Đề 24 khối trường học đại học hutech (14f + 1b) đồ án tốt nghiệp đại học

KHÁI QUÁT KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm hàng đầu của cả nước về phát triển cơ sở hạ tầng, y tế và giáo dục Đặc biệt, với số lượng trường đại học lớn và sinh viên ngày càng đông, việc cải thiện cơ sở hạ tầng giáo dục trở nên vô cùng cần thiết.

Trường Đại học HUTECH, một trong những cơ sở giáo dục hàng đầu tại thành phố Hồ Chí Minh với hai cơ sở ở quận Bình Thạnh, đang tiến hành xây dựng Trung tâm đào tạo nhân lực chất lượng cao HUTECH Trung tâm này bao gồm ba khối nhà, trong đó có khối nhà 15C phục vụ cho thí nghiệm, học tập và hội trường Việc xây dựng này rất cần thiết để giải quyết tình trạng quá tải sinh viên và thiếu hụt cơ sở hạ tầng, đồng thời nâng cao chất lượng và hiệu quả giảng dạy Trung tâm sẽ tạo ra môi trường thuận lợi nhất cho sự phát triển tri thức của sinh viên Việt Nam, góp phần cải thiện mỹ quan đô thị và phát triển kinh tế khu vực.

Trung tâm đào tạo nhân lực chất lượng cao HUTECH nằm tại Phân khu đào tạo E1 trong Khu công nghệ cao TP.HCM, Quận 9.

Hình 1.1 – Vị trí công trình chụp từ google map

Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Dựa trên dữ liệu quan trắc nhiều năm tại trạm Tân Sơn Nhất, các yếu tố khí tượng chủ yếu đã cho thấy những đặc trưng khí hậu đặc thù của thành phố này.

Lượng mưa trung bình hàng năm tại thành phố đạt 1.949 mm, với khoảng 159 ngày mưa mỗi năm Sự phân bố lượng mưa không đồng đều, có xu hướng tăng dần từ Tây Nam đến Đông Bắc Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 79,5%, trong đó mùa mưa có độ ẩm trung bình 80% và có thể đạt tới 100%, trong khi mùa khô có độ ẩm trung bình 74,5% và mức thấp nhất xuống đến 20%.

Thành phố Hồ Chí Minh chủ yếu chịu ảnh hưởng từ hai hướng gió chính: gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Đông Bắc Trong mùa mưa, gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào thành phố Mặc dù TPHCM không nằm trong vùng có gió bão, nhưng thành phố vẫn phải đối mặt với hiện tượng triều cường, dẫn đến tình trạng ngập nước ở một số tuyến đường khi triều cường lên.

Công trình tọa lạc tại Quận 9, TP Hồ Chí Minh, nơi có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng với thời tiết nóng ẩm và lượng mưa dồi dào.

Mặt bằng công trình hình chữ nhật, chiều dài 65m, chiều rộng 22m

Công trình gồm có 12 tầng, có 1 tầng hầm

- Tầng trệt cao 4.2m, tầng kỹ thuật 3.2m, tầng hầm cao 4.55m và các tầng còn lại cao 3.6m dùng để làm phòng thực hành

Tầng 2 đến tầng 12 có chiều cao 3.6m được thiết kế chủ yếu cho các phòng thực hành phục vụ đào tạo và nghiên cứu Mặt bằng đơn giản giúp tạo ra không gian rộng rãi cho các phòng học, đồng thời tổ chức không gian linh hoạt, dễ dàng thay đổi trong tương lai.

Hình 1.2 – Mặt bằng tầng hầm

Hình 1.3 – Mặt bằng tầng điển hình

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy bố trí ở 2 góc nhà

1.1.5 Hệ kết cấu chịu lực công trình

Kết cấu khung chịu lực kết hợp với thang bộ và thang máy ở hai góc công trình đóng vai trò là kết cấu chịu lực chính, phù hợp với kiến trúc và quy mô của công trình này.

Các sinh viên đã chỉnh sửa các bản vẽ kiến trúc ban đầu được trường giao để đáp ứng yêu cầu của luận văn Những bản vẽ này đã được giáo viên hướng dẫn xem xét và chấp thuận.

