Chung cư 18 tầng

TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

Nhu cầu xây dựng công trình

Trong những năm gần đây, đô thị hóa gia tăng đã dẫn đến việc nâng cao mức sống và nhu cầu của người dân Điều này kéo theo nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và giải trí cũng trở nên cao hơn và đòi hỏi nhiều tiện nghi hơn.

Để phù hợp với xu hướng hội nhập và công nghiệp hóa hiện đại, việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng để thay thế các khu dân cư thấp tầng và xuống cấp là rất cần thiết cho sự phát triển bền vững của đất nước.

Chung cư ra đời để đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân, đồng thời góp phần thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị, phản ánh sự phát triển của một đất nước đang trên đà tiến bộ.

Địa điểm xây dựng công trình

Nằm tại trung tâm khu đô thị mới Quận 2, công trình sở hữu vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo nên điểm nhấn ấn tượng và sự hài hòa hiện đại cho quy hoạch tổng thể khu dân cư.

- Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình

- Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng

Khu đất xây dựng có bề mặt phẳng, không tồn tại công trình cũ hay công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và bố trí tổng bình đồ.

Giải pháp kiến trúc

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

- Mặt bằng công trình hình chứ nhật, chiều dài 65,0 m, chiều rộng 33,0 m chiếm diện tích đất xây dựng là 1479 m 2

- Công trình gồm 18 tầng (kể cả mái) và 1 tầng hầm Cốt ±0,00 m được chọn đặt tại mặt sàn tầng trệt Mặt sàn tầng hầm tại cốt -3,00

- Chiều cao công trình là 63.3 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên

Tầng hầm được thiết kế với thang máy ở vị trí trung tâm và khu vực đậu xe ô tô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được sắp xếp hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng hầm còn được trang bị các thiết bị kỹ thuật điện như trạm cao thế, hạ thế và phòng quạt gió để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

Tầng trệt và tầng lửng được thiết kế để phục vụ như một siêu thị, đáp ứng nhu cầu mua sắm và các dịch vụ giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực.

- Tầng kỹ thuật: bố trí các phương tiện kỹ thuật, điều hòa, thiết bị thông tin…

- Tầng 3 – 17: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

Giải pháp mặt bằng đơn giản giúp tạo ra không gian rộng rãi cho việc bố trí các căn hộ bên trong Việc sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn không chỉ tổ chức không gian một cách linh hoạt mà còn phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, đồng thời dễ dàng thay đổi trong tương lai.

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước

- Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng của tòa nhà bao gồm 01 thang bộ và 03 thang máy, trong đó có 02 thang máy chính và 01 thang máy chở hàng phục vụ y tế với kích thước lớn hơn Các thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm, trong khi các căn hộ xung quanh được phân cách bởi hành lang, giúp khoảng cách di chuyển ngắn nhất Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi và hợp lý mà còn đảm bảo thông thoáng cho toàn bộ không gian.

Giải pháp kỹ thuật

Hệ thống điện của khu đô thị được tiếp nhận và phân phối vào từng ngôi nhà thông qua phòng máy điện, từ đó điện được dẫn đi khắp công trình qua mạng lưới điện nội bộ.

- Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng ngầm để phát

Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước khu vực, sau đó được dẫn vào bể chứa nước ở tầng hầm Nước sẽ được bơm tự động đến từng phòng thông qua hệ thống ống dẫn chính gần phòng phục vụ.

Giải pháp kết cấu sàn không dầm và không có mũ cột giúp tối ưu hóa chiều cao tầng, với việc chỉ đóng trần ở khu vực sàn vệ sinh Hệ thống ống dẫn nước được thiết kế hợp lý, kết hợp với bố trí phòng ốc trong căn hộ một cách hài hòa, mang lại sự tiện nghi và thẩm mỹ cho không gian sống.

- Sau khi xử lý, nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực 1.4.3 Thông gió, chiếu sáng

- Bốn mặt của công trình đều có bancol thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

Công trình BTCT được thiết kế với tường ngăn bằng gạch rỗng, giúp cách âm và cách nhiệt hiệu quả Dọc hành lang, các hộp chống cháy được trang bị với bình khí CO2, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Mỗi tầng lầu có 3 cầu thang, đáp ứng đủ yêu cầu thoát hiểm trong trường hợp xảy ra sự cố cháy nổ Ngoài ra, trên đỉnh mái còn được lắp đặt bể nước lớn phục vụ cho công tác phòng cháy chữa cháy.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được lắp đặt trên tầng mái, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, nhằm giảm thiểu tối đa nguy cơ bị sét đánh.

Rác thải từ mỗi tầng được thu gom và đưa vào gen rác, sau đó chuyển xuống gian rác ở tầng hầm Gian rác được thiết kế kín đáo và chắc chắn nhằm ngăn chặn mùi hôi và ô nhiễm môi trường, đồng thời có bộ phận để đưa rác ra ngoài một cách hiệu quả.

Tải trọng tác động

- Tĩnh tải: Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

 Trọng lượng bản thân công trình

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

Hoạt tải tiêu chuẩn tác động lên công trình được xác định dựa trên công năng sử dụng của sàn ở các tầng, theo TCVN 2737:1995 về tải trọng và tác động.

Bảng 1.1 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang

1 Phòng ngủ (nhà kiểu căn hộ, nhà trẻ mẫu giáo) 1.5

2 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu căn hộ) 1.5

3 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu nhà mẫu giáo) 2.0

4 Bếp, phòng giặt (nhà căn hộ) 1.5

5 Bếp, phòng giặt (nhà ở mẫu giáo) 3.0

6 Phòng động cơ (nhà cao tầng) 7.0

7 Nhà hàng (ăn uống, nhà hàng) 3.0

8 Nhà hàng (triển lãm, trưng bày, cửa hàng) 4.0

9 Phòng đợi (không có ghế gắn cố định) 5

Ban công và lô gia cần được xem xét với tải trọng phân bố đều trên toàn bộ diện tích của chúng, đặc biệt khi tác động của tải trọng này có thể gây ra ảnh hưởng bất lợi hơn so với các tiêu chí đã nêu trong mục a).

13 Sảnh, phòng giải lao, cầu thang, hành lang thông với các phòng 3

14 Ga ra ô tô (đường cho xe chạy, dốc lên xuống dùng cho xe con, xe khách và xe tải nhẹ có tổng khối lượng ≤ 2500 kg) 5

Công trình cao hơn 40 m và chịu tác động của động đất cần xem xét tải gió, bao gồm cả thành phần tĩnh và động Việc phân tích tải gió là rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và ổn định cho công trình trong điều kiện thiên tai.

Lựa chọn giải pháp kết cấu

1.6.1 Hệ kết cấu chịu lực chính

- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

 Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

 Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Các hệ kết cấu đặc biệt bao gồm: hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực của công trình.

- Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

Kết cấu tường chịu lực, hay còn gọi là vách cứng, là hệ thống tường đảm nhiệm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang, rất phù hợp cho các chung cư cao tầng Ưu điểm nổi bật của loại kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn, giúp tối ưu hóa không gian và giảm chiều cao của ngôi nhà.

Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một cấu trúc hộp nhiều ngăn, mang lại độ cứng không gian lớn và tính liền khối cao Cấu trúc này có khả năng chịu lực tốt, đặc biệt là đối với tải trọng ngang.

Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt, được chứng minh qua nghiên cứu thiệt hại từ các trận động đất như ở California vào tháng 2/1971, Nicaragua vào tháng 12/1972, và Rumani năm 1977 Những công trình có kết cấu vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ, trong khi các công trình có kết cấu khung thường gặp hư hại nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn Do đó, kết cấu vách cứng là giải pháp được ưu tiên cho các công trình xây dựng.

 Sàn không dầm Điều này làm cho không gian bên trong nhà trở nên đẹp đẽ 1.6.2 Hệ kết cấu sàn

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu

Việc chọn lựa phương án sàn phù hợp là rất quan trọng, vì vậy cần thực hiện phân tích chính xác để xác định phương án tốt nhất cho kết cấu công trình.

- Ta xét các phương án sàn sau:

- Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

 Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng tăng theo Điều này không chỉ gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang mà còn làm tăng chi phí vật liệu, không tiết kiệm được nguồn lực.

 Không tiết kiệm không gian sử dụng

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

Việc giảm thiểu số lượng cột bên trong không chỉ tiết kiệm không gian sử dụng mà còn tạo nên kiến trúc đẹp mắt Điều này rất phù hợp cho các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và không gian sử dụng rộng rãi như hội trường và câu lạc bộ.

