(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư phúc lộc thọ

TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

Nhu cầu xây dựng công trình

Trong bối cảnh hội nhập và công nghiệp hóa hiện đại hóa, nhu cầu nâng cao mức sống của người dân ngày càng trở nên cấp thiết Để đáp ứng các nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và vui chơi giải trí, việc phát triển các công trình nhà ở cao tầng là vô cùng quan trọng Căn hộ chung cư cao cấp Phúc Lộc Thọ ra đời nhằm phục vụ nhu cầu ở của người dân và đồng thời cải thiện bộ mặt đô thị, phản ánh sự phát triển của một quốc gia đang trên đà tiến bộ.

Địa điểm xây dựng công trình

Công trình tọa lạc tại phường Linh Trung, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh, sở hữu vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo nên điểm nhấn nổi bật và sự hài hòa hiện đại cho quy hoạch khu dân cư.

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

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

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

Giải pháp kiến trúc

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

− Mặt bằng công trình hình chữ nhật, chiều dài 42.4(m), chiều rộng 28.4(m) chiếm diện tích đất xây dựng là 1206.16(m 2 ).

Công trình bao gồm 13 tầng nổi và 1 tầng hầm, với cao độ ±0,00(m) được xác định tại mặt đất tự nhiên Mặt sàn tầng hầm nằm ở cao độ -2.60(m), trong khi mặt sàn tầng trệt ở cao độ +1.20(m).

− Chiều cao công trình là +51.6(m) tính từ cao độ mặt đất tự nhiên.

Tầng hầm chủ yếu được sử dụng làm chỗ đậu xe ôtô, bên cạnh đó còn có các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế và phòng quạt gió Hệ thống kỹ thuật bao gồm bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn.

− Tầng trệt đến tầng mái: dùng làm căn hộ cho thuê Mỗi căn hộ có 1 đến 2 phòng ngủ, 1 nhà bếp, 1 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và 1 phòng ăn.

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Hình 1.4 Mặt bằng tầng mái

Giải pháp mặt bằng đơn giản giúp tạo không gian rộng rãi cho các căn hộ, sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn để tổ chức không gian linh hoạt Điều này rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, đồng thời dễ dàng thay đổi trong tương lai.

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

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

Hệ thống giao thông trong tòa nhà bao gồm 02 thang bộ và 02 thang máy, được bố trí hợp lý với thang máy nằm ở trung tâm Các căn hộ xung quanh lõi phân cách bởi hành lang giúp khoảng cách di chuyển ngắn nhất, mang lại sự tiện lợi và thông thoáng cho cư dân.

Giải pháp kỹ thuật

Hệ thống tiếp nhận điện từ lưới điện chung của khu đô thị được đưa vào nhà qua phòng máy điện, từ đó điện được phân phối đến toàn bộ công trình qua mạng lưới điện nội bộ.

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

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

− Nước thải sau khi sử dụng được đưa vào khu vực xử lý, sau đó đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

− Bốn mặt của công trình đểu có hệ thống cửa sổ để lấy ánh sáng và rất thuận tiện trong việc thông gió công trình.

Công trình sử dụng tường ngăn bằng gạch rỗng để đảm bảo khả năng cách âm và cách nhiệt hiệu quả Dọc theo hành lang, các hộp chống cháy được bố trí với bình khí CO2 nhằm tăng cường an toàn Mỗi tầng đều được trang bị hai cầu thang, đảm bảo lối thoát hiểm an toàn cho mọi người trong trường hợp xảy ra cháy nổ.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được lắp đặt trên mái giúp giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế đặc biệt để đảm bảo an toàn tối đa.

Vật liệu sử dụng

Bảng 1.1 Vật liệu sử dụng

Bê tông lót Sàn Cầu thang Dầm Cột Vách Cọc khoan nhồi Móng

Bảng 1.2 Cốt thép sử dụng

Tiêu chuẩn thiết kế

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

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

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

– TCVN 229 - 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737 -

1995, NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

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

– TCXDVN 205 - 1998: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

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

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

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

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

– Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318 - 2002 (Dùng thiết kế )

– Tiêu chuẩn Anh BS 8110 - 1997 (Dùng thiết kế khung trong phần mềm ETABS )

Phần mềm thiết kế của nước ngoài

Chương trình, tiện ích tính toán

– VBA tính toán gió tĩnh và gió động

– VBA tính toán động đất

– VBA tính toán diện tích cốt thép cho dầm

– VBA tính toán diện tích cốt thép cho cột

– VBA tính toán diện tích cốt thép cho vách

– VBA tính toán diện tích cốt thép cho sàn sườn toàn khối

– VBA tính toán cho móng cọc nhồi

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

Tĩnh tải

2.1.1 Tải các lớp cấu tạo sàn

Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn căn hộ

Lớp Ceramic dày 1 cm Vữa lót dày 2cm Sàn BTCT dày 14cm Vữa trát dày 1.5cm Tải treo đường ống

Bảng 2.2 Tĩnh tải sàn vệ sinh

Lớp Ceramic dày 1cm Vữa lót dày 2cm Sàn BTCT dày 14cm Lớp chống thấm 3cm Vữa trát dày 1.5cm Tải treo đường ống

− Tải trọng tính toán của tường xây xác định dựa trên công thức: gt n t bt ht

 n là hệ số vượt tải, n = 1.1

 g t là tải trọng tường xây (kN/m)

  t là trọng lượng riêng của tường xây, t 18(kN/m 3 )

 b t là chiều dày tường xây (m)

 h t là chiều cao tường xây (m)

Hầm Hầm Điển hình Điển hình

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Điển hình

Hoạt tải

Theo TCVN 2937 - 1995, hệ số độ tin cậy cho tải trọng phân phối đều trên sàn và cầu thang được quy định là 1.3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 2 kN/m², và 1.2 khi tải trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 2 kN/m².

Tải trọng gió

Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính: tải trọng gió tĩnh và tải trọng gió động Sinh viên cần thực hiện việc tính toán tải trọng gió theo các tiêu chuẩn TCVN 2737 - 1995 và TCXD 229 - 1999.

2.3.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

– Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

 W là giá trị của áp lực gió (Bảng 4, TCVN 2737 - 1995)

 k là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao (Bảng 5, TCVN 2737 - 1995)

 c là hệ số khí động (Bảng 6, TCVN 2737 - 1995)

Giá trị tính toán của thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định bằng cách nhân giá trị tiêu chuẩn của nó với diện tích tiếp xúc với gió Sinh viên quy đổi tải trọng gió tĩnh thành lực tập trung tại các cao trình sàn, với lực này được đặt tại tâm cứng của mỗi tầng.

Bảng 2.5 Bảng kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X, phương Y

Kích thướ c sàn mỗi tầng

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió (kN/m 2 ) c = 0.8

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đỉnh mái 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 trệt

 Sinh viên quy định bề rộng đón gió theo phương X, Y lần lượt là chiều rộng, chiều dài của công trình

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió theo hai phương X và Y được xác định từ bảng tính, bao gồm tổng của giá trị tính toán thành phần tĩnh cho tải trọng gió đẩy và gió hút.

2.3.2 Thành phần động của tải trọng gió

– Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

 Sơ đồ tính toán là hệ thanh console 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 và tải trọng các lớp sàn hoạt tải 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 quy định là 0.5 trong bảng 1 của TCXD 229 - 1999.

Việc tính toán tần số dao động riêng của công trình nhiều tầng là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hỗ trợ từ các phần mềm chuyên dụng Trong đồ án này, phần mềm ETABS được sử dụng để thực hiện các phép tính cần thiết cho tần số dao động riêng của công trình.

Trong TCXD 229 - 1999, quy định rằng chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió tương ứng với dạng dao động đầu tiên Tần số dao động riêng cơ bản thứ s cần thỏa mãn bất đẳng thức: f s < f L < f s + 1.

Trong đó: f L được tra trong bảng 2 TCXD 229 - 1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta được f L = 1.3 Hz Cột và vách được ngàm với móng.

Gió động của công trình được phân tích theo hai phương X và Y, trong đó chỉ xem xét phương có chuyển vị lớn hơn Để tính toán thành phần động của gió, cần thực hiện các bước cụ thể.

 Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát mode dao động của công trình

Bảng 2.6 Kết quả mode dao động với Mass Source 1TT + 0.5HT

 Bước 2: Công trình này được tính với 2 mode dao động

Hình 2.2 Mô hình 3D ETABS – Tính toán thành phần động của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229 - 1999.

