TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Địa điểm xây dựng
Dự án nằm ở quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh, với vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, sẽ góp phần tạo nên điểm nhấn nổi bật, đồng thời mang lại sự hài hòa, hợp lý và hiện đại cho toàn bộ quy hoạch khu dân cư.
Công trình tọa lạc trên trục đường giao thông chính, thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và di chuyển ngoài công trình Hệ thống cấp điện và cấp nước trong khu vực đã được hoàn thiện, đáp ứng tốt nhu cầu cho công tác xây dựng.
Khu đất xây dựng có bề mặt phẳng, không tồn tại công trình cũ hay công trình ngầm dưới lòng đất, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công và bố trí tổng bình đồ.
Giải pháp kiến trúc
-Công trình gồm 16 tầng, trong đó có 2 tầng hầm Chiều cao tầng điển hình là 3.4m.
+Cao độ chuẩn 0.000m được chọn là cao độ mặt đất tự nhiên.
+Cao độ mặt sàn tầng hầm dưới cùng (hầm 2): -6.450m.
+Cao độ đỉnh công trình: +47.900m.
1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng.
+Hai tầng hầm: sử dụng cho việc bố trí các phòng kỹ thuật và đỗ xe.
+Tầng 1: gồm sảnh đón, các gian hàng mua sắm, các dịch vụ vui chơi giải trí… cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực.
+Tầng 2 – 13: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở.
+Tầng mái: bố trí các khối kỹ thuật và sân thượng.
Hình 1.1 Mặt bằng kiến trúc tầng 2-13
Tòa nhà nổi bật với thiết kế hiện đại, sử dụng cửa kính lớn và tường ngoài hoàn thiện bằng đá Granit đen Sự kết hợp hài hòa giữa các lam và đá Granit tạo nên vẻ chắc chắn, ấn tượng và đẳng cấp cho mặt đứng của công trình.
Hệ thống giao thông
Hệ thống giao thông đứng trong các tòa nhà được thiết kế thông qua thang máy và cầu thang bộ, nhằm tạo ra sự kết nối giữa các tầng và đảm bảo lối thoát hiểm an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố.
Diện tích cầu thang bộ được thiết kế để đảm bảo an toàn và thoát người nhanh chóng trong trường hợp có sự cố Cầu thang máy được đặt ở vị trí trung tâm, giúp thuận tiện cho việc di chuyển hàng ngày và đảm bảo khoảng cách an toàn để thoát người hiệu quả khi cần thiết.
Hệ thống hành lang nằm giữa khu vực thang đứng tại mỗi tầng giúp tối ưu hóa lưu thông ngang, tạo điều kiện thuận lợi cho cư dân di chuyển đến từng căn hộ một cách nhanh chóng Bên cạnh đó, sảnh và hiên cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối giao thông giữa các phòng trong mỗi căn hộ.
Giải pháp kỹ thuật
Công trình sử dụng điện từ hai nguồn: lưới điện Thành phố và máy phát điện 150kVA, cùng với máy biến áp, được lắp đặt dưới tầng hầm để giảm tiếng ồn và rung động Toàn bộ hệ thống điện được đi ngầm, lắp đặt đồng thời trong quá trình thi công Hệ thống cấp điện chính được đặt trong các hộp kỹ thuật ngầm trong tường, đảm bảo an toàn và không đi qua khu vực ẩm ướt, thuận tiện cho việc sửa chữa Mỗi tầng đều có hệ thống an toàn điện, bao gồm hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A, được bố trí theo tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ.
Nguồn nước cấp được lựa chọn là nguồn nước chung cho toàn thành phố, đã được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng nước của người dân, đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn cho nguồn nước.
Nước sinh hoạt và chữa cháy được dự trữ trong bể ngầm và bồn chứa máy nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước trong trường hợp hệ thống nước máy của thành phố không đáp ứng hoặc trong các tình huống khẩn cấp.
Giải pháp thông gió nhân tạo (nhờ hệ thống máy điều hòa nhiệt độ) được ưu tiên sử dụng vì vấn đề ô nhiễm không khí của toàn khu vực.
Giải pháp chiếu sáng cho công trình được thiết kế riêng cho từng khu vực, dựa trên độ rọi cần thiết và yêu cầu về màu sắc Hệ thống đèn chiếu sáng ngoài trời và đèn hành lang được điều khiển tự động thông qua công tắc thời gian lập trình 24 giờ hoặc cảm biến chuyển động nhận diện người.
Các khu vực cần thang thoát hiểm được trang bị đèn thoát hiểm sử dụng bộ nguồn pin, đảm bảo ánh sáng khi mất điện Ngoài ra, quạt tăng áp được lắp đặt trong các buồng thang để tăng áp suất, ngăn chặn khói xâm nhập vào buồng thang trong trường hợp xảy ra cháy.
Kim chống sét phòng tia tiên đạo (chống sét chủ động) có bán kính phục vụ 220m được lựa chọn sử dụng Hệ thống cáp dẫn sét và các cọc tiếp đất được bố trí hợp lý dựa trên các tính toán cụ thể để đảm bảo hiệu quả tối ưu trong việc bảo vệ khỏi sét.
Lỗ mở thoát rác được bố trí ở gần cầu thang bộ ở mỗi tầng Rác thải được thu gom và đưa về bãi tập kết rác chung của khu vực.
TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu
2.2.1 Phương án hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng.
Sinh viên lựa chọn phương án kết cấu khung kết hợp vách và lõi cứng, một hệ thống kết cấu phát triển từ khung truyền thống Lõi cứng được làm bằng bê tông cốt thép, hình thành lõi kín tại khu vực thang máy và thang bộ, trong khi hệ thống khung được bố trí ở các khu vực khác Hai hệ thống khung và lõi được liên kết chặt chẽ thông qua hệ thống dầm - sàn, tạo nên sự ổn định và vững chắc cho công trình.
2.2.2 Phương án hệ kết cấu chịu lực theo phương ngang.
-Lựa chọn phương án sàn dựa trên các tiêu chí:
+Đáp ứng công năng sử dụng;
+Đảm bảo chất lượng kết cấu công trình;
+Độ võng thỏa mãn yêu cầu cho phép.
Lựa chọn phương án kết cấu sàn sườn.
2.2.3 Phương án móng và kết cấu phần ngầm.
-Chọn giải pháp móng: phương án móng cọc khoan nhồi và tường vây barrettes cho tầng hầm.
-Bê tông cấp độ bền B30:
+ Cường độ chịu nén tính toán
+ Cường độ chịu kéo tính toán
: γ = 25 kN/m 2 : R b = 17×10 3 kN/m 2 : Rbt = 1.2×103 kN/m2. : E b = 32.5×10 3 MPa.
- Cốt thộp loại AI (ỉ < 10mm)
+ Cường độ chịu kéo tính toán
+ Cường độ chịu nén tính toán
- Cốt thộp loại AIII (ỉ ≥ 10mm)
+ Cường độ chịu kéo tính toán
+ Cường độ chịu nén tính toán
2.2.5 Lớp bê tông bảo vệ.
Lớp bê tông bảo vệ cho các cấu kiện bê tông cốt thép được sử dụng như bảng dưới:
Bảng 2.1 Lớp bê tông bảo vệ cấu kiện bê tông cốt thép
2.2.6 Tiết diện các cấu kiện.
Cột là thành phần chịu lực chính trong kết cấu nhà cao tầng, đảm nhiệm tải trọng từ dầm và sàn, đồng thời chia sẻ một phần tải trọng ngang với hệ vách và lõi Diện tích tiết diện cột được xác định sơ bộ dựa trên các yếu tố thiết kế và tải trọng tác động.
+qi: tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn thứ i.
+Si : diện tích truyền tải xuống tầng thứ i.
+ n: số tấm sàn phía trên.
+k = 1.1 ÷ 1.5 – hệ số kể đến tải trọng ngang.
+Rb = 17 (MPa): cường độ chịu nén của bê tông B30.
Trong quá trình phân tích kiểm tra chu kỳ và chuyển vị đỉnh, cũng như nội lực phân phối trên các cấu kiện, việc điều chỉnh hợp lý là cần thiết Do đó, tiết diện cột được chọn sẽ phù hợp với yêu cầu thiết kế.
Bảng 2.2 Bảng tiết diện cột
Tầng Mái Tầng 13 Tầng 12 Tầng 11 Tầng 10 Tầng 9 Tầng 8 Tầng 7 Tầng 6 Tầng 5 Tầng 4 Tầng 3 Tầng 2 Tầng 1 Tầng hầm 1
Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo công thức kinh nghiệm nhằm mục đích giảm vòng lặp trong quá trình phân tích mô hình tính toán.
Trong quá trình phân tích kiểm tra chu kỳ và chuyển vị đỉnh, cũng như nội lực phân phối trên các cấu kiện, việc điều chỉnh hợp lý là cần thiết Do đó, tiết diện dầm được lựa chọn như sau:
- Chiều dày sàn sơ bộ: h = 0.8 á 1.4 ´ L = 0.8 á 1.4 ´ 9000 = (180 á 280) mm s
Sau khi thực hiện phân tích và tính toán sàn, như đã trình bày chi tiết trong Chương 4, chúng tôi đã kiểm tra các điều kiện cụ thể liên quan đến khả năng chịu lực và độ võng Kết quả cho thấy, chiều dày sàn được chọn là h_s = 150 mm.
+Từng vách nên có chiều dày chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên từng chiều cao của nó.
Các lỗ trên các vách không ảnh hưởng nhiều đến khả năng chịu tải của chúng, tuy nhiên cần có biện pháp cấu tạo để tăng cường độ bền cho khu vực xung quanh các lỗ này.
- Công trình có chiều cao tầng H max = 4.5 (m).
Chọn chiều dày vách là 300 mm.
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
Tải trọng đứng
3.1.1.1 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn.
Bảng 3.1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình
1 Bản thân kết cấu sàn
2 Các lớp hoàn thiện sàn
Tổng tĩnh tải (không kể
1 Bản thân kết cấu sàn
2 Các lớp hoàn thiện sàn
- Vữa lát nền + tạo dốc
Tổng tĩnh tải (không kể TLBT)
1 Bản thân kết cấu sàn
2 Các lớp hoàn thiện sàn
Tổng tĩnh tải (không kể
1 Bản thân kết cấu sàn
2 Các lớp hoàn thiện sàn
- Vữa lát nền + tạo dốc
Tổng tĩnh tải (không kể TLBT)
1 Bản thân kết cấu sàn
2 Các lớp hoàn thiện sàn
- Vữa lát nền + tạo dốc
Tổng tĩnh tải (không kể
TLBT) 3.1.1.2 Tải trọng tường xây.
-Trọng lượng bản thân của tường được xác định theo công thức: g t tc = b t × h t ×γ t g t tt = n × b t × h t × γ t
+n : Hệ số độ tin cậy.
+h t = h tầng – h sàn : Chiều cao của tường.
+ γ t : Trọng lượng riêng của tường xây gạch.
Bảng 3.6 Tải trọng tường xây
Hoạt tải phân bố trên sàn phụ thuộc vào loại công trình, loại phòng và mục đích sử dụng của phần công trình.
Bảng 3.7 Giá trị hoạt tải tác dụng lên công trình theo TCVN 2737 – 1995
7 Mái bằng có sử dụng
8 Mái bằng không có sử dụng
Tải trọng gió
-Tải trọng gió gồm có hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động:
+ Giá trị và phương tính toán của thành phần tĩnh tải trọng gió được xác định theo
TCVN 2737 – 1995 Tiêu chuẩn tải trọng và tác động.
Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Điều này đặc biệt quan trọng trong việc tính toán cho các công trình nhà nhiều tầng có chiều cao trên 40 m.
+Thành phần tĩnh là áp lực gió trung bình theo thời gian tác động lên công trình.
Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình được xác định bằng lực do xung của gió, dựa trên thành phần tĩnh của tải trọng gió, kết hợp với các hệ số phản ánh ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình.
-Công trình có chiều cao 47.9 m > 40 m do đó phải kể đến cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió.
3.3.1 Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió.
-Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió W j ở độ cao z j so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:
W k tc = W0 × k × c (mục 6.3 TCVN 2737 – 1995) Trong đó:
+ W 0 : Giá trị áp lực gió lấy theo phân vùng áp lực gió (phụ lục E, TCVN 2737
– 1995) Công trình xây dựng ở quận Bình Thạnh, Tp Hồ Chí Minh, thuộc vùng
II–A Áp lực gió: W 0 = 95 − 12 = 83( daN m 2 ) = 0.83( kN m 2 ) ;
Hệ số k(z j) được sử dụng để tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao z j, với mốc chuẩn là độ cao và dạng địa hình cần tính toán Trong trường hợp này, công trình thuộc dạng địa hình C, và hệ số k t(z) được xác định là 1.844.
+c: hệ số khí động, lấy theo bảng 6 TCVN 2737 – 1995, c = +0.8 với mặt đón gió, c = −0.6 với mặt khuất gió Hệ số khí động toàn phần: c = 0.8 + 0.6 = 1.4
+ Hệ số độ tin cậy của tải trọng gióγ = 1 2 ( tương ứng với thời gian sử dụng công trình giả định là 50 năm).
- Diện tích đón gió từng tầng được tính như sau:
Với h i, h i+1 tương ứng với chiều cao tầng thứ i và i+1.
Bi: Bề rộng đón gió của tầng thứ i theo từng phương Bề rộng đón gió tương đương của tầng điển hình theo phương X và phương Y là B
Kết quả tải trọng gió tĩnh quy về lực tập trung phương.
Bảng 3.8 Gió tĩnh tác dụng vào tâm sàn theo ph
3.3.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gió.
Phân tích dao động trong thiết kế nhà cao tầng được thực hiện thông qua phần mềm ETABS 2017, giúp xác định tần số và dạng dao động riêng của sơ đồ tính Việc sử dụng phần mềm chuyên dụng này cho phép các kỹ sư có được những kết quả chính xác và hiệu quả hơn trong quá trình thiết kế.
Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL được xác định từ bảng 2 TCXD 299 – 1999, phù hợp với vùng áp lực gió IIA Đối với các công trình bê tông cốt thép, độ giảm loga dao động của kết cấu được quy định là δ = 0.3.
3.2.2.1 Chu kỳ dao động và tần số dao động riêng.
-Phân tích động học với hệ số Mass Source: 100% “Tĩnh tải” + 50% “Hoạt tải”.
-Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát với 12 mode dao động của công trình.
Hình 3.1 Mô hình không gian công trình trong ETABS
Dựa trên kết quả tính toán từ chương trình ETABS, chúng tôi đã xác định được các tần số dao động riêng của công trình tương ứng với các dạng dao động như được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 3.9 Bảng giá trị chu kỳ và tần số dao động của từng mode dao động
Bảng 3.10 Bảng % khối lượng tham gia dao động theo các phương X, Y, Z
- Đánh giá dạng dao động công trình với những modal có fs < 1.3 Hz: Căn cứ vào kết quả ở trên, f 1 = 0.707 , f 2 = 0.761 , f 3 = 0.95 < f L =1.3
+Modal 1: UY: Dạng dao động thuần túy theo phương Y.
+Modal 2: UX: Dạng dao động thuần túy theo phương X.
+Modal 3: RZ: Dạng dao động xoắn thuần túy.
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên tầng thứ j, tương ứng với dạng dao động riêng thứ i, được xác định thông qua công thức cụ thể.
+W p(ji) : Lực, đơn vị là daN hay kN tùy thuộc đơn vị tính toán của W Fj trong công thức tính hệ số ψ i ;
+Mj : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j;
+ξ i : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên;
+y ji : Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên;
+ ψi : Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi.
3.3.2.2 Khối lượng, tâm cứng, tâm khối lượng của tầng công trình thứ j Mj.
Bảng A.3 Bảng khối lượng tầng, tâm khối lượng (Phụ lục A).
3.3.2.3 Xác định hệ số động lực ξ i
-Hệ số ξ i xác định phụ thuộc vào thông số ε i và độ giảm loga của dao động δ
-Thông số ε i được xác định theo công thức:
+γ : Hệ số tin cậy của tải trọng gió, γ = 1.2
+ W 0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (N/m 2 ).
+ f i : Tần số dao động riêng thứ i (Hz)
-Công trình bằng bê tông cốt thép δ = 0.3
- Hệ số động lực ξ i được xác định theo Hình 2 Đồ thị xác định hệ số động lực TCXD
Hình 3.2 Đồ thị xác định hệ số động lực ξ Chú thích:
1.Đường cong 1 – Sử dụng cho các công trình bê tông cốt thép và gạch đá kể cả công trình bằng khung thép có kết cấu bao che ( δ = 0.3 ).
2.Đường cong 2 – Sử dụng cho các công trình tháp, trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có bệ bằng bê tông cốt thép ( δ = 0.15 ).
Bảng 3.12 Giá trị hệ số động lực ξ
- Hệ số ψi được xác định theo công thức:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng 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 theo công thức cụ thể.
+ W j : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công trình.
+S j : Diện tích đón gió của phần j của công trình (m 2 ).
Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là ζ j, tại độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình, phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao z Đối với dạng địa hình C của công trình, công thức tính được xác định là z ( z ) = 0.684 ( z ) −0.14.
Hệ số tương quan không gian áp lực động do tải trọng gió gây ra cho các dạng dao động khác nhau của công trình được ký hiệu là υ Đối với dạng dao động thứ nhất, giá trị của υ được tra cứu từ bảng 4 và 5 trong TCXD 229 – 1999, trong khi với các dạng dao động còn lại, giá trị của υ được xác định là 1.
+ρ = D = 48 (m) ; χ = H = 47.85 (m) (Mặt đón gió zOx) υ1y = 0.652. +ρ = 0.4L = 15.2 (m); χ = H = 47.9 (m) (Mặt đón gió zOy) υ1x = 0.738.
-Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức sau:
WP( tt ji) = γ × β × WP( ji)
+γ : Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió, γ = 1.2.
+β : Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định của công trình, lấy β = 1 (thời gian sử dụng giả định 50 năm).
Bảng 3.13 Bảng giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương X ứng với modal 2
Bảng 3.14 Bảng giá trị thành phần động của tải trọng gió theo phương Y ứng với modal 1
3.3.3 Tổ hợp tải trọng gió.
-Theo mục 4.12 TCXD 229 – 1999 tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau: s
+X : Momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị.
+X t : Momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra.
+X đ : Momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra.
+S : Số dao động tính toán.
Bảng 3.15 Bảng tổng hợp tải trọng gió
Tải trọng động đất
3.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán. Động đất được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng.
Theo TCVN 9386 - 2012 về thiết kế công trình chịu động đất, có hai nhóm phương pháp chính để phân tích và tính toán động đất: phương pháp phân tích đàn hồi và phương pháp phân tích tuyến tính.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá 37 tính chất và phương pháp phân tích phi tuyến Sinh viên sẽ áp dụng phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính, cụ thể là phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động” cho các công trình.
3.4.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động.
Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà (4.3.3.1 – TCVN 9386 – 2012).
Khi xem xét số dạng dao động, cần đánh giá phản ứng của tất cả các dao động có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng tổng thể của công trình Do đó, cần đảm bảo rằng một trong hai điều kiện sau được đáp ứng.
+Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) được xét chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng kết cấu.
+Tất cả dạng dao động (mode) có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng lượng đều được xét đến.
B ướ c 1: Xác đị nh lo ạ i đấ t n ề n
- Có 7 loại đất nền: A, B, C, D, E, S1, S2 (3.1.2 – TCVN 9386 – 2012).
B ướ c 2: Xác đị nh t ỉ s ố a gR /g
- agR: Đỉnh gia tốc nền tham chiếu phụ thuộc địa điểm xây dựng công trình (Bảng phân vùng gia tốc nền – phụ lục I – TCVN 9386 – 2012).
B ướ c 3: Xác đị nh h ệ s ố t ầ m quan tr ọ ng γ 1
Mức độ tầm quan trọng của công trình được xác định bởi hệ số tầm quan trọng γ1, với các giá trị cụ thể là γ1 = 1.25, 1.00, và 0.75, tương ứng với các loại công trình I, II, và III theo quy định tại Phụ lục F và G của TCVN 9386 – 2012.
B ướ c 4: Xác đị nh giá tr ị gia t ố c đấ t n ề n thi ế t k ế a g
- Gia tốc đất nền thiết kế a g ứng với trạng thái cực hạn xác định như sau: ag= agR γ1
-Theo quy định của TCVN 9386 – 2012 :
+ a g >0.08g: động đất mạnh phải thiết kế kháng chấn.
+ 0.04g < a g < 0.08g: động đất yếu chỉ cần áp dụng các biện pháp cấu tạo kháng chấn.
+ a g < 0.04: không cần thiết kế kháng chấn.
B ướ c 5: Xác đị nh h ệ s ố ứ ng x ử q c ủ a k ế t c ấ u bê tông c ố t thép
Hệ khung hoặc hệ khung tương đương (hỗn hợp khung – vách), có thể xác định gần đúng như sau (cấp dẻo trung bình)
+q = 3.6 Nhà nhiều tầng, khung một nhịp.
+ q = 3.9 Nhà nhiều tầng, khung nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp tương đương khung.
B ướ c 6: Phân tích dao độ ng, tìm chu kì, t ầ n s ố , kh ố i l ượ ng tham gia dao độ ng c ủ a các d ạ ng dao độ ng
-Đối với phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, (H < 40m): có thể xác định bằng công thức gần đúng.
-Nếu nhà có H > 40m, hoặc dùng phương pháp phổ phản ứng: dùng phần mềm hỗ trợ.
B ướ c 7: Xây d ự ng ph ổ thi ế t k ế dùng cho phân tích đ àn h ồ i
- Phổ thiết kế đàn hồi theo phương nằm ngang.
+Đối với thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế không thứ nguyên
Sd(T) được xác định như sau:
+S d (T): Phổ phản ứng đàn hồi.
+T: Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do.
+a g : Gia tốc nền thiết kế.
Giới hạn dưới của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc được ký hiệu là TB, trong khi giới hạn trên tương ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc được ký hiệu là TC Ngoài ra, TD là giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng.
Bảng 3.16 Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi theo phương ngang
+β = 0.2: Hệ số ứng với cận dưới phổ thiết kế theo phương nằm ngang.
- Phổ thiết kế đàn hồi theo phương thẳng đứng.
Nếu gia tốc trọng lực (a vg) lớn hơn 0.25g (tương đương 2.5m/s²), cần chú ý đến thành phần thẳng đứng của tác động động đất Đối với thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất, cần áp dụng phổ thiết kế không thứ nguyên.
Sd(T) được xác định bằng các biểu thức sau:
+Sd(T): Phổ phản ứng đàn hồi.
+T: Chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do.
+ag: Gia tốc nền thiết kế.
+TB: Giới hạn dưới của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc.
+TC: Giới hạn trên của chu kì ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc.
+TD: Giá trị xác định điểm bắt đầu của phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng.
Bảng 3.17 Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi theo phương đứng a vg / a
B ướ c 8: T ổ h ợ p các d ạ ng dao độ ng c ầ n xét
+ Số dạng dao động cần xét là k.
Phản ứng của hai dạng dao động j và l được coi là phụ thuộc lẫn nhau khi các chu kỳ Tj và Tl đáp ứng điều kiện nhất định; ngược lại, nếu không thỏa mãn điều kiện này, chúng sẽ được xem là độc lập.