 Không tiết kiệm, thi công phức tạp

Khi thiết kế mặt bằng sàn rộng, việc bố trí thêm các dầm chính là cần thiết Tuy nhiên, điều này dẫn đến hạn chế về chiều cao của dầm chính, vì cần phải tăng chiều cao để giảm độ võng.

1.6.2.3 Sàn không dầm (không có mũ cột)

- Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

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

 Tiết kiệm được không gian sử dụng

 Dễ phân chia không gian

 Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước

 Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

Phương án thi công này nhanh hơn so với phương án sàn dầm nhờ vào việc không cần gia công cốp pha và cột thép dầm phức tạp Cốt thép được định hình và sắp xếp một cách đơn giản, cùng với quy trình lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng trở nên dễ dàng hơn.

 Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

 Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

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

 Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn

1.6.2.4 Sàn không dầm ứng lực trước

Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ kế thừa các ưu điểm của phương án sàn không dầm mà còn khắc phục được một số nhược điểm của nó.

 Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọngngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng

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

Sơ đồ chịu lực được tối ưu hóa nhờ việc đặt cốt thép ứng lực trước một cách hợp lý theo biểu đồ mômen do tải trọng gây ra, từ đó giúp tiết kiệm lượng cốt thép sử dụng.

Mặc dù phương án này khắc phục được những ưu điểm của sàn không dầm thông thường, nhưng vẫn tồn tại một số khó khăn trong việc lựa chọn phương án này.

Thiết bị thi công ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc chế tạo và lắp đặt cốt thép phải được thực hiện chính xác, từ đó nâng cao yêu cầu về tay nghề thi công Trong bối cảnh hiện đại hóa hiện nay, việc nâng cao kỹ năng và tay nghề trong ngành xây dựng trở thành một yêu cầu tất yếu.

 Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được 1.6.3 Kết luận

Vật liệu sử dụng

Bảng 1.2 Cường độ tối thiểu của bê tông

Cọc khoan nhồi, tường vây B25 ~ M350 14.5 1.05 30.0

Bảng 1.3 Cốt thép sử dụng

(MPa) Thộp gõn cường độ cao, ỉ > 10 AIII 365 365 200000

Lớp bê tông bảo vệ

Bảng 1.4 Lớp bê tông bảo vệ

Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ (mm)

Sàn BTCT (Phần tiếp xúc với đất) 20

Mặt trong bể xử lí nước thải 35

Sàn BTCT (không tiếp xúc với đất, môi trường) 25

Tiêu chuẩn và phần mềm tính toán

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

2 TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

3 TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối

4 TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

5 TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất

6 TCXDVN 205 – 1998 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

7 TCXDVN 195 – 1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

8 TCVN 10304 - 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

9 TCVN 9395 - 2012: Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu- NXB Xây dựng

10 TCVN 9396:2012, Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông

1 Tiêu chuẩn Anh BS 8110-1997 (Dùng thiết kế Sàn, Khung trong phần mềm Etabs)

1.9.3 Phần mềm thiết kế của nước ngoài

Kích thước sơ bộ

1.10.1 Sơ bộ tiết diện sàn

- Chiều dày sàn phụ thuộc vào chiều dài nhịp và tải trọng tác dụng, có thể chọn sơ bộ kích thước sàn theo công thức sau: s min h D L h (cm)

 D   0.8 1.4   phụ thuộc vào tải trọng

 m 40 45  đối với bản kê 4 cạnh và l = l1 : chiều dài cạnh ngắn

 m 30 35  đối với bản dầm và l là nhịp của bản

 Vì các ô sàn có chiều dày sàn bằng nhau nên chọn ô sàn có kích thước lớn nhất  9 9   để chọn sơ bộ tiết diện:

 Chiều dày sàn chọn sơ bộ: hs 250 mm 

1.10.2 Sơ bộ tiết diện vách và lõi thang

- Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó

Các lỗ trên vách không được ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng chịu tải của chúng Cần có biện pháp cấu tạo để tăng cường độ bền cho khu vực xung quanh các lỗ này.

- Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Tổng quan

Thiết kế sàn là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, đòi hỏi sự lựa chọn hợp lý giữa hiệu quả và kinh tế Kỹ sư cần xem xét các yếu tố như khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật để chọn kết cấu sàn phù hợp.

Để đáp ứng các yêu cầu đề ra, phương án kết cấu sàn sườn bê tông toàn khối được lựa chọn cho công trình này Với chiều cao tầng thấp, giải pháp sàn phẳng được áp dụng nhằm tối ưu hóa không gian Các phần tính toán cho sàn tầng điển hình sẽ được thực hiện theo các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp.

 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

 Xác định tải trọng tác dụng

 Mặt bằng sàn và sơ đồ tính

 Tính toán cốt thép cho sàn

 Kiểm tra độ võng của sàn

Tải trọng tác dụng lên sàn

- Tải trọng thẳng đứng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng của các bộ phận công trình, trong khi tải trọng tạm thời là loại tải trọng có thể xuất hiện hoặc không trong một giai đoạn nhất định của quá trình xây dựng.

- Tĩnh tải và hoạt tải được tính toán dựa trên TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

Tĩnh tải tác động lên sàn bao gồm trọng lượng của bản bê tông cốt thép (BTCT), trọng lượng các lớp hoàn thiện, hệ thống ống thiết bị, và trọng lượng tường xây dựng trên sàn.

Hình 2.1 Các lớp cấu tạo sàn

Bảng 2.1 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Bản thân kết cấu sàn 25 250 6.25 1.1 6.875

Tĩnh tải chưa tính TLBT sàn 1.87 2.361

Bảng 2.2 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Bản thân kết cấu sàn 25 250 6.25 1.1 6.875

Vữa lát nền, tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17

Tĩnh tải chưa tính TLBT sàn 1.9 2.4

Bảng 2.3 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng hầm

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Bản thân kết cấu sàn 25 300 7.5 1.1 8.25

Vữa lát nền, tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17

Tĩnh tải chưa tính TLBT sàn 1.454 1.809

Bảng 2.4 Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng mái

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Bản thân kết cấu sàn 25 150 3.75 1.1 4.125

Vữa lát nền, tạo dốc 18 50 0.9 1.3 1.17

Tĩnh tải chưa tính TLBT sàn 1.99 2.517

 Tải trọng thường xuyên do tường xây

Để đơn giản hóa, tải trọng của tường được quy đổi thành tải phân bố đều lên sàn và dầm biên Theo mặt bằng kiến trúc, tổng chiều dài tường ngăn rộng 10cm trên một tầng điển hình là 193m, trong khi tổng chiều dài tường ngăn rộng 20cm trên cùng một tầng là 191m Diện tích sàn của tầng điển hình là 835m².

- Tải trọng tường (rộng 10cm, cao 3.05m) phân bố đều trên sàn: t10 2 san nbhl 1.1 0.1 3.05 193 18 q 1.39(kN / m )

- Tải trọng tường (rộng 20cm, cao 3.05m) phân bố đều trên sàn: t 20 2 san nbhl 1.1 0.2 3.05 191 18 q 2.76(kN / m )

- Tải trọng tường phân bố đều trên sàn:

- Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn (Theo TCVN 2737:1995) Giá trị được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.5 Hoạt tải phân bố trên sàn STT Công năng

1 Phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn, phòng tắm, phòng vệ sinh, bếp 1.5 1.3 1.95

2 Ban công và lô gia, văn phòng 2 1.2 2.4

3 Sảnh, hành lang, cầu thang 3 1.2 3.6

4 Ga ra ô tô, trung tâm thương mại 5 1.2 6

Sử dụng safe tính toán – thiết kế sàn tầng điển hình

Để phân tích ứng xử của sàn, chúng tôi sử dụng phần mềm SAFE để thực hiện tính toán Sàn được chia thành nhiều dải theo phương X và phương Y, từ đó tiến hành phân tích và lấy nội lực sàn theo từng dải.

- Các bước tính toán trong SAFE

 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

Sàn phẳng với các vách cứng không phù hợp với các giả thuyết tính toán thông thường Vì vậy, việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn là cần thiết để xác định nội lực của sàn phẳng Phần mềm SAFE được áp dụng để thực hiện phân tích và xác định các nội lực trong cấu trúc sàn này.

