Đề 20 chung cư a4 đồ án tốt nghiệp đại học

KIẾN TRÚC

MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Thành phố Hồ Chí Minh, một trong những trung tâm văn hóa, kinh tế và chính trị hàng đầu của Việt Nam, đang đối mặt với nhiều thách thức do sự phát triển nhanh chóng Việc ổn định chỗ ở cho hơn mười triệu cư dân là một trong những vấn đề cấp bách mà chính quyền cần giải quyết.

Để đối phó với tình hình gia tăng dân số, cần thiết phải áp dụng biện pháp hạn chế sự gia tăng dân số, đặc biệt là dân số cơ học Đồng thời, cần tổ chức tái cấu trúc và tái bố trí dân cư một cách hợp lý, kết hợp với việc cải tạo và xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội.

Đầu tư nhà ở là một chiến lược hợp lý để đáp ứng nhu cầu về chỗ ở của người dân, giải quyết vấn đề quỹ đất và góp phần cải thiện cảnh quan đô thị tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội và tạo ra lợi nhuận cho doanh nghiệp, các căn hộ kết hợp trung tâm thương mại đã được phát triển.

VỊ TRÍ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH

Địa điểm xây dựng công trình cần đáp ứng nhiều yếu tố quan trọng như vị trí gần trung tâm thành phố, nằm trong khu quy hoạch dân cư lớn với cơ sở hạ tầng đô thị tốt Hệ thống giao thông đô thị thuận lợi, điều kiện địa chất và địa hình phù hợp, cùng với mặt bằng xây dựng rộng rãi cũng là những yêu cầu cần thiết Đường Hồng Hà, phường 9, Quận Phú Nhuận, TP.HCM đã được lựa chọn làm địa điểm xây dựng, đáp ứng đầy đủ các tiêu chí này.

Khí hậu của TP Hồ Chí Minh thuộc loại nhiệt đới gió mùa, được phân chia thành hai mùa rõ rệt: mùa nắng kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.

+ Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm 2 /năm

+ Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ

+ Nhiệt độ không khí trung bình 27 0 C

+ Nhiệt độ cao tuyệt đối 40 0 C

+ Nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8 0 C

+ Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-280C

+ Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm

+ Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày

Khoảng 90% lượng mưa hàng năm rơi vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, với hai tháng 6 và 9 có lượng mưa cao nhất Trong khi đó, các tháng 1, 2, 3 thường có lượng mưa rất ít Lượng mưa phân bố không đều trong thành phố, tăng dần theo trục Tây Nam - Đông Bắc, với các quận nội thành và huyện phía Bắc nhận lượng mưa cao hơn so với các quận huyện phía Nam và Tây Nam.

+ Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%

+ Bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%

+ Bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính: gió mùa Tây - Tây Nam và gió Bắc - Đông Bắc Gió Tây - Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào mùa mưa (tháng 6 đến tháng 10) với tốc độ trung bình 3,6 m/s, mạnh nhất vào tháng 8 với tốc độ 4,5 m/s Gió Bắc - Đông Bắc từ biển Đông xuất hiện trong mùa khô (tháng 11 đến tháng 2) với tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra, gió tín phong hướng Nam - Đông Nam thổi từ tháng 3 đến tháng 5 với tốc độ 3,7 m/s TPHCM chủ yếu nằm trong vùng không có gió bão.

GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Số tầng: 1 tầng trệt + 10 tầng lầu + 1 tầng mái

- Mặt bằng công trình hình chữ nhật gồm phần khung chính có diện tích 24.2m x 61.40m =1,485.88 m 2

- Chiều cao công trình: 42000m tính từ cốt ±0.000

Căn hộ được thiết kế với tầng trệt cao 4.5m và tầng điển hình cao 3.4m, bao gồm đầy đủ các phòng chức năng như phòng khách, phòng ngủ, bếp ăn, nhà vệ sinh và ban công, tạo không gian sống tiện nghi và thoải mái.

- Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thu lôi chống sét, khu kỹ thuật

Công trình được thiết kế với 3 buồng thang máy và 3 thang bộ đặt ở trung tâm, giúp tạo ra khoảng đi lại ngắn và đảm bảo không gian thông thoáng.

- Giao thông ngang của mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

- Tất cả các căn hộ đều có ánh sáng chiếu vào từ cửa sổ

Ngoài việc đảm bảo thông thoáng cho mỗi phòng thông qua hệ thống cửa, còn có sự hỗ trợ của hệ thống thông gió nhân tạo, bao gồm máy điều hòa và quạt, được lắp đặt ở các tầng để dẫn khí lạnh về khu xử lý trung tâm.

PH.NGUÛ PH.KHÁ CH

PH.KHÁ CH PH.KHÁ CH

PH.NGUÛ PH.NGUÛ PH.NGUÛ

PH.KHÁ CH PH.NGUÛ

PH.NGUÛ PH.KHÁ CH

Hình 1.1 MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH TL 1:100

Hình 1.2 MẶT ĐỨNG CHÍNH CÔNG TRÌNH

Hình 1.3 MẶT CẮT 2-2 CÔNG TRÌNH

CƠ SỞ THIẾT KẾ

Nhiệm vụ thiết kế

- Thiết kế mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

- Thiết kế cầu thang tầng điển hình

- Thiết kế kết cấu khung trục 2

- Thiết kế móng cọc nhồi cho khung và lõi thang máy

- Thiết kế móng cọc bê tông ly tâm cho khung và lõi thang máy.

Tiêu chuẩn sử dụng

 TCVN 2737-1995[1]: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 5574-2012[3]: Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCXD 198:1997[4]: Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

 TCXD 10304: 2014[5]: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

Lựa chọn giải pháp kết cấu

Công trình được thiết kế với khung chịu lực bằng bê tông cốt thép đổ toàn khối, tường bao che bằng gạch dày 200 mm và trát vữa dày 15 hoặc 20 mm, trong khi các tường ngăn sử dụng gạch dày 100 mm Phương án móng được áp dụng là móng cọc khoan nhồi kết hợp với móng cọc bê tông ly tâm, đảm bảo tính ổn định và bền vững cho công trình.

- Dựa vào đặc tính cụ thể của công trình ta chọn hệ khung vách làm hệ chịu lực chính của công trình

Khung và vách của kết cấu đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng đứng Hệ sàn không chỉ chịu tải trọng ngang mà còn liên kết các cột trung gian, đảm bảo sự hoạt động đồng bộ của toàn bộ hệ kết cấu.

2.3.1 Lựa chọn hệ sàn chiu lực cho công trình

Sàn trong hệ khung đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự làm việc của kết cấu, giống như một hệ giằng ngang kết nối các cột Nó không chỉ đảm bảo sự đồng bộ trong hoạt động của các cột mà còn là bộ phận chịu lực trực tiếp, giúp truyền tải trọng vào toàn bộ hệ khung.

Dựa trên đặc điểm kiến trúc, kết cấu và tải trọng của công trình, cùng với sự đồng ý của Giá viên hướng dẫn, tôi quyết định chọn giải pháp "Hệ sàn sườn" cho dự án này.

Chương 2:Cơ sở thiết kế Trang 8

Hệ sàn sườn bao gồm dầm và bản sàn, với ưu điểm là tính toán đơn giản và được sử dụng phổ biến tại Việt Nam nhờ công nghệ thi công đa dạng Tuy nhiên, nhược điểm của hệ này là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng tăng, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu Mặc dù chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng lại bị thu hẹp.

Vật liệu sử dụng

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu cho công trình:

Vật liệu xây dựng được khai thác từ nguồn tài nguyên địa phương không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền Việc sử dụng vật liệu này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường, tạo ra các công trình bền vững và thân thiện với cộng đồng.

- Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

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

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

Nhà cao tầng thường phải chịu tải trọng lớn, do đó việc sử dụng các loại vật liệu nhẹ có thể giúp giảm tải trọng cho công trình một cách đáng kể Điều này không chỉ ảnh hưởng đến tải trọng đứng mà còn giảm tải trọng ngang do lực quán tính.

2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình

Bê tông (TCXDVN 5574-2012) 1 : Bêtông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25 ÷ B60

Dựa vào đặc điểm của công trình ta chọn bê tông phần thân và phần đài cọc có cấp độ bền B25 có các số liệu kĩ thuật sau:

+ Cường độ chịu nén tính toán:Rb = 14.5(MPa)

+ Cường độ chịu kéo tính toán:Rbt = 1.05(MPa)

+ Module đàn hồi ban đầu: Eb = 30000(Pa)

+ Đối với cốt thép Φ ≤ 10(mm) dùng làm cốt sàn, cốt đai loại AI:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225(MPa)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225(MPa)

+ Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 175(MPa)

+ Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

+ Đối với cốt thép Φ > 10(mm) dùng cốt khung, sàn, đài cọc và cọc loại AII:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280(MPa)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280(MPa)

+ Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 225(MPa)

+ Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

+ Gạch lát nền Ceramic: γ = 22(kN/m 3 )

SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 9

2.5.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau: s s h D l

Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải sử dụng được tính bằng D = 0.8 ÷ 1.4 Đối với bản loại dầm một phương, hệ số ms nằm trong khoảng 30 đến 35, trong khi đó với bản kê bốn cạnh hai phương, hệ số ms dao động từ 40 đến 45 Kích thước l là nhịp cạnh ngắn của ô bản hoặc phương liên kết với bản loại 1.

Tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012 (điều 8.2.2) quy định về chiều dày bản toàn khối tối thiểu như sau: 40mm cho sàn mái, 50mm cho sàn nhà ở và công trình công cộng, 60mm cho sàn của nhà sản xuất, và 70mm cho bản làm từ bê tông nhẹ.

Ta nhận thấy trên mặt bằng sàn, ô sàn có kích thước lớn nhất 6000(mm) × 4200(mm) nên ta chọn chiều dày các ô sàn theo ô sàn này

Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn: s s

Vậy ta chọn chiều dày bản sàn hs = 110mm

2.5.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Chiều cao và bề rộng dầm được chọn dựa vào công thức sau: d d d h l

Trong đó: m d : phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

Chương 2:Cơ sở thiết kế Trang 11 m d = 12 ÷ 15: đối với dầm khung nhiều nhịp m d = 15 ÷ 20: đối với dầm phụ Đối với dầm chính

Tải do trọng lượng bản thân dầm: sơ bộ chọn kích thước dầm như sau: Đối với nhịp 4,2m: d  

Lựa chọn sơ bộ tiết diện dầm: Đối với nhịp 4.2m, 4m : bxh = ( 200 x 350 ) mm Đối với nhịp 3,6m, 6m : bxh = ( 250 x 400 ) mm

Các dầm phụ còn lại có kích thước được thể hiện trên bản vẽ mặt bằng dầm sàn

Hình 2.1 MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH( TẦNG 9)

2.5.3 Chọn sơ bộ tiết diện cho cột

Chọn sơ bộ tiết diện cột

- Về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh:

+ i là bán kính quán tính của tiết diện Chọn cột tiết diện chữ nhật có i = 0, 288 b + λgh là độ mãnh giới hạn, với cột nhà λgh = 100

+ lo là chiều dài tính toán của cấu kiện, lo=0,7xl khi sàn toàn khối

Chọn cột có chiều dài lớn nhất để kiểm tra, đó là cột tầng trệt với l = 4500mm

Diện tích sơ bộ của cột có thể xác định (Theo công thức 1-3 Nguyễn Đình Cống,1996-

2006, Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép Nhà xuất bản xây dựng, Hà nội) t

Rb cường độ chịu nén tính toán của bê tông

N lực nén, được tính toán gần đúng như sau: s s

Diện tích mặt sàn truyền tải lên cột cần được xác định, bao gồm cả số sàn phía trên và mái Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, với bề dày sàn từ 15 đến 20 cm, chọn q = q ÷ 18 (kN/m2) Hệ số kt để xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn và hàm lượng cốt thép được chọn trong khoảng 1,1 đến 1,5, và trong trường hợp này, chọn kt = 1,1.

Theo TCXD 198-1997, độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng cần được thiết kế đồng đều hoặc giảm dần từ dưới lên trên, nhằm tránh những thay đổi đột ngột Đặc biệt, độ cứng của kết cấu ở các tầng trên không được thấp hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới liền kề.

Trong việc chọn tiết diện cột biên, cột giữa ta chọn cột có tiết diện chịu tải lớn nhất để chọn cho các cột còn lại

Chương 2:Cơ sở thiết kế Trang 14 t t s 2

Trong kết cấu nhà cao tầng, cột chủ yếu chịu lực nén, trong khi cột biên còn phải chịu mômen do tải trọng ngang Việc thay đổi tiết diện cột không nên được thực hiện, vì điều này có thể tạo ra mômen lệch tâm không mong muốn cho cột biên, dẫn đến hậu quả không tốt cho kết cấu.

Cột biên Cột giữa bc (mm) hc (cmm) bc (cm) hc (mm) Tầng 12

Hình 2.2 MẶT CẮT KHUNG TRỤC 2

Chương 3:Thiết kế sàn Trang 16

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Xác định tải trọng

Tĩnh tải được xác định từ trọng lượng của bản sàn bê tông, các lớp hoàn thiện và tải tường phân bố trên sàn

Từ mặt cắt cấu tạo của sàn như hình vẽ bên dưới, tĩnh tải phân bố đều được xác định như sau

3.2.1.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, hành lang

Hình 3.2 Mặt cắt cấu tạo lớp sàn

Bảng 3.1-Sàn căn hộ + hành lang + kỹ thuật

Loại sàn Các lớp cấu tạo d γ

Tổng tĩnh tải tính toán 4.64

3.2.1.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng vệ sinh, ban công

Bảng 3.2 Sàn vệ sinh, ban công

3.2.1.3 Tĩnh tải sàn do tường truyền vào

Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn

Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn

Cách tính này là cách tính gần đúng Công thức quy đổi: qd t t t t n l h g A

Bảng 3.3 Tải trọng tường 100mm

Các lớp Chiều dày lớp (m) γ

(KN/m 3 ) Hệ số vượt tải TT tính toán (KN/m)

Tải tường phân bố trên 1m dài ( kN/m) 6

Bảng 3.4 Tải trọng tường 200mm

Các lớp Chiều dày lớp (m) γ

(KN / m 3 ) Hệ số vượt tải

Tải tường phân bố trên 1m dài ( KN/m) 12

Số lượng tường trên sàn (m)

Bảng 3.5 Tải trọng tường quy đổi phân bố đều trên sàn

Dựa vào công năng của các ô sàn, ta tìm hoạt tải tiêu chuẩn (Theo bảng 3 TCVN 2737 -

Bảng 3.6 Tải trọng tiêu chuẩn P tc phân bố đều trên sàn

CHỨC NĂNG Ptc (kN/m 2 ) HỆ SỐ VƯỢT TẢI

Để xác định hệ số giảm tải cho các ô sàn, các ô phòng như phòng ngủ, phòng khách, toilet và nhà bếp sẽ được xem xét khi diện tích của chúng lớn hơn 9m², theo quy định tại mục 1, 2, 3, 4, 5 trong Bảng 3 của TCVN 2737-1995 và điều 4.3.4.1 của cùng tiêu chuẩn.

   ; với A: diện tích chịu tải > 9 (m2)

Bảng 3.7 Hoạt tải trên các ô sàn Ô sàn Chức năng Diện tích

Ptc Hệ số vượ t tải

S4 Nhà vệ sinh 6.48 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95 1.95 S5 Ban công 6.75 2.00 1.2 2.40 1.00 2.40 2.40 S6 Ban công 4.95 2.00 1.2 2.40 1.00 2.40 2.40 S7 Nhà vệ sinh 9.00 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95 1.95

Chương 3:Thiết kế sàn Trang 22 Ô sàn Chức năng Diện tích

Ptc Hệ số vượ t tải

Bảng 3.8 Tổng hợp tĩnh tải , hoạt tải Ô sàn

Tĩnh tải tính toán Gtt sàn

Các lớp cấu tạo Tường qui đổi

Sơ đồ tính ô sàn

Tính theo sơ đồ đàn hồi

3.3.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương:

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà hd/hs < 3: Liên kết được xem là tựa đơn (khớp)

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà hd/hs ≥ 3: Liên kết được xem là liên kết ngàm

Chiều dày sàn: hs = 110 (mm) Đối với nhịp 4m, 4.2m: bxh = ( 200 x 350 ) mm d s h 350

 Đối với nhịp 3,6m, 6m: bxh = ( 250 x 400 ) mm d s h 400

Vậy các ô sàn thuộc ô số 9

Hình 3.3 Sơ đồ bản kê bốn cạnh

3.3.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương

Xác định nội lực trong các ô bảng

Tính toán theo sơ đồ biến dạng dẻo

Xét tỷ số l / l 2 1 2thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà h / h d s 3: Liên kết được xem là tựa đơn (khớp)

Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà h / h d s 3: Liên kết được xem là liên kết ngàm

Chiều dày sàn: h s 110(mm) Đối với nhịp 4,2m, 4m: bxh = ( 200 x 350 ) mm d s h 350

 Đối với nhịp 3,6 m, 6 m: bxh = ( 250 x 400 ) mm d s h 400

Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải có bề rộng b = 1m, xem bản như 1 dầm có 2 đầu ngàm

Hình 3.4 Sơ đồ tính ô bản dầm

Mômen dương lớn nhất ở giữa bản

Mômem âm lớn nhất ở gối

Trong đó:Pq.L L (kN) 1 2 - Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn

Hệ số m91; m92; k91; k92 (Tra bảng phụ lục 15 Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Tập 2 – Võ Bá Tầm)

Bảng 3.9 Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn P (KN)

Tỷ số ld/ln Loại sàn Diện tích

Bảng 3.10 Nội lực ô bản làm việc hai phương

Bảng 3.11 Nội lực ô bản làm việc một phương

Tính toán cốt thép

Rb 14.5MPa cường độ chịu nén của bê tông

Rs 225MPa cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép

Bảng 3.12 Kết quả tính cốt thép

3.4.2 Ô sàn làm việc một phương

Giả thiết: a = 20 mm, h 0 h s  a 110 20 90(mm), b=1m Tính m 2 R b b 0

Bảng 3.13a Kết quả tính toán cốt thép

3.4.3 Tính chi tiết cho ô sàn S2: m 2 3 2 b b 0

Kết quả giống như trên bản thống kê:

Kiểm tra độ võng của sàn

Kiểm tra độ võng của sàn (theo TTGH II)

Ta xét ô bản kê bốn cạnh có kích thước lớn nhất, ô S7 (4,2 x 6)m

3.5.1 Kiểm tra sự hình thành vết nứt của sàn

Tính toán cấu kiện chịu uốn theo sự hình thành vết nứt được thực hiện theo điều kiện :

Trong đó: Mr = M ( M tính toán theo trường hợp toàn bộ tải trọng tiêu chuẩn)

 bo so ' so  pl bo

 bo so so '   6  6 6 3 pl bo

Vậy Mcrc = Rbt,ser x Wpl = 1.6x10 -3 x 3.4*10 6 = 5.44 KN.m

Bảng 3.14b Bảng tính kiểm tra sự hình thành vết nứt

Giá trị Đơn vị Ghi chú

Rbt,ser 1.60 1.60 MPa Cường độ kéo tính toán của bê tông

B25 tính theo trạng thái giới hạn II

Es 210000 210000 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo AII

E's 0 0 MPa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu nén AII

Mô đun đàn hồi của bê tông B25 là 30.000 MPa Tiết diện tính toán có bề rộng 1000 mm và chiều cao 110 mm, với khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê tông là 20 mm.

Giá trị Đơn vị Ghi chú a' 20 20 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê tông

As 141.4 226.4 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,tại vị trí đang xét, d6a200,d6a120

A's 0 0 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét,

Momen M là 2.55 kN.m, được xác định từ ngoại lực tác động lên tiết diện đang xét với tải tiêu chuẩn Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu nén được tính là h0 = h - a, với h0 = 90 mm Tương tự, khoảng cách này cũng được xác định bằng h'0 = h - a', với h'0 = 90 mm Tỷ số mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông được biểu diễn bằng α = Es/Eb, trong đó α' = E's/Eb là tỷ số mô đun đàn hồi của thép và bê tông tương ứng.

Ared 112574 112574 mm 2 Diện tích tiết diện ngang quy đổi khi coi vật liệu đàn hồi, Ared = bh + αAs +α'

A's ξ 0.51 0.51 - Chiều cao tương đối của vùng chịu nén, ξ = 1 - [bh + 2(1-a'/h)α'A's]/2Ared x 51 51 mm Chiều cao của vùng chịu nén, x = ξh0

Momen quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nén, Ibo = bx 3 /3

Iso 559423 559423 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu kéo, Is0

I'so 0.00E+00 0.00E+00 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu nén, I'so

Giá trị Đơn vị Ghi chú

Momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo, Sbo b(h-x)2/2

Momen kháng uốn của tiết diện được xác định dựa trên thớ chịu kéo ngoài cùng, với việc tính đến biến dạng không đàn hồi của bê tông trong vùng chịu kéo Công thức tính momen kháng uốn là Wpl = 2(Ibo + α Iso + α' I'so)/(h - x) + Sbo, trong đó Ibo, Iso, I'so là các yếu tố liên quan đến hình học và tính chất vật liệu, α và α' là hệ số điều chỉnh, h là chiều cao của tiết diện, và x là khoảng cách từ thớ chịu kéo đến tâm tiết diện.

Mcrc 5.44 5.55 kN.m Mô men chống nứt của tiết diện đang xét, Mcrc= Rbt.ser Wpl

Kết luận:Bản sàn không hình thành vết nứt nên sinh viên không cần kiểm tra bề rộng khe nứt

3.5.2 Kiểm tra độ võng sàn theo TCVN 5574-2012

Để tính toán độ võng cho bản sàn không có khe nứt trong vùng chịu kéo, cần áp dụng phương pháp cơ học kết cấu Trong quá trình tính toán độ võng của bê tông cốt thép (BTCT), cần thay đổi giá trị EJ thành B để đảm bảo độ chính xác.

EJ: Độ cứng đàn hồi của vật liệu lý tưởng

B :Độ cứng bê tông cốt thép Độ võng toàn phần: f  k f 1 1  k f 2 2

+ f1 độ võng đàn hồi do tác dụng ngắn hạn( hoạt tải ngắn hạn) của tải trọng tiêu chuẩn

+ f2 độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn (hoạt tải dài hạn) tiêu chuẩn

Trong đó: k1,k2 là hệ số quy đổi giữa độ cứng đàn hồi lý tưởng của vật liệu trên độ cứng thực của bê tông cốt thép b

 B Trong đó Bsh= b1 E I b red :là độ cứng ngắn hạn của BTCT b

 B Trong đó Bl=  b1 E I b red /  b2 :là độ cứng dài hạn của BTCT

Là momen quán tính của tiết diện quy đổi đối với trục trọng tâm của tiết diện,

 b1:Hệ số xét đến từ biến nhanh của bê tông; lấy bằng 0.85 đối với bê tông nặng

 b2: Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông đến biến dạng của bê tông có khe nứt vùng kéo

Khi tác dụng của tải trọng không kéo dài φb2 = 1.0;

+ Khi tác dụng của tải trọng là kéo dài thì: φb2 = 2.0 đối với độ ẩm của môi trường là 40 - 75%; φb2 = 3.0 đối với độ ẩm dưới 40%

Bê tông B30 => R bt ,ser 1.6(MPa)

  ; q tc g tc s p s tc ; tc 2 gs 7.48kN / m :Tĩnh tãi ô sàn tc tc tc 2

   :Hoạt tải tác dụng dài hạn tc

   Hoạt tải tác dụng ngắn hạn f1 độ võng đàn hồi do tác dụng ngắn hạn(hoạt tải ngắn hạn) của tải trọng tiêu chuẩn

    f2 độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn (hoạt tải dài hạn) tiêu chuẩn

    Độ võng toàn phần: f k f 1 1 k f 2 2 1.16 1.49 2.31 7.55 19.17(mm)   

Thỏa điều kiện độ võng

MẶT BẰNG BỐ TRÍ THÉP SÀN

Chương 4:Thiết kế cầu thang tầng điển hình Trang 43

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH( TẦNG 2)

Chọn các kích thước cầu thang

Vế đi lên có 8 bậc

Tổng cộng thang gồm 20 bậc :

Chiều dày bản thang được chọn sơ bộ theo công thức: b

Trong đó: L: nhịp tính toán của bản thang với L = 3900mm

Chọn chiều dày bản thang hb = 140mm

Kích thước dầm thang, dầm chiếu nghỉ được chọn sơ bộ theo công thức: dt h L 300 390

Chọn chiều cao dầm 300mm

Chọn kích thước dầm thang: = 200 300 mm

Chọn bề rộng vế thang:

Chọn các kích thước dầm thang: 200x300

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang

Xác định tải trọng

Tải trọng tiêu chuẩn: g tc i = i hi (daN/m 2 )

Trong đó: q tc i: Tải trọng tiêu chuẩn lớp vật liệu thứ i

i: Trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i hi: Bề dày lớp vật liệu thứ i

Tải trọng tính toán: g tt i=q tc i ni (daN/m 2 )

Trong đó : n i :hệ số vượt tải của lớp vật liệu thứ i lấy theo TCVN 2737-1995

Lớ p vữ a xi mă ng, dà y 15mm Bả n sà n bê tô ng, dà y 140 mm Lớ p vữ a ló t, dà y 20mm Đá hoa cương, dà y 20 mm

Hình 4.2Mặt cắt bản chiếu nghỉ Bảng 4.1 Tải trọng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

Tải trọng Vật liệu hi(mm ) γ(Kn/m 3 ) n gtc (kN/m 2 ) gtt(kN/m 2 ) tĩnh tải Đá hoa cương 20 24 1.2 0.48 0.576

Lớp bê tông cốt thép 140 25 1.1

Chiều dày tương đương Đối với lớp đá hoa cương, lớp vữa lót xi măng

Chương 4:Thiết kế cầu thang tầng điển hình Trang 46 Đối với lớp bậc thang gạch xây

Lớp bê tông cốt thép : td = 140mm

Lớp vữa trát xi măng :td = 15mm

170 ĐÁ HOA CƯƠNG, DÀ Y 28 mm VỮ A XIMĂ NG, DÀ Y 28 mm

LỚ P BÊ TÔ NG CỐ T THÉ P, DÀ Y 140 mm VỮ A XIMĂ NG, DÀ Y 15 mm

BẬ C THANG XÂ Y GẠCH ĐINH 74mm

Hình 4.3 Mặt cắt bản thang Bảng 4.2 Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang

Tải trọng Vật liệu tdi(m) γ(Kn/m 3 ) n gtc

Tĩnh tải Đá hoa cương 28 24 1.2 0.672 0.806

Chương 4:Thiết kế cầu thang tầng điển hình Trang 47 thép

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo lan can tay vịn: 0.3 k N/m

Vậy ta có tải trọng tác dụng lên vế 1,vế 3

Tải trọng chiếu nghỉ trên 1m

Tải trọng bản thang trên 1m

Tải trọng từ vế số 2 truyền vào

Qv1-v2 = =(g2+p)*(1.2/0.87)/2 = 7.31 KN/m( tải phân bố hình thang)

Vậy tổng tải tác dụng lên chiểu nghỉ của vế 1, vế 3

Tải trọng tác dụng lên vế 2

Tính nội lực

4.3.1 Tính nội lực vế 1, vế 3

Bản làm việc 1 phương, cắt dãy bản chiều rộng 1m theo phương cạnh dài , gối tựa là dầm thang và vách

120 d s h h  xem gối tựa là khớp

Sơ đồ tính vế 1, vế 3

Hình 4.4 Sơ đồ tính vế 1, vế 3

 Xét một tiết diện cách gối tựa V3’ một đoạn x

Mx đạt cực trị khi dMx/dx=0

Hình 4.5 Nội lực vế 1, vế 3

Tra sơ đồ 1, phụ lục 18( Võ Bá Tầm, Kết cấu BTCT3,Nhà xuất bản Đh.Quốc Gia TP.HCM)

Tính cốt thép

4.4.1 Tính cốt thép vế 1, vế 3

Moment ở nhịp: Mn = 0.7Mmax = 0.7*23.6 = 16.52 KN.m

Moment ở gối: Mg = 0,4Max = 0.4 *2 = 9.44 KN.m

Chương 4:Thiết kế cầu thang tầng điển hình Trang 51 s

Với b = 1000mm, ho = h –ao = 140 -20 = 120mm

Kết quả tính toán cốt thép theo bản sau

Bảng 4.3 Cốt thép vế 1,vế 3

Tính điển hình cho nhịp m 2 3 2 b b 0

Vậy hàm lượng thép thỏa điều kiện

4.4.2 Tính cốt thép cho vế 2

Kết quả tính toán cốt thép theo bản sau

Tính dầm chiếu nghỉ

Dầm chiếu nghỉ là dầm gãy khúc, gối tựa là cột

4.5.1 Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ a Đoạn chiếu nghỉ 1 – đoạn AB

Trọng lượng bản thân dầm:

Trọng lượng tường xây trên dầm:

Tải trọng từ vế 1 truyền vào: v1

Tổng tải trọng tác dụng lên đoạn AB: qAB = gd + gt + qb1 = 0.88 + 7.3+ 23.57 = 31.75 kN/m b Đoạn chiếu nghỉ 2 – đoạn BC:

Trong đó: n: hệ số vượt tải

= 18 kN/m3 : trọng lượng riêng của tường bt = 0.2m : bề dày tường ht : chiếu cao trường trên dầm chiếu nghỉ

Tải trọng từ vế 2 truyền vào: v 2 v 2 dcn 2 b / 0.87

Tổng tải trọng tác dụng lên đoạn BC: qBC = gd + gt + qv2-dcn = 0.88+5.83+4.57= 11.28 kN/m c Đoạn chiếu nghỉ 3 – đoạn CD

Tải trọng từ bản 3 truyền vào:

Chương 4:Thiết kế cầu thang tầng điển hình Trang 54 v3

Tổng tải trọng tác dụng lên đoạn CD: qCD = gd + gt + qv3 = 0.88 + 4.36 + 23.57 = 28.81 kN/m

Cấu kiện dầm chịu uốn, tiết diện chữ nhật, hai đầu liên kết với cột Ta chọn sơ đồ dầm đơn giản

Hình 4.6 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ

Ta sử dụng phần mềm sap2000, để tính nội lực cho dầm chiếu nghỉ (200x300mm)

Hình 4.7 Kết quả nội lực dầm chiếu nghỉ

Tính thép cho dầm chiếu nghỉ

Cấu kiện dầm chịu uốn, tiết diện chữ nhật, hai đầu liên kết với cột

Kết quả tính toán thể hiện ở bản sau m 2 3 2 b b 0

Tính theo cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật

Biểu đồ lực cắt của dầm chiếu nghỉ từ phần mềm sap2000

Hình 4.8 Lực cắt dầm chiếu nghỉ

Lực căt lớn nhất Qmax = 46.85 KN b = 200mm, h= 300mm, ho = 265mm,Rb ,5MPA.Rbt = 1,05Mpa, Rsw= 175 Mpa

Chọn cốt đai n = 2, dsw= 6mm, asw= 28mm 2

Xác định khả năng chịu cắt của bê tông bo bt n bt 0

Q  0.5*  *(1   ) * R * b * h )  0.5*1.4*(1 0) *1.05* 200* 265   38955N  39KN Qmax > Qbo Vậy bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải bố trí thêm cốt đai

Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính

Giả thuyết w1 b1 b1 mc w1 b1 b 0 max mc

Vậy cấu kiện không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Xác định chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm

C* > 2ho, vậy C = C* và Co=2ho = 265*2S0 mm

Xác định Qbmin và Qb min b3 f n bt o

Xác định khả năng chịu lực cắt của cốt đai( qsw)

Xác định 3 khoảng cách cốt đai sw sw tt sw

Khoảng cách cốt đai thiết kế cho đoạn dầm gần gối tựa là: tt max

S  min(S ,S ,S ) 150mm   Đoạn dầm giữa nhịp, bố trí cốt đai theo cấu tạo Ф6a200

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2

GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay, sự phát triển của công nghệ thông tin đã mang lại nhiều phần mềm hỗ trợ xác định nội lực của công trình một cách chính xác và nhanh chóng Trong số đó, phần mềm Etabs của hãng CSI nổi bật với khả năng giải quyết các vấn đề về nội lực kết cấu Dù còn nhiều phần mềm khác, nhưng trong đồ án này, tôi đã chọn Etabs làm công cụ chính để phân tích nội lực cho công trình của mình.

Sử dụng phương pháp Phần tử hữu hạn, mô hình toàn bộ kết cấu công trình dạng khung không gian trong phần mềm Etabs 9.7.0

Mô hình khung xây dựng bao gồm các thành phần chính như cột, dầm, sàn và vách thang máy Trong kết cấu của nhà nhiều tầng, sàn đóng vai trò quan trọng vì cần có độ cứng đủ để truyền tải ngang Do đó, mỗi sàn tầng cần được khai báo là tuyệt đối cứng (Rigid Diaphragm), với mỗi sàn tương ứng với một Diaphragm riêng Tải được gán phân bố trực tiếp lên sàn, trong khi đối với tường xây trên dầm, lực sẽ được quy về tải phân bố trên dầm.

PH.NGUÛ PH.KHÁ CH

PH.NGUÛ PH.NGUÛ PH.NGUÛ

PH.KHÁ CH PH.NGUÛ

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 59

5.1.1 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình

5.1.1.1.1 Tải trọng tác dụng vào sàn a) Tĩnh tải

Trọng lượng bản thân của sàn phụ thuộc các lớp cấu tạo

Bảng 5.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn điển hình

Bảng 5.2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh, mái

Trong một ô sàn có nhiều khu vực với các lớp cấu tạo khác nhau, việc tính toán nội lực trở nên phức tạp Để đơn giản hóa quá trình này, ta quy các loại sàn về một tĩnh tải trung bình, được tính theo công thức: \( i_i s g = g A \).

Bảng 5.3 Tải trọng các lớp cấu tạo trên các ô sàn Ô sàn Chức năng Diện tích gtt

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 61 Ô sàn Chức năng Diện tích gtt

Trọng lượng tường xây và cửa đặt trực tiếp lên sàn được quy về tải trọng phân bố đều lên sàn

Bảng 5.4 Tải trọng tường quy đổi phân bố đều trên sàn

Số lượng tường trên sàn (m)

TT=1.65 TT=1.65 TT=1.65 TT=1.65 TT=1.65

Hình 5.3 Tải tường phân bố trên sàn

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 64 b) Hoạt tải

Dựa vào công năng của các ô sàn, ta tìm hoạt tải tiêu chuẩn [ Theo bảng 3 TCVN 2737 -

Bảng 5.5 Tải trọng tiêu chuẩn Ptc phân bố đều trên sàn

CHỨC NĂNG Ptc (kN/m 2 ) HỆ SỐ VƯỢT TẢI

Trong nhà cao tầng, xác suất xuất hiện hoạt tải ở tất cả các phòng và tầng là không xảy ra, vì vậy giá trị hoạt tải sử dụng được nhân với hệ số giảm tải theo quy định của TCVN 2737-1995 Đối với các khu vực như nhà ở, phòng ăn, WC và phòng làm việc, hệ số giảm tải được áp dụng là:

, với diện tích phòng A  A1 = 9 m2 Đối với phòng họp, phòng giải trí, ban công, lô gia, hệ số giảm tải là:

Bảng 5.6 Hoạt tải trên các ô sàn Ô sàn Chức năng Diện tích

Ptc Hệ số vượt tải

(KN/m 2 ) Ô sàn (KN/m 2 ) S1 Phòng ngủ 15.12 1.50 1.3 1.95 0.86 1.68 1.68 S2 Phòng khách 15.12 1.50 1.3 1.95 0.86 1.68 1.68

S4 Nhà vệ sinh 6.48 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95 1.95 S5 Ban công 6.75 2.00 1.2 2.40 1.00 2.40 2.40 S6 Ban công 4.95 2.00 1.2 2.40 1.00 2.40 2.40 S7 Nhà vệ sinh 9.00 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95 1.95 S8 Phòng khách 25.20 1.50 1.3 1.95 0.76 1.48 1.48 S9 Nhà bếp 15.12 1.50 1.3 1.95 0.86 1.68 1.68

S12 Hành lang 8.40 3.00 1.2 3.60 1.00 3.60 3.60 S13 Hành lang 20.37 3.00 1.2 3.60 1.00 3.60 3.60 S14 Nhà bếp 8.36 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95 1.95

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 66 Ô sàn Chức năng Diện tích

Ptc Hệ số vượt tải

(KN/m 2 ) Ô sàn (KN/m 2 ) Nhà bếp 1.88 1.50 1.3 1.95 1.00 1.95

1.3 0.75 0.975( / ) tc tt tc p KN m p n p KN m

5.1.1.1.2 Tải trọng tác dụng vào dầm

Bảng 5.7 Tải trọng tường dày 100mm tác dụng lên dầm

Các lớp Chiều dày lớp (mm) γ (KN/m2)

Tải tường phân bố trên 1m dài ( KN/m) 1.98

Bảng 5.8 Tải trọng tường dày 200 tác dụng lên dầm

Các lớp Chiều dày lớp (mm) γ (KN/m2)

Tải tường phân bố trên 1m dài ( KN/m) 3.96

Bảng 5.9 Tải trọng tường tác dụn lên dầm

Tải trọng (KN/m2) Loại dầm Tường cao

Hình 5.5 Tải tường trên dầm

5.1.1.2.1 Tải trọng thành phần tĩnh của gió a) Cơ sở lý thuyết

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với độ cao zj so với mốc chuẩn:

W0 : Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng kj : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2 c: Hệ số khí động, Gió đẩy: 0.8; gió hút: 0.6

Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j

Theo mục 6.4.1 (TC2737-1995), ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, dẫn đến việc giảm giá trị áp lực gió W0 là 10 daN/m² cho vùng I-A, 12 daN/m² cho vùng II-A và 15 daN/m² cho vùng III-A Địa hình có dạng C với cao độ từ cốt 0.000 đến ngàm là 1500mm.

Công trình của sinh viên nằm ở Q.12, Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A:

W0 95 12 83 daN / m k(zj) – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, xác định dựa vào công thức sau:

Bảng 5.10 Độ cao Gradient và hệ số mt

Do tính đối xứng của công trình, việc nhập gió vào tâm hình học hoặc vào dầm biên đều cho kết quả tương tự Do đó, để tiết kiệm thời gian và đơn giản hóa quá trình, sinh viên thường lựa chọn gán thành phần gió tĩnh vào tâm hình học.

Lực tập trung thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính theo công thứ sau:

Trong đó: c:Hệ số khí động lấy tổng cho mặt đón gió và hút gió:c= 1.4

Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j;

Lj: Bề rộng đón gió của tầng thứ j b) Áp dụng tính toán

Bảng 5.11 Gía trị thành phần gió tĩnh theo phương X

Bảng 5.12 Gía trị thành phần gió tĩnh theo phương Y

5.1.1.2.2 Thành phần động của tải trọng gió

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 -1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tính toán tương ứng với thành phần tĩnh của tải trọng gió Tiêu chuẩn chỉ đề cập đến thành phần gió dọc theo phương X và phương Y, trong khi bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn.

Các bước xác định thành phần gió động theo tiêu chuẩn TCVN 229-1999 như sau:

Bước 1: Thiết lập sơ đồ tính toán động lực

Bước 2: Xác định tần số và dạng dao động theo phương X và phương Y

Bước 3: Tính toán thành phần động theo phương X và phương Y a) Thiết lập sơ đồ tính động lực( phụ lục A TCVN 229-1999)

Công trình là một thanh công son có khối lượng tập trung hữu hạn Hệ thống bao gồm một thanh công son với n điểm khối lượng tương ứng M1, M2, , Mn Phương trình vi phân tổng quát để mô tả dao động của hệ này khi bỏ qua khối lượng của thanh được thiết lập.

  M ,   C ,   K : Ma trận khối lượng, cản và độ cứng của hệ

U ,U : Vector gia tốc, vận tốc, dịch chuyển của các toạ độ xác định bậc tự do của hệ

: Vector lực kích động đặt tại các toạ độ tương ứng

Tần số và dạng dao động riêng của hệ được xác định từ phương trình vi phân thuần nhất không có cản (bỏ qua hệ số cản C):

 là ma trận khối lượng

 là ma trận độ cứng Với ij ij k  1

 Điều kiện tồn tại dao động là phương trình tồn tại nghiệm không tầm thường: y≠0 do đó phải điều kiện thỏa mãn điều kiện:

: Chuyển vị tại điểm j do lực đơn vị đặt tại điểm i gây ra

: Tần số vòng của dao động riêng (Rad/s)

Phương trình (2) cho phép xác định n giá trị thực, dương của  i, từ đó thay vào phương trình (1) để tìm các dạng dao động riêng Khi n > 3, việc giải bài toán trở nên phức tạp và tần số cũng như dạng dao động thường được xác định thông qua máy tính hoặc các phương pháp gần đúng như Năng Lượng RayLây, Bunop - Galookin, thay thế khối lượng, khối lượng tương đương, phương pháp đúng dần và phương pháp sai phân Một trong những phần mềm hỗ trợ tính toán tần số và dạng dao động theo lý thuyết là Etabs v 9.7.1, chuyên dùng để tính toán các dạng dao động riêng.

Bảng 5.13 Bảng thống kê chu kì và tần số dao động

Chu kỳ Tần số UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ

Theo phân tích động học ta có

Thành phần động của gió gồm xung của vận tốc gió và lực quán tính

Do công trình có chiều cao H < 85m và các điểm tâm khối lượng, tâm cứng, cùng tâm hình học gần như trùng nhau, nên có thể bỏ qua mode 2, tức là mode xoắn Tiêu chuẩn cũng không tính đến mode này.

Theo phương X chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 3

Theo phương Y chỉ cần xét đến ảnh hưởng của mode 1 b) Cơ sở lý thuyết tính toán thành phần động tải trọng gió(mục 4.5 TCVN 229-1999)

Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

Mj: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

 i: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i

Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó tải trọng gió được coi là không đổi trong mỗi phần Biên độ dao động tương đối của phần công trình thứ j tương ứng với dạng dao động riêng thứ i cần được xác định để tính toán chính xác.

Hệ số động lực  I cho dạng dao động thứ i được xác định từ đồ thị trong TCXD 229:1999, và nó phụ thuộc vào thông số  i.

- g : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2

- Wo : tính với đơn vị là N/m2

- fi : tần số của giao động riêng thứ i

Hệ số  I được xác định bằng công thức:

WFj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình

 i Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao zj ứng với phần tử thứ j của công trình

Si - Diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình;

 - Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số

  , và dạng dao động c) Áp dụng tính toán

- Địa điểm xây dựng: Tỉnh, thành: Tp Hồ Chí Minh

Vùng gió: II-A Địa hình: C

- Cao độ của mặt đất so với chân công trình (m): 1.5

- Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh X, L x (m): 61.4

- Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh Y, L y (m): 24.2

- Cao độ của đỉnh công trình so với mặt đất H (m): 42.0

Bảng 5.14 Các thông số dẫn xuất

Ký hiệu Giá trị Đơn vị

W o 83 kG/m 2 Bảng 4 (TCVN 2737:1995) f L 1.3 H z Bảng 9 (TCVN 2737:1995)

- Giá trị áp lực gió

- Giá trị giới hạn của tần số

- Tham số xác định hệ số  1

- Tham số xác định hệ số  1X

- Tham số xác định hệ số  1Y

- Hệ số tương quan không gian

Bảng 5.15 Các thông số khác:

Thông số ei xi yi

Bảng 5.16 Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X ứng với dạng dao động thứ 1 (Mode 3)

(kN) yji yjiWFj yji 2 Mj WpjiX

Bảng 5.17 Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương Y ứng với dạng dao động thứ 1 (Mode 1)

(kN) yji yjiWFj yji 2 Mj WpjiX

Bảng 5.18 Tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp Thành phần Ghi chú

COMB16 TT + 0.9HT1 + 0.9HT2+0.9GX

COMB17 TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 - 0.9GX

COMB18 TT + 0.9HT1 + 0.9HT2+0.9GY

COMB19 TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 - 0.9GY

ENVE(COMB1, COMB19) Tính dầm

BAODINH ENVE(SL1, ,SL6) Chuyển vị đỉnh 5.1.3 Mô hình etabs

Hình 5.6 Mô hình 3D Etabs của công trình

Lập mô hình trên Etabs

Việc lập mô hình tính toán được thực hiện trên Etabs 9.7.4

Bảng 5.19 Kích thước sơ bộ của kết cấu

Kích thước sơ bộ của kết cấu Kích thước (mm) Cột

Cột tầng trệt, 2, 3, 4 300x500 Cột tầng 5, 6, 7, 8 300x450 Cột tầng 9, 10,11,12 300x400

Hình 5.7 Khai báo đặc trưng vật liệu: Define\Material Properties

Hình 5.8 Khai báo phần tử cột Define\Frame Sections

Hình 5.9 Khai báo phần tử dầm Define\Frame Sections

Hình 5.10 Khai báo phần tử sàn: Define\Wall/Slab/Deck Section

Hình 5.11 Khai báo phần tử dầm: Define\Wall/Slab/Deck Section

Hình 5.12 Khai báo trường hợp tải: Define\Static Load Case

Hình 5.13 Khai báo tổ hợp tải trọng: Define\ Load Combinations

Sau khi khai báo các trường hợp tải trọng, chúng ta tiến hành gán tải trọng tính toán vào mô hình Đối với tải trọng tĩnh và hoạt tải, gán phân bố đều trên sàn bằng cách sử dụng chức năng Assign \ Shell/Area Loads\Uniform Tải tường phân bố dầm được gán thông qua Assign \ Frame/Line Loads\Distributed Đối với tải trọng gió tĩnh, gán tải trọng phân bố đều vào tâm hình học của công trình, trong khi gió động được gán vào tâm khối lượng.