CƠ SỞ THIẾT KẾ

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Kiến trúc yêu cầu hiểu rõ cấu trúc và đặc điểm của công trình, bao gồm các yếu tố sử dụng, tự nhiên và xã hội, nhằm đưa ra giải pháp hợp lý trong quá trình thực hiện môn học.

+ Thiết kế sàn tầng điển hình

+ Thiết kế khung trục 3: sử dụng mô hình khung không gian, tính toán thành phần động của gió, hệ cột

Kết cấu móng: tính toán và bố trí 2 phương án móng:

+ Phương án móng cọc ép bê tông ly tâm ứng suất trước

+ Phương án móng cọc khoan nhồi.

TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG

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

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 toàn khối

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

TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Tiêu chuẩn tải trọng và tác động.

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, hệ kết cấu tường chịu lực, 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 chuyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này được thiết kế nhằm tăng cường khả năng chịu lực và ổn định cho công trình, đáp ứng các yêu cầu khắt khe về an toàn và hiệu suất Việc hiểu rõ các loại kết cấu này giúp các kỹ sư và kiến trúc sư lựa chọn giải pháp tối ưu cho từng dự án xây dựng.

2.3.2 Phân tích một số kết cấu để chịu lực cho công trình

* Phương án 1: hệ khung Đƣợc 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 mang lại sự 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 đƣợc dổ bằng hệ thống ván khuôn trƣợt, 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 hợp 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 làm kết cấu chính cho công trình là rất quan trọng, vì hệ thống khung được liên kết qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp này, hệ sàn liền khối đóng vai trò quan trọng, giúp tối ưu hóa các cấu kiện Hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng, việc phân rõ chức năng này giúp giảm kích thước cột và dầm, từ đó đáp ứng tốt hơn yêu cầu kiến trúc.

2.3.4 Lựa chọn kết cấu sàn

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng làm việc của kết cấu công trình Do đó, việc phân tích chính xác là cần thiết để lựa chọn phương án phù hợp cho từng loại kết cấu Đặc biệt trong các công trình nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang như sàn và sàn dầm có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo tính ổn định và an toàn cho toàn bộ công trình.

Sàn chịu tải trọng thẳng đứng từ nhiều nguồn như tải trọng bản thân, người sử dụng, thiết bị và hoạt động trên sàn, sau đó truyền tải trọng này vào các hệ thống chịu lực thẳng đứng, cuối cùng dẫn 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 Điều này đặc biệt rõ rệt 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 lƣợng 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

- 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, từ đó 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.

2.3.5 Lựa chọn kết cấu móng

Phần móng của nhà cao tầng thường phải chịu lực nén lớn và tải trọng động đất, gây ra lực xô ngang đáng kể cho công trình Do đó, cần áp dụng các giải pháp phù hợp cho phần móng để đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình.

- Móng sâu: móng cọc khoan nhồi, móng cọc ép BTCT đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất trước

- Móng nông: móng băng 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè

Việc lựa chọn phương án móng cần dựa vào tải trọng công trình, điều kiện thi công, chất lượng từng phương án và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực.

VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO CÔNG TRÌNH

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu sử dụng cho công trình

Vật liệu xây dựng được lựa chọn từ nguồn cung địa phương, không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền biến dạng của công trình.

- 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 thường chịu tải trọng lớn, vì vậy 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.

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

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

- Cường độ tiêu chuẩn chịu nén dọc trục: R bn  R b,ser  22MPa

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo dọc trục: R btn  R bt,ser  1.8MPa

- 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 MPa 3

Kết cấu móng công trình, phần chịu lực trong đất, sẽ được thể hiện rõ ràng trong thiết kế chi tiết với loại bêtông sử dụng cho kết cấu.

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

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn  R s,ser  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 MPa 4

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

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn  R s,ser  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

- Mô đun đàn hồi : E s 21 10 MPa 4

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

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo: R sn  R s,ser  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

- Mô đun đàn hồi: E s 20 10 MPa 4

2.4.4 Lớp bê tông bảo vệ

Mục 8.3.2 [TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế] Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:

- Trong bản và tường có chiều dày > 100mm: ….….… 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 cần phải đạt ít nhất bằng đường kính của các cốt thép này, đảm bảo không nhỏ hơn tiêu chuẩn yêu cầu.

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

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm ( 20mm )

Chú thích: giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ƣớt.