 Các thông số đầu vào:

Chiều dày chọn sơ bộ: hs 250 mm 

Tiết diện vách chọn sơ bộ: b h 350 3050 mm    

Dưới tác động của tải trọng ngang, nội lực trong sàn không đáng kể vì tải trọng này được truyền vào lõi cứng Nội lực chủ yếu xuất hiện do tải trọng đứng Vì vậy, trong quá trình tính toán sàn, không cần thiết phải xem xét ảnh hưởng của tải trọng ngang, mà chỉ cần tập trung vào các trường hợp tải trọng đứng.

- Chia sàn thành nhiều dải strip theo phương X và phương Y

- Phân tích mô hình ta được kết quả nội lực

Hình 2.2 Mô hình sàn trong SAFE

- Chia sàn thành nhiều dải strip theo phương X và phương Y

Hình 2.3 Chia dải strip theo phương X

Hình 2.4 Chia dải strip theo phương Y

- Phân tích ta được kết quả nội lực

Hình 2.5 Biểu đồ momen theo phương X

Hình 2.6 Biểu đồ momen theo phương Y

Hình 2.7 Độ võng của sàn xuất từ SAFE

- Độ võng này lớn nhất tại vị trí tự do, có giá trị là f = -7.95mm Nhịp tại đó là 9m

 Thỏa mãn điều kiện biến dạng của ô sàn, không cần kiểm tra tại các vị trí khác 2.3.2 Tính toán và bố trí cốt thép

- Từ những dải strip của sàn Ta lấy nội lực và tiết diện, tiến hành tính thép như một bản dầm

- Cốt thép sàn AIII → Rs = 365 MPa

- Áp dụng công thức tính toán: b 0 m 2 m s b 0 s

- Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau:  min     max

 àmin: hàm lượng cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1

 àmax: hàm lượng cốt thộp tối đa max R b s

Vì khối lượng tính toán lớn, sinh viên cần sử dụng chương trình tính toán để giải quyết nhanh bài toán Họ áp dụng Excel kết hợp với VBA để thực hiện tính toán cho thép sàn hiệu quả.

2.3.2.1 Tính thép sàn theo phương X (Theo TCVN 5574 – 2012)

Bảng 2.6 Giá trị thép sàn phương X

Dữ liệu trong bảng cho thấy các chỉ số của CSA1 đến CSA7 với các giá trị khác nhau cho các thông số như Strip P V2 M3 b(m), A s (mm²), Khoảng cách A sc (mm²), và các thông số khác Mỗi CSA có những giá trị riêng biệt về điện trở và diện tích, cho thấy sự biến đổi trong các thông số kỹ thuật Các giá trị như -128.513, -65.009, và -39.588 cho CSA1, CSA2, và CSA3 lần lượt, cùng với các thông số tương ứng cho thấy sự đa dạng trong thiết kế và hiệu suất của từng CSA Thông tin này rất quan trọng cho việc phân tích và tối ưu hóa hiệu suất trong các ứng dụng kỹ thuật khác nhau.

CSA7 -37.384 13.805 74.710 2.25 404.480 0.176 12 200 565.20 CSA7 -39.963 74.498 -142.532 2.25 788.620 0.343 14 150 1025.73 CSA8 -44.011 -68.243 -129.858 2.25 715.505 0.311 14 150 1025.73 CSA8 -37.205 -13.370 75.681 2.25 409.860 0.178 12 200 565.20 CSA8 -46.272 -101.134 -178.469 2.25 999.514 0.435 14 150 1025.73 CSA8 -64.948 23.778 92.661 2.25 504.487 0.219 12 200 565.20 CSA8 -128.496 142.487 -182.969 2.25 1026.309 0.446 14 150 1025.73 CSA9 12.653 -19.153 -29.683 1.15 312.815 0.136 10 200 392.50 CSA9 18.277 3.681 13.456 1.15 140.460 0.061 10 200 392.50 CSA9 11.618 19.214 -29.867 1.15 314.787 0.137 10 200 392.50 MSA1 -104.826 8.388 147.707 4.5 399.735 0.174 10 200 392.50 MSA1 -91.582 32.390 140.168 4.5 378.892 0.165 10 200 392.50 MSA1 -63.737 19.751 -91.368 4.5 245.146 0.107 10 200 392.50 MSA1 -24.183 74.069 -125.192 4.5 337.631 0.147 10 200 392.50 MSA2 -104.880 8.335 147.568 4.5 399.352 0.174 10 200 392.50 MSA2 -63.927 18.449 -91.246 4.5 244.814 0.106 10 200 392.50 MSA2 -91.905 31.152 140.790 4.5 380.610 0.165 10 200 392.50 MSA2 -41.336 68.080 -141.247 4.5 381.871 0.166 10 200 392.50 MSA3 -26.372 -78.172 -130.384 4.5 351.914 0.153 10 200 392.50 MSA3 -94.255 -29.282 140.112 4.5 378.736 0.165 10 200 392.50 MSA3 -63.862 -18.588 -91.354 4.5 245.109 0.107 10 200 392.50 MSA3 -104.813 -8.390 147.540 4.5 399.273 0.174 10 200 392.50 MSA4 -41.593 -61.382 -136.109 4.5 367.688 0.160 10 200 392.50 MSA4 -95.654 -33.009 142.161 4.5 384.398 0.167 10 200 392.50 MSA4 -64.314 -19.465 -91.910 4.5 246.621 0.107 10 200 392.50 MSA4 -104.957 -8.374 147.568 4.5 399.351 0.174 10 200 392.50 MSA5 6.881 -13.912 -40.013 2.3 209.634 0.091 10 200 392.50

MSA8 5.063 14.918 -42.670 2.4 214.298 0.093 10 200 392.50 MSA9 -21.746 6.571 59.538 1.5 485.715 0.211 10 150 523.33 MSA9 -28.296 90.020 -64.953 1.5 531.251 0.231 10 150 523.33 MSA9 -19.080 -7.249 50.418 1.5 409.560 0.178 10 150 523.33 MSA9 -19.467 21.015 -57.478 1.5 468.458 0.204 10 150 523.33

MSA9 -15.203 -19.530 -54.138 1.5 440.546 0.192 10 150 523.33 MSA9 -17.764 7.515 50.941 1.5 413.907 0.180 10 150 523.33 MSA9 -28.053 -90.058 -65.013 1.5 531.760 0.231 10 150 523.33 MSA9 -21.674 -6.588 59.498 1.5 485.379 0.211 10 150 523.33 CSA10 -2.705 15.664 -20.431 1.15 214.131 0.093 10 200 392.50

CSA12 10.312 -21.944 -32.708 1.2 330.662 0.144 10 200 392.50 CSA12 17.031 0.063 13.907 1.2 139.109 0.060 10 200 392.50 CSA12 10.625 23.374 -33.397 1.2 337.761 0.147 10 200 392.50 CSA13 -2.750 -17.436 -23.005 1.2 231.289 0.101 10 200 392.50 CSA16 -6.195 -18.417 -0.908 0.75 14.439 0.006 14 150 1025.733 CSA16 -14.680 -9.336 33.199 0.75 543.445 0.236 12 200 565.2 CSA16 -11.511 47.077 -72.196 0.75 1229.346 0.534 14 150 1025.733 CSA16 -9.777 -3.319 25.907 0.75 421.179 0.183 12 200 565.2 CSA16 -10.824 19.899 -32.648 0.75 534.147 0.232 14 150 1025.733

CSA16 -3.601 -25.509 -29.215 0.75 476.434 0.207 14 150 1025.733 CSA16 -9.201 3.709 26.363 0.75 428.768 0.186 12 200 565.2 CSA16 -11.283 -47.068 -72.251 0.75 1230.370 0.535 14 150 1025.733 CSA16 -14.647 9.329 33.184 0.75 543.197 0.236 12 200 565.2 CSA16 -6.186 18.406 -0.904 0.75 14.374 0.006 14 150 1025.733 CSA17 -6.166 -18.430 -0.908 0.75 14.437 0.006 14 200 1025.733 CSA17 -14.657 -9.336 33.199 0.75 543.445 0.236 12 200 565.2 CSA17 -11.471 46.987 -72.226 0.75 1229.912 0.535 14 150 1025.733 CSA17 -9.675 -3.652 26.346 0.75 428.482 0.186 12 200 565.2 CSA17 -8.018 30.697 -32.247 0.75 527.374 0.229 14 150 1025.733 CSA17 15.360 -14.069 1.944 0.75 30.934 0.013 12 200 565.2 CSA17 -0.410 0.110 -0.103 0.75 1.636 0.001 14 150 1025.733

