN/m) d) Xác định tải trọng
= 5.513 2.635 sin 31.47 o 7.58 (KN) e) Tính cốt thép cốn (C1
Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật:
Chiều cao tính toán: h0 = h – a = 30 – 3 = 27 cm
Tính hàm lượng cốt thép μ%= A s b.h o 100% 0.68 100%
Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn: μ%= A s b.h o 100% 1,131
Số liệu tính toán: b = 100mm; ho = 270mm(a0mm); h = 300mm; Rb = 14.5 MPa; Rbt = 1.05MPa;
Rsw = 175MPa; Es = 210000MPa; Eb = 30000 MPa; các hệ số ϕ b 2 =2 ; ϕ b 3 =0.6 ; ϕ b 4 =1.5 ; β=0.01 ;N=-11.47(KN)
Tải trọng phân bố đều trên dầm gồm:
Do TLBT dầm , vữa trát + trọng lượng lang can + tải trọng do bản thang truyền vào. g = g1+ g2+ g 3 =0.523+0.3+
Do phản lực bản thang truyền vào(phần hoạt tải). p 3.071 1.05
- Kiểm tra điều kiện tính toán : Q ≤ Qb,o
Tính các giá trị: q1 = g+p/2 = 3.89+0.5x1.61= 4.695(kN/m)
Kiểm tra Qb,o< Qbmin nên lấy Qb,o= Qbmin = 17.7 (kN)
Kiểm tra Q < Qb,o nên không cần tính toán cốt đai, bố trí theo cấu tạo:
- Trong đoạn 1/4l (l: nhịp dầm) = 0.658(m) h00mm < 450mm, chọn Φ6 hai nhánh Bước cốt đai s = min(150,h/20) = 150mm
Tính toán dầm chiếu nghỉ (DCN=DCT)
Hình 4.4 Sơ đồ tính nội lực dầm chiếu nghỉ 4.5.2 Xác định kích thước tiết diện
Kích thước DCN có thể chọn sơ bộ theo công thức:
Vậy kích thước tiết diện dầm là: bxh = 200 ¿ 300.
Trọng lượng phần bêtông: q1= n b ( h h b )=1.1x25x0.2x (0,3-0,08) = 1.32 (KN/m)
Trọng lượng phần vữa trát: q2 = n v v (2 h b 2 ) h b =1.3x16x0.015x ( 2x0.3+0.2-2x0.08) = 0.2 (KN/m)
Vậy tải trọng phân bố trên dầm chiếu nghỉ là: q =q1+ q2 + q3 + q4 =1.32+0.2+6.56+0 = 8.08 (KN/m) q’’ =q1+ q2 + q3 =1.32+0.2+6.56= 8.08 (KN/m) q’ =q1+ q2 + q3 + q4’ =1.32+0.2+6.56+0 = 8.08 (KN/m) Tải trọng tập trung do cốn C1 và C2 truyền vào:
Sử dụng phần mềm sap 2000 ta có kết quả nội lực:
Qnh = 1.64 (KN) 4.5.5 Tính toán cốt thép a) Tính cốt thép dọc
Giả thiết a = 3cm , tính được h0 = 30 - 3 = 27cm.
Tính diện tích cốt thép:
Tính hàm lượng cốt thép: min
Chọn 214 có As =3.079 cm 2 đặt phía dưới.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn μ%= A s b.h o 100% 3.079 100%
Tải trọng phân bố đều trên dầm gồm:
Do TLBT dầm , vữa trát + tải trọng do bản thang truyền vào +do chiếu nghĩ truyền vào,phản lực cốn thang. g =1.32+0.2 +0+
Do bản chiếu nghỉ truyền vào và bản thang: p 3.6 1.47 0
Lập bảng tính cốt thép đai:
- Kết quả tính toán cốt thép đai: Phụ lục 2, bảng 3 c) Tính toán cốt treo tại vị trí có lực tập trung
+ Dùng cốt treo dạng đai:
Ta có : Pc2 5 (KN) h s b c h c hs hc
Hình 4.5 Sơ đồ bố trí cốt treo Trong đó: hs: khoảng cách từ vị trí đặt lực tập trung đến trọng tâm cốt thép dọc
Từ điều kiện cân bằng lực của phần phá hoại ta tính được số thanh cốt treo :
Trong đó : a : số thanh cốt treo cần bố trí n : số nhánh f d : diện tích thanh cốt treo
R s : cường độ chiệu kéo của thép Chọn cốt đai 6, 2 nhánh.
