Cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, dịch vụ và căn hộ cao cấp vinasquare (block b)

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Giới thiệu về công trình

Trước tình hình dân số tăng nhanh, nhu cầu mua đất xây dựng nhà tại thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định ngày càng cao, trong khi quỹ đất lại hạn chế, dẫn đến giá đất tăng chóng mặt Điều này khiến nhiều người dân không đủ khả năng mua đất để xây dựng Giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề này là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô thành phố.

Công trình VINASQUARE được thiết kế và xây dựng với mục tiêu đáp ứng nhu cầu sống hiện đại, bao gồm khu nhà cao tầng tiện nghi và cảnh quan đẹp, thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc Đây là một tổ hợp cao tầng với chất lượng thi công cao, nhằm phục vụ tốt nhất cho đời sống của người dân.

1.1.2 Vị trí xây dựng công trình Địa chỉ: 112 Nguyễn Tất Thành, Thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định

Hình 1.1: Vị trí của công trình từ Google Maps 1.1.3 Điều kiện tự nhiên

Quy Nhơn sở hữu một địa hình phong phú với nhiều cảnh quan đa dạng, bao gồm núi rừng, gò đồi, đồng ruộng, ruộng muối, bãi biển, đầm, hồ, sông ngòi, và các bán đảo cùng đảo.

Quy Nhơn có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 3 - 9, mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau; nhiệt độ trung bình hàng năm: 24,5 độ C Độ ẩm tương đối 79 %– 92%

Công trình dân dụng cấp I (20 < số tầng) – [Phụ lục 2 – Ban hành kèm theo Thông tư số 03/2016/TT-BXD ngày 10 tháng 3 năm 2016 của Bộ Xây dựng]

Công trình có 2 tầng hầm

Kiến trúc của công trình

1.2.1 Mặt bằng của công trình

Hình 1.2: Mặt bằng kiến trúc sàn tầng điển hình

Hình 1.3 Mặt bằng kiến trúc của tầng hầm công trình

1.2.2 Mặt đứng của công trình

Hình 1.4: Mặt đứng của công trình 1.2.3 Cao độ của tầng

Bảng 1.1: Bảng thống kê cao độ tầng

Tầng Cao độ (m) Tên tầng Cao độ (m)

CƠ SỞ THIẾT KẾ

Những tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

2.1.1 Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động

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

− TCXD 229:1999 Tải trọng gió theo TCVN 2737:1995

− TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu tải động đất

2.1.2 Tiêu chuẩn về vật liệu – Tiêu chuẩn kiểm định

− TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

2.1.3 Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu

− TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

− TCVN 5575:2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

− TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

2.1.4 Tiêu chuẩn về thiết kế nền móng

− TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình

− TCVN 9153:2012 Công trình thủy lợi, phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm

− TCVN 4420:2012 Đất xây dựng – Phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm

− QCXDVN 02:2009/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

− QCVN 06:2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình.

Phầm mềm sử dụng

Bảng 2.1: Phần mềm sử dụng trong đồ án tốt nghiệp

Tên phần mềm Công dụng

ETABS 16 Phân tích tải trọng, phân tích kết cấu

SAFE 2016 Phân tích kết cấu sàn

PLAXIS 2D v8.6 Mô phỏng, phần tích quá trình thi công tường vây và hệ chống Microsoft Office 2019 Lập thuyết minh và file tính toán

Auto CAD 2020 Thể hiện bản vẽ

Nguyên tắc tính toán

2.3.1 Các giả thuyết tính toán

− Sàn tuyệt đối cứng trên mặt phẳng của nó, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết ngàm (xét cùng cao độ);

− Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau;

− Các cột, vách cứng, lõi thang máy được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách, lõi ngay tại vị trí đài móng;

Các tải trọng ngang tác động lên sàn dưới dạng lực tập trung tại các vị trí cứng của từng tầng, sau đó được truyền xuống cột, vách và lõi, cuối cùng chuyển đến móng.

2.3.2 Tính toán theo trạng thái giới hạn

Trong quá trình tính toán và thiết kế kết cấu, cần đảm bảo rằng các yêu cầu về trạng thái giới hạn (TTGH) được thỏa mãn Kết cấu bê tông cốt thép được phân loại và tính toán theo hai nhóm chính: TTGH thứ nhất và TTGH thứ hai.

Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I) đề cập đến tiêu chí về độ bền và an toàn trong thiết kế kết cấu Việc tính toán theo TTGH này nhằm mục đích đảm bảo rằng kết cấu không bị phá hoại và duy trì sự ổn định cần thiết.

Trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II) đề cập đến điều kiện làm việc bình thường của kết cấu Việc tính toán theo TTGH này nhằm đảm bảo rằng kết cấu không xuất hiện khe nứt và các biến dạng không vượt quá mức cho phép.

2.3.3 Phương pháp xác định nội lực

Có 2 phương pháp cơ bản:

Phương pháp giải thích hệ chịu lực là cách tiếp cận toàn diện, coi toàn bộ cấu trúc như các bậc siêu tĩnh, từ đó giải trực tiếp các phương trình vi phân bậc cao để xác định nội lực Tuy nhiên, hạn chế lớn của phương pháp này là số lượng ẩn quá nhiều, gây khó khăn trong việc tìm ra giải pháp chính xác.

Phương pháp phần tử hữu hạn là kỹ thuật chia nhỏ các hình dạng phức tạp thành các phần tử nhỏ liên kết tại các nút, từ đó xác định giá trị nội lực của từng phần tử Bằng cách thiết lập hệ phương trình đại số tuyến tính dựa trên sự liên quan về biến dạng và chuyển vị tại các nút, ta có thể tiến hành nội suy tuyến tính để tìm các vị trí cần xác định nội lực Trong luận văn này, công trình Vinasquare được chọn làm ví dụ do độ phức tạp cao, và sinh viên thực hiện tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của phần mềm nhằm tối ưu hóa kết quả thu được.

Tiêu chí về vật liệu

Công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam, do đó vật liệu bê tông phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định từ cấp phối cho đến kiểm tra cường độ mẫu thử.

Bảng 2.2: Cấp độ bền dùng cho thiết kế các cấu kiện theo TCVN 5574:2018

Tên hạng mục Cấp độ bền

Hàm lượng xi măng tối thiểu

Cấp xi măng theo TCVN 5574:2018

Cọc khoan nhồi B25 PCB40/400 0.45 W12 Đài móng B25 PCB40/400 0.45 W12

Bảng 2.3: Cường độ thiết kế của bê tông thiết kế cho cấu kiện theo TCVN 5574:2018

Cấu kiện Thành phần Cấp độ bền Giá trị cường độ

Cọc khoan nhồi Bê tông B25 b bt b

E 30000(MPa) Đài móng Bê tông B25

Cầu thang bộ Bê tông B25

Vách, lõi thang máy Bê tông B25

Công trình được thiết kế dựa trên hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam Vì vậy, quy cách cốt thép phải phù hợp với hệ thống tiêu chuẩn của nó

Bảng 2.4: Cốt thép dùng cho thiết kế cấu kiện theo TCVN 5574:2018

Cấu kiện Thành phần Loại thép sử dụng

Cọc khoan nhồi Cốt thép dọc CB400-V

Cốt đai CB300-T Đài móng, tường vây Cốt thép dọc CB400-V

Vách đơn, lõi thang máy Cốt thép dọc CB400-V

Dầm, sàn, cầu thang bộ Cốt thép dọc CB400-V

Bảng 2.5: Giá trị cường độ thép sử dụng

Loại thép sử dụng Cường độ

2.4.3 Thép hình sử dụng làm thanh chống tường vây

Kích thước: 350x350x19x12, vật liệu thép mác CCT42 theo TCVN 5575:2012, có:

− Cường độ tính toán: f $50 kG / cm( 2 )=2.45 10 kN / m  5 ( 2 )

− Giới hạn chảy: fy &00 kG / cm( 2 )=2.6 10 kN / m  5 ( 2 )

Lớp bê tông bảo vệ

Theo mục 10.3 TCVN 5574:2018, lớp bê tông bảo vệ tối thiểu:

Bảng 2.6 :Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu cho từng loại cấu kiện

STT Loại cấu kiện Chiều dày

6 Cấu kiện tiếp xúc với đất có bê tông lót 50

Neo, nối cốt thép

2.6.1 Tính toán đoạn neo cốt thép

Mục 10.3.5 TCVN 5574:2018, chiều dài neo tính toán yêu cầu của cốt thép có kể đến giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện, được xác định: s,cal an 0,an s,ef

− A s,cal / A s,ef : tỷ lệ diện tích cốt thép theo tính toán và thực tế, lấy bằng 1;

Hệ số  phản ánh ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của bê tông và cốt thép, cũng như giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện đến chiều dài neo Cụ thể,  được xác định là 1 đối với cốt thép chịu kéo và 0.76 đối với cốt thép chịu nén.

− L 0,an : là chiều dài neo cơ sở, được xác định theo công thức (255) mục 10.3.5.4 TCVN 5574:2018: s s 0.an bond s

Bảng 2.7: Bảng tính chiều dài neo cho cốt thép chịu kéo

Bảng 2.8 :Bảng tính chiều dài neo cho cốt thép chịu nén

Bảng 2.9 Chọn đoạn neo cốt thép

 (mm) Chịu kéo Chịu nén

2.6.2 Tính toán đoạn nối cốt thép

Theo TCVN 5574:2018, tại mục 10.3.6.2, các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén yêu cầu chiều dài nối chồng tối thiểu phải đạt giá trị Llap, được xác định theo công thức: s,cal lap 0,an s,ef.

− L 0,an 3.3d: chiều dài neo cơ sở đã được xác định ở mục 6.3.5.1;

− A s,cal / A s,ef : tỷ lệ diện tích cốt thép theo tính toán và thực tế, lấy bằng 1;

Hệ số α phản ánh ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của cốt thép thanh, cấu tạo của các thành phần trong vùng nối thanh thép, số lượng thanh thép được nối trong một tiết diện so với tổng số thanh thép, và khoảng cách giữa các thanh thép nối.

=1.2 đối với cốt thép chịu kéo và =1 đối với cốt thép chịu nén

− Độ dài nối cốt thép trong vùng chịu kéo: L an @d;

− Độ dài nối cốt thép trong vùng chịu nén: L an 3.3d;

PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Phương án kết cấu chịu tải đứng

Hệ sàn – dầm là hệ kết cấu chịu tải đứng chính của toàn bộ công trình

Các tiêu chí để lựa chọn phương án hệ sàn – dầm cho công trình:

− Chiều cao của tầng điển hình;

− Liên kết sàn với cột, vách

Bảng 3.1 Bảng đánh giá mức độ thích hợp của các phương án sàn với công trình Đặc điểm công trình

Nhịp sàn dao động từ 7m → 10.8m ✓ ✓ ✓

Nhịp sàn không có sự đồng đều ✓ ✓

Hoạt tải công trình chủ yếu là tải căn hộ nên không quá lớn ✓

Sự phân bố hoạt tải trên sàn khá đồng đều ✓ ✓ ✓

Mật độ phân bố tường lên sàn cao và tải trọng tường lớn, tạo ra sự ổn định cho công trình Hình dạng ô sàn vuông vức và phân chia rõ ràng giúp tối ưu hóa không gian Liên kết giữa sàn và hệ vách đóng vai trò quan trọng trong việc kháng tải ngang, đảm bảo an toàn cho kết cấu.

Dựa trên các tiêu chí đã đề ra, phương án sàn dầm truyền thống được xác định là lựa chọn lý tưởng cho công trình Vinasquare Sinh viên đã quyết định chọn phương án sàn dầm cho dự án này.

Ta có mặt bằng bố trí dầm

Phương án kết cấu chịu tải ngang

Tải trọng ngang là yếu tố quan trọng trong quyết định giải pháp kết cấu của công trình cao tầng

Lựa chọn phương án kết cấu chịu tải ngang của công trình phụ thuộc vào các yếu tố:

− Hình dạng mặt bằng công trình;

− Tải trọng đứng và ngang của công trình;

− Công năng sử dụng của công trình;

− Yêu cầu phòng chống động đất

Bảng 3.2 Bảng đánh giá mức độ thích hợp của các phương án kết cấu chịu tải ngang Đặc điểm công trình

Hệ khung Hệ vách lõi Hệ ống

Chiều cao của công trình: 67.1m ✓ ✓

Khả năng xoắn của công trình lớn ✓ ✓

Sự phân bố của lưới cột, vách phức tạp, không đồng đều ✓ ✓

Công trình thuộc vùng gió và động đất tương đối ✓ ✓

Bề mặt truyền lực có tính liên tục ✓ ✓ ✓

Không gian sử dụng cho chung cư ✓ ✓ ✓

Phù hợp về mặt kinh tế ✓

Vì vậy, sinh viên lựa chọn giải pháp kết cấu chính là hệ vách lõi

Hệ tường có khả năng kháng chấn vượt trội so với hệ khung, chiếm ít không gian hơn, và thường được ứng dụng trong các công trình như nhà ở, bệnh viện và khách sạn.

Kết cấu móng – hầm

Hệ móng công trình tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình

Lựa chọn phương án kết cấu móng của công trình phụ thuộc vào các yếu tố:

Địa chất công trình có mức độ phức tạp không lớn, với các lớp đất cát và sét xen kẽ nhau Đất cát có trạng thái chặt, trong khi đất sét có tính chất dẻo cứng đến cứng.

− Tải trọng của công trình truyền xuống móng: Vì công trình là nhà cao tầng nên tải trọng truyền xuống móng lớn;

− Sơ đồ cột, vách: Sơ đồ cột vách phức tạp;

− Giải pháp thi công hầm: Hầm thi công theo phương án hệ shoring chống đỡ

Từ những yếu tố trên, sinh viên lựa chọn phương án móng cọc

Phương pháp thi công tầng hầm Bottom-up sử dụng hệ chống bằng thép hình (hệ shoring & kingpost) và lựa chọn phương án cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng chịu lực tốt, giảm thiểu tiếng ồn và rung động trong quá trình thi công, cũng như thích hợp cho các công trình có nền đất yếu.

Loại cọc này không yêu cầu mặt bằng để đúc và giữ cọc, không cần thực hiện nối hay cắt cọc, và chỉ cần tính toán thiết kế dựa trên tải trọng làm việc mà không cần sử dụng cẩu tháp để vận chuyển.

− Chiều dài cọc có thể được hiệu chỉnh trong quá tình thi công cho nên việc xác định trước chiều dài cọc không phải là điều tiên quyết.

Sơ bộ tiết diện

3.4.1 Sơ bộ tiết diện sàn

Chiều dày sàn cần được lựa chọn dựa trên chiều dài nhịp và tải trọng tác dụng Để tính toán sơ bộ chiều dày sàn, sinh viên có thể sử dụng công thức: h s DL = 1.0 x 0.8 x 1.4 x 8100 / (162 x 252) (mm) với m = 40 đến 45.

Chọn chiều dày sàn h s 0 (mm)

3.4.2 Sơ bộ tiết diện dầm

Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo công thức : d

Chọn chiều cao dầm là hd `0 mm( ) d d

Chọn bề rộng dầm là b d 00(mm)

3.4.3 Sơ bộ tiết diện vách, lõi thang

Tiết diện vách, lõi được sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng, đồng thời phaira thỏa điều kiện 3.4.1 TCVN198-1997

Xác định chiều dày vách thỏa : w w t w w san t F 200(mm) h 5000 t 250 (mm)

Chọn dày chiều vách đơn là t w @0 (mm), chiều dày lõi t c 00 (mm)

3.4.4 Sơ bộ tiết diện cầu thang bộ

Chiều dày bản thang được sơ bộ : h bt L 145 176.6 (mm)

Chọn chiều dày bản thang : h bt 0 (mm)

TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Tải đứng

Tĩnh tải bao gồm các tải trọng như:

− Tải trọng các lớp cấu tạo sàn;

Tải tường xây có hai cách tác dụng chính: thứ nhất là tác dụng trực tiếp lên sàn khi không có dầm đỡ tại vị trí tường xây; thứ hai là tác dụng lên dầm khi có dầm đỡ sàn tại vị trí tường xây.

4.1.1.1 Tĩnh tải của các lớp cấu tạo sàn

Hình 4.2: Các lớp cấu tạo sàn Bảng 4.1: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tầng hầm

Bảng 4.2: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn bình thường tầng điển hình

Bảng 4.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

4.1.1.2 Tĩnh tải của tường xây lên dầm

− Tường xây cao : 2.8 (m) dày 110 (mm), sử dụng gạch rỗng

Bảng 4.4: Tải tường 110 tác dụng lên dầm tầng điển hình

Bảng 4.5: Tải tường 210 tác dụng lên dầm tầng điển hình

Bảng 4.6: Tải tường 110 tác dụng lên dầm tầng 1

Bảng 4.7: Tải tường 210 tác dụng lên dầm tầng 1

4.1.1.3 Tĩnh tải của tường xây lên sàn

Tiến hành đánh tên từng sàn riêng biệt để tính toán tải trọng tường xây tác dụng lên sàn

Hình 4.3: Tên ô sàn tính tải trọng tường xây tác dụng lên sàn Bảng 4.8: Tải trọng của tường xây tác dụng lên từng ô sàn của tầng điển hình

Chiều dài tường phân bố trên sàn (m)

Tải tường phân bố trên mét dài (kN /m)

Tổng tải tường lên sàn (kN/m 2 )

Bảng 4.9: Tải trọng của tường xây tác dụng lên từng ô sàn của tầng 1

Tổng tải tường lên sàn (kN/m 2 )

Bảng 4.10: Tải trọng của tường xây tác dụng lên từng ô sàn của tầng hầm 1

Tổng tải tường lên sàn (kN/m2)

Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên tòa nhà được xác định theo TCVN 2737:1995

Tải trọng tạm thời được chia làm 2 loại :

Bảng 4.11 : Giá trị hoạt tải theo TCVN 2737:1995

Giá trị tiêu chuẩn ( kN / m 2 )

Giá trị tính toán ( kN / m 2 )

6 Mái bằng có sử dụng 0.5 1.0 1.5 1.3 1.95

7 Mái bằng không sử dụng 0.0 0.75 0.75 1.2 0.90

Tải ngang

4.2.1.1 Lý thuyết tính toán tải trọng gió

Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999 thì gió nguy hiểm nhất là gió tác động vuông góc với mặt đón gió

Tải gió gồm 2 thành phần :

− Thành phần động a) Phần phần tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải gió W có cao độ z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức: x ( y) j 0 j j

− W : là giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng; 0 (kN / m ) 2

− k j : là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao (công thức A.23 TCXD 229:1999);

− c : là hệ số khí động;

=  : là diện tích đón gió của từng tầng (m ) 2 o H , H j j 1 + lần lượt là chiều cao tầng thứ j và tầng thứ j +1; o L j bề rộng đón gió Đặc điểm công trình:

− Địa điểm xây dựng công trình: Thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định ;

− Vùng áp lực gió : III ( Mục 6.4 TCVM 2737:1995);

− W 0 =1.25 (kN / m ) ; c = 1.4 (Gán gió tại tâm khối lượng của sàn); 2

Theo TCXD 229:1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa vào dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn điều kiện s L s L f f f + (tần số f được tra theo bảng 9 TCVN 2737:1995) Đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, với  =0.3, ta có f L =1.6.

Hình 4.4: Các dạng dao động cơ bản của công trình

Ta xác định các mode dao động cần tính thành phần động (xung và quán tính) dựa vào đánh giá tần số dao động riêng của từng mode

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió, W P( ji), tác động lên tầng thứ j với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức 4.3 trong tiêu chuẩn TXCD 229:1999, với điều kiện f i ≤ f L.

− M j : là khối lượng tập trung của tầng thứ j của công trình;

−  i : là hệ số động lực đối với mode dao động thứ i, được xác định bằng đồ thị hình 2

−  i : là hệ số ứng với mode dao động thứ i;

− y ji : dịch chuyển ngang tỉ đối vủa trọng tâm tầng thứ j với với mdoe dao động thứ i

4.2.1.2 Kết quả mô hình động lực học

Hình 4.5: Mô hình phân tích công trình bằng phần mềm ETABS

Hệ số Mass Source : (100% Tĩnh tải) + (50% Hoạt tải);

Sử dụng phần mềm ETABS phân tích dao động của công trình

Bảng 4.12: Bảng % khối lượng tham gia dao động theo các phương ( TABLE: Modal

Case Mode Period UX UY RZ Sum RX Sum RY Sum RZ Frequency sec Hz

Modal 1 2.334 0.4016 0.2901 0.0012 0.145 0.162 0.0012 0.428 Modal 2 2.157 0.2149 0.2252 0.2334 0.266 0.2515 0.23 0.463 Modal 3 2.111 0.0959 0.1421 0.4313 0.342 0.2897 0.67 0.473 Modal 4 0.63 0.1351 0.01 0.0004 0.358 0.6298 0.67 1.587 Modal 5 0.495 0.0029 0.0402 0.1238 0.419 0.6352 0.79 2.020 Modal 6 0.479 0.0095 0.1195 0.0418 0.6 0.6533 0.83 2.087 Modal 7 0.302 0.0518 0.0026 0.0001 0.604 0.7538 0.83 3.311 Modal 8 0.207 0.0005 0.0081 0.0517 0.619 0.7549 0.88 4.831 Modal 9 0.199 0.0084 0.0423 0.0079 0.696 0.7758 0.89 5.025 Modal 10 0.188 0.0213 0.0096 0.0005 0.715 0.8351 0.89 5.319 Modal 11 0.137 0.019 1.1E-06 0.0001 0.715 0.8845 0.89 7.29 Modal 12 0.117 3.45E-05 0.003 0.0291 0.722 0.8846 0.92 8.547

Bảng 4.13: Bảng xác định các mode dao động cần tính thành phần động

Case Mode Period UX UY Frequency Nhận xét sec Hz

Modal 1 2.334 40.16% 29.01% 0.428449 Tính toán (Phương X,Y) Modal 2 2.157 21.49% 22.52% 0.463607 Tính toán (Phương X,Y) Modal 3 2.111 9.59% 14.21% 0.473709 Tính toán (Phương X,Y) Modal 4 0.63 13.51% 1.00% 1.587302 Tính toán (Phương X,Y)

Bảng 4.14: Bảng khối lượng từng tầng, tâm khối lượng và tâm cứng

TABLE: Centers of Mass and Rigidity Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM Cumulative X Cumulative Y XCCM YCCM XCR YCR Mass kg kg m m kg kg m m m m tấn

ROOF D1 151348.9 151348.9 43.770 13.1441 151348.9 151348.9 43.7709 13.1441 44.0235 13.0265 151.3 TECH F.L D1 1830158 1830158 45.162 14.3437 1981507 1981507 45.0561 14.2521 44.0269 13.0293 1830.2 Story19 D1 2116110 2116110 44.768 13.1751 4097616 4097616 44.9077 13.6959 44.0271 13.033 2116.1 Story18 D1 2103622 2103622 44.7167 13.1476 6201238 6201238 44.8429 13.5099 44.0247 13.0361 2103.6 Story17 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 8325851 8325851 44.8064 13.4168 44.0208 13.04 2124.6 Story16 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 10450464 10450464 44.7848 13.3615 44.0154 13.0445 2124.6 Story15 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 12575077 12575077 44.7704 13.325 44.0091 13.0496 2124.6 Story14 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 14699690 14699690 44.7602 13.2989 44.0021 13.0552 2124.6 Story13 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 16824303 16824303 44.7526 13.2795 43.9947 13.0612 2124.6 Story12 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 18948916 18948916 44.7467 13.2644 43.9874 13.0676 2124.6 Story11 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 21073529 21073529 44.742 13.2524 43.9804 13.0745 2124.6 Story10 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 23198142 23198142 44.7382 13.2426 43.974 13.0819 2124.6 Story9 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 25322755 25322755 44.735 13.2344 43.9686 13.0897 2124.6 Story8 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 27447368 27447368 44.7322 13.2275 43.9642 13.0984 2124.6 Story7 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 29571981 29571981 44.7299 13.2215 43.9611 13.1081 2124.6 Story6 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 31696594 31696594 44.7279 13.2164 43.9591 13.1196 2124.6 Story5 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 33821207 33821207 44.7262 13.2119 43.9575 13.1336 2124.6 Story4 D1 2124613 2124613 44.6999 13.145 35945820 35945820 44.7246 13.208 43.955 13.1512 2124.6 Story3 D1 2125933 2125933 44.685 13.1408 38071753 38071753 44.7224 13.2042 43.9494 13.1689 2125.9 Story2 D1 2121229 2121229 44.6137 13.1234 40192982 40192982 44.7167 13.1999 43.9381 13.1431 2121.2 Story1 D1 2922488 2922488 44.5737 12.9721 43115470 43115470 44.707 13.1845 43.893 13.1945 2922.5 Base1 D1 3085453 3085453 44.7431 13.6829 46200923 46200923 44.7094 13.2178 43.8065 13.0287 3085.5

Các dạng dao động của các mode theo các phương

Chuyển vị tỷ đối (mm)

4.2.1.3 Kết quả tính toán tải trọng gió

Bảng 4.15: Bảng tính thành phần tĩnh của gió (tải tiêu chuẩn)

STT Tầng H (m) z j (m) Hệ số k j Lxj (m) L yj (m) WT xj (kN) WT yj (kN)

Bảng 4.16 : Bảng ghi chú các thông số tính toán thành phần động cho các mode

Bảng 4.17: Bảng tính gió động Mode 1, theo phương X, dạng dao động là dạng 1

(Tấn) y ji W Fi y 2 ji  M j W D( ji)

Bảng 4.18: Bảng tính gió động Mode 1, theo phương Y, dạng dao động là dạng 1

4.2.1.4 Tổ hợp kết quả tải trọng gió

Tải trọng gió được nhập vào tâm hình học của bề mặt đón gió cho thành phần tĩnh và động tại tâm khối lượng của các tầng trong mô hình ETABS Tuy nhiên, do sự phức tạp của công trình không đối xứng và kích thước các tầng thay đổi, tâm hình học bề mặt đón gió không nằm trên đường lực đi qua tâm khối lượng Để đơn giản hóa quá trình mô phỏng, gió tĩnh và gió động được nhập vào tâm khối lượng công trình, dẫn đến việc phát sinh giá trị momen M do sự lệch tâm giữa tâm hình học của bề mặt đón gió và tâm khối lượng của các tầng.