CSA17 3.754 2.274 -0.640 0.75 10.166 0.004 14 150 1025.733 CSA17 11.664 19.772 5.382 0.75 85.881 0.037 12 200 565.2 CSA17 -9.423 -19.543 -30.878 0.75 504.340 0.219 14 150 1025.733 CSA17 -9.180 3.513 26.246 0.75 426.822 0.186 12 200 565.2 CSA17 -11.207 -47.041 -72.277 0.75 1230.846 0.535 14 150 1025.733 CSA17 -14.672 9.327 33.185 0.75 543.199 0.236 12 200 565.2 CSA17 -6.228 18.426 -0.904 0.75 14.369 0.006 14 150 1025.733

2.3.2.2 Tính thép sàn theo phương Y (Theo TCVN 5574 – 2012)

Bảng 2.7 Giá trị thép sàn phương Y

Dưới đây là bảng dữ liệu kỹ thuật với các thông số quan trọng liên quan đến các mẫu MSB và CSB, bao gồm các giá trị như Strip P V2 M3 b(m), A s (mm²), Khoảng cách A sc (mm²) và các thông số khác Các mẫu MSB từ 1 đến 9 và CSB từ 14 đến 20 thể hiện các giá trị khác nhau về độ dài, khoảng cách và các chỉ số khác, với nhiều biến thể trong các thông số như độ dày và diện tích Ví dụ, mẫu MSB1 có độ dài 92.301, trong khi CSB14 có độ dài -80.732, cho thấy sự đa dạng trong các kết quả đo đạc Các thông số này rất quan trọng cho việc phân tích và thiết kế trong các ứng dụng kỹ thuật khác nhau.

The dataset comprises various entries identified by CSB codes, each associated with distinct coordinate values and parameters For instance, CSB20 features coordinates such as -70.992 and -126.585, with a magnitude of 1.342 and a value of 565.20 Similarly, CSB21 has coordinates like -38.871 and -49.117, displaying a magnitude of 2.25 and a value of 769.30 Notably, CSB22 includes significant values, such as -191.874 and -210.723, with a higher magnitude of 4.5, reflecting a value of 769.30 The entries continue with CSB23 and CSB24, showcasing various coordinates and magnitudes, all adhering to a structured format Additionally, CSB25 through CSB36 present further data points, each with unique coordinate sets and corresponding values, contributing to a comprehensive overview of the dataset.

CSB36 6.704 17.666 -2.687 1.75 18.305 0.008 12 200 565.20 CSB37 -30.086 -55.871 -66.635 1.75 465.425 0.202 12 200 565.20 CSB37 -18.419 23.034 29.728 1.75 204.646 0.089 12 200 565.20 CSB38 -17.805 -21.571 27.367 1.75 188.216 0.082 12 200 565.20 CSB38 -26.644 55.549 -62.227 1.75 433.865 0.189 12 200 565.20

CSB39 7.215 21.184 -3.400 1.75 23.174 0.010 12 200 565.20 CSB40 -27.401 -52.191 -66.940 1.75 467.612 0.203 12 200 565.20 CSB40 -18.472 23.600 29.406 1.75 202.400 0.088 12 200 565.20 MSB10 -57.134 6.339 -47.033 3.75 150.641 0.065 10 200 392.50 MSB22 -20.389 -5.595 -22.117 4.5 58.733 0.026 10 200 392.50 MSB23 -21.915 6.514 -21.591 4.5 57.333 0.025 10 200 392.50 MSB24 -1.946 -8.235 20.934 3.5 71.528 0.031 10 200 392.50 MSB24 -18.825 100.488 -99.259 3.5 344.303 0.150 10 200 392.50 MSB25 -8.930 -40.976 -17.469 3.5 59.647 0.026 10 200 392.50 MSB25 -11.584 -11.172 7.290 3.5 24.845 0.011 10 200 392.50

- Điều kiện kiểm tra chọc thủng cho sàn theo TCVN 5574-2012: bt m 0

 F là tải trọng gây nên sự phá hoại theo kiểu đâm thủng

 q là tải trọng phân bố đều trên bản (kể cả trọng lượng bản thân)

 : Hệ số lấy bằng 1 đối với bê tông nặng

 Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông; Rbt = 1.05 (Mpa)

 um: Chu vi trung bình của mặt đâm thủng; um 2 4h 0bw hw 

 h0: Chiều dày hữu ích của bản sàn tại đầu cột

- Kiểm tra điều kiện chọc thủng đối với vách:

Ta có: hs 250 mm , a 20 mm , suy ra h     0 230 mm 

Kiểm tra vị trí sàn liên kết với vách W35x220 là vách có khả năng chịu tải trọng lớn nhất

- Vế phải của bất phương trình (**) là:

 Vậy sàn không bị chọc thủng

THIẾT KẾ CẦU THANG

Cấu tạo cầu thang tầng điển hình

Cấu tạo cầu thang

- Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng bản

- Mỗi vế gồm 11 bậc thang với kích thước: h 15 cm ; b 30 cm     

- Góc nghiêng của cầu thang: h tg 0.5

- Chọn chiều dày bản thang là hb 120 mm 

- Chiều cao tiết diện thẳng đứng của bản thang là:

- Chọn kích thước dầm thang là 200 300mm

Tải trọng

Tải trọng tác dụng lên vế thang (bản nghiêng):

Trọng lượng của gạch lót lớp đá hoa cương và lớp vữa lót có bề dày 2cm được tính toán dựa trên chiều dày tương đương của lớp vật liệu trải đều trên bản thang theo phương của bản nghiêng Chiều dày tương đương này được xác định bằng cách áp dụng các công thức phù hợp để đảm bảo tính chính xác trong quá trình thi công.

Trọng lượng lớp bậc thang được quy đổi thành chiều dày tương đương của lớp vật liệu trải đều trên bề mặt bản thang theo phương nghiêng Chiều dày tương đương này được xác định dựa trên các yếu tố kỹ thuật cụ thể.

- Tải trọng tác dụng lên cầu thang

Bảng 3.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng STT Lớp vật liệu

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)

Tải trọng tính toán (kN/m)

Bảng 3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)

Tải trọng tính toán (kN/m)

- Hoạt tải tiêu chuẩn: p tc 3.00 kN / m 2 

- Hoạt tải tính toán: p tt   n p tc 1.2 3.00 3.60 kN / m   2 

3.3.3 Tổng tải trọng tác dụng

Bảng 3.3 Tổng tải trọng tác dụng

Tác dụng lên vế thang 8.530 9.228

Tác dụng lên chiếu nghỉ 7.110 8.148

Tính toán bản thang

3.4.1 Sơ đồ tính và nội lực

- Vì cầu thang có 2 về giống nhau nên ta tính cho 1 vế, rồi lấy kết quả tương tự cho vế còn lại

- Xem bản thang và chiếu nghỉ là dầm gãy khúc liên kết vào vách và dầm chiếu tới

- Liên kết bản thang tại vị trí vách là liên kết ngàm, tại vị trí dầm chiếu tới là liên kết gối

- Vì vậy ta tính toán theo mô hình sau:

Hình 3.2 Sơ đồ tính bản thang (vế 2)

Hình 3.3 Sơ đồ tính bản thang (vế 1)

Hình 3.4 Biểu đồ Moment bản thang (vế 2)

Hình 3.5 Biểu đồ Moment bản thang (vế 1)

Hình 3.6 Phản lực gối tựa lên bản thang

Dựa trên kết quả nội lực, ta lựa chọn moment dương lớn nhất để tính toán cốt thép ở giữa nhịp và moment âm nhỏ nhất để xác định cốt thép ở gối Tại vị trí giao nhau giữa bản thang và bản chiếu nghỉ, cần xem xét cả moment âm và moment dương để đảm bảo tính toán chính xác.