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió được tính toán chỉ dựa trên ảnh hưởng của xung vận tốc gió, với đơn vị đo là lực, theo Công thức 4.6 trong TCXD 229 - 1999.

Giá trị 1 được xác định theo Bảng 4 - TCXD 229 - 1999, phụ thuộc vào hai tham số  và  Để lấy được hai tham số này, hãy tham khảo Bảng 5 - TCXD 229 - 1999 (mặt ZOX) Các thông số D và H được xác định như hình dưới đây, trong đó mặt màu đen là mặt đón gió.

Hình 2.3 Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian vSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Xác định các hệ số chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j theo dạng dao động i, không thứ nguyên, thông qua phần mềm ETABS.

 Bước 3: Xác định hệ số động lực (i ) ứng với dạng dao động thứ i Dựa vào hệ sối và Đường số 1 - Hình 2 - TCXD 229 – 1999, ta có:

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

Wp(ji) Mjii yji (Công thức 4.3 - TCXD 229 - 1999)

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

Với: γ = 1.2 là hệ số tin cậy đối với tải trọng gió β = 1 là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 6, TCXD 229 - 1999, lấy 50 năm

2.3.3 Kết quả tính toán tải trọng gió

Bảng 2.7 Gió theo phương X Mode 1

Tên tầng Cao độ tầng y ij

Tải trọng động đất

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 thực hiện tính toán tải trọng động đất.

Theo TCVN 9386 - 2012, có hai phương pháp tính toán tải trọng động đất: phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động Trong đồ án này, tải trọng động đất sẽ được tính toán bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động theo Điều 4.3.3.3 của TCVN 9386 - 2012 Việc tính toán này được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn TCVN 9386 - 2012 và hỗ trợ từ phần mềm ETABS.

Bảng 2.11 Kết quả mode dao động với Mass Source 1TT + 0.24HT

2.4.1 Phổ phản ứng theo phương ngang

– Công trình xây dựng tại phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc loại nền đất C (theo Điều 3.1.2, Bảng 3.1, TCVN 9386 - 2012).

Bảng 2.12 Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi

 T B là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

 T C là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc

 T D là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng

Để xác định tỉ số a gR/g tại Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, ta có công thức a gR = 0.0727 × g, với g = 9.81, kết quả là a gR = 0.713 m/s² Đồng thời, hệ số tầm quan trọng được xác định là γ 1 = 1 theo Phụ lục E của TCVN 9386.

2012) ứng với công trình thuộc công trình phân loại cấp II.

– Xác định gia tốc nền đất thiết kế: a g = a gR × γ 1 = 0.713 × 1 = 0.713(m/s 2 )

Vì công trình nằm thuộc vùng động đất yếu, a g = 0.686(m/s 2 ) < 0.08g = 0.08 × 9.81 0.7848(m/s 2 ) nên nên cần thiết kế kháng chấn cho công trình.

Hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép phản ánh khả năng tiêu tán năng lượng (tính dẻo) của kết cấu Đối với hệ kết cấu hỗn hợp có vách cứng và đối xứng theo hai phương, giá trị của q được xác định là 3.9.

– Phổ phản ứng đàn hồi S d (T) của công trình được xác định qua Công thức 3.2 – 3.5, TCVN

Phổ phản ứng đàn hồi phương ngang

Hình 2.5 Biểu đồ dạng của phổ phản ứng đàn hồi

2.4.2 Phổ phản ứng theo phương đứng

Theo Điều 4.3.3.5.2 của TCVN 9386 - 2012, thành phần đứng của tải trọng động đất chỉ cần được xem xét khi a vg > 0.25g Trong trường hợp công trình tại Quận Thủ Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh, giá trị a vg được tính là 0.9ag, tương đương với 0.9 × 0.713 = 0.6417(m/s²), nhỏ hơn 0.25 × 9.81 = 2.452(m/s²).

→Không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng.

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chọn phương án thiết kế sàn

− Công trình áp dụng giải pháp sàn nhẹ không dầm NEVO.

Hình 3.1 Cấu tạo sàn hộp NEVO

− Ưu điểm khi sử dụng giải pháp sàn nhẹ không dầm NEVO:

Sàn không dầm cho phép thi công vượt nhịp lớn lên đến 20 mét, tạo ra không gian thông thoáng và giảm thiểu số lượng cột, móng, dầm Điều này mang lại sự linh hoạt trong việc bố trí công năng sử dụng.

Việc loại bỏ phần bê tông không làm việc của sàn giúp giảm đáng kể khối lượng, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu quả chịu lực và bền vững Điều này không chỉ giảm tải trọng xuống móng mà còn tiết kiệm chi phí đào đất.

Sàn sử dụng hộp NEVO được làm từ polypopylen, một vật liệu nhẹ và bền vững, mang lại khả năng kháng chấn cao Chất liệu này không hấp thụ nước và không giải phóng độ ẩm theo thời gian, giúp duy trì sự khô ráo và tiện nghi cho công trình Hơn nữa, polypopylen là nhựa tái chế, góp phần bảo vệ môi trường và thiên nhiên.

Sàn rỗng NEVO có độ dày lớn hơn so với sàn truyền thống, mang lại độ cứng cao hơn và giảm thiểu rung động Phần rỗng của sàn đóng vai trò như một lớp đệm không khí, giúp cải thiện khả năng cách âm giữa các tầng Đặc biệt, ở tầng mái, thiết kế rỗng cũng góp phần nâng cao khả năng cách nhiệt.

 Giảm trải trọng lên cột và móng, có thể giảm tiết diện cột, tiết kiệm nguyên vật liệu

Ngoài việc ứng dụng trong bê tông sàn, sản phẩm này còn thể hiện tính đa năng khi có thể kết hợp với tấm sàn tiền chế, móng bè và các phương án dự ứng lực cho những nhịp lớn, nhằm giảm tải trọng hiệu quả.

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

− Chọn chiều dày sàn sơ bộ theo công thức: hs L max

 L max là nhịp ô sàn theo phương lớn nhất, L max = 11200(mm)

Hộp Nautilus Evo H20 + 6 được thiết kế với bê tông lớp dưới dày 60mm và lớp trên dày 60mm, có chiều cao 200mm Kích thước tổng thể của hộp là 52 × 52 × 20cm, với khoảng cách giữa hai mép hộp (sườn dầm chìm) rộng 120mm.

Sàn hạ cốt có độ dày 270mm, sử dụng hộp Nautilus Evo H16 + 6, bao gồm lớp bê tông dưới dày 60mm, chiều cao hộp 160mm và lớp bê tông trên dày 50mm Kích thước hộp là 52 × 52 × 16cm, với khoảng cách giữa hai mép hộp (sườn dầm chìm) là 120mm.

Kích thước và tiết diện vách cần được chọn và bố trí sao cho có khả năng chịu tải trọng công trình, đặc biệt là tải trọng ngang như gió và động đất Đối với tất cả các vách trên mặt bằng và lõi cầu thang, chiều dày vách được chọn là 300 mm.

− Tiết diện dầm biên: chọn bề rộng dầm biên bằng bề rộng của tường b = 200(mm), chiều cao dầm biên lấy bằng bề dày sàn h = 320(mm) → b × h = 200 × 320(mm)

Mô hình sàn trên phần mềm SAFE

– Sử dụng phần mềm SAFE version 16.0.1 để mô hình, phân tích chuyển vị theo phương đứng của sàn, nội lực sàn và tính thép.

Hình 3.2 Mô hình sàn tầng điển hình bằng phần mềm SAFESVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Hình 3.3 Mô hình 3D sàn tầng điển hình bằng phần mềm SAFE

Khai báo các loại tải trọng

– Tải trọng tác dụng lên sàn được trình bày cụ thể trong Chương 2.