Hình 5.14 Thành phần gió tĩnh X

Hình 5.15 Thành phần gió tĩnh Y

Hình 5.16 Thành phần gió động X

Hình 5.17 Thành phần gió động Y

Hình 5.18 Gán tâm cứng D2 cho công trình

Tính toán, bố trí cốt thép cho dầm khung trục 2

Tính theo cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật

Các công thức tính toán theo trình thự sau

, Cốt thép thuộc nhóm AII, CII có:

Hình 5.20 Biểu đồ bao momen dầm khung trục 2

Bảng 5.20 Tính toán cốt thép dọc dầm B214

(mm) h (mm) a (mm) ho (mm ) αm ξ

(mm) h (mm) a (mm) ho (mm ) αm ξ As tính toán (mm2)

As chọn (mm2) àtt (%) Trệt

As chọn (mm2) àtt (%) Nhịp 22.56 200 350 35 315 0.087 0.091 298 2ϕ14 308 0.5

(mm) h (mm ) a (mm ) ho (mm ) αm ξ As tính toán (mm2 )

As chọn (mm2 ) àtt (%) Trệt

5.2.3 Tính cụ thể cho dầm B216(200x350 tầng trệt)

Gỉa thuyết a= 35mmho15mm,Bê tông B25,  b 0.9

Kết quả tính toán tương đồng với bảng thống kê

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 98 m 2 3 b b o m

Kết quả tính toán tương đồng với bảng thống kê

Qmax = 45.49KN (COMBOBAOMAX tầng 3 dầm B216) tại vị trí gối tựa được xác định bằng khoảng cách nhịp khi có tải trọng phân bố đều, và lấy bằng khoảng cách từ gối tựa đến lực tập trung gần nhất, nhưng không nhỏ hơn nhịp.

Kiểm tra sức chống cắt của bê tông điều kiện không cần tính toán cốt đai (mục 6.2.3.4 TCVN 5574-2012)

 b4 =1.5 đối với bê tông nặng

Vậy bê tông đảm bảo được khả năng chống cắt, ta tiếng hành bố trí cốt đai theo cấu tạo

Ta chọn cốt đai đường kính 6mm, số nhánh đai là 2

Khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao h của tiết diện

Vì chiều cao dầm h= 350mm< 450mm nên khoảng cách cốt đai s s tk min h ;150mm

Vậy khoảng cỏch cốt đai từ mộp cột kộo dài ra ẳ nhịp dầm: 6a150 và đoạn giữa dầm 6a200

5.2.3.3 Kiểm tra điều kiện bố trí cốt thép

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép và khoảng hở cốt thép( mục 8.3.3 và mục 8.4 TCVN5574-

5.2.3.3.1 Lớp bê tông bảo vệ cốt thép Đối với cốt dọc: c ≥ (ϕ,c0), đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 20(mm) Đối với cốt đai: c ≥ c0, đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 15(mm)

5.2.3.3.2 Khoảng hở của cốt thép

Khoảng hở cốt thép t ≥ (ϕmax;t0)

Cốt thép đặt trên: t0 = 30(mm)

Cốt thép đặt dưới:t0 = 25(mm)

Kiểm tra khoảng hở cốt thép tại các tiết diện có khoảng hở bé nhất: o

5.2.4 Tính toán và bố trí cốt thép cột cho khung trục 2

Tổ hợp nội lực tính toán

Mỗi cột tính toán tại 2 tiết diện đầu cột và chân cột

Tại mỗi tiết diện có 3 nhóm nội lực

Hình 5.21 Nội lực tiết diện cột

Mx max ;My tu ;N tu

My max ;Mx tu ;N tu

N max ;Mx tu ;My tu

Ta chọn các cặp nội lực tính toán cột bằng cách tổ hợp từ các giá trị nội lực trong các tổ hợp

Chọn phương án bố trí thép đối xứng nên chỉ cần tìm các giá trị Mxmax và Mymax

Sau khi xác định được các giá trị nội lực tại các tiết diện của cột, ta tiến hành phân nhóm các giá trị nội lực trong các tầng có sự thay đổi không đáng kể Việc lấy giá trị nội lực lớn nhất trong mỗi nhóm sẽ giúp tối ưu hóa quá trình tính toán và bố trí, từ đó đảm bảo thuận lợi cho công tác tính toán và thi công.

Bản chất của phương pháp này là đưa bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương

Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán của cột lệch tâm xiên y x

Với Cx, Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột

Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng uốn dọc theo hai phương

Chiều dài tính toán: l = ox  x *1 và l = oy  y *1 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax ox x l C e max ;

  Độ lệch tâm tĩnh học: 1x x e M

 N Độ lệch tâm tính toán: e ox  max(e ;e ) ax 1x và e oy  max(e ; e ) ay 1y Độ mảnh theo hai phương: x ox x l 0.288C

  Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc

Nếu   x 28    x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

 (kể đến ảnh hưởng của uốn dọc)

 12 Moment tăng lên do uốn dọc: M*   N X ox e

Theo phương Y: tương tự phương X

Bước 3: Chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương bằng cách áp dụng phương pháp theo phương X hoặc phương Y.

Bước 4: Tính toán tiết diện thép yêu cầu

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

Khi x 1  h o thì mo= 0.4 Độ lệch tâm tính toán o o a 1 1 h M e e a; e max(e ; e ); e

  h   nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số độ lệch tâm  e :

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

Diện tích toàn bộ cốt thép tính như sau: e b e st sc b

  h  và x 1   R h o tính theo trường hợp nén lệch tâm bé

Xác định lại chiều cao vùng nén x với công thức sau: (với o o e

Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau: (với k  0.4 & Z a  h o  a ) b o st sc a

  h  và x 1   R h o tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau: (với k  0.4 & Z a  h o  a )

Bước 5: Kiểm tra hàm lượng thép

Thỏa yêu cầu về kết cấu: tt s min tt max o

  không thiết kế chống động đất

 min tùy thuộc vào độ mảnh 

Bảng 5.25 Xác định giá trị  min

Bước 6: Bố trí cốt thép

Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên được bố trí xung quanh chu vi cột, trong đó cốt thép ở cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ ở cạnh h.

Quy định khoảng cách giữa hai cốt dọc kề nhau: 50 t 400

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 104 5.2.4.2 Tính toán và bố trí cốt thép

Hình 5.23 Lực dọc cột khung trục 2( combo3)

Khung trục 2 đối xứng nên ta tính cốt thép cột C8,C9,C11,C12 và bố trí cho toàn khung N:đơn vị KN, M: đơn vị KN.M

Bảng 5.26 Nội lực tính toán cột C8

Tầng Cột Nmax Mytu Mxtu Ntu Mymax x

Bảng 5.32 Tính toán thép cột

Bố trí dày thép àtt1 (%)

5.2.4.3 Tính toán điển hình cho cột C14 tầng trệt khung trục 2

Tên P My=M22 Mx=M33 lcot Cx =t3 Cy=t2 a Cột (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm)

Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính toán của cột lệch tâm xiên y x

Với Cx, Cy lần lượt là cạnh của tiết diện cột

Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng uốn dọc theo hai phương

Chiều dài tính toán: l = ox  x *1 = l = oy  y *1  0.7 *3.400  2380mm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e ax max l ox ; C x max( 2380 400 ; 13.3mm

           và oy y ay l C 2380 300 e max ; max( ; 10mm

     Độ lệch tâm tĩnh học: 1x x

   Độ lệch tâm tính toán: e ox  max(e ;e ) ax 1x  max(13.3; 216)  216 và oy ay 1y e  max(e ; e )  max(10;50)  50 Độ mảnh theo hai phương:

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 115 ox x x l 2380

Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc

Nếu    Y , X 28      Y 1; x 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Moment tăng lên do uốn dọc:

Để quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương, cần chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên về một trong hai phương X hoặc Y.

X Y 1 X 2 y a ax ay h C 400; b C 300; M M 27.48KN.m; M M 6.67KN.m; e e 0.2e 13.3 0.2 *10 15.3mm

Bước 4: Tính toán tiết diện thép yêu cầu

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng

  0.3  Độ lệch tâm tính toán

Chương 5:Thiết kế kết cấu khung trục 2 Trang 116 o o a 1

     và x 1  30.7   R h o  0.632*360  227.5 tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn

Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau: (với a o k  0.4 & Z  h   a 360 40   320mm) )

Kết quả từ excel As= 3.25cm 2 (lệch 2.85%) so với Ast=3.15 cm 2 (chấp nhận được)

Tính thép đai cho cột

Trong thực hành tính toán, thép đai cột thường được xác định theo lực cắt trong cột, nhưng giá trị này thường rất nhỏ so với yêu cầu bố trí đai theo cấu tạo Do đó, việc tính toán thép đai thường không được thực hiện, mà chỉ dựa vào tỷ lệ giữa đường kính thép dọc, hàm lượng thép, kích thước cột, cùng với các yêu cầu kháng chấn trong thiết kế động đất.

Kiểm tra điều kiện hạn chế với Qmax= 42.7KN(cột C14 tầng 12 khung trục 2) Điều kiện không bị phá hủy:

Cấu tạo cốt đai Đường kính cốt đai ax w 4

Khoảng cách các cốt thép

Trong đoạn nối chồng cốt thép

Cốt đai cho cột không tính toán mà bố trí cấu tạo theo điều kiện kháng chấn [ Theo TCXDVN 375:2006]

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép: Đối với cốt dọc: c ≥ ( , co), đối với cột c0 = 20(mm) Đối với cốt đai: c ≥ co, khi h ≥ 250mm thì c0 = 15(mm)

Vậy ta bố trí 8a100 cho đoạn L/4 và đoạn giữa cột 8a200

5.2.5 Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh công trình

Hình 5.24 Chuyển vị tại đỉnh công trình

Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình được xác định thông qua phần mềm Etabs, sử dụng tổ hợp bao BAODINH để kiểm tra và đánh giá chuyển vị này.

Kiểm tra với giá trị max của X và Y: 0.01627m

Kiểm tra theo công thức: (mục 2.6.3 TCVN198-1997) f 1 f 0.01627 5 1

Vậy chuyển vị ngang lớn nhất của công trình nằm trong giới hạn cho phép

5.2.6 Kiểm tra ổn định chống lật

Theo Điều 3.2 TCXD 198:1997, nhà bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng (H/B) lớn hơn hoặc bằng 5 cần phải kiểm tra khả năng chống lật dưới tác động của động đất và gió Ngược lại, nếu tỷ lệ H/B nhỏ hơn 5, công trình không yêu cầu kiểm tra khả năng chống lật.

Vậy công trình thỏa điều kiện ổn định chống lật

5.2.7 Tính toán cho vách khung trục B1

Vách là cấu trúc chịu lực quan trọng trong nhà cao tầng, đặc biệt với khả năng chịu tải trọng ngang lớn Hiện nay, có nhiều phương pháp tính toán vách như giả thiết vùng biên chịu mô men, phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi và phương pháp kiểm tra bằng biểu đồ tương tác Tuy nhiên, tiêu chuẩn TCVN chưa cung cấp hướng dẫn chi tiết cho các phương pháp này Do đó, trong đồ án này, tôi xin trình bày cách tính cốt thép cho vách bằng phương pháp "giả thiết vùng biên chịu mô men".

Tổ hợp nội lực tính toán gồm: N, My(M3)

Vách cứng được coi là một cấu trúc chịu tổ hợp nội lực gồm N, Mx, My, Qx, Qy Tuy nhiên, do vách được bố trí trên mặt bằng chỉ chịu tải trọng ngang song song với mặt phẳng của nó, khả năng chịu tải ngoài mặt phẳng (Mx, Qy) có thể được bỏ qua Vì vậy, trong quá trình tính toán cốt thép cho vách, chỉ cần xem xét tổ hợp nội lực gồm N và My (M3).

Giả thiết chiều dài vùng biên B chịu mô men B=0.2L Vách chịu lực dọc trục N và mô men uốn trong mặt phẳng Mx được xem xét Mô men Mx tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của tường.

Xác định lực kéo(-) , nén(+) trong vùng biên l,r b l r

Ab=B.b - là diện tích vùng biên

A=bL - là diện tích mặt cắt vách

-Tính cốt thép chịu kéo, nén, xem mỗi đoạn vách như cấu kiện nén hoặc kéo đúng tâm: l,r b l,r w s(l,r) s

Trong đó: φ - là hệ số uốn dọc, được xác định như sau: φ - là 1 nếu  ≤ 28 φ = 1.028 – 0.00002882 – 0.0016 nếu  > 28 Độ mảnh tan g w

  với tw là chiều dày vách

Kiểm tra hàm lượng cốt thép là bước quan trọng; nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B và thực hiện tính toán lại Đối với phần vách giữa hai vùng biên, cần kiểm tra khả năng chịu nén đúng tâm Nếu bê tông đủ khả năng chịu lực, cốt thép trong khu vực này sẽ được bố trí theo cấu tạo đã định.

-Phương pháp này khá thích hợp đối với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu ( bố trí cột ở hai đầu vách)

-Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu mô men của cốt thép Tính toán cụ thể cho vách

-Tính toán cốt thép dọc với cặp nội lực:

-Độ mãnh trong mặt phẳng uốn : ox x

-Ảnh hưởng của độ cong φ φ = 1.028 – 0.0000288 2 -0.0016 =1.028 – 0.0000288  39.8 2 – 0.0016  39.8 =0.919

-Chọn chiều dài vùng biên B = 0.2L = 0.2  2.3 = 0.46 m 2

- Diện tích vùng biên Ab = 0.2*0.46= 0.092 m 2

- Ứng suất phân bố đều trên vách:

-Lực nén tác dụng lên vùng biên: n

-Lực kéo hoặc nén ở hai đầu vùng biên:

( kéo) -Lực nén đúng tâm của đoạn vách ở giữa:

AS < 0  cốt thộp đặt theo cấu tạo.Hàm lượng cốt thộp tối thiểu.àmin= 0.5%, s 2 min

Chọn 8Ф14(As31mm 2 ) bố trí theo 2 hàng, mỗi hàng 4 cây theo cạnh dài với a 150mm

Cốt thép đặt theo cấu tạo Ф14a200

Bố trí cốt thép ngang cho vách Ф12a200

Kiểm tra khả năng chịu cắt của vách với Qmax1KN

Khả năng chịu cắt của bê tông min b3 f n b bt 0 bt 0

Theo tính toán, lực cắt tối thiểu Qmin là 283 kN, lớn hơn lực cắt tối đa Qmax là 131 kN, cho thấy bê tông có đủ khả năng chịu lực cắt Do đó, cần đặt cốt đai theo cấu tạo Ф10a200, với móc đai liên kết hai lớp thép dọc được bố trí cách nhau khoảng 400 mm.

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

MÓNG CỌC NHỒI

MÓNG CỌC BÊ TÔNG LY TÂM

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

Tiêu đề	Đề 20 chung cư a4 đồ án tốt nghiệp đại học
Tác giả	Chung Thị Lan Anh
Người hướng dẫn	Thầy Trần Tuấn Anh, Thầy Nguyễn Hồng Ân
Trường học	Đại học Mở TP.HCM
Chuyên ngành	Xây Dựng
Thể loại	báo cáo thiết kế công trình
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	705
Dung lượng	13,68 MB