(Cách thức này là phù hợp vì sàn là tuyệt đối cứng nên khi tiến hành dời lực, không gây ra nội ứng suất phụ thêm trên sàn)

Khi đó, ta nhập giá trị vào tâm khối lượng công trình bao gồm [Gió tĩnh + Gió động] và [Momen M ] z

Momen M z =(Gió tĩnh X(Y) )(Độ lệch tâm Y(X) );

Tổ hợp gió động theo phương X được tổ hợp như sau : GDX= GDX 1 2 +GDX 2 2 + + GDX 2 n

Tổ hợp gió động thep phương Y được tổ hợp như sau : GDY= GDY 1 2 +GDY 2 2 + + GDY n 2

Theo TCXD 229:1999, tải trọng gió được tổ hợp như sau : s t d i i 1

Bảng 4.25: Kết quả tải trọng gió (Tải tiêu chuẩn)

THÀNH PHẦN TĨNH THÀNH PHẦN ĐỘNG MOMEN M Z TỔ HỢP

Tính toán tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu động đất)

4.2.2.1 Lý thuyết tính toán tải động đất

Các bước tính toán tải động đất:

− Xác định các đặc trưng;

− Xác định phổ thiết kế;

− Tổ hợp giá trị tải trọng động đất

Theo TCVN 9386:2012, mục 4.3.3.3, trong phân tích phổ phản ứng dạng dao động, cần xem xét phản ứng của tất cả các dạng dao động có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng tổng thể của tòa nhà Để thực hiện điều này, phải thỏa mãn ít nhất một trong hai điều kiện đã đề ra.

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

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

Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là một kỹ thuật động lực học kết cấu, sử dụng phổ phản ứng động lực để đánh giá ảnh hưởng của các dạng dao động đến phản ứng tổng thể của kết cấu Phương pháp này có thể áp dụng cho mọi loại công trình xây dựng.

*Phổ thiết kế S (T) d theo phương ngang

Phổ thiết kế S (T) d theo phương ngang được xác định bằng các biểu thức sau (mục 3.2.2.5 TCVN 9386 -2012) :

Xác định lực cắt đáy ứng với từng Mode cơ bản i : i d i i,effx ( y)

− Mi,effx ( y): Khối lượng tham gia dao động của mode i theo phương X : i,effx j

Phân bố lực cắt đáy của mỗi mode theo phương ngang lên các tầng : ik bi ij j ij j y W

*Hệ số ứng xử q của kết cấu theo phương ngang

Theo TCVN 9386:2012, mục 5.2.2.2, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính khả năng tiêu tán năng lượng cần được xác định cho từng phương thiết kế cụ thể.

4.2.2.2 Kết quả mô hình động lực học

Hệ số Mass Soure : (100% Tĩnh tải) + (24% Hoạt tải)

Với chu kì T 1 =2.297 (s), không thỏa mãn các yêu cầu của phương pháp lực ngang tương đương :

   (Điều 4.3.3.2 TCVN 9386:2012) Nên ta sử dụng phương pháp phổ phản ứng

Bảng 4.26: Phần trăm khối lượng tham gia dao động theo phương X,Y

Case Mode Period UX UY Sum UX Sum UY RX RY sec Modal 1 2.297 0.4027 0.2914 0.4027 0.2914 0.145 0.1606 Modal 2 2.123 0.214 0.2229 0.6167 0.5142 0.1186 0.0882 Modal 3 2.077 0.0981 0.1456 0.7148 0.6598 0.0765 0.0386 Modal 4 0.619 0.1351 0.01 0.8499 0.6698 0.0169 0.3447 Modal 5 0.487 0.0029 0.0402 0.8528 0.71 0.0616 0.0054 Modal 6 0.471 0.0095 0.1199 0.8623 0.8299 0.1836 0.0184 Modal 7 0.297 0.0513 0.0026 0.9137 0.8325 0.0043 0.1007 Modal 8 0.204 0.0005 0.0081 0.9141 0.8406 0.015 0.0011 Modal 9 0.196 0.0081 0.0424 0.9222 0.883 0.0789 0.0204 Modal 10 0.185 0.0208 0.0094 0.9431 0.8924 0.0182 0.0589 Modal 11 0.135 0.0183 1.17E-06 0.9613 0.8924 0 0.048 Modal 12 0.115 3.5E-05 0.0029 0.9613 0.8953 0.0068 0.0001

Từ kết quả phân tích dao động động đất , ta tính toán cho các mode dao động:

Bảng 4.27: Bảng xác định các mode tham gia

MODE MODE 1 MODE 2 MODE 3 MODE 4 MODE 6 MODE 7

4.2.2.3 Kết quả tính toán tải động đất

Vinasquare tọa lạc tại huyện Tuy Phước, tỉnh Bình Định, với tọa độ kinh độ 109.16448 và vĩ độ 13.828395, cùng gia tốc nền tham chiếu là a gR = 0.1067g.

Theo bảng 3.1 trong TCVN 9386:2012, đất nền công trình được phân loại là loại C Thêm vào đó, bảng 3.2 của cùng tiêu chuẩn cung cấp giá trị cho các tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi.

Bảng 4.28: Các giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi

Công trình cao 20 tầng nên hệ số tầm quan trọng =1.25 ( đối với nhà cao từ 20 tầng tới 60 tầng) theo phụ lục E, TCVN 9386:2012

Với a g =  a gR =1.25 0.1067g =0.1334g>0.08g vì vậy công trình cần phản tính toán và cấu tạo kháng chấn theo TCVN 9386:2012

Bảng 4.29: Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q 0 cho hệ có sự đều đặn trên mặt đứng

Loại kết cấu Cáp dẻo kết cấu trung bình Cấp dẻo kết cấu cao

Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tường ghép 3.0  u / 1 4.5  u / 1

Hệ không thuộc hệ tường ghép 3 4.0  u / 1

Kết cấu chịu lực của công trình là : Hệ không thuộc hệ tường ghép q 0 =3.0

Bảng 4.30: Bảng tóm tắt các thông số tính toán tải động đất

Thông số Giá trị Đơn vị

Gia tốc nền tham chiếu  gR 1.0467 [m / s ] 2

Gia tốc nền thiết kế  g 1.309 [m / s ] 2

Giới hạn dưới của chu kì T B 0.2 [s]

Giới hạn trên của chu kìT C 0.6 [s]

Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứngT D 2 [s]

Hệ số ứng xử ngang của kết cấu được xác định là q = 3.00 Theo TCVN 9386:2012, mục 4.3.3.5.2, với giá trị  = g 1.309 nhỏ hơn 2.5 (m/s)², do đó không cần xem xét ảnh hưởng của thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất.

Bảng 4.31: Bảng giá trị phổ thiết kế cho từng Mode dao động

Tính toán và phân phối lực cắt đáy

Bảng 4.32: Tính toán và phân phối lực cắt đáy lên các tầng theo MODE 1, phương X

F bi (kN) yij (m) y ij *W j F i (kN)

Bảng 4.37: Tính toán và phân phối lực cắt đáy lên các tầng theo MODE 1, phương Y

4.2.2.4 Tổ hợp các Mode dao động động đất

DDX= DDX +DDX + + DDX ; DDY= DDY 1 2 +DDY 2 2 + + DDY 2 2 ; DX 0.3DDY+ ; DY 0.3DDX+

Bảng 4.41: Bảng tổ hợp tải trọng động đất theo các Mode dao động

STT TẦNG Diaphram PHƯƠNG X PHƯƠNG Y DDX

DDY (kN) MODE 1 MODE 2 MODE 3 MODE 4 MODE 7 MODE 1 MODE 2 MODE 3 MODE 6

Tải khác

Bảng 4.42: Bảng tính tải trọng của bể nước mái tác dụng lên sàn Kỹ thuật

Trọng lượng của bể nước mái (kN)

Tải nước phân bố trên sàn ( kN / m 2 )

4.3.2.1 Tải trọng tác động lên bản chiếu nghỉ

Bảng 4.43: Tải trọng các lớp cấu tạo tác động lên bản chiếu nghỉ

Tĩnh tải tiêu chuẩn ( kN / m 2 )

Tĩnh tải tính toán ( kN / m 2 )

Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải tác động lên bảng thang p tc =3(kN / m ) 2 , hệ số vượt tải n=1.2, p tt =3.6 (kN / m ) 2

4.3.2.2 Tải trọng tác động lên bản nghiêng

− Lớp đá hoa cương : td b b b l h l cos

− Lớp vữa lót : td b b b l h l cos

− Lớp gạch bậc thang : td 1 h b cos

Bảng 4.44: Tải trọng các lớp cấu tạo tác động lên bản nghiêng

Tĩnh tải tiêu chuẩn ( kN / m 2 )

Tĩnh tải tính toán ( kN / m 2

Hoạt tải tác động lên bảng nghiêng p tc = p cos =2.457 (kN / m ) 2 , hệ số vượt tải n=1.2, tt 2 p =2.95(kN / m ).

Tổ hợp tải trọng

4.4.1 Trị số tiêu chuẩn và trị tính toán của tải trọng

Bảng 4.45 Bảng thống kê loại tải trọng sử dụng để tính toán

Nội dung tính toán, kiểm tra Loại tải trọng sử dụng

Tính toán cốt thép: cầu thang, sàn, dầm, vách – lõi, đài móng, tường vây

Tải tính toán Kiểm tra phản lực đầu cọc, kiểm tra xuyên thủng Kiểm tra chuyển vị, độ võng

Kiểm tra TTGH II của công trình

Kiểm tra áp lực nền, kiểm tra lún cho móng

4.4.2 Định nghĩa, tổ hợp tải trọng

Bảng 4.46: Định nghĩa của các tải trọng (Load patterns)

Load Type Self weight multiplier Chú thích

TLBT Dead 1 Trọng lượng bản thân của bê tông cốt thép

HT1 Live 0 Hoạt tải 2 (kN / m ) 2

HT2 Live 0 Hoạt tải 2 (kN / m ) 2

HTNH Live 0 Hoạt tải ngắn hạn

HTDH Live 0 Hoạt tải dài hạn

TTCT Dead 0 Trọng lượng của các lớp hoàn thiện

TTTX Dead 0 Trọng lượng của tường xây

Gx Wind 0 Tải gió theo phương X

Gy Wind 0 Tải gió theo phương Y

DDx Seismic 0 Tải động đất theo phương X

DDy Seismic 0 Tải động đất theo phương Y

Vì cần thực thiện tính toán cả 2 trạng thái giới hạn: TTGHI và TTGHII nên ta cần tạo 2 trường hợp tải trọng, 1 trường hợp cho TTGHI và 1 cho TTGHII

Bảng 4.47: Khai báo các trường hợp của các tải trọng (Load cases) cho TTGHI

Load case name Load applied Chú thích

DX 1DDX + 0.3DDY Tổ hợp hệ quả các thành phần tải động đất theo phương X

DY 1DDY + 0.3DDX Tổ hợp hệ quả các thành phần tải động đất theo phương Y

TT 1TLBT + 1TTCT + 1TTTX Tổ hợp trường hợp tĩnh tải tiêu chuẩn

HT 1HT1 + 1HT2 Tổ hợp trường hợp hoạt tải tiêu chuẩn

Bảng 4.48: Khai báo các trường hợp của các tải trọng (Load cases) cho TTGHII

Load case name Load applied Chú thích

DX 1DDX + 0.3DDY Tổ hợp hệ quả các thành phần tải động đất theo phương X

DY 1DDY + 0.3DDX Tổ hợp hệ quả các thành phần tải động đất theo phương Y

Tổ hợp trường hợp tĩnh tải tính toán

HT 1.3HT1 + 1.2HT2 Tổ hợp trường hợp hoạt tải tính toán

Tổ hợp tải trọng dựa trên các trường hợp tải trọng có thể xuất hiện đồng thời

Theo TCVN 2737:1995, tổ hợp tải trọng được chia thành hai loại chính: tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn Trong khi đó, tổ hợp tải trọng đặc biệt không chỉ bao gồm các tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn, mà còn có các tải trọng tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra cùng với một trong các tải trọng đặc biệt.