– Thông số đầu vào mô hình SAFE:

Bảng 3.1 Các thành phần tải trọng

Bảng 3.2 Các trường hợp tải trọng

Hình 3.4 Tải hoàn thiện tác dụng lên sàn

Hình 3.5 Hoạt tải tạm thời 1 (HT1)

Hình 3.6 Hoạt tải tạm thời 2 (HT2)

Hình 3.7 Tải trọng tường xâySVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Kết quả nội lực khi phân tích mô hình

Hình 3.8 Dãy strip theo phương X

Hình 3.9 Moment dãy strip theo phương XSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Hình 3.10 Dãy strip theo phương Y

Hình 3.11 Moment dãy strip theo phương Y

Hình 3.12 Dãy strip mũ cột theo phương X

Hình 3.13 Moment dãy strip mũ cột theo phương XSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Hình 3.14 Dãy strip mũ cột theo phương Y

Hình 3.15 Moment dãy strip mũ cột theo phương YSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Kiểm tra chuyển vị sàn

− Trong thiết kế, việc tính toán kiểm tra độ võng sàn trở thành yêu cầu cần thiết để đảm bảo tính kinh tế đối với các tình huống sau:

 Tải trọng lớn, rất hay gặp đối với các sàn nhà dân dụng (landscape tầng 1, sàn mái đỡ thiết bị cơ điện nặng,…)

− Tổ hợp tải trọng theo TTGH II biến dạng và chuyển vị:

Bảng 3.3 Các trường hợp tải trọng sàn chất tải theo giai đoạn

Ngắn hạn 2 Ngắn hạn 3 Ngắn hạn 4

Dài hạn 1 Dài hạn 2 Dài hạn 3

– Theo TCXDVN 356 - 2005, độ võng toàn phần f được tính như sau: f = f 1 – f 2 + f 3 (f 1 – f 2 là độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải ngắn hạn)

Trong bài viết này, chúng tôi đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến độ võng của kết cấu Cụ thể, f1 là độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng, được tính bằng công thức f1 = NH3 Tiếp theo, f2 đại diện cho độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, với f2 = NH4 Cuối cùng, f3 là độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn, được xác định bằng f3 = DH3.

Bảng 3.4 Tổ hợp tải trọng kiểm tra chuyển vị sàn

Theo TCVN 5574 - 2012, để kiểm tra độ võng của cấu kiện dạng sàn phẳng, cần đảm bảo rằng f max ≤ f gh Đối với nhịp lớn nhất trong bản là L = 11.2(m), vượt quá giới hạn 7.5(m), độ võng giới hạn được quy định trong bảng.

Hình 3.16 Độ võng dài hạn

→ Ta có: f DHmax = 38.07(mm) < f gh → Thỏa điều kiện chuyển vị sàn.

Hình 3.17 Độ võng ngắn hạnSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

→ Kiểm tra: f NHmax = 14.20(mm) < f gh → Thỏa điều kiện chuyển vị sàn.

Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn

Hình 3.18 Lực cắt lớn nhất của sàn tại vùng gần mũ cột – Khả năng chịu cắt của bê tông:

→ Khụng phải tớnh cốt đai cho dầm, bố trớ cốt đai theo cấu tạo Chọn ỉ8, khoảng cỏch bằng khoảng trọng tõm giữa 2 dầm chỡm → ỉ8a640(mm).

Hình 3.19 Chi tiết thép chống cắt sàn NEVO

Kiểm tra xuyên thủng sàn

– Tính toán xuyên thủng được tính tại vị trí cột có sàn mũ cột bao quanh.

− Theo Mục 6.2.5.4, TCVN 5574 - 2012, tính toán chọc thủng cho sàn không đặt cốt thép ngang được tiến hành theo điều kiện:

 F là lực nén thủng, lấy từ phần mềm SAFE

 α là hệ số, lấy α = 1 với bê tông nặng (công trình sử dụng bê tông B30)

Giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới của thép nén thủng được ký hiệu là u m, được xác định khi thép bị nén thủng trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện.

 Bê tông B30 có R bt = 1.2(MPa)

Hình 3.20 Các trường hợp kiểm tra xuyên thủng sàn

Hình 3.21 Phản lực tại vị trí mũ cột

Bảng 3.5 Bảng kiểm tra xuyên thủng

Tên Kích thước cột (cm)

– Vậy sàn thỏa mãn điều kiện không bị chọc thủng Bố trí thép chống cắt ở mũ cột theo cấu tạo Chọn ỉ10a200.

Hình 3.22 Chi tiết thép chống cắt mũ cột

Tính toán cốt thép sàn tầng điển hình

Bảng 3.6 Tổ hợp tải trọng tính toán cốt thép

– Chọn lớp bê tông bảo vệ sàn a = 30(mm) → h 0 = h – a = 320 – 30 = 290(mm)

Hàm lượng thép hợp lí:

– Kết quả tính thép được trình bày trong phần phụ lục.

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ CẦU THANG

Kích thước hình học cầu thang

Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng điển hình có chiều cao 3.6 mét, với tổng cộng 24 bậc thang Cầu thang được thiết kế theo dạng 2 vế, mỗi vế bao gồm 11 bậc thang.

– Chiều cao mỗi bậc thang: hb 24h t

– Góc nghiêng của bản thang so với mặt phẳng nằm ngang: tan h b 150

0.874 l b 245– Chọn sơ bộ chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ: h bt = h cn = 150(mm)

Tải trọng

Bảng 4.1 Bảng tải trọng tĩnh tải bản ngang cầu thang

Gạch Ceramic dày 2cmVữa lót dày 2cmBản BTCT dày 15cmLớp vữa trát dày 1.5cm

Tổng tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn

Bảng 4.2 Bảng tải trọng tĩnh tải bản nghiêng cầu thang

Mặt bậc đá Granite Vữa lót dày Bậc thang gạch Bản BTCT Lớp vữa trát Tổng tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn

– Hoạt tải lấy theo TCVN 2737 - 2995 cho cầu thang là q tc = 2(kN/m 2 ), hệ số vượt tải lấy bằng 1.2.

Sơ đồ tính và nội lực

– Quy đổi bản thang về thành dạng tải phân bố đều Cắt một dãy có bề rộng b = 1(m).

 Tĩnh tải bản nghiêng: q tc  b q tc  cosα 1 2.648 0.874 2.16(kN/m) bt

 Tĩnh tải bản ngang: q cn tc b q tc  1 1.03 1.03(kN/m) q bt tt b q tt  1 1.30 1.30(kN/m)

 Hoạt tải bản nghiêng: q tc bt b q tc  cosα 1 2 0.874 1.75(kN/m) q tt bt b q tt  cosα 1 1.2 2 0.874 2.10(kN/m)

 Hoạt tải bản ngang: q cn tc b q tc  1 2 2(kN/m) q bt tt b q tt  1 1.2 2 2.4(kN/m)

– Mô hình cầu thang trên phần mềm ETABS:

Hình 4.2 Tĩnh tải cầu thang

Hình 4.3 Hoạt tải cầu thang

Hình 4.4 Biểu đồ moment cầu thang

Hình 4.5 Biểu đồ lực cắt cầu thangSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Kiểm tra chuyển vị

– Theo Bảng 4, TCVN 5574 - 2012, độ võng của bản thang được kiểm tra theo điều kiện: f max < f gh , với cầu thang có nhịp 5(m) < L = 7.2(m) < 10(m) thì f gh = 25(mm)

– Chuyển vị của bản thang vế 1: f max = 3.218(mm)

– Ta có: f max < f gh nên bản thang thỏa điều kiện độ võng

Hình 4.6 Chuyển vị của bản thang vế 1

Tính toán cốt thép

– Chọn lớp bê tông bảo vệ cầu thang a = 15(mm), kích thước b = 1000(mm), h = 150(mm)

– Hàm lượng thép hợp lí: A s

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Thông số ban đầu

5.1.1 Kích thước hình học bể nước mái

Nhu cầu nước sinh hoạt cho chung cư được xác định theo tiêu chuẩn 120 lít/người/ngày Với cấu trúc 13 tầng và mỗi tầng có 8 căn hộ, trung bình mỗi căn hộ có 4 người, tổng số cư dân trong chung cư là 416 người (N = 4 × 8 × 13).

– Nước phục vụ cho cộng công và cứu hỏa lấy bằng 10% nhu cầu dùng nước sinh hoạt Lượng nước bình quân được tính theo công thức:

Trong đó: q i là tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (lít/ngày)

N là số người dân sống trong chung cư

– Lượng nước lớn nhất tính theo công thức:

8.1 – Công trình có 2 bể nước mái, mỗi bể có kích thước như nêu ở trên nên có dung tích:

V = n V = 2 42 = 84(m 3 ) – Ta có: h = 1.2(m) < 2a = 2 × 8.1 = 16.2(m) nên bể nước thuộc loại bể nước thấp

5.1.2 Cơ sở tính toán ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

– Tổng thể tích của bể nước mái thể hện trong bản vẽ kiến trúc là 84(m 3 ), bao gồm 2 bể, mỗi bể có dung tích là 42(m 3 ).

