Đề 82 thiết kế cao ốc 19f + 1b đồ án tốt nghiệp đại học

Khái quát về kiến trúc công trình

Mục đích xây dựng công trình

Việt nam là nước đang phát triển nên quá trình đô thị hóa diễn ra quá nhanh đặt biệt là

Thành phố Hồ Chí Minh đang phải đối mặt với áp lực lớn từ việc tiếp nhận một lượng lớn người nhập cư từ các tỉnh thành trong cả nước, với dân số hiện tại khoảng 8,426 triệu người Sự gia tăng dân số này tạo ra thách thức lớn trong việc giải quyết việc làm và nhu cầu chỗ ở cho cư dân, đặc biệt khi dự báo số lượng người dân sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới.

Quỹ đất thổ cư tại Thành phố Hồ Chí Minh ngày càng hạn hẹp, khiến việc tiết kiệm đất xây dựng và khai thác hiệu quả diện tích hiện có trở thành một thách thức lớn.

Xu hướng xây dựng các tòa nhà chung cư cao cấp và chung cư cho người có thu nhập thấp đang gia tăng, phản ánh giá trị con người trong xã hội hiện đại Công năng của chung cư không chỉ đơn thuần là nơi ở mà còn bao gồm nhiều dịch vụ tiện ích phục vụ cư dân Giải pháp xây dựng chung cư cao tầng được xem là tối ưu nhất, tiết kiệm và hiệu quả trong việc khai thác quỹ đất so với các phương án khác.

Công trình cao ốc 21F +1B được thiết kế và xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu sống, giải trí và làm việc của cư dân Đây là một chung cư cao tầng chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi, phục vụ cho cộng đồng dân cư có thu nhập cao, đảm bảo giá cả hợp lý tương xứng với chất lượng dịch vụ, góp phần nâng cao đời sống của cư dân.

Vị trí và đặt điểm công trình

 Vị trí công trình : Địa chỉ : khu nhà ở cao tần phường 2 quận bình thạnh

Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có khí hậu đặc trưng với nhiệt độ cao quanh năm Thành phố này trải qua hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô, tương tự như các tỉnh khác ở Nam Bộ.

- Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11

- Nhiệt độ cao nhất: 380C (khoảng tháng 4)

- Lượng mưa trung bình: 274.4 mm

- Lượng mưa cao nhất: 638 mm (khoảng tháng 9)

- Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (khoảng tháng 11)

- Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày

- Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày

- Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 4

Hướng gió chủ yếu là Tây Nam và Đông Nam, với tốc độ trung bình 2,15 m/s Gió thường thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, bên cạnh đó còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ.

- Số giờ nắng trung bình khá cao, ngay trong mùa mưa cũng có trên 4 giờ/ngày, vào mùa khô là trên 8 giờ/ngày

Tần suất lặng gió trung bình hàng năm đạt 26%, với tháng 8 có tần suất cao nhất là 34% và tháng 4 thấp nhất chỉ 14% Tốc độ gió trung bình dao động từ 1.4 đến 1.6m/s Khu vực này hầu như không gặp gió bão, gió giật hay gió xoáy, nếu có thì thường xuất hiện vào đầu và cuối mùa mưa, đặc biệt là trong tháng 9.

Thủy triều ở khu vực này tương đối ổn định, hiếm khi xảy ra các hiện tượng đột biến về dòng nước Hầu như không có tình trạng lũ lụt, chỉ có một số vùng ven biển thỉnh thoảng chịu ảnh hưởng.

Công trình tọa lạc tại Quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh, nơi chịu ảnh hưởng của khí hậu miền Nam với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và mưa nhiều.

Thời tiết trong năm tại khu vực này được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam và Tây Nam, trong khi mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau bị chi phối bởi gió mùa Đông Bắc.

Theo PHỤ LỤC 1: PHÂN CẤP, PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Công trình chung cư cao cấp TESCI được xếp loại là công trình dân dụng cấp 2, với chiều cao từ 9 đến 19 tầng hoặc tổng diện tích sàn dao động từ 5000 đến 10000m², theo Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ.

Công trình có 1 tầng hầm (20,4x17,9) m có diện tích 365.16 m 2

Cồng trình có :1 tầng kĩ thuật , 1 sân thượng và 19 tầng

 Chiều cao và diện tích mỗi tầng :

Công trình có chiều cao 66,300m chưa kể tầng hầm

- Tầng hầm : bố trí nhà xe

- Tầng 1 : khu sinh hoạt chung

- Tầng 2 đến tầng 18 : căn hộ

- Tầng kĩ thuật : thiết bị máy móc

Các giải pháp kiến trúc của công trình

Tầng hầm được thiết kế với thang máy đặt ở giữa, xung quanh là khu vực đậu xe ô tô Ngoài ra, các hệ thống kỹ thuật quan trọng như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải cũng được bố trí hợp lý tại đây.

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC TRANG 4 bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng ngầm còn có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

- Tầng 2 – tầng 18: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

- Sân thượng: được bố trí là nơi nghỉ ngơi, hóng mát cho người ở trong chung cư và hệ thống thu lôi chống sét cho nhà cao tầng

- Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong

Hình 1 1 Mặt bằng tầng hầm

CKT-19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hinh 1 3 Mặt bằng tầng điển hình

TYÛ LEÄ 1:100 A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Công trình có hình dáng bên ngoài dạng khối hình chữ nhật, phù hợp với vị trí khu đất khi xung quanh đều có các công trình dân dụng Mặt tiền và mặt hậu của công trình tiếp giáp với đường, tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông Giải pháp giao thông trong công trình được thiết kế hợp lý để đảm bảo sự thuận tiện và an toàn cho người sử dụng.