Bảng 4.49: Tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp Thành phần

TT HT GX GY DX DY

4.4.3 Tổ hợp kiểm tra ổn định tổng thể cho công trình (TTGHII)

Bảng 4.50: Bảng tổ hợp tải trọng để kiểm tra TTGHII cho công trình

Comb2; Comb3; Comb4;Comb5 Kiểm tra chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh Chuyển vị lệch tầng

Comb10; Comb11; Comb12;Comb13 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

4.4.4 Tổ hợp tính toán cho cầu thang

Bảng 4.51: Bảng tổ hợp tải trọng để tính toán cho cầu thang

CombCV 1 1 1 Kiểm tra chuyển vị

CombTT 1.1 1.3 1.2 Tính toán cốt thép

4.4.5 Tổ hợp tính toán cho sàn

Bảng 4.52: Bảng tổ hợp tải trọng để tính toán cho sàn

CombCV 1 1 1 Kiểm tra độ võng

CombTT 1.1 1.3 1.2 Tính toán cốt thép

4.4.6 Tổ hợp tính toán cho khung – vách – lõi

Bảng 4.53: Bảng tổ hợp tải trọng để tính toán cho sàn

Tên tổ hợp Kiểu tổ hợp Thành phần Chú thích

CombCV Linear Add 1TT+1HT Kiểm tra chuyển vị

Comb1 + Comb2 + Comb3 + Comb4 + Comb5 + Comb6 + Comb7 + Comb8 + Comb9 + Comb10 + Comb11 + Comb12 + Comb13

− Khi tính toán cốt thép cho dầm dùng sử dụng tổ hợp bao để tính toán;

Khi tính toán cốt thép cho vách và lõi, cần sử dụng tổ hợp như comb1, comb2,…, comb13 để xác định và lọc các cặp nội lực bất lợi nhất cho cấu kiện, bao gồm lực dọc N và momen uốn M tương ứng.

4.4.7 Tổ hợp tính toán cho móng

Bảng 4.54: Bảng tổ hợp tải trọng để tính toán cho móng

Tên tổ hợp Kiểu tổ hợp Thành phần Chú thích

Combbao Envelope Comb1;…;Comb13 Tính toán cốt thép đài móng

Comb1 Add Comb1 Tính lún, kiểm tra áp lực đất dưới đáy móng

Comb1; Comb2; Comb3; Comb4 ; Comb5; Comb6; Comb7; Comb8;

Comb9; Comb10; Comb11 ; Comb12; Comb13

Kiểm tra phản lực đầu cọc

KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II (TTGHII)

Kiểm tra điều kiện chuyển vị đỉnh

Theo TCVN 5574:2018, trong phân tích đàn hồi của kết cấu khung-vách ở tòa nhà cao tầng, chuyển vị ngang của đỉnh kết cấu phải nhỏ hơn giới hạn cho phép Để kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình, cần thực hiện đánh giá đối với các tổ hợp tải trọng bao gồm cả tải trọng gió.

Từ ETABS, ta xuất ra bảng Story Max/Avg Displacements theo các tổ hợp có tải trọng gió Tiến hành lọc ra giá trị chuyển vị đỉnh lớn nhất

Bảng 5.1 : Giá trị chuyển vị đỉnh lớn nhất theo combo có tải trọng gió

Tầng Combo Direction Maximum Displacement

Bảng 5.2: Bảng kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình Đơn vị Giá trị Chú thích

H m 74.7 Chiều cao của công trình

Tỷ số giới hạn để kiểm tra chuyển vị của công trình là f/H = 1/500 Chuyển vị đỉnh của công trình theo phương X là fX = 30.097 mm, trong khi theo phương Y là fY = 70.298 mm Tỷ số f/H theo phương X được tính là f/HX = 0.0004029, và theo phương Y là f/HY = 0.0009411.

So sánh giữa f / H và , ta thấy f / H và X f / H Y nhỏ hơn  f / H  = 1 / 500

Kết luận: Chuyển vị đỉnh của công trình theo 2 phương X và Y nằm trong giới hạn cho phép.

Kiểm tra diều kiện chống lật

Theo TCVN 198-1997, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật

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

− M : Momen chống lật của công trình; CL

− M GL : Momen gây lật của công trình

Công trình có chiều cao 74.7 (m), bề rộng 26 (m) Ta có: H 74.7 2.87 5

B = 26 =  nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình

Kiểm tra điều kiện gia tốc đỉnh

Nhận thức về chuyển động của tòa nhà dưới tác động của tải trọng được thể hiện qua các đại lượng vật lý như vận tốc và gia tốc Phản ứng của con người đối với chuyển động của tòa nhà mang tính tâm lý và phức tạp, vì họ không cảm nhận được vận tốc khi nó không thay đổi Chỉ khi có sự biến thiên về vận tốc, tức là khi có gia tốc, con người mới bắt đầu cảm nhận được chuyển động Do đó, việc kiểm tra gia tốc đỉnh là cần thiết để đảm bảo sự thoải mái cho người ở trong tòa nhà, đặc biệt là ở các tầng cao.

Tính gần đúng (bỏ qua cản), giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ được tính như sau :

− T 1 : là chu kì dao động của mode dao động đầu tiên;

− f d max : là chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên Điều kiện: a    a trong đó :

− a : gia tốc cực đại tại đỉnh công trình;

−   a : gia tốc giới hạn theo TCVN 198-1997,   a = 150 (mm / s ) 2

Bảng 5.3: Bảng tính giá trị gia tốc cực đại tại đỉnh của công trình Đơn vị Giá trị d max f mm -0.0053

Kết luận: Gia tốc cực đại của công trình thỏa mãn theo TCVN 198-1997.

Kiểm tra điều kiện chuyển vị ngang tương đối của các tầng (chuyển vị lệch tầng) 52 5.5 Kiểm tra hiệu ứng P – Delta

Theo TCVN 9386:2012, mục 4.4.3.2 quy định rằng cần hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng trong các công trình có bộ phận kết cấu bằng vật liệu giòn Cụ thể, điều kiện này được thể hiện qua công thức: d r  0.005h, trong đó d là độ dịch chuyển, r là chiều dài và h là chiều cao của tầng.

− d : là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng (Định nghĩa trong mục r 4.2.2.2(2) TCVN 9386:2012);

− : là hệ số chiết giảm xét đến chu kì lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng (phụ lục F TCVN 9386:2012)

Kiểm tra điều kiện chuyển vị lệch tầng được kiểm tra bởi các tổ hợp có chứa tải trọng động đất

Chúng tôi tiến hành xuất bảng Story Drift từ phần mềm ETABS theo các tổ hợp tải động đất, sau đó lọc ra các giá trị Drift X và Drift Y lớn nhất tương ứng với từng tầng.

Bảng 5.4: Bảng kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo phương X

Bảng 5.5: Bảng kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng theo phương Y

Kết luận : Chuyển vị lệch tầng của công trình theo 2 phương X và Y khi chịu tải trọng động đất nằm trong giới hạn cho phép

5.5 Kiểm tra hiệu ứng P – Delta

Theo mục 4.4.2.2 TCVN 9386:2012, không cần xét tới hiệu ứng bậc 2 (hiệu ứng P− ) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện sau : tot r tot

− : là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng;

− P : là tổng tải trọng đứng tại tầng đang xét và các tầng bên trên nó khi thiết kế chịu tải tot trọng động đất;

− V : là lực cắt đáy tương ứng với tải động đất theo 2 phương X và Y; tot

Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, ký hiệu là d, được xác định bằng hiệu của các chuyển vị ngang trung bình r tại trần và sàn của tầng đang xem xét.

Hình 5.1: Biểu đồ  của 2 phương X và Y theo độ cao

Biểu đồ  theo độ cao

Bảng 5.6: Bảng tính kiểm tra hiệu ứng P− 

Tầng mái 2.7 0.004739 0.003329 153.4313 130.672 2650.618 0.030319 0.025011 Tầng KT 3.3 0.00299 0.004389 1833.29 1444.1 25419.97 0.012562 0.023412 Tầng 19 3.3 0.003194 0.004439 3436.11 2684.966 50658.45 0.014271 0.025377 Tầng 18 3.3 0.003343 0.004488 4658.688 3651.138 75773.18 0.016476 0.028224 Tầng 17 3.3 0.003488 0.004541 5573.516 4361.988 101093.8 0.019172 0.03189 Tầng 16 3.3 0.00363 0.00459 6298.338 4872.367 126414.3 0.022078 0.03609 Tầng 15 3.3 0.003779 0.004633 7018.066 5301.199 151734.9 0.024756 0.040186 Tầng 14 3.3 0.003934 0.004673 7862.616 5817.214 177055.5 0.026842 0.043098 Tầng 13 3.3 0.004095 0.004706 8855.74 6481.614 202376.1 0.02836 0.044524 Tầng 12 3.3 0.004257 0.004729 9967.476 7306.446 227696.7 0.029469 0.044658 Tầng 11 3.3 0.004409 0.004736 11152.83 8265.006 253017.3 0.030309 0.04393 Tầng 10 3.3 0.004544 0.004719 12393.93 9322.189 278337.8 0.030924 0.042696 Tầng 9 3.3 0.004656 0.00467 13668.77 10436.54 303658.4 0.031346 0.04117 Tầng 8 3.3 0.004736 0.00458 14993.91 11567.94 328979 0.031485 0.039473 Tầng 7 3.3 0.004772 0.004445 16364.77 12649.57 354299.6 0.031306 0.037728 Tầng 6 3.3 0.004755 0.00425 17777.2 13660.67 379620.2 0.030772 0.035793 Tầng 5 3.3 0.00467 0.003986 19194.28 14558.09 404940.8 0.029852 0.033601 Tầng 4 3.3 0.004505 0.00365 20543.12 15319.54 430261.3 0.028589 0.031063 Tầng 3 3.3 0.00426 0.003227 21747.32 15901.8 455581.9 0.027045 0.028019 Tầng 2 5 0.005705 0.00389 22750.8 16326.3 483791.1 0.024263 0.023054 Tầng 1 4 0.003472 0.00198 23540.2 16598.78 517680 0.019088 0.015438 B1 3.6 0.001778 0.000713 23870.35 16690.09 551093.7 0.011405 0.006538

Kết luận : Không cần xét điều kiện hiệu ứng bậc 2 P− 

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ KẾT CẤU

Tính toán - Thiết kế cầu thang bộ điển hình

Lưu đồ nội dung phần tính toán – thiết kế cầu thang bộ điển hình

Hình 6.1: Lưu đồ nội dung tính toán – thiết kế cầu thang bộ điển hình

6.1.1 Phương án kết cấu cầu thang

Cầu thang bộ không chỉ là lối đi lại trong các tòa nhà chung cư mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc thoát hiểm khi xảy ra các sự cố như cháy nổ, hỏa hoạn hoặc động đất.

Cầu thang được thiết kế với hai vế và một chiếu nghỉ, xung quanh được bảo vệ bởi hệ vách cứng chống cháy nhằm đảm bảo an toàn trong trường hợp thoát hiểm Sinh viên lựa chọn phương án kết cấu cầu thang dạng bản để tối ưu khả năng chịu lực và tiết kiệm chi phí cho công trình.

Hình 6.2: Mặt bằng của cầu thang bộ điển hình

Bảng 6.1 : Thông số kích thước hình học cầu thang điển hình

Thông số Đơn vị Giá trị

Chiều cao mỗi bậc thang [mm] 175

Bề rộng vế thang 1 [mm] 1200

Chiều cao vế thang 1 [mm] 1575

Bề rộng vế thang 2 [mm] 1200

Chiều cao vế thang 2 [mm] 1725

Bề rộng bậc thang [mm] 250

Khoảng hở 2 vế cầu thang [mm] 200

Hình 6.3: Các lớp cấu tạo của cầu thang bộ điển hình 6.1.2 Tính toán cầu thang

Cầu thang gồm 2 vế : vế thang dưới và vế thang trên Sơ đồ tính của 2 vế như sau :

Hình 6.4: Sơ đồ tính của vế thang dưới

Hình 6.5: Sơ đồ tính của vế thang trên 6.1.2.2 Chuyển vị của bản thang

Sử dụng phần mềm ETABS 2016 để mô hình và phân tích nội lực

Hình 6.6: Độ võng xuất từ ETABS ứng với Combo chuyển vị của vế thang dưới

Hình 6.7: Độ võng xuất từ ETABS ứng với Combo chuyển vị của vế thang trên

Theo bảng M.1 TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn   u

= = = Độ võng của bản thang f 568(mm) fu &.5(mm) Thỏa độ võng cho phép

6.1.2.3 Nội lực của bản thang

Hình 6.8: Biểu đồ momen xuất từ ETABS ứng với ComboTT của vế thang dưới

Hình 6.9: Biểu đồ momen xuất từ ETABS ứng với ComboTT của vế thang trên 6.1.2.4 Tính toán cốt thép cầu thang

− x R là chiều cao giới hạn của vùng bê tông chịu nén;

−  s,el là biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo khu ứng xuất bằng R s ;

−  b2 là biến dạng tương đối của bê tông chịu nén khi ứng suất bằng R b lấy theo 6.1.4.2 (TCVN 5574 : 2018)

Hàm lượng cốt thép phải thỏa mãn yêu cầu :  min     max trong đó :

 =  R = Công thức tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu uốn :

 Kết quả tính thép sàn được trình bày ở bảng sau

Bảng 6.2: Tính toán cốt thép cho vế thang dưới

Bảng 6.3: Tính toán cốt thép cho vế thang trên

− Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ :

Bảng 6.4: Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ

(mm)  M  As Chọn thép Asc 

Tính toán - Thiết kế sàn điển hình

Lưu đồ nội dung của phần tính toán – thiết kế sàn tầng điển hình:

Hình 6.10: Lưu đồ nội dung tính toán – thiết kế sàn tầng điển hình

Sử dụng phần mềm SAFE 2016 để mô hình và phân tích kết quả của sàn

Hình 6.11: 3D của kết cấu sàn tầng điển hình 6.2.2 Phân tích mô hình sàn

6.2.2.1 Kết quả nội lực sàn

Hình 6.12: Biểu đồ màu momen M11 của sàn

Để chia strip cho sàn, cần dựa vào biểu đồ màu momen M22 để xác định bề dày hợp lý cho strip.

Hình 6.14: Chia strip thep phương X (Layer A)

Hình 6.15: Chia strip thep phương Y (LayerB)

6.2.2.3 Độ võng ngắn hạn toàn phần của sàn

Hình 6.16: Biểu đồ màu độ võng ngắn hạn toàn phần của sàn

Ta có: độ võng toàn phần lớn nhất f max 666 (mm)tại ô sàn giữa trục K và trục L

Theo phụ lục M, TCVN 5574:2018, độ võng giới hạn của bản sàn có nhịp L=9m

Nhận xét: fmax 666 (mm) f 6 (mm) →Thỏa điều kiện độ võng

6.2.3 Tính toán cốt thép sàn

Lưu đồ tính toán cốt thép sàn (cấu kiện chịu uốn) theo TCVN 5574:2018 :

Hình 6.17: Lưu đồ tính toán cốt thép sàn theo TCVN 5574:2018

Bảng 6.5: Tính toán cốt thép theo Layer A

Tên strip Vị trí Bề rộng

Gối trái 3.6 -92.8 -25.79 155 0.062 0.064 410.97 10 150  0.34% Nhịp 3.6 44.6 12.39 155 0.03 0.03 192.64 10 200  0.25% Gối phải 3.6 -86.3 -23.98 155 0.057 0.059 378.86 10 150  0.25% CSA2

Gối trái 3.6 -36.1 -10.04 155 0.024 0.024 154.11 10 150  0.25% Nhịp 3.6 1.4 0.39 155 0.001 0.001 6.42 10 200  0.25% Gối phải 3.6 -41.9 -11.65 155 0.028 0.028 179.8 10 150  0.34% CSA3

Gối trái 3.6 -120.7 -33.52 155 0.08 0.083 532.98 10 150  0.34% Nhịp 3.6 48.2 13.38 155 0.032 0.033 211.91 10 200  0.25% Gối phải 3.6 -119.8 -33.27 155 0.079 0.082 526.56 12 200  0.36% CSA4

Gối trái 3.6 -70.4 -19.55 155 0.047 0.048 308.23 12 200  0.36% Nhịp 3.6 19.9 5.52 155 0.013 0.013 83.48 10 200  0.25% Gối phải 3.6 -58.97 -16.38 155 0.039 0.04 256.86 10 200  0.25% CSA5

Gối trái 3.6 -62.8 -17.45 155 0.042 0.043 276.12 10 200  0.25% Nhịp 3.6 23.3 6.47 155 0.015 0.015 96.32 10 200  0.25% Gối phải 3.6 -68.7 -19.07 155 0.046 0.047 301.81 10 200  0.25% Kết quả tính toán còn lại tham khảo ở mục 1 phụ lục tính toán

6.2.4 Kiểm tra vết nứt và độ võng của sàn khi hình thành vết nứt Đối với các vật liệu có tính từ biến cần phải kể đến sự tăng độ võng theo thời gian Bê tông là vật liệu dở bị nứt ở vùng chịu kéo khi có tải trọng tác dụng Do đó, khi tính độ võng của sàn ta phải kể đến ảnh hưởng của sự hình thành vết nứt

Bảng 6.6 Các thông số đầu vào cho việc kiểm tra hình thành vết nứt

Ký hiệu Giá trị Ý nghĩa b (mm) Bề rộng phần tử sàn h (mm) Chiều cao sàn

D (mm) Đường kính cốt thép n Số thanh thép

F (mm²) là diện tích của một thanh thép, a (mm) là kích thước của thanh thép, d (mm) là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến bề mặt bê tông, h0 (mm) là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến trọng tâm tiết diện, và chiều cao làm việc của bê tông được xác định qua các thông số này.

s Hàm lượng cốt thép chịu kéo

6.2.4.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt

Theo mục 8.2.2.1.1, TCVN 5574:2018 ta có điều kiện hình thành vết nứt:

− M là momen uốn do ngoại lực đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng;

− M crc là momen uốn do tiết diện thằng góc của cấu kiện khi hình thành vết nứt, được xác định theo công thức (158), TCVN 5574:2018

Bảng 6.7 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt

Ký hiệu Giá trị Ý nghĩa

M (kNm) -114.55 Momen uốn cần kiển tra nứt

M =W R 53.3 Momen để hình thành vết nứt pl red

W =  W 34392608 Momen kháng uốn của tiết diện đổi với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng

 1.3 Hệ số tính toán lấy bằn 1.3 red red t

Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện

I = +  + I I I 2181223207 Momen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó bh3

I= 12 2047083333 Momen quán tính của bê tông

Is =n(0.05 D + F d ) 20120981 Momen quán tính của tiết diện cốt thép chịu kéo s b

 = 6.7 Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông t,red t red

 = A 82 Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi

Ký hiệu Giá trị Ý nghĩa t ,red b s

S =S + S 73249274 Momen tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn b b

= 2 72250000 Momen tĩnh của diện tích tiết diện bê tông chịu kéo s s

S = n A a 149891 Momen tĩnh của cốt thép chịu kéo

A =A + A + A 888434 Diện tích của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

Ab = b h 850000 Diện tích tiết diện ngang của bê tông

As = n F 5765 Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo Kết luận: Sàn có hình thành vết nứt

6.2.4.2 Xác định độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn

Theo TCVN 5574:2018, mục 8.2.3.3.2, độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm được xác định thông qua các công thức đối với cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo.

− (1/r)1: là độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng mà dùng để tính toán biến dạng

− (1/r)2: là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

− (1/r)3: là độ cong của tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Bảng 6.8 Bảng tính độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn (vị trí 1)

Moment lấy tại vị trí tiết diện đang xét

D=E I 11289.72 10972 10207 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

= 1.23E+04 12333 7708 Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông

Mô men quán tính của thiết diện ngang quy đổi

Moment quán tính của bê tông chịu nén

48.13 47 57 Chiều cao vùng bê tông chịu nén

 = E 11.82 11.43 18.29 Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông s, s red s

= 1.46E+05 140972 140972 Module biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo

Moment quán tính của cốt thép chịu kéo Vậy độ cong toàn phần tại vị trí thứ nhất là:

Để tính toán độ võng toàn phần của cấu kiện, sinh viên cần chia cấu kiện thành 6 phần bằng nhau theo chiều dài Việc này giúp xác định độ cong tại từng vị trí, theo phương pháp được trình bày trong bảng 6.8.

Bảng 6.9 tổng hợp kết quả độ cong của các vị trí còn lại cho thấy các giá trị cụ thể như sau: độ cong đoạn dầm số 1 (1/r)sup,L là 1.533, đoạn dầm số 2 (1/r)sup,1L là -0.01084, đoạn dầm số 3 (1/r)sup,2L là 0.00236, đoạn dầm số 4 (1/r)sup,2r cũng là 0.00236, đoạn dầm số 5 (1/r)sup,1r là 0.00291, đoạn dầm số 6 (1/r)sup,r là 0.00130, và độ cong đoạn dầm giữa nhịp (1/r)sup,c cũng là 0.00130.

Theo mục 8.2.3.2.2 TCVN 5574:2018, độ võng do biến dạng uốn gây ra được xác định theo công thức:

+ (1/r)sup,L và (1/r)sup,r: là độ cong của cấu kiện lần lượt ở gối trái và gối phải

Các độ cong của cấu kiện tại các tiết diện đối xứng nhau i và i’ (i=i’) ở phía trái và phía phải của trục đối xứng (giữa nhịp) được ký hiệu là (1/r)sup,iL và (1/r)sup,ir.

+ (1/r)c: độ cong cấu kiện tại giữa nhịp

+ n là số chẵn các đoạn bằng nhau được chia từ nhịp, lấy không nhỏ hơn 6

Với chiều dài nhịp sàn là 9.2 (m), n=6 kết hợp với kết quả tính được từ bảng 6.8 ta có:

L i iL ir c f L i n mm n r r r r r Độ võng giới hạn là: f u `(mm) (xác định theo bảng M.4.1.3 TCVN 5574:2018)

Ta có f m #.592(mm) f u `(mm)→ Độ võng dài hạn của sàn nằm trong giới hạn cho phép

Tính toán - Thiết kế dầm

Bảng 6.10: Bảng quy đổi tên dầm trong ETABS và bản vẽ theo phương X

Tên dầm trên bảng vẽ phương X Tên dầm trên ETABS

Bảng 6.11: Bảng quy đổi tên dầm trong ETABS và bản vẽ theo phương Y

Tên dầm trên bảng vẽ phương Y Tên dầm trên ETABS

Chọn tầng điển hình là tầng 19 để thiết kế dầm

Hình 6.18: Mặt bằng hệ dầm tầng điển hình (Mô hình ETABS)

Hình 6.19: Biểu đồ bao Momen của dầm tầng điển hình (xuất ra từ ETABS)

6.3.1 Tính toán chi tiết dầm điển hình

Sinh viên chọn dầm B65 để tính toán chi tiết

Hình 6.20: Biểu đồ nội lực của dầm B65 xuất từ ETABS

Bảng 6.12: Kết quả nội lực của dầm B65

Tầng Tên dầm Vị trí Momen (kN.m)

6.3.1.1 Tính toán cốt thép dọc

Lưu đồ tính toán cốt thép dọc cho dầm theo TCVN 5574:2018

Hình 6.21: Lưu đồ tính toán cốt thép dầm theo TCVN 5574:2018

Bảng 6.13: Tính toán giá trị  R

Thông số Giá trị Ghi chú

Hàm lượng cốt thép phải thỏa mãn:  min     max ;  min =0.05%; max R b s

*Tính toán cốt thép nhịp tại vị trí Momen dương M4.06 (kN.m)

Giả thuyết a@(mm), chiều cao làm việc hữu hiệu của dầm: h 0 = − =h a 600 40− V0 (mm)

= = = Bố trí 3 22 (A  sc = 11.4 cm ) 2 sc chon

*Tính toán cốt thép nhịp tại vị trí Momen âm M= −340.1(kN.m)

Bố trí 3 28  +  2 22 (A sc = 26.06 cm ) 2 chon sc

*Tính toán cốt thép nhịp tại vị trí Momen âm M= −307.63(kN.m)

Bố trí 3 28  +  2 22 (A sc = 26.06 cm ) 2 chon sc

Tính toán cốt đai theo mục 8.1.3 TCVN 5574:2018

Lực cắt lớn nhất trong dầm Q max = −170.29 (kN)

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông :

Hệ số b2, có giá trị 1.5, được xác định dựa trên sự ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông phía trên vết nứt xiên.

− C là hình chiếu của tiết diện nghiêng chịu lực cắt, chọn c0(mm);

VìQ b 4 =Q 170.29(kN), nên bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt

Lực cắt chịu bơi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng là Q sw =  sw q c sw trong đó :

Hệ số sw được xác định bằng 0.75, 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.

− q sw là lực trong cốt thép ngang trên 1 đơn vị chiều dài cấu kiện

Q =  q c=0.75 900 0.140672  95 (kN) Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai : max b sw

*Yêu cầu cấu tạo kháng chấn với cốt dọc

− Hàm lượng cốt thép của vùng chịu kéo tối thiểu dọc theo chiều dài dầm chính : ctm min yk f 0.5 2.2

Cường độ chịu kéo trung bình của bê tông B25 ở tuổi 28 ngày theo tiêu chuẩn Eurocode 2 là fctm = 2.2 MPa Giá trị giới hạn chảy của cốt thép CB400-V được ký hiệu là fyk @0 (MPa).

