TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Vị trí xây dựng công trình
Cao ốc BMC nằm tại số 258 Bến Chương Dương, phường Cô Giang, Quận 1, TP HCM, gần đại lộ Đông Tây và khu quy hoạch các dự án trọng điểm của thành phố.
Các điều kiện khí hậu tự nhiên của thành phố Hồ Chí Minh
TP Hồ Chí Minh, tọa lạc giữa vùng đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ, Nam Tây Nguyên, là khu vực phát triển mạnh về nông sản, cây công nghiệp, dầu khí và đặc biệt là du lịch.
TP Hồ Chí Minh có tọa độ địa lý khoảng 10 0 10’-10 0 38 vĩ độ bắc và 106 0 22’-
Phía Bắc: giáp tỉnh Bình Dương
Tây Bắc: giáp tỉnh Tây Ninh
Đông và Đông Bắc: giáp tỉnh Đồng Nai
Đông Nam: giáp tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu
Tây và Tây Nam: giáp tỉnh Long An và Tiền Giang
Trung tâm thành phố Hồ Chí Minh nằm cách bờ biển Đông 50km, với 12km đường bờ biển trong thành phố Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất, chỉ cách trung tâm 7km, phục vụ hàng chục đường bay.
- Khí hậu: TP HCM có 2 mùa rõ rệt
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11
Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau
- Nhiệt độ trung bình cả năm 27 0 C, không có mùa đông, chính vì thế hoạt động du lịch thuận lợi suốt 12 tháng
Với lượng bức xạ trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm và từ 160-270 giờ nắng mỗi tháng, khu vực này có hơn 330 ngày có nhiệt độ trung bình từ 25-28°C hàng năm Điều kiện nhiệt độ và ánh sáng lý tưởng này không chỉ hỗ trợ sự phát triển của các loại cây trồng và vật nuôi với năng suất sinh học cao mà còn thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ trong chất thải, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường đô thị.
Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.949 mm, với khoảng 159 ngày mưa mỗi năm Khoảng 90% lượng mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 11, trong đó tháng 6 và tháng 9 có lượng mưa cao nhất Ngược lại, các tháng 1, 2, 3 có lượng mưa rất ít Mưa không phân bố đồng đều trên toàn thành phố, có xu hướng tăng dần từ Tây Nam đến Đông Bắc, với các quận nội thành và huyện phía Bắc thường nhận lượng mưa cao hơn so với các quận phía Nam và Tây Nguyên.
Tình hình địa chất công trình và địa chất thủy văn
Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở vị trí chuyển tiếp giữa miền Đông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long, với địa hình tổng quát thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây Khu vực này có thể được chia thành ba tiểu vùng địa hình khác nhau.
Vùng cao ở phía Bắc-Đông Bắc và một phần Tây Bắc của TP.HCM, bao gồm bắc huyện Củ Chi, đông bắc Thủ Đức và quận 9, có địa hình lượn sóng với độ cao trung bình từ 10-25m Nơi đây cũng có những đồi gò, trong đó đồi Long Bình (quận 9) là điểm cao nhất với độ cao lên tới 32m.
Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Đông Nam thành phố, bao gồm các quận 9, 8, 7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ, có độ cao trung bình dao động từ 0.5m đến 2m, với mức cao nhất là 2m và thấp nhất là 0.5m.
Vùng trung bình nằm ở khu vực Trung tâm Thành phố, bao gồm phần lớn nội thành cũ, một phần quận 2, quận Thủ Đức, toàn bộ quận 12 và huyện Hóc Môn, với độ cao trung bình từ 5-10m.
Địa hình TP HCM không chỉ đơn giản mà còn đa dạng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển trên nhiều lĩnh vực Với đặc điểm địa hình bằng phẳng và rộng rãi, thành phố có lợi thế trong việc xây dựng các công trình.
Quy mô và đặc điểm công trình
- Hệ số sử dụng đất : 11 lần
Tầng trệt của tòa nhà được thiết kế cho siêu thị, tiếp tân, sảnh chờ và khu vực y tế, mang đến sự tiện lợi cho người sử dụng Lầu 1 bao gồm phòng gym, cửa hàng thức ăn nhanh và trung tâm thương mại, phục vụ nhu cầu giải trí và tiêu dùng Trong khi đó, lầu 2 có khu vực coffee internet, sảnh sinh hoạt cộng đồng, khu giặt ủi và phòng tập thể dục thể thao, tạo không gian cho các hoạt động giao lưu và rèn luyện sức khỏe.
Lầu 3 và 4 của tòa nhà cung cấp văn phòng cho thuê với diện tích từ 80-90m2 mỗi văn phòng Các tầng còn lại có tổng diện tích 676m2, được thiết kế với 4 căn hộ cao cấp penthouse, phù hợp với phong thủy Á Đông Mỗi căn hộ bao gồm 3 phòng ngủ, 2-3 phòng vệ sinh, sân phơi và ban công, với phòng khách liên thông bếp và phòng ăn, tạo ra không gian sống rộng rãi, thoáng mát và có phòng sinh hoạt gia đình lớn cùng sân vườn.
Tất cả các phòng trong căn hộ đều có cửa sổ tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài, mang lại không khí trong lành và cảm giác gần gũi với thiên nhiên Nội thất được trang bị bằng các thương hiệu uy tín như gạch Đồng Tâm, cửa Hòa Bình, sàn gỗ Picenza và thiết bị vệ sinh Inax, đảm bảo chất lượng và thẩm mỹ cho không gian sống.
American Standard… Căn hộ xây dựng hoàn thiện, trang bị sẵn máy lạnh, kệ bếp và máy hút khói
Cao ốc BMC tọa lạc tại vị trí hướng Đông Nam, bên cạnh dòng sông, mang lại sự hài hòa về phong thủy Công trình được thiết kế đạt tiêu chuẩn xây dựng của Mỹ, đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cao.
Nguồn điện chính và dự phòng được trang bị đầy đủ, đảm bảo an toàn cho cư dân Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động kết nối với trung tâm phòng cháy chữa cháy của thành phố, nâng cao khả năng ứng phó An ninh được chú trọng với bảo vệ 24/24 giờ, mang lại sự yên tâm cho cư dân Mỗi căn hộ được trang bị hệ thống chuông báo kèm hình ảnh và điện thoại lắp đặt ở tất cả các phòng sinh hoạt, tạo sự tiện lợi và an toàn Công tác quản lý được đảm nhận bởi các công ty nước ngoài, đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế.
Thiết kế tổng mặt bằng
Dựa vào đặc điểm mặt bằng khu đất và yêu cầu công trình theo tiêu chuẩn nhà nước, thiết kế tổng mặt bằng cần phù hợp với công năng sử dụng của từng loại công trình và dây chuyền công Việc phân khu chức năng phải rõ ràng và tuân thủ quy hoạch đô thị đã được phê duyệt, đồng thời đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ Bố cục kiến trúc và khoảng cách giữa các công trình cần đáp ứng các yêu cầu về phòng cháy chữa cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn và khoảng cách ly vệ sinh.
- Toàn bộ mặt trước công trình trồng cây và để thoáng, khách có thể tiếp cận dễ dàng với công trình
- Giao thông nội bộ bên trong công trình thông với các đường giao thông công cộng, đảm bảo lưu thông bên ngoài công trình.
Giải pháp thiết kế kiến trúc
- Thiết kế mặt bằng các tầng:
Mặt bằng tầng trệt: bố trí làm siêu thị, dịch vụ y tế, các phòng kĩ thuật, có sảnh lớn và phòng chờ để đón khách
Mặt bằng tầng 1: bố trí các phòng tập thể dục thể thao nam và nữ, trung tâm dịch vụ và thương mại, nhà hàng caffe điểm tâm, quầy bar
Mặt bằng tầng 2,3: tất cả diện tích đều dành cho việc bố trí các văn phòng cho thuê
Mặt bằng tầng điển hình: gồm 4 căn hộ penthouse rộng lớn đầy đủ tiện nghi nhất, có sân vườn
Mặt bằng tầng mái: dùng để đặt bể nước mái và kỹ thuật thang máy
Hình 1.1 – Mặt bằng tầng điển hình
Nhằm thể hiện nội dung bên trong công trình, kích thước cấu kiện cơ bản, công năng của các phòng
Dựa vào đặc điểm sử dụng và các điều kiện vệ sinh, ánh sáng, thông gió cho các phòng chức năng, chúng ta lựa chọn chiều cao các tầng phù hợp để đảm bảo hiệu quả sử dụng và thoải mái cho người sử dụng.
Các tầng còn lại cao 3.3m
Công trình lớn tại TP Hồ Chí Minh được thiết kế theo phong cách kiến trúc hiện đại, mang đến vẻ hoành tráng và ấn tượng cho toàn bộ công trình.
Giao thông nội bộ công trình
- Hệ thống giao thông theo phương đứng được bố trí với 3 thang máy cho đi lại, 2 cầu thang bộ kích thước vế thang lần lược là 1,17m và 1,23m
- Hệ thống giao thông theo phương ngang với các hành lang được bố trí phù hợp với yêu cầu đi lại.
Giải pháp kỹ thuật khác
Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ được lắp kính ở tất cả các mặt, đồng thời ánh sáng nhân tạo cũng được bố trí hợp lý để chiếu sáng đầy đủ các khu vực cần thiết.
Tận dụng hiệu quả thông gió tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ, đồng thời sử dụng hệ thống điều hòa không khí được xử lý và làm lạnh qua các ống dẫn.
18 theo các hộp kỹ thuật theo phương đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ
Tuyến điện trung thế 15KV được lắp đặt qua ống dẫn ngầm dưới đất vào trạm biến thế của công trình Bên cạnh đó, công trình còn được trang bị hai máy phát điện dự phòng tại tầng hầm, đảm bảo cung cấp điện khi nguồn điện chính bị mất.