Bố trí 2 thanh cốt đai 6, 2 bên cốn tại vị trí cốn giao với dầm chiếu nghỉ.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM PHỤ
Vật liệu sử dụng
- Bê tông: Cấp độ bền B25 có: Rb = 14.5 MPa; Rbt = 1.05 MPa; Eb = 30x10 3 MPa. Cốt thép:
- Thộp CI (ỉ 40m nên căn cứ vào tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:
W tc = W0.k.c (kN/m 2 ) Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:
Giá trị áp lực gió được xác định theo bản đồ phân vùng, cụ thể cho công trình xây dựng tại quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ, thuộc vùng II.A với Wo = 0,83 kN/m².
Hệ số khí động C được xác định bằng cách tra bảng 6 TCVN 2737-1995, với mặt đón gió c = +0.8 và mặt hút gió c = -0.6 Tổng hệ số C cho cả mặt hút và đón gió là 1.4 Hệ số k tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được tra cứu từ bảng 5 Hệ số n, đại diện cho độ tin cậy của tải trọng gió, được lấy bằng 1.2.
W n k W C : Áp lực gió đẩy tác dụng vào công trình. tt h o h
W n k W C : Áp lực gió hút tác dụng vào công trình.
Cao trình cốt +0.00 của công trình so với mặt đất tự nhiên: +0.7m
Bảng 6.15: Bảng thành phần tính toán của tải gió
Z 1: cao trình công trình đối với mặt đất tự nhiên dùng để tính tải trọng gió.
Quan niệm về việc truyền tải trọng gió tĩnh liên quan đến việc quy áp lực gió thành lực tập trung tại từng tầng, được đặt tại tâm hình học của sàn.
Si=Bi.hi: (m 2 ) là diện tích mặt đón gió theo phương đang xét.
Bi(m): Bề rộng mặt đón gió theo phương đang xét hi = 0,5(ht + hd) (m): Chiều cao đón gió của tầng đang xét(h đón gió ).
Gió nhập và tâm hình học :
Bảng 6.16: Bảng lực gió tĩnh tác dụng lên công trình tại các mức sàn
6.4.2 Thành phần gió động a) Xác định các đặc trưng động lực của công trình
- Dùng phần mềm ETABS 2017 mô hình hoá kết cấu công trình với dạng sơ đồ không gian ngầm tại mặt móng.
- Gán đầy đủ các đặc trưng hình học (đặc trưng vật liệu, tiết diện sơ bộ…) lên mô hình.
- Tiến hành chất tải lên mô hình, gồm tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT)
- Khai báo khối lượng tham gia tính dao động:
HT là trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ các cấu kiện của công trình Các hệ số 1,1 và 1,2 lần lượt đại diện cho độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải.
0,5: hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ công trình
Bài toán dao động riêng được thực hiện nhờ phần mềm tính toán kết cấu ETABS
Theo TCVN 229-1999, công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s cần thỏa mãn bất đẳng thức f s < f L < f s + 1 Trong trường hợp này, cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên.
Hình 6.4 Các dạng dao động riêng cơ bản của công trình Bảng chu kỳ tầng số dao động xuất ra :
Bảng 6.17: Bảng chu kỳ và tầng số của 12 dạng dao động
Dựa vào kết quả từ chương trình, chúng ta chỉ cần tính phần động của gió cho dạng dao động đầu tiên Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình cũng được xem xét trong phân tích này.
Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (KN) được ký hiệu là Mj Hệ số động lực ξ i tương ứng với dạng dao động thứ i là không thứ nguyên và phụ thuộc vào thông số j cùng với độ giảm loga của dao động Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j theo dạng dao động thứ i được ký hiệu là yji, cũng là không thứ nguyên Hệ số ψ i được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong đó tải trọng gió có thể coi như không đổi.
Hệ số ψ i được xác định theo công thức.
WFj là giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau Giá trị này chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió và có đơn vị là lực, được xác định theo công thức cụ thể.
Với: Wj- giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình
Wj = Wo ¿ k(zj) ¿ cj (kN/m²) là công thức tính toán áp lực động của tải trọng gió trên công trình Hệ số tương quan không gian ν được xác định dựa trên các dạng dao động khác nhau của công trình, trong đó với dạng dao động riêng thứ nhất, ν=ν1 theo bảng 4, còn với các dạng dao động khác, ν=1.
Hệ số động lực ξ i được xác định dựa trên thông số ε 1 và độ giảm loga của dao động Đối với công trình bê tông cốt thép, hệ số này có giá trị δ = 0.3 Để tham khảo, có thể tra cứu đồ thị trong hình 2-TCXD229-1999.
Thông số ε i xác định theo công thức: ε i =√ γ W O
940 f i Trong đó: γ -hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2 fi- tần số dao động riêng thứ i
Thành phần động của tải trọng:
- Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 1
- Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 2
- Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 3
- Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 4.
Xác định nội lực
- Sử dụng phần mềm Etabs 2017.
- Mô hình công trình với sơ đồ không gian.
- Khai báo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện.
- Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình.
6.5.2 Các trường hợp tải trọng
Căn cứ vào kết quả xác định tải trọng mục 6.3 ta khai báo các trường hợp tải trọng:
- TT ( tĩnh tải); HT ( hoạt tải).
- GTX ( gió tĩnh theo chiều dương trục X ); GTXX ( gió tĩnh ngược chiều GTX).
- GTY ( gió tĩnh theo chiều dương trục Y); GTYY (gió tĩnh ngược chiều GTY).
- GDX1 ( gió động theo chiều dương trục X mode 1 );GDXX1(ngược chiều GDX1).
- GDY1 ( gió động theo chiều dương trục Y mode 1); GDYY1 ( ngược chiềuGDY1).
Mômemdo tĩnh tải gây ra Mômemdo hoạt tải gây ra
Kiểm tra ổn định tổng thể công trình
6.6.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Theo TCVN 5574-2014, khi phân tích kết cấu khung - vách của nhà cao tầng theo phương pháp đàn hồi, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu phải đáp ứng các tiêu chí quy định.
750 d,866 (mm). Đối với kiểm tra chuyển vị đỉnh chỉ kiểm tra đối với combo có tải trọng gió.
Hình 6.7 Chuyển vị đỉnh theo phương X
Hình 6.8 Chuyển vị đỉnh theo phương Y
Kết luận: Chuyển vị đỉnh công trình theo hai phương X,Y nằm trong giới hạn cho phép.
6.6.2 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
Theo TCVN 5574-2018, chuyển vị ngang tại mỗi tầng tầng đối với kết cấu qui định tại bảng M.4.
Bảng 6.18: Bảng kiểm tra chuyển vị lệch tầng
6.6.3 Kiểm tra ổn định lật
Theo TCVN 198-1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật.
Tỷ lệ momen gây lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện:
+ MCL là momen chống lật công trình.
+ MGL là momen gây lật của công trình.
Công trình có chiều cao 47.95(m), bề rộng 16 (m) Ta có
B 16 nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình
Tính toán dầm khung trục 1
- Dùng tổ hợp BAO để tính toán cốt thép
- Tại mỗi tiết diện có hai giá trị Mmax ,Mmin.
- Cốt thép chịu moment âm dùng Mmin để tính.
- Cốt thép chịu moment dương dùng Mmax để tính.
- Nội lực dầm khung được cho trong phụ lục 1.
- Bê tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.10 3 (MPa).
- Cốt thép dọc chịu lực dùng AII: RS=RSC(0(MPa); RSW"5(MPa).
- Cốt thép đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).
6.7.2 Tính toán cốt thép dọc a) Với tiết diện chiu momen âm
Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật 30x70cm đặt cốt đơn.
Giả thiết trước chiều dày của lớp bêtông bảo vệ a
Diện tích cốt thép yêu cầu:
+ Nếu α m >α R : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nén của bêtông hoặc đặt cốt kép. b) Với tiết diện chịu momen dương
Cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta tính toán với tiết diện chữ T.
Bề dày cánh h f phải lớn hơn 0,1h, trong khi bề rộng mỗi bên cánh s f, tính từ mép bụng dầm, không được vượt quá 1/6 nhịp cấu kiện Đồng thời, b f cũng không được lớn hơn 1/2 khoảng cách giữa các dầm dọc.
Xác định vị trí trục trung hoà:
Mf = Rb b f h f (h0 – 0,5 h f )Trong đó: b f : bề rộng cánh chữ T : b f b 2 s f h f : bề dày cánh.
Mf: giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hoà đi qua mép dưới của cánh.
+ Nếu M ¿ Mf thì trục trung hoà qua cánh, việc tính toán như đối với tiết diện chữ nhật b f xh.
+ Nếu M > Mf thì trục trung hoà qua sườn.
Nếu α m ≤α R : thì từ α m tra phụ lục ta được ξ
Diện tích cốt thép yêu cầu:
Nếu α m >α R : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kép.
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ min ¿ μ t =
Hợp lí: 0,8% ¿ μ t ¿ 1,5%.Thông thường với dầm lấy μ min =0,15%. Đối với nhà cao tầng μ ma x = 5%.
Trong phần 6.7.3, việc tính toán cốt thép ngang theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 được thực hiện cho các cấu kiện bê tông cốt thép Cụ thể, điều kiện tính toán yêu cầu tải trọng Q không vượt quá giá trị của sản phẩm bê tông, được biểu thị qua công thức Q ≤ φb1 Rbh0.
Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện;
b1 là hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng, lấy bằng 0,3.
Khi các điều kiện không được đáp ứng, cần tăng kích thước tiết diện hoặc nâng cao cấp độ bền của bê tông Để tính toán cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt, cần đảm bảo điều kiện Q ≤ Qb + Qsw (*).
Q là lực cắt tác động lên tiết diện nghiêng, có chiều dài hình chiếu C trên trục dọc của cấu kiện Lực này được xác định bởi tất cả các ngoại lực tác động từ một phía của tiết diện nghiêng đang xem xét, đồng thời cần lưu ý đến tác động nguy hiểm nhất của tải trọng trong khu vực đó.
Q b là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng;
Q sw là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng
Lực cắt Q b được xác định theo công thức:
nhưng không lớn hơn 2,5Rbt bh0 và không nhỏ hơn 0,5Rbt bh0,
Hệ số b2 trong nghiên cứu này được xác định là 1,5, phản ánh ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông phía trên vết nứt xiên.
Lực cắt Q sw đối với cốt thép ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện được xác định theo công thức
Hệ số sw phản ánh sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng C Lực q sw trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện được xác định theo công thức: q sw = w * s sw.
Cần thực hiện tính toán cho các tiết diện nghiêng dọc theo chiều dài cấu kiện, tập trung vào chiều dài nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiêng C Chiều dài hình chiếu C trong công thức phải đảm bảo không nhỏ hơn h0 và không lớn hơn 2h0.