− Hàm lượng cốt thép của vùng kéo không vượt quá giá trị :

 = : Hàm lượng cốt thép trong vùng nén của dầm;

 = − =  − = : hệ số dẻo kết cấu khi uốn; sy.d 14%

 = : Giá trị thiết kế biển dạng cốt thép chịu kéo tại điểm chảy dẻo cc ck cd c f 1 25 f 16.67 (Mpa)

= =  : cường độ tính toán chịu nén của bê tông 28 ngày

*Yêu cầu cấu tạo kháng chấn với cốt đai

Theo mục 5.4.3.1.2 TCVN 9386:2012, trong các dầm kháng chấn chính, phải bố trí cốt đai thỏa theo các yêu cầu :

− Đường kính d w của các thang cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6;

− Cốt đai đầu tiên được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50mm;

− Khoảng các s của các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá : w w bL h 600 s min ; 24d ; 225;8d min ; 24 8; 225;8 22 150 (mm)

Hình 6.22: Cốt thép ngang và cốt đai trong vùng tới hạn của dầm

Từ các yêu cầu tính toán cấu tạo :

− Chọn bố trí 8a150ở vùng kháng chấn chính lên hai đầu nút dầm;

− Chọn bố trí 8a250ở vùng giữa nhịp dầm

6.3.1.4 Kết quả tính toán dầm điển hình

Sinh viên trình bày kết quả tính toán thép dọc của các dầm B1→B8

Bảng 6.14: Kết quả tính toán dầm điển hình

STT Tầng Tên dầm Vị trí M

Các kết quả còn lại tham khảo mục 2.1 và mục 2.2 của phụ lục

Tính toán - Thiết kế vách phẳng

Sử dụng phương pháp vùng biên chịu momen để tính toán cho vách đơn

Phương pháp này tập trung vào việc phân tích ứng suất tại hai vùng biên đầu vách, nơi cốt thép được bố trí nhằm chịu toàn bộ momen tác động.

Lưu đồ quy trình tính toán cốt thép dọc cho vách theo phương pháp vùng biên chịu momen:

Hình 6.23: Lưu đồ tính toán cốt dọc cho vách theo phương pháp vùng biên chịu momen

Tại tiết diện bất kì của vách, phải gia cường thép đai ở hai đầu vách Tính toán cốt ngang trong vách được thực hiện tương tự như dầm

− Cốt thép dọc hàm lượng: 1%   4%

− Bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc theo mỗi cạnh cột

− Đai kín và đai móc vùng tới hạn (vùng biên) đường kính ít nhất là 6mm

− Vùng biên phải sử dụng đai kín chồng lên nhau để mỗi một thanh cốt thép dọc khác đều được cố định bằng đai kín hoặc đai móc

− Lượng cốt thép tối thiểu vùng giữa là 0.2%

− Cốt thép vùng giữa có đường kính không nhỏ hơn 8mm nhưng không lớn hơn 1/8 bề rộng vách

6.4.3 Tính toán chi tiết vách điển hình

Chọn vách đơn P15 để tính toán ví dụ điển hình

Bảng 6.15: Bảng nội lực vách P15

Story Tên vách Dạng tổ hợp Vị trí Tổ hợp P

BASEMENT 1 P15 P max Bottom Comb1 -22087.173 6.6043 0.000 BASEMENT 1 P15 M max Bottom Comb3 -19060.739 5730.826 0.301 BASEMENT 1 P15 M min Bottom Comb5 -19196.769 -5719.53 0.298 BASEMENT 1 P15 e max Bottom Comb3 -19060.739 5730.826 0.301

6.4.3.1 Tính toán cốt thép dọc

− Tiết diện vách: b w l w = 0.4 3.6 (m), Chiều cao tầng: h = 3.6 (m)

− Giả thiết chiều dài vùng biên: B l =B r =b w =0.4 (m)

− Diện tích mặt cắt ngang của vách: A=b w  =l w 0.4 3.6 1.44 (m ) = 2

− Diện tích mặt cắt ngang của vùng biên: A b =b w B l,r =0.4 0.4 =0.16 (m ) 2

− Diên tích mặt cắt ngang của vùng giữa: A giua = −A A b =1.44 2 0.16 1.12 (m )−  = 2

− Tính lực kéo nén vùng biên (chọn dạng tổ hợp M min để tính toán):

→Vùng biên trái chịu nén l b ( ) w l r

→Vùng biên phải chịu nén

− Tính diện tích cốt thép cho vùng biên: l 3 b

Do việc bố trí cốt thép đối xứng, chúng ta chọn vùng biên bên phải với diện tích cốt thép lớn hơn để thực hiện việc bố trí Cần kiểm tra hàm lượng tính toán để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thiết kế.

− Tính lực kéo nén lên vùng bụng: P b N A giua 19196.769 1.12 14930.82 (kN)

− Tính diện tích cốt thép vùng bụng: b 3 b

Chọn cốt thép cấu tạo: 20a200 Số thanh thép bố trí là 26 thanh A sc 64 (cm 2 )

Kiểm tra hàm lượng thép của vùng giữa:

 = =  6.4.3.2 Tính toán cốt thép ngang

Lực cắt lớn nhất trong vách Q max B0.93(kN)

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông :

VìQ b 14.4 =Q 420.93(kN), nên bê tông đủ khả năng chịu lực cắt.Đặt đai cấu tạo: đai 2 nhánh, 10a200

6.4.4 Kết quả tính toán vách

Hình 6.24: Mặt bằng vị trí các vách tính toán

Bảng 6.16: Thông số tính toán cốt thép cho vách P3

Thông số Đơn vị Giá trị Thông số Đơn vị Giá trị

Chiều dài biên B r,l [m] 0.4 Diện tích bụng A giua [ m 2 ] 1.12

Bảng 6.17 :Bảng tính toán cốt thép cho vách P3

Biên trái Biên phải Chọn thép vùng biên Bụng Chọn thép vùng bụng

Pmax -2427.2 311.4 3.3 172.4 -61.36 367.0 -55.80 8 16 16.1 1.00% 1887.8 -410.1 26 16 52.2 0.47% Mmax -2218.0 399.3 3.3 121.7 -62.81 371.2 -55.68 8 16 16.1 1.00% 1725.1 -414.7 26 16 52.2 0.47% Mmin -2278.3 -755.0 3.3 17.2 -65.79 489.1 -52.31 8 16 16.1 1.00% 1772.0 -413.4 26 16 52.2 0.47% eMax -2278.3 -755.0 3.3 17.2 -65.79 489.1 -52.31 8 16 16.1 1.00% 1772.0 -413.4 26 16 52.2 0.47% Story16 Pmax -3067.9 327.3 3.3 238.6 -59.47 443.2 -53.62 8 16 16.1 1.00% 2386.1 -395.8 26 16 52.2 0.47%

Pmax -10626.3 1389.1 3.3 746.6 -44.95 1614.8 -20.15 8 16 16.1 1.00% 8264.9 -227.9 26 16 52.2 0.47% Mmax -10611.1 2707.4 3.3 332.9 -56.77 2025.1 -8.43 8 16 16.1 1.00% 8253.1 -228.2 26 16 52.2 0.47% Mmin -7733.9 -2018.7 3.3 228.5 -59.76 1490.2 -23.71 8 16 16.1 1.00% 6015.3 -292.1 26 16 52.2 0.47% eMax -7733.9 -2018.7 3.3 228.5 -59.76 1490.2 -23.71 8 16 16.1 1.00% 6015.3 -292.1 26 16 52.2 0.47% Story3 Pmax -11236.1 1518.5 3.3 773.9 -44.17 1723.0 -17.06 8 16 16.1 1.00% 8739.2 -214.3 26 16 52.2 0.47%

Các kết quả còn lại tham khảo ở mục 3 Phụ lục

Tính toán - Thiết kế lõi thang máy

Sinh viên sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán cho vách lõi thang

Phương pháp này phân chia vách lõi thành các phần tử nhỏ, giúp chịu lực kéo hoặc nén một cách chính xác Ứng suất được giả định phân bố đồng đều trên mặt cắt ngang của từng phần tử.

Hình 6.25: Lưu đồ tính toán cốt dọc cho vách theo phương pháp ứng suất đàn hồi

6.5.2 Tính toán lõi thang máy RTC 4

Hình 6.26: Phân chia phần tử cho lõi thang RTC 4 6.5.2.1 Xác định lực Ni tác dụng lên từng phần tử

Bảng 6.18: Bảng tính tọa độ trọng tâm lõi thang

Bảng 6.19: Bảng xác định momen quán tính của lõi thang

Bảng 6.20: Bảng xác định lực Ni cho phần tử 1 đến phần tử 8

PT 1 PT 2 PT 3 PT 4 PT 5 PT 6 PT 7 PT 8

The TECH F.L dataset reveals significant variations across multiple metrics, with Pmax and M2min values showing extremes of -2943.1 and 7420.7, respectively In contrast, the Story19 data indicates a notable range in performance, particularly with Pmax at -5658.5 and M2max at -3812.2, highlighting the complex dynamics within these stories Story18 presents a striking Pmax of -8172.6, while M3max reaches 4226.9, emphasizing the diverse outcomes across different scenarios Lastly, Story17 shows a Pmax of -10745.5, further illustrating the varying metrics that characterize these technological narratives.

The data presents a series of metrics for various stories, including Story17, Story16, Story15, Story14, Story13, and Story12 Each story is analyzed through different parameters such as M3min, M3max, M2min, M2max, and eMax, showcasing a range of numerical values that reflect performance or outcomes For instance, Story17 exhibits values of -7582.2 and 2224.5 across various metrics, while Story16 shows a notable Pmax of -13313.8 and M3max of -10915.1 In Story15, the Pmax reaches -15876.9, with M3max at -13145.9, highlighting significant variations in performance metrics Story14 and Story13 also display substantial figures, with Pmax values of -18433.7 and -20982.5, respectively, alongside M2max and M3max values that indicate their respective performance levels Lastly, Story12 records a Pmax of -23521.9, emphasizing the overarching trends in the data set.

The data presents a detailed analysis of various metrics across different stories, showcasing performance variations For Story12, the M3min and eMax metrics display significant negative values, indicating potential areas for improvement In Story11, both Pmax and M3max metrics reveal contrasting trends, with Pmax reflecting substantial negative figures while M3max shows a positive shift Story10's Pmax highlights a notable decline, contrasting with the M2max metrics, which indicate a recovery in performance Story9 exhibits a similar pattern, where Pmax values are notably low, yet M2max and eMax metrics suggest a strong rebound Finally, Story8 and Story7 metrics further illustrate the fluctuations in performance, with Pmax consistently showing declines while M3max reflects growth opportunities Overall, the analysis underscores the importance of monitoring these metrics to identify trends and drive improvements.

The data showcases various metrics across multiple stories, highlighting significant values for each category For instance, Story7 demonstrates a range of values with M3min at -32928.5 and eMax reaching 2875.8 Similarly, Story6 features metrics like Pmax at -38439.3 and M3max at 36397.6, indicating a diverse performance spectrum Story5 presents Pmax at -40845.5 and M3max peaking at 43640.2, while Story4 reveals Pmax at -43218.7 and M3max at 51481.5 Lastly, Story3 records a Pmax of -45555.5 and M3max at 59902.1, illustrating the varying data trends across the stories Overall, the analysis reflects the fluctuating metrics that characterize each story's performance.

The data presents a comprehensive analysis of various metrics across different stories and basement levels Notably, Story2 exhibits a significant range in M3min values, with a low of -81285.6, while eMax shows a peak of 74301.5 In contrast, Story1's Pmax indicates a substantial negative value of -50605.6, alongside a notable M3max of 85528.4 The basement level analysis reveals similar trends, with Pmax at -52858.1 and M3max reaching 94351.4 Additionally, M2max values across all stories and basements demonstrate considerable variation, highlighting the need for further examination in section 4.1 of the appendix for additional insights.

Bảng 6.21: Bảng tính toán cốt thép cho phần tử 1

Tầng Dạng tổ hợp Lực phần tử N i

Các kết quả còn lại tham khảo mục 4.2 của phụ lục

Tính toán - Thiết kế móng

Lưu đồ nội dung tính toán – thiết kế móng:

Hình 6.27 Lưu đồ nội dung tính toán – thiết kế móng 6.6.1 Số liệu địa chất

Thống kê địa chất dựa vào các tiêu chuẩn sau :

− TCVN 9153-2012 : Công trình thủy lợi – Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất;

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

Thống kê địa chất 4 trị hố khoan BH01, BH02, BH03, BH04 Kết quả thống kê địa chất :

Bảng 6.22: Bảng mô tả các lớp đất

2 1.0 – 10.0 Sét lẫn sạn sỏi, xám trắng – nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng

3 10.0 – 55.0 Cát pha màu nâu vàng, xám trắng – nâu đỏ

4 55.0 – 60.0 Sét, nâu vàng – xắm tráng – xám xanh – nâu đổ, cứng

5 60.0 – 80.0 Cát, màu nâu vàng, xám trắng – xám xanh

Bảng 6.23 :Bảng phân loại các lớp đất

STT Nhóm đất Tên đất Trạng thái đất

2 Hạt mịn Sét pha cát Dẻo

3 Hạt thô Cát bụi Chặt

4 Hạt mịn Sét Nửa cứng – cứng

5 Hạt thô Cát thô vừa Chặt

Hình 6.28: Biểu đồ SPT của 4 hố khoan địa chất Bảng 6.24: Kết quả thống kê địa chất

Mô tả Các chỉ tiêu

Giá trị Tiêu chuẩn Tính toán TTGHI TTGHII

Sét lẫn sạn sỏi, xám trắng - nâu đỏ, dẻo cứng nửa cứng

Cát pha, màu nâu vàng - xám trắng - nâu đỏ

Mô tả Các chỉ tiêu

Giá trị Tiêu chuẩn Tính toán TTGHI TTGHII

Sét, nâu vàng - xám trắng - xám xanh - nâu đỏ, cứng

Cát, màu nâu vàng, xắm trắng

Bảng 6.25: Bảng Module biến dạng của đất

Lớp E oed (kN / m ) 2 E oedhc (kN / m ) 2 G (kN / m ) 2

Bảng 6.26 :Thông số thiết kế cọc khoan nhồi D800

Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính cọc khoan nhồi [m] 0.8

Bề dày đài móng thường [m] 2.0

Bề dày đài móng của lõi thang máy [m] 2.5

Chiều dài cọc khoan nhồi L C [m] 55.0

Diện tích của cọc ( )Ab [ m ] 2 0.503

Cao độ đáy đài móng thường [m] -9.6

Cao độ đáy đài móng lõi thang máy [m] -10.1 Đường kính thép sử dụng [mm] 20 Đoạn đầu cọc chôn vào đài móng [m] 0.1 Đoạn neo thép vào đài móng [m] 0.6

Số lượng cốt thép Thanh 17

Hàm lượng cốt thép dọc  % 1.00

Hình 6.29: Mặt cắt các lớp đất và độ sâu chôn cọc

6.6.3 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi

6.6.3.1 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo vật liệu

Mục 7.1 TCVN 10304:2014, sức chịu tải theo vật liệu của cọc khoan nhồi :

Bảng 6.27: Tính toán SCT cọc theo vật liệu

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Hệ số điều kiện làm việc  cb - 0.85

Hệ số kể đến phương pháp thi công  ' cb - 0.8

Cường độ chịu nén của bê tông làm cọc R b [Mpa] 14.5

Cường độ chịu nén của cốt thép R sc [Mpa] 350

Diện tích tiết diện ngang bê tông Ab m 2  0.497

Số lượng thanh thép 22 - số thanh 20

Diện tích cốt thép As m 2  0.005024

Chiều dài đoạn cọc từ đát đài cao đến cao trình san nền 0 l (m)

Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đất quanh cọc k kN / m 4  99336.09

Chiều rộng quy ước của cọc bp [m] 1.8

Module đàn hồi của vật liệu làm cọc E [ Mpa ] 30000 Momen quán tính của tiết diện ngang cọc I m 4  0.0201

Hệ số điều kiện làm việc cọc  c - 3

Khoảng cách cọc ngàm vào đất từ đáy đài l1 [m] 5.036 Độ mảnh  - 6.294

6.6.3.2 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Theo mục 7.2.3 TCVN 10304:2014, SCT của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí đất nền được tính theo công thức : c,u c cq b b cf i i

Sức kháng đất dưới mũi cọc: q b =0.75   +    4 ( 1 1 d 2 3 2 h)

Bảng 6.28 : Bảng tính cường độ kháng đất dưới mũi cọc q b theo chỉ tiêu cơ lý

Sức kháng trên thân cọc:Q f =u cf i i f l

Bảng 6.29 :Bảng tính sức kháng thành f i theo chỉ tiêu cơ lý

STT Lớp đất Z t Z d Z tb l i Đất I L / loại cát  cf f i  cf f i l i

2 Lớp 3 -10.00 -55.00 32.50 45.00 Cát chặt Cát bụi 0.7 48.50 1527.75

4 Lớp 5 -60.00 -63.90 61.95 3.90 Cát chặt Cát thô 0.7 100.00 273.00 cf i if l

Bảng 6.30: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí đất nền

 cf - 0.7 qb [kN/m 2 ] 6624.88 cf i if l

6.6.3.3 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo phụ lục G, TCVN 10304:2014, sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền được tính theo công thức : c,u c cq p b cf i i

Theo mục G.2.2 TCVN 10304:2014, cường độ sức kháng thân cọc tăng lên khi chiều sâu gia tăng, nhưng chỉ đến một độ sâu tối đa Z L nào đó, khoảng từ 15 đến 20 lần đường kính cọc Để xác định Z L, ta có thể sử dụng tỉ số Z / d L trong trạng thái đất chặt.

Sức kháng đất dưới mũi cọc : q b =q N  p q

103 trong đó :N q : hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc (bảng G.1 TCVN 10304:2014),

Bảng 6.31 :Bảng tính sức kháng mũi q b theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Sức kháng trên thân cọc: Q f =u cf i i f l

Bảng 6.32: Bảng tính sức kháng trung bình trên thân cọc f i theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Lớp l i Loại đất N SPT C u k i   '  ' v tb tan  a ,i  cf f i  cf i i l f

Bảng 6.33: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cường độ đất nền

cf - 0.7 qb [kN/m 2 ] 32670.8 cf i if l

6.6.3.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo thí nghiệm SPT

(Công thức của viện kiến trúc Nhật Bản 1988) Mục G.3.2 TCVN 10304:2014

Sức chịu tải theo thí nghiệm SPT : c,u c cq p b cf ,ci ci ci cf ,si si si

Sức kháng đất dưới mũi cọc : q b 0 N p trong đó :

− N p : chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc,

Sức kháng trên thân cọc: Q f =u(cf ,ci ci cif l + cf ,si si sif l )

Bảng 6.34 :Bảng tính sức kháng trung bình trên thân cọc f i theo chỉ tiêu thí nghiệm SPT

Lớp l i Loại đất N SPT Cu L c/d f L  '  ' v tb c / u  ' v p  cf f i  cf i i f l

Bảng 6.35: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu thí nghiệm SPT

6.6.3.5 Tổng hợp SCT cọc khoan nhồi D800

Bảng 6.36: Bảng tổng hợp SCT cọc khoan nhồi D800

Sức chịu tải theo Rc,u(kN)

Chỉ tiêu cơ lý đất nền 8449.29

Các bước tính toán chi tiết SCT cọc khoan nhồi tham khảo Phục lục ở mục

6.6.4 Xác định sức chịu tải thiết kế cho cọc khoan nhồi

Giá trị tiêu chuẩn sức chịu tải cọc: R c,k =min[R c,u ]= 8449.29 (kN)

Giá trị sức chịu tải cọc thiết kế: c,d c,k k

Giá trị sức chịu tải theo vật liệu: R vl g77.59 (kN)

6.6.5 Sơ bộ số lượng cọc

Số lượng cọc được sơ bộ theo công thức: ( ) tc c,d n 1 2 N

− n : số lượng cọc trong đài;

− N tc : tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống móng;

− R c,d : giá trị sức chịu tải thiết kế của cọc đơn

Bố trí cọc theo nguyên tắc mục 8.13 TCVN 10304:2014:

− Khoảng cách giữa 2 tim cọc 3d;

− Khoảng cách giữa 2 mép cọc khoan nhồi tối thiểu bằng 1(m);

− Bố trí cọc sao cho tim cột trùng với trọng tâm nhóm cọc

6.6.6 Xác định độ lún cọc đơn

Mục 7.4.2 TCVN 10304:2014, độ lún cọc đơn không mở rộng mũi:

− N : Tải trọng thẳng đứng lớn nhất tác dụng lên cọc, giả sử N=R c,d =6.035 (MN);

− G 1 : Module trượt trung bình của các lớp đất dọc thân cọc, 1 i i i

− : hệ số xác định theo công thức :

 = G d : là hệ số tương ứng cọc tuyệt đối (EA =  );

 = d : là hệ số tương ứng trường hợp nền đồng nhất;

− G 2 : Module trượt trung bình của các lớp đất dưới mũi cọc;

 = G l : là độ cứng tương đối của cọc;

− EA: là độ cứng thân cọc chịu nén, tính bằng MN;

− k n: là hệ số xác định theo công thức : k n =2.82 3.78−  +2.18 2 ;

− : là hệ số poisson của lớp đất

Bảng 6.37 Bảng tính độ lún cọc đơn

 - 1.454 Độ lún cọc đơn s [mm] 17.8 Độ cứng đàn hồi cọc đơn k coc  kN / m  339581.02

6.6.7 Mặt bằng móng (Bản vẽ đính kèm)

6.6.8 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M1

6.6.8.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M1

Hình 6.30: Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp comb9

Bảng 6.38 : Bảng phản lực truyền xuống móng M1

Comb1 -13643.04 210.67 274.71 -11863.5 183.19 238.88 Comb2 -11786.77 43.30 437.66 -10249.3 37.66 380.57 Comb3 -13527.99 111.77 5282.89 -11763.4 97.20 4593.82 Comb4 -12383.61 203.52 -10.62 -10768.3 176.97 -9.23 Comb5 -10642.39 135.05 -4855.85 -9254.2 117.44 -4222.48 Comb6 -13218.67 129.85 470.31 -11494.5 112.91 408.97 Comb7 -13755.84 274.05 66.87 -11961.6 238.30 58.14 Comb8 -13960.22 114.63 3159.55 -12139.3 99.68 2747.44 Comb9 -13014.29 289.27 -2622.38 -11316.7 251.54 -2280.33 Comb10 -11953.73 -153.03 2382.76 -10394.5 -133.07 2071.97 Comb11 -13151.36 452.21 -1919.01 -11435.9 393.23 -1668.70 Comb12 -13078.07 52.57 3444.06 -11372.2 45.71 2994.84 Comb13 -12027.02 246.61 -2980.31 -10458.2 214.45 -2591.57

6.6.8.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Kiểm tra phản lực đầu cọc ứng với tất cả các tổ hợp tải trọng (comb1→comb13)

Cọc thỏa điều kiện phản lực đầu cọc

6.6.8.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước

Tiến hành kiểm tra với tổ hợp comb1

Bảng 6.39 :Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất

Lớp đất Chiều dày l i (m) Góc ma sát trong  II,i (độ)  II,i i l

Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất : II,tb II,i i i l 1515.162

Kích thước khối móng quy ước :

Hình 6.31: Khối móng quy ước của móng M1

Trọng lượng khối móng quy ước bao gồm: trọng lượng cọc, đài cọc và khối lượng đất trong khối móng quy ước

Trọng lượng cọc: coc coc coc coc c coc

Trọng lượng đài móng: dai dai dai

P =V   =(4.8 4.8 2) 25 1152 (kN)   Bảng 6.40 :Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước

Lớp đất Chiều dày (m)  i ( kN / m 3 )  tb kN / m 3

Trọng lượng đất trong khối móng quy ước:

( ) dat KMQU coc dai tb

P = V −V −V   =(17.29 17.29 63.9 109.19  − −46.08) 11.40 !5953.5(kN) Trọng lượng khối móng quy ước: qu coc dai dat

W =P +P +P '29.42 1152 215953.5 219834.9 (kN)+ + *Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước tc qu x y max qu qu qu qu

=  + + =   + +  tc qu x y min qu qu qu qu

=  − − =   − −  tc qu 2 tb qu qu

 trong đó : tc y x tc qu

*Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R II

Theo mục 4.6.9 TCVN 9362-2012 ta có áp lực tiêu chuẩn nền dưới đáy khối móng quy ước :

II II II II II 0 tc m m

Hệ số điều kiện làm việc của nền đất được xác định là m1 = 1.2, trong khi hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình là m2 = 1 Các hệ số này có tác dụng qua lại với nền và được lấy theo mục 4.6.10 trong TCVN 9362-2012.