Bảng 3.4 Bảng tính toán cốt thép cầu thang

Vị trí M h0 αm ζ As μ% Chọn thép Asc

Tính toán dầm thang

3.5.1 Sơ đồ tính và tải trọng

- Xem dầm thang như dầm đơn giản, liên kết khớp ở 2 đầu nhịp tính toán là

- Tải trọng do bản thang truyền vào (bằng phản lực gối tựa của bản thang):

- Do bản chiếu tới truyền vào có dạng tam giác được chuyển thành dạng phân bố đều:

- Với q tính trong bảng sau:

Bảng 3.5 Tải trọng tác dụng lên dầm thang Tải trọng Vật liệu

Tải trọng tính toán (kN/m)

Tĩnh tải Đá hoa cương 0.01 24 1,1 0.264

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang:

Hình 3.7 Sơ đồ tải trọng đứng lên dầm chiếu tới 3.5.2 Xác định nội lực

Hình 3.9 Biểu đồ lực cắt V2-2 3.5.3 Tính cốt thép dọc

Bảng 3.6 Bảng tính toán cốt thép cho dầm thang

- Lực cắt lớn nhất tại gối: Q max q L 3 53.23 2.95 78.51 kN  

- Khả năng chịu cắt của bê tông: bt b3 n bt 0 3

 Q bt Q max nên bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai

- Chọn cốt thép làm cốt đai: dsw = 8, số nhánh n = 2, Rsw 5MPa, chọn khoảng cách các cốt đai s = 200mm sw sw 3

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

 Qmax 78.51 kN Qbsw 103.81 kN  , không cần tính cốt xiên chịu cắt

- Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính: s sw w1 b n E A 2 210000 50.3

Nhận xét: Qbt 214.1 kN Qmax 78.51 kN 

 Cốt đai bố trí đủ khả năng chịu cắt

- Bố trí cốt đai 8a200 đoạn gần gối

- Lực cắt tại giữa nhịp bằng 0, nên bố trí cốt đai đoạn giữa nhịp 8a200.

Kiểm tra chuyển vị

- Chuyển vị lớn nhất với sơ đồ 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động Giải mô hình bằng chương trình Etabs 9.7.4, ta có:

- Chuyển vị lớn nhất tại nhịp của bản cầu thang là:

- Chuyển vị tại nơi giao giữa bản thang và chiếu nghỉ là:

- Giá trị chuyển vị cho phép:   2 1

 Vậy chuyển vị nằm trong giá trị cho phép

THIẾT KẾ HỆ KHUNG

Mở đầu

- Công trình gồm 16 tầng điển hình, 1 tầng hầm, 1 tầng dịch vụ, 1 tầng mái

- Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung - vách cứng (lõi cứng) Do đó việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian

- Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm ETABS

- Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:

 Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước

 Bước 2: Tính toán tải trọng

 Bước 3: Tổ hợp tải trọng

 Bước 4: Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS

 Bước 5: Tính toán thép cho khung trục 4 và khung trục B.

Chọn sơ bộ kích thước các tiết diện

4.2.1 Chọn tiết diện dầm – sàn

4.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách

- Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó

Các lỗ trên vách không được làm giảm khả năng chịu tải của vách và cần có biện pháp gia cố cho khu vực xung quanh lỗ để đảm bảo tính ổn định và an toàn.

- Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

- Vì công trình sử dụng cột kết hợp vách chịu lực nên ta không đổi tiết diện trên toàn bộ chiều cao của tầng

- Theo TCVN 198-2007: tổng diện tích mặt cắt của vách và lõi cứng có thể xác định theo công thức:

 Fst: diện tích sàn từng tầng Tầng điển hình có F st  835 m   2

- Vậy tiết diện vách đã chọn b 350 mm   có tổng diện tích vách được tính bằng:

Tính toán tải trọng

Khi tính toán hệ khung của nhà cao tầng, ngoài việc xem xét tác dụng của tĩnh tải và hoạt tải từ sàn truyền vào, tải trọng ngang đóng vai trò vô cùng quan trọng và cần được tính đến.

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

- Công trình cao 63.3 (m) > 40 (m) nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

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

- Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z tính theo công thức:

Giá trị áp lực gió W được xác định theo bản đồ phân vùng trong phụ lục D và điều 0 6.4 TCVN 2737:1995 Tại TP HCM, các công trình xây dựng nằm trong khu vực IIA, nơi ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, với giá trị W 0 là 0.83 kN/m².

Hệ số k là yếu tố quan trọng trong việc xác định sự thay đổi của gió theo độ cao Giá trị z k phụ thuộc vào dạng địa hình và có thể được tra cứu trong Bảng 5 hoặc tính toán theo công thức A.23 trong TCXD.

 c: hệ số khí động lấy theo Bảng 6 trong TCVN 2737 – 1995

 c = 0.8 đối với mặt đón gió

 c = 0.6 đối với mặt khuất gió

 Thành phần tĩnh của tải trọng gió nhập vào tâm hình học công trình

- Tải trọng gió sẽ được quy về trên từng tầng với chiều cao trung bình một tầng hj = 3.3 (m) và được trình bày trong Bảng 4.1

Bảng 4.1 Tính toán áp lực gió tiêu chuẩn

(kN/m 2 ) Áp lực gió theo phương (kN/m 2 )

- Công trình có chiều cao 63.3m > 40m nên cần phải tính thành phần động của gió

- Để xác định thành phần động của gió ta cần xác định tần số dao động riêng của công trình

- Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học và các bước tính:

 Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn hữu hạn điểm tập trung khối lượng

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

 Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tại cao trình sàn

Giá trị khối lượng tập trung của một công trình được xác định bằng tổng khối lượng của kết cấu, bao gồm các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải Để tính toán thành phần động do gió, TCVN 2737:1995 và TCXD 229-1999 cho phép áp dụng hệ số chiết giảm khối lượng đối với hoạt tải là 0.5, như được nêu trong bảng 1 của TCXD 229-1999.

 Khai báo Mass Source trong mô hình: Tĩnh tải + 0.5 Hoạt tải

Hình 4.1 Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình

Việc tính toán dao động riêng là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hỗ trợ từ phần mềm chuyên dụng Đồ án này sử dụng phần mềm ETABS để phân tích các dạng dao động của mô hình.

 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học

Hình 4.2 Sơ đồ tính toán gió động lên công trình

- Việc mô hình trong chương trình Etabs được thực hiện như sau:

 Dầm biên được mô hình bằng phần tử Frame

 Vách và sàn được mô hình bằng phần tử Shell

 Trọng lượng bản thân của kết cấu do Etabs tự tính toán

 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn được phân đều trên sàn

 Trọng lượng bản thân tường được gán thành từng dãy trên sàn

 Hoạt tải được gán phân bố đều trên sàn, sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5

Hình 4.3 Mô hình công trình trong ETABS

Theo TCXD 229:1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ cần dựa trên dạng dao động đầu tiên Tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải thỏa mãn bất đẳng thức f s < f L < f s1 +.

Theo bảng 2 TCXD 229:1999, giá trị fL cho kết cấu bê tông cốt thép được xác định là fL = 1.3 Hz với δ = 0.3 Cấu trúc cột và vách được ngàm chắc chắn với móng.

Để tính toán gió động của công trình theo hai phương X và Y, chúng ta chỉ xem xét dạng dao động có chuyển vị lớn hơn Quá trình tính toán thành phần động của gió bao gồm các bước cụ thể để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong thiết kế.

 Bước 1: Xác định tần số dao động riêng

- Sử dụng phần mềm EATABS khảo sát 18 Mode dao động đầu tiên

- Kết quả chu kì và tần số của 18 dạng dao động lấy từ ETABS

Bảng 4.2 Tần số và chu kì khi phân tích dao động tính gió động

Frequencies Case Mode Period Frequency sec cyc/sec Modal 1 2.72326 0.36507 Modal 2 2.49814 0.39749 Modal 3 2.33456 0.42523 Modal 4 0.74034 1.34236 Modal 5 0.69259 1.43918 Modal 6 0.49538 2.01463 Modal 7 0.39978 2.48882 Modal 8 0.30601 3.2612 Modal 9 0.26031 3.82623 Modal 10 0.20196 4.94665 Modal 11 0.18872 5.28033 Modal 12 0.17633 5.66242 Modal 13 0.14677 6.79292 Modal 14 0.11968 8.3341 Modal 15 0.11757 8.49697 Modal 16 0.11699 8.53767 Modal 17 0.10085 9.89315 Modal 18 0.08702 11.4705 Modal 19 0.08574 11.6526

- Tại Mode 3 có tần số f 0.428 f L 1.3 và tại mode 4 có tần số f 1.351 f  L 1.3

- Do đó ta chỉ sử dụng các mode trước Mode 4 để tính toán thành phần động của gió

- Căn cứ vào bảng chuyển vị của các Diagphragm tại mỗi mode ( Bảng phụ lục) ta đánh giá dạng dao động theo các phương như sau:

Bảng 4.3 Tần số và chu kì khi phân tích dao động tính gió động

Direction sec cyc/sec Modal 1 2.72326 0.36507 X Modal 2 2.49814 0.39749 Y Modal 3 2.33456 0.42523 Xoắn

 Bước 2: Tính toán thành phần động của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229–1999

Để tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió, ta chỉ cần xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, với thứ nguyên là lực Giá trị này được xác định theo công thức cụ thể, giúp đảm bảo tính chính xác trong việc đánh giá tác động của gió lên công trình.