– Theo bản vẽ kiến trúc, bể nước có kích thước a = 8.1(m), b = 4.3(m), h = 1.2(m).

Việc tính toán kết cấu bể nước mái bao gồm việc xác định cốt thép và kiểm tra các điều kiện về vết nứt, mà không cần xem xét độ võng Theo phụ lục C của TCVN 5574 - 2012, điều C.2.4 quy định rằng "độ võng của các bộ phận kết cấu không cần phải hạn chế nếu chúng không nhìn thấy và bị khuất".

Các yêu cầu về vết nứt được quy định trong bảng 1 và bảng 2 của TCVN 5574 - 2012 nhằm đảm bảo an toàn cho cốt thép và hạn chế thấm cho kết cấu.

Tính toán kết cấu bể nước mái

5.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

– Chọn chiều dày bản nắp, bản đáy:

 Chiều dày sơ bộ của bản nắp: h n = 100(mm) Bản nắp được đổ toàn khối, kích thước lỗ thăm 1000 × 1000(mm)

 Chiều dày sơ bộ của bản đáy: h d = 200(mm)

– Chọn chiều dày thành bể: h t = 150(mm)

– Chọn tiết diện dầm, cột:

Bảng 5.2 Tĩnh tải sàn bản nắp

Lớp vữa láng tạo dốc Bản BTCT Lớp vữa trát Tổng

Bảng 5.3 Tĩnh tải sàn bản đáy

Lớp vữa lót Bản BTCT Lớp vữa trát Tổng

Lớp gạch men Lớp vữa lót Bản BTCT Lớp vữa trát Tổng

– Tải trọng bản thân bản thành quy đổi thành tải trọng phân bố (q) tác dụng lên dầm bản đáy trong mô hình SAP2000: q = 4.76 × 1.2 = 5.712(kN/m)

 Hoạt tải sửa chữa: p tt = p c × n = 0.75 × 1.3 = 0.975(kN/m 2 )

 Hoạt tải nước (áp lực nước): p n = γ n × h t × n p = 10 × 1.2 × 1.1 = 13.2(kN/m 2 )

– Tải trọng gió tác dụng lên thành bể xét hai trường hợp là gió đẩy và gió hút:

Giá trị áp lực gió W được xác định theo bản đồ phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính, cụ thể cho công trình xây dựng tại Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng áp lực gió IIA và địa hình B, với giá trị W 0 = 0.83 (kN/m²).

 k là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo Bảng 5, TCVN 2737 -

1995 Cao trình đỉnh bể nước 50.2(m), dạng địa hình B, nội suy ta có giá trị k = 1.343

 c là hệ số khí động, gió hút c h = 0.6, , gió đẩy c đ = 0.8

Bảng 5.5 Các trường hợp tải

Bảng 5.6 Tổ hợp tải trọng

Tính toán nội lực

– Sử dụng phần mềm SAP2000 để mô hình bể nước mái:

Hình 5.3 Mô hình 3D bể nước mái trên SAP2000SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Hình 5.4 Mô hình SAP bản nắp

Hình 5.5 Mô hình SAP bản đáy

Hình 5.6 Mô hình SAP bản thành

Hình 5.7 Moment dầm bản nắp và bản đáy

Tính toán cốt thép

– Các công thức tính toán:

– Hàm lượng cốt thép là:

 1.93 2 Bản nắp thuộc loại bản kê 4 cạnh

Hình 5.8 Sơ đồ tính nội lực bản nắp

Hình 5.9 Biểu đồ moment bản nắp trong phần mềm SAP2000

– Xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước, gió đẩy và gió hút.

 3.58 2 nên bản thành tính như bản loại dầm theo

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 phương cạnh ngắn h, cắt một dải có bề rộng b = 1(m) theo phương cạnh h để tính:

Hình 5.10 Sơ đồ tính nội lực bản thành

Hình 5.11 Biểu đồ moment bản thành trong phần mềm SAP2000

 1.93 2 Bản đáy thuộc loại bản kê 4 cạnh

Hình 5.12 Sơ đồ tính nội lực bản đáySVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Biểu đồ moment của bản đáy trong phần mềm SAP2000 được thể hiện trong Hình 5.13 Kết quả tính toán cho thép của bản nắp, bản thành, bản đáy, cũng như thép dầm và thép cột được trình bày chi tiết trong phần phụ lục.

Kiểm tra điều kiện

– Theo Bảng 4, TCVN 5574 - 2012, độ võng của bản nắp và bản đáy được kiểm tra theo điều kiện: f max < f gh , với bản sàn có nhịp 5(m) < L = 8.1(m) < 10(m) thì f gh = 25(mm)

Hình 5.14 Độ võng của bản nắp – Độ võng lớn nhất của bản nắp: f max = 2.3(mm)

– Ta có: f max < f gh nên bản nắp thỏa điều kiện độ võng

Hình 5.15 Độ võng của bản đáy – Độ võng lớn nhất của bản đáy: f max = 1.9(mm)

– Ta có: f max < f gh nên bản đáy thỏa điều kiện độ võng

Bể nước nứt, đặc biệt là ở bản đáy, là một vấn đề quan trọng cần được chú ý Việc kiểm tra nứt chỉ nên tập trung vào bản đáy bể Theo TCVN 5574 - 2012, cần tính toán để xác định sự hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc của cấu kiện (Mục 7).

Để tính toán các cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm và kéo lệch tâm, cần đảm bảo điều kiện M ≤ M crc, trong đó M crc là moment chống nứt của tiết diện vuông góc với trục dọc của cấu kiện khi vết nứt hình thành, được xác định theo công thức cụ thể.

5.5.2.2 Kiểm tra nứt cho bản đáy

 Bê tông B30: R b,ser = 22(MPa), R bt,ser = 1.8(MPa), E b = 32500(MPa)

Bảng 5.7 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt

 Vậy bản đáy bể nước không hình hình thành vết nứt. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ HỆ KHUNG CÔNG TRÌNH

Khai báo các loại tải trọng

– Tải trọng tác dụng lên khung công trình được trình bày cụ thể trong Chương 2.

6.1.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 6.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 6.2 Các tổ hợp tải trọng

1 2 3 4 5 – Xác định tổ hợp tải trọng QX, QY từ phổ phản ứng trong phần mềm ETABS:

Hình 6.1 Khai báo tải trọng động đất theo phương XSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

Hình 6.2 Khai báo tải trọng động đất theo phương Y

Bảng 6.3 Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn I (TTGH I)

Bảng 6.4 Tổ hợp cơ bản theo trạng thái giới hạn II (TTGH II)

Mô hình ETABS

Hình 6.4 Biểu đồ moment M 2-2 và M 3-3 khung trục 3

Hình 6.5 Biểu đồ moment M 2-2 và M 3-3 khung trục BSVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Kiểm tra ổn định tổng thể công trình

6.3.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh

– Theo TCVN 198 - 1997, chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng f 1 đối với kết cấu khung - vách cần thõa mãn điều kiện: H 750

Trong đó: f là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh công trình

H là chiều cao của công trình

Hình 6.6 Chuyển vị đỉnh của công trình – Ta có: fmax 18.65(mm) 750H

750 68.8(mm) Công trình thỏa điều kiện chuyển vị ngang theo phương đứng tại đỉnh công trình.

– Theo mục 4.4.3.2.(1), TCXDVN 375 - 2006, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng: d r ν ≤ 0.005h Trong đó: h là chiều cao tầng

 ν là 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, ν = 0.4

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN - MSSV: 15149146, d r là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng Theo các mục 4.4.2.2 và 4.3.4, d r được tính bằng công thức d r = d re × q, trong đó d re là chuyển vị lệch tầng và q là hệ số ứng xử, với q = 3.9.

Hình 6.7 Chuyển vị lệch tầng của công trình – Ta có: d rmax = 0.000419(mm) ≤ d re → Công trình thỏa điều kiện chuyển vị lệch tầng.

6.3.3 Kiểm tra chuyển vị P – Delta (P - Δ)

– Theo mục 4.4.2.2.(2), TCVN 9386 - 2012, công trình không cần xét đến hiệu ứng bậc 2 (hiệu ứng P – Delta) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện:

Vtot h Trong đó: θ là hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng

P tot là tổng tải trọng của tường tại tầng đang xem xét cùng với các tầng phía trên trong thiết kế chịu động đất Chuyển vị ngang thiết kế d r thể hiện sự dịch chuyển tương đối giữa các tầng.

V tot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra h là chiều cao tầng

Bảng 6.5 Tổ hợp nội lực dùng để kiểm tra chuyển vị P - Delta (P - Δ)

Bảng 6.6 Kiểm tra chuyển vị P - Delta (P - Δ)

Tên tầng độ tầng Load

Tầng hầm -2.6 1.5 P-DELTA Max ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

6.3.4 Kiểm tra gia tốc đỉnh

Theo Mục 2.6.3 của TCVN 198 - 1997, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình do tác động của gió phải nằm trong giới hạn cho phép.

Trong đó:   Y    là giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150(mm/s 2 )

là giá trị tính toán của gia tốc cực đại: y y '' 2 umax

Với: ω là tần số vòng của dạng dao động thứ i (1/s) u max là chuyển vị cực đại tại đỉnh công trình (mm)

Bảng 6.7 Kiểm tra gia tốc đỉnh cho công trình

Tính toán thép dầm

Hệ dầm là dầm bo sàn, nằm ở biên của bản sàn NEVO, với tiết diện được lựa chọn theo chương 2 Việc tính toán được thực hiện dựa trên sơ đồ tính dầm liên tục.

Hình 6.8 Mặt bằng dầm tầng điển hình ETABS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Hình 6.9 Biểu đồ moment dầm tầng điển hình ETABS

6.4.2 Tính toán thép dọc cho dầm

– Chọn tầng 7 để tính toán dầm theo phương trục A và phương trục 1

 μ min = 0.05% là hàm lượng cốt thép tối thiểu

 h s o là hàm lượng cốt thép tính toán

 2.52% là hàm lượng cốt thép tối đa

 Nếu x ≥ ξ R ≥ ξ R × h o thì ta tăng A’ s rồi tính lại x

Hàm lượng cốt thép tính toán và bố trí phải thỏa điều kiện sau: μ min ≤ μ ≤ μ max

 μ min = 0.05% là hàm lượng cốt thép tối thiểu

 h s o là hàm lượng cốt thép tính toán

 2.52% là hàm lượng cốt thép tối đa

R s 365 – Áp dụng tính toán dầm B13 nằm giữa trục 3 và 4 có tiết diện b × h = 200 × 320(mm):

Bảng 6.8 Số liệu tính toán cốt thép dọc

 Hàm lượng thép: min 0.05% 200 288 100 0.47% max 2.52%

 Chọn thộp: 2ỉ14 cú A sc = 307.88(mm 2 ) để bố trớ cho nhịp dầm

Tính toán tương tự và chọn thép cho các dầm còn lại bằng bảng Excel, kết quả được trình bày ở bảng trong phần phụ lục

6.4.3 Tính toán cốt đai cho dầm

Bảng 6.9 Số liệu tính toán cốt thép đai

– Khả năng chịu cắt của bê tông:

→ Không phải tính cốt đai cho dầm, bố trí cốt đai theo cấu tạo.

– Chọn cốt đai ỉ8, bước đai S min  h

2 ;150(mm)   150(mm) bố trí cho đoạn L/4 gần gối

  tựa Đoạn L/2 giữa dầm bố trớ đai theo yờu cầu cấu tạo: ỉ8a200

– Tính toán bố trí cốt đai tương tự cho các dầm còn lại.

Tính toán thép cột

6.5.1 Lý thuyết tính toán cột lệch tâm xiên

6.5.1.1 Khái niệm nén lệch tâm xiên

Hình 6.10 Nội lực nén lệch tâm xiên của cột

– Có thể phân moment uốn M thành hai thành phần tác dụng trong hai mặt phẳng chứa trục

Ox và Oy là M x và M y :   M y   M   sin  

– Trường hợp khi tính toán nội lực đã xác định và tổ hợp riêng M x và M y theo hai phương thì moment tổng M là: M M 2 x  M 2 y

– Góc hợp bởi vectơ của moment tổng M và trục Ox (góc) được xác định bởi: tg o  M y

Cột chịu nén lệch tâm xiên là một vấn đề phổ biến trong các khung, đặc biệt khi xem xét sự làm việc của cột đồng thời chịu uốn theo hai phương Đề tài này thuộc đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn của ThS Lê Phương.

Tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm xiên cần bố trí cốt thép theo chu vi và đối xứng qua hai trục Trong trường hợp mô men Mx gần bằng My, việc thiết kế cột vuông là lựa chọn hợp lý.

– Nội lực để tính toán nén lệch tâm xiên được lấy từ kết quả tổ hợp tải trọng Có độ lệch tâm: e 1x  M

N x hoặc e 2x = MN y lớn Trong phân tích mỗi bộ ba nội lực, cần xem xét độ lệch tâm ngẫu nhiên e a theo từng phương và tác động của uốn dọc theo các phương đó Hệ số uốn dọc cũng cần được đánh giá theo từng phương.

 i được tính theo công thức: i 

Với vật liệu đàn hồi, N th    2 EJ i Với bê tông cốt thép , N th tính theo công thức thực nghiệm. l 2 oi

Sơ đồ nội lực được tính toán bằng cách xác định lực N tại điểm D với tọa độ  x e ox và  y e oy Vị trí của điểm E, nằm bên trong hoặc bên ngoài tiết diện, phụ thuộc vào chiều tác dụng của M x và M y.

Sau khi xét độ lệch tâm ngẫu nhiên và uốn dọc thì moment tác dụng theo 2 phương được tăng lên thành M * x và M * y :

Hình 6.11 Sơ đồ nội lực với độ lệch tâm

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

TCVN hiện chưa có quy định cụ thể về cách tính cột chịu nén lệch tâm xiên, do đó phương pháp tính toán dựa vào hướng dẫn của GS Nguyễn Đình Cống Phương pháp gần đúng này chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để xác định cốt thép Tác giả đã tham khảo hai tiêu chuẩn BS8110 và ACI318 để xây dựng các công thức và điều kiện phù hợp với TCVN 356 - 2005.

– Xét tiết diện có cạnh C x , C y Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là 0.5 C x

Hai cốt thép được bố trí theo chu vi với tiết diện chịu lực nén N và các moment uốn M x, M y cùng độ lệch tâm ngẫu nhiên e ax, e ay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số uốn dọc η x, η y được xác định, dẫn đến việc tính toán các moment gia tăng M x1, M x2, trong đó M x1 = η x M x Mối quan hệ giữa giá trị M x1 và M y1 sẽ ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

M x2   y M y các kích thước mà đưa về một trong hai mô hình tính toán theo phương x hay phương y.

Bảng 6.10 Mô hình tính toán

– Giả thuyết chiều dày lớp vệ a, tính h o = h – a; z = h – 2a

– Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

 – Tính moment tương đương (đổi sang nén lệch tâm phẳng):

N , với kết cấu siêu tĩnh e o = max(e 1 , e a )

– Tính toán độ mảnh theo hai phương x  L ox

– Dựa vào độ lệch tâm e o và x 1 đề phân biệt các trường hợp tính toán:

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi

 0.3 tính toán gần như nén đúng tâm h o

 Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm:

 Hệ số uốn dọc phụ khi xét nén đúng tâm: e (1   )  

 Khi 14 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A st 

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé khi nén lệch tâm bé.

 Tính lại chiều cao vùng nén x theo công thức sau: x (

 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A st 

 Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn khi e o

 0.3và x 1 R h o tính toán theo trường hợp h o nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép dọc là: A st  N   (e   0.5x 1     h  0 ) , với k = 0.4 kR s Z và e e  h

– Sau khi tính toán được giá trị A st , tính hàm lượng cốt thép tính được với hàm lượng cốt thép hợp lý

Theo tiêu chuẩn 9386 – 2012, trong thiết kế công trình chịu động đất, tổng hàm lượng cốt thép dọc phải đảm bảo không nhỏ hơn 1% và không vượt quá 4% Đối với tiết diện ngang đối xứng, cần phải bố trí cốt thép một cách đối xứng.

Bảng 6.11 Nội lực cột C3 tầng trệt

– Bước 1: Kiểm tra điều kiện gần đúng cột lệch tâm xiên: 0.5 C x 700

Cy 700– Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương:

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e ax   e ay   max   600 0 ;

 Độ lệch tâm hình học: 

 Độ lệch tâm tính toán: 

 Tính hệ số uốn dọc:

 Theo phương X:x 13.19 28x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

 Theo phương Y:y 13.19 28y 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

– Bước 3: Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y:

– Bước 4: Tính toán diện tích cốt thép theo yêu cầu: tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng, đặt cốt thép theo chu vi và đặt đối xứng.

 Độ lệch tâm tính toán: e 1   6.97(mm) e0 max(ea ;e1) max(28;6.97) 28(mm) h 700 e e0 2 a 28 2 50 328(mm) tâm h0 700

 Hệ số độ lệch tâm:e

 Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm:e

 Diện tích toàn bộ cốt thép:

– Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép: thỏa yêu cầu về kết cấu: μ min ≤ μ ≤ μ max , với:

 μ max = 4%: có thiết kế chống động đất μ min tùy thuộc vào độ mảnh λ:

Bảng 6.12 Phụ thuộc của μ vào độ mảnh

→ Hàm lượng cốt thép thỏa điều kiện kinh tế (đề xuất): 1% ≤ μ ≤ 3%

 Kiểm tra: min 0.05%tt 70 70 100 1.45%max 4%

– Bước 6: Bố trí cốt thép:

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được bố trí xung quanh chu vi tiết diện cột, trong đó mật độ cốt thép ở cạnh C y phải lớn hơn hoặc bằng mật độ cốt thép ở cạnh C x.

 Theo TCXDVN 356 - 2005 có quy định khoảng cách giữa các thanh cốt thép có vị trí thẳng đứng không được nhỏ hơn 50(mm).

Chọn bố trớ 20ỉ22 cú A s = 76.03 (cm 2 ) rải đều theo chu vi tiết diện cột.

6.5.3 Tính toán cốt thép đai

Trong thực hành tính toán, thép đai cột thường được bố trí dựa trên yêu cầu cấu tạo hơn là lực cắt trong cột, vì lực cắt thường rất nhỏ Do đó, không cần thiết phải tính toán cốt đai mà chỉ cần sắp xếp theo tỷ lệ giữa đường kính thép dọc, hàm lượng thép và kích thước cột, cũng như các yêu cầu kháng chấn khi có thiết kế động đất Theo TCVN 198 – 1997, trong thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối cho nhà cao tầng, đường kính cốt thép đai cũng được quy định cụ thể.

– Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép trên đến đỉnh cách mép dưới của nút một

– Theo Chương 5, TCXDVN 375 - 2006, Thiết kế công trình chịu động đất:

Bảng 6.13 Bảng các tham số cấu tạo đối với cột

10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Hình 6.12 Bố trí thép đai cột

Bảng 6.14 Nội lực cột C6 tầng trệt

– Bước 1: Chọn trước đường kính thép đai và số nhánh đai:

– Bước 2: Tính khoảng cách đai tính toán chịu cắt trong cột (có thể bỏ qua vì thường bố trí cấu tạo lớn hơn thép tính toán)

– Bước 3: Khoảng cách các lớp cốt đai theo cấu tạo:

Khi R sc ≤ 400(MPa) thỡ a ct = min(12ỉ min ; 400) = min(240;400) = 240(mm)

– Bước 4: Bố trí cốt đai theo chiều dài cột

 Trong khoảng L 1 (tại vị trí gần nút):

 s ct  min(8ỉdoc ;175(mm)) min(176;175) 175(mm)

Bố trớ đai ỉ8a150 cho đoạn L 1 = 700(mm)

 Trong khoảng L 2 : bố trớ theo cấu tạo ỉ8a200 cho đoạn L 2 = 2080(mm)

 Trong khoảng nút khung: dùng đai kín cho cả dầm và cột với khoảng cách không quá

Thiết kế thép vách lõi thang P1

6.7.1 Gán phần tử và lấy nội lực trong ETABS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

– Trong ETABS người dùng có thể tổng hợp nội lực để tính toán vách lõi bằng cách gán thuộc tính Pier hay Spandrel cho các phần tử vách.

– Vách đứng gán Pier (P) lấy nội lực như cột, vách ngang gán Spandrel (S) lấy nội lực như dầm

– Vì tính toán lõi theo quan điểm các vách trong lõi làm việc chung với nhau nên sinh viên gán Pier và Spendral trong ETABS như sau:

Hình 6.13 Mặt bằng lõi thang

Hình 6.14 Mặt bằng kết quả gán phần tử

Hình 6.15 Mặt cắt kết quả gán phần tử

– Để tính toán vách lõi, trước hết phải hiểu rõ cấu tạo và chức năng làm việc của thép trong vách lõi.

Bảng 6.15 Cấu tạo vách theo TCXDVN 375 - 2006

Hàm lượng thép tối thiểu và tối đa, cùng với đường kính thép tối thiểu và tối đa, cần được xác định rõ ràng Khoảng cách giữa các thanh thép cũng phải tuân thủ các tiêu chuẩn tối thiểu và tối đa Đặc biệt, hàm lượng thép gia cường ở vùng biên cần được chú ý Ngoài ra, thép đai phân bố có thể được sử dụng theo cấu tạo, với quy định từ TCXDVN 375 - 2006 cho phép sử dụng cốt đai chữ C hoặc chữ S, với 4 móc trên mỗi mét vuông Khoảng cách lớn nhất theo phương đứng trong trường hợp chịu lực chấn là min(16ỉ doc; 2b w), trong khi đó khoảng cách theo phương ngang là 2b w.

– Thông thường, các vách cứng dạng consol phải chịu tổ hợp nội lực sau: N, M x , M y , Q x , Q y

Vách cứng được thiết kế để chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó, vì vậy khả năng chịu mô men ngoài mặt phẳng M x và lực cắt vuông góc Qy có thể được bỏ qua Chỉ cần xem xét tổ hợp nội lực bao gồm: N, M y và Q x.

Hiện nay, có nhiều phương pháp tính toán cấu kiện vách, bao gồm phương pháp vùng biên chịu moment, phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi và phương pháp kiểm tra bằng biểu đồ tương tác Trong đó, sinh viên thường lựa chọn phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán sơ bộ hàm lượng thép dọc.

6.7.4 Chia phần tử và phân phối nội lực

Hình 6.18 Phân chia phần tử vách lõi thang P1

Bảng 6.16 Thông số của vách lõi thang P1

– Nội lực được phân phối như sau:

Trong đó: P là lực dọc Pier (kN)

M x = M 2 ; M y = M 3 là giá trị moment quay quanh trục X, Y tương ứng với trục 2, 3 trong ETABS (kN.m) x i , y i là giá trị tọa độ trọng tâm phần tử so với trọng tâm lõi (mm)

I x , I y là moment quán tính đối với trục X, Y của lõi (mm 4 )

A i là diện tích tiết diện phần tử i (mm 2 )

N i là lực dọc tác dụng lên phần tử thứ i (kN)

– Quy ước dấu ứng suất: ứng suất dương (+) là nén, ứng suất âm (–) là kéo

6.7.5 Tính toán cụ thể phần tử điển hình

6.7.5.1 Thông số tính toán phần tử 1

– Tiến hành lọc lại nội lực với các tổ hợp cơ bản để dễ dàng tính toán như sau:

 M 2min , M 3tương ứng , P tương ứng

 M 2max , M 3tương ứng , P tương ứng

 M 3min , M 2tương ứng , P tương ứng

 M 3max , M 2tương ứng , P tương ứng

Bảng 6.17 Thông số tính toán phần tử 1

Bảng 6.18 Kết quả phân tích nội lực phần tử 1

Comb4 Comb11 Comb12 Comb8 Comb2

– Thép dọc được sơ bộ như sau:

Trong đó: A st là diện tích thép chịu kéo (mm 2 )

N là lực dọc của phần tử (kN)

R s là cường độ chịu kéo của cốt thép (MPa)

 Phần tử chịu nén: đặt thép cấu tạo và kiểm tra khả năng chịu nén:

A sc là diện tích thép chịu nén (mm 2 )

R b là cường độ chịu nén của bê tông, A b = 17(MPa)

R sc là cường độ chịu nén của cốt thép, R sc = 365(MPa)

– Tính toán cụ thể phần tử 1:

 Phần tử 1 chịu nén nên ta đặt thép cấu tạo và kiểm tra lại khả năng chịu nén của phần tử Chọn thộp dọc cho phần tử 1: ỉ16a150 (A s = 1050(mm 2 ))

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép của phần tử: 0.4%

 Kiểm tra khả năng chịu nén của phần tử:

N = 362258.8(N) ≤ 0.85 × A b × R b + A sc × R sc = 0.85 × 330000 × 17 + 1696.5 × 365 = 5387722.5(N) Qua kiểm tra số liệu tính toán, tất cả các phần tử đều chịu nén, do đó cần đặt thép theo cấu tạo và kiểm tra lại khả năng chịu nén cho tất cả các phần tử.

Thiết kế vách P2 74 SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146

– Sử dụng phương pháp vùng biên chịu moment để tính toán cho vách đơn P2

Phương pháp này tập trung vào việc phân tích ứng suất tại hai vùng biên đầu vách, trong đó cốt thép được thiết kế để chịu toàn bộ moment Đồng thời, lực dọc trục được giả định phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của vách.

Hình 6.19 Sơ đồ nội lực tác dụng lên vách 6.8.1 Lý thuyết tính toán

Để phân tích vách chịu lực dọc trục N và moment uốn trong mặt phẳng My, bước đầu tiên là giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu moment Moment này tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của vách.

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

Trong đó: F là diện tích mặt cắt vách

F b là diện tích vùng vách biên

B l , B r là chiều dài biên vách trái, biên vách phải

Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo và nén cho cột chịu kéo - nén đúng tâm Khả năng chịu lực của cột này được xác định theo công thức cụ thể.

N i = φ × (R b A b + R s A s ) Trong đó: R n , R a là cường độ tính toán chịu nén của bê tông và của cốt thép

Diện tích tiết diện bê tông vùng biên được ký hiệu là F b, trong khi diện tích của cốt thép dọc là F a Hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc được ký hiệu là φ, và nó được xác định theo công thức thực nghiệm Hệ số φ chỉ có thể áp dụng trong khoảng từ 14 đến 104.

Với: lo i min l o là chiều dài tính toán của vách, l 0 = 0.7H i min bán kính quán tính của tiết diện theo phương mảnh → i min = 0.288 b

(Khi λ < 28 bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc, lấy φ = 1)

Khi N > 0 (vùng biên chịu nén): diện tích cốt thép được tính: Asc

Khi N < 0, trong vùng biên chịu kéo, ứng lực kéo do cốt thép chịu được tính toán Diện tích cốt thép chịu kéo được xác định theo công thức A sc = N.

Bước 4 trong quy trình kiểm tra cốt thép và cấu tạo yêu cầu xác định hàm lượng cốt thép Nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và tính toán lại từ bước 1 Chiều dài tối đa B của vùng biên không được vượt quá L/2; nếu vượt quá, cần tăng bề dày vách Trong trường hợp tính toán cho ra F a < 0, cần đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo.

– Bước 5: Kiểm tra phần giữa vách cấu kiện chịu nén đúng tâm:

 Lực tác dụng lên vùng giữa vách: A sc  N

 Cốt thép vùng giữa vách: A sc    b R b A b

Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo.

Bước 6: Tính cốt thép ngang là cần thiết để gia cường thép đai ở hai đầu vách Ứng suất cục bộ, bao gồm ứng suất tiếp và ứng suất pháp trong mặt phẳng, thường xuất hiện tại hai đầu của vách, nơi có truyền lực lớn nhất và sau đó sẽ lan tỏa ra xung quanh.

 Tính toán cốt đai cho vách tương tự như tính toán cốt đai cho dầm: φb3(1 + φf + φn)γbRbtbho < Qmax < 0.3φwlφb1γbRbbho

Trong đó: φ b3 = 0.6 đối với bê tông nặng φ f = 0 là hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén

n   0.1    b R b bh o   0.5 là hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc

 Khoảng cách giữa các cốt ngang theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: stt

 Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt ngang tính theo bê tông chịu cắt:

 Khoảng cách thiết kế của cốt ngang: s = min(s tt ; s max ; s ct )

→ Chọn thộp ỉ10 làm cốt ngang, bố trớ đều với khoang cỏch s = 200(mm)

 Cốt thép dọc hàm lượng: 1% ≤ μ ≤ 4%

Cần bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc theo mỗi cạnh cột Đai kín và đai móc ở vùng tới hạn (vùng biên) phải có đường kính tối thiểu là 6 mm.

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

 Lượng cốt thép tối thiều vùng giữa là 0.2%

 Cốt thép vùng giữa được liên kết với nhau bằng các thanh đai móc cách nhau khoảng

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

6.8.3 Tính toán phần tử điển hình

Bảng 6.19 Nội lực vách P2 phần tử (1)

 Giả thiết chiều dài vùng biên: B trái = B phải = 0.25 × L = 0.25 × 2.5 = 0.625(m)

 Diện tích vùng biên: F biên = 0.3 × 0.625 = 0.1875(m 2 )

 Diện tích vùng giữa: F giữa = 0.3 × 1.25 = 0.375(m 2 )

 Diện tích phẩn tử vách (1): F = 0.3 × 2.5 = 0.75(m 2 )

 Độ mảnh ngoài mặt phẳng uốn:

 Xác định lực kéo, nén trong vùng biên:

 Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo - nén đúng tâm:

 Kiểm tra khả năng chịu lực của vùng giữa:

 Lực nén do lực dọc N tác dụng lên vùng giữa vách:

→Phần vách giữa hai vùng biên đủ khả năng chịu lực, cốt thép vùng giữa đặt theo cấu tạo ỉ16a200.

– Kết quả tính thép được trình bày trong phần phụ lục. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH

Tổng quan về nền móng

Móng là phần cấu trúc quan trọng chịu toàn bộ tải trọng của công trình và truyền tải xuống nền, đảm bảo cả móng và nền hoạt động hiệu quả mà không vượt quá giới hạn cho phép Việc tính toán nền móng cần được thực hiện dựa trên tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình thi công và sử dụng.

Thiết kế nền và móng cho nhà cao tầng cần thực hiện các tính toán kỹ lưỡng, đảm bảo đáp ứng các tiêu chí an toàn và bền vững Việc này không chỉ giúp nâng đỡ toàn bộ công trình mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và chống lún hiệu quả.

 Áp lực của bất cứ vùng nào của nền đất đều không quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ đất nền)

 Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

 Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không được vượt quá giá trị cho phép

Việc xây dựng công trình cần được thực hiện một cách cẩn thận để hạn chế ảnh hưởng đến các công trình lân cận Đồng thời, cần đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công để đạt hiệu quả tối ưu.

Khảo sát và thống kê địa chất

– Khảo sát địa chất công trình gồm những mục tiêu cơ bản sau:

 Xác định rõ mặt cắt địa chất dựa trên cơ sở đặc điểm địa chất và các tính chất cơ lý của đất đá tại công trình khảo sát

 Xác định chỉ tiêu cơ lý của lớp đất cấu tạo nên địa kỹ thuật

 Xác định chiều sâu mực nước ngầm

Dựa trên các dữ liệu khảo sát và thí nghiệm, báo cáo đã đưa ra những nhận định về điều kiện địa chất của công trình, đồng thời cung cấp các số liệu cần thiết cho việc tính toán nền móng.

– Hồ sơ thống kê địa chất được trình bày trong phần phụ lục.

Phương án móng cọc khoan nhồi

Chọn phương án móng cọc khoan nhồi cho các công trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng và công nghiệp là giải pháp hiệu quả Tại Thành phố Hồ Chí Minh, việc áp dụng cọc khoan nhồi trong xây dựng nhà cao tầng, đặc biệt trong điều kiện xây chen, đã có nhiều tiến bộ 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 gamma.

– Ưu điểm của cọc khoan nhồi:

 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

Công nghệ thi công không gây chấn động cho các công trình lân cận, rất phù hợp để xây dựng chen trong các đô thị lớn, đồng thời khắc phục được những nhược điểm của các loại cọc đóng khi thực hiện trong điều kiện này.

 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

– Ưu điểm của cọc khoan nhồi:

 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 nếu thành hố khoan không đảm bảo, dẫn đến nguy cơ sập hố Ngoài ra, việc nạo vét đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông cũng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng thi công cọc.