SƠ BỘ CÁC KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN CỦA CÔNG TRÌNH

2.5.1 Sơ bộ tiết diện dầm

Chiều cao và bề rộng dầm đƣợc chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau: d d d h L

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

  md  12 :16 : đối với dầm khung nhiều nhịp

  md  10 :12 : đối với dầm khung một nhịp

  md  16 : 20 : đối với dầm phụ

 Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm chính trục 1 – 2, có L = 8500 (mm)

 Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm trục A-B, có L 11000mm :

 Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm phụ trục A-C, có L 11000mm :

 Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm phụ trục 1-8, có L 9300mm :

Trong đó: L là nhịp dầm; hd, bd lần lƣợt là chiều cao và chiều rộng dầm

Bảng 2.1 – Tiết diện sơ bộ dầm

2.5.2 Sơ bộ tiết diện sàn

Quan niệm về tính chất sàn cho rằng sàn được coi là hoàn toàn cứng trên mặt phẳng nằm ngang Sàn không bị rung động hay dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang, và chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là đồng nhất khi chịu tác động của tải trọng ngang.

Việc xác định chiều dày của sàn là yếu tố quan trọng, phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác động lên sàn Chiều dày sơ bộ của bản sàn có thể được tính toán theo công thức: s 1 h = D L m.

Trong đó: m = ( 40  45 ) đối với bản kê bốn cạnh chịu uốn 2 phương (Chọn m = 45) m= (3035) đối với bản loại dầm chịu uốn 1 phương

L1 = 4.7m là nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn lớn nhất trong các ô sàn

D = 0.8 1.4 : Hệ số phụ thuộc vào tải trọng ( chọn D =1)

Sử dụng công thức (1.18) từ sách "Kết cấu bê tông cốt thép" tập 2 của tác giả Võ Bá Tầm, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM, 2011, cùng với công thức (2-2) trong sách "Sàn sườn bê tông toàn khối" của tác giả Nguyễn Đình Cống, Nhà xuất bản Xây dựng, sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế kết cấu nhà cửa và sàn bê tông.

2.5.3 Sơ bộ tiết diện cột

Về điều kiện ổn định cột, phải hạn chế độ mảnh , với l o gh

Trong đó i là bán kính quán tính của tiết diện Với tiết diện chữ nhật cạnh b (hoặc h) thì lấy

gh: độ mảnh giới hạn Với cột nhà,   gh  100 120   Chọn  gh 100

Chọn tiết diện sơ bộ cột điển hình tầng trệt, có L 3800mm

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

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

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

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

N q S n   q là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1m sàn, giá trị q đƣợc lấy theo kinh nghiệm thiết kế, chọn 2 q 12kN / m 2

S: diện tích truyền lên cột n: số tầng phía trên tiết diện đang xét, tính cả tầng mái k: hệ số kể đến tải trọng ngang, cột giữa k = 1.1, cột biên k =1.2, cột góc k = 1.3

Sơ bộ tiết diện cột

Bảng 2.2 – Sơ bộ tiết diện cột giữa

Tầng Diện tích truyền tải q (kN/m 2 ) N (kN) k A tt

Bảng 2.3 – Sơ bộ tiết diện cột biên

Tầng Diện tích truyền tải q (kN/m 2 ) N (kN) k A tt

Sau khi dựng mô hình có chỉnh sửa lại kích thước tiết diện để phù hợp hơn với công trình.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3.1 – Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

3.2.1.1 Trọng lượng bản thân sàn các lớp cấu tạo

Trong công trình thiết kế, sàn có các lớp cấu tạo nhƣ sau:

Hình 3.2 – Cấu tạo sàn phòng thí nghiệm, thực hành Bảng 3.1 – Tải trọng bản thân sàn phòng thí nghiệm, thực hành, kỹ thuật, hành lang

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

1 Bản thân kết cấu sàn 25 120 3.00 1.1 3.30

4 Tổng tĩnh tải chƣa tính trọng lƣợng bản sàn 1.33 1.64

Bảng 3.2 – Tải trọng sàn tầng hầm

Tĩnh tải tính toán (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

2 - Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0.90 1.3 1.17

4 Tổng tĩnh tải chƣa tính trọng lƣợng bản thân sàn: 0.93 1.21

Bảng 3.3 – Tải trọng bản thân sàn phòng vệ sinh

- Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0.90 1.3 1.17

4 Tổng tĩnh tải chƣa tính trọng lƣợng bản thân sàn 1.90 2.38

Giá trị của hoạt tải đƣợc chọn dựa theo chức năng sử dụng của từng ô sàn, tra TCVN 2737-1995