Giá trị 1 được xác định theo bảng 4 trong TCXD 229:1999, phụ thuộc vào hai tham số  và  Để lấy được hai tham số này (mặt ZOX), cần tham khảo bảng 5 trong TCXD 229:1999 Các thông số D và H được minh họa như trong hình, với mặt màu đen biểu thị mặt đón gió.

Hình 4.4 Hình tọa độ khi xác định hệ số không gian  Bảng 4.4 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động khi chỉ kể đến xung của vận tốc gió

Ch.cao tầng Hệ số

Bề rộng đón gió theo phương (m)

Wj tc Lực tiêu chuẩn phương X

Lực tiêu chuẩn phương Y z (m) h (m)  (z) X Y KN/m 2 Fxj1

2=1 LAU17 60.8 3.3 0.414 43 21 1.607 60.79 94.39 34.44 46.10 LAU16 57.5 3.3 0.428 43 21 1.592 62.26 96.68 35.27 47.22 LAU15 54.2 3.3 0.432 43 21 1.577 62.24 96.65 35.26 47.20 LAU14 50.9 3.3 0.436 43 21 1.561 62.21 96.59 35.24 47.17 LAU13 47.6 3.3 0.44 43 21 1.540 61.94 96.17 35.09 46.97 LAU12 44.3 3.3 0.444 43 21 1.517 61.57 95.60 34.88 46.69 LAU11 41 3.3 0.448 43 21 1.494 61.18 95.00 34.66 46.39 LAU10 37.7 3.3 0.451 43 21 1.471 60.64 94.16 34.35 45.99 LAU9 34.4 3.3 0.455 43 21 1.448 60.22 93.51 34.11 45.67 LAU8 31.1 3.3 0.459 43 21 1.425 59.78 92.83 33.87 45.34 LAU7 27.8 3.3 0.463 43 21 1.395 59.01 91.63 33.43 44.75 LAU6 24.5 3.3 0.467 43 21 1.360 58.04 90.13 32.88 44.02 LAU5 21.2 3.3 0.471 43 21 1.326 57.06 88.60 32.32 43.27 LAU4 17.9 3.3 0.474 43 21 1.289 55.82 86.68 31.62 42.33 LAU3 14.6 3.3 0.478 43 21 1.248 54.49 84.62 30.87 41.32 LAU2 11.3 3.3 0.482 43 21 1.186 52.25 81.13 29.60 39.62 LAU1 8 4 0.498 43 21 1.106 61.02 94.75 33.73 45.16

- Xác định các hệ số: n ji Fj j 1 i n

Trong đó: yji: Chuyển vị ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên Xác định từ Etabs

 Bước 3: Xác định hệ số động lực ( i ) ứng với dạng dao động thứ 1 dựa vào hệ số( i ) và đường số 1, Hình 2, TCXD 229:1999

  1.2: là hệ số độ tin cậy

 W 0  830 N / m  2 : áp lực gió tiêu chuẩn

 f : tần số dao động của dạng dao động thứ i, được xác định trong Bảng 4.2 i

- Từ đồ thị ta xác định hệ số động lực 

 Bước 4: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió

- W p( ji) M j i   i ji y (Công thức 4.3 TCXD 229-1999)

 Bước 5: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng xung vận tốc gió và lực quán tính

  1.2: hệ số tin cậy đối với tải trọng gió

  1: Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 6, TCXD 299-1999, lấy 50 năm

Bảng 4.5 Giá trị tải trọng gió động gán vào sàn theo phương X

Tầng yji Mj(kN) ξ WFj(kN) yji*WFj yji 2*mj Ψ W c pji(kN)

LAU17 0.0002 1197.86 1.837 60.79 0.0114 0.000042 308.79 127.38 LAU16 0.0002 1259.16 1.837 62.26 0.0115 0.000043 308.79 131.65 LAU15 0.0002 1259.16 1.837 62.24 0.0114 0.000042 308.79 130.44 LAU14 0.0002 1259.16 1.837 62.21 0.0111 0.000040 308.79 127.67 LAU13 0.0002 1269.34 1.837 61.94 0.0109 0.000040 308.79 127.04 LAU12 0.0002 1279.52 1.837 61.57 0.0106 0.000038 308.79 124.49 LAU11 0.0002 1279.52 1.837 61.18 0.0101 0.000035 308.79 120.35 LAU10 0.0002 1279.52 1.837 60.64 0.0098 0.000033 308.79 117.41 LAU9 0.0002 1279.52 1.837 60.22 0.0093 0.000030 308.79 111.80 LAU8 0.0001 1291.55 1.837 59.78 0.0088 0.000028 308.79 108.34 LAU7 0.0001 1303.58 1.837 59.01 0.0083 0.000026 308.79 103.72 LAU6 0.0001 1303.58 1.837 58.04 0.0076 0.000022 308.79 96.56 LAU5 0.0001 1303.58 1.837 57.06 0.0070 0.000020 308.79 90.67 LAU4 0.0001 1303.58 1.837 55.82 0.0062 0.000016 308.79 82.60 LAU3 0.0001 1317.46 1.837 54.49 0.0056 0.000014 308.79 76.76 LAU2 0.0001 1331.34 1.837 52.25 0.0046 0.000010 308.79 66.82 LAU1 0.0001 1380.69 1.837 61.02 0.0046 0.000008 308.79 58.73

Bảng 4.6 Giá trị tải trọng gió động gán vào sàn theo phương Y

Tầng yji Mj(kN) ξ WFj(kN) yji*WFj yji 2*mj Ψ W c pji(kN)

LAU17 0.0002 1197.86 1.884 34.44 0.0061 0.000037 167.24 66.42 LAU16 0.0002 1259.16 1.884 35.27 0.0062 0.000039 167.24 70.26 LAU15 0.0002 1259.16 1.884 35.26 0.0062 0.000040 167.24 70.27 LAU14 0.0002 1259.16 1.884 35.24 0.0062 0.000039 167.24 70.15 LAU13 0.0002 1269.34 1.884 35.09 0.0062 0.000040 167.24 70.58

LAU12 0.0002 1279.52 1.884 34.88 0.0061 0.000040 167.24 70.99 LAU11 0.0002 1279.52 1.884 34.66 0.0060 0.000038 167.24 69.82 LAU10 0.0002 1279.52 1.884 34.35 0.0059 0.000038 167.24 69.51 LAU9 0.0002 1279.52 1.884 34.11 0.0058 0.000036 167.24 67.98 LAU8 0.0002 1291.55 1.884 33.87 0.0056 0.000035 167.24 66.74 LAU7 0.0002 1303.58 1.884 33.43 0.0053 0.000033 167.24 65.01 LAU6 0.0002 1303.58 1.884 32.88 0.0050 0.000030 167.24 62.03 LAU5 0.0001 1303.58 1.884 32.32 0.0046 0.000026 167.24 58.12 LAU4 0.0001 1303.58 1.884 31.62 0.0042 0.000023 167.24 55.07 LAU3 0.0001 1317.46 1.884 30.87 0.0038 0.000020 167.24 51.18 LAU2 0.0001 1331.34 1.884 29.60 0.0031 0.000015 167.24 44.55 LAU1 0.0001 1380.69 1.884 33.73 0.0034 0.000014 167.24 43.50

Bảng 4.7 Tổng hợp tải trọng gió thành phần động và thành phần tĩnh

W tt tĩnh W tt động W tt tĩnh W tt động

LAU17 66.81 152.85 136.80 79.71 LAU16 132.39 157.97 271.08 84.31 LAU15 131.11 156.53 268.46 84.33 LAU14 129.83 153.20 265.85 84.18 LAU13 128.10 152.45 262.29 84.70 LAU12 126.18 149.39 258.37 85.18 LAU11 124.27 144.42 254.45 83.78 LAU10 122.36 140.90 250.54 83.41 LAU9 120.44 134.16 246.62 81.57 LAU8 118.53 130.01 242.70 80.08 LAU7 115.98 124.46 237.48 78.01 LAU6 113.11 115.87 231.60 74.44 LAU5 110.24 108.80 225.72 69.75 LAU4 107.16 99.12 219.43 66.09 LAU3 103.74 92.12 212.43 61.42 LAU2 98.64 80.18 201.98 53.46 LAU1 101.75 70.47 208.35 52.21

4.3.1.3 Nội lực và chuyển vị do tải trọng gió

- Nội lực cho thành phần tĩnh và động của tải gíó xác định như sau t S d 2 i i 1

 X: Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị ở đây ta xem là tải trọng tổng hợp của 2 thành phần tĩnh và động

 : Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra, ở đây ta xem là tải thành phần tĩnh

Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc và chuyển vị là các yếu tố quan trọng do tải trọng gió gây ra Khi cấu trúc dao động ở dạng thứ i, các thành phần động này cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và an toàn của công trình.

