(Luận văn thạc sĩ) thiết kế chung cư cao cấp liberty

TỔNG QUAN

GIỚI THIỆU CHUNG

 Công trình: CHUNG CƯ CAO CẤP LIBERTY

 Địa chỉ: 74 Nguyễn Thị Thập, phường Tân Thuận, quận 7, Tp Hồ Chí Minh

 Quy mô: 1 tầng hầm, 1 tầng bán hầm, 1 tầng dịch vụ, 16 tầng điển hình, 1 tầng thượng

 Diện tích sàn tầng điển hình: 1236.4m 2

 Chiều cao công trình: o Tính từ mặt đất tự nhiên: 61.8m o Tính từ cao độ 0.00 (Tầng trệt): 60.3m.

PHÂN KHU CHỨC NĂNG

 Tầng hầm và tầng bán hầm: Cao 3m, là nơi đặt các hệ thống điện kỹ thuật, trạm bơm, máy phát điện và chỗ để xe

 Tầng trệt: Cao 4.2m, sử dụng làm khu trung tâm thương mại

 Tầng 2-17: Cao 3.3m, sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê

CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT

 Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế phòng, với hệ thống cửa được bố trí hợp lý để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài Sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo giúp đảm bảo không gian luôn đủ sáng và thoải mái cho người sử dụng.

 Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

Điện năng được cung cấp từ mạng lưới điện sinh hoạt của thành phố với điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v và tần số 50Hz, đảm bảo nguồn điện ổn định cho toàn bộ công trình Hệ thống điện được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng, giúp dễ dàng trong việc bảo trì, sửa chữa, khai thác và sử dụng một cách an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

Dung tích bể chứa nước được xác định dựa trên số lượng người sử dụng và nhu cầu dự trữ nước trong trường hợp mất điện hoặc chữa cháy Nước từ bể chứa được dẫn xuống các khu vệ sinh, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt cho từng tầng thông qua hệ thống ống thép tráng kẽm được lắp đặt trong các hộp kỹ thuật.

Hệ thống thoát nước mưa trên mái giúp dẫn nước mưa xuống dưới qua các ống nhựa được lắp đặt tại vị trí thu nước hiệu quả nhất Nước mưa sẽ chảy từ các ống dẫn xuống rãnh thu nước xung quanh nhà, sau đó được dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được dẫn vào bể tự hoại để xử lý, sau đó được đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

1.3.5 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và tại các nút giao thông giữa hành lang và cầu thang, hệ thống hộp họng cứu hỏa được thiết kế nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều có biển chỉ dẫn về phòng và hướng dẫn chữa cháy Đặc biệt, mỗi tầng được trang bị 4 bình cứu hỏa CO2MFZ4 (4kg), được chia thành 2 hộp đặt ở hai bên khu phòng ở để đảm bảo an toàn cho cư dân.

 Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (Thiết kế theo TCVN 46 – 84)

Rác thải được thu gom từ các tầng thông qua hệ thống kho thoát rác, với gian chứa rác được đặt ở tầng hầm, và có cơ chế để vận chuyển rác ra ngoài.

Tòa nhà được thiết kế với các tầng có cửa sổ thông thoáng tự nhiên, cùng với các khoảng trống thông tầng để tăng cường sự thoáng đãng Hệ thống máy điều hòa được lắp đặt cho tất cả các tầng, kết hợp với họng thông gió dọc cầu thang bộ và sảnh thang máy Ngoài ra, quạt hút được sử dụng để thoát hơi cho các khu vệ sinh, trong khi ống gain được dẫn lên mái để đảm bảo thông gió hiệu quả.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Công trình chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại nổi bật với thiết kế kiến trúc hiện đại, mang đến sự bề thế và vững chãi Những đường nét ngang và thẳng đứng kết hợp hài hòa với vật liệu mới như đá Granite và các mảng kính dày màu xanh, tạo nên vẻ sang trọng và đẳng cấp cho công trình.

Công trình chung cư cao cấp LIBERTY được thiết kế dưới dạng khối hình hộp chữ nhật, phù hợp với hình dạng khu đất với ba mặt tiếp giáp công trình có sẵn và một mặt tiền Kiến trúc của công trình là sự kết hợp hài hòa giữa phong cách cổ điển và hiện đại, tạo nên vẻ đẹp tự do và phóng khoáng Tên gọi LIBERTY mang ý nghĩa "tự do", phản ánh tinh thần thiết kế của dự án.

Giao thông trong tòa nhà được thiết kế với hàng lang ngang rộng từ 2.2m đến 4.8m, cùng với 2 cầu thang bộ và 4 thang máy đảm bảo sự kết nối giữa các tầng Sự giao nhau giữa hàng lang và cầu thang tạo ra nút giao thông thuận tiện, giúp người đi lại dễ dàng và thông thoáng Thiết kế này cũng đảm bảo an toàn cho việc thoát hiểm trong trường hợp xảy ra sự cố như cháy nổ.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình bao gồm dầm, cột và vách bê tông cốt thép, có nhiệm vụ chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang.

 Giải pháp kết cấu phần móng: Phương án móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép Đường kính cọc D=0.8m.

PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

Trong đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm phân tích nội lực của mô hình, bao gồm SAP2000 v14.2.2 cho phân tích các cấu kiện tổng quát, ETABS v9.7.4 để phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình, và SAFE v12.0.0 chuyên phân tích các cấu kiện dạng tấm như bản sàn và móng.

 Tính toán cốt thép cho cấu kiện: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA.

TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG THIẾT KẾ

Công việc thiết kế trong ngành xây dựng tại Việt Nam phải tuân thủ các quy phạm và tiêu chuẩn do Nhà nước quy định, bao gồm TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động, TCVN 5574-2012 cho thiết kế bê tông cốt thép, TCXD 198-1997 cho thiết kế bê tông cốt thép toàn khối ở nhà cao tầng, TCXD 10304-2012 về tiêu chuẩn thiết kế móng cọc, TCVN 9362-2012 cho nền nhà và công trình, TCVN 9386-2012 về thiết kế công trình chịu động đất, cùng với TCVN 9395-2012 liên quan đến cọc khoan nhồi và nghiệm thu.

Để hỗ trợ quá trình tính toán hiệu quả và đa dạng, đặc biệt đối với các cấu kiện chưa có tiêu chuẩn thiết kế rõ ràng tại Việt Nam, việc tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế quốc tế, như ACI 318-2005, là cần thiết.

Ngoài các tiêu chuẩn và quy phạm đã nêu, sinh viên cần tham khảo nhiều sách và tài liệu chuyên ngành từ các tác giả khác nhau, được trình bày chi tiết trong phần Tài liệu tham khảo.

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

 Bê tông cấp độ bền B30 o Cường độ chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa

4 o Cường độ chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.2 MPa o Mô đun đàn hồi: Eb = 32500 MPa

Cốt thộp loại AI với cốt thộp cú ỉ < 10 có các thông số kỹ thuật quan trọng như cường độ chịu nén đạt 225 MPa, cường độ chịu kéo cũng là 225 MPa, cường độ tính toán cốt ngang là 175 MPa và mô đun đàn hồi là 210000 MPa.

 Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ ≥10) o Cường độ chịu nén : Rsc = 365 MPa o Cường độ chịu kéo: Rs = 365 MPa o Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa

 Vật liệu khác: o Gạch: Loại đặc: γ = 18(kN/m3), loại rỗng: γ = 15(kN/m3) o Gạch lát nền Ceramic: γ = 20 (kN/m3) o Vữa xây: γ = 18 (kN/m3)

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

TĨNH TẢI SÀN

Bảng 2 1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình

Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

1 Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Tổng tĩnh tải (không kể TLBT) 1.659

Bảng 2 2 Tĩnh tải sàn tầng trệt

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Bảng 2 3 Tĩnh tải sàn tầng hầm

- Vữa lát nền + tạo dốc 18 30 0.54 1.3 0.702

Bảng 2 4 Tĩnh tải sàn mái

Bảng 2 5 Tĩnh tải sàn vệ sinh

- Vữa lát nền + tạo dốc 18 30 0.54 1.3 0.702

TĨNH TẢI TƯỜNG XÂY

Bảng 2 6 Tĩnh tải tường xây (tường 200)

Tải tính toán/1m dài tường(kN/m)

Bảng 2 7 Tĩnh tải tường xây (tường 100)

Tải tính toán/1m dài tường(kN/m)

HOẠT TẢI

Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995

Bảng 2 8 Giá trị hoạt tải

STT Tên sàn Giá trị tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

6 Mái bằng có sử dụng 1.50 1.30 1.95

7 Mái bằng không có sử dụng 0.75 1.30 0.98

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH``

GIẢI PHÁP KẾT CẤU SÀN

 Tính toán sàn theo Hệ sàn sườn toàn khối loại bản dầm

 Ưu điểm: o Tính toán đơn giản o Được sử dụng phổ biến ở nước ta

Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình tăng, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu Mặc dù chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng lại bị thu hẹp.

