Đề 62 cao ốc căn hộ bmc 19f + 1b đồ án tốt nghiệp đại học

KIẾN TRÚC

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Cao ốc BMC, do Công ty Vật liệu xây dựng và xây lắp thương mại (BMC) làm chủ đầu tư, tọa lạc tại số 258 Bến Chương Dương, phường Cô Giang, quận 1 Với vị trí gần đại lộ Đông Tây và các dự án trọng điểm của thành phố, cư dân tại đây có thể dễ dàng tản bộ đến công viên 23-9 và chợ Bến Thành Ngoài ra, chỉ mất vài phút để di chuyển đến khu vực Chợ Lớn, Nam Sài Gòn cùng các vùng lân cận.

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

Cao ốc căn hộ BMC Quận 1 là một tòa nhà 19 tầng, với tổng diện tích sàn lên đến 18.499,2m2, nằm trên khuôn viên đất rộng 1.824m2 Tòa nhà được trang bị một tầng hầm sâu 3m, phục vụ cho nhu cầu đậu xe.

Tầng trệt rộng 828m2 được thiết kế cho siêu thị, tiếp tân và sảnh chờ, cùng với khu vực y tế Tầng lửng với diện tích 450m2 bao gồm phòng chơi game, cửa hàng thức ăn nhanh và trung tâm thương mại Lầu 1 cung cấp cà phê Internet, sảnh sinh hoạt cộng đồng, khu giặt ủi và phòng tập thể dục thể thao, tạo nên không gian tiện ích đa dạng cho người sử dụng.

Cao ốc BMC Q.1 cung cấp 9 loại căn hộ từ A1 đến A9, với diện tích dao động từ 80,5 đến 189,5m2, được thiết kế hợp lý và phù hợp với phong thủy Á Đông Mỗi căn hộ bao gồm 3 phòng ngủ rộng từ 9 đến 18,2m2, 2-3 phòng vệ sinh, sân phơi và ban công, cùng với phòng khách liên thông với bếp và phòng ăn, tạo nên không gian sống rộng rãi và thoáng mát Đặc biệt, căn hộ penthouse còn được trang bị thêm phòng sinh hoạt gia đình rộng 10,2 và 12m2, cùng sân vườn rộng 16,6 và 19,2m2.

Theo Phụ lục 1 của Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004, công trình cao ốc căn hộ BMC được phân loại là công trình dân dụng cấp 2, với chiều cao từ 20 đến 29 tầng hoặc tổng diện tích sàn từ 10.000 đến 15.000m².

Công trình có 2 BLOCK , 1 tầng hầm

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH SVTH : PHẠM HỮU TÚ

Công trình có 1 tầng lững, 1 tầng trệt, 18 tầng lầu, 1 tầng mái

Công trình có chiều cao là +62.600m ( tính từ cao độ ±0.000m, chưa kể Tầng Hầm) và là +65.600m tính từ mặt đất tự nhiên

Tầng Hầm: bố trí Nhà Xe

Tầng Trệt và tầng Lững: Kinh Doanh

Sân thượng: phòng kỹ thuật- hồ nước mái

Chú Ý: Trong đồ án này SV chỉ thiết kế và tính toán cho Block A3-A4

Hình 1 1 Mặt bằng tầng hầm

Hình 1 2 Mặt bằng tầng trệt

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH

Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện Thành Phố và máy phát điện 150kVA Tất cả thiết bị, bao gồm máy phát và máy biến áp, được lắp đặt dưới tầng hầm nhằm giảm thiểu tiếng ồn và độ rung, đảm bảo không ảnh hưởng đến sinh hoạt của cư dân.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm, đồng thời với quá trình thi công Hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và đi qua gen điện, nằm ngầm trong tường và sàn, tránh khu vực ẩm ướt để đảm bảo an toàn và thuận tiện 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 dòng điện từ 1A đến 80A, được phân bố hợp lý theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ hiệu quả.

- Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:

 An toàn : không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh

 Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố

Mỗi khu vực nhà ở đều được trang bị một bảng phân phối điện riêng Đèn thoát hiểm và hệ thống chiếu sáng khẩn cấp được lắp đặt theo quy định của cơ quan chức năng.

Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước Thành Phố, được lưu trữ trong bể chứa ngầm và bơm lên bể nước mái Từ bể mái, nước được phân phối xuống các tầng của công trình qua hệ thống ống dẫn chính Hệ thống bơm nước được thiết kế hoàn toàn tự động, đảm bảo bể mái luôn đủ nước cho sinh hoạt và cứu hỏa.

Các đường ống nước được bảo vệ trong các hộp gen và hệ thống cấp nước được lắp đặt ngầm trong các hộp kỹ thuật Đường ống cứu hỏa chính được bố trí dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà ở mỗi tầng.

Nước mưa trên mái sẽ được thu gom qua các lỗ thu nước và chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính 0mm, dẫn xuống dưới Hệ thống thoát nước thải được thiết kế riêng biệt, với nước thải từ các buồng vệ sinh được dẫn qua hệ thống riêng để đưa vào bể xử lý nước thải trước khi được đưa vào hệ thống thoát nước chung.

Các tầng của tòa nhà đều được trang bị cửa sổ giúp thông thoáng tự nhiên, đồng thời hệ thống máy điều hòa được lắp đặt cho tất cả các tầng Hệ thống thông gió được bố trí dọc theo cầu thang bộ và sảnh thang máy Để đảm bảo không khí trong lành, quạt hút được sử dụng để thoát hơi cho các khu vệ sinh, và ống gen được dẫn lên mái.

Tất cả các tầng trong tòa nhà đều được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính được lắp đặt bên ngoài Bên cạnh đó, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được thiết kế hợp lý để đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng đến những khu vực cần thiết.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng vách thạch cao vừa cách âm vừa cách nhiệt

Mỗi tầng của tòa nhà đều được trang bị một khu vực đặt thiết bị chữa cháy, bao gồm vòi chữa cháy dài khoảng 20m và bình xịt CO2, đảm bảo khoảng cách tối đa theo tiêu chuẩn TCVN 2622-1995.

- Các tầng lầu đều có cầu thang đủ đảm bảo thoát hiểm khi có sự cố về cháy nổ

Bể chứa nước trên mái được huy động khi cần thiết để tham gia chữa cháy, trong khi mỗi phòng đều được trang bị thiết bị báo cháy tự động (báo nhiệt) Việc này rất quan trọng, đặc biệt trong các chung cư đông dân cư, nhằm đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được lắp đặt trên mái, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, giúp giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh theo tiêu chuẩn TCVN 46-84.

Rác thải được thu gom tại các tầng thông qua hệ thống kho thoát rác, với khu vực chứa rác ở tầng hầm Thiết kế kín đáo của gian rác cùng với quy trình xử lý kỹ lưỡng giúp ngăn ngừa mùi hôi, bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm.

Hệ thống thông tin liên lạc

Điện thoại tại Bưu Điện Thành Phố Hồ Chí Minh cung cấp mạng lưới đến từng căn hộ, sẵn sàng lắp đặt theo yêu cầu của cư dân Ngoài ra, dịch vụ internet và cáp truyền hình cũng được hỗ trợ để đáp ứng nhu cầu giải trí và thông tin của người dân.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 12

CƠ SỞ THIẾT KẾ

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

- Thiết kế kết cấu tầng 2- tầng 9

- Thiết kế cầu thang Trục 3-4

- Tính toán thiết kế khung trục 2.

TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG

Tính toán tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, tải trọng đặc biệt) dựa vào tiêu chuẩn sau:

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

Tính toán và thiết kế thép cho các cấu kiện dầm, cột sàn, cầu thang, bể nước… dựa vào tiêu chuẩn sau:

- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

Thiết kế móng cho công trình dựa vào tiêu chuẩn sau:

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

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

Cấu tạo thép dầm, cột sàn, nút khung dựa vào tiêu chuẩn sau:

- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.3.1.PHÂN LOẠI KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

- Các hệ kết cấu cơ bản: hệ kết cấu khung, kết cấu lõi cứng và kết cấu hộp (ống)

- Các hệ kết cấu hỗn hợp: kết cấu khung - giằng, kết cấu khung vách, kết cấu ống -lõi và kết cấu ống tổ hợp

Các hệ kết cấu đặc biệt bao gồm hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm chuyển, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ bền và ổn định cho công trình xây dựng Mỗi loại hệ kết cấu đều có những đặc điểm riêng, giúp tối ưu hóa khả năng chịu lực và đáp ứng các yêu cầu thiết kế khác nhau Việc lựa chọn hệ kết cấu phù hợp sẽ góp phần nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của công trình.

2.3.2.PHÂN TÍCH MỘT SỐ KẾT CẤU CHỊU LỰC CHO CÔNG TRÌNH

- Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút

- Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau

- Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu uốn ngang kém nên hạn chế sử dụng đối với nhà có chiều cao h>40m

Phương án 2: hệ khung vách

- Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng

Việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau trở nên thuận tiện, cho phép lắp ghép hoặc đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép.

- Vách cứng tiếp thu các tải trọng ngang được dổ bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước

- Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao h>40m

Phương án 3: hệ khung lõi

- Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên

- Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian

- Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng

- Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản

Phương án 4: hệ lõi hộp

- Hệ chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang

- Hộp trong nhà cũng giống như lõi cứng được hợp thành bởi các tường đặc hoặc có cửa

- Hệ lõi hộp chỉ phù hợp với các nhà rất cao (có thể cao tới 100 tầng)

2.3.3.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Chọn phương án khung vách làm kết cấu chính cho công trình là một quyết định quan trọng Hệ thống khung vách được liên kết qua hệ kết cấu sàn, trong đó hệ sàn liền khối đóng vai trò then chốt Thường thì, trong hệ thống kết cấu này, khung chủ yếu được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và độ bền cho công trình.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 14 chịu tải trọng thẳng đứng và cả tải trọng ngang Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc Không gian không góc cạnh

2.3.4.LỰA CHỌN KẾT CẤU SÀN

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sự làm việc của kết cấu công trình Do đó, việc phân tích chính xác là cần thiết để lựa chọn phương án phù hợp với cấu trúc công trình Đặc biệt trong các tòa nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang như sàn và sàn dầm có vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo tính ổn định và an toàn cho toàn bộ công trình.

Sàn chịu tải trọng thẳng đứng trực tiếp từ các yếu tố như trọng lượng bản thân, người sử dụng, thiết bị và hoạt động trên sàn Những tải trọng này được truyền vào hệ thống chịu lực thẳng đứng, từ đó chuyển tiếp xuống móng và nền đất.

Màng cứng đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng, giúp chúng hoạt động đồng thời và hiệu quả, đặc biệt khi công trình phải chịu các loại tải trọng ngang.

Lựa chọn phương án sàn dựa trên các tiêu chí:

- Đáp ứng công năng sử dụng

- Đảm bảo chất lượng kết cấu công trình

- Độ võng thoả mãn yêu cầu cho phép

Với vai trò như trên, ta lựa chọn phương án hệ sàn sườn cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn cho công trình Ưu điểm:

- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho thi công

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn dẫn đến chiều cao tầng lớn, làm tăng chiều cao toàn công trình Điều này gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.

- Chiều cao sử dụng lớn nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp.

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

2.4.1.YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO CÔNG TRÌNH

Vật liệu xây dựng được lựa chọn từ nguồn địa phương, không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền trong quá trình sử dụng.

- 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 cao có thể bổ sung cho tính chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu 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 có tải trọng lớn, do đó việc sử dụng các vật liệu nhẹ giúp giảm đáng kể tải trọng của công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính.

Bê tông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền từ B25 ÷ B60

Dựa vào đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu, bê tông cấp độ bền B30 được lựa chọn sử dụng với các thông số kỹ thuật phù hợp.

- Trọng lượng riêng (kể cả cốt thép):  25kN m/ 3

- Cường độ tính toán khi chịu nén dọc trục: R b 17MPa

- Cường độ tính toán khi chịu kéo dọc trục: R bt 1.2MPa

- Mô đun đàn hồi:E b 32.5 10 3 MPa

Cốt thộp trơn ỉ < 10mm dựng loại AI với cỏc chỉ tiờu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn R s s , er 235MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: R s 225MPa

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: R sc 225MPa

- Cường độ tính toán cốt ngang: R sw 175MPa

- Mô đun đàn hồi: E s  21 10  4 MPa

Cốt thộp trơn ỉ ≥ 10mm dựng loại AII với cỏc chỉ tiờu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn R s s , er 295MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: R s 280MPa

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: R sc 280MPa

Cốt thộp gõn ỉ ≥ 10mm AIII với cỏc chỉ tiờu:

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo: R sn R s s , er 390MPa

- Cường độ tính toán chịu kéo cốt thép dọc: R s 365MPa

- Cường độ tính toán chịu nén cốt thép dọc: R sc 365MPa

2.4.4.LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ Đối với cốt thép dọc chịu: chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép và không nhỏ hơn:

- Trong bản và tường có chiều dày >100 mm: ………… … 15mm (20mm)

- Trong dầm và dầm sườn có chiều cao > 250mm: ………… 20mm(25mm)

+ Toàn khối khi có lớp bê tông lót:………… 35mm

+ Toàn khối khi không có lớp bê tông lót:…… … …………70mm

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai cần phải đảm bảo rằng cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép đó Điều này là rất quan trọng để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm:… … 10mm(15mm)

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện > 250mm:……… …15mm(20mm)

Chú thích: Giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho cấu kiện ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt (trích TCVN 5574 – 2012: Bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế - điều 8.3)

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM-SÀN-CỘT

2.5.1.SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN

Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức: b 1 min h D L h

- m: hệ số phụ thuộc vào bản sàn

- D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D   0.8 1.4   , chọn D  1

- h min : chiều dày tối thiểu của bản sàn

 h min 60mm: đối với sàn mái

 h min 80mm: đối với sàn nhà dân dụng

 h min 100mm: đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng

Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình Ô sàn có kích thước 𝐿 1 × 𝐿 2 = (4600 × 8700)𝑚𝑚

→ Chọn sơ bộ ℎ 𝑏 = 120𝑚𝑚 Để mô hình dễ dàng ta chọn mô hình toàn bộ sàn dày 120mm

Vì sàn tầng hầm có công năng làm khu để xe nên chọn sàn dày 200mm

2.5.2.SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM

Chọn sơ bộ kích thước dầm chính theo công thức kinh nghiệm sau:

Bảng 2 1 Bảng sơ bộ tiết diện dầm Block A3-A4

STT Loại dầm L h 1 h 2 h chọn b chọn mm mm mm mm mm

- Dầm môi : Chọn tiết diện 200x300(mm)

2.5.3.SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT

Dưới đây là công thức thiết kế sơ bộ tiết diện cột theo độ bền của bê tông

Diện tích tiết diện sơ bộ cột chọn theo công thức: b

- A (cm 2 ): diện tích tiết diện ngang của cấu kiện

- R b : cường độ tính toán chịu nén của bêtông, R b 17MPa

- N (kN): lực dọc tính toán, được tính gần đúng theo công thức

- q là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1m 2 sàn, giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, chọn q 12kN / m  2

- S: diện tích truyền lên cột

- n: số tầng, tính cả tầng mái

- k: hệ số kể đến tải trọng ngang, k   1.1 1.5  , chọn k=1.5 cho cột góc, k= 1.3 cho cột biên, k=1.1 cho cột giữa

Tầng điển hình chọn ở đây là tầng 1 :

+ Sơ bộ tiết diện cột biên Có tiết diện truyền tải S= 19.575m 2

17 = 3233.329𝑐𝑚 2 Chọn b= 50cm => h= 66.04cm Chọn hcm

Vậy tiết diện cột tại biên là: bxh= 500x900 mm

Bảng 2 2 Bảng sơ bộ tiết diện cột biên

Diện tích truyền tải q (kN/m 2 ) N (kN) k Att(cm 2 ) b (cm) h (cm) Ac(cm 2 )

Bảng 2 3 Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa

Diện tích truyền tải q (kN/m 2 ) N (kN) k Att(cm 2 ) b (cm) h (cm) Ac(cm 2 )

2.5.4.SƠ BỘ TIẾT DIỆN VÁCH LÕI

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định dựa trên chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời phải tuân thủ các quy định tại Điều 3.4.1 TCXD 198 – 1997 về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho nhà cao tầng.

Khi thiết kế các công trình với vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, cần đảm bảo bố trí ít nhất ba vách cứng không giao nhau tại một điểm.

Để đảm bảo tính ổn định của công trình, cần thiết kế các vách giống nhau về độ cứng và kích thước hình học, đồng thời bố trí sao cho tâm cứng trùng với tâm khối lượng Nếu chỉ đảm bảo đối xứng về độ cứng trong giai đoạn đàn hồi mà không đồng nhất về kích thước, khi vật liệu hoạt động ở giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất, sẽ xảy ra sự thay đổi độ cứng Điều này dẫn đến biến dạng và chuyển vị khác nhau giữa các vách, làm phá vỡ sự đối xứng về độ cứng và tạo ra các tác động xoắn nguy hiểm cho công trình.

Khi lựa chọn vách ngăn cho công trình, nên ưu tiên các vách nhỏ với khả năng chịu tải tương đương thay vì chọn ít vách lớn Việc phân bổ đồng đều nhiều vách nhỏ trên bề mặt công trình sẽ giúp tối ưu hóa khả năng chịu tải và đảm bảo tính ổn định cho toàn bộ cấu trúc.

- Không nên chọn khoảng cách giữa các vách và từ các vách đến biên quá lớn

- Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó

Các lỗ trên vách không được ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu tải của chúng, do đó cần thiết phải áp dụng các biện pháp cấu tạo tăng cường cho khu vực xung quanh các lỗ này.

- Độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Tổng diện tích mặt cắt của các vách (và lõi) cứng có thể xác định theo công thức: vach vl st

 Fst : Diện tích sàn từng tầng

Chiều dày cách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1 t

Vậy chọn 𝑡 𝑣 = 300𝑚𝑚 cho vách thang máy và vách thang bộ

Tổng diện tích mặt cắt ngang vách cứng trên bề mặt bằng công trình:

 Fst : Diện tích sàn từng tầng, tầng điển hình là tầng 2: F = 1048.28𝑚 2

Hình 2 1 Mặt bằng định vị cột vách tầng điển hình ( tầng 2)

Hình 2 2 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình (tầng 2)

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THÉP SÀN Trang 26

TÍNH TOÁN THÉP SÀN

MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3 1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

Bảng 3 1 Tải trọng tác dụng lên sàn phòng ngủ,phòng ở,

Các lớp cấu tạo Hệ số vượt tải

Tl riêng (kN/m3) Chiều dày (m)

Bảng 3 2 Tải trọng tác dụng lên sàn vệ sinh

- Bê tông chống thấm dày

Tải trọng do kết cấu bao che Đối với tường xây trên dầm: tĩnh tải tính thành lực phân bố đều trên chiều dài dầm

Chiều dày g q tc n q tt cm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Bảng 3 4 Tải trọng tường phân bố trên diện tích sàn

Chiều dày q tt H tường L tường q tt L1 L2 q tt mm kN/m 2 m m kN m m kN/ m 2

Bảng 3 5 Hoạt tải theo TCVN 2737-1995

Loại tải trọng Trị số tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Trị số tính toán

- Vậy sàn thuộc loại Phòng khách, Phòng ngủ, Nhà bếp, nhà vệ sinh ta gộp chung thành sàn Căn Hộ có hoạt tải là 1.95kN/m 2

Bảng 3 6 Bảng tổng hợp tải trọng phân bố trên sàn

Tĩnh tải (kN/m2) Hoạt tải

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

- Hệ kết cấu sàn được dựng trong mô hình là sàn sườn toàn khối Trong đó, mặt bằng sàn có dầm nên chia thành các dải giữa nhịp

- Những ô sàn trống như: ô cầu thang, lõi thang máy,…

Khi chịu tác động của tải trọng ngang, nội lực trong sàn thường không đáng kể vì tải trọng này được truyền trực tiếp vào vách và lõi cứng Nội lực chủ yếu trong sàn là do tải trọng đứng gây ra Vì vậy, trong mô hình SAFE 12, có thể bỏ qua tải trọng ngang và chỉ xem xét các trường hợp tải trọng đứng.

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC SÀN

Hình 3 2 Biểu đồ tĩnh tải tác dụng lên sàn (kN/m2)

Hình 3 3 Biểu đồ hoạt tải sàn (kN/m2)

Hình 3 4 Kí hiệu các ô sàn

Hình 3 7 Biểu đồ chuyển vị của sàn

Hình 3 8 Giá trị moment theo dải Phương X

Hình 3 9 Giá trị moment theo dải Phương Y

3.5.TÍNH TOÁN THÉP CHO CÁC Ô SÀN

[TCVN 5574 – 2012: Kết Cấu Bê Tông Và Bê Tông Cốt Thép – Tiêu Chuẩn Thiết Kế]

Tính toán ô sàn điển hình

Với nội lực đã tính toán được tiếp tục sử dụng để tính toán thép cho ô sàn (F4,F18) (hoặc S1)

Tại vị trí nhịp L1: M n 8.57kNm, chia các dải strip có bề rộng b= 1m

Bảng 3 7 Bảng Tính toán cốt thép sàn theo phương X

Tên ô sàn Vị trí M max b h a = a' h 0

Tính thép Chọn thép αm ζ As TT H.lượng ỉ a BT As CH H.lượng kNm (mm) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) m TT (%) (mm) (mm) (cm 2 /m) m BT (%)

Tính thép Chọn thép αm ζ As TT H.lượng ỉ a BT As CH H.lượng kNm (mm) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) m TT (%) (mm) (mm) (cm 2 /m) m BT (%) gối -13.51 1000 120 20 100 0.079 0.083 5.03 0.50% 10 100 7.85 0.79%

Bảng 3 8 Bảng tính toán cốt thép sàn theo phương Y

KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA SÀN

Kết quả tính toán từ phần mềm SAFE v12:

Sinh viên chỉ sử dụng kết quả độ võng từ phần mềm mà không tính toán vết nứt, để so sánh với phương pháp tính tay.

- Độ võng lớn nhất trong SAFE được thể hiện qua hình bên dưới:

Hình 3 10 Độ võng sàn trong SAFE (mm)

- Độ võng giới hạn được xác định theo bảng 4 – [ TCVN 5574-2012: kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế ]

[f]u =2.5cm Kiểm tra độ võng tính toán: f= 9.4mm=0.94cm α 1° l 300 , cosα = 0.857

Hình 4 1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình Trục 3-4

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG Trang 48

Hình 4 2 Mặt cắt cầu thang

Chiều dày bản thang đươc chọn sơ bộ theo công thức:

30 ÷ 35 = 111.42 ÷ 130(𝑚𝑚) Chọn chiều dày bản thang hb= 120 (mm)

Bề rộng vế thang 1200mm ; Bề rộng chiếu nghỉ 1500mm

Kích thước các dầm cầu thang được chọ sơ bộ theo công thức:

- Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ: bdcn x hdcn = 200mm x 300mm

- Chọn kích thước dầm chiếu tới: bdct x hdct = 200mm x 300mm.

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

Chọn bêtông cấp độ bên B30 với các thông số sau:

- Cường độ chịu nén tính toán Rb = 17 MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán R bt= 1.2 MPa

- Module đàn hồi của vật liệu Eb = 32.5 x 10 3 MPa

Sử dụng cốt thộp nhúm AI (ỉ 250mm  a bv %mm

Ta bố trí thép theo cấu tạo 2 16 As@2mm 2

Tính thép chịu moment âm

Tiết diện dầm b x h = 200mm x 300mm hd00mm > 250mm a bv 25mm

Ta bố trí thép theo cấu tạo 2 16 As@2mm 2

Lực cắt lớn nhất: Qmax = 35.66 (kN)

- Khả năng chịu cắt của bêtông: (Theo mục 6.2.3.3 TCVN 5574:2012)

Qmax = 35.66 (kN) < Q08.16 (kN) Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai

- Cốt đai dầm chiếu nghỉ bố trí theo cấu tạo 6 200 a

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2

KHAI BÁO TIẾT DIỆN, VẬT LIỆU TRONG ETABS

Khai Báo Vật Liệu: Define -> Material Properties…

Hình 5 2 Khai báo vật liệu

Hình 5 3 Khai báo tiết diện cột

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 Trang 64

Hình 5 4 Khai báo tiết diện dầm

Hình 5 5 Khai báo tiết diện vách

Khai báo các loại tải trọng: Define -> Load Patterns

Hình 5 7 Khai báo tải trọng Hình 5 6 Khai báo tiết diện sàn

TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI

Bảng 5 1 Các loại tải trọng

STT Kí hiệu tải trọng Loại tải Ý nghĩa

1 TT DEAD Trọng lượng bản thân

2 SDL DEAD Tĩnh tải hoàn thiện

3 HT1 LIVE Hoạt tải tầng chẵn

4 HT2 LIVE Hoạt tải tầng lẻ

5 GTX WIND Gió tĩnh phương X

6 GDX WIND Gió động phương X

7 GTY WIND Gió tĩnh phương Y

8 GDY WIND Gió động phương Y

Bảng 5 2 Tổ hợp tải gió

STT Loại COMBO Thành phần Ghi chú

Bảng 5 3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng

STT Loại Thành phần Ghi chú

COMBO 1 ADD TT + HT1+SDL

COMBO 2 ADD TT + HT2+SDL

COMBO 3 ADD TT + HT1 + HT2+SDL

COMBO 4 ADD TT + GX+SDL

COMBO 5 ADD TT – GX+SDL

COMBO 6 ADD TT + GY+SDL

COMBO 7 ADD TT – GY+SDL

COMBO 8 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9GX+SDL

COMBO 9 ADD TT + 0.9HT1 – 0.9GX+SDL

COMBO 10 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9GY+SDL

COMBO 11 ADD TT + 0.9HT1 – 0.9GY+SDL

COMBO 12 ADD TT + 0.9HT2 + 0.9GX+SDL

COMBO 13 ADD TT + 0.9HT2 – 0.9GX+SDL

COMBO 14 ADD TT + 0.9HT2 + 0.9GY+SDL

COMBO 15 ADD TT + 0.9HT2 - 0.9GY+SDL

COMBO 16 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 +

COMBO 17 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 –

COMBO 18 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 +

COMBO 19 ADD TT + 0.9HT1 + 0.9HT2 –

1 ENVELOPE (Combo 1 , Combo 2 , , Combo 19) Tính cốt thép sàn

COMBO 20 ADD 0.909(TT+SDL) + 0.833HT Tính độ võng

COMBO 21 ADD 0.909(TT+SDL) + 0.833GX

COMBO 22 ADD 0.909(TT+SDL) – 0.833GX

COMBO 23 ADD 0.909(TT+SDL) + 0.833GY

COMBO 24 ADD 0.909(TT+SDL) – 0.833GY

GÁN TẢI TRỌNG CHO MÔ HÌNH

Tải trọng tác dụng lên sàn gồm 2 thành phần:

Bảng 5 4 Bảng xác định tĩnh tải lên sàn

Bảng 5 5 Tải trọng các lớp cấu tạo sân thượng

STT Lớp cấu tạo Chiều dày γ n g tc g tt mm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

2 Lớp vữa lót tạo dốc 30.00 18.00 1.30 0.54 0.70

Bảng 5 6 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn tâng hầm

STT Lớp cấu tạo Chiều dày γ n g tc g tt mm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

1 Lớp vữa lót tạo dốc 20.00 18.00 1.30 0.36 0.47

Tải trọng do kết cấu bao che Đối với tường xây trên dầm: tĩnh tải tính thành lực phân bố đều trên chiều dài dầm

STT Loại tường Chiều dày g q tc n q tt cm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2

Bảng 5 8 Tải trọng tường lên dầm

STT Loại tường q tt H tường Hệ số cửa q tt

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 Trang 69 kN/m 2 m kN/m

Bảng 5 9 Tải trọng tường phân bố trên sàn theo diện tích

Chiều dày q tt H tường L tường q tt L1 L2 q tt mm kN/m 2 m m kN m m kN/ m 2

Bảng 5 10 Hoạt tải theo tiêu chuẩn

Loại tải trọng Trị số tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Trị số tính toán

Bảng 5 11 Bảng tổng hợp tải trọng

Tĩnh tải (kN/m2) Hoạt tải

Tải trọng gió được xác định theo theo TCVN 2737 – 1995: Tải Trọng và Tác Động

Tác động của gió lên công trình mang tính chất của tải trọng động và phụ thuộc các thông số sau:

- Thông số về dòng khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ, hướng gió

- Thông số vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt

- Dao động của công trình

Gió tác động lên công trình gồm 2 thành phần:

- Thành phần tĩnh luôn được kể đến với mọi công trình cao tầng

- Thành phần động được kể đến với nhà nhiều tầng cao trên 40m

Công trình với chiều cao tổng cộng kể từ cốt 0.00 là 65.6m lớn hơn 40m nên phải tính đến gió động

Bảng 5 12 Đặc điểm Địa điểm xây dựng Tp Hồ Chí Minh

Vùng gió II.A Địa hình B

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Wt được xác định theo công thức:

 k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được lấy theo bảng 5 [TCVN 2737- 1995: Tải Trọng và Tác Động-Tiêu Chuẩn Thiết Kế]

 c: hệ số khí động được lấy theo bảng 6 TCVN 2737-1995:Tải Trọng và Tác Động

 n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

 W0: giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc vùng II.A, địa hình loại BW0= 0.83 kN/m 2

Trong trường hợp các đồ án và công trình có lỗ thông tầng và lỗ thang, để đảm bảo tính chính xác, thành phần tĩnh của tải trọng gió cần được gán thành tải phân bố đều trên dầm của từng tầng khi nhập tải vào phần mềm ETABS.

Trong đó: Hi: chiều cao gió tác dụng và dầm tầng thứ i

Bảng 5 13 Tải trọng gió theo phương X

Ghi chú: Z j là cao độ của tầng thứ j so với mặt đất

Bảng 5 14 Tải trọng gió theo phương Y

Ghi chú: Z j là cao độ của tầng thứ j so với mặt đất

5.3.2.GÁN TẢI CHO MÔ HÌNH

Hình 5 8 Gán tải hoàn thiện và tải tường lên sàn (SDL)

Hình 5 9 Gán Hoạt tải lên sàn (HT1,HT2)

Hình 5 10 Gán Tải tường lên dầm

Chọn: Define -> Load patterns -> Modify Load -> Modify Lateral Load ->…

Khai báo tâm cứng cho sàn: Define -> Diaphragms ->… Để gắn cho sàn: (Ctrl +A)-> Assign -> Shell -> Diaphragms ->…

Hình 5 12 Gán tâm cứng Hình 5 11 Gió tĩnh X

5.3.3.KHAI BÁO CÁC THÀNH PHẦN LIÊN QUAN

5.3.3.1.KHAI BÁO KHỐI LƯỢNG THAM GIA DAO ĐỘNG

Theo lý thuyết tính toán tần số dao động riêng cho công trình, việc xác định ma trận độ cứng và ma trận khối lượng là rất quan trọng Để phần mềm Etabs có thể thực hiện tính toán tần số dao động cho công trình, người dùng cần khai báo các thông tin cần thiết.

Tĩnh tải và Hoạt tải có ảnh hưởng lớn đến công trình thông qua các tải trọng đã khai báo Nhờ vào các tải trọng này, phần mềm Etabs có khả năng tính toán khối lượng tham gia giao động, hay còn gọi là ma trận khối lượng, giúp đánh giá hiệu quả và độ an toàn của công trình.

Tất cả các cấu kiện chịu lực trong công trình được mô hình hóa dưới dạng không gian 3 chiều, bao gồm phần tử thanh (Frame) cho dầm và cột, cùng với phần tử tấm vỏ (Shell) cho sàn, vách cứng và lõi Phần mềm Etabs tự động tính toán độ cứng cho từng phần tử, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế kết cấu.

- Theo [TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995] khối lượng phân tích bài toán động lực học là:

Hình 5 14 Khối lượng tham gia dao động

5.3.3.2.KHAI BÁO SỐ DẠNG MODE DAO ĐỘNG

Để tính toán chu kỳ dao động và dạng dao động riêng cho 12 mode dao động đầu tiên, cần kiểm tra tính thỏa mãn của các điều kiện Nếu không thỏa mãn, có thể tăng tần số mode dao động phân tích hoặc tăng tiết diện vách để giảm tầng số dao động.

- Khai báo số dạng Mode dao động: chọn Define -> Modal Cases ->…

Sau khi khai báo các loại tải trọng và khai báo các tổ hợp tải, tiến hành kiểm tra mô hình

Hình 5 15 Khai báo mode dao động

Hình 5 16 Kiểm tra mô hình

Nhận thông báo không có lỗi từ Etabs, tiến hành giải mô hình

KIỂM TRA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

5.4.1.KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH

- Kiểm tra độ cứng (hay chuyển vị đỉnh công trình) được tính toán kiểm tra theo [ TCVN

5574 – 2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế]

- Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh của kết cấu nhà cao tầng tính toán theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:

- Kết cấu khung vách, khung BTCT: f / H 1 / 500

Trong bài viết này, f và H đại diện cho chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình Đối với công trình được tính toán trong đồ án, có dạng kết cấu khung vách, giá trị giới hạn của chuyển vị ngang tại đỉnh công trình được xác định là f ≤ 0.002.

- Xuất kết quả chuyển vị tính toán từ phần mềm Etabs tại vị trí đỉnh công trình là tầng Mái.

Bảng 5 15 Giá trị chuyển vị ngang của đỉnh

Tầng Diaphragm Load UX (mm) UY(mm) RZ(rad)

- Kiểm tra điều kiện chuyển vị

- Kết luận: Chuyển vị ngang tại đỉnh của công trình đạt yêu cầu

5.4.2.KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT CỦA CÔNG TRÌNH

- Theo theo [ TCVN 198 – 1997: Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối ]

- Điều kiện kiểm tra chống lật cho công trình phải thỏa mãn:

- Với M CL , M lần lượt là Moment chống lật và Moment gây lật cho công trình L

- Điều kiện trên được áp dụng khi H 5

B  thì được áp dụng Đối với công trình trong Đồ Án Tốt

B  47.6   nên không cần kiểm tra chống lật cho công trình

5.4.3.THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999, dựa trên phương pháp tính toán thành phần tĩnh của tải gió theo TCVN 2737 – 1995 Tiêu chuẩn này chỉ xem xét thành phần gió theo phương X và Y, không tính đến moment xoắn Để tính toán thành phần động của tải gió, cần xem xét tác động của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, tuân thủ hướng dẫn tại mục 4.3 TCVN 229-1999.

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

 M j : Khối lượng tập trung của tầng thứ j

Hệ số động lực học ứng với dao động thứ i, ký hiệu là  i, được xác định thông qua Đồ thị xác định hệ số động lực (Hình 2: TCVN 229 – 1999) Hệ số này phụ thuộc vào thông số  i và độ giảm loga của dao động , theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 về tính toán thành phần động của tải trọng gió.

Hình 5 17 Đồ thị xác định hệ số động lực

 Đường cong 1 – Sử dụng cho các công trình BTCT và gạch đá kể cả các công trình bằng khung thép có kết cấu bao che    0.3 

 Đường cong 2 – Sử dụng cho các công trình tháp, trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có bệ bằng BTCT    0.15 

Công trình bằng BTCT nên có  0.3

Thông số  i xác định theo công thức:

 : Hệ số tin cậy của tải trọng,   1.2

W kN / m 0 : Giá trị áp lực gió têu chuẩn, W 0 0.83kN / m 2 fi : Tầng số dao động riêng thứ i

Hệ số  i được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó tải trọng gió trong mỗi phần được coi là không đổi Công thức tính hệ số  i là: n ji Fj j 1 i n.

W Fj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau Giá trị này chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió và có thứ nguyên là lực, được xác định thông qua một công thức cụ thể.

 W j : Là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên phần thứ j của công trình

Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là j, thể hiện áp lực tại độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình Hệ số này không có thứ nguyên và có thể được tra cứu theo Bảng 3 trong tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999, hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

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

  , và dạng dao động, tra theo Bảng 4 , Bảng 5 [TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995]

 y ji : Dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ I, không thứ nguyên

 Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức:

- W P ji   : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió

-  : Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng của công trình, lấy   1 (Tra

Bảng 6 – [TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995]

Để tính toán thành phần gió động, cần tuân thủ các bước dựa trên các đặc trưng động lực học của công trình và theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999, hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

 Bước 1: Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học

 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 Y

Giả thiết tính toán các đặc trưng động lực học công trình:

Công trình là một thanh conson có n điểm hữu hạn và khối lượng tập trung Theo phụ lục B của TCVN 229 – 1999, cần chú ý đến chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn.

Hình 5 19 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình Hình 5 18 Sơ đồ thanh consol có hữu hạn khối lượng tập trung

Việc xác định tần số và dạng dao động riêng cho sơ đồ tính toán khi n > 3 có thể thực hiện bằng phương pháp giải tích, theo hướng dẫn trong Phục lục A và B của tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 Tiêu chuẩn này cung cấp chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737 – 1995.

Việc xác định độ cứng của công trình theo độ cao là một bài toán phức tạp, hiện có nhiều phương pháp giải quyết như sử dụng phần mềm máy tính, phương pháp gần đúng và các công thức thực nghiệm như Năng Lượng RayLây, Bunop – Galookin, thay thế khối lượng, khối lượng tương đương, phương pháp đúng dần và sai phân Trong số đó, phương pháp sử dụng phần mềm máy tính để tính toán tần số và dạng dao động riêng của công trình được áp dụng phổ biến Để thực hiện tính toán trong Đồ Án Tốt Nghiệp, sinh viên đã chọn sử dụng chương trình Etabs16.1.0.

- Dựa vào kết quả tính toán của chương trình Etabs , xác định các giá đặc trưng động lực học thể hiện trong Bảng 5.16 và Bảng 5.17

Bảng 5 16 Chu kỳ dao động riêng của công trình

Case Mode Period UX UY UZ

Bảng 5 17 Giá trị khối lượng từng tầng và tạo độ tâm cứng, tâm khối lượng

Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM Cumulative

Y XCCM YCCM XCR YCR kN kN m m kN kN m m m m

Từ kết quả Bảng 5.16 , tính toán giá trị tần số dao động của công trình theo chu kì, f 1   Hz

 T , kết quả thể hiện trong Bảng 5.18

Bảng 5 18 Giá trị tần số dao động của công trình theo chu kỳ

- Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f L 1.3 tra bảng 2 theo [TCVN 229 –

1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN

2737 – 1995], ứng với vùng áp lực gió IIA và dạng công trình bê tông cốt thép có kết cấu bao che

- Tần số dao động cơ bản của công trình: f 1 1 1 0.49 (Hz) f L 1.3(Hz)

- So sánh kết quả tần số dao động riêng từ Bảng 4.8 với tần số giới hạn f L :

 Theo phương X, cần xét đến ảnh hưởng của Mode 1 và mode 2 (Dạng dao động thứ

 Theo phương Y, cần xét đến ảnh hưởng của Mode 3 (Dạng dao động thứ 1)

5.4.3.2.KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH

Bảng 5 19 Giá trị thành phần động của gió theo phương X ứng với mode dao động 1

(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j W pjiX

Bảng 5 20 Giá trị thành phần động của gió theo phương X ứng với mode dao động 2

(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j W pjiX

Bảng 5 21 Giá trị thành phần động của gió theo phương Y ứng với mode dao động 3

(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j

5.4.3.3.XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ GÂY RA DO THÀNH PHẦN

TĨNH VÀ THÀNH PHẦN ĐỘNG

Theo Mục 4.12 [TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995]

 X: Là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị

 X : Là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của t tải trọng gió gây ra

 X : Là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của d tải trọng gió gây ra

 S: Số dao động tính toán

Phần mềm Etabs thực hiện tính toán nội lực và chuyển vị do ảnh hưởng của tải trọng gió, bao gồm cả thành phần tĩnh và động, theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 và TCVN 2737 – 1995.

Bảng 5 22 Bảng tổng hợp thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động

W Xj (kN) W Yj (kN) W Xj (kN) W Yj (kN)

5.4.4.KIỂM TRA VÕNG CHO DẦM

Để tính toán độ võng của dầm theo TCVN 356:2005 (hiện nay là TCVN 5574:2012), cần lưu ý rằng việc chỉ dựa vào nội dung trong tiêu chuẩn có thể gặp khó khăn, đặc biệt là đối với dầm trong khung bê tông cốt thép Các công thức tính toán đã được rút gọn cho các trường hợp thông thường (không có ứng suất trước) và áp dụng cho tiết diện hình chữ nhật, nhưng thường bỏ qua ảnh hưởng của bản sàn.

 Độ võng của dầm có 2 đầu liên kết cứng có thể xác định theo công thức:

      : lần lượt là độ cong toàn phần ở giữa nhịp, tại gối trái và tại gối phải của dầm, tính theo công thức (2) l: nhịp tính toán của dầm

 Độ cong toàn phần đối với đoạn dầm có vết nứt trong vùng kéo được xác định theo công thức:

  : độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

  : độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

  : độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn Các độ cong

  được xác định theo công thức (3) với giá trị mô men được lấy trong các tổ hợp tương ứng: s b i i 0 s s f 0 b

 M i : Mô men uốn do tải trọng tiêu chuẩn gây ra ứng với các trường hợp xác định độ cong Khi xác định

  thì M1 lấy trong tổ hợp của tĩnh tải và toàn bộ hoạt tải; khi xác định

  thì M2 = M3 và được lấy trong tổ hợp của tĩnh tải và thành phần dài hạn của hoạt tải

  s : Hệ số xét đến sự làm việc của vùng bê tông chịu kéo trên đoạn có vết nứt, xác định theo công thức (4)

Hệ số  b được sử dụng để điều chỉnh sự phân bố không đều của biến dạng trong bê tông chịu nén ở khu vực ngoài cùng của đoạn có vết nứt Đối với bê tông nặng, giá trị của hệ số này là  b = 0.9.

  f : Hệ số, xác định theo công thức (5)

 : Chiều cao tương đối vùng chịu nén của bê tông, xác định theo công thức (6)

 : hệ số đặc trưng trạng thái đàn – dẻo của bê tông vùng chịu nén

 z : Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện cốt thép chịu kéo đến điểm đặt của hợp các lực trong vùng nén, xác định theo công thức (7)

 Xác định các thông số

- Xác định hệ số  s : s ls bt,ser pl i

  ls : Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng,  ls có thể lấy như sau:

- Tải trọng ngắn hạn:  ls = 1.1

- Tải trọng dài hạn:  ls = 0.8

W pl : Mô men kháng uốn của tiết diện quy đổi

 M i : Mô men uốn trong trường hợp tải trọng đang xét

 R bt,ser : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bêtông ứng với trạng thái giới hạn thứ hai

Hệ số  là chỉ số thể hiện trạng thái đàn dẻo của bê tông trong vùng nén, và nó phụ thuộc vào loại tải trọng tác động Đối với bê tông nặng, hệ số này được xác định theo các tiêu chuẩn cụ thể.

Để tính toán độ võng của cấu kiện, trước tiên cần xác định độ cong toàn phần tại các điểm đầu dầm, giữa dầm và cuối dầm Sau đó, áp dụng công thức (1) để xác định độ võng một cách chính xác.

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO DẦM – KHUNG TRỤC 2

Hình 5 20 Biểu đồ nội lực khung trục 2

5.5.2.TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC VÀ CỐT ĐAI

5.5.2.1.TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC CHO DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

Để tính toán cốt thép cho dầm trong bài toán cấu kiện chịu uốn với tiết diện chữ nhật, chúng ta sử dụng nội lực được xuất ra từ phần mềm ETABS Cụ thể, nội lực từ COMBO BAO 1 sẽ được áp dụng để xác định lượng cốt thép cần thiết cho dầm.

- Tính toán cốt thép cho vị trí tại nhịp dầm B20 – Tầng 2 có M  144.59 kNm

 Kiểm tra tt min max

→ Chọn thộp 5ỉ20 cú A s 1571mm 2 15.71cm 2 cú c 1571 0.81%

- Tính toán cốt thép cho vị trí tại gối dầm B20 – Tầng 2 có M   306.97 kNm.

 Kiểm tra tt min max

→ Chọn thộp 6ỉ20cú A s 1885 mm 2 18.85cm 2 cú c 1885 0.97 %

Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự, kết quả thể hiện trong Bảng 4.1, 4.2 quyển phụ lục trang 135

5.5.2.2.TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DẦM

- Căn cứ vào mục 6.2.3.2 [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế ] thì diện tích thép đai chịu cắt trong dầm được tính như sau:

 Bước 1: Kiểm tra điều kiện bê tông đã đủ khả năng chịu lực cắt

Đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt đai chịu lực cắt, việc đảm bảo độ bền tại vết nứt xiên là rất quan trọng Do đó, cần xem xét khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho cấu kiện.

 : Hệ số phụ thuộc loại bêtông, trường hợp bêtông nặng

 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc N ( đối với cấu kiện chịu uốn)

 : (Cấu kiện chữ nhật) Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ I và chữ T

 : Cường độ tính toán chịu kéo của bêtông B30

 c: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện, lấy gần đúng:

- Nếu : → Bê tông đủ khả năng chịu cắt, bố trí cốt đai cấu tạo

- Nếu : → Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, phải tính cốt đai

 Bước 2: Tính cốt đai chịu lực cắt

Khoảng cách thép đai thiết kế:

 Xác định bước cốt đai tính toán:

 Khoảng cách thép đai lớn nhất

  tt tk ct max s s min s mm s

  2   b2 f n bt 0 tt 2 sw sw max

Với : Hệ số phụ thuộc loại bêtông, trường hợp bêtông nặng

 Khoảng cách thép đai cấu tạo (mục 8.7.6 TCVN 5574 -2012):

Trong đoạn dầm gần gối tựa (đoạn L/4):

Trong đoạn dầm giữa nhịp ( đoạn L/2):

 Bước 3: Kiểm tra các điều kiện đảm bào bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính

 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với dọc trục cấu kiện Với:

: Modun đàn hồi của thép AI

: Modun đàn hồi của bêtông B30 n : Số nhánh đai

: Diện tích mặt cắt ngang của 1 nhánh đai

: Khoảng cách cốt đai bố trí

 : Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau Trong đó cho bêtông nặng

 : cường độ chịu nén tính toán của bêtông

Tính toán cốt đai cho dầm điển hình:

Trong quá trình tính toán dầm khung trục 2, cần xác định lực cắt lớn nhất trong dầm để tiến hành tính toán cốt đai Việc này sẽ giúp bố trí cốt đai cho các dầm còn lại trong khung trục 2 một cách hợp lý và hiệu quả.

- Từ kết quả bên phần mềm ETABS xuất qua EXCEL lọc giá trị lực cắt lớn nhất Ta có lực cắt lớn nhất tại dầm B20:

Bảng 5 23 Lực cắt lớn nhất

Tầng Dầm Vị trí (m) Combo

Kiểm tra điều kiện tính toán

Qb0#4 kN > Qmax = 211.343 kN ⟹Vậy bê tông đã đủ khả năng chịu cắt

Chọn và bố trí cốt đai:

Chọn đai 2 nhỏnh, đường kớnh đai ỉ8 Bố trớ: Đoạn đầu dầm : 7.5 1.875 ;

L   m bố trớ: ỉ8a150 Đoạn giữa dầm : 7.5 3.75 ;

Tại vị trí giữa các dầm B20 và B21 trong khung trục 2, có các dầm phụ gác lên, dẫn đến việc các dầm khung phải chịu một lực tập trung lớn Để ngăn chặn hiện tượng giật đứt và tránh phá hoại cục bộ, cần thiết phải bố trí cốt treo gia cường.

- Giá trị lực tập trung P được lấy bằng giá trị bước nhảy lấy từ biểu đồ lực cắt của dầm chính

Chúng ta sẽ xem xét lực cắt tại dầm B20 trên tầng 7 để xác định cách bố trí cốt treo gia cường Lực tập trung từ dầm phụ tác động lên dầm chính tạo ra lực cắt lớn nhất tại tầng này, và giá trị này sẽ được sử dụng để tính toán và bố trí cho các vị trí còn lại.

Bảng 5 24 Giá trị bước nhảy tại vị trí có dầm phụ

Dầm Vị trí (m) Tổ hợp Tầng Lực cắt (kN)

- Ta có: b100mm là bề rộng phạm vi tác dụng của lực tập trung

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h0 = h – a = 700 – 50 = 650mm

- là chiều cao lấy bằng khoảng cách từ đáy dầm phụ đến cốt thép chịu kéo của dầm: hs=h0 – hdp e0-5000mm

- là góc phá hoại tính từ đáy dầm phụ

- là phạm vi cần đặt cốt thép treo để chống sự phá hoại theo sự hình tháp: t s 1 o h 2 150

Hình 5 21 Sơ đồ tính toán cốt đai

- Số cốt treo cần thiết : Chọn đường kính cốt treo dsw = 8 mm treo sw 2

→ Chọn m = 8 , mỗi bên dầm phụ 4 cốt đai.

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO VÁCH – KHUNG TRỤC 2

5.6.1.KHÁI QUÁT CƠ BẢN VỀ LÕI VÁCH

Vách là cấu trúc chịu lực quan trọng trong nhà nhiều tầng, nổi bật với tính liền khối và độ cứng lớn, giúp giảm biến dạng ngang Trong quá trình hoạt động của công trình, vách cứng chịu tải trọng ngang chủ yếu và một phần tải trọng đứng Tuy nhiên, tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam chưa đề cập cụ thể đến tính toán cốt thép cho vách cứng, vì vậy việc thiết kế vách dựa vào các tiêu chuẩn quốc tế như Eurocode, BS, ACI là cần thiết.

5.6.2.LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG

- Tổng quát trên mặt cắt ngang vuông góc với trục vách có đầy đủ 5 thành phần nội lực:

Khả năng chịu lực của vách phụ thuộc vào các thành phần nội lực, chủ yếu chịu tải trọng đứng, trong khi tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng của nó Do đó, có thể bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng và lực cắt vuông góc Trong thực tế, việc tính toán đồng thời tất cả các thành nội lực là phức tạp và tốn nhiều công sức Các tiêu chuẩn hiện nay thường tách riêng moment và lực cắt để dễ dàng tính toán.

Việc tính toán cốt thép cho vách phẳng có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau Bài viết này giới thiệu ba phương pháp phổ biến trong thiết kế cốt thép cho vách phẳng, đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng.

 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi

 Phương pháp giả thiết vùng biên chịu mômen

 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác

5.6.2.1.PHƯƠNG PHÁP PHÂN BỐ ỨNG SUẤT ĐÀN HỒI

Phương pháp này phân chia vách thành các phần tử nhỏ, chịu lực kéo hoặc nén tại tâm, với giả định ứng suất được phân bố đều trong từng phần tử Sau khi tính toán cốt thép cho mỗi phần tử, các kết quả sẽ được kết hợp và bố trí cho toàn bộ vách Thực tế, vách được coi như những cột nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm.

- Các giả thiết cơ bản dùng khi tính toán:

 Ứng lực kéo do cốt thép chịu, ứng lực nén do cả cốt thép và bêtông cùng chịu

 Bước 1: Xác định trục chính và moment quán tính chính trung tâm của vách

Hình 5 22 Nội lực trong tính toán trong vách

 Bước 2: Chia vách thành những phần tử nhỏ

Các phần tử thường có chiều dài từ với h là chiều dài vách

Hình 5 24 Chia nhỏ vách thành từng phần tử

 Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử

Hình 5 25 Xác định tung độ điểm chịu nén lấy với trục quán tính chính trung tâm

Với giả thiết vật liệu đàn hồi nên áp dụng công thức tính toán trong “Sức bền vật liệu” đi tính toán:

: Khoảng cách từ trọng tâm phần tử vách thứ “i" đến trục quán tính chính trung tâm : Diện tích mặt cắt ngang phần tử

Hình 5 23 Xác định trục chính và mooment quán tính trung tâm của vách

: Moment quán tính chính trung tâm

 Bước 4: Tính lực kéo nén tác dụng lên từng phần tử

 Bước 5: Tính toán cốt thép

Tính toán cốt thép cho vách có thể tham khảo theo các tiêu chuẩn đề cập trong Bảng 5.27

Bảng 5 25 Tiêu chuẩn tính toán cốt thép cho vách

Tính cấu kiện chịu kéo hoặc nén đúng tâm Theo TCVN 5574 - 2012 Theo ACI 318 - 08

: hệ số giảm độ bền kéo

(vùng chịu nén) : hệ số điều kiện làm việc của bêtông : hệ số giảm độ bền khi nén

 Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu thì đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo

 Phương pháp này đơn giản, có thể áp dụng tính toán cho các vách có hình dạng phức tạp như L, T, U hay lõi

 Việc kể đến khả năng chịu nén của cốt thép cho phép làm giảm tiết diên bêtông của vách

Giả thiết cho rằng cốt thép chịu nén và chịu kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn bộ tiết diện vách là không chính xác Thực tế, chỉ có các phần tử biên ở hai đầu vách mới có khả năng đạt đến giới hạn chảy, trong khi các phần tử ở giữa vách vẫn chưa đạt được điều này.

5.6.2.2.PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC

Phương pháp này dựa trên giả thiết về hoạt động của bê tông và cốt thép để xác định trạng thái chịu lực giới hạn của vách bê tông cốt thép Các trạng thái này được tập hợp lại để tạo thành một đường cong thể hiện mối quan hệ giữa lực dọc N và moment M của trạng thái giới hạn.

Tiết diện vách được giả thiết là phẳng trước và sau khi chịu lực, một giả thiết quan trọng trong tính toán kết cấu Giả thiết này được áp dụng trong tính toán các cấu kiện chịu uốn như dầm và cấu kiện chịu nén uốn như cột theo các tiêu chuẩn của Anh, Mỹ, Úc Dựa trên giả thiết này, có thể xác định biến dạng lớn nhất của bê tông trong vùng nén và cốt thép trong vùng kéo hoặc nén ít.

 Giả thiết quan hệ ứng suất biến dạng của cốt thép, quan hệ này đã được đơn giản hóa để thuận tiện cho tính toán

 Giả thiết về biểu đồ ứng suất bêtông vùng nén và bêtông vùng nén quy đổi

 Giả thiết về biến dạng cực hạn quy ước của bêtông vùng nén

- Thiết lập biểu đồ tương đương:

Nguyên tắc chung trong thiết kế kết cấu bê tông là dựa vào biến dạng cực hạn của bê tông vùng nén và vị trí của trục trung hòa, thể hiện qua chiều cao vùng nén x Từ đó, có thể xác định trạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép của vách Các ứng suất này sẽ tổng hợp lại thành một lực dọc và một moment tại trọng tâm hình học của vách, tạo thành một điểm trên biểu đồ tương tác.

Hình 5 26 Biểu đồ ứng suất trong bêtông, Biểu đồ biến dạng, Quan hệ ứng suất biến dạng của cốt thép theo tiêu chuẩn ACI318, BS8110 và AS3600

 Bước 2: Tính toán chiều cao vùng nén bêtông quy đổi

 Bước 3: Tính toán biến dạng của cốt thép

 Bước 4:Tính toán ứng suất trong cốt thép

 Bước 5: Tính toán hợp lực của vùng bêtông chịu nén và cốt thép tại trọng tâm hình học của vách

 Bước 6: Thay đổi x và làm lại từ Bước 1

Hình 5 27 Trình tự thiết lập biểu đồ tương tác

Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác được xem là phương pháp chính xác nhất, phản ánh chân thực nhất sự hoạt động của vách bêtông cốt thép.

Phương pháp này xem vách như một cấu kiện chịu nén lệch tâm, trong đó cốt thép được phân bố đồng đều trên toàn bộ tiết diện vách, góp phần vào khả năng chịu lực của nó.

Việc thiết lập biểu đồ tương tác yêu cầu một khối lượng tính toán lớn và phức tạp Để giảm bớt khối lượng tính toán này, có thể áp dụng biểu đồ gần đúng, như được minh họa trong Hình 5.37.

Kết luận: Trên cơ sở phân tích trên, sinh viên chọn Phương pháp vùng biên chịu moment để tính toán cho cấu kiện vách trong Đồ Án Tốt Nghiệp

5.6.3.NỘI LỰC TRONG VÁCH Để đơn giản trong tính toán, sinh viên chỉ xét đến 3 cặp nội lực gây nguy hiểm là

, và (Nội lực vách tham khảo trong phụ lục)

5.6.3.1.TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO VÁCH

Dựa trên ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp tính toán, để đảm bảo an toàn, việc tính toán cốt thép cho vách P1 nên áp dụng phương pháp giả thuyết vùng biên chịu kéo Các vách còn lại sẽ được tính toán thông qua bảng EXCEL được xây dựng theo công thức của phương pháp này.