 S: số dạng dao động tính toán

Để thực hiện việc tổ hợp nội lực gió, chúng ta cần sử dụng phần mềm ETABS, vì quá trình tính toán tổ hợp này rất phức tạp và yêu cầu khối lượng tính toán lớn.

Trong phân tích giai đoạn đàn hồi tuyến tính, giá trị tải trọng tỷ lệ thuận với giá trị nội lực Do đó, để đơn giản hóa quá trình tính toán, tổ hợp nội lực được thay thế bằng tổ hợp tải trọng Kết quả này vẫn đảm bảo tính chính xác trong trường hợp phân tích ở giai đoạn đàn hồi.

- Quá trình tổ hợp tải trọng được thực hiện theo các bước sau:

 Tạo ra các loại tải trọng: (Load Case) trong ETABS

Gió tĩnh theo phương X (cùng chiều và ngược chiều): WTX

Gió tĩnh theo phương Y (cùng chiều và ngược chiều): WTY

Gió động theo phương X ứng với dạng dao động thứ nhất (mode 1): WDX1 Gió động theo phương Y ứng với dạng dao động thứ nhất (mode 2): WDY1

 Khai báo các tổ hợp cho các trường hợp tải (COMB)

Tổ hợp nội lực thành phần tĩnh và động của tải trọng gió thông qua 2 COMB

 Gió theo phương X: WX = WDX “+” WTX

 Gió theo phương Y: WY = WDY “+” WTY

“+”: Tổ hợp theo dạng ADD

 Giá trị tải trọng gió tĩnh ta sẽ gán vào mô hình ETABS ở tâm hình học còn gió động gán vào tâm khối lượng của công trình

Khi thiết lập các trường hợp tải trọng gió, cần lưu ý chỉ tạo một trường hợp cho mỗi phương, bao gồm cả thành phần động và tĩnh Đối với các hướng gió thay đổi, hệ số sẽ được khai báo trong quá trình tổ hợp nội lực.

Bảng 4.8 Tần số và chu kì khi phân tích động đất

Case Mode Period Frequency sec cyc/sec Modal 1 2.72326 0.36507 Modal 2 2.49814 0.39749 Modal 3 2.33456 0.42523

Động đất là yếu tố thiết yếu và quan trọng nhất trong thiết kế các công trình cao tầng Vì vậy, mọi công trình xây dựng ở khu vực có nguy cơ động đất đều cần phải tính toán tải trọng động đất.

- Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu động đất)

- Theo TCVN 9386:2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động

- Việc tính toán tải trọng động đất được thực hiện theo TCVN 9386:2012 và sự trợ giúp của phần mềm ETABS

Kiểm tra chuyển vị đỉnh và vấn đề dao động

4.4.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh của công trình

- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh nhà (kiểm tra với COMBBAO)

Hình 4.6 Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh nhà

 Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh nhà: fmax 0.066769 m 

 Chiều cao nhà tại tầng thượng: H 60.8 m   

- Theo TCVN 198:1997, kết cấu khung vách:

   750  nên công trình thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh

4.4.2 Kiểm tra dao động đỉnh của công trình

Gió tác động đến chuyển động của công trình thông qua các đại lượng vật lý như vận tốc và gia tốc, với các giá trị lớn nhất được xác định Chuyển động này tuân theo quy luật hình Sin với tần số f gần như không đổi Khi pha dao động thay đổi, các đại lượng này liên quan đến hằng số 2πf, trong đó vận tốc được tính bằng công thức v = 2πfD và gia tốc được xác định bởi a = (2πf)²D.

Phản ứng của con người đối với tòa nhà mang tính chất tâm lý và phức tạp Khi một vật di chuyển với vận tốc không đổi, con người không cảm nhận được sự chuyển động Chỉ khi có sự thay đổi về vận tốc, tức là khi có gia tốc, con người mới bắt đầu cảm nhận được sự chuyển động.

- Gần đúng, bỏ qua các lực cản Giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ tính như sau: max 2 dmax a w f Trong đó:

Fdmax là giá trị chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên tạo ra Gia tốc này cần phải nhỏ hơn gia tốc giới hạn theo quy định trong Mục 2.6.3 TCXD 198.

Tính toán – thiết kế khung

4.5.1 Tính toán cốt thép cho cột

Nội lực của cột khung trục C được xác định từ kết quả của phần mềm Etabs Dựa vào các kết quả này, chúng ta lựa chọn những cặp nội lực có giá trị lớn nhất để thực hiện tính toán cho cột Các cặp nội lực được chọn phải đáp ứng các tiêu chí nhất định để đảm bảo độ chính xác và tính toán hợp lý.

 Có N lớn nhất và Mx,My tương ứng

 Có Mx,My đều lớn và N tương ứng

 Có Mx lớn nhất và N,My tương ứng

 Có độ lệch tâm Mx/N lớn nhất và My tương ứng

 Có My lớn nhất và N,Mx tương ứng

 Có độ lệch tâm My/N lớn nhất và Mx tương ứng

Nội lực của Etabs tính toán cho cột với các giá trị N, P, Mx = M2, My = M3 Do đó, cột được thiết kế như một cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên và thép được bố trí theo chu vi.

Theo sách "Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép" của GS.TS Nguyễn Đình Cống, cột được thiết kế để chịu nén lệch tâm xiên, với thép được bố trí theo chu vi Nội lực trong cột được xác định bằng các giá trị N, P, Mx, M3, My, và M2.

4.5.1.1 Phương pháp tính toán gần đúng cốt thép cột lệch tâm xiên

Phương pháp gần đúng trong tính toán cốt thép được xây dựng dựa trên việc chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương Nguyên tắc của phương pháp này được quy định trong tiêu chuẩn BS8110 của Anh và ACI318 của Mỹ, từ đó phát triển các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 5574 – 2012 Tài liệu tham khảo cho phương pháp này có thể tìm thấy trong cuốn sách "Tính toán cột bê tông cốt thép" của GS Nguyễn Đình Cống, cụ thể tại mục 5.6.1, trang 153.

- Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy, điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là x y

C  , cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn

4.5.1.2 Các bước tính toán cốt thép cho cột

Bước 1: Tính toán thép dọc

 Bê tông cấp độ bền B25(M350) có: Rb = 14500 kN/m 2 ; Rbt = 1050 kN/m 2 ;

 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: γb = 0.9

 Thép loại CIII(AIII) có: Rsw = 290000 (255000) kN/m 2

Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn Mx, My cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay là các yếu tố quan trọng trong phân tích kết cấu Sau khi xem xét uốn theo hai phương, hệ số ηx và ηy được tính toán để đánh giá hiệu suất Giá trị moment gia tăng được xác định qua các yếu tố x1, x, y1, y, y.

 Ta xét tương quan giữa hai giá trị M ,M với kích thước các cạnh mà đưa về x1 y1 một trong hai mô hình tính toán:

Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện x1 y1 x y

 Giả thuyết giá trị a, tính được: h 0 h – a;z h – 2a

 Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: 1 b b x N

 Tính hệ số chuyển đổi m0:

 Tính moment tương đương (quy đổi nén lệch tâm xiên ra phẳng):

 Dựa vào giá trị e0 và x1 để phân biệt các trường hợp tính toán: a) Trường hợp 1: nén lệch tâm rất bé khi 0

  h  tính toán gần như nén đúng tâm

- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm γe:

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

- Lấy φ = 1 khi  14 và  1.028 0.0000288   2 0.0016 cho các trường hợp còn lại

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast: e b st e sc b b

  h  đồng thời x 1   R 0 h tính toán với trường hợp lệch tâm bé

- Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức gần đúng: R R 2 0

- Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: b 0 st sc

  h  đồng thời x 1   R 0 h tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn

- Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:  1 0  st sc

 Kiểm tra hàm lượng thép trong cột

- Theo độ mảnh cột thông thường: (Nhưng không vượt quá 3%) Độ mảnh min  % b 5

Bảng 4.14 Giá trị thép cột Story Cột My Mx L C x C a y A s μ% Chọn thép c s

A kN.m kN.m m cm cm cm cm² cm²

STORY19 C11 116.09 170.38 3.3 40 40 4 47.27 3.28 10ỉ25 49.1 STORY18 C11 -64.10 -97.62 3.3 40 40 4 11.06 0.77 4ỉ25 19.6 STORY17 C11 70.57 105.08 3.3 40 40 4 8.52 0.59 4ỉ25 19.6 STORY16 C11 -71.14 -106.50 3.3 40 40 4 18.55 1.29 4ỉ25 19.6 STORY15 C11 59.00 97.39 3.3 40 40 4 10.23 0.71 4ỉ25 19.6 STORY14 C11 88.97 130.59 3.3 50 50 5 -13.25 -0.59 4ỉ25 19.6 STORY13 C11 -63.24 -104.77 3.3 50 50 5 -13.71 -0.61 4ỉ25 19.6 STORY12 C11 -68.62 -112.73 3.3 50 50 5 -2.95 -0.13 4ỉ25 19.6 STORY11 C11 69.09 97.77 3.3 50 50 5 3.49 0.16 4ỉ25 19.6 STORY10 C11 89.17 125.73 3.3 60 60 5 -29.88 -0.91 4ỉ25 19.6 STORY9 C11 -72.62 -105.40 3.3 60 60 5 -22.19 -0.67 4ỉ25 19.6 STORY8 C11 -75.01 -107.07 3.3 60 60 5 -11.72 -0.36 4ỉ25 19.6 STORY7 C11 -76.04 -105.91 3.3 60 60 5 -1.59 -0.05 4ỉ25 19.6 STORY6 C11 -78.00 -110.47 3.3 60 60 5 9.47 0.29 4ỉ25 19.6 STORY5 C11 -68.23 -86.88 3.3 60 60 5 19.62 0.59 4ỉ25 19.6 STORY4 C11 -86.18 -164.57 3.3 60 60 5 36.31 1.10 8ỉ25 39.2 STORY3 C11 -71.46 -178.32 4 60 60 5 50.10 1.52 12ỉ25 58.9 STORY2 C11 -124.53 -139.17 4 60 60 5 60.58 1.84 14ỉ25 68.7 STORY1 C11 -43.19 -38.22 3 60 60 5 80.23 2.43 18ỉ25 88.3 STORY19 C12 244.37 -251.13 3.3 60 60 5 37.13 1.13 8ỉ25 39.2

The dataset presents a series of stories, each identified by a unique code and categorized into different chapters (C12, C13, C14) Each entry includes coordinates, numerical values, and performance metrics For instance, STORY18 in chapter C12 has coordinates -137.21 and 134.04, with a score of 3.3 and additional metrics reflecting its performance Similarly, STORY19 in C14 shows coordinates of 117.38 and -171.88, achieving a score of 3.3 as well The data highlights variations in performance across different stories, indicating trends and patterns that can be analyzed for deeper insights.

STORY14 C14 90.19 -131.66 3.3 50 50 5 -12.73 -0.57 4ỉ25 19.6 STORY13 C14 -64.09 105.75 3.3 50 50 5 -13.38 -0.59 4ỉ25 19.6 STORY12 C14 -69.45 113.73 3.3 50 50 5 -2.63 -0.12 4ỉ25 19.6 STORY11 C14 70.26 -98.47 3.3 50 50 5 3.78 0.17 4ỉ25 19.6 STORY10 C14 90.56 -126.51 3.3 60 60 5 -29.55 -0.90 4ỉ25 19.6 STORY9 C14 -73.69 106.64 3.3 60 60 5 -21.85 -0.66 4ỉ25 19.6 STORY8 C14 -76.39 108.38 3.3 60 60 5 -11.34 -0.34 4ỉ25 19.6 STORY7 C14 -77.61 107.26 3.3 60 60 5 -1.19 -0.04 4ỉ25 19.6 STORY6 C14 -80.03 111.89 3.3 60 60 5 9.91 0.30 4ỉ25 19.6 STORY5 C14 -69.44 88.08 3.3 60 60 5 19.84 0.60 6ỉ25 29.4 STORY4 C14 -89.55 165.90 3.3 60 60 5 36.83 1.12 8ỉ25 39.2 STORY3 C14 -74.88 179.58 4 60 60 5 50.58 1.53 12ỉ25 58.9 STORY2 C14 -131.34 142.64 4 60 60 5 61.38 1.86 14ỉ25 68.7 STORY1 C14 -42.18 37.50 3 60 60 5 80.43 2.44 18ỉ25 88.3

Bước 2: Tính cốt thép ngang

 Bêtông cấp độ bền B25 (M350): Rb = 14500 kN/m 2 ; Rbt = 1050 kN/m 2

 Hệ số điều kiện làm việc của bêtông: γb = 0.9

 Chọn thép CIII làm cốt đai có:

Rs = R’s = 355000 kN/m 2 ; Rsw = 285000 (255000) kN/m 2 – đối với thép có ỉ 0 thì đặt cốt thép cấu tạo

Phương pháp này nổi bật với sự đơn giản và dễ dàng trong tính toán, không chỉ áp dụng cho vách phẳng Tuy nhiên, giả thiết rằng cốt thép chịu nén và kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn bộ tiết diện vách là không chính xác Thực tế, chỉ có các phần tử biên ở hai đầu vách mới có khả năng đạt đến giới hạn chảy, trong khi các phần tử ở giữa vách vẫn chưa đạt được mức này.

 Phương pháp vùng biên chịu moment

Phương pháp này cho rằng cốt thép ở hai đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ moment, trong khi lực dọc được giả định phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của vách.

- Các giả thiết cơ bản:

 Ứng suất kéo do cốt thép chịu

 Ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

Bước đầu tiên là giả định chiều dài B của vùng biên chịu moment Ta xem xét vách chịu lực theo trục N và moment trong mặt phẳng Mx Moment Mx có thể được coi là một cặp ngẫu lực tác động tại trọng tâm của hai vùng biên.

 Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên

 Ab: là diện tích vùng biên

 A: là diện tích mặt cắt vách

Hình 4.8 Vùng biên chịu moment

 Bước 3: Tính cốt thép chịu kéo nén

Bước 4 trong quy trình là kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và thực hiện tính toán lại từ bước 1 Chiều dài tối đa của vùng biên không được vượt quá L/2; nếu vượt, cần tăng bề dày vách để đảm bảo chất lượng công trình.

Bước 5: Kiểm tra phần vách giữa hai vùng biên giống như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm Nếu bê tông đã đạt đủ khả năng chịu nén, tiến hành đặt thép cấu tạo.

Phương pháp này tương tự như phương pháp 1, nhưng tập trung bố trí lượng cốt thép chịu toàn bộ mômen ở hai đầu vách Nó giả thiết rằng vùng biên chịu mômen, phù hợp với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu, đặc biệt khi có cột bố trí ở hai đầu vách Tuy nhiên, phương pháp này chủ yếu thiên về an toàn vì chỉ tính đến khả năng chịu mômen của cốt thép.

4.5.2.1 Chọn phương pháp tính cốt thép cho vách đứng

Trong ba phương pháp tính toán, phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment được đánh giá là đơn giản và có khả năng áp dụng rộng rãi Phương pháp này ưu tiên tính an toàn bằng cách chỉ xem xét khả năng chịu moment của cốt thép Do đó, chúng tôi quyết định sử dụng phương pháp này để tính toán cho vách cứng trong công trình.

Vách được thiết kế dựa trên tải trọng tối đa (Nmax, Mtư) và các cặp nội lực từ tổ hợp tải trọng Theo tiêu chuẩn TCVN 198 – 1997, cốt thép trong vách cần tuân thủ các yêu cầu nghiêm ngặt để đảm bảo tính an toàn và độ bền.

 Phải đặt 2 lớp lưới thép Đường kính cốt thép (kể cả cốt thép thẳng đứng và cốt thép nằm ngang) chọn không nhỏ hơn 10 mm và không lớn hơn 0.1b

 Hai lớp lõi thép này phải được liên kết với nhau bằng các móc đai hình chữ

 Hàm lượng cốt thép thẳng đứng chọn ≥ 0.4% (đối với động đất yếu) và ≥ 0.6% (đối với động đất trung bình và mạnh) nhưng không lớn hơn 3.5%

 Khoảng cách giữa các cốt thép chọn ≤ 200mm (nếu b ≤ 300mm) và ≤ 2b/3 (nếu b > 300mm)

NỀN MÓNG