Sàn của các công trình cao tầng thường dày hơn sàn nhà thông thường bởi:

Trong kết cấu sàn, việc khoan lỗ để lắp đặt các thiết bị có thể dẫn đến sự giảm yếu về khả năng chịu lực, điều này thường không được tính toán đầy đủ.

 Về mặt biến dạng: Đảm bảo độ võng cho phép đồng thời sàn của công trình nhà cao tầng được xem là tuyệt đối cứng theo phương ngang

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (PHƯƠNG ÁN SÀN DẦM)

Hình 3 1: Kết cấu sàn tầng điển hình (Tầng 17)

3.2.1 Chọn sơ bộ kích thước sàn, dầm, cột, vách

Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

Có thể chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: s min min h = D × L h m 

Chiều dày bản sàn tối thiểu (hmin) được xác định theo mục 8.2.2 của TCXDVN 356:2005, quy định về tiêu chuẩn thiết kế cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

Kích thước dầm chính phụ

Chọn sơ bộ kích thước dầm nhằm giảm quá trình lặp phân tích mô hình tính toán sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn

Việc lựa chọn tiết diện dầm phụ thuộc vào chiều dài nhịp, các kích thước được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm:

Bảng 3 1: Sơ bộ tiết diện dầm

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM

Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h

Chiều rộng b Một nhịp Nhiều nhịp

Từ đó ta chọn được kích thước sơ bộ dầm chính – dầm phụ như sau:

Việc chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột theo được tính toán một cách gần đúng theo công thức sau: t o b

Hình 3 2 Mặt bằng định vị cột

Cột Tầng hầm-3 Tầng 4-8 Tầng 9-13 Tầng 14 - Mái

Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chủ yếu của nhà cao tầng Để tránh bị mất ổn định ngang, bề dày bụng vách cứng thỏa mãn: w t

Với ht là chiều cao tầng (3.3m)

Chọn bề dày vách lõi thang: o Vách lớn: 300mm o Vách nhỏ: 200mm

Chọn bề dày vách biên: 300mm

3.2.2 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 tải trọng có thể xuất hiện hoặc không xuất hiện trong một giai đoạn nào đó 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

Xem chi tiết: [Mục 2.1 Chương 2]

3.2.3 Nội lực sàn tầng điển hình Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính toán

Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải

Các bước tính toán trong SAFE:

Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE (xuất sàn tầng điển hình từ phần mềm ETABS)

Hình 3 3 Mô hình mặt bằng sàn trong SAFE V12 Phân tích mô hình ta được kết quả nội lực

Hình 3 4 Biểu đồ Momen sàn theo phương Y

Hình 3 5 Biểu đồ Momen sàn theo phương X

3.2.4 Tính toán kiểm tra độ võng của sàn

 Sự xuất hiện của vết nứt trong bêtông khi chịu lực, dẫn tới giảm độ cứng tiết diện và làm tăng độ võng

Để đảm bảo sự làm việc dài hạn của kết cấu bê tông cốt thép (BTCT), cần xem xét các yếu tố như biến dạng và co ngót, cũng như tác động lâu dài của các loại tải trọng Theo tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2112, độ võng toàn phần được tính bằng công thức: f = f1 - f2 + f3.

Trong đó: o f1: Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng o f2: Tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn o f3: Tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

 Kể đến tác dụng dài hạn: dùng hai đặc trưng là Creep Coefficient (CR) cho từ biến và Shrinkage Strain (SH) cho co ngót

Đồ án tính toán theo Eurocode 2 có thể được thực hiện dựa trên nhiều tiêu chuẩn khác nhau, với các điều kiện cụ thể như thời gian dài hạn, nhiệt độ và độ ẩm môi trường phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.

 Hệ số từ biến của bê tông (CR=1.7) và Hệ số co ngót (SH=0.0003)

The load cases are categorized into short-term (Sh) and long-term (Lt) scenarios For short-term cases, Sh1 represents a nonlinear cracked condition with a zero initial state, while Sh2 continues from the state of Sh1, incorporating both TTS and TTTX Sh3-1 follows Sh2, maintaining a nonlinear cracked condition at full HT, and Sh3-2 reduces this to 0.3*HT In the long-term cases, Lt1 mirrors Sh1 with a nonlinear cracked condition and zero initial state, while Lt2 continues from Lt1's state, combining TTS and TTTX Lastly, Lt3 reflects a nonlinear cracked condition at 0.3*HT, continuing from Lt2's state.

 Như vậy, các tổ hợp theo TCXDVN sẽ là: f1 = Sh3-1, f2 = Sh3-2, f3 = Lt3

Hình 3 6 Độ võng dài hạn của sàn

Hình 3 7 Độ võng ngắn hạn của sàn

 Độ võng ngắn hạn: 10.674mm   f L 8000 32mm

 Độ võng dài hạn: 24.658mm   f L 8000 32mm

Kết quả kiểm tra đánh giá độ võng ngắn hạn và độ võng dài hạn đều đạt yêu cầu, cho thấy phương án bố trí hệ kết cấu là hợp lý.

3.2.5 Tính toán và bố trí cốt thép ξR = 0.583, Chọn a = 25 mm → ho = 180 - 25 = 155mm Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s

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

17 àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1% àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa (2.32%)

Hình 3 8 Mặt bằng định vị ô sàn

Bố trí thép theo phương X

Bảng 3 3 Bố trí thép sàn theo phương X

Sàn M(kNm/m) As/m (mm²) μ% Bố trí

As chọn (mm²) d(mm) a(mm)

Bố trí thép theo phương Y

Bảng 3 4 Bố trí thép sàn theo phương Y

Sàn M(kNm/m) As/m (mm²) μ% Bố trí

As chọn (mm²) d(mm) a(mm)

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

MẶT BẰNG BỐ TRÍ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

 Cầu thang bộ tầng 2 đến tầng 18, nằm giữa trục B-C

Hình 4 1 Mặt bằng cầu thang

VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC SƠ BỘ BẢN THANG

Hình 4 2 Mặt cắt cầu thang

4.2 VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC SƠ BỘ BẢN THANG:

Số bậc Chiều cao tầng Kích thước bậc thang Độ dốc cầu thang n ht (m) hb (mm) lb (mm) cos α

Chiều cao mỗi đợt thang hd = 1650 mm

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang hs = 120 mm

TẢI TRỌNG CẦU THANG

4.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Hình 4 3 Cấu tạo bản thang

Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên:

Lớp đá hoa cương: td1

Lớp bậc thang: b td3 h cos 0.15 0.874

Bảng 4 2 Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 ) Đá hoa cương 24 0.02 0.027 1.10 0.72

Tĩnh tải do tay vịn cầu thang bằng sắt và gỗ: 0.3 kN/m 2

Tổng tĩnh tải: g tt = 6.34 + 0.3 = 6.64 kN/m 2

Hoạt tải: tt tc 2 2 p p cos n 300 0.874 1.2 314.64(daN / m ) 3.15(kN / m )   

Tổng tải: Tải tính toán trên 1m bản q1 = g tt + p tt = 6.64 + 3.15 = 9.79 ( kN/m)

4.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Cấu tạo bản chiếu nghỉ:

Hình 4 4 Cấu tạo bản chiếu nghỉ Bảng 4 3 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tĩnh tải Đá hoa cương 24 0.02 0.48 1.1 0.53

Lớp bê tông cốt thép 25 0.12 3 1.1 3.30

Hoạt tải Hoạt tải cầu thang 3 1.2 3.6

4.3.3 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới bằng tổng tĩnh tải và hoạt tải lên sàn điển hình

Bảng 4 4 Tải trọng tác dụng lên chiếu tới

Sàn BTCT đổ tại chỗ 25 120 3 1.1 3.3

Các lớp hoàn thiện sàn và trần

Hoạt tải Hoạt tải hành lang 3 1.3 3.9

TÍNH TOÁN BẢN CHIẾU TỚI, BẢN THANG VÀ BẢN CHIẾU NGHỈ

4.4.1 Sơ đồ tính bản chiếu tới

     bản kê bốn cạnh, với 3 cạnh liên kết với vách được xem là đầu ngàm và 1 cạnh liên kết với dầm chiếu tới là liên kết khớp d s h 300

Hình 4 5 Sơ đồ tính bản chiếu tới

4.4.2 Nội lực bản chiếu tới

Bảng 4 5 Giá trị mô men theo phương pháp tra bảng

4.4.3 Sơ đồ tính bản thang và bản chiếu nghỉ

Tại vị trí liên kết với dầm chiếu tới d s h 300

( 2.5 3) h 120    chọn liên kết khớp Tại vị trí liên kết vách  chọn đầu ngàm

Hình 4 6 Sơ đồ tính cầu thang

4.4.4 Nội lực bản thang và bản chiếu nghỉ

Hình 4 7 Nội lực cầu thang

4.4.5 Tính thép cho bản chiếu tới, bản thang và bản chiếu nghỉ

Tính thép bản chiếu tới

Thép cấu tạo theo phương ngang chọn 6a200 b R s min max

Bảng 4 6 Kết quả tính thép bản chiếu tới

Vị trí Môment ho b α m ξ As Chọn thép As

(Chọn) μ% (kN.m) (mm) (mm) (mm 2 ) Ф a (mm) (mm 2 )

Tính thép bản thang và bảng chiếu nghỉ

Chọn a = 20mm  h o   h a 120 20 100mm  b R s min max

Thép cấu tạo theo phương ngang chọn 6a200 n m 2 b b o

   Bảng 4 7 Kết quả tính thép cho bản thang và bản chiếu nghỉ

Vị trí Môment ho b α m ξ As Chọn thép As

(Chọn) μ% (kN.m) (mm) (mm) (mm 2 ) Ф a (mm) (mm 2 )

TÍNH TOÁN DẦM CHIẾU TỚI

 Tải trọng do bản thang truyền vào

 Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào

 Tải trọng bản thân dầm chiếu tới

Tải do bản thang truyền vào:

Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào:

4 9 Tải trọng do bản chiếu tới truyền vào

Tải trọng bản thân dầm chiếu tới:

Kích thước dầm chiếu tới: 200 x 300 (mm) q2 = 0.2 x 0.3 x 25 x 1.1 = 1.65 kN/m

Dùng sơ đồ dầm liên kết 2 đầu ngàm Nhịp tính toán L = 3.8m

Tải trọng do bản thang và trọng lượng bản thân dầm chiếu tới: Σq = q1 + q2 = 35.1 + 1.65 = 36.75 kN/m

Hình 4 8 Tải trọng bản thang truyền vào dầm

Hình 4 10 Sơ đồ tính dầm chiếu tới chịu tải trọng do bản thang và trọng lượng bản thân dầm chiếu tới

Hình 4 11 Nội lực dầm chiếu tới

Chọn a = 40mm  h o   h a 300 40 260mm  b R s min max

Bảng 4 8 Kết quả tính thép dầm chiếu tới

Hình 4 12 Lực cắt dầm chiếu tới Lực cắt tính toán: Qmax = 78.21 (kN)

Khả năng chịu cắt của bê tông:

Qb < Qmax = 78.21 (kN)  Để an toàn ta cần phải bố trí cốt thép đai

Khoảng cách lớn nhất của cốt đai để đảm bảo không có khe nứt xiên:

    Với vựng gần gối tựa cách gối tựa một khoảng L/4 chọn cốt đai ỉ 6; n = 2; a = 150 (mm), cú Asw

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Vì Q = 86.55 > Qmax = 78.21 (kN) nên cốt đai đã chọn đủ lực cắt

Với các phần còn lại của cấu kiện chọn a = 200 (mm)

KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CẦU THANG

Hình 4 11 Độ võng đàn hồi của cầu thang

1.1.1 Kiểm tra độ võng của bản thang

Theo TCVN 5574-2012 độ võng của bản thang kiểm tra theo điều kiện f < fgh:

Với nhịp bản thang L = 3.16m < 5m f gh 1 L 3.16 0.016

Vậy với độ võng của bản thang từ Sap: f 0.00145f gh 0.000642 (m)

THIẾT KẾ KHUNG

MỞ ĐẦU

 Công trình CHUNG CƯ CAO CẤP LIBERTY gồm 16 tầng điển hình, 1 tầng hầm, 1 tầng bán hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng thượng

 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 nội lực sẽ được tính toán bằng phần mềm ETABS

Để thực hiện việc tính toán, bạn cần tuân theo các bước sau: đầu tiên, chọn sơ bộ kích thước; tiếp theo, tính toán tải trọng; sau đó, tổ hợp tải trọng; tiếp tục, sử dụng phần mềm ETABS để tính toán nội lực; cuối cùng, tiến hành tính toán thép cho hệ kết cấu tầng 17.

Hình 5 1 Mặt bằng cột, dầm, sàn tầng điển hình

 Công trình có tổng diện tích mặt bằng theo lưới cột là: S = a× b = 44× 28.1 = 1236.4 m  2

 Có tỉ số kích thước 2 cạnh i = b/a = 44/28.1 = 1.56 < 2

Khi lựa chọn giải pháp tính khung không gian cho kết cấu, điều này không chỉ tối ưu hóa khả năng làm việc của công trình mà còn đảm bảo sự phù hợp với các điều kiện thực tế.

 Mô hình hóa các cấu kiện như bản vẽ kiến trúc với các thuộc tính:

 Cột, dầm: khai báo phần tử thanh (Frame)

 Sàn, vách cứng: khai báo phần tử Shell

CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT, VÁCH

Xem chi tiết: [Mục 3.2.1 Chương 3]

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Xem chi tiết: [Mục 2.1 và 2.2 Chương 2]

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

 Công trình cao 60.3 (m) > 40 (m) nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

 Tải trọng gió bao gồm 2 thành phần:

 Thành phần tĩnh của gió

 Thành phần động của gió

 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:

Công thức tính tải trọng gió Wtc được xác định bằng Wtc = Wo × k × c, trong đó Wo là 0.83 kN/m² Dự án xây dựng tại Tp Hồ Chí Minh thuộc khu vực II-A, với ảnh hưởng gió bão được đánh giá là yếu Hệ số kz phản ánh sự thay đổi áp lực gió theo độ cao được lấy từ bảng 5, TCVN 2737:1995 Hệ số khí động c cho mặt đón gió là +0.8 và mặt hút gió là -0.6, tổng hệ số cho cả hai mặt là c = 1.4 Cuối cùng, hệ số độ tin cậy của tải trọng gió được xác định là γ = 1.2.

Tải trọng gió tĩnh được chuyển đổi thành lực tập trung tại các cao trình sàn, với lực này được đặt tại tâm cứng của mỗi tầng Cụ thể, Wtcx đại diện cho lực gió tiêu chuẩn theo phương X, trong khi Wtcy là lực gió tiêu chuẩn theo phương Y Lực gió được tính bằng cách nhân áp lực gió với diện tích đón gió.

Bảng 5 1 Giá trị tính toán gió tĩnh theo phương X và phương Y

Tên Tầng Chiều cao tầng

Cao độ (m) Hệ số k Kích thước công trình(m)

Giá trị tính toán thành phần gió tĩnh

Phương X Phương Y Fx (kN) Fy (kN)

Với chiều cao 60.3 m, công trình vượt quá 40 m, do đó cần xem xét thành phần động của tải gió Để xác định thành phần động này, việc tính toán tần số dao động riêng của công trình là rất quan trọng.

 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

 Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn có 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 thể coi như không đổi

 Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

Giá trị khối lượng tập trung được xác định bằng tổng trọng lượng của kết cấu, tải trọng từ các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải phân bố đều trên sàn Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999, có thể áp dụng hệ số chiết giảm cho hoạt tải, với hệ số chiết giảm được lấy là 0.5 theo bảng 1 trong TCXD 229:1999.