Giao thông đứng: có 2 buồng thang máy, 1 cầu thang bộ

Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính.

Các giải pháp kỹ thuật khác

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

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và ngầm trong tường, sàn, tránh khu vực ẩm ướt để dễ dàng sửa chữa Mỗi tầng đều được trang bị hệ thống điện an toàn, bao gồm hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A, được phân bố theo từng tầng và khu vực nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ.

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 Theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền, đèn thoát hiểm và hệ thống chiếu sáng khẩn cấp được lắp đặt để đảm bảo an toàn trong các tình huống khẩn cấp.

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

Các đường ống được bọc trong hộp gen nước 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 Hệ thống thoát nước thải được thiết kế riêng biệt, với các ống dẫn nước thải từ buồng vệ sinh, đưa nước vào bể xử lý trước khi kết nối với hệ thống thoát nước chung.

Hệ thống thông gió được thiết kế với cửa sổ tự nhiên ở mỗi tầng, kết hợp với máy điều hòa không khí cho toàn bộ tòa nhà Họng thông gió dọc theo cầu thang bộ và sảnh thang máy giúp tối ưu hóa lưu thông không khí Ngoài ra, quạt hút được sử dụng để thoát hơi cho các khu vệ sinh, với ống gen dẫn lên mái để đảm bảo hiệu quả thông gió.

Các tầng của công trình được chiếu sáng tự nhiên nhờ vào các cửa kính bên ngoài, kết hợp với hệ thống chiếu sáng nhân tạo được thiết kế hợp lý để đảm bảo ánh sáng đầy đủ cho những khu vực cần thiết.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Công trình BTCT được thiết kế với tường ngăn bằng gạch rỗng, mang lại hiệu quả cách âm và cách nhiệt Mỗi tầng dọc hành lang đều có chỗ 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 sử dụng trong trường hợp cần thiết để hỗ trợ chữa cháy Mỗi phòng trong chung cư đều được trang bị thiết bị báo cháy tự động (báo nhiệt), điều này rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, đặc biệt khi chung cư có đông dân cư.

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

Rác thải được thu gom từ các tầng thông qua kho thoát rác, với gian rác được bố trí kín đáo ở tầng hầm và có hệ thống để đưa rác ra ngoài, nhằm ngăn ngừa mùi hôi và ô nhiễm môi trường Ngoài ra, hệ thống điện thoại của Bưu điện Thành Phố Hồ Chí Minh cũng được lắp đặt đến từng căn hộ, đáp ứng nhu cầu kết nối cho cư dân.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ TRANG 10

Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế kết cấu khung

- Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên

- Thiết kế sàn tầng điển hình

- Thiết kế 1 khung trục: sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió, vách cứng.

Thiết kế kết cấu móng

- Tính toán 2 phương án móng cọc ép và cọc khoan nhồi cho:

Tiêu chuẩn sử dụng

Tính toán tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, tải trọng đăc 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 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Lựa chọn giải pháp kết cấu

Tải trọng

Tải trọng đứng: Trọng lượng bản thân, hoạt tải sử dụng có giá trị khá lớn và tăng dần theo số tầng cao của tòa nhà

Tải trọng ngang, bao gồm tải gió (gió tĩnh và gió động) cùng với tải động đất, đóng vai trò quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng, ảnh hưởng trực tiếp đến nội lực và chuyển vị của công trình.

Chuyển vị

Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng là hai yếu tố quan trọng trong kết cấu nhà Nếu chuyển vị ngang vượt quá mức cho phép, nó sẽ làm tăng giá trị nội lực do độ lệch tâm gia tăng, dẫn đến hư hỏng các bộ phận phi kết cấu như tường và vách ngăn Hệ quả là tăng dao động của ngôi nhà, gây cảm giác khó chịu và hoảng sợ cho người ở, đồng thời có thể làm mất ổn định tổng thể của công trình Do đó, việc kiểm soát chuyển vị ngang là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho ngôi nhà.

Theo Mục 2.6.3 có quy định:

Nhà cao tầng phải có khả năng kháng chấn cao (chống động đât): Tải trọng động đất là một trong những yêu tố chính thiết kế kết cấu

Kết cấu chịu lực phương đứng và phương ngang cần được chọn lựa và bố trí hợp lý, bao gồm khung, vách và lõi cứng, nhằm hấp thụ và tiêu tán năng lượng trong trường hợp động đất Kết cấu này phải duy trì sức chịu tải mà không bị sụp đổ, có khả năng chịu lửa cao và đảm bảo an toàn cho việc thoát hiểm Ngoài ra, độ bền và tuổi thọ của móng cũng rất quan trọng, phải phù hợp và có khả năng chịu được tải trọng từ bên trên.

Hệ kế cấu chính

Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu 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 truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực tốt trong các công trình xây dựng.

Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

Hệ khung 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, nhưng khả năng chịu tải trọng ngang không cao Phương pháp này phù hợp cho các công trình cao đến 15 tầng trong khu vực tính toán chống động đất cấp 7, 10 - 12 tầng trong khu vực tính toán chống động đất cấp 8, và không nên áp dụng cho các công trình trong khu vực tính toán chống động đất cấp 9.

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 giúp tối ưu hóa quy trình thi công, cho phép lắp ghép hoặc đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép một cách thuận tiện.

Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, được đổ toàn khối 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 trên 40m

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 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Thích hợp cho công trình siêu cao tầng vì khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chịu tải trọng ngang rất lớn.

Hệ kết cấu sàn

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến hoạt động không gian của kết cấu công trình Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là thiết yếu, do đó cần thực hiện phân tích chính xác để xác định phương án phù hợp với kết cấu của công trình.

Xét các phương án sàn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

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

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng tăng, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tối ưu hóa chi phí vật liệu.

- Không tiết kiệm không gian sử dụng

Cấu trúc bao gồm hệ dầm vuông góc, chia bản sàn thành các ô có kích thước nhỏ, với yêu cầu khoảng cách giữa các dầm không vượt quá 2m.

Việc giảm thiểu số cột bên trong giúp tiết kiệm không gian sử dụng và tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và có diện tích lớn như hội trường, câu lạc bộ.

- Không tiết kiệm, thi công phức tạp

Khi thiết kế mặt bằng sàn rộng, việc bố trí thêm các dầm chính là cần thiết Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến một số hạn chế, đặc biệt là chiều cao của dầm chính phải lớn hơn để giảm thiểu độ võng.

Sàn không dầm có mũ cột ( sàn nấm)

Sàn nấm là loại sàn không sử dụng dầm, mà bản sàn được đặt trực tiếp lên cột Khu vực xung quanh sàn có thể được thiết kế với đầu cột loe rộng ra thành mũ cột, hoặc tăng chiều dày của bản sàn để tạo thành bản đầu cột.

- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

- Tiết kiệm được không gian sử dụng

- Dễ phân chia không gian

- Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…

- Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

Phương án thi công này nhanh hơn so với phương án sàn dầm do không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Cốt thép được định hình và lắp đặt một cách đơn giản, giúp quá trình lắp dựng ván khuôn và cốp pha trở nên dễ dàng hơn.

- Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

- Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

Trong phương án này, các cột không liên kết với nhau để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Do đó, khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng chủ yếu do cột đảm nhận.

- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn

Sàn không dầm ứng lực trước – Sàn dự ứng lực

 Ưu điểm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ sở hữu những đặc điểm chung của phương án sàn không dầm mà còn khắc phục được một số nhược điểm của phương án này, mang lại hiệu quả và tính năng vượt trội hơn trong xây dựng.

Giảm chiều dày sàn không chỉ làm giảm khối lượng sàn mà còn giảm tải trọng ngang tác động lên công trình, đồng thời giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.

- Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

Sơ đồ chịu lực được tối ưu hóa nhờ việc bố trí cốt thép ứng lực trước phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải, từ đó giúp tiết kiệm cốt thép.

Thiết bị thi công ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc chế tạo và lắp đặt cốt thép phải được thực hiện một cách chính xác Điều này dẫn đến yêu cầu cao hơn về tay nghề của công nhân thi công Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện đại hóa hiện nay, việc nâng cao tay nghề này trở thành một yêu cầu thiết yếu.

- Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được.

Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính

 Tổng quan kích thước công trình

Công trình có quy mô 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, với tổng chiều cao 46.8m Dựa trên các giải pháp kết cấu đã được trình bày, hệ khung kết hợp vách được lựa chọn là phương án cấu trúc chịu lực tối ưu cho công trình.

Công trình có quy mô 15 tầng, bao gồm tầng kỹ thuật và tầng mái, với kích thước bước nhịp dao động từ 4.4m đến 7.5m Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả cho công trình.

Do tính chất của các công trình nhà cao tầng với bước nhịp lớn, việc lựa chọn giải pháp kết cấu chính cần đảm bảo tính mỹ quan cho các căn hộ.

Thiết kế cho 2 phương án sàn, so sánh và lựa chọn:

- Sàn bêtông cốt thép hệ sàn sườn

- Sàn phẳng bêtông cốt thép

Sử dụng kết cấu vách cứng Hệ thống vách cứng được ngàm vào hệ đài móng bên dưới

Thiết kế cho 2 phương án móng, so sánh và lựa chọn:

Lựa chọn vật liệu

Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình

Vật liệu xây dựng được lựa chọn từ nguồn cung ứng địa phương, không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền.

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.

Chọn vật liệu sử dụng cho công trình

Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn, vì vậy việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng Cần sử dụng loại vật liệu giúp giảm tải trọng cho công trình, tiết kiệm chi phí và phổ biến Do đó, bêtông cốt thép là lựa chọn lý tưởng cho thiết kế công trình.

Bêtông

(Bêtông sử dụng cho công trình theo TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.)

Bêtông sử dụng cho kết cấu bên trên công trình là bêtông có cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu như sau:

- Cường độ chịu nén tính toán:

- Cường độ chịu kéo tính toán:

R  MPa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

- Cường độ trung bình của mẫu thử 38.53MPa

Cốt thép

 Cốt thép trơn Φ 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, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép đó và không được nhỏ hơn các tiêu chuẩn quy định.

