MỤC LỤC CHƯƠNG I: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG MỞ ĐẦU − Cơng trình CHUNG CƯ CAO CẤP HAPPY LAND gồm 15 tầng, tầng hầm − Địa chỉ: Thành Phố Vũng Tàu − Quy mô cơng tình  Cơng trình bao gồm 14 tầng điển hình, tầng hầm, tầng mái  Chiều cao cơng trình: 55.1 m tính từ mặt đất tự nhiên  Diện tích sàn tầng điển hình: 42×21.2 m2 − Hệ kết cấu sử dụng kết cấu khung - vách cứng (lõi cứng) Do việc tính tốn khung phải kết cấu khung khơng gian − Việc tính tốn khung khơng gian phức tạp, việc tính tốn nội lực tính tốn phần mềm ETABS − Việc tính tốn thực theo bước sau đây: Bước 1: Chọn sơ kích thước Bước 2: Tính tốn tải trọng Bước 3: Tổ hợp tải trọng Bước 4: Tính tốn nội lực phần mềm ETABS Bước 5: Tính tốn thép cho khung trục khung trục C VẬT LIỆU SỬ DỤNG − − − Bê tông B25  Cường độ tính tốn chịu nén: Rb = 14.5 MPa  Cường độ tính tốn chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa  Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10)  Cường độ tính tốn chịu nén: Rsc = 225 MPa  Cường độ tính tốn chịu kéo: Rs = 225 MPa  Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10)  Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa  Cường độ tính tốn chịu kéo: Rs = 365 MPa  Mơ đun đàn hồi: Es = 200000 MPa CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC − Chọn sơ kích thước cấu kiện mơ hình kiểm tra chức Design ETABS:  Dầm kích thước: h × b = 700 × 500 mm  Dầm phụ kích thước: h × b = 600 × 400 mm  Dầm phụ kích thước: h × b = 500 × 300 mm  Vách cứng dày 200 mm  Chiều dày sàn hs = 150 mm TÍNH TỐN TẢI TRỌNG 4.1 Tĩnh tải − Tĩnh tải trọng lượng thân sàn Trọng Cấu tạo sàn Bề dày thường mm Gạch ceramic Lớp vữa lót Tải trọng thiết bị Lớp vữa trát trần 10 20 Gạch ceramic Lớp chống thấm Lớp vữa tạo dốc Tải trọng thiết bị Lớp vữa trát trần Tĩnh tải Hệ số Tĩnh tải riêng tiêu độ tin tính tiêu chuẩn cậy tốn chuẩn kN/m3 20 18 15 kN/m2 0.20 0.36 0.50 0.27 n 18 Tổng g1 Bảng 4.1 Tải trọng sàn thường Bề Cấu tạo sàn vệ sinh lượng dày Trọng lượng riêng tiêu mm 10 35 chuẩn kN/m3 20 22 18 15 18 1.2 1.3 1.1 1.3 Tĩnh tải tiêu Hệ số độ chuẩn kN/m2 0.20 0.11 0.63 0.50 0.27 kN/m2 0.240 0.468 0.550 0.351 1.609 Tĩnh tải tin cậy tính toán 1.2 1.3 1.3 1.1 1.3 kN/m2 0.240 0.143 0.819 0.550 0.351 Tổng g2 2.103 Bảng 4.2 Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh − Tải tường  Tải trọng tường xây  Tải tường tính tốn theo cơng thức: g tt = n × q t × h t  Tường xây sàn tải trọng tường phân bố theo chiều dài dầm None (ảo)  Tường xây dầm truyền tải trọng vào dầm Các loại tường gạch δt h qt (m) (m) (kN/m2) Tường 10 gạch ống 0.1 3.25 18 1.1 Tường 20 dầm tầng 0.2 3.8 18 1.1 Tường 10 dầm tầng điển hình 0.1 2.7 18 1.1 Tường 20 dầm tầng điển hình 0.2 2.7 18 1.1 Bảng 4.2 Tĩnh tải tường gạch gt.tc gt (kN/m) 5.85 13.68 4.86 9.72 (kN/m) 6.44 15 5.35 10.7 4.2 Hoạt tải − Hoạt tải sử dụng xác định tùy theo công sử dụng ô sàn, lấy theo TCVN 2737 : 1995 Kết thể bảng sau: STT Ký hiệu p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 Hoạt tải Loại sàn nhà tiêu (kN/m2) Hoạt tải chuẩn quy đổi (kN/m2) Sảnh, hành lang, cầu thang, Tầng thương mại Gara ô tô, ramp dốc Mái khơng sử dụng 0.75 Phịng ăn, bếp, phịng 1.5 1.95 Phịng ngủ, WC 1.5 1.95 khách Ban cơng, lơ gia 2.4 Nhà kho Bảng 4.4 Hoạt tải phân bố sàn 4.3 Tổng hợp tải trọng Tĩnh tải kN/m2 Hoạt tải kN/m2 Tiêu chuẩn Tính tốn Tiêu chuẩn Tính tốn Sảnh, hành lang, cầu thang 1.33 1.6 3.00 3.6 Gara ô tô, ramp dốc 1.33 1.6 5.00 6.0 Mái không sử dụng 1.71 2.1 0.75 Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.33 1.6 1.50 1.95 Phịng ngủ 1.33 1.6 1.50 1.95 Ban cơng, lơ gia 1.33 1.6 2.00 2.4 Nhà kho 1.33 1.6 5.00 6.0 Nhà vệ sinh 1.71 2.1 1.50 1.950 Bảng4.5 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên sàn Khu vực Ghi chú: Tĩnh tải khu vực bao gồm lớp, không bao gồm trọng lượng bê tông cốt thép 4.4 Tính tốn tải gió − Theo TCVN 2737 : 1995 TCXD 229 : 1999: Gió nguy hiểm gió vng góc với mặt đón gió Cơng trình cao 55.1m > 40m nên tải gió gồm thành phần tĩnh thành phần động 4.4.1 − Gió tĩnh Tải trọng gió tĩnh tính tốn theo TCVN 2737 : 1995 sau:  Áp lực gió tĩnh tính tốn cao độ z tính theo cơng thức:Wtc = W0 × k × c Trong đó: Wo: giá trị áp lực gió lấy theo đồ phân vùng phụ lục D điều 6.4 TCVN 2737 : 1995 Cơng trình xây dựng Tp Vũng Tàu thuộc khu vực IIA, ảnh hưởng gió bão đánh giá yếu, lấy W0 = 0.83 kN/m2 kz: hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN 2737 : 1995 c: hệ số khí động, mặt đón gió c = +0.8, mặt hút gió c = -0.6 Hệ số tổng cho mặt đón gió hút gió là: c = 0.8 + 0.6 = 1.4  Hệ số độ tin cậy tải trọng gió γ = 1.2 − Tải trọng gió tĩnh quy thành lực tập trung cao trình sàn, lực tập trung đặt tâm cứng tầng (Wtcx lực gió tiêu chuẩn theo phương X Wtcy lực gió tiêu chuẩn theo phương Y, lực gió áp lực gió nhân với diện tích đón gió) Diện tích đón gió tầng tính sau: Sj = h j + h j−1 ×B hj, hj-1, B chiều cao tầng tầng thứ j, j-1, bề rộng đón gió Chiều Tên Tầng cao tầng Cao Kích thước nhà (m) STORY16 STORY15 STORY14 STORY13 STORY12 STORY11 STORY10 STORY9 STORY8 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 độ Zj Tải tính tốn thành phần tĩnh (kN) (m) Trục Trục Hệ số Phương X Phương Y X(m) 42 42 42 42 42 42 42 42 42 Y(m) 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2 Kzi 1.49 1.477 1.463 1.45 1.436 1.419 1.398 1.378 1.353 55.1 51.7 48.3 44.9 41.5 38.1 34.7 31.3 27.9 74.9 148.43 147.06 145.7 144.33 142.58 140.53 138.48 136.01 148.38 294.06 291.35 288.64 285.94 282.47 278.41 274.35 269.45 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 3.4 42 21.2 24.5 1.326 133.27 3.4 42 21.2 21.1 1.299 130.54 3.4 42 21.2 17.7 1.267 127.34 3.4 42 21.2 14.3 1.232 123.79 3.4 42 21.2 10.9 1.191 119.69 4.5 42 21.2 7.5 1.125 131.36 42 21.2 Bảng4.6 Kết tính tốn gió tĩnh theo phương X Y 264.03 258.62 252.29 245.24 237.11 260.25 4.4.2 Gió động − Do cơng trình cao 40 m nên phải tính đến thành phần động tải gió Để xác định thành phần động tải trọng gió cần xác định tần số dao dộng riêng cơng trình − Thiết lập sơ đồ tính tốn động lực học:  Sơ đồ tính tốn hệ cơng xơn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng  Chia cơng trình thành n phần cho phần có độ cứng áp lực gió lên bề mặt cơng trình coi khơng đổi  Vị trí điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn  Giá trị khối lượng tập trung tổng trọng lượng thân kết cấu, tải trọng lớp cấu tạo sàn (phân bố sàn), hoạt tải (phân bố sàn) TCVN 2737:1995 TCXD 229:1999 cho phép sử dụng hệ số chiết giảm hoạt tải, tra bảng (TCXD 229 : 1999), lấy hệ số chiết giảm 0.5  Việc tính tốn tần số dao động riêng cơng trình nhiều tầng phứctạp, cần phải có hỗ trợ chương trình máy tính Trong đồ án phần mềm ETABS dùng để tính tốn tần số dao động riêng cơng trình − Việc mơ hình chương trình ETABS thực sau:  Cột dầm mơ hình phần tử Line  Vách sàn mơ hình phần tử Area  Trọng lượng thân kết cấu ETABS tự tính toán  Trọng lượng lớp cấu tạo sàn phân bố sàn  Trọng lượng thân tường gán dầm dầm None  Hoạt tải gán phân bố sàn, sử dụng hệ số giảm khối lượng 0.5 − Trong TCXD 229 : 1999, quy định cần tính tốn thành phần động tải trọng gió ứng với s dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng thứ s thỏa mãn bất đẳng thức: fs < f L < fs+1 Trong đó: fL tra bảng TCXD 229 : 1999, kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta fL = 1.3 Hz Cột vách ngàm với móng − Gió động cơng trình tính theo phương X Y, dạng dao động xét theo phương có chuyển vị lớn Tính tốn thành phần động gió gồm bước sau: Bước 1: Xác định tần số dao động riêng Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát với Mode dao động cơng trình Mode • Period 2.12 1.70 1.47 0.62 0.51 0.43 Tần số fL Dao động 0.47 Phương X 0.59 Phương Y 0.68 Xoắn 1.62 Phương X 1.94 Xoắn 2.35 Xoắn Bảng 4.7 Kết Mode dao động Ghi Tính Tính Khơng Khơng Khơng Khơng Nhận xét: Tần số dao động riêng: f3 < fL = 1.3Hz < f4 Vì vậy, theo điều 4.3 TCXD 229 : 1999, ta cần tính tốn thành phần động gió có kể đến tác dụng xung vận tốc gió lực qn tính cơng trình tương ứng với dạng dao động Bước 2: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió lên phần tính tốn cơng trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió W j độ cao zj so với mốc mặt đất xác định theo công thức: Wj = WokzjC (kN/m2) • Trong đó: Wo: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Cơng trình xây dựng TP Vũng Tàu thuộc vùng II-A: Wo = 83 daN/m2 = 0.83 kN/m2 c: Hệ số khí động Phía đón gió c = + 0.8, phía hút gió c = - 0.6 c = 0.6 + 0.8 = 1.4 kzj: Hệ số xét đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao (tra bảng - TCVN 2737:1995, theo dạng địa hình A) Bước 3: Xác định thành phần động tải trọng gió tác dụng lên cơng trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j, ứng với dạng dao động thứ i được xác địng theo công thức WP(j1)=Mj ξ1ψ1yj1 • Trong đó: WP(ij): lực, đơn vị tính toán kN Mj: khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, T ξi: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên ψi: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần Xác định Mj: Khối lượng điểm tập trung theo tầng xuất từ ETABS (Center Mass Rigidity) Xác định ξi Hệ số động lực xác định ứng với dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số εi độ giảm loga dao động: εi = γ × Wo 940 × f i Hệ số tin cậy tải trọng gió lấy γ = 1.2 fi: Tần số dao động riêng thứ i Wo: Giá trị áp lực gió Lấy 0.83 kN/m2 = 830 N/m2 Cơng trình BTCT với δ = 0.3 nên ta tra theo đường số đồ thị (TCXD 229 : 1999) Hình4.1 Đồ thị xác định hệ số động lực ξ Xác định ψi : Hệ số ψi xác định theo công thức: n ψi = ∑ (y j=1 n ∑ (y j=1 • ji WFj ) ji Mj) Trong đó: yji: dịch chuyển ngang tỉ đối trọng tâm phần cơng trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i WFj: giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j cơng trình, ứng với dạng dao động khác kể đến ảnh hưởng xung vận tốc gió, xác định theo công thức: WFj = Wj ζ j Sj ν (kN) (*) Wj: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh gió (kN/m2) Sj: diện tích đón gió phần cơng trình thứ j (m2) ν: hệ số tương quan không gian áp lực động tải trọng gió ứng với dạng dao động khác cơng trình, khơng thứ ngun Khi tính tốn với dạng dao động thứ ν lấy ν1, dạng dao động lại, ν lấy Giá trị ν1 lấy theo bảng 10, TCVN 2737 : 1995, phụ thuộc vào tham số ρ χ Tra bảng 11, TCVN 2737 : 1995 để có thông số này, a b xác định hình sau (mặt màu đen mặt đón gió): 10 ... tâm 600 30 21 25 2.2 Xác định độ sâu chơn móng − Chiều sâu đặt đế đài Hm phải thỏa mãn điều kiện chịu tải ngang áp lực bị động đất − Giả sử bề rộng móng B = (m) − Chọn lực ngang lớn để tính tốn... 11.5 20.17 10.67 5.39 24.13 0.56 Bảng 1.3 Bảng tiêu lý đất Hình 1.4 Mặt cắt địa chất PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN THẢ − Ưu điểm so với cọc đóng ép cọc khoan nhồi:  Sử dụng cọc ống bê tông ly tâm... TCXD 229 : 1999, kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta fL = 1.3 Hz Cột vách ngàm với móng − Gió động cơng trình tính theo phương X Y, dạng dao động xét theo phương có chuyển vị lớn