: p tt = n p tc (n: hệ số vƣợt tải) n = 1,3 với ptc < 200 kG/m2 n = 1,2 với p tc  200 kG/m 2

STT Tên sàn Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 ) HSVT HTTT

3 Phòng thí nghiệm, thực hành 2 1.2 2.4

5 Mái bằng không sử dụng 0.75 1.3 0.98

6 Mái bằng có sử dụng 1.5 1.3 1.95

Đối với những ô sàn có nhiều phòng, giá trị hoạt tải tính toán được xác định dựa trên trung bình phần trăm diện tích của các phòng trong ô sàn Công thức tính giá trị này là: 7 Hành lang 3 1.2 3.6.

3.2.3 Tổng tải tường tác dụng lên sàn

Bảng 3.5 – Tải trọng tường xây trên dầm và sàn tầng điển hình

Xây trên dầm (mmxmm), sàn (mm)

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)

Tải trọng tính toán (kN/m)

Tường gạch có lỗ dày

TÍNH TOÁN Ô SÀN THEO PHƯƠNG PHÁP TRA Ô BẢN ĐƠN

L1/L2 > 2 , bản làm việc 1 phương (bản dầm)

L1/L2 2 , bản làm việc 2 phương (bản kê)

Xét liên kết giữa ô bản với dầm :

Liên kết khớp nếu hd/hs < 3

Ta thấy các tỷ số đều có giá trị ≥ 3 nên liên kết biên của các ô sàn là 4 cạnh là 4 cạnh ngàm

3.3.1.1 Tính toán nội lực Đối với ô bản làm việc 2 phương 4 cạnh ngàm (sơ đồ 9):

M 1 , M 2 là giá trị momen dương lớn nhất giữa nhịp theo từng phương

MI, MII là giá trị momen âm lớn nhất ở gối theo từng phương m i1 , m i2 ,k i1, k i2 : các hệ số phụ thuộc vào tỷ số 2

L , tra phụ lục 15 trang 563 sách kết cấu BTCT

Hình 3.3 – Sơ đồ tính 2 phương 4 cạnh ngàm Đối với ô bản làm việc 1 phương:

Cắt ô bản theo phương ngắn với bề rộng b = 1m, ta có các sơ đồ tính như trong bảng 3.8

Bảng 3.6 – Sơ đồ giá trị nội ô bản đơn theo kết cấu

Cắt dãy bản bề rộng b = 1m để tính toán m 2 R b b 0

3.3.1.3 Kiểm tra cốt thép Điều kiện kiểm tra min s max

Với cấp độ bền bê tông B30, xác định đƣợc các thông số:

  ,   R 0.419 đối với nhóm cốt thép AI

  ,   R 0.395 đối với nhóm cốt thép AIII

3.3.2 Tính toán ô sàn điển hình S1

L  4.7 1.42 → Bản làm việc 2 phương với liên kết giữa bản và dầm là liên kết ngàm Tra phụ lục sơ đồ số 9, đƣợc hệ số tính momen :

Bảng 3.7 – Hệ số tính moment

Tải trọng tác dụng lên sàn: s s 1 2

Giả thiết a = 20mm (khoảng cách từ mép ngoài mặt dưới bê tông đến trọng tâm lớp cốt thép)

Chiều dày làm việc của cấu kiện tính toán: h0 = h – a = 120 – 20 = 100mm

Tính cốt thép chịu momen dương M1 theo phương cạnh ngắn

Kiểm tra hàm lƣợng thép: tt s o

Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh dài tính tương tự

Tính cốt thép chịu momen âm MI theo phương cạnh ngắn tương tự

Các ô sàn còn lại tính tương tự và thể hiện trong bảng 3.8

Bảng 3.8 – Tính toán cốt thép ô bản 2 phương

Kích thước Tải trọng Chiều dày

Moment Tính thép Chọn thép l 1 l 2 g p h h 0 ξ

(m) (m) N/m 2 kN/m 2 mm mm kN.m/m cm 2 /m m TT

Các ô có diện tích nhỏ ta rải thép băng qua từ các ô lớn cạnh nó.

KIỂM TRA VