(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư cao cấp 21 tầng

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Trước sự gia tăng dân số và mật độ dân số tại thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu mua đất xây dựng nhà ở ngày càng cao, trong khi quỹ đất có hạn và giá đất tăng cao khiến nhiều người không đủ khả năng sở hữu đất Giải pháp hiệu quả hiện nay là xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại thành Đồng thời, việc đầu tư xây dựng nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng và cải tạo các khu dân cư xuống cấp sẽ không chỉ cải thiện bộ mặt đô thị mà còn tạo cơ hội việc làm cho người dân.

Chung cư cao cấp được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu sống hiện đại, với thiết kế và xây dựng chất lượng cao, cung cấp đầy đủ tiện nghi và cảnh quan đẹp Đây là không gian lý tưởng cho sinh sống, giải trí và làm việc, phục vụ tối đa nhu cầu của cư dân.

1.1.2 Địa điểm xây dựng công trình

Nằm ở trung tâm đô thị mới Thảo Điền, quận 2, công trình này chiếm vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo điểm nhấn và sự hài hòa hiện đại cho tổng thể 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 và đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng.

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

Công trình có 1 tầng hầm ở cao độ -3.000m so với cốt cao độ mặt đất tự nhiên.

Công trình có 1 tầng trệt, 19 tầng lầu và 1 tầng mái.

Bảng 1 1: Cao độ các tầng

TầngTầng hầmTầng trệtTầng 2Tầng 3Tầng 4Tầng 5Tầng 6Tầng 7Tầng 8Tầng 9Tầng 10

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.2.1 Giải pháp tổng thể mặt bằng

Giải pháp tổng mặt bằng cho công trình được thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả, chủ yếu dựa vào vị trí, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất hạn chế trong thành phố Để tối ưu hóa không gian, hệ thống bãi đỗ xe được bố trí ở tầng hầm, phục vụ nhu cầu đón tiếp và đậu xe cho cư dân và khách Cổng chính của khu chung cư được hướng thẳng ra đường chính, kết hợp với cổng vào bãi đỗ xe và cổng ra riêng, giúp điều tiết lưu lượng người ra vào công trình một cách hiệu quả.

Sân bãi và đường nội bộ được xử lý bằng cơ giới và đổ nhựa, trong khi vỉa hè được lát gạch xung quanh toàn khu nhà Ngoài ra, việc trồng cây xanh và vườn hoa tạo ra khoảng xanh, góp phần cải thiện khí hậu và môi trường sống.

Hệ thống kỹ thuật điện nước được nghiên cứu kỹ, bố trí hợp lý, tiết kiệm, dễ sử dụng và bảo quản.

Bố trí mặt bằng khu đất xây dựng sao cho tiết kiệm và sử dụng có hiệu quả nhất, đạt yêu cầu về thẫm mỹ kiến trúc.

1.2.2 Mặt bằng phân khu chức năng

Mặt bằng công trình hình chữ nhật, chiều dài 40m, chiều rộng 24m chiếm diện tích đất xây dựng là 1232m 2

Tầng hầm được thiết kế linh hoạt để phục vụ ôtô và xe máy, với lối vào và lối ra riêng biệt, giúp khách hàng dễ dàng ra vào.

Tầng trệt của tòa nhà được thiết kế với trung tâm thương mại, nhà sinh hoạt cộng đồng và các sảnh tiếp đón Từ tầng 2 trở lên, các căn hộ được bố trí đối xứng, tạo nên sự hài hòa trong không gian sống Hệ thống hành lang rộng rãi giúp việc di chuyển giữa các tầng trở nên thuận tiện hơn.

Tầng 2-19 dùng để bố trí các căn hộ, mỗi tầng có 8 căn hộ (4 căn hộ loại A và 4 loại B). Mỗi căn hộ có 1 phòng khách, 1 phòng bếp, 1 phòng ăn, 2 phòng ngủ, 2 phòng vệ sinh, 1 phòng giặt.

Các căn hộ được kết nối bằng các hành lang rộng 4m, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển Độ rộng cầu thang được thiết kế đảm bảo an toàn, với khoảng cách tối đa từ vị trí xa nhất đến cầu thang thoát hiểm không vượt quá 25m, nhằm đáp ứng yêu cầu thoát hiểm khi có sự cố.

Hành lang rộng 4m đảm bảo đủ không gian cho hai luồng chạy, với bề rộng tối thiểu của một luồng chạy nhỏ nhất trong cầu thang là 1.2m Để tối ưu hóa sự lưu thông, hành lang cần được thiết kế không có vật cản kiến trúc, không có nút thắt cổ chai và không có bậc cấp.

Mặt đứng của công trình đóng vai trò quan trọng trong việc thể hiện tính nghệ thuật và kiến trúc cảnh quan của khu phố Khi quan sát từ xa, người xem có thể cảm nhận rõ ràng hình khối kiến trúc và sự hài hòa của toàn bộ công trình.

Công trình mang thiết kế kiến trúc hiện đại, phù hợp với đặc điểm của một chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại Với các đường nét ngang và thẳng đứng, công trình toát lên vẻ bề thế và vững chắc Việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite, gạch ốp cao cấp và kính dày màu xanh không chỉ tạo nên sự sang trọng mà còn làm nổi bật tính thẩm mỹ của công trình.

Cửa kính lớn mang đến sự hiện đại và tinh tế, kết hợp với tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước Mái BTCT được trang bị lớp chống thấm và cách nhiệt hiệu quả Tường được xây dựng từ gạch, trát vữa và sơn nước, trong khi ống xối sử dụng ỉ16 được sơn đồng màu với tường, tạo nên sự hài hòa cho tổng thể công trình.

Giao thông ngang trong mỗi tầng là dãy các hệ thống hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống.

Hệ thống giao thông đứng bao gồm hai buồng máy và một cầu thang bộ, với hai thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm gần cửa ra vào của hai khối công trình Việc này đảm bảo khoảng cách tối đa đến cầu thang không vượt quá 25m theo quy định tại Mục 10 TCXDVN 323-2004, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển hàng ngày và đảm bảo an toàn thoát hiểm nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố.

Hệ thống cấp điện của tòa nhà sử dụng nguồn điện 3 pha từ tủ điện khu vực, phân phối đến các tầng và các phòng Đặc biệt, tòa nhà được trang bị máy phát điện dự phòng ở tầng hầm, tự động cung cấp điện cho khu vực thang máy, hành lang chung, hệ thống phòng cháy chữa cháy và bảo vệ khi xảy ra sự cố mất điện.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và luồng gen điện Việc này đảm bảo hệ thống không đi qua khu vực ẩm ướt, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa sau này.