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

– Sử dụng bê tông có cấp độ bền B30 với các thông số: R b = 17(MPa), R bt = 1.2(MPa) – Sử dụng cốt thép AIII với thông các thông số: R s = 365(MPa), R sc = 365(MPa)

7.3.2 Chọn kích thước cọc và chiều sâu chôn cọc

– Chọn cọc có kích thước: D = 0.8(m)

– Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc: h đài = 2(m)

– Chọn đầu cọc đập vỡ 0.5(m) và 0.15(m) cọc ngàm vào đài

– Lớp bê tông bảo vệ: a = 0.1(m)

– Mũi cọc đặt tại cao độ: -50(m)

– Chiều dài cọc nằm trong đất: 45.6(m)

– Diện tích tiết diện ngang cọc: Ab      D 2    0.8 2  0.5026(m 2 )

– Bố trớ cốt thộp 20ỉ16 (A s = 0.00402(m 2 )) cho tất cả cỏc cọc Hàm lượng cốt thộp của cọc tính được là A s 0.00402

Ab 0.5026 – Độ sâu đặt móng: công trình có tầng hầm nên chọn cao độ mặt trên của đài trùng với cao độ mặt trên sàn tầng hầm để thuận tiện trong thi công, vậy chọn cao độ mặt trên đài móng thường – 2.6(m), cao độ mặt trên đài móng lõi thang –4.1(m).

7.3.3 Xác định sức chịu tải của cọc

7.3.3.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Rvl  cb  ' cb  R b  A b + R sc  A sc 

  cb là hệ số điều kiện làm việc (Mục 7.1.9 TCVN 10304 - 2014), cb = 0.85

Hệ số 'cb' được xác định dựa trên phương pháp thi công cọc, bao gồm quy trình khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới nước với sự hỗ trợ của ống vách thành, theo quy định tại Mục 7.1.9 TCVN 10304 - 2014 Giá trị của hệ số này là 0.7.

 A b là diện tích tiết diện ngang cọc, Ab

 A s là tổng diện tích cốt thép trong cọc, A s = 0.00402(m 2 )

 R b là cường độ chịu nén của bê tông, bê tông B30 có R b = 17(MPa)

 R s là cường độ chịu nén của cốt thép, thép AIII có R s = 365(MPa)

Hệ số φ được sử dụng để tính toán ảnh hưởng uốn dọc của cọc theo TCVN 10304 - 2014 Khi tính toán theo cường độ vật liệu, cọc có thể được xem như một thanh ngàm cứng trong đất, tại tiết diện cách đáy đài một khoảng l 1 được xác định bằng công thức.

1   l o     Với: l o là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền Cọc thiết kế là lọai cọc đài thấp nên l o = 0

SVTH: NGUYỄN TRUNG NGUYÊN MSSV: 15149146 α ε là hệ số biến dạng (Theo phụ lục A, TCVN 10304 - 2014),

 c là hệ số điều kiện làm việc cọc độc lập, c = 3 b p = d + 1 = 1.8(m) là chiều rộng quy ước của cọc (cọc có đường kính d = 0.8(m))

E b là module đàn hồi vật liệu làm cọc, E b = 32.5 × 10 6 (kN/m 2 )

I     d   4       0.8   4   0.02(m 4 ) là moment quán tính tiết diện ngang cọc

Hệ số k được xác định trung bình qua các lớp đất theo TCVN 10304 - 2014 Đối với loại đất chủ yếu xung quanh thân cọc, gồm cát pha và sét pha dẻo cứng, hệ số k được chọn là 12000 kN/m^4.

 Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là:

7.3.3.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền

 γ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γ c = 1

 γ cq là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, γ cq = 1

 γ cf là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc (tra Bảng 5, TCVN 10304 - 2014)

 u là chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = 2.513(m)

 A b là diện tích tiết diện ngang cọc,

 l i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

 f i là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (tra Bảng 3, TCVN

 q b là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, ở đây lớp đất dưới mũi cọc tại cao trình -

50(m) là đất cát pha sét, cọc sử dụng là cọc khoan nhồi nên theo Mục 7.2.3.2, TCVN 10304

- 2014, giá trị q b được tính theo công thức: qb 0.754 (1 ' l d23l h) Trong đó:

Các hệ số không thứ nguyên α 1, α 2, α 3, α 4 phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán φ l của nền đất, được xác định theo Bảng 6, TCVN 10304 - 2014 và cần nhân với hệ số chiết giảm 0.9.

Với h/d = 45.6/0.8 = 57 và góc φ l = 24 0 02 ’ , tra bảng ta có: α 1 = 11.1 × 0.9 = 9.99 α 2 = 21.8 × 0.9 = 19.62 α 3 = 0.466 × 0.9 = 0.42 α 4 = 0.3245 × 0.9 = 0.29

  ' l là dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hòa nước), ' l 9.73(kN/m 3 )

γ l là trọng lượng riêng tính toán trung bình của nền đất trên mũi cọc, được xác định theo các lớp và có xem xét đến tác động đẩy nổi trong đất bão hòa nước.

 h là chiều sâu hạ cọc, h = 45.6(m)

807.23(kN/m 2 ) Bảng 7.1 Bảng xác định sức kháng f i theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền là:

7.3.3.3 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền

 γ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γ c = 1

 γ cq là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất, γ cq = 1

 γ cf là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc (tra Bảng 5 TCVN 10304 - 2014), γ cf = 1

 A b là diện tích tiết diện ngang cọc, A b

 q b là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, ở đây lớp đất dưới mũi đất rời nên q b được tính theo công thức: q b q '  ,p N ' q

Áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc, ký hiệu là q',p, được xác định bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất tác động tại vị trí mũi cọc.

 Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn Z L thì lấy q '  ,p theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc

 Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn Z L thì lấy q '  ,p bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu Z L (Xác định Z L và hệ số N ' q trong Bảng G.1, TCVN 10304 - 2014)

→  ’ vp là ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng do đất gây ra tại độ sâu Z L : q '  ,p ' vp 18.65 1.4 9.38 0.6 5.72 1.3 9.35 3.1

 Công thức cường độ sức kháng trung bình f i trên thân cọc:

Lực dính không thoát nước của lớp đất thứ i được tính bằng công thức c u,i = 6.25 × N c,i, trong đó N c,i là chỉ số SPT trung bình Hệ số không thứ nguyên α được xác định từ c u,i thông qua biểu đồ trong Hình G.1, theo TCVN 10304 - 2014.

 Đối với đất rời: fi = ki × σv,zi × tan(φa,i)

Hệ số áp lực ngang k i của lớp đất thứ i lên thân cọc được tính bằng công thức k i = 1 – sin(φ a,i), trong đó φ a,i là góc ma sát giữa đất và cọc Ứng suất pháp hiệu quả trung bình theo phương đứng σ v,zi của lớp đất thứ i được xác định với độ sâu giới hạn Z L Đối với cọc bê tông, góc ma sát thường được lấy bằng góc ma sát trong φ i của đất.

Khi tính toán sức kháng trên thân cọc ở đoạn có độ sâu lớn hơn hoặc bằng Z L, cường độ sức kháng này được giới hạn bởi giá trị σ v,zi = σ v,zL.

Theo TCVN 10304 - 2014, tại mục G.2.2, cường độ sức kháng của cọc sẽ tăng khi xuống sâu, nhưng chỉ đến độ sâu giới hạn Z L Độ sâu này được xác định từ điểm bắt đầu của lớp đất rời, vì cọc xuyên qua cả lớp đất dính và lớp đất rời.

Bảng 7.2 Bảng xác định sức kháng f i theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Lớp 4 Đất dính ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Vậy sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền là:

7.3.3.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT

– Sức chịu tải của cọc theo công thức Nhật Bản (TCVN 10304 - 2014)

 γ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γ c = 1 cọc đến sức kháng của đất, γ cq = 1

 A b là diện tích tiết diện ngang cọc, A b    d   2    0.8 2  0.502(m 2 )

 l i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i

 f i là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (tra Bảng 3, TCVN

 Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc:

Hệ số điều chỉnh độ mảnh h/d của cọc đóng được ký hiệu là f L, trong đó f L = 1.00 đối với cọc khoan nhồi Lực dính không thoát nước của lớp đất thứ i được ký hiệu là c u,i, với công thức tính c u,i = 6.25 × N SPT, trong đó N SPT là chỉ số SPT.

SPT trung bình trong lớp đất dính) α p xác định theo biểu đồ hình G.2a, TCVN 10304 - 2014

Tính toán móng

– Kết quả tính toán móng được trình bày trong phần phụ lục. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÊ PHƯƠNG

Định dạng
Số trang	314
Dung lượng	12,36 MB