Các hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ
Các phòng làm việc ở các tầng
Hệ thống máy tính và các dịch vụ quan trọng khác
- Hệ thống cấp thoát nước:
Nước từ hệ thống cấp nước thành phố được dẫn vào bể ngầm tại tầng hầm của công trình và sau đó được bơm lên bể nước trên mái Quá trình điều khiển bơm diễn ra hoàn toàn tự động, cho phép nước di chuyển qua các đường ống kỹ thuật đến các vị trí lấy nước cần thiết.
Nước mưa từ mái công trình, logia và ban công, cùng với nước thải sinh hoạt, được thu gom vào xênô và chuyển đến bể xử lý nước thải Sau khi qua quá trình xử lý, nước sẽ được đưa vào hệ thống thoát nước của thành phố.
- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy:
Thiết bị phát hiện báo cháy được lắp đặt tại mỗi phòng và mỗi tầng, cũng như ở các khu vực công cộng Hệ thống báo cháy có đồng hồ và đèn báo, giúp phòng quản lý nhận tín hiệu khi phát hiện cháy, từ đó kiểm soát và khống chế hoả hoạn hiệu quả cho công trình.
Thiết kế phải tuân thủ các quy định về phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan, bao gồm việc lắp đặt các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn và hệ thống cấp nước chữa cháy Tại tất cả các tầng, cần trang bị bình CO2 và đường ống chữa cháy ở các điểm giao thông.
Rác thải ở mỗi tầng sẽ được thu gom và đưa xuống tầng kĩ thuật, tầng hầm bằng ống thu rác Rác thải được mang đi xử lí mỗi ngày
19 sử dụng lâu dài Nền lát gạch Ceramic Tường được quét sơn chống thấm
Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men trắng cao 2m
Vật liệu trang trí cao cấp được sử dụng, đảm bảo tính kỹ thuật và mang đến màu sắc trang nhã, tạo cảm giác thoải mái cho không gian nghỉ ngơi.
Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm.
Giải pháp kết cấu
Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng, đặc biệt là nhà cao tầng, đã trở nên phổ biến ở cả Việt Nam và trên thế giới Bêtông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại.
Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau
Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt
Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc
- Vì vậy công trình được xây bằng bêtông cốt thép
Công trình được thiết kế với hệ thống vách và khung, trong đó tầng hầm sử dụng khung kết hợp với vách để tạo ra không gian rộng rãi Các tầng trên có sự chuyển đổi từ cột sang vách cứng, mang lại sự chắc chắn và tính thẩm mỹ cho toàn bộ công trình.
Hệ kết cấu dưới tầng hầm sử dụng cột kết hợp với vách cứng là giải pháp tối ưu, thuận tiện cho thi công bằng ván khuôn trượt Đồng thời, các vách cứng này còn có thể được sử dụng làm tường bao che, giúp tiết kiệm không gian hiệu quả.
Vật liệu bê tông cốt thép (BTCT) đang trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các nhà thiết kế trong việc xây dựng kết cấu nhà cao tầng tại Việt Nam và nhiều quốc gia khác.
- Công trình được thiết kế dạng khung bê tông cốt thép toàn khối
- Hệ sàn sườn, móng cọc, đài móng và khung nhà bê tông cốt thép có cấp độ bền B25 với Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 1.05 Mpa
- Thép sử dụng cho toàn bộ công trình dùng thép AI và AII với:
ỉ>10 dựng thộp nhúm AII: Rs = Rsc = 280 Mpa
ỉ 40m ta cần xét đến ảnh hưởng của thành phần động tải trọng gió
Theo TCVN 229-1999, khi tính toán thành phần động của tải gió, nếu tần số dao động cơ bản f1 lớn hơn tần số dao động riêng giới hạn fL, chỉ cần xem xét tác động của xung vận tốc gió Ngược lại, nếu f1 nhỏ hơn fL, cần tính cả tác động của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, đồng thời chỉ thực hiện tính toán cho các dạng dao động có tần số thỏa mãn điều kiện f1 < fL.
Tùy thuộc vào độ nhạy cảm của công trình trước tác động của tải trọng gió, thành phần động của tải gió có thể chỉ cần xem xét tác động từ thành phần xung của vận tốc gió, hoặc cũng có thể bao gồm cả lực quán tính của công trình.
Mức độ nhạy cảm của công trình được xác định thông qua mối liên hệ giữa các giá trị tần số dao động riêng, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất và tần số giới hạn fL = 1.3, theo quy định trong Bảng 2 TCVN 229-1999.
- Ta so sánh tần số dao động riêng thứ 1 với tần số giới hạn fL : f1 = 0.35 < fL = 1.3 (s)
- Vậy thành phần động của tải gió phải tính đến tác động của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình
- Theo Bảng 4.3 ta có: f1 =0.35 < fL = 1.3 < f4 = 1.33
- Vì vậy ta cần tính toán thành phần động của tải gió ứng với 3 dao động riêng đầu tiên Tuy nhiên:
Dạng dao động thứ 1 (mode1): công trình dao động theo phương X
Dạng dao động thứ 3 (mode 3): công trình dao động theo phương Y
Dạng dao động thứ 2 (mode2): công trình bị xoắn theo trục Z ( ta bỏ qua dao động xoắn trong tính toán)
- Xác định thành phần động của tải gió theo các công thức sau:
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tải trọng gió tác động lên phần thứ j tương ứng với dạng dao động riêng thứ i được xác định theo công thức 4.3 trong TCVN 299-1999: p(ji) = j * i * i * ji.
Wp(ji) : lực, đơn vị tính toán thường lấy là kN tùy theo đơn vị tính toán WFj
Mj : khối lượng tập trung của phần công trình thứ i, không thứ nguyên
i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ I, không thứ nguyên
yji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần tử thứ j ứng với dạng dao động thứ I, không thứ nguyên
49 mỗi phần tải trọng gió coi như không đổi
- Xác định hệ số i theo công thức:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác động lên phần thứ j của công trình, tương ứng với các dạng dao động khác nhau, chỉ tính đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, được xác định theo công thức WFj.
Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió
Sj : diện tích đón gió phần j của công trình
Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z cho phần thứ j của công trình được xác định dựa vào dạng địa hình và chiều cao z Để biết thêm chi tiết, hãy tham khảo bảng 3 trong TCVN 299-1999.
: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình (tra bảng 4, bảng 5 TCVN 299-1999)
- Xác định hệ số động lực i phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm loga δ của dao động:
γ : hệ số tin cậy tải trọng gió, lấy bằng 1.2
fi : tần số dao động riêng thứ i
W0 : giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng
- Công trình bằng BTCT δ = 0.3, sử dụng đường cong 1
- Theo đồ thị “Hình 2 TCVN 229-1999” xác định được hệ số động lực i
- Giá trị tính toán thành phần động của tải gió:
γ : hệ số tin cậy đối với tải gió, lấy bằng 1.2
β : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian
Lấy β = 1 (thời gian sử dụng giả định là 50 năm)
Theo tiêu chuẩn, để xác định tác động của tải trọng gió, cần tiến hành tổ hợp phản ứng theo từng mode dao động, sau đó kết hợp với gió tĩnh Tuy nhiên, do mỗi phương chỉ có một mode tham gia vào thành phần gió động, nên quá trình tổ hợp gió được thực hiện theo cách đơn giản hơn.
Kích thước công trình Cao độ (m)
Hệ số áp lực động ξj
Hệ số tương quan không gian v pi1 j j 1 2
Các thành phần theo phương X
TẦNG 15 3.3 939.03 45 19 51.3 0.270 0.766 0.355 0.079 1.726 0.042 0.011 0.748 62.312 TẦNG 14 3.3 1033.26 45 19 48 0.272 0.766 0.354 0.079 1.726 0.042 0.011 0.786 59.103 TẦNG 13 3.3 1033.26 45 19 44.7 0.273 0.766 0.352 0.079 1.726 0.042 0.010 0.748 56.288 TẦNG 12 3.3 1033.26 45 19 41.4 0.274 0.766 0.351 0.079 1.726 0.042 0.010 0.711 53.474 TẦNG 11 3.3 1033.26 45 19 38.1 0.276 0.766 0.349 0.079 1.726 0.042 0.009 0.673 50.659 TẦNG 10 3.3 1033.26 45 19 34.8 0.279 0.766 0.347 0.079 1.726 0.042 0.008 0.628 47.282 TẦNG 9 3.3 1033.26 45 19 31.5 0.281 0.766 0.345 0.079 1.726 0.042 0.008 0.584 43.905 TẦNG 8 3.3 1033.26 45 19 28.2 0.283 0.766 0.342 0.079 1.726 0.042 0.007 0.531 39.965 TẦNG 7 3.3 1033.26 45 19 24.9 0.286 0.766 0.338 0.079 1.726 0.042 0.006 0.471 35.462 TẦNG 6 3.3 1033.26 45 19 21.6 0.288 0.766 0.334 0.079 1.726 0.042 0.006 0.419 31.521 TẦNG 5 3.3 1033.26 45 19 18.3 0.291 0.766 0.330 0.079 1.726 0.042 0.005 0.359 27.018 TẦNG 4 3.3 1033.26 45 19 15 0.296 0.766 0.327 0.079 1.726 0.042 0.004 0.299 22.515 TẦNG 3 3.3 1047.11 45 19 11.7 0.301 0.766 0.321 0.079 1.726 0.042 0.003 0.243 18.254 TẦNG 2 4.2 1058.85 45 19 8.4 0.308 0.766 0.314 0.079 1.726 0.042 0.002 0.184 15.732 TẦNG 1 4.2 1051.66 45 19 4.2 0.318 0.766 0.295 0.079 1.726 0.042 0.002 0.114 10.937
Bảng 4.5 - Bảng tổng hợp gió động theo phương Y
Kích thước công trình Cao độ (m)
Hệ số áp lực động ξj
Hệ số tương quan không gian v pi1 j j 1 2
Các thành phần theo phương Y
TẦNG 15 3.3 939.03 45 19 51.3 0.270 0.649 0.301 0.063 1.622 0.036 0.0113 0.619 121.53 TẦNG 14 3.3 1033.26 45 19 48 0.272 0.649 0.300 0.063 1.622 0.036 0.0107 0.645 114.91 TẦNG 13 3.3 1033.26 45 19 44.7 0.273 0.649 0.298 0.063 1.622 0.036 0.0101 0.609 108.47 TẦNG 12 3.3 1033.26 45 19 41.4 0.274 0.649 0.297 0.063 1.622 0.036 0.0094 0.566 100.95 TẦNG 11 3.3 1033.26 45 19 38.1 0.276 0.649 0.296 0.063 1.622 0.036 0.0087 0.524 93.43 TẦNG 10 3.3 1033.26 45 19 34.8 0.279 0.649 0.294 0.063 1.622 0.036 0.0080 0.482 85.91 TẦNG 9 3.3 1033.26 45 19 31.5 0.281 0.649 0.292 0.063 1.622 0.036 0.0073 0.440 78.40 TẦNG 8 3.3 1033.26 45 19 28.2 0.283 0.649 0.290 0.063 1.622 0.036 0.0065 0.392 69.81 TẦNG 7 3.3 1033.26 45 19 24.9 0.286 0.649 0.286 0.063 1.622 0.036 0.0057 0.344 61.21 TẦNG 6 3.3 1033.26 45 19 21.6 0.288 0.649 0.283 0.063 1.622 0.036 0.0050 0.301 53.70 TẦNG 5 3.3 1033.26 45 19 18.3 0.291 0.649 0.280 0.063 1.622 0.036 0.0042 0.253 45.11 TẦNG 4 3.3 1033.26 45 19 15 0.296 0.649 0.277 0.063 1.622 0.036 0.0034 0.205 36.51 TẦNG 3 3.3 1047.11 45 19 11.7 0.301 0.649 0.272 0.063 1.622 0.036 0.0027 0.165 29.39 TẦNG 2 4.2 1058.85 45 19 8.4 0.308 0.649 0.266 0.063 1.622 0.036 0.0020 0.124 25.01 TẦNG 1 4.2 1051.66 45 19 4.2 0.318 0.649 0.250 0.063 1.622 0.036 0.0012 0.074 16.69
- Thiết kế công trình trong vùng động đất dựa trên cơ sở sau:
Khi có động đất thấp hơn cấp động đất quy định trong vùng xây dựng công trình thì công trình còn tồn tại nguyên vẹn
Khi xảy ra động đất với cường độ phù hợp với tiêu chuẩn xây dựng của khu vực, có thể xuất hiện hư hỏng cục bộ, nhưng công trình vẫn giữ được khả năng hoạt động.
Khi xảy ra động đất có cấp lớn hơn động đất quy định cho vùng xây dựng thì công trình hư hỏng nghiêm trọng
- Xác đinh tỷ số a gR / g:
Tra phụ lục I, TCVN 9386-2012 tại TP Hồ Chí Minh, Quận 1 ta được đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR = 0.0848
Với : g = 9.81 m/s 2 là gia tốc trọng trường
- Mức độ quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng I ta tra phụ lục F, TCVN 9386-2012 công trình thuộc cấp II nên I 1
- Xác định giá trị gia tốc đỉnh nền thiết kế:
Động đất mạnh ag = 0.8318 > 0.08g, phải tính toán với cấu tạo kháng chấn
- Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất:
Dựa trên mặt cắt địa tầng, số liệu khảo sát địa chất và điều kiện đất nền dưới tác động của đất, nền đất tại khu vực xây dựng công trình được nhận dạng như sau:
Bảng 4.6: Nhận dạng điều kiện đất nền
Loại đất nền S TB(s) TC(s) TD(s)
(nhát/30 cm) Cu(Pa) Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét
- Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu:
Hệ khung hoặc hệ khung tương đương, bao gồm cả khung-vách, có thể được xác định gần đúng với giá trị q = 3.9, áp dụng cho các công trình nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung.
- Ta sử dụng phương pháp phổ thiết kế để tính toán động đất
- Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:
Sd(T) : là phổ phản ứng đàn hồi thiết kế
T : là chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do
ag : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại A
TB : là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TC : là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TD : là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
η : là hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu η = 1 đối với độ cản nhớt 5%
β : là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang β = 0.2
q : là hệ số ứng xử q = 3.9 : hệ số ứng xử theo phương ngang
- Bảng 4.7 – Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi
Hình 4.7: Đồ thị phổ thiết kế S d (T) theo phương ngang
Các trường hợp tải và cấu trúc tổ hợp
Bảng 4.8 – Các trường hợp tải
3 Gió tĩnh X WTX Wind 0 User defined Geometric center
4 Gió tĩnh Y WTY Wind 0 User defined Geometric center
5 Gió động X WDX Wind 0 User defined Geometric mass
6 Gió động Y WDY Wind 0 User defined Geometric mass
- Tải động đất sẽ khai báo trong phần Define – Respone spectrum funtion và
Hình 4.8 – Khai báo Respone spectrum case QX, QY
Load combination type Case name Scale factor
10 Comb6 Add TT; HT; WX 1; 0.9; 0.9
11 Comb7 Add TT; HT; WX 1; 0.9; -0.9
12 Comb8 Add TT; HT; WY 1; 0.9; 0.9
13 Comb9 Add TT; HT; WY 1; 0.9; -0.9
14 Comb10 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; 0.63; 0.63
15 Comb11 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; 0.63; -
16 Comb12 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; -0.63;
17 Comb13 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; -0.63; -
18 Comb14 Add TT; QX Spectra 1; 1
19 Comb15 Add TT; QY Spectra 1; 1
20 Comb16 Add TT; HT; QX Spectra 1; 0.3; 1
21 Comb17 Add TT; HT; QY Spectra 1; 0.3; 1
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho dầm
- Chọn tổ hợp bao nội lực để tính thép cho dầm
- Do mặt bằng công trình đối xứng, khi giải nội lực có giá trị gần nhau nên ta chỉ tính cho những dầm trong hình sau
Hình 4.9: Mặt bằng bố trí dầm sàn 4.5.1 Tính cốt dọc cho dầm
- Tính toán cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, chữ Ttrình tự như sau: m 2 R b 0 m R b 0 s s
Rb : cường độ tính toán chịu nén của bê tông
Rs : cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép
b : bề rộng của tiết diện
h0 : chiều cao làm việc của dầm (h0 = h – a)
a : khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm lớp cốt thép
- Kiểm tra hàm lượng: s min max
4.5.2 Ví dụ tính toán thép dọc dầm cho một trường hợp cụ thể:
- Story 6, dầm chính tên B128 sau khi đã lọc ra giá trị moment dương lớn nhất của 3 vị trí đầu giữa cuối ta có bảng sau:
Bảng 4.10 – Moment, tiết diện dầm B128
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm)
- Ta tính cho trường hợp M3 = 43.902 kNm
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s min max
4.5.3 Tính cốt đai cho dầm
- Tính toán cốt đai cho tiết diện gối có lực cắt QMax = 333.7 kN
- Kiểm tra sức chống cắt của bê tông (điều kiện không cần tính cốt đai):
- Chọn thộp đai ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Bước đai cần bố trí:
2 b2 f n bt o sw sw tt 2 max 2
- Chọn cốt đai ỉ8a200 bố trớ giữa nhịp theo điều kiện trờn
- Điều kiện chọn khoảng cách cốt đai trong đoạn đàu dầm L/4 phải nhỏ hơn Stt ngoài ra thỏa mãn yêu cầu cấu tạo:
- Chọn cốt đai ỉ8a100 bố trớ đầu nhịp L/4
4.5.4 Tính toán cốt treo gia cường cho dầm
- Từ Etabs ta có lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính QMax = 78.4 kN
- Chọn thộp ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính tính như sau: s sw
- Chọn m =2 với bước đai a = 50 mm
- Bố trí trong phạm vi b1 = hdc – hdp = 700 – 400 = 300 mm
- Bảng 4.11 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép dầm tầng điển hình
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho cột
4.6.1 Tính cốt dọc cho cột
Phương pháp gần đúng được sử dụng để tính toán cốt thép bằng cách chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương Nguyên tắc tính toán này tuân theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012.
- Gồm có nội lực N, V, Mx , My, tiết diện cột Cx, Cy
Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn Mx, My có độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x, y được tính toán, cho thấy moment đã gia tăng.