Hình 5 2 Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình

Việc xác định tần số dao động riêng của một công trình nhiều tầng là một quá trình phức tạp, do đó cần sử dụng phần mềm máy tính để hỗ trợ Trong đồ án này, phần mềm ETABS được áp dụng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình.

Hình 5 3 Mô hình 3D của công trình bằng ETABS

Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học

Hình 5 4 Sơ đồ các bước tính toán gió động lên công trình

Theo TCXD 229:1999, việc tính toán thành phần động của tải trọng gió chỉ yêu cầu xác định với dạng dao động đầu tiên Tần số dao động riêng cơ bản thứ s cần thỏa mãn bất đẳng thức: s L s 1 f < f < f s +.

Theo bảng 2 TCXD 229:1999, giá trị fL cho kết cấu bê tông cốt thép với δ = 0.3 là fL = 1.3 Hz Cột và vách được kết nối chặt chẽ với móng.

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

Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình bằng cách: Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát với 12 mode dao động của công trình

Bảng 5 2 Kết quả phân tích mode dao động

Mode Chu kỳ Tần số UX UY RZ

Bước 2: Công trình này được tính với 2 mode dao động 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, cần xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có đơn vị là lực Giá trị này được xác định theo công thức cụ thể, giúp đảm bảo độ chính xác trong các tính toán liên quan đến thiết kế và an toàn công trình.

W W S (Công thức 4.6 TCXD 229-1999) Trong đó:

W j là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình

Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là  j, được xác định ở độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình và không có thứ nguyên Các giá trị của  j được tham khảo từ bảng 3 trong TCXD 229:1999.

S j là diện tích đón gió của phần j của công trình, được tính như sau:

  với h h j , j  1 , B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió phản ánh các dạng dao động khác nhau của công trình và không có thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất, hệ số này được lấy bằng 1, trong khi đối với các dạng dao động còn lại, hệ số cũng được xác định là 1.

Giá trị  1 được lấy theo bảng 4, TCXD 229:1999, phụ thuộc vào 2 tham số  và  Tra bảng 5, TCXD 229:1999

Xác định các hệ số: n ji Fj j 1 i n

Y ji là giá trị chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j theo dạng dao động i, không có đơn vị Giá trị này được xác định thông qua phần mềm Etabs.

M j : Khối lượng tập trung phần công trình thứ j, (T) Kết quả được tính bởi 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

 là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

W 0 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (N m/ 2 ) f i là tần số dao động riêng thứ 1 (Hz)

Bước 4: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió: p( ji) j i i ji

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 tt p( ji) p( ji)

  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

Bảng 5 3 Giá trị tính toán gió động theo phương X (Mode 2)

Tên Tầng Cao độ ε 1 ξ 1 Ψ 1 x 1 W pj 1 Giá trị tính toán thành phần gió động

Bảng 5 4 Giá trị tính toán gió động theo phương Y (Mode 1)

Tên Tầng Cao độ ε 1 ξ 1 Ψ 1 y 1 W pj 1

Giá trị tính toán thành phần gió động

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 tảitrọng tổng hợp của 2 thành phần tĩnh và động

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

Xi là một yếu tố quan trọng trong việc phân tích tác động của tải trọng gió, bao gồm moment uốn, lực cắt, lực dọc và chuyển vị Những yếu tố này được tạo ra khi cấu trúc dao động ở dạng thứ i, với trọng tâm là thành phần động của tải trọng Số dạng dao động tính toán được ký hiệu là s, giúp xác định chính xác các tác động này.

Bảng 5.5 Kết quả tính gió

STT Tên Tầng Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động Tổ hợp gió

Fx (kN) Fy (kN) Fx (kN) Fy (kN) Fx (kN) Fy (kN)

Bảng 5 6 Chu kỳ và tần số dao động của công trình

Mode Chu kỳ T Tần số f

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 nằm trong khu vực có nguy cơ động đất đều phải được tính toán để đảm bảo khả năng chịu tải trọng 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

 Với chu kì T1 = 1.683744 Thỏa mãn yêu cầu phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

 Với TC = 0.6s (theo bảng 3.2 TCVN 9386-2012, ứng với loại đất nền C)

Trong đồ án này, tải trọng động đất sẽ được tính toán theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, theo điều 4.3.3.3 TCVN 9386: 2012 Việc tính toán này được thực hiện dựa trên TCVN 9386: 2012 và hỗ trợ từ phần mềm ETABS.

Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Bảng 5 8 Các trường hợp tải trọng

TT TẢI TRỌNG LOẠI SELF WEIGHT

1 TTBT DEAD 1.0 Tải trọng bản thân (phần mềm tự động tính toán)

2 TT SUPER DEAD 0.0 Tĩnh Tải

3 TTTX SUPER DEAD 0.0 Tải trọng tường xây

4 HT1 LIVE 0.0 Hoạt tải < 2 kN/m 3

5 HT2 LIVE 0.0 Hoạt tải > 2 kN/m 3

Gió phương X (bao gồm thành gió tĩnh và gió động)

Gió phương Y (bao gồm thành gió tĩnh và gió động)

7 DDX SEISMIC 0.0 Động đất theo phương X

8 DDY SEISMIC 0.0 Động đất theo phương Y

Bảng 5 9 Tổ hợp tải trọng

STT Combo Loại Tổ Hợp Tải Trọng Ý nghĩa

1 Combo01 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX + 1.3 HT1 +

Tổ hợp cơ bản 1 “1” Tĩnh tải + “1” Hoạt tải

2 Combo02 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX + 1.2 GIOX

3 Combo03 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX + 1.2 GIOY

4 Combo04 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX - 1.2 GIOX

5 Combo05 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX - 1.2 GIOY

6 Combo06 ADD 1.1 TTBT + 1.2 TT + 1.1 TTTX + 1.17 HT1

Tổ hợp cơ bản 2 “1” Tĩnh tải + “0.9” Các hoạt tải làm tăng nội lực

14 CombENVE ENVE Combo01, Combo02,…, Combo013 Tổ hợp bao

15 - - CombENVE Tổ hợp tính dầm

16 - - Combo01, Combo02, …, Combo13 Tổ hợp tính cột, vách

18 Combo14 ADD TTBT + TT + TTTX + 1 GIOX

Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh

19 Combo15 ADD TTBT + TT + TTTX + 1 GIOY

20 Combo16 ADD TTBT + TT + TTTX - 1 GIOX

21 Combo17 ADD TTBT + TT + TTTX - 1 GIOY

DRIFT ENVE Combo14, Combo15, Combo16, Combo17

Tổ hợp kiểm tra chuyển vị lệch tầng

23 - - Combo01, Combo2,…Combo13 Tổ hợp tính móng

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH

- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh nhà là 19.678mm

Theo TCVN 198 : 1997, kết cấu khung BTCT:

        Thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 -A

5.6.1 Kết quả nội lực dầm tầng điển hình

 Biểu đồ Moment dầm ở tầng điển hình với tổ hợp COMBAO(ENVE)

Hình 5 5 Biểu đồ Moment dầm tầng điển hình

5.6.2 Tính toán cốt thép dọc dầm

Cốt thép trong dầm được thiết kế dựa trên các cấu kiện chịu uốn, với dữ liệu được lấy từ ETABS, bao gồm biểu đồ mô men cho tất cả các tổ hợp.

Giả thuyết a = h / 10  ho = h – a Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s

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

46 àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy: àmin = 0.05% àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa, thường lấy: max R b R s s sc,u

 Áp dụng tính toán đoạn gối đầu dầm B22

Nội lực dầm: M3 = -624.096 (kN/m 2 ), bxh = 400x700 (mm)

Giả thiết: a = h / 10 = 700/10 = 70 mm  ho = h – a p0 – 70 = 630 mm

  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min s max o

Kết quả tính toán của các dầm còn lại trên mặt bằng điển hình:

Xem chi tiết: [Mục 2.2, Phụ lục 2]

5.6.3 Tính toán khả năng chịu cắt của dầm

 Tính toán thép đai cho cấu kiện dầm B22 có Qmax = 289.85 kN, tiết diện 400×700mm Khả năng chịu cắt của bê tông:

 Phải tớnh cốt đai cho dầm Chọn cốt đai ỉ8, bước đai s = 200 mm, số nhánh đai n = 2

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Nhận xét Q = 366.22 kN > Qmax = 289.85kN thỏa điều kiện về độ bền s s w1 b nE A 2 200000 50.3

Qbt 1.52 kN > Qmax = 289.85 kN  Cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt

 Bố trí cốt đai tương tự cho các dầm còn lại

5.6.4 Tính toán cốt đai gia cường giữa dầm phụ và dầm chính

Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, cần thiết phải sử dụng cốt đai gia cường hoặc cốt xiên (cốt V) để chịu tải trọng tập trung lớn Các cốt này được gọi là cốt treo, giúp gia tăng khả năng chịu lực cho kết cấu.