Cho phép tính toán các tiết diện nghiêng theo điều kiện Q 1 Q b 1 Q s w1 mà không cần xem xét các tiết diện nghiêng khi xác định lực cắt do ngoại lực:
Q1: là lực cắt trong tiết diện thẳn góc do ngoại lực
Khi xét tiết diện thẳng góc với lực cắt Q1 gần gối tựa ở khoảng cách nhỏ hơn 2,5h0, cần tính toán theo điều kiện Q1 < Qb.1 + Qsw1 bằng cách nhân giá trị.
Qb,1 đã được xác định theo công thức Q b 1 0.5 R bh bt o với hệ số bằng 2,5 (a /ho), nhưng lấy giá trị Qb,1 không lớn hơn 2,5Rbt bh0
Khi tính toán trong tiết diện thẳng góc với lực cắt Q1, nếu khoảng cách a nhỏ hơn h0, cần đảm bảo điều kiện Q1 < Qb.1 + Qsw1 Giá trị Qsw1 được xác định theo công thức Qsw1 = qhswo với hệ số a/h0.
- Cốt thép dầm sau khi tính ra được bố trí tuân theo các yêu cầu cấu tạo của cấu kiện chịu uốn.
- Việc cắt, uốn, neo cốt thép cũng tuân theo các yêu cầu cấu tạo như qui định.
- Khi hàm lượng cốt thép μ t < μ min Lấy As = μ min bho.
Tính toán cột khung trục 1
6.8.1 Nội lực tính toán và tổ hợp nội lực cột
Mỗi phần tử được tính toán tại hai mặt cắt đầu và chân cột, nhằm xác định các cặp nội lực cần thiết cho việc tính toán thép Do sự làm việc không gian của cột, việc xác định các cặp nội lực này là rất quan trọng.
- Bê tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.10 3 (MPa).
- Cốt thép dọc chịu lực dùng AIII: RS=RSC65(MPa); RSW65(MPa).
- Cốt thép đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).
6.8.3 Tính toán cốt thép dọc
Dùng 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.
Xét tiết diện có các cạnh Cx, Cy Điể m đặ t tả i e ax
Hình 6.10 Sơ đồ tính toán cột Điều kiện để áp dụng phương pháp này là:
(tất cả các cột đều thỏa mãn) Cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn.
Tiết diện chịu lực nén N và mômen uốn Mx, My, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay, đã được phân tích Sau khi xem xét uốn theo hai phương, hệ số x và y đã được tính toán, dẫn đến việc gia tăng mômen thành Mx1 và My1.
Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với các kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương X hoặc Y).
Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện M M M M
Kí hiệu h = Cx; b = Cy h = Cy; b = Cx
M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax
Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính h0 = h-a; Z = h-2a
Chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc, R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng. Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng.
R b b Xác định hệ số chuyển đổi m0
Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng).
N Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1,ea) e = e0 + h
Tính toán độ mảnh theo hai phương λ x = l ox i x ; oy y y l
i λ=max(λ x ; λ y ) Dựa vào độ lệch tâm e0 và giá trị nén giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán.
Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi ε = e 0 h 0 ≤0,30 tính toán gần như nén đúng tâm.
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm γ e : γ e = 1
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: ϕ e =ϕ+(1−ϕ).ε
0,3 Khi ≤ 14 lấy = 1; khi 14< < 104 thì lấy theo công thức:
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Trường hợp 2: Khi ε = e 0 h 0 >0,30 đồng thời x1>R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé.
Xác định chiều cao vùng nén: x = ( ξ R + 1+50 1−ξ R ε 0 2 ) h 0
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.
Trường hợp 3: khi ε = e 0 h 0 >0,30 đồng thời x1 ≤ R.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn.
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.
Khi tính được cốt thép, tính hàm lượng cốt thép:
Kiển tra điều kiện: μ min ≤μ≤μ max
Trong đó: μ min lấy theo độ mảnh λ= l 0 r cho theo bảng sau (theo TCXDVN 356- 2005):
0,05 0,1 0,2 0,25 μ max : khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép người ta lấy μ max =3% Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy μ max =6%.
Kiểm tra điều kiện : Qmax