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

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

Vật liệu khác

Vữa ximăng – cát, gạch xây tường:

Sơ bộ kích thước tiết diện cho công trình

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn

Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức:

- m: hệ số phụ thuộc vào bản sàn

- D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, , chọn

 : chiều dày tối thiểu của bản sàn

- : đối với sàn nhà dân dụng

D  D1 h min min 60 h  mm min 80 h  mm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

- : đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng

 Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình Ô sàn, có kích thước

Xét tỉ số : ô sàn làm việc 2 phương

Sơ bộ tiết diện dầm

Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau: min 100 h  mm

- : Phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

- : đối với dầm khung nhiều nhịp

- : đối với dầm khung một nhịp

Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho khung trục A, có :

Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.1

Bảng 2 1 Tiết diện sơ bộ dầm

STT TÊN DẦM KÍCH THƯỚC SƠ BỘ (BxH)

2 4 b d             mm d 300 b  mm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 2 1 Mặt bằng bố trí dầm

Sơ bộ tiết diện vách

Điều kiện bố trí và sơ bộ tiết diện vách

Việc lựa chọn cấu hình kết cấu hợp lý cho công trình là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của toàn bộ công trình Cấu hình này bao gồm hình dạng, loại kết cấu (khung hoặc vách) và loại cấu kiện sử dụng Một cấu hình kết cấu không phù hợp có thể gây ra sự tập trung ứng suất nghiêm trọng, do đó, trong quá trình thiết kế, cần lưu ý các điều kiện liên quan để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

Khi thiết kế công trình với vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, cần bố trí tối thiểu 3 vách cứng, đảm bảo rằng chúng không gặp nhau tại một điểm.

Nên thiết kế các vách có độ cứng và kích thước hình học đồng nhất, đồng thời bố trí sao cho tâm cứng của hệ trùng với tâm khối lượng Nếu chỉ đảm bảo tính đối xứng về độ cứng trong giai đoạn đàn hồi mà không xem xét các yếu tố khác, có thể dẫn đến những vấn đề không mong muốn trong quá trình hoạt động của hệ thống.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ TRANG 22 đối xứng về kích thước hình học thì khi vật liệu làm việc ở giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất vẫn có thể dẫn đến sự thay đổi độ cứng Điều này sẽ gây ra biến dạng và chuyển vị khác nhau trong các vách khác nhau Hệ quả là sự đối xứng về độ cứng bị phá vỡ và phát sinh ra các tác động xoắn rất nguy hiểm đối với công trình

Nên ưu tiên lựa chọn nhiều vách nhỏ có khả năng chịu tải tương đương thay vì chọn ít vách lớn, nhằm phân bổ đều các vách trên mặt công trình.

Hệ kết cấu chịu tải trọng ngang, bao gồm lõi, tường, khung và vách, cần được thiết kế liên tục từ móng đến mái của công trình Điều này cũng áp dụng cho các đỉnh của vùng có gió giật cấp nếu có sự khác biệt về gió giật tại các cao độ khác nhau.

- 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 cấu trúc, và cần có biện pháp tăng cường cho khu vực xung quanh các lỗ này.

Khi bố trí khung vách, cần đảm bảo độ cứng không chênh lệch rõ rệt giữa hai phương, đồng thời không được bằng nhau Độ cứng phải được phân bổ đồng đều nhưng khác nhau giữa hai phương, tạo ra sự khác biệt về chu kỳ dao động.

Để giảm thiểu dao động xoắn trong thiết kế, cần tránh bố trí các cấu kiện đứng như hệ khung, vách hay lõi một cách bất đối xứng Sự đối xứng trong việc sắp xếp các cấu kiện đứng là rất quan trọng, vì tác dụng chống xoắn của vách cứng thường không đủ mạnh Do đó, việc bố trí các cấu kiện đứng một cách đối xứng sẽ giúp cải thiện tính ổn định và giảm thiểu hiện tượng dao động xoắn.

Sơ bộ tiết diện vách cho công trình

Chiều dày cách chọn lớn hơn 150mm hoặc ( : chiều cao tầng)

 Vậy chọn cho vách thang máy , thang bộ và các vách còn lại

20Ht H t v 250 t  mm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Chọn chiều dài vách theo tải trọng tính toán như cột :

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

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

- : cường độ tính toán chịu nén của bêtông,

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

- q là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên sàn, giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, chọn

- S: diện tích truyền lên vách (cột )

- n: số tầng, tính cả tầng mái

- k: hệ số kể đến tải trọng ngang, , chọn

 Sơ bộ tiết diện vách

Bảng 2 2 Sơ bộ tiết diện vách

CHƯƠNG 3: MỐ HÌNH CÔNG TRÌNH TRÊN ETABS TRANG 24

MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH TRÊN

Mô hình công trình

Hình 3 1 Mô hình công trình trên Etabs

Xác định tải trọng tác dụng lên công trình

Tĩnh tải

Sàn tầng điển hình ( tầng 1 đến tầng 17 )

Tĩnh tải của sàn bê tông cốt thép phụ thuộc chủ yếu vào các lớp cấu tạo của sàn và trọng lượng của thiết bị treo bên dưới Trong quá trình thiết kế công trình, các lớp cấu tạo sàn cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.

Hình 3 2 Mặt căt các lớp cấu tạo sàn căn hộ

Hình 3 3 Mặt căt các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh Bảng 3 1 Tải trọng sàn không có tường không kể đến lớp bê tông

STT Các lớp cấu tạo sàn  i

2 -Lớp bê tông cốt thép sàn 0.15 25 3.75 1.1 4.13

4 -Trần + hệ thống kỹ thuật 0,60 1.2 0.73

Tổng tải trọng không có bản BTCT 1.61 2.01

Bảng 3 2Tải trọng sàn nhà vệ sinh không kể đến lớp bê tông

STT Các lớp cấu tạo sàn  i

2 -Lớp bê tông cốt thép sàn 0.15 25 3.75 1.1 4.13

4 -Trần + hệ thống kỹ thuật 0,60 1.2 0.72

Tổng tải trọng không có bản BTCT 1.61 2.04

 Tải trọng bản thân tường

- ht = htầng – hdầm (tường nằm trên dầm)

- ht=htầng – hsàn (tường nằm trên sàn)

Bảng 3.3 Tải trọng tường trên dầm

Tường xây gạch rỗng (Tường200): 2.4m

STT Các lớp cấu tạo sàn d i g i G c i n G i

Tải phân bố trên 1m dài 8.64 10.45

Bảng 3.4: Tải trọng tường trên sàn

Tường xây gạch rỗng (Tường200): 2.75m

Các lớp cấu tạo sàn d i g i G c i n G i

Bảng 3.5: Tải trọng tường trên dầm

Tường xây gạch rỗng(Tường110): 2.4m

Các lớp cấu tạo sàn d i g i G c i n G i

Tải phân bố trên 1m dài 4.75 5.79 t t t t g     n  b h (K N / m )

  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Bảng 3.6: Tải trọng tường trên dầm

Tường xây gạch rỗng(Tường110): 2.75 m

STT Các lớp cấu tạo sàn d i g i G c i STT G i

Chiều cao tầng điển hình: H t  3300

Chiều dày bản thang được xác định sơ bộ theo công thức:

 Chọn h b  120 mm (Với L là nhịp tính toán theo phương lớn nhất của cầu thang)

Theo sơ bộ của kiến trúc

 Độ dốc của bản thang

Bảng 3.7: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản thang

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày Trọng lượng riêng

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo trên bản thang

 Trong đó chiều dày các lớp tương đương được tính toán như sau: Đối với lớp gạch Granite và lớp vữa lót có cùng chiều dày:

          Đối với bậc thang có kích thước (180 237)mm  :

      Đối với bản thang có chiều dày:  td i ,  h s  120 mm Đối với lớp vữa trát có chiều dày:

Bảng 3.8: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản thang

STT Các lớp cấu tạo

Chiều dày tương đương Trọng lượng riêng

5 Vữa trát 15 18 1.3 0.35 không tính tới bản BTCT 3.762 tính tới bản BTCT 7.062

Bảng 3.9: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ

Chiều dày Trọng lượng riêng Hệ số vượt tải

  i  kN / m 3  n i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Bảng 3.10: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ

6 Lớp gạch 60 18 1.3 1.404 không tính đến bản BTCT 1.6645 không tính đến bản BTCT +lớp 6 3.0685 tính đến bản BTCT 4.96 tính đến bản BTCT + lớp 6 6.37

 Tải trọng lan can và tay vịn

Tra [ TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.] tải trọng tiêu chuẩn lan can và tin vịn là 30daN

Trọng lượng bản thân lan can và tay vịn: Quy tải lan can về cho vế thang có 0 39 0 35 2 lc 1 1 g kN / m

Tra Bảng 3 [ TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.], hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cầu thang là: Hệ số vượt tải

Tải trọng tính toán tác dụng lên cầu thang:

 Tổng tải trọng tác dụng lên cầu thang

Tải trọng tác dụng lên bản thang:q 1 g 1 g k  p 7.062 0.35 3.6 11.012   kN m 3 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:q 2 g 2  p 6.37 3.6 9.97kN m 3

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ + lớp 6 :q 2 g 2  p 7.062 3.6 10.66  kN m 3 Tải thang máy

Thang máy được lắp đặt trong công trình là sản phẩm của thương hiệu MITSUBISHI, được cung cấp và lắp đặt bởi Công ty cổ phần Đầu tư và Công nghệ Việt Nam (INVETECH) Các thông số chi tiết về thang máy được lấy từ Catalogue của nhà cung cấp.

Hình 3.4: Catalogue thông số thang máy MITSUBISHI

Theo Catalogue của nhà cung cấp, chọn thang máy mã hiệu P9-CO, có các thông số chi tiết: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Bảng 3.11: Thông số kĩ thuật của thang máy P11-CO

Các kích thước (mm) Phản lực (T)

 Phản lực do thang máy gây ra

Nhập tại 4 điểm góc phía trên phòng máy thang của công trình:

Nhập tại 4 điểm góc phía dưới hố thang của công trình:

Hoạt tải

Tra tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 mục 4.3.1 được các giá trị hoạt tải thể hiện trong Error! Reference source not found

Bảng 3.12: Hoạt tải sử dụng trên công trình

Trị số tiêu chuẩn Hệ số vượt tải n

Tải trọng gió

Xác định thành phần tải trọng gió tĩnh

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.

 2  p tc kN / m p tt  kN / m 2  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

- 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 +0.00m đến 48.3m lớn hơn 40m nên sinh viên xét đến yếu tố gió động

Bảng 3.13: Đặc điểm và vị trí xây dựng công trình Địa điểm xây dựng Tỉnh, thành: Tp Hồ Chí Minh

Vùng gió II-A Địa hình C

Cao độ mặt đất so với chân công trình 3 m

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:

W = Wo k.c (kN/m 2 ) Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Wt được xác định theo công thức:

- k: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, được lấy theo bảng 5 TCVN 2737-1995 hoặc có thể xác định theo công thức:

- c: là hệ số khí động, được lấy theo bảng 6 TCVN 2737-1995

- n: là hệ số độ tin cậy: n = 1.2

- W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình xây dựng ở Quận 2, TP Hồ Chí Minh, thuộc vùng II – A, địa hình loại A

Tra Bảng TCVN 2737-1995 có W0 = 0.83(kN/m 2 )

- Với Hi: chiều cao gió tác dụng vào dầm tầng thứ i (m)

Bảng 3.14: Bảng tính toán gió tĩnh phương X

STT Tầng H (m) Z j (m) k j L Yj (m) W Xj (kN)

 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Bảng 3.15: Bảng tính toán gió tĩnh phương Y

Xác định thành phần động của gió

Lý thuyết tính toán gió động

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

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

- : Khối lượng tập trung của phần tử thứ j

Hệ số động lực học cho dao động thứ i được xác định thông qua Đồ thị xác định hệ số động lực, theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 Hệ số này phụ thuộc vào các thông số và độ giảm lôga của dao động, cũng như các yếu tố liên quan đến tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

Hình 3 5: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

- Đường cong 2 – Sử dụng cho các công trình tháp, trụ thép, ống khói, các thiết bị dạng cột có bệ bằng BTCT

- Công trình bằng BTCT nên có

Thông số xác định theo công thức:

 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

- : Hệ số tin cậy của tải trọng,

- : Giá trị áp lực gió têu chuẩn,

- : Tầng số dao động riêng thứ i

Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong đó tải trọng gió trong mỗi phần có thể coi như là không đổi Công thức để xác định hệ số này được áp dụng nhằm đảm bảo tính chính xác trong thiết kế.

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, tương ứng với các dạng dao động khác nhau, chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, được xác định bằng công thức có thứ nguyên là lực.

- : 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 p_j, là một đại lượng không thứ nguyên, thể hiện áp lực gió tại độ cao tương ứng với phần thứ j của công trình Hệ số này được tra cứu theo Bảng 3 trong tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999, liên quan đến việc tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

- : 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 các tham số và dạng dao động, được tra cứu theo Bảng 4 và Bảng 5 trong tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 Tiêu chuẩn này cung cấp chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió, giúp đảm bảo tính chính xác trong thiết kế công trình.

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

Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng của công trình được xác định dựa trên bảng 6 trong TCVN 229 – 1999 Thông tin này là cần thiết để tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

 Tính toán thành phần gió động:

Thành phần động của tải trọng gió được xác định dựa trên các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh Theo tiêu chuẩn thiết kế, chỉ xem xét thành phần gió dọc theo phương X và Y, trong khi bỏ qua thành phần gió ngang và Moment xoắn Các bước tính toán thành phần gió động dựa trên cơ sở tính toán các đặc trưng động lực học của công trình theo TCVN 229 – 1999, cụ thể là 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 được định nghĩa là một thanh conson với n điểm hữu hạn và khối lượng tập trung Theo Phục lục B của TCVN 229 – 1999, hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.

Hình 3.6:Sơ đồ tính thanh conson có hữu hạn khối lượng tập trung

Hình 3.7: Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

  1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Việc xác định tần số và dạng dao động riêng của sơ đồ tính toán theo phương pháp giải tích theo TCVN 229 – 1999 là phức tạp, đặc biệt khi công trình có độ cứng thay đổi theo độ cao Hiện nay, có nhiều phương pháp để giải quyết vấn đề này, bao gồm việc sử dụng chương trình máy tính, các phương pháp giải gần đúng và công thức thực nghiệm như phương pháp Năng Lượng RayLây và phương pháp Bunop – Galookin Trong số đó, việc sử dụng chương trình máy tính để tính toán tần số và dạng dao động riêng theo lý thuyết đã được trình bày là phổ biến nhất Để thực hiện tính toán trong Đồ Án Tốt Nghiệp, sinh viên đã sử dụng chương trình Etabs2016.

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

Bảng 3.16: Chu kì dao động

Case Mode Period UX UY RZ sec

Modal 12 0.17 0 0.0291 0.001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Bảng 3.17: Gía trị khối lượng từng tầng và tọa độ tâm cứng, tâm khối lượng

TABLE: Centers of Mass and Rigidity

TẦNG 1 D1 527.4 527.4 11.5 10.3 14941.8 14941.8 11.5 10.3 11.9 10.3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 3.8: Dao động của modal1

, tính toán giá trị tần số dao động của công trình theo chu kì, , kết quả thể hiện trong Error! Reference source not found

Bảng 3.18: Giá trị tần số dao động của công trình theo chu kì

Modal 12 0.17 0 0.0291 0.001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Mode Chu kỳ Tần số UX UY

Tra Bảng 2, [TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995.], được tần số dao động riêng

So sánh kết quả tần số dao động riêng từ Error! Reference source not found với tần số giới hạn :

- Theo phương X, chỉ cần xét đến ảnh hưởng của Mode 2 (Dạng dao động thứ 1)

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

- Không tính modal 3 vì bị xoắn

 Kết quả tính toán thành phần gió động theo các thông số đặc trưng động lực học công trình

Bảng 3.19: Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương X (Mode 2)

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

-0.00145 0.000000 55.4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

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

Bảng 3.20: Giá trị tính toán thành phần động của gió theo phương Y (Mode 1)

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

Tổ hợp tải trọng

 Các trường hợp tải trọng

Tải trọng tác động lên công trình bao gồm nhiều loại tải trọng khác nhau Phần mềm Etabs sẽ tự động tính toán trọng lượng của các cấu kiện như sàn, dầm và cột.

Bảng 3.21: Các trường hợp tải trọng

STT Các trường hợp tải trọng Ký hiệu Loại tải trọng

Tĩnh tải chất đầy bao gồm: trọng lượng bản thân của các cấu kiện và các lớp hoàn thiện của công trình

2 Hoạt tải chất đầy HT LIVE

3 Gió trái GIO YY WIND

6 Gió sau GIO XX WIND

Bảng 3.22: Bảng tổ hợp tải trọng

STT Tên tổ hợp Ký hiệu Nội dung tổ hợp

1 Tổ hợp 1 COMBO1 TT + HTTC

2 Tổ hợp 2 COMBO2 TT + HTTL

3 Tổ hợp 3 COMBO3 TT + HTTC+HTTL

4 Tổ hợp 4 COMBO4 TT + GIO X

5 Tổ hợp 5 COMBO5 TT + GIO XX

6 Tổ hợp 6 COMBO6 TT + GIO Y

7 Tổ hợp 7 COMBO7 TT + GIO YY

8 Tổ hợp 8 COMBO8 TT + 0.9(HTC + GIO X)

9 Tổ hợp 9 COMBO9 TT + 0.9(HTC + GIO XX)

10 Tổ hợp 10 COMBO10 TT + 0.9(HTC + GIO Y)

11 Tổ hợp 11 COMBO11 TT + 0.9(HTC + GIO YY)

12 Tổ hợp 12 COMBO12 TT + 0.9(HTL + GIO X)

13 Tổ hợp 13 COMBO13 TT + 0.9(HTL + GIO XX)

14 Tổ hợp 14 COMBO14 TT + 0.9(HTL + GIO Y)

15 Tổ hợp 15 COMBO15 TT + 0.9(HTL + GIO YY)

16 Tổ hợp 16 COMBO16 TT + 0.9(HTL+HTTC + GIO X)

17 Tổ hợp 17 COMBO17 TT + 0.9(HTL+HTTC + GIO XX)

18 Tổ hợp 18 COMBO18 TT + 0.9(HTL+HTTC + GIO Y)

19 Tổ hợp 19 COMBO19 TT + 0.9(HTL+HTTC + GIO Y) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

STT Tên tổ hợp Ký hiệu Nội dung tổ hợp

20 Tổ hợp 20 COMBO20 ENVE(COMBO1,…19)

21 Tổ hợp 21 COMBO21 (1/1.1)TT + (1/1.2)GIO X

22 Tổ hợp 22 COMBO22 (1/1.1)TT + (1/1.2)GIO XX

23 Tổ hợp 23 COMBO23 (1/1.1)TT + (1/1.2)GIO Y

24 Tổ hợp 24 COMBO24 (1/1.1)TT + (1/1.2)GIO YY

25 Tổ hợp 25 COMBO25 ENVE(COMBO21,…24)

Mô hình công trình trong ETABS 2016

Gán tải trọng

Hình 3 12: Cách mesh sàn cho thẳng

Hình 3 15: Hoạt tải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 3 17: Tải gió tĩnh theo phương x

Hình 3 18: Tải gió tĩnh theo phương Y

Hình 3 19: Tải gió động phương X ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 3 20: Tải gió động theo phương Y

Kiểm tra kết cấu công trình

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

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

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:

 Trong đó: f và H lần lượt là chuyển vị ngang tại đỉnh của kết cấu và chiều cao của công trình

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

- Một tầng của nhà nhiều tầng Có tường ngăn bằng gạch :

Công trình tính toán trong Đồ Án có dạng kết cấu khung vách, do đó chuyển vị ngang giới hạn tại đỉnh công trình có giá trị là:

   Kết quả chuyển vị xuất từ trong etab xét đến thành phần tải trọng ngang làm công trình chuyển theo phương ngang

Hình 3 22: Chuyển vị của tầng kĩ thuật và mái

 Kiểm tra điều kiện chuyển vị

 Kết luận : chuyển vị đỉnh của công trình đạt yêu cầu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Kiểm tra ổn định chống lật cho công trình

Theo [TCVN 198 – 1997: Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối Điều kiện kiểm tra chống lật cho công trình phải thỏa mãn:

 Với M CL ,M L lần lượt là Moment chống lật và Moment gây lật cho công trình Điều kiện trên được áp dụng khi H 5

B  thì được áp dụng Đối với công trình trong Đồ Án Tốt Nghiệp, xét tỉ số:

 Nên không cần kiểm tra chống lật cho công trình

Hình 3 23: Biểu đồ momen bao ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 3 24: Biểu đồ lực cắt

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TRANG 60

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN

Sơ bộ tiết diện sàn

Xem ở mục 2.5.1Chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn trang 18

Kích thước sơ bộ tiết diện dầm

Vật liệu sử dụng

Vật liệu sử dụng cho kết cấu sàn đã chọn ở mục 2.4 Lựa chọn vật liệu trang 16

Mặt bằng đánh số sàn tầng điển hình

Hình 4 1: Mặt bằng đánh số ô sàn lầu điển hình ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Xác định tải trọng

Tĩnh tải

Xem ở mục 3.2.1 Sàn tầng điển hình ( tầng 1 đến tầng 17 ) trang 24

Xem ở mục 3.2.2 Hoạt tải trang 32

Tổng tải trọng tác dụng lên sàn

Bảng 4 1 Tải trọng tác dụng lên sàn

Tính toán theo phương pháp cổ điển

Lý thuyết tính toán

Hệ kết cấu sàn được thiết kế dưới dạng sàn dầm bêtông cốt thép toàn khối, với phương pháp tính toán bản sàn được coi như cấu kiện chịu uốn Nội lực trong các ô bản được xác định dựa trên sơ đồ đàn hồi.