 Nếu dùng cốt đai gia cường thì cốt đai phải đặt dày, diện tích các lớp cốt treo cần thiết:

 Dùng cốt đai gia cường thì diện tích thép: tr 1

Trong đó: P 1      P G 1 P G G o (Với Go là trọng lượng bản thân của dầm chính)

 Số lượng cốt treo cần thiết ở mỗi phía của dầm phụ gối lên dầm chính là

Với: n-là số nhánh cốt đai; asw -là diện tích một nhánh cốt đai

 Trong đoạn đặt cốt đai gia cường, không cần đặt thêm cốt đai nào khác nữa

 Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường : b 1 h dc h dp

 Tuy nhiên, nếu lượng cốt đai gia cường nhiều, s < 50 mm, để đảm bảo thi công được, cho phép cốt đai gia cường được bố trí trong đoạn b2: b 2 b dp b 1 (H.b)

 Dùng cốt vai bò thì diện tích thép 1 bên:

Hình 5 6 Đoạn gia cường cốt treo tại vị trí dầm phụ gối lên dầm chính

Tại vị trí có cột, dầm phụ có thể gác lên dầm chính mà không cần cốt treo gia cường, vì toàn bộ tải trọng sẽ được truyền xuống cột, đảm bảo không gây hư hại cho dầm chính.

 Kiểm tra dầm chính B7 (300x600) với dầm phụ B6 (250x450):

Ta có lực truyền vào dầm chính là P = 46.14 (kN)

Dầm chính 300x600 có ho = 540 mm

Sử dụng cốt treo dạng đai với đường kớnh đai ỉ8 cú asw = 50.3 mm 2

Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính: s 3 o sw sw h 180

Trong đoạn đặt cốt đai gia cường, không cần đặt thêm cốt đai nào khác nữa Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường: b1 = hdc - hdp = 600 - 450 = 150 mm

Vậy bố trớ mỗi bờn 2ỉ8a50

Tính toán và bố trí tương tự cho các dầm còn lại

5.6.5 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

 Trong TCVN 9386:2012, theo giá trị gia tốc nền thiết kế a g   I gR a

 Động đất mạnh a g 0.08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn

 Động đất yếu 0.04ga g 0.08g, chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn đã được giảm

 Động đất rất yếu a g 0.04g, không cần thiết kế kháng chấn

 Cấu tạo kháng chấn cho dầm

Các vùng của dầm kháng chấn chính có chiều dài lên tới l cr = h w (với h w là chiều cao của dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột, cũng như từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong thiết kế chịu động đất, đều phải được xem là vùng giới hạn.

Trong các dầm kháng chấn chính, những vùng nằm trong phạm vi 2h w ở mỗi bên của các cấu kiện thẳng đứng không liên tục (bị cắt/ngắt) cần được xem xét như là vùng tới hạn.

Trong vùng nén của dầm, cần bố trí ít nhất một nửa lượng cốt thép so với vùng kéo, cùng với số lượng cốt thép nén cần thiết để kiểm tra trạng thái cực hạn trong thiết kế chịu động đất.

 Trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, phải được bố trí cốt đai thỏa mãn những điều kiện sau đây:

 Đường kính d bw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6

 Khoảng cách s của các vòng cốt đai (tính bằng mm) không được vượt quá:

 Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45 0 và với chiều dài móc là

Hình 5 7 Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm

5.6.6 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép

 Đoạn neo cốt thép lan s an an an an b l R d d

  Đồng thời đoạn neo cũng không được nhỏ hơn giá trị lan tối thiểu

Trong đó: o  an ,  an ,  an , lan tối thiểu tra bảng 36 TCVN 5574-2012

50 o d: đường kính cốt thép; Rs: cường độ tính toán của cốt thép o Rb: cường độ tính toán của bê tông

Chiều dài đoạn nối cốt thép: an an s an b l R ỉ

  và khụng nhỏ hơn l an   an ỉ

Chọn đoạn nối cốt thộp trong vựng kộo: lan = 40ỉ; vựng nộn: lan = 30ỉ

5.6.7 Tính toán cốt thép dọc cột

Việc tính toán cột nén lệch tâm xiên là một quá trình phức tạp và tốn thời gian, do đó, sinh viên thường áp dụng phương pháp tính gần đúng bằng cách chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để xác định cốt thép Phương pháp này được quy định trong các tiêu chuẩn như BS8110 và ACI318 Trong luận văn này, sinh viên đã tham khảo tài liệu "Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép" của GS Nguyễn Đình Cống.

Hình 5 8 Các lực tác dụng lên cột

 Độ lệch tâm tĩnh học x y

Trong đó o Mx – là moment theo phương trục X o My – là moment theo phương trục Y

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea theo mỗi phương a c

Trong đó: o lc – là chiều cao cột o h – là chiều cao tiết diện cột

 Trong tính toán dùng độ lệch tâm ban đầu eo ox 1x ax oy 1y ay e max(e , e ) e max(e , e )

 Dạng mất ổn định của cột: ox oy l l 0.7 l l l 0.7 l

Hệ số  phụ thuộc vào liên kết ở hai đầu cột, với giá trị  = 0.7 áp dụng cho khung nhiều tầng có từ hai nhịp trở lên, khi có liên kết cứng giữa dầm, cột và sàn đổ bê tông toàn khối.

 Hệ số uốn dọc theo từng phương:

 Bán kính quán tính của cột: x x y y i C 12 i C 12

 Độ mảnh theo 2 phương: x ox x oy y y l i l i

Nghiên cứu ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương khi độ mảnh lớn hơn 28 và loại bỏ khi độ mảnh nhỏ hơn 28 Hệ số ảnh hưởng uốn dọc được ký hiệu là cr.

1: Hệ số kể đến tác động dài hạn của tải trọng đến độ cong của cấu kiện l l

Lưu ý rằng nếu momen uốn do toàn bộ tải trọng (M) và momen uốn do tác động của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn (Ml) có dấu khác nhau, thì hệ số 1 sẽ được xác định như sau: Khi e o > 0.1h, hệ số  sẽ bằng l1.

11 được xác định như 1 nhưng lấy M = Na a – là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ chịu kéo (nén ít) do M , N l l gây ra

 e – hệ số lấy bằng eo/h, nhưng không nhỏ  e,min e,min o b

Tiết diện cột có cạnh C và kích thước C x y, với cốt thép được bố trí đều xung quanh Mật độ cốt thép có thể thay đổi giữa hai cạnh của tiết diện, đảm bảo tính chắc chắn và ổn định cho công trình.