Khi các dao động thỏa mãn điều kiện độc lập tuyến tính trong khoảng 0.9 ≤ (Tj / Ti) ≤ 1.0, giá trị lớn nhất của nội lực và chuyển vị do tác động của động đất có thể được xác định bằng công thức E.
+E E : Hệ quả của tác động động đất đang xét (nội lực, chuyển vị…)
+ Ei: Giá trị của hệ quả tác động của động đất này do dạng dao động riêng thứ i gây ra
+K: Số dạng dao động cần xét.
- Tổ hợp các hệ quả của các thành phần tác động động đất:
+Tổ hợp thành phần nằm ngang của động đất được xác đinh theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình phương:
+ E Emax : Các giá trị hệ quả tác động lớn nhất do tác động đồng thời của các lực động đất ngang trong cả 2 phương chính gây ra.
+ E Edx và EEdy : Tương ứng là các giá trị hệ quả tác động do các lực động đất tác động theo phuong X-X và Y-Y gây ra.
Việc áp dụng phương pháp trên để tổng hợp các hệ quả từ các tải trọng khác nhau có thể dẫn đến các giá trị phản ứng thiên về an toàn Thực tế cho thấy, lực động đất tác động theo hai phương ngang vuông góc không phải lúc nào cũng đồng pha, điều này cần được xem xét theo tiêu chuẩn TCVN.
9386 – 2012 cho phép tổ hợp như sau:
-Khi có xét thêm thành phần tác động theo phương đứng, có thể sử dụng 3 tổ hợp sau để tính toán:
3.4.3 Phân tích dạng dao động.
-Sử dụng phần mềm ETABS 2017 để phân tích động học công trình.
+Hệ số Mass Source: 100% “Tĩnh tải” + 24% “Hoạt tải”.
+Lựa chọn phương pháp phân tích động đất phù hợp.
3.4.4 Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động.
3.4.4.1 Đặc trưng địa chất công trình.
- Căn cứ vào vị trí công trình tại Quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh Theo phụ lục H, TCVN 9386 – 2012:
+Vị trí: Quận Bình Thành, TP Hồ Chí Minh.
-Cấp động đất được xác định theo thang MSK – 64, Phụ lục I TCVN 9386 – 2012, công trình có cấp động đất là cấp VII.
-Căn cứ Bảng 3.1 “Các loại nền đất”, TCVN 9386 -2012 thì loại đất nền của công trình thuộc loại C.
-Căn cứ Bảng 3.2 “Giá trị các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi”, TCVN 9386
- Theo Phụ lục F “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng”, TCVN 9386 –
2012 thì công trình được xếp vào công trình cấp II.
- Ứng với công trình cấp I, theo Phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng”, TCVN
9386 – 2012, hệ số tầm quan trọng γ I =1.0
- Gia tốc nền thiết kế a g = a gR × γ I = 0.0853 × g × 1.00 = 0.0853 g ( m / s 2 )
+ Hệ số tầm quan trọng γ I =1.00 với công trình thuộc cấp II.
3.4.4.4 Hệ số ứng xử q đối với các tác động động đất theo phương nằm ngang
Theo TCVN 9386 – 2012, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q cần được tính toán cho từng phương trong thiết kế nhằm đảm bảo khả năng tiêu tán năng lượng Công thức tính là: q = q0 k w³1.5.
+ q 0 : Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, lấy bằng 3.0α u /α 1 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng.
+ kw: Hệ số phản ánh dạng phá hoại thường gặp trong hệ kết cấu có tường.
Hệ kết cấu chịu lực của công trình bao gồm khung nhiều tầng, nhiều nhịp và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung Từ hệ kết cấu này, chúng ta có thể xác định các yếu tố quan trọng liên quan đến tính ổn định và khả năng chịu tải của công trình.
+ k w =1.0 : Đối với hệ khung và hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung.
Tỷ số α u = 1.3 α1 α1 là giá trị cần thiết để điều chỉnh thiết kế chịu lực của các cấu kiện khi chịu tác động động đất theo phương nằm ngang, nhằm đảm bảo rằng các cấu kiện đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi các tác động khác không thay đổi Giá trị α u cũng chỉ ra rằng khi áp dụng vào thiết kế, nó sẽ tạo ra khớp dẻo trong một loại tiết diện đủ lớn để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể của kết cấu, trong khi các giá trị thiết kế khác vẫn giữ nguyên.
Hệ số α u có thể thu được từ phân tích phi tuyến tính tổng thể.
- Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình: q= q 0 × k w = 3× α u × k w = 3× 1.3× 1.0 3.9 α
-Hệ số tổ hợp dùng để thiết kế nhàψ2, i = 0.3 đối với Nhà loại A: Khu vực nhà ở, gia đình (Bảng 3.4 TCVN 9386 – 2012).
Hệ số tổ hợp ψE, i được sử dụng trong thiết kế nhà để tính toán các hệ quả tác động của động đất, với công thức i = ϕ × ψ2, i Trong đó, ϕ có giá trị 0.8 đối với nhà loại A, nơi các tầng được sử dụng đồng thời Cụ thể, yE, i được tính bằng 0.8 × 0.3, cho kết quả là 0.24, theo Bảng 4.2 trong TCVN 9386 – 2012.
3.4.4.6 Phổ thiết kế theo phương ngang.
- Phổ thiết kế không thứ nguyên S d (T i ) :
Bảng 3.18 Phổ thiết kế S(d) theo phương ngang
PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT KẾ
Hình 3.3 Phổ phản ứng thiết kế 3.4.4.7 Phổ thiết kế theo phương đứng.
Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xét đến khi a vg > 0.25g Công trình Morning Star được xây dựng tại quận Bình Thạnh với a vg
= 0.9 a g = 0.0853 g < 0.25g nên không cần xét đến thành phần đứng của tải trọng động đất.
Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng
3.5.1 Các trường hợp tải trọng.
Bảng 3.19 Bảng các trường hợp tải trọng
Bảng 3.20 Tổ hợp tải trọng
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Tải trọng tác dụng
Tải trọng tác dụng được trình bày cụ thể trong Chương 3 Tải trọng và tác động.