Mỗi tầng của tòa nhà được trang bị hệ thống điện an toàn, bao gồm hệ thống ngắt điện tự động với công suất từ 1A đến 80A, được bố trí hợp lý theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ hiệu quả.

Hệ thống thông tin được thiết kế âm tường, sử dụng cáp đồng trục và bộ chia tín hiệu, cung cấp dịch vụ truyền hình, điện thoại và Internet cho các phòng.

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1.1 Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu

Bố trí hệ chịu lực cần tuân thủ các nguyên tắc đơn giản và rõ ràng để đảm bảo độ tin cậy của công trình Khi thiết kế kháng chấn, cần tạo sự đồng nhất và liên tục trong việc phân bố độ cứng và cường độ của các cấu kiện chịu tải.

Nguyên tắc truyền lực theo con đường ngắn nhất đảm bảo kết cấu làm việc hiệu quả và kinh tế Đối với kết cấu bê tông cốt thép, cần ưu tiên cho các cấu trúc chịu nén, hạn chế các kết cấu treo chịu kéo Điều này giúp chuyển đổi lực uốn trong khung thành lực dọc, đồng thời đảm bảo sự hoạt động ổn định trong không gian của hệ kết cấu.

2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà cao tầng vì:

- Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất.

- Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình.

- Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình.

- Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống.

- Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp.

Hệ kết cấu đặc biệt bao gồm các loại như hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ thống này được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực tốt, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật trong xây dựng Việc áp dụng các hệ kết cấu này giúp tăng cường độ bền và khả năng chống chịu của công trình trước các tác động bên ngoài.

Mỗi loại kết cấu mang đến những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế khác nhau Việc lựa chọn giải pháp kết cấu cần được xem xét kỹ lưỡng, đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật cho từng công trình cụ thể.

Hệ kết cấu khung nổi bật với khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt, cùng với sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khả năng chịu tải trọng ngang kém, đặc biệt là ở các công trình cao hoặc trong vùng có cấp động đất lớn Hệ kết cấu này phù hợp cho công trình cao đến 15 tầng tại vùng chống động đất cấp 7, 10 - 12 tầng tại vùng cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình ở vùng cấp 9.

Hệ kết cấu khung - vách và khung - lõi là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà cao tầng nhờ vào khả năng chịu tải ngang hiệu quả Tuy nhiên, việc sử dụng hệ kết cấu này yêu cầu nhiều vật liệu hơn và quy trình thi công phức tạp hơn cho các công trình.

Hệ kết cấu ống tổ hợp là lựa chọn lý tưởng cho các công trình siêu cao tầng nhờ vào khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và khả năng chịu tải trọng ngang lớn.

Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình và tính khả thi, việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cần đảm bảo ổn định cho công trình.

Dựa trên quy mô công trình, sinh viên áp dụng hệ chịu lực khung - vách, trong đó khung đảm nhận toàn bộ tải trọng đứng và vách chịu tải trọng ngang cùng với các tác động khác, đồng thời gia tăng độ cứng cho công trình.

2.1.3 Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý rất quan trọng, ảnh hưởng đến tính kinh tế của công trình Theo thống kê, khối lượng bê tông sàn chiếm 30-40% tổng khối lượng bê tông, trở thành tải trọng tĩnh chính Khi công trình cao, tải trọng này tích lũy xuống các cột và móng, làm tăng chi phí và tải trọng ngang do động đất Do đó, ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ là cần thiết để giảm tải trọng thẳng đứng Các loại kết cấu sàn hiện đang được sử dụng rộng rãi bao gồm

Hệ sàn sườn: cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn:

Ưu điểm của phương pháp này là tính toán đơn giản, được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam với nhiều công nghệ thi công phong phú, giúp dễ dàng lựa chọn công nghệ thi công phù hợp.

Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn gia tăng đáng kể khi vượt qua khẩu độ lớn, dẫn đến việc chiều cao tầng của công trình trở nên lớn hơn Điều này không chỉ làm giảm tính thẩm mỹ mà còn không tiết kiệm được không gian sử dụng trong công trình.

Sàn không dầm: cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.

Ưu điểm của phương án thi công này là chiều cao kết cấu nhỏ, giúp giảm chiều cao công trình và tiết kiệm không gian sử dụng Nó cũng dễ dàng trong việc phân chia không gian So với phương án sàn dầm, thi công nhanh hơn do không cần gia công cốp pha, cốt thép dầm phức tạp; cốt thép được đặt định hình và đơn giản Việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng trở nên dễ dàng hơn.

Trong phương án này, các cột không liên kết với nhau, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Kết quả là khả năng chịu lực ngang của phương án này kém hơn, với tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu và tải trọng đứng do cột và vách đảm nhận Để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng, sàn cần có chiều dày lớn, làm tăng khối lượng sàn.

Sàn không dầm ứng lực trước: cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột, cốt thép được ứng lực trước.

Ưu điểm của việc giảm chiều dày và độ võng sàn là giúp giảm chiều cao công trình, từ đó tiết kiệm không gian sử dụng Điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân chia không gian các khu chức năng một cách dễ dàng hơn.

- Nhược điểm: Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng.

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

Vật liệu lý tưởng cần có cường độ cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống cháy tốt và giá thành hợp lý Bên cạnh đó, vật liệu cũng nên có tính biến dạng cao, giúp bù đắp cho khả năng chịu lực thấp, từ đó nâng cao hiệu suất sử dụng.

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tácđộng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão).

Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình.

Nhà cao tầng có tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng vật liệu nhẹ như bê tông cốt thép hoặc thép giúp giảm đáng kể tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Hiện nay, các nhà thiết kế thường ưu tiên sử dụng những loại vật liệu này cho các kết cấu nhà cao tầng.

→ Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép.

CƠ SỞ TÍNH TOÁN

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

- TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.

- TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió.

- TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.

- TCVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối.

- TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối.

- TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

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

- TCVN 9395: 2012 Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu

Để nâng cao hiệu quả tính toán và đảm bảo tính đa dạng trong nội dung, đặc biệt là đối với các cấu kiện chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước quy định như vách cứng và lõi cứng, việc tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài là cần thiết.

Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau.

NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CƠ BẢN

Khi thiết kế kết cấu, cần tạo sơ đồ và kích thước tiết diện hợp lý, cùng với việc bố trí cốt thép để đảm bảo độ bền, ổn định và độ cứng không gian cho toàn bộ công trình cũng như từng bộ phận riêng lẻ Đảm bảo khả năng chịu lực là yếu tố quan trọng trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng Ngoài ra, việc tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần tuân thủ các yêu cầu về trạng thái giới hạn.

2.4.1 Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I)

Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu:

- Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động.

- Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí.

- Không bị phá hoại vì kết cấu bị mỏi.

- Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường.

2.4.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II)

Nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

- Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt.

- Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.

LỰA CHỌN CÔNG CỤ TÍNH TOÁN

Phân tích động lực học cho hệ công trình là cần thiết để đánh giá các dạng và giá trị dao động, cũng như kiểm tra cách thức ứng xử của công trình dưới tác động của tải trọng động đất.

Etabs là phần mềm chuyên dụng cho phân tích và thiết kế kết cấu nhà cao tầng, giúp việc nhập và xử lý số liệu trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn so với các phần mềm khác.

Dùng để phân tích nội lực theo dải

Do safe là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho phần bản sàn và còn được sử dụng tính toán cho kết cấu phần móng.

Sử dụng phần mềm để xử lý số liệu nội lực từ ETABS và SAFE, tiến hành tổ hợp nội lực và tính toán tải trọng, đồng thời thực hiện tính toán cốt thép và trình bày các thuyết minh tính toán một cách rõ ràng và chi tiết.

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

SƠ BỘ TIẾT DIỆN

Mặt bằng sàn tầng điển hình được thể hiện trong hình 3.1, trong đó các ô sàn được đánh tên rõ ràng Chiều dày của bản sàn (h_s) cần được lựa chọn dựa trên khả năng chịu lực và tính thuận tiện trong thi công, đồng thời đảm bảo rằng h_s phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày tối thiểu (h_min) theo quy định trong TCVN 5574:2012.

 h min = 40 (mm) đối với sàn mái

 h min = 50 (mm) đối với sàn nhà ở và công trình công cộng.

 hmin = 60 (mm) đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất.

 h min = 70 (mm) đối với bản làm từ bê tông nhẹ cấp B7.5 và thấp hơn.

Bề rộng: b d Tiết diện dầm phụ:

Bề rộng: b d Tiết diện cột chọn: 0.6x0.6 (m)

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Hoạt tải: p = p tc n ( kN / m 2 ) được lấy theo TCVN 2737: 1995.

Trong đó: n là HSVT của hoạt tải p tc là hoạt tải tiêu chuẩn

TLBT các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình: g = γ i δi n i ( kN / m 2 )

Trong đó: γ i là trọng lượng riêng lớp cấu tạo thứ i

N là HSVT lớp cấu tạo thứ i δi là chiều dày lớp cấu tạo thứ i

TLBT của bản BTCT dày 0.12 (m) sẽ do phần mềm SAFE tính với HSVT n = 1.1.

Tải tường trên ô sàn quy về tải phân bố đều:

S Trong đó: S là diện tích ô sàn

L t là chiều dài tường xây trên ô sàn

+ Đối với các ô S1 và S5 chiều dài tường xây trên sàn là 3m

+ Đối với các S6 chiều dài tường xây trên sàn là 6m

Bảng 3 1: Hoạt tải các ô sàn

Phòng ngủ, phòng khách, buồng vệ sinh, phòng bếp

Bảng 3 2: TLBT các lớp hoàn thiện ô sàn phòng ngủ, phòng khách, phòng bếp, hành lang

Bảng 3 3: TLBT các lớp hoàn thiện ô sàn nhà vệ sinh

Bảng 3 4: Tĩnh tải tường truyền vào các dầm phụ và dầm chính

Dùng phần mền SAFE để tính toán

+ Tạo lưới, chọn đơn vị

+Khai báo dầm, cột , vách

+ Tiến hành vẽ và gắn tải

Hình 3 3: Tĩnh tải tiêu chuẩn các ô sàn

Hình 3.6 : Hoạt tải tường xây

Hình 3.7: Chia ô sàn thành các dãy Strip theo phương X

Hình 3.8 : Chia ô sàn thành các dãy Strip theo phương Y

Hình 3.9 : Nội lực ô sàn theo dãy Strip phương X

Hình 3.10 : Nội lực ô sàn theo dãy Strip phương Y

Độ võng sàn tầng điển hình có giá trị lớn nhất là f max = 18.4 mm, nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 (Bảng 4 – Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng).

 Thỏa điều kiện chuyển vị sàn tầng điển hình.

Tính toán cốt thép cho ô sàn dựa vào nội lực của dãy Strip theo hai phương X và Y, xác định nội lực lớn nhất trong các dãy Strip Sau đó, tiến hành tính toán cốt thép cho ô sàn tương ứng với dãy Strip đó Sử dụng bê tông B25 với Rb = 14.5 Mpa cho quá trình thiết kế.

 Chọn ô bản S 1 để tính đại diện. Đối với mô men ở nhịp: M1 = 9.33 (kN.m) tính trên toàn bề rộng dãy trip

1m Ta có hb = 120(mm) ; a = 15 (mm) → h o = hb – a = 120 - 15 = 105(mm). α m Suy ra ξ = 1 −

R s 280 Để tránh phá hoại giòn nên phải bảo đảm

Thường lấy à min = 0,1% Hợp lý nhất khi Chọn ỉ10a2000 cú A s = 393 (mm 2 ).

= 0.3% ÷ 0.9% đối với sàn. Ô Kí bản hiệu

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG TẦNG ĐIỂN

4.1 KIẾN TRÚC CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH

Cầu thang bộ tầng điển hình nằm trong vách.

Chiều cao tầng điển hình: h = 3.3 (m).

Cầu thang bộ tầng điển hình có độ cao từ ± 4.000 đến + 63.400 (m), tương ứng với tầng 2 đến tầng 20 Đây là loại cầu thang hai vế được thiết kế với kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.

Mỗi vế thang rộng 1.2 (m) gồm 10 bậc thang được xây bằng gạch thẻ có kích thước h bậc = 0.165 (m), l bậc = 0.3 (m).

Kiến trúc cầu thang bộ tầng điển hình được thể hiện ở Hình 4.1 và Hình 4.2.

Hình 4 2: Mặt đứng cầu thang bộ tầng điển hình

4.2.TÍNH TOÁN BẢN THANG CHIẾU NGHỈ

- Chọn sơ bộ chiều dày bản thang là: h s 30

-Chọn bề dày bản thang h s = 160 mm

-Sử dụng kết cấu cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán thiết kế.

-Góc nghiêng của cầu thang: tg α = H

Tính toán cầu thang tầng điển hình:

- Đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới: tải trọng các lớp cấu tạo bản thang (tính trên 1m dài)

Gach lat day 20 mm Vua lot day 20 mm Bac thang xay bang gach Ban BTCT day 160 mm Vua trat day 15 mm

Gach lat day 20 mm Vua lot day 20 mm Ban BTCT day 160 mm Vua trat day 15 mm

Hình 4.3 Bản thang Hoạt tải lấy theo TCVN 2737: 1995:

Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng:

Lớp đá hoa cương dày 0.02 (m): δ td

Lớp vữa XM mặt bậc dày 0.02 (m): δ td Lớp bậc thang: δ td 2Trọng lượng của lan can g lc = 0.3 (kN /m)

Bảng 4 1: Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

4.2.3 Mô hình và nội lực

Mô hình bằng phần mền ETABS :

+Khai báo hoạt tải và tĩnh tải ( hệ số bằng 0 )+Tạo liên kết và gắn tải

Hình 4 5: Kết quả moment bản thang và chiếu nghỉ thu từ ETAB

Hình 4 6: Kết quả phản lực gối tựa lên bản thang thu từ ETAB

Khi lựa chọn sơ đồ 1 đầu khớp và 1 đầu di động cho bản thang, cần tính toán theo cấu kiện chịu uốn với cốt đơn Mặc dù moment chỉ xuất hiện ở bụng dưới của bản thang, việc xác định đúng sơ đồ là rất quan trọng để đảm bảo tính toán chính xác.

= 27.86 (kN.m) Không có moment ở gối, nên ở gối ta chỉ tiến hành đặt thép cấu tạo.

Kết quả tính toán cốt thép cầu thang bộ tầng điển hình:

Xem bản thang như một dầm đơn giản có bề rộng b = 1000 (mm) và chiều cao chính bằng bề dày bản thang h = 160 (mm).

Chọn agt = 20mm → h0 = h − agt = 160 − 20 0 (mm) , với γb = 1, γs =1 α = M m γ × R b b à min

=0.05% 0.08g , ta cần áp dụng các giải pháp kháng chấn cho công trình.

Phân loại đất nền công trình:

 Nhận dạng điều kiện đất nền theo tác động động đất.

TÍNH THÉP CHO DẦM - CỘT - VÁCH

5.8.1 Tính toán cốt thép cho phần tử dầm

 Tính cốt thép nhịp dầm:

Chọn dầm B1, tầng 5 tính đại diện.

Lấy nội lực từ biểu đồ bao để tính: Mmax = 174.15 (kN.m)

Tiết diện dầm 300x700, cốt thép AIII (Rs = 365 Mpa)

Bê tông B25 Rb= 14.5 Mpa; Rbt = 1.05 Mpa αm ξ = 1 − 1 − 2αm =1 − 1 − 2 ×0.094 = 0.106

 Tính thép gối : M min = -280.625 kN.m α m M

 Tính toán cốt đai dầm

Kiểm tra các điều kiện tính cốt đai:

Q bt = 0.3ϕ wl ϕ bl R b bh 0 ϕ wl

Q bt = 0.265 R b bh 0 = 0.265 × 14.5 × 30 × 63 = 7263.32( daN ) = 726.33(kN) ϕ b 3 ( 1 + ϕ f + ϕ n ) γ b R bt bh 0 = 0.6 × ( 1 + 0 + 0 ) × 1× 1.05 × 10 3 × 0.3 × 0.63 9.07( kN)

Chọn đai ỉ8, ta cú bề rộng dầm b = 300 nờn để đảm bảo độ cứng của khung thộp dầm ta chọn đai 2 nhánh. ϕ b 4 (1+ϕ

Vậy cốt đai chọn ỉ8a200 bố trớ cho dầm B1 đảm bảo khả năng chịu cắt.

Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a150 trong đoạn L/4 của cỏc dầm.

Tớnh toỏn tương tự ta chọn được cốt đai bố trớ ỉ8a200 trong đoạn cũn lại của cỏc cỏc dầm.

Do yờu cầu khỏng chấn ta bố trớ đai ỉ8a150 trong cỏc đoạn lcr = 2hd

Theo TCVN 9386-2012, để đảm bảo cấu tạo kháng chấn trong khoảng thời gian 2 giờ, cần bố trí đai ỉ8a150 ở phần đầu dầm và đai ỉ8a200 ở giữa dầm, với h là chiều cao của dầm.

 Cốt thép gia cường tại vị trí dầm phụ giao với dầm chính.

Để tối ưu hóa khối lượng tính toán trong thiết kế dầm, chúng ta chỉ cần xác định dầm phụ có lực lớn nhất truyền vào dầm chính Sau khi tính toán thép cho dầm chính, kết quả sẽ được áp dụng cho tất cả các vị trí giao nhau giữa dầm phụ và dầm chính khác.

Lực cắt do dầm phụ truyền vào dầm chính: P1 = 95.25 (kN).

Diện tích cốt treo : F treo = 1 P = 95.25/28.5 3.25 (cm 2 ).

Chọn đai ỉ8, đai hai nhỏnh.

Số nhánh cốt treo: m Lấy kết quả đem bố trí cho toàn bộ vị trí giao nhau giữa dầm phụ và dầm chính.

Tính tương tự cho các phần tử dầm còn lại, bảng kết qủa trình bày trong Bảng P.1 trang

5.8.2 Tính toán cốt thép cho phần tử cột

+Nội lực của cột: N = -6409.55 kN

M x = -147.58 kN.m + C x = 600 mm; C y = 600 mm; ξ R = 0.54; l ox = l oy = 0.7×3.3 = 2.31m

Xét uốn dọc: λx = λy λ = max(λx, λy) = 13.36 Mx1

Cx 0.6 Cy 0.6 h = Cx = 600mm; b = Cy = 600mm; giả thiết a = 50 mm; ho = 550mm;

M 1 = M x1 = 89.23 kN.m; M 2 = M y1 = -147.58 kN.m Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea = eax + 0.2×eay

Kết cấu siêu tĩnh: e 0 = max(e 1 ;e a ) = 24mm

 Nén lệch tâm rất bé, tính gần như nén đúng tâm Ảnh hưởng độ lệch tâm γ e : γe e = e0 + h

Diện tích toàn bộ cốt thép: γe × N

5.8.3 Tính toán cốt thép một trường hợp cụ thể cho vách

Vách có kích thước bề rộng: tw = 0.3 m; chiều dài L = 2 m chạy từ tầng hầm đến tầng 19.

Diện tích tiết diện vách: F =0.3×2= 0.6 m 2

Kết quả nội lực vách được xuất từ ETABS với vách được gán các dạng phần tử PIER.

Giả thiết chiều dài vùng biên Bleft = Bright = 0.67 m.

Diện tích vùng biên Fbiên= 0.67×0.67= 0.45m 2 Độ mảnh : λ Xác định lực kéo, nén trong vùng biên:

− 0.67) = 338.4 kN Tính toán cốt thép cho vùng biên như cột chịu kéo – nén đúng tâm:

+ Diện tích cốt thép chịu nén là:

+Lực nén do lực dọc N tác dụng lên vùng giữa là:

0.6 × 1.4 × 0.67 = 159.66 kN +Khả năng chịu lực nén của BT vùng giữa:

Vậy N = 1360.1 kN > Nnén vùng giữa = 159.66 kN.

Cốt thép vùng giữa đặt theo cấu tạo

THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG

TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG

Móng là bộ phận chịu toàn bộ tải trọng của công trình và truyền tải xuống nền, đảm bảo cả móng và nền hoạt động trong giới hạn an toàn Việc tính toán nền móng cần thực hiện dựa trên tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình thi công và sử dụng.

Việc tính toán kích thước móng dựa trên biến dạng là cần thiết để đảm bảo độ lún không vượt quá giới hạn cho phép, và quá trình này được thực hiện theo tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn.

Tính toán cường độ là cần thiết để bảo vệ nền khỏi nguy cơ phá hoại do quá tải, đồng thời đảm bảo sự ổn định về trượt và lật của móng Việc xác định chiều cao móng và cốt thép được thực hiện dựa trên tải trọng tính toán.

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Dựa trên kết quả thống kê địa chất từ ba hố khoan, chúng tôi quyết định sử dụng số liệu của hố khoan HK1 nhằm đảm bảo tính an toàn và thuận lợi trong quá trình tính toán.

Theo kết quả khảo sát địa chất HK1, nền đất từ mặt đất đến độ sâu 70 m được phân thành 7 lớp đất, sắp xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới.

Hình 6.1 Mặt cắt địa chất của công trình

 Lớp đất số 1: đất đắp: nền bê tông, bên dưới là gach đá, xà bần, có bề dày tại HK 1

 Lớp đất số 2: Sét dẻo thấp (CL), có bề dày tại HK 1 = 1.5 m có các đặc trưng cơ lý

• Dung trọng tự nhiên : γ w = 21.0 kN/m 3

 Lực dính đơn vị : C tb = 11.2 kN/m 2

 Góc ma sát trong : ϕ tb = 14 o 27’

 Lớp đất số 3: Sét dẻo thấp, sét lẫn sạn Laterit (CL – GC); có bề dày tại HK 1 = 5.2 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

 Lớp đất số 4: Cát lẫn sét, bụi (SC-SM(1)) ; có bề dày tại HK 1 = 4.0 m có các đặc tính cơ lý sau:

 Lớp đất số 5: Cát lẫn sét, bụi (SC-SM(2)) ; có bề dày tại HK 1 = 28.0 m với các đặc trưng cơ lý sau:

• Dung trọng tự nhiên : γ wtt = 20.65 kN/m3

 Lực dính đơn vị : C tt = 9.0 kN/m 2

 Góc ma sát trong : ϕ tt = 30 o 19’

 Lớp đất số 6: Sét dẻo thấp, dẻo cao (CL-CH) ; có bề dày tại HK 1 = 7.5 m với các đặc trưng cơ lý sau:

 Lớp đất số 7: Cát lẫn sét, lẫn bụi (SC-SM(3)) ; có bề dày tại HK 1 = 23.0 m với các đặc trưng cơ lý sau:

Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu - 1.5 m tính từ mặt đất tự nhiên.

6.2.1 Thông số, vật liệu làm cọc: m

Hình 6.2 Mặt cắt địa chất móng cọc khoan nhồi

- Bêtông cọc: B30 có R b 000kN/m 2 , R@000kN/m 2

- Cốt thép chịu lực : nhóm AIII có R s =R sc 65000kN/m 2 ,f c @0000kN/m 2

- Chọn sơ bộ chiều dài cọc L@ m

- Chọn sơ bộ phần cọc ngàm vào đài = 0.2 (m) và đập vỡ đầu cọc 0.8 (m)

- Chiều dài cọc nằm trong mặt đất = 40-(0.2+0.8)9 (m)

6.2.2 Xác định sức chịu tải cùa cọc:

6.2.2.1 Theo vật liệu làm cọc

- Chọn cốt thộp 16ỉ25 (Asx54.4 mm 2 )

Trong đó :+ R u : Cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi (B30)

+ R : mác thiết kế của bê tông

+ Ab : diện tích tiết diện ngang của cọc π×0.8 2

+ As : diện tích cốt thép dọc trong cọc (m 2 ).

+ R an : cường độ tính toán của thép.

Rsc : Cường độ chảy của thép, thép AIII có Rsc = 365 MPa

6.2.2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

 Rc,u = γc ( γ cq q b A b + u ∑ γ cf f i l i ) (Trang 23 TCVN 10304-2014)

- γ c : hệ số điều kiện làm việc của cọc (γ c =1)

- γ cq : hệ số điều kiện làm việc dưới mũi cọc (γ cq =1)

- q p : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (vì mũi cọc cắm vào lớp đất dính nên ta tra Bảng 7 TCVN 10304-2014)

 h: chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên, mặt đât thiết kế (khi có thiết kế đào đất)

- A b : diện tích mặt cắt ngang mũi cọc

- U: chu vi thiết diện ngang thân cọc

- γ cf : hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ, điều kiện đổ bê tông

- fi: cường độ sức kháng trung bình của lớp thứ i trên thân cọc

- li: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ i

- Chiều sâu hạ cọc hD.5m ; đường kính cọc d=0.8m

- I L = -0.04; hD.5m tra bảng 7 TCVN 10304-2014 ta được:

- Xác định ∑ γ cf f i l i ( Đất nền chia thành các lớp đồng chất không quá 2m) ta có được bảng sau:

Bảng 6.1 Xác định sức kháng ma sát theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

6.2.2.3 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

- qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

- Ab: diện tích tiết diện ngang mũi cọc

- u: chu vi tiết diện ngang cọc

- fi: cường độ sức kháng trung bình của lớp i trên thân cọc

- li: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ i

 Xác định sức kháng mũi cọc q b : q b = cN c ' + q γ ' , p N p '

- N ’ c , N ’ p : hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc

N ’ c = 6 đối với cọc khoan nhồi đường kính lớn

N ’ p = 4.39 ( với φ = 16 o 7’, ta tra bảng Vesic)

Áp lực hữu hiệu tại lớp phủ tại cao trình mũi cọc được xác định bằng công thức q ‘ γ ,p = 8 × 2.5 + 10.4 × 4 + 10.65 × 28 + 10.76 × 5, cho kết quả là 420.6 kN/m² Tiếp theo, áp lực tại mũi cọc q b được tính toán với công thức q b = 50.6 × 6 + 420.6 × 4.39, cho ra giá trị 2150.03 kN/m².

 Xác định cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc của lớp đất thứ i f i

• Đối với đất dính f i =αcu,i

• Đối với đất rời f i = kiσ v,z tgδi

- c u,i : cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính i c u,i =6.25 N c,i với N c,i là chỉ số SPT trong đất dính

Hệ số α là yếu tố quan trọng phụ thuộc vào đặc điểm của lớp đất dưới lớp dính của loại cọc, loại cọc sử dụng và phương pháp hạ cọc cố kết trong quá trình thi công Để xác định giá trị của hệ số α, có thể tham khảo biểu đồ trong hình G.1 (phụ lục G TCVN 10304-2014).

- ki: hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc

- σ 'v,z : ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i

- δ i : góc ma sát giữa đất và cọc, thông thường đối với cọc bê tông δ i lấy bằng góc ma sát trong của đất ϕi

6.1.2.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT( dùng công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản):

- l si ,l ci : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời, đất dính

- qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định như sau:

 Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb00Np cho cọc đóng (ép) và qb0Np cho cọc khoan nhồi

 Khi mũi cọc nằm trong đất dính qbu cho cọc đóng (ép) và qblu cho cọc khoan nhồi

Np: chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc

- Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i f s,i và cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i f c,i = α p f L c u,i

 Nsi : chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời i

 f L : đối với cọc khoan nhồi lấy bằng 1

 c u : cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính c u,i =6.25 N c,i

 α p : xác định theo biểu đồ hình G.2a TCVN 10304-2014

- Tính cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b

Ta sử dụng cọc khoan nhồi với SPT trung bình ở mũi cọc N p 3.67:

- Tính cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc ở lớp thứ i

Bảng 6.3 Xác định sức kháng ma sát theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Vậy sức chịu tải của cọc:

Qtk = min(Qvl;QA;QG;QSPT) = min(4745; 4503.16; 4490.64; 4692.6) = 4490.64 (kN)

6.2.3 Sơ bộ số lượng cọc

Số lượng cọc được xác định sơ bộ theo công thức: n = β ∑ N

Trong đó : β là hệ số xét đến ảnh hưởng của moment , lấy β = 1-1.4

Trong tính toán lực dọc, công thức ∑N = N tt được sử dụng để xác định sức chịu tải thiết kế Để đảm bảo an toàn, sinh viên thường chọn trường hợp có lực dọc lớn nhất, từ đó xác định số lượng cọc Q tk cần thiết.

Bảng 6 4: Sơ bộ số lượng cọc

Hình 6 3: Sơ đồ bố trí móng và cọc trong móng

6.2.4 Xác định độ cứng cọc Độ cứng cọc đơn được xác định sơ bộ dựa độ lún cọc đơn, được xác định theo Phụ lục B TCVN 10304-2014 dựa trên công thức kinh nghiệm theo biểu thức Vesic: Độ cứng của cọc đơn tính công thức: k Độ lún cọc đơn: S = cdon

S cdon là sức chịu tải cọc đơn

Q: Tải trọng tác dụng lên cọc Lấy bằng sức chịu tải của cọc

A: diện tích tiết diện ngang cọc

E: Mô đun đàn hồi vật liệu làm cọc

THIẾT KẾ MÓNG M2

Bảng 6.5: Giá trị nội lực dưới chân cột móng M2

Xác định vị trí tâm lực của hai cột tác dụng lên móng:

Gọi a, b là khoảng cách từ tim cột C7, C11 đến tâm lực ta có: -aN 7 + bN 11 + M y7 + M y11 = 0, L=a+b a = 2m → b = 2m

Bảng 6.6: Giá trị tổ hợp nội lực trong móng M2

Nội lực tính toán tiêu chuẩn

6.3.2 Chọn chiều sâu chôn móng

Chọn chiều sâu chôn móng h m = 5.5m so với cao độ tự nhiên, chọn chiều rộng đài B d = 4 m

Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp: h m ≥ 0.7 h min

Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp

6.3.3 Xác định số cọc và kích thước đài cọc n 1.2× N tt

Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc:

Diện tích của đài cọc : F đ = 6.4×4 = 25.6 (m 2 )

Trọng lượng của đài : Nđ = Fđ × γ tb × h d = 25.6 × 25 × 2.5 = 1600 (kN)

Tổng tải trọng của công trình và trọng lượng của đất, đài cọc :

Hình 6 4: Bố trí cọc khoan nhồi móng M2 Bảng 6.7: Tải trọng tác lên đầu cọc móng M2

Khả năng chịu tải của cọc đơn là 4450 kN, trong khi tải trọng P được tính là 3797.2 kN Khi cọc hoạt động theo nhóm, cần xem xét hệ số nhóm η, được xác định theo công thức Field.

D : đường kính cọc, D = 0.8 m n : số hàng cọc, n = 3 m : số cọc trên 1 hàng, m = 2

Suy ra khả năng chịu tải của nhóm cọc Q nhóm =n×η×Q tk =6×0.73×4450491 (kN).

Qnhóm = 19491 (kN) > Ntt = 18519.8 (kN) : thoả yêu cầu.

6.3.4 Kiểm tra ổn định khối móng quy ước

Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc : φ II ,tb

Chiều dài khối móng qui ước :

Chiều rộng khối móng qui ước :

Diện tích đáy khối móng quy ước: Fqu = 15.03 × 12.64= 189.98 (m 2 )

L, B: chiều dài và chiều rộng đài cọc

L c : chiều dài làm việc của cọc

Xác định trọng lượng khối móng quy ước

Thể tích đài và cọc:

Thể tích đất trong móng khối qui ước:

 Trọng lượng móng khối qui ước:

 Trọng lượng của khối móng qui ước:

Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước :

N tc = N0 tc + Qm = 14712.9+ 89346.36 = 104059.9 (kN) Cường độ tiêu chuẩn của đất nền ở đáy khối móng quy ước

( Abγ II + Bhγ II * + Dc II ) tc

+ k tc : 1.0 - 1.1 (lấy k tc = 1.0, Vì các chỉ tiêu cơ lý được lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất)

+ Lớp đất cọc tỳ vào là lớp sét trạng thái rắn có : c = 50.6 kN/m 2 γ ‘ II = 10.76 kN/m 3 (dung trọng đẩy nổi lớp đất tại mũi cọc) φ = 16.2 o

∑ γ × h γ I ' = ∑ i i = 11.1 kN/m 3 h hi: bề dày lớp đất thứ ii

 ' I : Dung trọng của đất từ đáy khối móng quy ước trở lên.

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước

Moment chống uốn khối móng qui ước :

+ Qy tc × (hd + Lc) = 116.3 + 54.72× (2.5+39) = 2387.18 (kN.m)

Các điều kiện đều thỏa mãn: σ max tc = 567.93 ≤ 1.2R tc = 2148.89 (kN / m 2 )

 tb tc = 547.74 < R tc = 2076.67 (kN/m 2 ) σmin tc = 527.55> 0 (kN/m 2 )

Có thể tính lún của nền theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính.

Kiểm tra độ lún của cọc Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền gay ra tai đáy khối móng quy ước:

11.19 ×1.5 + 2 ×10.8 + 4 ×10.4 + 28 ×10.65 + 5 ×10.76 = 431.98 (kN/m 2 ) Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước:

 0 gl = σ tb tc − σ bt = 574.7 − 431.98 = 142.72 ( kN / m 2 )

Bề dày phân tố lớp đất tính lún: chọn h = 1(m). Ứng suất do trọng lượng bản thân đặt tại vị trí i: σ i bt = σ i bt

− 1 +γ 'h i Ứng suất gây lún đặt tại vị trí i: Điều kiện dừng tính lún: σ bt ≥ 5σ gl

Bảng 6.8 : Bảng tính lún móng M2

Lớp Chiều phân dày tố (m)

Dựa vào kết quả trong bảng nhận thấy σ bt ≥ 5 σ gl ⇔ 539.388 > 5×103.28= 516.38 (kN/m 2 ) i i

S = ∑ (e 1i − e 2i ) h i = 0.618cm < 8cm → Thỏa điều kiện về tính lún 1+ e 1i

Với tháp chọc thủng 45 0 từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, các cọc đều nằm trong tháp xuyên nên không cần kiểm tra xuyên thủng.

6.3.6 Tính thép cho đài cọc

Hình 6 5: Phản lực đầu cọc móng M2

Hình 6 6: Biểu đồ momen theo phương X, Y Móng M2

 My + max = 432.32 (kN.m/1m), Mx - max = -806.93 (kN.m/1m)

Mx + max = 2046.21 (kN.m/1m), My - max = 0 (kN.m/1m)

Hình 6 1: Sơ đồ tính thép theo phương X móng M1

Tính cốt thép cho đài cọc α m = R b

Bảng 6 9: Tính thép theo phương X móng M2

Vị trí Lớp trên Lớp dưới

Bảng 6 10 : Tính thép theo phương Y móng M2

Vị tríLớp trênLớp dưới

THIẾT KẾ MÓNG M3

Bảng 6.5: Giá trị nội lực dưới chân cột móng M3

Xác định vị trí tâm lực của hai cột tác dụng lên móng:

Gọi a, b là khoảng cách từ tim cột C7, C11 đến tâm lực ta có: -aN 7 + bN 11 + M y7 + M y11 = 0, L=a+b a = 2m → b = 2m

Bảng 6.6: Giá trị tổ hợp nội lực trong móng M2

Nội lực tính toán tiêu chuẩn

Chọn chiều sâu chôn móng h m = 5.5m so với cao độ tự nhiên, chọn chiều rộng đài B d = 6.4 m

Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp Chọn chiều cao đài h đ = 2.5m

6.4.3 Xác định số cọc và kích thước đài cọc n =1.2× N tt = 1.2 × 31167.65 = 8.4 → Chọn 9 cọc.

Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc : φ II ,tb

Diện tích đáy khối móng quy ước: Fqu = 15.03 × 15.03= 225.9 (m 2 )

L, B: chiều dài và chiều rộng đài cọc

Lc : chiều dài làm việc của cọc

Thể tích đất trong móng khối qui ước:

 Trọng lượng móng khối qui ước:

Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước :

N tc = N0 tc + Qm = 27102.3+ 107119.6 = 134221.9 (kN) Cường độ tiêu chuẩn của đất nền ở đáy khối móng quy ước

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước

+ Qy tc × (hd + Lc) = 981.2 – 11.71× (2.5+39) = 495.23 (kN.m)

Các điều kiện đều thỏa mãn: σ max tc = 608.83 ≤ 1.2R tc = 2148.89 (kN / m 2 )

 tb tc = 594.16 < R tc = 2076.67 (kN/m 2 ) σmin tc = 579.5> 0 (kN/m 2 )

11.19 ×1.5 + 2 ×10.8 + 4 ×10.4 + 28 ×10.65 + 5 ×10.76 = 431.98 (kN/m 2 ) Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước:

 0 gl = σ tb tc − σ bt = 594.16 − 431.98 = 126.18 ( kN / m 2 )

− 1 +γ 'h i Ứng suất gây lún đặt tại vị trí i: Điều kiện dừng tính lún: σ bt ≥ 5σ gl

Bảng 6.8 : Bảng tính lún móng M3

Dựa vào kết quả trong bảng nhận thấy σ bt ≥ 5σ gl ⇔ 550.388 > 5×105.32= 526.6 (kN/m 2 ) i i

S= ∑ (e 1i + −e 2i ) h i = 1.18cm < 8cm → Thỏa điều kiện về tính lún

Với tháp chọc thủng 45 0 từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, các cọc đều nằm trong tháp xuyên nên không cần kiểm tra xuyên thủng.

Hình 6 5: Phản lực đầu cọc móng M2

Hình 6 6: Biểu đồ momen theo phương X,Y Móng M2

 My + max = 1037.57 (kN.m/2.4m), My - max = -1936.64 (kN.m/2.4m)

Mx + max = 2046.21 (kN.m/1m), My - max = 0 (kN.m/1m) Tính cốt thép cho đài cọc α m R

Vị trí Lớp trên Lớp dưới

Bảng 6 10 : Tính thép theo phương Y móng M2

THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG (M4)

Bảng 6 11: Giá trị nội lực dưới chân vách móng M4

Chọn chiều sâu chôn móng hm = 6m so với cao độ tự nhiên, chọn chiều rộng đài Bd = 11.2 m.

Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp

-Chọn chiều cao đài hđ = 3m

Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc:

Diện tích của đài cọc : Fđ = 16×11.2 = 179.2 (m 2 )

Trọng lượng của đất và đài : Nđ = Fđ × γ tb × h d = 179.2 × 25 × 3 = 13440 (kN)

Tổng tải trọng của công trình và trọng lượng của đất, đài cọc :

Bảng 6 12: Tải trọng tác lên đầu cọc móng M4

Pmax được xác định là 2282.64 kN, trong khi khả năng chịu tải của cọc đơn là 4450 kN Khi xem xét cọc làm việc theo nhóm, cần tính đến hệ số nhóm để kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc.

Hệ số nhóm η được tính theo công thức Field η = 1 − arctg (

D : đường kính cọc, D = 0.8m n : số hàng cọc, n = 7 m : số cọc trên 1 hàng, m = 5

Sức chịu tải của nhóm cọc Q nhóm = n×η×Q tk = 35×0.69×4450 7467.5

(kN) Q nhóm = 107467.5 (kN) > N tt = 100733.8 (kN) : thoả yêu cầu

Hình 6.7: Bố trí cọc khoan nhồi móng M4

Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc :

LM = L – D + 2Lc.tgϕ tb = 16 - 0.8 + 2×39×tg(6.9 0 ) = 24.64 (m)

Diện tích đáy khối móng quy ước: Fqu = 24.64×19.84= 488.86 (m 2 )

(m 3 ) Thể tích đất trong móng khối qui ước:

→ Trọng lượng móng khối qui ước:

Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước : N tc

= N0 tc + Qm = 75907.7 + 246660.62 = 322568.32 (kN) Cường độ tiêu chuẩn của đất nền ở đáy khối móng quy ước

= 1790.74 ( kN / m 2 ) Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước

Mx tc = Mx tc + Qy tc × (hd + Lc) = 50468.44 - 10.79 × (3+39)= 50015.26 (kN.m)

Các điều kiện đều thỏa mãn:

 tb tc = 659.84< R tc = 1790.74(kN/m 2 ) σmin tc = 633.78> 0 (kN/m 2 )

=> Như vậy nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điểu kiện về ổn định

11.19 ×1.5 + 1.5 ×10.8 + 4 ×10.4 + 28 ×10.65 + 5.5 ×10.76 = 431.65 (kN/m 2 ) Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước:

 0 gl = σ tb tc − σ bt = 659.84 − 431.65 = 228.19 ( kN / m 2 ) Ứng suất do trọng lượng bản thân đặt tại mũi cọc: σo bt

− 1 + γ ' h i Ứng suất gây lún đặt tại vị trí i: σ gl Điều kiện dừng tính lún:

Bảng 6 13: Bảng tính lún móng M4

10 11 Dựa vào kết quả trong bảng nhận thấy σi bt ≥ 5σi gl ⇔ 616.12 > 5×121.95 = 609.74(kN/m 2 )

Công thức tính tổng độ lún:

S= ∑ ( e 1i + −e 2i ) h i = 2.37cm < 8cm → Thỏa điều kiện về tính lún

Với tháp chọc thủng 45 0 từ chân vách trùm ra ngoài các tim cọc, các cọc đều nằm trong tháp xuyên nên không cần kiểm tra xuyên thủng.

Hình 6.8 : Phản lực đầu cọc móng M4

Hình 6 8 : Biểu đồ momen theo phương X , Ymóng M4

Tính thép cho đài móng α m R

Bảng 6 15: Tính thép theo phương Y móng M4

[1] Nguyễn Đình Cống (2012),”Kết cấu Bê tông cốt thép (tập 1: Cấu kiện cơ bản)” ,

NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[2] Nguyễn Bá Kế, Nguyễn Hữu Đẩu (2002), “Chất lượng móng cọc quản ký và đánh giá", NXB GTVT.

[3] Nguyễn Tiến Thụ (2010), “Sổ tay chọn máy thi công xây dựng”, NXB Xây Dựng

[4] Võ Bá Tầm (2012), “Kết cấu Bê tông cốt thép (tập 2: Cấu kiện nhà cửa)” , NXB

[5] TCVN 198:197 (1999), “Nhà cao tâng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối”, NXB Xây Dựng - Hà Nội.

[6] TCVN 229:1999 (1999), “Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TC 2737:1995”, NXB Xây dựng - Hà Nội.

[7] TCVN 2737:1995 (1996), “Tải trọng và tác động”, NXB Xây dựng - Hà Nội.

[8] TCVN 5574-2012 (2012), "Thi công bê tông cốt thép toàn khối", no NXB Xây dựng - Hà Nội.

[9] TCVN 9386:2012 (2012), “Thiết kế công trình chịu động đất”, NXB Xây Dựng

[10] TCVN 9393:2012 (2012), “Cọc - Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục”, NXB Xây Dựng - Hà Nội.

[11] TCVN 9395:2012 (2012), “Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu”, NXB

[12] TCVN 10304: 2014 (2002), "Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế", NXB Xây Dựng -

Hình 1.1 Mặt bằng tầng điển hình

Phòng ngủ, phòng khách, buồng vệ sinh, phòng bếp

1 2: TLBT các lớp hoàn thiện ô sàn phòng ngủ, phòng khách, phòng bếp, hành lang

1 3: TLBT các lớp hoàn thiện ô sàn nhà vệ sinh

1 4: Tĩnh tải tường truyền vào các dầm phụ và dầm chính

1 5: Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ

1.6: Tải trọng tác dụng lên bản thang

1 7: Sơ bộ tiết diện cột

1.8 Tính thành phấn gió tĩnh

THÀNH PHẦN TĨNH CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

Story 18Story 17Story 16Story 15Story 14Story 13Story 12Story 11Story 10Story 9Story 8Story 7Story 6Story 5Story 4Story 3

1.9 : Chu kỳ dao động xuất ra từ chương trình ETABS

1.10 : Năm mode dao động đầu tiên

1.11 : Khối lượng, tâm khối lượng, tâm cứng tại mỗi cao trình sàn

StorySTORY21STORY20STORY19STORY18STORY17STORY16STORY15STORY14STORY13

STORY12 STORY11 STORY10 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1

1.12 Dịch chuyển ngang tỉ đối y ji

STORY17STORY16STORY15STORY14STORY13STORY12STORY11STORY10STORY9STORY8STORY7

1.13: Tính toán thành phần gió động

STORY21STORY20STORY19STORY18STORY17STORY16STORY15STORY14STORY13STORY12STORY11STORY10STORY9STORY8STORY7STORY6STORY5STORY4STORY3STORY2

1.14: Các trường hợp tải tác dụng lên khung

BẢNG TÍNH THÉP SÀN Ô Kí bản hiệu

BẢNG TÍNH THÉP CỘT TRỤC 3, C

The series of stories, ranging from STORY1 to STORY20, presents a diverse collection of narratives that captivate and engage readers Each story offers unique themes and insights, contributing to an overarching tapestry of human experience These tales not only entertain but also provoke thought and reflection, making them valuable additions to any literary exploration.

STORY2STORY1STORY20STORY19STORY18STORY17STORY16STORY15STORY14STORY13STORY12STORY12STORY11STORY10STORY9STORY8STORY7STORY6STORY5STORY4STORY3STORY2STORY1

BẢNG TÍNH THÉP DẦM TẦNG 4

Tiêu đề	Thiết Kế Chung Cư Cao Cấp 21 Tầng
Tác giả	Đặng Cao Luật
Người hướng dẫn	TS. Châu Đình Thành
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	153
Dung lượng	2,95 MB