 Tiết diện chịu lực nén N, moment uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, ta có: x1 x ox x x y1 y oy y y

Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị Mx1 và My1 so với kích thước các cạnh, chúng ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính toán theo phương X hoặc Y Các điều kiện và ký hiệu được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 5 9Điều kiện làm việc của cột

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

M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax + 0.2eay h = Cy; b = Cx

M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay + 0.2eax

 Hệ số điều kiện làm việc   b 1

 Giả thiết sơ bộ chiều dày a, tính được h 0   h a; Z h 2a  

 Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

 Hệ số chuyển đổi m 0 được xác định như sau:

 Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng):

 N , với kết cấu siêu tĩnh, theo TCVN 5574:2012

 Tính toán độ mảnh theo 2 phương:

  h dựa vào  để chia bài toán thành các trường hợp tính toán sau:

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé (LTRB) khi  0.3tính toán gần như nén đúng tâm:

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm  e :

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

Khi  14lấy  1.028 0.0000288   2 0.0016 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc A st : e b st e sc b

 (cốt thép được chọn đặt đều theo chu vi)

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé (LTB) khi

Xác định chiều cao vùng nén x: R R 2 0

  h Diện tích toàn bộ cốt thép dọc A st : b 0 st sc

 Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn (LTL) khi

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc A st :  1 0  st s

 Tính hàm lượng cốt thép s

 bh  , giá trị hợp lý   hl 1 3 %

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép:    max

 Kiểm tra lại giá trị a giả thiết sau khi chọn thép

 Tính toán ví dụ cột C5 tại tầng 4:

Bảng 5 10 Nội lực cột C1 tại tầng 4

Story Column Load Loc P(kN) M y (kN.m) M x (kN.m) L(m) Cx(cm) Cy(cm)

 Kích thước tiết diện cột 600x600

 Tính toán độ mảnh theo 2 phương

 Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc theo từng phương

 Độ lệch tâm theo từng phương: Cần xét đến độ lệch tâm ngẫu nhiên ea theo mỗi phương ax c

 Lúc này độ lệch tâm ban đầu ox 1x ax oy 1y ay e max(e , e ) 1.75cm e max(e , e ) 3.71cm

 Xét phương tính toán chính x1 x x1 y1 y1 x y y

 Vậy độ lệch tâm theo phương Y nhiều hơn

 Tính toán độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay e a e ax 0.2e ay 2.4 cm 

 Hệ số chuyển đổi h0 = h – a = 600 – 40 = 560 (mm) x 1 > h 0  m 0  0 4

 Xác định độ lệch tâm tính toán ban đầu e0 : Độ lệch tâm tĩnh học: e1 = M/N = (236.44/7300.35)100= 3.24 (cm) Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea = 2.4 (cm)

Hệ siêu tính  e0 = max (e1, ea) = 3.24 (cm)

 Độ mảnh theo 2 phương  max  x ; y   13.37

      Cột lệch tâm rất bé

 Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm

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

 Diện tích thép được tính theo công thức e 3 b e s 3 sc b

 Hàm lượng thép min s max

 Kết quả tính toán của các cột còn lại trên mặt bằng điển hình:

Xem chi tiết: [Mục 2.3, Phụ lục 2]

5.6.8 Tính toán cốt đai cho cột

 Tính toán thép đai cho cấu kiện cột C1 tầng 17

Bảng 5 11 Nội lực cột C1 tại tầng 17

 Khả năng chịu cắt của bê tông:

Qbt < Qmax = 244.27 kN  Chọn thộp đai 2 nhánh ỉ8a100 sw sw sw

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

Nhận xét Q = 545.66 kN > Qmax = 244.27 kN thỏa điều kiện về độ bền s s w1 b nE A 2 200000 50.3

Qbt 59.43 kN > Qmax = 244.27 kN  Cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt

5.6.9 Cấu tạo kháng chấn cho cột

 Tổng hàm lượng cốt thép dọc 1 không được nhỏ hơn 0.01 và không được vượt quá 0.04

Trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng

 Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép góc dọc theo mỗi mặt cột để đảm bảo tính toàn vẹn của nút dầm - cột

 Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ hai tiết diện đầu mút của cột kháng chấn chính phải được xem như là các vùng tới hạn

 Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, chiều dài của vùng tới hạn lcr (tính bằng m) có thể được tính toán từ biểu thức sau đây:

  cr c cl l max h ; l / 6; 0.45 Trong đó: hc là kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột (tính bằng m) lcl là chiều dài thông thủy của cột (tính bằng m)

Nếu tỷ lệ lcl / hc lớn hơn 3, toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính cần được coi là vùng tới hạn và phải được bố trí cốt thép theo quy định.

Trong các vùng tới hạn của cột kháng chấn chính, cốt đai kín và đai móc với đường kính tối thiểu 6 mm cần được bố trí với khoảng cách hợp lý để đảm bảo độ dẻo của kết cấu và ngăn ngừa sự mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc Hình dạng đai phải được thiết kế để tăng khả năng chịu lực của tiết diện ngang, nhờ vào ứng suất ba chiều do các vòng đai tạo ra Những điều kiện tối thiểu này được coi là thỏa mãn khi đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

 Khoảng cách s giữa các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá:

Kích thước tối thiểu của lõi bê tông, tính từ đường trục của cốt thép đai, được ký hiệu là bo và được tính bằng công thức bo = dbL / 2;175;8d Trong đó, dbL là đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc, được đo bằng đơn vị mm.

 Khoảng các giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau được cố định bằng cốt đai kín và đai móc không vượt quá 200 mm

 Đoạn neo và nối cốt thép cột tính tương tự như cấu kiện dầm đã nêu ở mục 5.6.6

5.6.10 Tính toán cốt thép dọc vách

Các phương pháp tính cốt thép dọc cho vách:

Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi:

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG

SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

 Theo kết quả khảo sát địa chất, từ cao trình tự nhiên đến chiều sâu hố khoan 51m

Bảng 6 1 Chỉ tiêu cơ lí các lớp đất

Lớp Chiều dày lớp Tên lớp đất Chỉ tiêu Giá trị tiêu chuẩn

Bụi cát màu xám đen, trạng thái chảy

Cát chứa sét màu xám xanh, trạng thái dẻo

Cát chứa bụi, sét màu vàng xám, trạng thái xốp đến chặt

Sét chứa cát màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng

Cát chứa bụi, sét màu vàng xám, trạng thái xốp đến chặt

Sét màu nâu hồng, trạng thái cứng

 Chiều sâu mực nước ngầm: 3m

PHƯƠNG ÁN MÓNG

Công trình có quy mô lớn với 2 tầng hầm và 18 tầng nổi, bao gồm 1 tầng trệt, 16 tầng điển hình và 1 tầng mái Với nhịp lớn 9m, phương án móng được lựa chọn là cọc khoan nhồi.

Cọc khoan nhồi là loại cọc đổ tại chỗ, chuyên dụng cho các công trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng và công nghiệp Tại thành phố Hồ Chí Minh, việc áp dụng cọc khoan nhồi trong xây dựng nhà cao tầng đã có nhiều tiến bộ, đặc biệt trong điều kiện xây chen Sau khi thi công, chất lượng cọc khoan nhồi thường được kiểm tra bằng các phương pháp như thí nghiệm nén tĩnh, siêu âm, đo sóng ứng suất và tia γ Cọc khoan nhồi có những ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thi công.

- Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng nghìn tấn

Phương pháp thi công không gây ra chấn động cho các công trình lân cận, rất phù hợp cho việc xây dựng chen chúc tại các đô thị lớn Giải pháp này khắc phục những nhược điểm của các loại cọc đóng khi thực hiện trong điều kiện đô thị đông đúc.

- Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc, hay mở rộng đáy cọc

- Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thường ít so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp)

- Có khả năng thi công cọc qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ hay qua các lớp cát dày mà không thể ép được

- Giá thành thường cao so với phương án móng cọc khác

- Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao

- Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc thường phức tạp nên gây tốn kém trong quá trình thực thi

Khối lượng bê tông có thể bị thất thoát trong quá trình thi công do thành hố khoan không đảm bảo và dễ bị sập Ngoài ra, việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông cũng có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng thi công cọc.

- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép

 Sơ bộ chọn cọc đặc có D = 0.8m

 Sơ bộ chiều cao đài cọc: hđài = 1.8 m

 Chọn đầu cọc đập vỡ 0.85 m và 0.15m cọc ngàm vào đài

 Chọn chiều dài cọc Lcọc = 41m

 Chiều dài của cọc nằm trong đất là: L = Lcoc – (0.85 + 0.15) = 41 – (0.85 + 0.15) = 40 m

 Cao độ đặt đài móng tính từ mặt đất tự nhiên là -7.8

 Chu vi tiết diện cọc: u = ×0.8 = 2.513 m

 Diện tích tiết diện ngang cọc: Ab = ×0.8 2 /4 = 0.502 m 2

 Cốt thép dọc 1625 có As = 0.00785 m 2

6.2.2 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi

Theo vật liệu làm cọc

 R vl      cb cb ' R A + R A b b sc st 

Hệ số điều kiện làm việc được quy định là cb = 0.85 theo mục 7.1.9 TCVN 10304 -2014 Hệ số ’cb = 0.7 được áp dụng để tính đến việc thi công cọc, cũng theo mục 7.1.9 TCVN 10304 -2014 Ngoài ra, hệ số  được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của lực uốn dọc.