Kết quả nội lực vách được xuất từ ETABS với vách được gán các dạng phần tử PIER 1 (P1) của khung trục 2, tại vị trí tầng 1

Vách L(m) Tổ hợp N (kN) M (kN.m)

Lực kéo nén vùng biên:

Lực kéo nén trong vùng giữa:

Diện tích cốt thép vùng biên chịu nén:

 Độ mảnh trong mặt phẳng uốn : 0 0.7 0.7 3.2

Vì ta chọn thép bố trí cấu tạo, hàm lượng cốt thép dọc tối thiểu ( ACI 318 ) t (m)w

Bờtụng đủ khả năng chịu lực, bố trớ cốt thộp cấu tạo: 10ỉ16 cú A s 20.1cm 2 trờn vựng biên của vách s min

Diện tích cốt thép vùng giữa:

Chọn thộp cấu tạo : 14ỉ16 cú As= 28.14cm 2 trong vựng giữa của vỏch

Bảng tổng hợp thép vách khung trục 2 được tổng hợp trong quyển phụ lục bảng 4.3, 4.4 từ trang 142-148 g 3 b b b

5.6.3.2.TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO VÁCH

Kiểm tra khả năng chịu cắt cho vách

- Dựa vào mục 6.2.3.3 [TCVN 5574 – 2012 : Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế], kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông

- Dùng lực cắt lớn nhất để tính toán và bố trí cốt đai cho toàn vách

- Dựa vào biểu đồ lực cắt ta có tổ hợp nội lực có giá trị Qmax tại vị trí:

Story Pier Tổ hợp tảitrọng Loc P V2 M3

Lực cắt lớn nhất Qmax = 245.647 (kN)

Tính theo cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật: b0 b3 n bt 0

   b3 0.6 : Đối với bê tông nặng

 R bt : cường độ chịu kéo của bê tông, bê tông B30 có R bt 1.20 MPa

Bờ tụng đảm bảo khả năng chịu cắt, bố trớ thộp đai cấu tạo Bố trớ ỉ10a200

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO CỘT – KHUNG TRỤC 2

5.7.1.PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT LỆCH TÂM XIÊN

Trong thiết kế hiện nay tại Việt Nam, thiết kế cột lệch tâm xiên thường sử dụng 3 phương pháp tính toán sau:

- Phương pháp 1: Tính tiêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép theo mỗi phương

Phương pháp 2 là tính toán gần đúng bằng cách chuyển đổi từ bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương, đồng thời bố trí thép đều dọc theo chu vi của cột.

Phương pháp 3: Sử dụng biểu đồ tương tác là một cách hiệu quả để phản ánh chính xác khả năng chịu lực của cấu kiện Tuy nhiên, việc xây dựng biểu đồ này chỉ khả thi khi đã xác định được tiết diện và bố trí cốt thép, do đó, phương pháp này chủ yếu phục vụ cho việc kiểm tra hơn là thiết kế.

5.7.2.CÁC TỔ HỢP NỘI LỰC TÍNH TOÁN TRONG KHUNG KHÔNG GIAN Để tính toán cốt thép cho cột, cần phải tìm các nội lực gây nguy hiểm sau:

Cặp thứ 1: N lớn nhất và tương ứng

Cặp thứ 2: lớn nhất và tương ứng

Cặp thứ 3: lớn nhất và tương ứng

Cặp thứ 4: nhỏ nhất và tương ứng

Cặp thứ 5: nhỏ nhất và tương ứng

5.7.3.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỘT

 Tiết diện cột tính toán:

Sơ bộ tiết diện cột, qua nhiều lần tính toán và chọn lại sơ bộ tiết diện cột trong phần mềm

Etabs, kết quả cho được tiết diện cột hợp lý cho tổng thể công trình, thể hiện trong Etabs

Kết quả nội lực cột được xác định bằng cách chỉ xem xét ba cặp nội lực đầu tiên trong quá trình tính toán khung trục Điều này giúp đơn giản hóa các phép toán và đảm bảo tính chính xác trong thiết kế kết cấu.

Tổ hợp nội lực cho theo 3 cặp nội lực nguy hiểm: N lớn nhất và tương ứng, lớn nhất và tương ứng, lớn nhất và tương ứng

(Trích kết quả nội lực xuất ra từ chương trình Etabs trong Phụ Lục Nội Lực )

5.7.4.TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỌC x y

Theo TCVN 5574 - 2012 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, hiện chưa có hướng dẫn cụ thể cho việc tính toán cột nén lệch tâm xiên Do đó, trong Đồ án, việc tính toán cho cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên được thực hiện bằng phương pháp gần đúng, chuyển đổi từ bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương, và bố trí thép đều xung quanh chu vi cột.

Xác định ảnh hưởng của lệch tâm ngẫu nhiên và hệ số uốn dọc:

Do ảnh hưởng của uốn dọc và độ lệch tâm ngẫu nhiên, Moment tính toán cho cột được tăng thành:

: Độ lệch tâm tính toán đã kể đến độ lệch tâm ngẫu nhiên:

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc, Theo Mục 6.1.2.5 TCVN 5574 - -2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

Với: là lực dọc tới hạn quy ước, Theo Mục

6.2.2.15 TCVN 5574 - -2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

Các hệ số tính toán

: Modun đàn hồi của bêtông

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn

: Hệ số phụ thuộc vào loại bêtông, Tra Bảng 29 TCVN 5574 - -2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

: Chiều dày tính toán cảu cột, Tra Bảng 30 TCVN 5574 - -2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

: Cốt thép không ứng lực trước

: Moment quán tính của diện tích cốt thép lấy đối với trục x

: Moment quán tính của tiết diện cột bêtông cốt thép

Tính toán lực dọc tới hạn theo công thức truyền thống khá phức tạp Để đơn giản hóa quá trình này, có thể áp dụng công thức gần đúng do Giáo Sư Nguyễn Đình Cống đề xuất.

Kiểm tra điều kiện tính toán l l

Xét tiết diện cột có cạnh và , điều kiện tính toán là

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương: Tính toán cho phương X, phương Y tương tự

Chiều dài tính toán, độ lệch tâm ngẫu nhiên và độ lệch tâm tĩnh học là những yếu tố quan trọng trong hệ thống siêu tĩnh Độ lệch tâm tính toán giúp xác định sự phân bố lực trong cấu trúc, trong khi độ mảnh theo phương X ảnh hưởng đến khả năng chịu tải và độ ổn định của hệ thống.

Tính toán hệ số ảnh hưởng lực dọc tới hạn, theo phương X:

 Nếu thì (Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Tiết diện chịu lực nén N và moment uốn, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên, được xác định sau khi xem xét tác động của lực uốn theo hai phương tính toán, gây ra moment tương ứng.

Quy đổi lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng tương đương lần lượt cho phương X và phơpng

Y, tính toán Moment tương đương:

Lệch tâm theo phương X: thì:

Lệch tâm theo phương Y: thì:

Moment tương đương: Độ lệch tâm tính toán: Độ mảnh của cấu kiện lần lượt theo 2 phương:

Tính toán diện tích cốt thép

 Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé (gần như nén đúng tâm)

Hệ số độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc phụ khi xét thêm nén đúng tâm

Diện tích toàn bộ cốt thép:

 Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé và

Xác định lại chiều cao vùng nén: với

Diện tích toàn bộ cốt thép:

 Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn và Diện tích toàn bộ cốt thép:

Kiểm tra và bố trí cốt thép

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

Quy định khoảng cách giữa 2 cốt thép dọc kề nhau là

5.7.4.2.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỤ THỂ CHO TẦNG ĐIỂN HÌNH e b st e sc b

Chọn cột điển hình C1 với kích thước 500 mm x 900 mm tại tầng trệt Các tổ hợp nội lực nguy hiểm được sử dụng để tính toán cốt thép cho cột điển hình được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 5 27 Nội lực tính toán thép cột C1

Tên cột Tầng N (kN) M x (kNm) M y (kN) Tổ hợp C1 Trệt -6218.88 132.4923 -17.0653 Nmax,Mxtư ,Mytư

Chọn tổ hợp nội lực (Nmax,Mxtu,Mytu) tính toán cho cột

Kiểm tra điều kiện tính toán: x y

- Tính toán ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Với l là chiều cao tầng ( h trệt là 2.5m) Độ lệch tâm ngẫu nhiên

     Độ lệch tâm tĩnh học

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 Trang 122 Độ lệch tâm tính toán ox ax 1x e  max(e ;e )  max(16.67; 21)  21mm oy ay 1y e max(e ;e )max(30; 2.7)30 mm Độ mảnh theo 2 phương x 0x x l 1750

- Tính toán hệ số uốn dọc x y

   bỏ qua ảnh hưởng của hệ số uốn dọc hay

Moment tính toán cho cột

My   1 10  30kNm Xác định phương tính toán

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a e ax 0.2 e ay 16.67 0.2   22.67mm

        Độ lệch tâm tính toán: 0 h 500 e e a 28.63 50 228.63mm

Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc khi xét đến đúng tâm:

Diện tích toàn bộ cốt thép tính toán e 3 b e 2 st sc b

Vậy chọn thép bố trí là: 18d20 có AsV.65cm 2

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min s

Bảng tổng hợp cốt thép trong quyển phụ lục Bảng 4.5 trang 149.

CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT Trang 124

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Cao Ốc Căn Hộ BMC 19F + 1B
Tác giả	Phạm Hữu Tú
Trường học	Đại học
Thể loại	báo cáo thiết kế công trình

Định dạng
Số trang	299
Dung lượng	10,38 MB