Tổ hợp tải trọng
Bảng 4.1 Các loại tải trọng sàn (Load Pattens)
4.2.2 Các trường hợp tải trọng.
Bảng 4.2 Các trường hợp tải trọng sàn (Load Cases)
-Các tổ hợp tải trọng dùng để kiểm tra chuyển vị và tính toán cốt thép sàn.
-Độ võng dài hạn của sàn f = f1 – f2 + f3 theo TCVN 5574 – 2012:
Bảng 4.3 Bảng tổ hợp tải trọng (Load Combinations)
COMBO CV NGAN HANCOMBO CV DAI HAN
Mô hình phân tích và tính toán
Sử dụng phầm mềm SAFE v12.3.1 để mô hình sàn và phân tích nội lực Mặt bằng tầng sàn điển hình.
4.3.1 Tải trọng tác dụng sàn.
Hình 4.1 Tĩnh tải hoàn thiện sàn Hình 4.2 Tải trọng tường xây tác dụng lên sàn
Hình 4.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn 4.3.2 Phân tích nội lực sàn.
Hình 4.4 Biểu đồ moment M11 Hình 4.5 Biểu đồ moment M22
Hình 4.6 Dãy strip sàn theo layer A Hình 4.7 Dãy strip sàn theo layer B
4.3.2.2 Kết quả nội lực theo dãy strip.
Hình 4.8 Moment theo dãy chia A
Hình 4.9 Moment theo dãy chia B
Hình 4.10 Dòng truyền ứng suất Mmax 4.3.3 Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn.
Hình 4.11 Chuyển vị sàn theo tải trọng ngắn hạn
-Theo TCVN 5574 – 2012 độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < [ fgh].
-Với nhịp lớn nhất ô bản trong khỏang 5m < L = 10m ≤ 10m Độ võng giới hạn, được nêu trong Bảng 4, TCVN 5574 – 2012 có giá trị [ fgh] = 25mm.
-Nhận xét: fmax = 8.024mm < [fgh] = 25mm
Sàn thỏa điều kiện võng
4.3.4 Tính toán cốt thép sàn
-Chiều cao làm việc hữu hiệu của sàn: h 0 = h − a = 150 −15 5 (mm)
- Áp dụng công thức tính toán: α m
-Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép tính toán được và hàm lượng cố thép bố trí phải thoả điều kiện sau: à min = 0.05% ≤ à ≤ à max
4.3.4.1 Kết quả tính toán cốt thép sàn.
Bảng 4.4 Bảng tính thép sàn theo dãy strip
4.3.4.2 Kiểm tra chuyển vị dài hạn.
Theo TCVN 5574 – 2012, mục 4.2.11, khi chịu tác động của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn, độ võng của dầm hoặc bản không được vượt quá 1/150 chiều dài nhịp.
-Độ võng giới hạn của sàn:
-Nhận xét: fmax = 24.69 mm < [fgh] = 66.67 mm
Sàn thỏa điều kiện võng.
Hình 4.13 Chuyển vị dài hạn của sàn 4.3.4.3 Kiểm tra khe nứt và độ võng của bản sàn.
-Đối với các vật liệu có tính từ biến cần phải kể đến sự gia tăng độ võng theo thời gian.
Bê tông dễ bị nứt ở vùng chịu kéo khi có tải trọng tác động, vì vậy khi tính toán độ võng của sàn, cần xem xét ảnh hưởng của sự hình thành vết nứt.
-Điều kiện hình thành vết nứt (mục 7.1.2.4, TCVN 5574 – 2012):
* Diện tích quy đổi vùng bê tông chịu nén:
- Moment kháng uốn quy đổi: W pl = 2( I bo + α I so +αI so' )
S bo h − x α = 2.0 ×10 5 - Với cốt thép AIII có
-Xem cốt thép chỉ kéo nén nên: A s ' = 0 ; h ' f = 0
-Bê tông B30 có: R b , ser = 22 MPa , R bt , ser =1.8 MPa
* Tính độ võng của bản sàn:
- Độ võng sàn có vết nứt trong vùng chịu kéo (TCVN 5574 – 2012):
1 là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn.
- Độ võng của sàn có vết nứt trong vùng chịu kéo tính theo công thức:
Trong đó: Độ cứng B có thể tính gần đúng như cấu kiện dầm tương đương có bề rộng 1m.
Đối với bê tông nặng, giá trị B ψ b là 0.9 và ψ s được tính bằng công thức (1.25 −ϕ 1s ×ϕ m ) với điều kiện ψ s ≤ 1 Hệ số ϕ 1s có giá trị 1.1 khi áp dụng cho cốt thép có gờ trong trường hợp tác dụng ngắn hạn, trong khi đó ϕ 1s giảm xuống còn 0.8 đối với cốt thép có gờ trong trường hợp tác dụng dài hạn Công thức tính j là j = R bt, ser × W pl m M tc.
* Kiểm tra bề rộng khe nứt:
-Điều kiện khống chế vết nứt (Mục 4.2.7, Bảng 2, TCVN 5574 – 2012): a crc ≤ [ a crc ]
Theo TCVN 5574 – 2012, bề rộng khe nứt được xác định trong mục 7.2.2 với các thông số như sau: đối với cấu kiện chịu uốn, giá trị c được đặt là δ = 1, trong khi đó c ϕ 1 = 1.0 cho tải trọng ngắn hạn và 1.2 cho tải trọng dài hạn Đối với cốt thép có gờ, h được xác định là 1, với hàm lượng cốt thép của tiết diện và d là đường kính của thanh thép Công thức tính ứng suất σ được biểu diễn qua M c A × z s.
5.1.1.C h ọ n s ơ bộ kích thước cấu kiện.
-Chiều cao tầng điển hình là 3.4 (m).
-Tổng số bậc thang: 22 bậc (11 bậc ở vế 1 và 11 bậc ở vế 2).
-Góc nghiêng của bản thang: 27 0
-Sơ bộ chọn chiều dày bản thang: δ b = (
5.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang.
Xét dãi bản có bề rộng là 1m để tính toán.
5.2.1.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng.
-Tĩnh tải các lớp cấu tạo được tính theo công thức: g 1 - Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên:
- Các lớp cấu tạo bản nghiêng:
Tổng (bỏ qua trọng lượng bản thân bản BTCT)
Chú thích: g - Trọng lượng riêng (kN/m 3 );δ - Chiều dày (mm); g tc - Tĩnh tải tiêu chuẩn
(kN/m 2 ); n – Hệ số vượt tải; g tt - Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 );
5.2.1.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ.
- Tĩnh tải các lớp cấu tạo được tính theo công thức: g 1
-Các lớp cấu tạo bản nghiêng:
Bảng 5.2 Tải trọng lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ
Tổng (bỏ qua trọng lượng bản thân bản BTCT)
- Hoạt tải theo TCVN 2737 – 1995 cho cầu thang là p tc = 3 ( kN / m 2 ) , hệ số vượt tải lấy bằng 1.2.
- Hoạt tải phân bố đều trên bản chiếu nghỉ: p cn tc = p tc b = 3 ( kN m)
- Hoạt tải tác dụng lên bản nghiêng theo phương thẳng đứng: p bn = p tc b cos α = 2.664 ( kN m)
5.3 Mô hình tính toán bản thang.
Mô hình trên phần mềm ETABS V17.0.1.
5.3.1 Sơ đồ tính kết cấu.
Bản thang thuộc loại bản chịu lực theo một phương Xem bản thang là dầm gãy khúc liên kết vào bản sàn và vách của lõi cầu thang.
Dựa vào điều kiện thi công vách đổ bê tông trước cầu thang và đảm bảo an toàn, sinh viên cần cắt một dải bản có bề rộng 1m và chiều cao bằng chiều dày bản thang Sơ đồ kết cấu bản thang sẽ được lựa chọn dựa trên các yếu tố này.
Hình 5.4 Sơ đồ tính bản thang 1 vế
Nhận xét: Sơ đồ tính hai về thang giống nhau nên ta tính một vế bố trí cho hai vế thang. 5.3.2 Tải trọng tác dụng.
-Tiết diện dầm gãy khúc: b = 1m, h = 0.15m.
Hình 5.5 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang
Hình 5.6 Hoạt tải tác dụng lên bản thang
Hình 5.7 Phản lực tại các gối
Hình 5.8 Nội lực (lực cắt) trong bản thang
Hình 5.9 Nội lực (moment) trong bản thang 5.3.4 Kiểm tra chuyển vị.
- Theo bảng 4, TCVN 5574 – 2012, giới hạn đồ võng [f u ] cho cầu thang có nhịp
Bản thang thỏa điều kiện độ võng.
Hình 5.10 Chuyển vị của bản thang
5.4 Tính toán cốt thép bản thang.
Bản thang chịu lực theo 1 phương, tính toán cốt thép cho bản 1m như cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn.
-Chọn lớp bê tông bảo vệ: a = 20 mm.
- Chiều cao làm việc hữu hiệu: h 0 = h − a = 150 − 20 0 (mm)
-Tính toán bản thang như dầm đặt cốt đơn:
- Kiểm tra hàm lượng thép theo công thức: s àmin = 0.05% ≤ à ≤ àmax
5.4.2 Kết quả tính toán cốt thép bản thang.
Bảng 5.3 Kết quả tính toán cốt thép bản thang
-Thộp theo phõn bố theo phương song song chiều rộng bản thang: Chọn ỉ8a200.
CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 – TRỤC
C 6.1 Kiểm tra các điều kiện sử dụng công trình.
6.1.1 Kiểm tra gia tốc đỉnh.
Gió tác động đến chuyển động của công trình thông qua các đại lượng vật lý như vận tốc và gia tốc, với các giá trị lớn nhất được xác định Chuyển động này tuân theo quy luật hình Sin, có tần số f gần như không đổi Khi pha dao động thay đổi, các đại lượng này liên quan đến hằng số 2π f, với công thức v = 2π fD và a = (2π f)²D.
-Giá trị tính toán của gia tốc cực đại sẽ tính như sau: a max = ω 2 f d max
+ f d max : Chuyển vị đỉnh lớn nhất do mode dao động đầu tiên gây ra (Mode1).
-Gia tốc giới hạn được quy định trong Mục 2.6.3, TCXD 198 – 1997:
Ta có:ω - Chuyển vị đỉnh khối lớn nhất: f = UX 2 + UY 2 = 0.0024 2 + 1.06 2 6 ( mm)
( mm / s 2 ) Thỏa điều kiện gia tốc đỉnh.
-Theo TCVN 198 – 1997, Nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật.
-Tỷ lệ moment gây lật do tải trọng ngang phải thỏa điều kiện:
Trong đó: M CL , M L là moment chống lật và moment gây lật của công trình.
-Công trình THE MORNING STAIR có:
Không cần kiểm tra lật cho công trình.
6.1.3 Kiểm tra chuyển vị đỉnh.
Theo TCVN 5574 – 2012, để đảm bảo an toàn cho kết cấu khung – vách của nhà cao tầng, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu phải được phân tích theo phương pháp đàn hồi và thỏa mãn điều kiện f < [ f ] = 750H.
Bảng 6.1 Tổ hợp kiểm tra chuyển vị đỉnh
6.1.4 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng.
-Theo TCVN 5574 – 2012, Bảng C.4, Phụ lục C quy định chuyển vị lệch tầng giới hạn có thể lấy bằng 1/500 chiều cao từng tầng.
Theo Mục 4.4.3.2 của TCVN 9386 – 2012, cần hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng trong các công trình Đối với những nhà có bộ phận phi kết cấu làm từ vật liệu giòn gắn vào kết cấu, yêu cầu đặt ra là d r ν ≤ 0.005h.
Chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng được xác định bằng công thức: d r = d re × q, trong đó d re là chuyển vị lệch tầng tính toán bằng phương pháp tuyến tính (ETABS) và q = 3.9 là hệ số ứng xử.
+ν = 0.4 : Hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng.
-Điều kiện hạn chế trong mọi trường hợp cụ thể thông thường như sau:
Tầng 12 Tầng 11 Tầng 10 Tầng 09 Tầng 08 Tầng 07 Tầng 06 Tầng 05 Tầng 04 Tầng 03 Tầng 02 Tầng 01
Kết luận: Chuyển vị lệch tầng đạt yêu cầu.
6.2 Tính toán – thiết kế hệ dầm tầng điển hình (Tầng 3). 6.2.1 Mặt bằng hệ dầm.
(Bản vẽ kèm theo thuyết minh)
Hình 6.1 Mặt bằng hệ dầm trong ETABS
Đối với dầm, chỉ cần tính toán thép dựa trên trường hợp có moment nội lực lớn nhất Từ kết quả giải nội lực trong ETABS v17.0.1, cần chọn trường hợp biểu đồ bao Việc tính toán sẽ được thực hiện tại 3 tiết diện nguy hiểm theo biểu đồ bao nội lực.
Hình 6.2 Biểm đồ moment dầm tầng điển hình (Tầng 3) ứng với tổ hợp bao
6.2.2.1 Quy đổi tên dầm giữa ETABS và bản vẽ.
Bảng 6.4 Bảng quy đổi tên dầm
Tên dầm trong b Dầm phươ
DX-8 sDX-9 DX-10 DX-11 DX-12 DX-13
6.2.2.2 Áp dụng tính toán cho 1 dầm B14.
Bảng 6.5 Bảng kết quả tính cốt thép cho dầm B14
6.2.2.2.1 Tính toán cốt thép chịu lực.
* Thép ch ị u moment nh ị p (Moment d ươ ng) M = 287.76 (kNm)
- Chiều cao làm việc hữu hiệu của dầm: h 0 = h − a = 600 − 60 = 540 (mm)
- Áp dụng công thức tính toán: α m x= 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.145 = 0.157
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: à à = 0.05% ≤ à min
Thỏa hàm lượng cốt thép.
-Tương tự, ta tính như moment dương, ta được kết quả bố trí
Bố trí cốt thép đạt yêu cầu.
6.2.2.2.2 Tính toán cốt đai cho dầm B14.
Lực cắt lớn nhất trong dầm Qmax = −271.80 (kN)
* Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông dầm:
Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt - Chọn thộp đai 2 nhỏnh ỉ8a150 cú: q sw = n R sw A sw = 2 × 175 × 10 −3 ×50.24
* Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:
Qbt + Q sw = 2 ϕ b2 R bt bh 0 2 q sw = 2 2 × 1.2 × 10 −3 × 400 × 540 2 × 0.1172 = 362.26 (kN)
Thỏa điều kiện về độ bền. ϕ w1 ϕb1 = 1 − 0.01× R b = 1 − 0.01×17 = 0.855
Cốt đai bố trí đủ khả năng chịu lực cắt.
Theo TCVN 9386 – 2012, yêu cầu kháng chấn được áp dụng trong phạm vi L/4 tính từ một dầm, nơi ta bố trí cốt đai Cốt đai được bố trí trong khoảng giữa dầm với kích thước ỉ8a200 Việc tính toán và bố trí cốt đai cần thực hiện tương tự như các dầm khác.
6.2.2.2.3 Kết quả tính toán cốt thép dầm tầng điển hình.
Bảng 6.6 Bảng kết quả tính toán thép dầm tầng điển hình (Tầng 2)
- Theo TCVN 9386 – 2012 (Mục 5.4.3.1.2), theo giá trị gia tốc nền thiết kế: a g = γ I a gR
+ Động đất mạnh a g ³ 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.
Các vùng của dầm kháng chấn chính có chiều dài lên tới l cr = hw, trong đó h w là chiều cao của dầm, tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột và từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong thiết kế chịu động đất, phải được coi là vùng giới hạn.
Trong các dầm kháng chấn chính, các cấu kiện thẳng đứng không liên tục (bị cắt/ngắt) cần được hỗ trợ Các vùng trong phạm vi 2hw ở mỗi phía của cấu kiện thẳng đứng được chống đỡ được xem là vùng tới hạn.
Trong vùng nén của dầm, cần bổ sung ít nhất một nửa lượng cốt thép so với vùng kéo, bên cạnh việc đảm bảo số lượng cốt thép nén cần thiết để kiểm tra trạng thái cực hạn trong thiết kế chịu động đất.
Trong các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, cần bố trí cốt đai với đường kính dbw của các thanh cốt đai không nhỏ hơn 6 mm Khoảng cách s giữa các vũng cốt đai phải tuân thủ giới hạn: s = min { hw / 4; 24dbw; 225; 8dBL }.
+ Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45o và với chiều dài móc là 10dbw
Hình 6.3 Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm
-Theo mục 2.8, a gR = 0.0853 > 0.08 , phải tính toán và cấu tạo kháng chấn cho dầm.
7.2.4 Neo và nối cốt thép.
-Theo mục 8.5, TCVN 5574 – 2012 và 5.6.2 Neo cốt thép, TCVN 9386 – 2012, Chiều dài đoạn neo hoặc nối cốt thép:
6.3 Tính toán – thiết kế cột khung trục 2, trục C.
6.3.1 Lý thuyết tính toán cốt thép dọc.
* Khái ni ệ m nén l ệ ch tâm xiên
Hình 6.4 Nội lực nén lệch tâm xiên
Có thể phân momen uốn M thành hai thành phần tác dụng trong hai mặt phẳng chứa trục Ox và Oy là Mx và My (Xem hình vẽ)
M x = M.cosα; M y = M.sinα Trường hợp khi tính toán nội lực đã xác định và tổ hợp riêng M x và M y theo hai phương thì momen tổng M là: M = M2x + M2y
Góc hợp bởi véctơ của mômen tổng M và trục Ox (góc α) được xác định bởi: tgα = M y o Mx
Cột chịu nén lệch tâm xiên thường gặp trong các khung khi xét sự làm việc của cột đồng thời chịu uốn theo hai phương.