Chiều dài làm việc của cọc được xác định theo Điều 7.1.8 TCVN 10304:2014, áp dụng cho mọi loại cọc Khi tính toán dựa trên cường độ vật liệu, cọc có thể được xem như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một khoảng l1, được xác định theo công thức: 1 o 2 l l.

Chiều dài đoạn cọc, ký hiệu là o lo, được tính từ đáy đài cao đến cao độ san nền Đối với cọc đài thấp, giá trị của o lo bằng 0 Hệ số biến dạng được ký hiệu là 5 p c b kb.

   (theo phụ lục A (TCVN 10304:2014) o c = 3: Hệ số làm việc o bp = 1 + d = 1.8 (m) (cọc có đường kính d ≥ 0.8) o Eb = 32.5×10 6 (kN/m 2 ), mô đun vật liệu làm cọc o I = 0.05×0.8 4 = 0.041 (m 4 ), moment quán tính tiết diện ngang cọc

 Xác định hệ số k, được tính trung bình qua các lớp đất (bảng A.1 TCVN 10304:2014)

Bảng 6 2 Hệ số tỉ lệ từng lớp đất

Lớp Tên lớp đất Chiều dày(m) I l k

2 Bụi cát màu xám đen, trạng thái chảy 1.1

3b Cát chứa sét màu xám xanh, trạng thái dẻo 2.4 0.58 7000

4 Cát chứa bụi, sét màu vàng xám, trạng thái xốp đến chặt 12.2 0.13 7000 4a Sét chứa cát màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng 1.9 0.22 12000

4 Cát chứa bụi, sét màu vàng xám, trạng thái xốp đến chặt 15.5 0.13 7000

5 Sét màu nâu hồng, trạng thái cứng 16.1 0 nên không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc

0: Hệ số điều kiện làm việc (bằng 1 đối với cọc đơn và bằng 1.15 với móng nhiều cọc)

n = 1.15: Hệ số tầm quan trọng công trình (mục 7.1.11 TCVN 103004:2014)

6.3.2 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước

- Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc :

Hình 6 4 Khối móng quy ước M1

- Kích thước khối móng quy ước:

Khối móng quy ước hình trụ tròn có bán kính:

- Trọng lượng khối móng quy ước :

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

+ Trọng lượng cọc và đài: coc daimong coc daimong bt

P P V V    4 40 0.503 25 3.678 4 1.8 25      2674.04 (kN) + Trọng lượng các lớp đất khối móng quy ước:

 Wqu Pcoc  daimong  dat 56761.76 (kN)

- Tải tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước: tt tc N 10385.36

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước: tc qu y tc x max 2

Trong đó: tc x x tc qu

 Bỏ qua ảnh hưởng của moment tc tc tc max min tb

- Khả năng chịu tải của nền dưới đáy khối móng quy ước (Theo mục 4.6.9, TCVN 9362 –

II tc qu II II II II 0 m m

Trong bài viết này, các hệ số quan trọng được đề cập bao gồm m1 và m2, lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền (m1 = 1.2) và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình (m2 = 1.0), theo Bảng 15 trong Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012 Hệ số độ tin cậy ktc được xác định theo Điều 4.6.11 TCVN 9362:2012 với giá trị ktc = 1 Đối với Bqu, giá trị quy đổi về bề rộng hình tròn được tính là Bqu = F = Rπ = 3.164m Cuối cùng, các hệ số không thứ nguyên A, B, D được lấy theo Bảng 14 TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát trong với giá trị II = 26.64, cụ thể là A = 0.88, B = 4.55 và D = 7.06.

 II o b: bề rộng móng o h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = 41.8 (m)

Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống được ký hiệu là II, với giá trị là 10 kN/m³ do lớp đất nằm dưới mực nước ngầm Ngược lại, dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên được ký hiệu là II’.

Giá trị lực dính đơn vị dưới đáy móng được xác định là c = 119.71 (kN/m²) Chiều sâu đến nền tầng hầm được tính bằng h0 = h – htđ, trong đó htđ là chiều sâu đặt móng từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm.

 h1: Chiều dày lớp đất phía trên đáy móng khối quy ước, h1 = 40 (m) h2: Chiều dày của kết cầu sàn tầng hầm, h2 = 0.2 (m);

kc: Trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, kc = 25 (kN/m 3 )

- Điều kiện: tc tc max II max II tc tc min min tc tc tb II tb II

 Nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điều kiện về ổn định

- Kiểm tra lún khối móng quy ước:

+ Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = 1m

+ Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện    bt i 5 i gl (vị trí ngừng tính lún) bt bt i i 1  ihi

+ k 0i tra Bảng C.1, TCVN 9362 – 2012, phụ thuộc vào tỉ số qu qu

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

+   0.8 : Hệ số không thứ nguyên

+ hi : Chiều dày lớp đất thứ i

+ Ei : Modul biến dạng của lớp đất thứ i

- Như vậy tại đáy móng, ta có: bt gl

→ Không cần tính lún cho móng

Hình 6 5 Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1

Với góc lan tỏa ứng suất 45%, tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ qua đầu cọc, cho thấy đài móng có độ cứng tuyệt đối, từ đó đảm bảo điều kiện chống xuyên thủng hiệu quả.

6.3.4 Thiết kế cốt thép cho đài móng M1 bằng phần mềm SAFE

- Sử dụng phần mềm SAFE để mô hình với hệ số Point Spring

Hình 6 6 Kết quả phản lực đầu cọc móng M1

 Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy

 Thỏa điều kiện cọc chịu nhổ.

Giá trị Pmax và Pmin từ mô hình và kết quả tính tay gần như tương đương, cho thấy mô hình trên phần mềm SAFE có thể được sử dụng hiệu quả để tính toán thép cho đài móng M1.

+ Thép lớp dưới: a gt 150 (mm), h 0   h a 1800 150 1650 (mm) 

+ Thép lớp trên: a gt 50 (mm), h 0   h a 1800 50 1750 (mm) 

- Áp dụng công thức tính toán: m 2 b o

- Hàm lượng cốt thép: Hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau: min max

- Nội lực để tính toán cốt thép cho đài móng được lấy từ các dải Strip chia trong mô hình

Bảng 6 10 Kết quả tính thép móng M1

Strip A s strip A s /1m Thép chọn A s chọn μ

CSA4 X trên -58.134 3.678 91.04 24.75 16 200 1005.31 0.031 CSA4 X dưới 4276.208 3.678 7193.09 1955.71 25 200 2454.37 0.126 CSB2 Y trên -103.959 4 162.91 44.29 16 200 1005.31 0.031 CSB2 Y dưới 3475.093 4 5575.06 1515.79 25 200 2454.37 0.126

TÍNH TOÁN MÓNG M2

6.4.1 Xác định số cọc và kích thước đài cọc

- Nội lực chân cột tại móng M2 theo bảng sau:

Bảng 6 11 Giá trị nội lực tính toán trong móng M2

Tổ hộp lực Combo N (kN) M X (kNm) M Y (kNm)

+ Do chưa tính trọng lượng đài cọc và khối đất đắp trên đài cũng như ảnh hưởng của hệ số nhóm, ta chọn số cọc là 4 cọc

- Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau: Khoảng cách giữa 2 tim cọc s = 3d = 2.4 m , khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = d = 0.8 m

- Bố trí cọc như hình vẽ:

Hình 6 8 Bố trí cọc khoan nhồi móng M2

Bảng 6.12 Tọa độ vị trí cọc trong móng M2

6.4.2 Kiểm tra điều kiện tải trọng tác dụng lên đầu cọc:

Trọng lượng của đài: W = V ×d d= 4× 4 1.8× 25 720 kN 

- Hoạt tải tầng hầm tác dụng lên đài: Q = 4 4 6    96 kN  

- Tải trọng đứng tác dụng tại đáy đài:

+ Tính giá trị Pmax, Pmin:

82 tt tt tt x max y max max,min 2 2 coc i i

Bảng 6.13 Kết quả tính Pmax – Pmin ở móng M2

Load N (kN) Mx (kN.m) My (kN.m) Pmax

Ta có Pmax = 4263.4 kN < 0 cd n

1.15   Thoả mãn điều kiện áp lực truyền xuống hàng cọc nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 3330.905 > 0 nên không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc

0: Hệ số điều kiện làm việc (bằng 1 đối với cọc đơn và bằng 1.15 với móng nhiều cọc)

n = 1.15: Hệ số tầm quan trọng công trình (mục 7.1.11 TCVN 103004:2014)

Bảng 6 14 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước

- Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua: o

+ i là góc ma sát trong từng lớp đất dày li mà cọc xuyên qua

+ li là bề dày đoạn cọc trong lớp đất i

- Trọng lượng khối móng quy ước:

Wqu = Pcọc + đài móng + Pđất

+Trọng lượng cọc và đài:

Pcọc + đài móng = [Vcọc + Vđài móng ]×bt

+Trọng lượng các lớp đất khối móng quy ước:

Pđất = Bqu×Lqu×Hqu×tb

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước: tt tc N

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước: tc qu y tc x max qu qu qu qu

      tc qu y tc x min qu qu qu qu

84 tc tc tc max min tb

- Khả năng chịu tải của nền dưới đáy khối móng quy ước

+ m1, m2 (Tra bảng 15) và ktc Mục 4.6.11

+ A, B, D tương ứng với  = 26.64 (tra Bảng 14, TCVN

II’ lần lượt là trị trung bình trọng lượng lớp đất nằm phía dưới đáy móng quy ước và trong chiều sâu đặt cọc

+ c là trị tính toán lực dính lớp đất nằm dưới đáy khối móng

+ Chiều sâu đến nền tầng hầm là h0 = h - htd m1 = 1.2, m2 = 1, ktc = 1

+ Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện    bt i 5 i gl (vị trí ngừng tính lún) bt bt i i 1  i h i

+  0.8: Hệ số không thứ nguyên

- Như vậy tại đáy móng, ta có: bt gl

→ Không cần tính lún cho móng

Với góc lan tỏa ứng suất 45%, tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ qua đầu cọc, cho thấy đài móng được xem là tuyệt đối cứng, từ đó đảm bảo điều kiện chống xuyên thủng hiệu quả.

6.4.5 Thiết kế cốt thép cho đài móng M2 bằng phần mềm SAFE

- Sử dụng phần mềm SAFE để mô hình với hệ số Point Spring

Hình 6 10 Kết quả phản lực đâu cọc móng M2

 Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy

 Thỏa điều kiện cọc chịu nhổ.

Giá trị Pmax và Pmin từ mô hình và kết quả tính tay gần như tương đương, cho thấy rằng mô hình trên phần mềm SAFE có thể được áp dụng hiệu quả để tính toán thép cho đài móng M2.

+ Thép lớp dưới: a gt 150 (mm), h 0   h a 1800 150 1650 (mm) 

+ Thép lớp trên: a gt 50 (mm), h 0   h a 1800 50 1750 (mm) 

- Hàm lượng cốt thép: Hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau:

Bảng 6 15 Kết quả tính thép móng M2 – Phương án cọc khoan nhồi

Strip A s strip A s /1m Thép chọn A s chọn μ

CSA1 X trên -63.213 4 103.69 25.92 16 200 1005.31 0.031 CSA1 X dưới 10101.84 4 17936.35 4484.08 25 100 4418 0.148 CSB4 Y trên -63.212 4 103.69 25.92 16 200 1005.31 0.031 CSB4 Y dưới 9933.044 4 17614.75 4403.69 25 100 4418 0.148

TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG

6.6.1 Xác định số lượng cọc và bố trí

Bảng 6 16 Giá trị nội lực tính toán trong móng MLT

Tổ hộp lực Combo N (kN) M X (kNm) M Y (kNm)

- Sơ bộ xác định số cọc như sau: n = 1.2 tt cd

+ Do chưa tính trọng lượng đài cọc và khối đất đắp trên đài cũng như ảnh hưởng của hệ số nhóm, ta chọn số cọc là 54 cọc

- Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau: Khoảng cách giữa 2 tim cọc s = 3d = 2.4 m , khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = d = 0.8 m

- Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:

Hình 6.13 Mặt bằng móng M4 (móng lõi thang)

6.6.2 Kiểm tra điều kiện tải trọng tác dụng lên đầu cọc

Do sự phức tạp trong bố trí cọc của đài móng lõi thang, việc tính toán và kiểm tra thủ công gặp nhiều khó khăn Tuy nhiên, độ tin cậy của mô hình phân tích đã được xác thực qua các mô hình đơn giản so sánh trước đó Do đó, việc tính toán móng lõi thang sẽ được thực hiện hiệu quả hơn với sự hỗ trợ của phần mềm SAFE V12.

 Sử dụng phần mềm SAFE V12 để mô hình với hệ số Point Spring k=P/S theo phụ lục B TCVN 10304-2014

Hình 6 14 Kết quả phản lực đầu cọc móng lõi thang

 Nhận xét: Pmax = 3125.2 (kN) < Rc,d = 4672.7 (kN)  Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy

Pmin = 2539.6 > 0  Thỏa điều kiện cọc chống nhổ

Bảng 6.17 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước

- Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

+ i là góc ma sát trong từng lớp đất dày li mà cọc xuyên qua

+ li là bề dày đoạn cọc trong lớp đất i o

- Trọng lượng khối móng quy ước:

Wqu = Pcọc + đài móng + Pđất

+Trọng lượng cọc và đài:

Pcọc + đài móng = [Vcọc + Vđài móng ]×bt

+Trọng lượng các lớp đất khối móng quy ước:

Pđất = Bqu×Lqu×Hqu×tb

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước: tt tc N

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước: tc qu y tc x max qu qu qu qu

      tc qu y tc x min qu qu qu qu

  tc tc tc max min tb

- Khả năng chịu tải của nền dưới đáy khối móng quy ước

+ m1, m2 (Tra bảng 15) và ktc Mục 4.6.11

+ A, B, D tương ứng với  = 26.64 (tra Bảng 14, TCVN

II’ lần lượt là trị trung bình trọng lượng lớp đất nằm phía dưới đáy móng quy ước và trong chiều sâu đặt cọc

+ c là trị tính toán lực dính lớp đất nằm dưới đáy khối móng m1 = 1.2, m2 = 1, ktc = 1

+ Chiều sâu đến nền tầng hầm là h0 = h - htd

+ Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện    bt i 5 i gl (vị trí ngừng tính lún) bt bt i i 1  i h i

+  0.8: Hệ số không thứ nguyên

Bảng 6 18 Bảng tính lún móng MLT

 Công thức chung xác định lực chống xuyên theo mục 6.2.5.4 TCVN 5574-2012 o cx bt m o

Fcx là lực chống xuyên thủng, trong khi hệ số  được xác định là 1 cho bê tông nặng, 0.85 cho bê tông hạt nhỏ và 0.8 cho bê tông nhẹ Cường độ chịu cắt của bê tông, ký hiệu là Rbt, được tính cho bê tông B30 với giá trị Rbt là 1.2 MPa Chu vi trung bình của mặt nghiêng xuyên thủng được ký hiệu là um, và chiều cao làm việc của đài được ký hiệu là ho Cuối cùng, chiều dài hình chiếu mặt bên của tháp xuyên thủng lên phương ngang được ký hiệu là C.

Với góc lan tỏa ứng suất 45%, tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ qua đầu cọc, cho thấy đài móng được coi là tuyệt đối cứng, từ đó đảm bảo điều kiện chống xuyên thủng hiệu quả.

6.6.5 Thiết kế cốt thép cho đài móng lõi thang MLT bằng phần mềm SAFE

- Hàm lượng cốt thép: Hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau: min max

- Nội lực để tính toán cốt thép cho đài móng được lấy từ các dải Strip trong mô hình

Hình 6 16 Moment theo phương layer A

Hình 6 17 Moment theo phương layer B

Bảng 6 19 Kết quả tính thép móng MLT – Phương án cọc khoan nhồi

MSA1 X dưới 22095.23 6.8 50226.337 5125.89 32 150 5348 0.412 MSB1 Y trên -3362.65 10.4 2724.66 261.98 16 200 1004 0.052 MSB1 Y dưới 36043.41 10.4 67004.78 5285.46 32 150 5348 0.412

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Cao Cấp Liberty
Tác giả	Trần Duy Phương
Người hướng dẫn	TS. Trần Tuấn Kiệt
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	171
Dung lượng	8,25 MB