 Xét điều kiện liên kết của bản với dầm

Khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d 3 s h h  , liên kết được xem là ngàm

Khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d 3 s h h  , liên kết được xem là khớp Tính toán nội lực theo kiểu ô bản đơn

 Loại bản kê 4 cạnh (bản làm việc 2 phương)

Giá trị tải trọng: P  (g s  p ) L s   1 L (kN) 2

Tra Phục lục 15, Tài liệu , Tập 2, các hệ số m ,m ,k ,k i 1 i 2 i 1 i 2 tra theo tỉ số 2

 Loại bản dầm (bản làm việc 1 phương)

Giá trị tải trọng: P(g s p ) L (kN) s  2 1

Giá trị nội lực: Xác định theo sơ đồ cơ học kết cấu, Bảng 3.5

Bảng 4 2: Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo co học kết cấu

Giả thiết chiều sâu a là 20mm, tương ứng với khoảng cách từ mép ngoài mặt dưới của bêtông đến trọng tâm lớp cốt thép Chiều dày làm việc của cấu kiện được tính toán là h0 = h - a = 150 - 20 = 130mm.

 Từ kết quả tính nội lực, thực hiện các bước tính toán sẽ được cốt thép As của ô bản

- M: Moment tính toán ở nhịp hoặc ở gối

- Rb: Cường độ chịu nén của bêtông: R b  17 MPa

- Rs: Cường độ chịu kéo của cốt thép:

- Rs = 225 MPa đối với thép φ ≤ 8 (mm) loại AI

- Rs = 280 MPa đối với thép φ > 8 (mm) loại AII

- b: Bề rộng dải bản đem đi tính toán Với b = 1000mm

-  b : hệ số điều kiện làm việc Chọn   b 1 Tra Bảng 15 tài liệu [1]

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép Điều kiện kiểm tra:  min     max

 Hàm lượng cốt thép hợp lý

Tính toán ô sàn điển hình Ô sàn S1 – bản làm việc 2 phương

Xét điều kiện liên kết của ô bản với dầm: D250x450

150 d s h h    : Liên kết được xem là ngàm

Hình 4 2: Sơ đồ tính sàn

Tra Phục lục 15 Tập 2 tài liệu [Kết cấu Bêtông Cốt Thép tập 2( cấu kiện nhà cửa)-

Võ Bá Tầm –Theo TCXDVN 356-2005 (NXB đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh)], có các hệ số tính Moment, thể hiện trong Bảng 3.6

Bảng 4 3: Hệ số tính toán Moment

Tính toán giá trị thành phần Moment

M I ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Nhịp L1 11 0.03828 0.03905 3.84 8 125 4.02 0.31 Nhip l2 8.8 0.03063 0.03111 3.06 8 125 4.02 0.31 Gối l1 25.44 0.08854 0.09286 7.33 10 100 7.85 0.6 Gối l2 20.3 0.07065 0.07334 5.79 10 125 6.82 0.48 Tính toán 1 sàn điển hình để so sánh với tính toán bằng phần mền

Mô hình 3D trên SAFE

Mô hình

Xuất từ mô hình ETABS sang SAFE mô hình để tính toán :

Sau khi xuất qua, chúng ta vẽ các dải trip rộng 1 m ở giữa nhịp để tính toán nội lực cho thép Việc chọn dải strip 1 m ở giữa nhịp không chỉ giúp thiên về tính toán an toàn mà còn dễ dàng hơn trong quá trình thi công so với việc vẽ dải strip ở nhịp Do đó, sinh viên thường lựa chọn vẽ strip 1 m.

Hình 4 3: Vẽ dải strip A theo phương X

Hình 4 4: Vẽ dải strip B theo phương Y ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 4 8: Hoạt tải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Tính toán độ võng

Tính võng dựa vào phần mền Safe

Hình 4 12: Tổ hợp R3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN NHÂN HẬU

Hình 4 14: Độ võng sau khi chạy

 Độ võng: f = 8.8 mm =0.88cm <   f u = (cm) 3 (Đạt)

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẦU THANG TRANG 72

Sơ bộ kích thước và tiết diện cầu thang

Cấu tạo cầu thang

Nguyên lý thiết kế cầu thang trong công trình

Theo phong thủy, cầu thang không chỉ kết nối các tầng trong ngôi nhà mà còn ảnh hưởng đến dòng chảy năng lượng và sinh khí Nếu thiết kế cầu thang không hợp lý, nó có thể gây ra dòng chảy năng lượng xấu, lan tỏa khắp không gian sống.

Để đảm bảo sự hài hòa và tránh gặp phải các yếu tố "lão, bệnh, tử" trong vòng tuần hoàn "sinh ‒ lão ‒ bệnh ‒ tử", rất quan trọng là số bậc của mỗi tầng và tổng số bậc của toàn thang phải nằm trong cung "sinh", từ bậc thứ nhất đến bậc kết thúc.

Lựa chọn thông số bậc thang tuân theo quy luật kiến trúc

Sơ bộ kích thước cầu thang

Tải trọng

Tính toán bằng mô hình 2d của sap200v19

Tính toán cốt thép dầm

Tính toán cốt thép vách

Lý thuyết tính toán

Tính toán các lớp đất

Ưu và nhược điểm của cọc ống bêtông ly tâm ứng suất trước

Sức chịu tải của cọc

Tính toán kết cấu móng

Ưu và nhược điểm của cọc ống khoan nhồi

Các thông số kĩ thuật của cọc khoan nhồi

Tính toán kết cấu móng

Thiết kế móng MG-2

So sánh các phương án móng

Tiêu đề	Thiết Kế Cao Ốc 19F + 1B
Tác giả	Trần Nhân Hậu
Thể loại	đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	276
Dung lượng	9,4 MB