Mx1 và My1 : Mxl = x.Mx ; Myl = y.My
- Xác định độ mảnh 2 phương:
được tính như bên dưới
- Tính toán hệ số uốn dọc x , y : cr
Với Ncr là lực cản tới hạn, xác định theo công thức: b cr 2 s
I : moment quán tính của tiết diện lấy đối với trục qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng uốn
Is : moment quán tính của cốt thép lấy đối với trục đã nêu ở trên
S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm: e
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải dài hạn l dh dh y
- Xác định phương tính toán theo bảng sau:
Bảng 4.12 – Phương tính toán cột nén lệch tâm xiên
M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1 max( ; )
L b e ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax
- Xác định moment tương đương : M M 1 m M 0 2 h
- Hệ siêu tĩnh: e 0 max(e ; e ) 1 a (ta chọn hệ siêu tĩnh để tính toán)
- Xác định độ lệch tâm e: e e 0 h a
- Xét trường hợp lệch tâm:
Trường hợp 1: Lệch tâm rất bé khi 0
h tính toán gần đúng như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e 1
Hệ số uốn dọc thêm khi xét đúng tâm e (1 )
Khi 14 < λ < 104 tính φ theo công thức sau:
Diện tích của toàn bộ cốt thép Ast xác định theo công thức: e b e st sc b
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức gần đúng như sau:
h Diện tích của toàn bộ cốt thép tính theo công thức: b 0 st sc 0
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn
Tính Ast theo công thức:
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
4.6.2 Tính cốt đai cho cột
Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn
Tường ngăn giữa các khu vực trong công trình được thiết kế với độ dày 100mm và 200mm Đối với các tầng hầm 1 và 2, không có tường ngăn bên trong nên không cần tính trọng lượng tường Tuy nhiên, từ tầng 3 trở lên, cần tính toán trọng lượng tường ngăn phân bố trên sàn.
- Trọng lượng tường ngăn trên ô sàn nào quy thành tải phân bố trên ô sàn đó
- Trọng lượng tường ngăn trên dầm được quy đổi thành tải phân bố truyền vào dầm
- Tường 100mm phân bố trên ô sàn theo công thức quy đổi tải trọng tường thành tải phân bố trên ô sàn: tt t t t t t i n S r g S
Trong đó: rt = 0.1m : bề rộng tường
St = Ht × dt : diện tích tường
Ht = 3.3 – 0.15 = 3.15m: chiều cao tường dt : chiều dài của tường γt : trọng lượng riêng của tường nt = 1.1: hệ số vượt tải
Si : diện tích ô sàn đang tính toán
Ta tính tải phân bố tường 100mm trên toàn bộ sàn điển hình: tt t t t t 2 t i n S r 1.1 3.15 84.4 0.1 18 g 0.6 kN/ m
- Tường 200mm phân bố trên dầm biên: tt 1 t t t t t g d H n 0.2 (3.3 0.4) 18 1.1 11.484 kN / m
Tính toán gió tĩnh
- Công trình nằm ở khu vực TP.Hồ Chí Minh tra bảng phân vùng áp lực gió theo TCVN 2737-1995
- Nằm trong vùng IIA nên áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 0.83 kN/m 2
- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tính theo công thức:
Giá trị áp lực gió được xác định theo bản đồ phân vùng, với hệ số khí động c có giá trị +0.8 ở phía đón gió và -0.6 ở phía khuất gió Hệ số k được sử dụng để điều chỉnh sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và hình dạng địa hình.
- Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tính theo công thức:
- Trong đó: n = 1.2 : là hệ số vượt tải (hệ số độ tin cậy)
W : là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió
Do hình dáng của công trình đơn giản, tải gió được tính toán thành lực tập trung và gán vào tâm hình học của mỗi tầng.
Hình 4.4: Gió phương X, Y với chiều dài, ngang công trình theo D, L
TẦNG 15 3.3 51.3 45 19 0.8 0.6 1.475 0.83 2.057 305.467 128.975 TẦNG 14 3.3 48 45 19 0.8 0.6 1.462 0.83 2.039 302.734 127.821 TẦNG 13 3.3 44.7 45 19 0.8 0.6 1.449 0.83 2.020 300.001 126.667 TẦNG 12 3.3 41.4 45 19 0.8 0.6 1.436 0.83 2.002 297.267 125.513 TẦNG 11 3.3 38.1 45 19 0.8 0.6 1.419 0.83 1.978 293.747 124.027 TẦNG 10 3.3 34.8 45 19 0.8 0.6 1.399 0.83 1.950 289.647 122.296 TẦNG 9 3.3 31.5 45 19 0.8 0.6 1.379 0.83 1.923 285.547 120.564 TẦNG 8 3.3 28.2 45 19 0.8 0.6 1.356 0.83 1.890 280.702 118.519 TẦNG 7 3.3 24.9 45 19 0.8 0.6 1.329 0.83 1.853 275.235 116.210 TẦNG 6 3.3 21.6 45 19 0.8 0.6 1.303 0.83 1.817 269.769 113.902 TẦNG 5 3.3 18.3 45 19 0.8 0.6 1.273 0.83 1.775 263.598 111.297 TẦNG 4 3.3 15 45 19 0.8 0.6 1.240 0.83 1.729 256.765 108.412 TẦNG 3 3.3 11.7 45 19 0.8 0.6 1.200 0.83 1.674 248.565 104.950 TẦNG 2 4.2 8.4 45 19 0.8 0.6 1.145 0.83 1.596 301.702 127.385 TẦNG 1 4.2 4.2 45 19 0.8 0.6 1.042 0.83 1.453 274.610 115.947
Tính toán gió động
- Bảng 4.3 - Bảng chu kỳ dao động riêng và tỷ số khối lượng tham gia
Mode Period Frequency UX UY RZ Nhận xét
2 1.9329 0.5174 -28.1392 38.1466 1739.59 Dao động xoắn theo trục Z
- Với chiều cao công trình là 51.3m > 40m ta cần xét đến ảnh hưởng của thành phần động tải trọng gió
Theo TCVN 229-1999, khi tính toán thành phần động của tải gió, nếu tần số dao động cơ bản f1 lớn hơn tần số dao động riêng giới hạn fL, chỉ cần xem xét tác dụng của xung vận tốc gió Ngược lại, khi f1 nhỏ hơn fL, cần tính cả tác dụng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, đồng thời chỉ thực hiện tính toán cho những dạng dao động có tần số thỏa mãn điều kiện f1 < fL.
Tùy thuộc vào độ nhạy cảm của công trình với tác động động lực của tải trọng gió, thành phần động của tải gió có thể chỉ cần xem xét tác động của thành phần xung vận tốc gió hoặc bao gồm cả lực quán tính của công trình.
Mức độ nhạy cảm của công trình được xác định thông qua mối quan hệ giữa các giá trị tần số dao động riêng, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, và tần số giới hạn fL = 1.3 theo quy định trong Bảng 2 TCVN 229-1999.
- Ta so sánh tần số dao động riêng thứ 1 với tần số giới hạn fL : f1 = 0.35 < fL = 1.3 (s)
- Vậy thành phần động của tải gió phải tính đến tác động của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình
- Theo Bảng 4.3 ta có: f1 =0.35 < fL = 1.3 < f4 = 1.33
- Vì vậy ta cần tính toán thành phần động của tải gió ứng với 3 dao động riêng đầu tiên Tuy nhiên:
Dạng dao động thứ 1 (mode1): công trình dao động theo phương X
Dạng dao động thứ 3 (mode 3): công trình dao động theo phương Y
Dạng dao động thứ 2 (mode2): công trình bị xoắn theo trục Z ( ta bỏ qua dao động xoắn trong tính toán)
- Xác định thành phần động của tải gió theo các công thức sau:
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lực do tải trọng gió tác động lên phần thứ j theo dạng dao động riêng thứ i được xác định dựa trên công thức 4.3 trong TCVN 299-1999.
Wp(ji) : lực, đơn vị tính toán thường lấy là kN tùy theo đơn vị tính toán WFj
Mj : khối lượng tập trung của phần công trình thứ i, không thứ nguyên
i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ I, không thứ nguyên
yji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần tử thứ j ứng với dạng dao động thứ I, không thứ nguyên
49 mỗi phần tải trọng gió coi như không đổi
- Xác định hệ số i theo công thức:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác động lên phần thứ j của công trình, tương ứng với các dạng dao động khác nhau, được xác định dựa trên ảnh hưởng của xung vận tốc gió thông qua công thức cụ thể.
Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió
Sj : diện tích đón gió phần j của công trình
Hệ số áp lực động của tải trọng gió tại độ cao z cho phần thứ j của công trình được xác định bởi dạng địa hình và chiều cao z Thông tin chi tiết có thể tham khảo trong bảng 3 của TCVN 299-1999.
: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình (tra bảng 4, bảng 5 TCVN 299-1999)
- Xác định hệ số động lực i phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm loga δ của dao động:
γ : hệ số tin cậy tải trọng gió, lấy bằng 1.2
fi : tần số dao động riêng thứ i
W0 : giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng
- Công trình bằng BTCT δ = 0.3, sử dụng đường cong 1
- Theo đồ thị “Hình 2 TCVN 229-1999” xác định được hệ số động lực i
- Giá trị tính toán thành phần động của tải gió:
γ : hệ số tin cậy đối với tải gió, lấy bằng 1.2
β : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian
Lấy β = 1 (thời gian sử dụng giả định là 50 năm)
Theo tiêu chuẩn, để xác định tác động của tải trọng gió, cần tiến hành tổ hợp phản ứng theo từng mode dao động Sau đó, tổ hợp gió tĩnh và gió động sẽ cho ra tác động tổng thể Tuy nhiên, do thành phần gió động theo mỗi phương chỉ do một mode tham gia, nên cách tổ hợp gió được thực hiện như sau:
Kích thước công trình Cao độ (m)
Hệ số áp lực động ξj
Hệ số tương quan không gian v pi1 j j 1 2
Các thành phần theo phương X
TẦNG 15 3.3 939.03 45 19 51.3 0.270 0.766 0.355 0.079 1.726 0.042 0.011 0.748 62.312 TẦNG 14 3.3 1033.26 45 19 48 0.272 0.766 0.354 0.079 1.726 0.042 0.011 0.786 59.103 TẦNG 13 3.3 1033.26 45 19 44.7 0.273 0.766 0.352 0.079 1.726 0.042 0.010 0.748 56.288 TẦNG 12 3.3 1033.26 45 19 41.4 0.274 0.766 0.351 0.079 1.726 0.042 0.010 0.711 53.474 TẦNG 11 3.3 1033.26 45 19 38.1 0.276 0.766 0.349 0.079 1.726 0.042 0.009 0.673 50.659 TẦNG 10 3.3 1033.26 45 19 34.8 0.279 0.766 0.347 0.079 1.726 0.042 0.008 0.628 47.282 TẦNG 9 3.3 1033.26 45 19 31.5 0.281 0.766 0.345 0.079 1.726 0.042 0.008 0.584 43.905 TẦNG 8 3.3 1033.26 45 19 28.2 0.283 0.766 0.342 0.079 1.726 0.042 0.007 0.531 39.965 TẦNG 7 3.3 1033.26 45 19 24.9 0.286 0.766 0.338 0.079 1.726 0.042 0.006 0.471 35.462 TẦNG 6 3.3 1033.26 45 19 21.6 0.288 0.766 0.334 0.079 1.726 0.042 0.006 0.419 31.521 TẦNG 5 3.3 1033.26 45 19 18.3 0.291 0.766 0.330 0.079 1.726 0.042 0.005 0.359 27.018 TẦNG 4 3.3 1033.26 45 19 15 0.296 0.766 0.327 0.079 1.726 0.042 0.004 0.299 22.515 TẦNG 3 3.3 1047.11 45 19 11.7 0.301 0.766 0.321 0.079 1.726 0.042 0.003 0.243 18.254 TẦNG 2 4.2 1058.85 45 19 8.4 0.308 0.766 0.314 0.079 1.726 0.042 0.002 0.184 15.732 TẦNG 1 4.2 1051.66 45 19 4.2 0.318 0.766 0.295 0.079 1.726 0.042 0.002 0.114 10.937
Bảng 4.5 - Bảng tổng hợp gió động theo phương Y
Kích thước công trình Cao độ (m)
Hệ số áp lực động ξj
Hệ số tương quan không gian v pi1 j j 1 2
Các thành phần theo phương Y
TẦNG 15 3.3 939.03 45 19 51.3 0.270 0.649 0.301 0.063 1.622 0.036 0.0113 0.619 121.53 TẦNG 14 3.3 1033.26 45 19 48 0.272 0.649 0.300 0.063 1.622 0.036 0.0107 0.645 114.91 TẦNG 13 3.3 1033.26 45 19 44.7 0.273 0.649 0.298 0.063 1.622 0.036 0.0101 0.609 108.47 TẦNG 12 3.3 1033.26 45 19 41.4 0.274 0.649 0.297 0.063 1.622 0.036 0.0094 0.566 100.95 TẦNG 11 3.3 1033.26 45 19 38.1 0.276 0.649 0.296 0.063 1.622 0.036 0.0087 0.524 93.43 TẦNG 10 3.3 1033.26 45 19 34.8 0.279 0.649 0.294 0.063 1.622 0.036 0.0080 0.482 85.91 TẦNG 9 3.3 1033.26 45 19 31.5 0.281 0.649 0.292 0.063 1.622 0.036 0.0073 0.440 78.40 TẦNG 8 3.3 1033.26 45 19 28.2 0.283 0.649 0.290 0.063 1.622 0.036 0.0065 0.392 69.81 TẦNG 7 3.3 1033.26 45 19 24.9 0.286 0.649 0.286 0.063 1.622 0.036 0.0057 0.344 61.21 TẦNG 6 3.3 1033.26 45 19 21.6 0.288 0.649 0.283 0.063 1.622 0.036 0.0050 0.301 53.70 TẦNG 5 3.3 1033.26 45 19 18.3 0.291 0.649 0.280 0.063 1.622 0.036 0.0042 0.253 45.11 TẦNG 4 3.3 1033.26 45 19 15 0.296 0.649 0.277 0.063 1.622 0.036 0.0034 0.205 36.51 TẦNG 3 3.3 1047.11 45 19 11.7 0.301 0.649 0.272 0.063 1.622 0.036 0.0027 0.165 29.39 TẦNG 2 4.2 1058.85 45 19 8.4 0.308 0.649 0.266 0.063 1.622 0.036 0.0020 0.124 25.01 TẦNG 1 4.2 1051.66 45 19 4.2 0.318 0.649 0.250 0.063 1.622 0.036 0.0012 0.074 16.69
- Thiết kế công trình trong vùng động đất dựa trên cơ sở sau:
Khi có động đất thấp hơn cấp động đất quy định trong vùng xây dựng công trình thì công trình còn tồn tại nguyên vẹn
Khi xảy ra động đất với cấp độ tương ứng theo quy định cho khu vực xây dựng, có thể xuất hiện hư hỏng cục bộ, nhưng khả năng hoạt động của công trình vẫn được duy trì.
Khi xảy ra động đất có cấp lớn hơn động đất quy định cho vùng xây dựng thì công trình hư hỏng nghiêm trọng
- Xác đinh tỷ số a gR / g:
Tra phụ lục I, TCVN 9386-2012 tại TP Hồ Chí Minh, Quận 1 ta được đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR = 0.0848
Với : g = 9.81 m/s 2 là gia tốc trọng trường
- Mức độ quan trọng được đặc trưng bởi hệ số tầm quan trọng I ta tra phụ lục F, TCVN 9386-2012 công trình thuộc cấp II nên I 1
- Xác định giá trị gia tốc đỉnh nền thiết kế:
Động đất mạnh ag = 0.8318 > 0.08g, phải tính toán với cấu tạo kháng chấn
- Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất:
Dựa trên mặt cắt địa tầng và các dữ liệu khảo sát địa chất tại khu vực xây dựng, cùng với điều kiện đất nền chịu tác động của động đất, nền đất tại khu vực xây dựng công trình này được xác định như sau:
Bảng 4.6: Nhận dạng điều kiện đất nền
Loại đất nền S TB(s) TC(s) TD(s)
(nhát/30 cm) Cu(Pa) Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét
- Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu:
Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung-vách) có thể được xác định gần đúng với giá trị q = 3.9, áp dụng cho các công trình nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung.
- Ta sử dụng phương pháp phổ thiết kế để tính toán động đất
- Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:
Sd(T) : là phổ phản ứng đàn hồi thiết kế
T : là chu kỳ dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do
ag : là gia tốc nền thiết kế trên nền loại A
TB : là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TC : là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
TD : là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
η : là hệ số điều chỉnh độ cản với giá trị tham chiếu η = 1 đối với độ cản nhớt 5%
β : là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang β = 0.2
q : là hệ số ứng xử q = 3.9 : hệ số ứng xử theo phương ngang
- Bảng 4.7 – Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi
Hình 4.7: Đồ thị phổ thiết kế S d (T) theo phương ngang
Các trường hợp tải và cấu trúc tổ hợp
Bảng 4.8 – Các trường hợp tải
3 Gió tĩnh X WTX Wind 0 User defined Geometric center
4 Gió tĩnh Y WTY Wind 0 User defined Geometric center
5 Gió động X WDX Wind 0 User defined Geometric mass
6 Gió động Y WDY Wind 0 User defined Geometric mass
- Tải động đất sẽ khai báo trong phần Define – Respone spectrum funtion và
Hình 4.8 – Khai báo Respone spectrum case QX, QY
Load combination type Case name Scale factor
10 Comb6 Add TT; HT; WX 1; 0.9; 0.9
11 Comb7 Add TT; HT; WX 1; 0.9; -0.9
12 Comb8 Add TT; HT; WY 1; 0.9; 0.9
13 Comb9 Add TT; HT; WY 1; 0.9; -0.9
14 Comb10 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; 0.63; 0.63
15 Comb11 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; 0.63; -
16 Comb12 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; -0.63;
17 Comb13 Add TT; HT; WX; WY 1; 0.9; -0.63; -
18 Comb14 Add TT; QX Spectra 1; 1
19 Comb15 Add TT; QY Spectra 1; 1
20 Comb16 Add TT; HT; QX Spectra 1; 0.3; 1
21 Comb17 Add TT; HT; QY Spectra 1; 0.3; 1
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho dầm
- Chọn tổ hợp bao nội lực để tính thép cho dầm
- Do mặt bằng công trình đối xứng, khi giải nội lực có giá trị gần nhau nên ta chỉ tính cho những dầm trong hình sau
Hình 4.9: Mặt bằng bố trí dầm sàn 4.5.1 Tính cốt dọc cho dầm
- Tính toán cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, chữ Ttrình tự như sau: m 2 R b 0 m R b 0 s s
Rb : cường độ tính toán chịu nén của bê tông
Rs : cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép
b : bề rộng của tiết diện
h0 : chiều cao làm việc của dầm (h0 = h – a)
a : khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm lớp cốt thép
- Kiểm tra hàm lượng: s min max
4.5.2 Ví dụ tính toán thép dọc dầm cho một trường hợp cụ thể:
- Story 6, dầm chính tên B128 sau khi đã lọc ra giá trị moment dương lớn nhất của 3 vị trí đầu giữa cuối ta có bảng sau:
Bảng 4.10 – Moment, tiết diện dầm B128
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm)
- Ta tính cho trường hợp M3 = 43.902 kNm
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s min max
4.5.3 Tính cốt đai cho dầm
- Tính toán cốt đai cho tiết diện gối có lực cắt QMax = 333.7 kN
- Kiểm tra sức chống cắt của bê tông (điều kiện không cần tính cốt đai):
- Chọn thộp đai ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Bước đai cần bố trí:
2 b2 f n bt o sw sw tt 2 max 2
- Chọn cốt đai ỉ8a200 bố trớ giữa nhịp theo điều kiện trờn
- Điều kiện chọn khoảng cách cốt đai trong đoạn đàu dầm L/4 phải nhỏ hơn Stt ngoài ra thỏa mãn yêu cầu cấu tạo:
- Chọn cốt đai ỉ8a100 bố trớ đầu nhịp L/4
4.5.4 Tính toán cốt treo gia cường cho dầm
- Từ Etabs ta có lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính QMax = 78.4 kN
- Chọn thộp ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính tính như sau: s sw
- Chọn m =2 với bước đai a = 50 mm
- Bố trí trong phạm vi b1 = hdc – hdp = 700 – 400 = 300 mm
- Bảng 4.11 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép dầm tầng điển hình
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho cột
4.6.1 Tính cốt dọc cho cột
Phương pháp tính toán gần đúng cho việc xác định cốt thép trong trường hợp nén lệch tâm xiên được thực hiện bằng cách chuyển đổi sang trường hợp lệch tâm phẳng tương đương Nguyên tắc tính toán này tuân theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012.
- Gồm có nội lực N, V, Mx , My, tiết diện cột Cx, Cy
Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn Mx, My có độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x và y được xác định, cho thấy moment đã gia tăng.
Mx1 và My1 : Mxl = x.Mx ; Myl = y.My
- Xác định độ mảnh 2 phương:
được tính như bên dưới
- Tính toán hệ số uốn dọc x , y : cr
Với Ncr là lực cản tới hạn, xác định theo công thức: b cr 2 s
I : moment quán tính của tiết diện lấy đối với trục qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng uốn
Is : moment quán tính của cốt thép lấy đối với trục đã nêu ở trên
S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm: e
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải dài hạn l dh dh y
- Xác định phương tính toán theo bảng sau:
Bảng 4.12 – Phương tính toán cột nén lệch tâm xiên
M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1 max( ; )
L b e ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax
- Xác định moment tương đương : M M 1 m M 0 2 h
- Hệ siêu tĩnh: e 0 max(e ; e ) 1 a (ta chọn hệ siêu tĩnh để tính toán)
- Xác định độ lệch tâm e: e e 0 h a
- Xét trường hợp lệch tâm:
Trường hợp 1: Lệch tâm rất bé khi 0
h tính toán gần đúng như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e 1
Hệ số uốn dọc thêm khi xét đúng tâm e (1 )
Khi 14 < λ < 104 tính φ theo công thức sau:
Diện tích của toàn bộ cốt thép Ast xác định theo công thức: e b e st sc b
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức gần đúng như sau:
h Diện tích của toàn bộ cốt thép tính theo công thức: b 0 st sc 0
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn
Tính Ast theo công thức:
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
4.6.2 Tính cốt đai cho cột
Cốt thép đai trong cột đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các thanh thép dọc, tạo thành hệ khung vững chắc và giữ cho cốt thép ở vị trí chính xác trong quá trình thi công Nó giúp ổn định cốt thép dọc khi chịu nén, ngăn ngừa hiện tượng cong vênh và bảo vệ lớp bê tông bên ngoài khỏi bị phá vỡ.
Đường kính thép đai phải lớn hơn 0.25 lần đường kính thép dọc lớn nhất, và khoảng cách giữa các thép đai tại vị trí nối buộc không được vượt quá 10 lần đường kính thép dọc nhỏ nhất Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc, cần đảm bảo có ít nhất 4 cốt thép đai.
- Khoảng cỏch giữa cỏc thộp đai trong đoạn cũn lại lấy min 10ỉ docmin
4.6.3 Ví dụ tính toán thép dọc cột cho một trường hợp cụ thể
- Ta lọc ra combo có Mx , My lớn nhất để tính toán cho từng story
- Ví dụ cho cột C3,với dữ liệu như bảng sau:
- Bảng 4.13 – Tiết diện và nội lực cột C3 ở tầng 7
Story Column Load L(m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m)
- Độ lệch tâm tĩnh học e1 :
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea : x ax y ay
- Độ lệch tâm ban đầu e0 :
0x 1x ax e max(e ;e ) 130.3 mm e max(e ;e ) 101.62 mm
Cx 600 Cx 600 Vậy tính toán theo phương X
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea : a ax ay e e 0.2e 20 0.2 20 24 mm
- Độ lệch tâm tĩnh học e1 :
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 :
- Vậy x 1 308.19 R h 0 313.5 ta tính theo trường hợp lệch tâm lớn
Bảng 4.14 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép cho cột
Story Co lumn Load P(kN) Mx
As (cm²) Ghi chú Bố trí As chọn μ%
TẦNG 15 C1 COMB17 MIN -503.27 -446.537 -266.159 70 50 5 3.3 95.7 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81 TẦNG 14 C1 COMB17 MIN -965.06 -382.793 -217.942 70 50 5 3.3 72.18 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 13 C1 COMB17 MIN -1430.06 -398.094 -225.375 70 50 5 3.3 60.73 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 12 C1 COMB17 MIN -1900.07 -399.379 -222.427 70 50 5 3.3 49.43 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 11 C1 COMB17 MIN -2375.83 -399.735 -220.219 70 50 5 3.3 42.87 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 10 C1 COMB1 -3097.88 -310.382 -225.777 70 50 5 3.3 52.84 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 9 C1 COMB16 MIN -3402.12 -349.719 -242.544 70 50 5 3.3 76.53 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 8 C1 COMB16 MIN -3921.57 -422.626 -256.894 80 50 5 3.3 88.03 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 7 C1 COMB16 MIN -4449.75 -409.077 -248.588 80 50 5 3.3 71.77 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 6 C1 COMB16 MIN -4988.04 -406.02 -247.348 80 50 5 3.3 75.37 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 5 C1 COMB16 MIN -5540.08 -401.319 -244.664 80 50 5 3.3 85.73 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 4 C1 COMB16 MIN -6105.82 -388.275 -239.441 80 50 5 3.3 97.85 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 3 C1 COMB16 MIN -6686.17 -405.775 -237.745 80 50 5 3.3 120.79 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 TẦNG 2 C1 COMB16 MIN -7290.51 -322.312 -245.834 80 50 5 4.2 123.68 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 TẦNG 1 C1 COMB16 MIN -7761.45 -288.338 -256.281 80 50 5 4.2 134.1 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 HẦM 1 C1 COMB16 MIN -8250.71 -241.416 -249.553 80 50 5 4.2 142.89 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 HẦM 2 C1 COMB1 -9043.84 -47.992 -88.933 80 50 5 3.3 144.54 Phuong X 24ỉ28 147.78 3.69
Tính cốt dọc cho dầm
- Tính toán cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, chữ Ttrình tự như sau: m 2 R b 0 m R b 0 s s
Rb : cường độ tính toán chịu nén của bê tông
Rs : cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép
b : bề rộng của tiết diện
h0 : chiều cao làm việc của dầm (h0 = h – a)
a : khoảng cách từ mép dầm đến trọng tâm lớp cốt thép
- Kiểm tra hàm lượng: s min max
Ví dụ tính toán thép dọc dầm cho một trường hợp cụ thể
- Story 6, dầm chính tên B128 sau khi đã lọc ra giá trị moment dương lớn nhất của 3 vị trí đầu giữa cuối ta có bảng sau:
Bảng 4.10 – Moment, tiết diện dầm B128
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm)
- Ta tính cho trường hợp M3 = 43.902 kNm
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s min max
Tính cốt đai cho dầm
- Tính toán cốt đai cho tiết diện gối có lực cắt QMax = 333.7 kN
- Kiểm tra sức chống cắt của bê tông (điều kiện không cần tính cốt đai):
- Chọn thộp đai ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Bước đai cần bố trí:
2 b2 f n bt o sw sw tt 2 max 2
- Chọn cốt đai ỉ8a200 bố trớ giữa nhịp theo điều kiện trờn
- Điều kiện chọn khoảng cách cốt đai trong đoạn đàu dầm L/4 phải nhỏ hơn Stt ngoài ra thỏa mãn yêu cầu cấu tạo:
- Chọn cốt đai ỉ8a100 bố trớ đầu nhịp L/4
Tính toán cốt treo gia cường cho dầm
- Từ Etabs ta có lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính QMax = 78.4 kN
- Chọn thộp ỉ8, số nhỏnh n =2, Asw = 0.502 cm 2
- Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính tính như sau: s sw
- Chọn m =2 với bước đai a = 50 mm
- Bố trí trong phạm vi b1 = hdc – hdp = 700 – 400 = 300 mm
- Bảng 4.11 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép dầm tầng điển hình
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Story Beam M3(kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) Bố trí As chọn μ% chọn
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho cột
Tính cốt dọc cho cột
Phương pháp tính toán gần đúng được áp dụng để biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương nhằm xác định cốt thép Nguyên tắc tính toán của phương pháp này tuân theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012.
- Gồm có nội lực N, V, Mx , My, tiết diện cột Cx, Cy
Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn Mx, My có độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x, y được tính toán và moment đã gia tăng.
Mx1 và My1 : Mxl = x.Mx ; Myl = y.My
- Xác định độ mảnh 2 phương:
được tính như bên dưới
- Tính toán hệ số uốn dọc x , y : cr
Với Ncr là lực cản tới hạn, xác định theo công thức: b cr 2 s
I : moment quán tính của tiết diện lấy đối với trục qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng uốn
Is : moment quán tính của cốt thép lấy đối với trục đã nêu ở trên
S : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm: e
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải dài hạn l dh dh y
- Xác định phương tính toán theo bảng sau:
Bảng 4.12 – Phương tính toán cột nén lệch tâm xiên
M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1 max( ; )
L b e ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax
- Xác định moment tương đương : M M 1 m M 0 2 h
- Hệ siêu tĩnh: e 0 max(e ; e ) 1 a (ta chọn hệ siêu tĩnh để tính toán)
- Xác định độ lệch tâm e: e e 0 h a
- Xét trường hợp lệch tâm:
Trường hợp 1: Lệch tâm rất bé khi 0
h tính toán gần đúng như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e 1
Hệ số uốn dọc thêm khi xét đúng tâm e (1 )
Khi 14 < λ < 104 tính φ theo công thức sau:
Diện tích của toàn bộ cốt thép Ast xác định theo công thức: e b e st sc b
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức gần đúng như sau:
h Diện tích của toàn bộ cốt thép tính theo công thức: b 0 st sc 0
đồng thời x 1 R h 0 Tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn
Tính Ast theo công thức:
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Tính cốt đai cho cột
Cốt thép đai trong cột đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các thanh thép dọc thành hệ khung vững chắc, đảm bảo vị trí chính xác của cốt thép trong quá trình thi công Nó cũng giúp giữ ổn định cho thép dọc chịu nén, ngăn chặn hiện tượng cong vênh và bảo vệ lớp bê tông bên ngoài khỏi bị phá hủy.
Đường kính thép đai phải lớn hơn 0.25 lần đường kính thép dọc tối đa, và khoảng cách giữa các thép đai tại vị trí nối buộc không được lớn hơn 10 lần đường kính thép dọc tối thiểu Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc, cần có ít nhất 4 cốt thép đai.
- Khoảng cỏch giữa cỏc thộp đai trong đoạn cũn lại lấy min 10ỉ docmin
Ví dụ tính toán thép dọc cột cho một trường hợp cụ thể
- Ta lọc ra combo có Mx , My lớn nhất để tính toán cho từng story
- Ví dụ cho cột C3,với dữ liệu như bảng sau:
- Bảng 4.13 – Tiết diện và nội lực cột C3 ở tầng 7
Story Column Load L(m) Cx(cm) Cy(cm) a(cm) P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m)
- Độ lệch tâm tĩnh học e1 :
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea : x ax y ay
- Độ lệch tâm ban đầu e0 :
0x 1x ax e max(e ;e ) 130.3 mm e max(e ;e ) 101.62 mm
Cx 600 Cx 600 Vậy tính toán theo phương X
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea : a ax ay e e 0.2e 20 0.2 20 24 mm
- Độ lệch tâm tĩnh học e1 :
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0 :
- Vậy x 1 308.19 R h 0 313.5 ta tính theo trường hợp lệch tâm lớn
Bảng 4.14 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép cho cột
Story Co lumn Load P(kN) Mx
As (cm²) Ghi chú Bố trí As chọn μ%
TẦNG 15 C1 COMB17 MIN -503.27 -446.537 -266.159 70 50 5 3.3 95.7 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81 TẦNG 14 C1 COMB17 MIN -965.06 -382.793 -217.942 70 50 5 3.3 72.18 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 13 C1 COMB17 MIN -1430.06 -398.094 -225.375 70 50 5 3.3 60.73 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 12 C1 COMB17 MIN -1900.07 -399.379 -222.427 70 50 5 3.3 49.43 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 11 C1 COMB17 MIN -2375.83 -399.735 -220.219 70 50 5 3.3 42.87 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 10 C1 COMB1 -3097.88 -310.382 -225.777 70 50 5 3.3 52.84 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 9 C1 COMB16 MIN -3402.12 -349.719 -242.544 70 50 5 3.3 76.53 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 8 C1 COMB16 MIN -3921.57 -422.626 -256.894 80 50 5 3.3 88.03 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 7 C1 COMB16 MIN -4449.75 -409.077 -248.588 80 50 5 3.3 71.77 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 6 C1 COMB16 MIN -4988.04 -406.02 -247.348 80 50 5 3.3 75.37 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 5 C1 COMB16 MIN -5540.08 -401.319 -244.664 80 50 5 3.3 85.73 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 4 C1 COMB16 MIN -6105.82 -388.275 -239.441 80 50 5 3.3 97.85 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.46 TẦNG 3 C1 COMB16 MIN -6686.17 -405.775 -237.745 80 50 5 3.3 120.79 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 TẦNG 2 C1 COMB16 MIN -7290.51 -322.312 -245.834 80 50 5 4.2 123.68 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 TẦNG 1 C1 COMB16 MIN -7761.45 -288.338 -256.281 80 50 5 4.2 134.1 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 HẦM 1 C1 COMB16 MIN -8250.71 -241.416 -249.553 80 50 5 4.2 142.89 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.69 HẦM 2 C1 COMB1 -9043.84 -47.992 -88.933 80 50 5 3.3 144.54 Phuong X 24ỉ28 147.78 3.69
TẦNG 15 C2 COMB17 MIN -700.08 -414.115 22.401 70 50 5 3.3 62 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 14 C2 COMB17 MIN -1308 -352.525 16.376 70 50 5 3.3 26.67 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 13 C2 COMB17 MIN -1930.19 -367.455 14.506 70 50 5 3.3 17 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 12 C2 COMB16 MIN -2563.16 -318.906 -50.583 70 50 5 3.3 16.15 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 11 C2 COMB17 MIN -3201.63 -370.746 6.749 70 50 5 3.3 30.73 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 10 C2 COMB17 MIN -3857.68 -370.874 2.528 70 50 5 3.3 38.76 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 9 C2 COMB17 MIN -4531.59 -367.84 -2.969 70 50 5 3.3 54.54 Phuong Y 20ỉ28 123.15 3.52 TẦNG 8 C2 COMB17 MIN -5225.53 -370.473 -8.137 70 50 5 3.3 76.52 Phuong Y 20ỉ28 123.15 3.52 TẦNG 7 C2 COMB1 -6527.99 -236.255 27.599 70 50 5 3.3 93.02 Phuong Y 20ỉ28 123.15 3.52 TẦNG 6 C2 COMB1 -7355.14 -290.566 32.036 80 55 5 3.3 78 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.36 TẦNG 5 C2 COMB1 -8200.84 -270.023 27.686 80 55 5 3.3 105.65 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.36 TẦNG 4 C2 COMB1 -9069.23 -257.419 24.361 80 55 5 3.3 135.83 Phuong Y 24ỉ28 147.78 3.36 TẦNG 3 C2 COMB1 -9962.78 -263.074 21.738 80 55 5 3.3 169.82 Phuong Y 28ỉ28 172.41 3.92
Story Co lumn Load P(kN) Mx
As (cm²) Ghi chú Bố trí As chọn μ%
TẦNG 15 C3 COMB17 MAX -388 419.581 336.5 70 50 5 3.3 124.58 Phuong Y 20ỉ28 123.15 3.52 TẦNG 14 C3 COMB17 MAX -667.68 383.169 288.636 70 50 5 3.3 95.16 Phuong Y 20ỉ28 123.15 3.52 TẦNG 13 C3 COMB17 MAX -951.82 393.471 292.225 70 50 5 3.3 85.44 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81 TẦNG 12 C3 COMB17 MAX -1237.8 394.775 287.886 70 50 5 3.3 74.33 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81 TẦNG 11 C3 COMB17 MAX -1526.79 394.797 283.012 70 50 5 3.3 64.63 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 10 C3 COMB17 MAX -1819.63 392.206 276.465 70 50 5 3.3 55.95 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 9 C3 COMB17 MAX -2117.2 387.01 268.418 70 50 5 3.3 48.42 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 8 C3 COMB17 MAX -2420.64 379.772 258.388 70 50 5 3.3 42.22 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 7 C3 COMB15 MAX -2592.01 360.66 238.683 70 50 5 3.3 34.83 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 6 C3 COMB16 MAX -3084.72 267.603 314.723 70 50 5 3.3 49.56 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 5 C3 COMB17 MAX -3381.24 342.369 224.718 70 50 5 3.3 66.69 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 4 C3 COMB17 MAX -3728.77 318.626 210.304 70 50 5 3.3 46.68 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 3 C3 COMB17 MAX -4094.21 325.473 201.513 70 50 5 3.3 51.83 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 2 C3 COMB1 -5330.78 129.469 129.615 70 50 5 4.2 37.1 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 TẦNG 1 C3 COMB1 -5827.28 98.162 115.936 70 50 5 4.2 50.15 Phuong Y 12ỉ28 73.89 2.11 HẦM 1 C3 COMB1 -6343.79 -57.754 -72.547 70 50 5 4.2 70.38 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81 HẦM 2 C3 COMB1 -6981.72 -9.348 -9.113 70 50 5 3.3 93.85 Phuong Y 16ỉ28 98.52 2.81
Story Co lumn Load P(kN) Mx
As (cm²) Ghi chú Bố trí As chọn μ%
TẦNG 15 C4 COMB17 MAX -218.22 504.77 -1.255 80 40 5 3.3 138.03 Phuong Y 24ỉ28 147.78 4.62 TẦNG 14 C4 COMB17 MAX -428.29 440.152 0.919 80 40 5 3.3 107.99 Phuong Y 24ỉ28 147.78 4.62 TẦNG 13 C4 COMB17 MAX -636.24 455.997 3.077 80 40 5 3.3 103.45 Phuong Y 24ỉ28 147.78 4.62 TẦNG 12 C4 COMB17 MAX -844.13 457.834 5.558 80 40 5 3.3 95.88 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 11 C4 COMB17 MAX -1052.69 459.197 8.176 80 40 5 3.3 89.25 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 10 C4 COMB17 MAX -1262.73 457.816 10.858 80 40 5 3.3 82.86 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 9 C4 COMB17 MAX -1475.08 453.754 13.541 80 40 5 3.3 76.73 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 8 C4 COMB17 MAX -1690.45 447.695 16.156 80 40 5 3.3 71.08 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 7 C4 COMB17 MAX -1909.69 438.495 18.678 80 40 5 3.3 65.61 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 6 C4 COMB17 MAX -2133.82 427.007 20.843 80 40 5 3.3 60.61 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 5 C4 COMB17 MAX -2363.05 412.533 22.909 80 40 5 3.3 55.97 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 4 C4 COMB17 MAX -2599.29 390.518 24.543 80 40 5 3.3 49.87 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 3 C4 COMB17 MAX -2844.62 388.923 26.843 80 40 5 3.3 59.13 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 2 C4 COMB17 MAX -3106.41 319.608 23.459 80 40 5 4.2 79.36 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 TẦNG 1 C4 COMB17 MAX -3395.11 275.263 22.263 80 40 5 4.2 43.55 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 HẦM 1 C4 COMB17 MIN -4685.11 -137.117 -10.017 80 40 5 4.2 33.84 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08 HẦM 2 C4 COMB1 -5163.27 27.918 -0.703 80 40 5 3.3 40.04 Phuong Y 16ỉ28 98.52 3.08
Xác định nội lực và tính toán cốt thép cho vách
Tính toán cốt thép vách bằng phương pháp vùng biên chịu moment
Phương pháp này cho rằng toàn bộ mô men trong vách được chịu bởi vùng biên ở hai bên, trong khi lực dọc phân bố trên toàn bộ mặt cắt của cột Do đó, cốt thép chịu lực sẽ được tập trung ở hai vùng biên, trong khi vùng giữa vách sẽ được bố trí thép theo cấu tạo nếu bê tông ở vùng giữa đủ khả năng chịu lực nén.
- Cốt thép hai bên vùng biên được tính toán như cấu kiện chịu kéo hoặc nén đúng tâm với các giả thiết sau:
- Ứng lực kéo chỉ do cốt thép chịu
- Ứng lực nén sẽ do cả phần bê tông và cốt thép chịu
Hình 4.10 – Mặt cắt và mặt đứng vách theo phương pháp vùng biên chịu moment
- Các bước tính toán vách cứng:
- Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment Bl= Br = Tp Xét vách
Suy ra Bm = Lp - Bl – Br
Diện tích của vách: A = Lp × Tp
Diện tích vùng biên trái: Aleft = Bl × Tp
Diện tích vùng biên phải: Aright = Br × Tp
Diện tích vùng giữa vách: Amid = Bm × Tp
- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên và vùng giữa
Trong đó: Aleft : diện tích vùng biên trái
Aright : diện tích vùng biên phải Amid : diện tích vùng giữa vách
- Bước 3: Tính diện tích của cốt thép chịu kéo hoặc nén theo công thức:
Diện tích cốt thép cho cấu kiện chịu nén đúng tâm: nen b b s sc b
Nếu λ ≤ 28 thì chọn φ = 1 Nếu λ > 28 thì giá trị φ được xác định theo công thức:
Diện tích cốt thép cho cấu chịu kéo đúng tâm: s keo s
- Bước 4: Kiểm tra hàm lượng của cốt thép
Nếu hàm lượng cốt thép chịu kéo hoặc chịu nén không đạt yêu cầu, cần tăng bề rộng Bl hoặc Br hoặc cả hai tùy theo từng trường hợp cụ thể Mỗi bước tăng bề rộng sẽ có giá trị là Tp/2, trong khi bề rộng vùng biên tối đa không vượt quá Lp/2.
76 hoặc Br tăng đến Lp/2 mà không thỏa hàm lượng cho phép của cấu kiện chịu kéo hoặc nén thì phải tiến hành tăng bề dày Tp của vách
Diều kiện hàm lượng cốt thép: t A s min t
- Bước 5: Kiểm tra khả năng chịu nén phần giữa của vách
Nếu phần giữa của vách có khả năng chịu lực tốt, tiến hành đặt cốt thép theo cấu tạo Ngược lại, nếu phần giữa không đủ khả năng chịu lực, cần tính toán cốt thép như một cấu kiện chịu nén đúng tâm.
Bảng 4.15 – Bảng tổng hợp tính toán, bố trí thép cho vách
Story Pier Load Loc P (kN) M 2
=As_ri ght (cm²) μ_left
TẦNG 15 P3C COMB17 MAX Top -272.47 168.105 342.317 3.3 200 25 30 5.82 1.16 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 14 P3C COMB17 MAX Top -452.58 123.478 330.488 3.3 200 25 30 4.94 0.99 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 13 P3C COMB17 MAX Top -633.03 129.742 330.219 3.3 200 25 30 4.29 0.86 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 12 P3C COMB17 MAX Top -811.94 128.024 331.554 3.3 200 25 30 3.68 0.74 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 11 P3C COMB15 MAX Top -946.87 120.985 323.347 3.3 200 25 30 3.03 0.61 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 10 P3C COMB15 MAX Top -1117.19 119.484 321.675 3.3 200 25 30 2.39 0.48 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 9 P3C COMB15 MAX Top -1288.28 117.544 319.735 3.3 200 25 30 1.74 0.35 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 8 P3C COMB15 MAX Top -1461.14 115.112 310.98 3.3 200 25 30 0.95 0.19 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 7 P3C COMB15 MAX Top -1636.31 112.141 310.271 3.3 200 25 30 0.31 0.06 Keo 3ỉ16 6.02 TẦNG 6 P3C COMB17 MIN Bottom -3034.25 -112.368 -350.259 3.3 200 25 30 -8.55 -1.71 Nen 3ỉ16 6.02 TẦNG 5 P3C COMB17 MIN Bottom -3393.44 -108.055 -351.399 3.3 200 25 30 -7.17 -1.43 Nen 3ỉ16 6.02 TẦNG 4 P3C COMB17 MIN Bottom -3771.21 -102.25 -346.512 3.3 200 25 30 -5.85 -1.17 Nen 3ỉ16 6.02 TẦNG 3 P3C COMB17 MIN Bottom -4169.15 -101.045 -391.451 3.3 200 25 30 -3.41 -0.68 Nen 3ỉ16 6.02 TẦNG 2 P3C COMB17 MIN Bottom -4588.49 -73.697 -368.478 4.2 200 25 30 -2.31 -0.46 Nen 3ỉ16 6.02 TẦNG 1 P3C COMB17 MIN Bottom -4976.01 -64.092 -358.899 4.2 200 25 30 -1.06 -0.21 Nen 4ỉ16 8.03 HẦM 1 P3C COMB17 MIN Bottom -5383.82 -54.141 -342.819 4.2 200 25 30 0.14 0.03 Nen 4ỉ16 8.03 HẦM 2 P3C COMB17 MIN Bottom -5788.14 -24.465 -565.527 3.3 200 25 30 6.33 1.27 Nen 4ỉ16 8.03
Story Pier Load Loc P (kN) M 2
TẦNG 15 P3A COMB15 MIN Top -537 38.371 -112.391 3.3 200 25 30 0.31 0.06 Keo 2ỉ16 4.01 TẦNG 14 P3A COMB17 MIN Top -1185.42 26.732 -114.147 3.3 200 25 30 -20.45 -4.09 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 13 P3A COMB17 MIN Top -1808.38 27.278 -119.207 3.3 200 25 30 -18 -3.6 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 12 P3A COMB17 MIN Top -2433.5 25.501 -126.259 3.3 200 25 30 -15.5 -3.1 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 11 P3A COMB17 MIN Top -3060.91 23.915 -131.012 3.3 200 25 30 -13.04 -2.61 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 10 P3A COMB17 MIN Bottom -3735.77 -50.072 -129.812 3.3 200 25 30 -10.52 -2.1 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 9 P3A COMB17 MIN Bottom -4367.11 -49.924 -149.332 3.3 200 25 30 -7.73 -1.55 Nen 2ỉ16 4.01 TẦNG 8 P3A COMB17 MIN Bottom -4999.9 -49.464 -157.229 3.3 200 25 30 -5.18 -1.04 Nen 4ỉ16 8.03 TẦNG 7 P3A COMB17 MIN Bottom -5633.79 -48.833 -174.343 3.3 200 25 30 -2.44 -0.49 Nen 4ỉ16 8.03 TẦNG 6 P3A COMB17 MIN Bottom -6268.62 -48.005 -179.597 3.3 200 25 30 0.06 0.01 Nen 4ỉ16 8.03 TẦNG 5 P3A COMB17 MIN Bottom -6904.01 -46.991 -190.743 3.3 200 25 30 2.69 0.54 Nen 4ỉ16 8.03 TẦNG 4 P3A COMB17 MIN Bottom -7539.47 -45.237 -205.86 3.3 200 25 30 5.4 1.08 Nen 6ỉ16 12.05 TẦNG 3 P3A COMB17 MIN Bottom -8173.97 -45.841 -196.637 3.3 200 25 30 6.59 1.52 Nen 6ỉ16 12.05 TẦNG 2 P3A COMB17 MIN Bottom -8821.53 -36.788 -358.391 4.2 200 25 30 9.41 1.94 Nen 6ỉ16 12.05 TẦNG 1 P3A COMB17 MIN Bottom -9349.05 -34.04 -411.535 4.2 200 25 30 11.78 2.48 Nen 9ỉ16 14.06 HẦM 1 P3A COMB17 MIN Bottom -9867.97 -29.001 -486.814 4.2 200 25 30 14.71 2.8 Nen 9ỉ16 18.08 HẦM 2 P3A COMB17 MIN Bottom -10359.08 -15.35 -610.052 3.3 200 25 30 16.47 3.24 Nen 9ỉ16 18.08