− k tc =1: hệ số tin cậy lấy theo 4.6.11 TCVN 9362-2012;

− A=0.98, B=4.90, D=7.37: là các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 TCVN 9362-

2012 phụ thuộc vào góc  II ;

−  = ' II 11.40 (kN / m ) 3 là giá trị trung bình của trọng lượng thể tích lớp đất nằm phía trên độ sâu đặt móng;

−  = ' II 11.40 (kN / m ) 3 là giá trị của trọng lượng thể tích lớp đất nằm phía dưới đáy móng;

− c II =4.16 (kN / m ) 2 là giá trị của lực tính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng;

− h 0 = −h h td c.9 56.74− =7.16 (m)là chiều sâu đến nền tầng hầm tính bằng mét;

− h td là chiều sâu đựat móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm, tính theo công thức : td 1 2 ck '

− h 1 V.3(m)là chiều sâu lớp đất ở phía trên đáy móng;

− h 2 =0.2 (m)là chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm Áp lực tiêu chuẩn nền :

*Kiểm tra tc 2 max II tc 2 min tc 2 tb II

 =  → Thỏa điều kiện áp lực nền dưới đáy khối móng quy ước

6.6.8.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước

Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp có chiều dày h_i = 1(m) để tính ứng suất gây lún Quá trình tính toán sẽ dừng lại khi đạt đến điều kiện ứng suất σ ≥ σ_bt_i, nơi σ_bt_i là giới hạn chịu tải của lớp đất Các yếu tố cần xem xét bao gồm chiều dày lớp đất h_i, hệ số biến dạng k và vị trí ngừng tính lún gl_i.

 =  trong đó: k0tra bảng C1 TCVN 9362-2012 phụ thuộc vào tỷ số qu qu qu

Theo mục C.1.6 TCVN 9362-2012, độ lún tính theo phương pháp cộng tác dụng : n gl i i 0 i

−  = 0.8: là hệ số không thứ nguyên;

− h i là chiều dày lớp đất thứ i;

− E i là Module biến dạng lớp đất thứ i

Bảng 6.41: Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M1

6.6.8.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Tiến hành kiểm tra với tất cả tổ hợp với nội lực tính toán

Theo mục 8.1.6.3.1 TCVM 5574:2018, ta có: x y b,u bx,u by,u

− F, M , M x y lần lượt là lự tập trung và các mô men uốn tập trung theo các trục X và Y, đã được kể đến trong tính toán chọc thủng;

F, M_b,u, b_x, u, M_by,u là các giá trị lực và mô men uốn tập trung giới hạn theo các trục X và Y mà bê tông trong tiết diện ngang tính toán có khả năng chịu đựng, khi các tác động này xảy ra độc lập với nhau.

Hình 6.32: Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng M1

Xác định lực xuyên thủng F

Lực xuyên thủng F là tổng phản lực đầu cọc do lực dọc gây ra nằm ngoài tháp chống xuyên:

− P i là phản lực đầu cọc nằm ngoài tháp chống xuyên

Để xác định lực xuyên thủng F, trước tiên cần tính tổng phản lực đầu cọc của tất cả các cọc trong đài móng Sau đó, chia tổng phản lực này cho số cọc trong đài móng và nhân kết quả với số cọc nằm ngoài tháp chống xuyên, trong trường hợp này là 4 cọc.

Bảng 6.42: Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M1

Xác định lực tới hạn F b,u cho các phần tử vách đơn b,u bt 0

− u (m): chu vi tháp chống xuyên;

− h 0 =h daimong −a: chiều cao làm việc của tháp chống xuyên

Ta sẽ tính lực tới hạn của từng phần tử vách đơn rồi cộng tổng lại

Bảng 6.43: bảng xác định lực tới hạn F b,u của móng M1

Xác định mô men tập trung tới hạn M b,u

112 bt by 0 bt bx 0 bu,x bu,y max max

− I , I bx by là mô men quán tính của đường bao tính toán đối với trục đi qua trọng tâm của đường kính bao tính toán;

− x max , y max là khoảng cách lớn nhất tính từ đường bao tính đến trọng tâm của nó

Mô men quán tính I, I bx by được xác định bằng tổng của các mô men quán tính của từng đoạn thành phần trong đường bao tính toán Các mô men này được tính theo tiết diện ngang tương ứng với các trục trung tâm, đi qua tâm của đường bao và chiều rộng của mỗi đoạn thành phần được quy ước bằng đơn vị.

− Vị trí trọng tâm của đường bao tính toán: n n i i i i i 1 i 1

Hình 6.33: Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X

Hình 6.34: Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y

Bảng 6.44: Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M1

Tọa độ TT đường bao Tọa độ trọng tâm các đoạn thành phần

Bảng 6.45: Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần

I bx I by I bx I by I bx I by I bx I by

Bảng 6.46: Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng M1

Bảng 6.47: Kiểm tra xuyên thủng móng M1

My (kNm) Kiểm tra xuyên thủng

→Thỏa điều kiện xuyên thủng cho móng M1

6.6.8.6 Tính toán cốt thép đài móng

Sử dụng tổ hợp Combo bao để tiến hành tính toán cốt thép cho đài móng

Tính toán cốt thép cho đài móng tương tự như tính toán cho sàn, với công thức xác định chiều cao h = 2000 - 50 - 1950 (mm) Hàm lượng cốt thép cần đảm bảo nằm trong giới hạn: 0.05% ≤ μ ≤ μ max, với giá trị tối thiểu là μ min = 0.05% và μ max phụ thuộc vào sức chịu tải R b.

Hình 6.35: Giá trị momen của 2 phương móng M1 Bảng 6.48: Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M1

Tên móng Tên strip Vị trí bề rộng

6.6.9 Tính toán – Thiết kế móng lõi thang RTC 4

6.6.9.1 Kích thước móng lõi thang RTC 4

Hình 6.36 Mặt bằng của đài móng RTC 4

Hình 6.37 Phản lực đầu cọc của móng RTC 4 ứng với comb3 Bảng 6.49: Phản lực của móng lõi thang RTC 4

Comb1 -163249.8 -2992.09 152701.16 -141956.4 -2601.8 132783.6 Comb2 -142651.9 -9187.61 252664.12 -124045.1 -7989.2 219707.9 Comb3 -150688.6 324913.81 119219.42 -131033.6 282533.7 103669.1 Comb4 -142145.8 5899.39 5416.87 -123605.1 5129.9 4710.3 Comb5 -134109.0 -328202.0 138861.57 -116616.6 -285393.1 120749.2 Comb6 -161392.4 -9646.44 261596.36 -140341.2 -8388.2 227475.1 Comb7 -160937.0 3931.86 39073.84 -139945.2 3419.0 33977.2 Comb8 -167270.8 236936.31 247745.86 -145452.9 206031.6 215431.2 Comb9 -155058.6 -242650.9 52924.33 -134833.6 -211000.8 46021.2 Comb10 -151094.0 41360.23 400667.59 -131386.1 35965.4 348406.6 Comb11 -146214.3 -45457.24 -277890.20 -127142.8 -39528.0 -241643.7 Comb12 -155438.7 264388.84 232872.88 -135164.1 229903.3 202498.2 Comb13 -141869.5 -268485.8 27904.52 -123364.8 -233466.0 24264.8

6.6.9.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Kiểm tra phản lực đầu cọc ứng với tất cả các tổ hợp tải trọng (comb1→comb13)

6.6.9.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước

Bảng 6.50 : Xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất

Lớp đất Chiều dày l i (m) Góc ma sát trong  II,i (độ)  II,i i l

Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất : II,tb II,i i i l 1515.162

Bảng 6.51: Kích thước khối móng quy ước

Chiều dài khối móng quy ước L qu [m] 26.80

Chiều rộng khối móng quy ước B qu [m]

Chiều cao khối móng quy ước H qu [m] 63.9

Xác định khối lượng của khối móng quy ước

Bảng 6.52: Xác định khối lượng của khối móng quy ước

Thông số Đon vị Giá trị

Trọng lượng đài móng [kN] 23760

Trọng lượng đất trong khối móng quy ước [kN] 726296.2

Trọng lượng khối móng quy ước [kN] 794676.9

Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước

Bảng 6.53: Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước

Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R II

Bảng 6.54: Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R II

Thông số Giá trị Ghi chú

Trong đó: m 1 1.2 4.6.10 TCVN 9362-2012 m 2 1 4.6.10 TCVN 9362-2013 k tc 1 4.6.11 TCVN 9362-2014

' II (kN/m3) 11.40 4.6.9 TCVN 9362-2013 c (kN/m2) 4.16 4.6.9 TCVN 9362-2012 ho (m) 7.16 4.6.9 TCVN 9362-2013 h1 (m) 56.3 4.6.9 TCVN 9362-2014 h2 (m) 0.2 4.6.9 TCVN 9362-2015

*Kiểm tra tc 2 max II tc 2 min tc 2 tb II

→Thỏa điều kiện áp lực nền dưới đáy khối móng quy ước

6.6.9.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước

Chia lớp đất dưới đáy khối móng thành nhiều lớp với chiều dày h i = 1(m) để tính toán ứng suất gây lún Quá trình tính toán sẽ dừng lại khi đạt điều kiện ứng suất  ≥  bt i 5 gl i, xác định vị trí ngừng tính lún Các yếu tố cần chú ý bao gồm ứng suất bt bt i i 1 i i gl gl i 0,i 0,i h k.

Theo mục C.1.6 TCVN 9362-2012, độ lún tính theo phương pháp cộng tác dụng : n gl i i 0 i

−  = 0.8: là hệ số không thứ nguyên;

− h i là chiều dày lớp đất thứ i;

− E i là Module biến dạng lớp đất thứ i

Bảng 6.55: Bảng tính lún móng M1

6.6.9.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Tiến hành kiểm tra với tất cả tổ hợp với nội lực tính toán

Hình 6.38: Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng RTC4

Xác định lực xuyên thủng F:

Số cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng: 24

Bảng 6.56: Bảng tính lực F xuyên thủng của móng RTC4

Bảng 6.57: bảng xác định lực tới hạn F b,u của móng RTC4 cho phần tử vách đơn

Xác định mô men tập trung tới hạn M b,u

Bảng 6.58: Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần vách đơn

Tọa độ TT đường bao Tọa độ trọng tâm các đoạn thành phần

Phần tử 1 2.85 11.65 1.425 5.825 0 5.825 1.425 11.65 2.85 5.825 1.425 0 Phần tử 3 2.85 4.05 1.425 2.025 0 2.025 1.425 4.05 2.85 2.025 1.425 0 Phần tử 4 5.65 11.65 2.825 5.825 0 5.825 2.825 11.65 5.65 5.825 2.825 0 Phần tử 5 2.85 4.05 1.425 2.025 0 2.025 1.425 4.05 2.85 2.025 1.425 0 Phần tử 6 2.85 6.05 1.425 3.025 0 3.025 1.425 6.05 2.85 3.025 1.425 0

Bảng 6.59: Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần

I bx I by I bx I by I bx I by I bx I by

Phần tử 1 11.65 2.85 11.65 2.85 131.76 23.66 96.70 1.93 131.76 23.66 96.70 1.93 Phần tử 3 4.05 2.85 4.05 2.85 5.54 8.22 11.69 1.93 5.54 8.22 11.69 1.93 Phần tử 4 11.65 5.65 11.65 5.65 131.76 92.97 191.71 15.03 131.76 92.97 191.71 15.03 Phần tử 5 4.05 2.85 4.05 2.85 5.54 8.22 11.69 1.93 5.54 8.22 11.69 1.93 Phần tử 6 6.05 2.85 6.05 2.85 18.45 12.29 26.08 1.93 18.45 12.29 26.08 1.93

Bảng 6.60: Bảng xác định momen tập trung tới hạn phẩn tử

Phần tử 1 1 0.05 2.45 1.425 5.825 456.9 51.2 201795.5 92378.5 Phần tử 3 1 0.05 2.45 1.425 2.025 34.4 20.3 43758.2 36658.1 Phần tử 4 1 0.05 2.45 2.825 5.825 646.9 216.0 285710.4 196701.9 Phần tử 5 1 0.05 2.45 1.425 2.025 34.4 20.3 43758.2 36658.1 Phần tử 6 1 0.05 2.45 1.425 3.025 89.1 28.4 75743.0 51321.4

Xác định khả năng chống xuyên thủng của lõi thang

Bảng 6.61: Bảng xác định lực tới hạn của lõi thang

Bảng 6.62: Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng phần tử

Bảng 6.63: Kiểm tra xuyên thủng móng RTC4

My (kNm) Kiểm tra xuyên thủng

6.6.9.6 Tính toán cốt thép đài móng

Sử dụng tổ hợp Combo bao để tiến hành tính toán cốt thép cho đài móng

Hình 6.39: Momen của đài móng theo phương X

Hình 6.40: Momen của đài móng theo phương Y

Bảng 6.64: Bảng tính cốt thép 2 phương của móng RTC4

Tên móng Tên strip Vị trí bề rộng

6.6.10 Kết quả tính toán móng

Kết quả tính toán các móng còn lại tham khảo mục 5 của phụ lục

PHẦN NÂNG CAO – THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY VÀ HỆ THANH CHỐNG

Tiêu đề	Cao Ốc Văn Phòng, Trung Tâm Thương Mại, Dịch Vụ Và Căn Hộ Cao Cấp Vinasquare (Block B)
Tác giả	Đặng Hoàng Khôi
Người hướng dẫn	Th.S Nguyễn Tổng
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	344
Dung lượng	14,89 MB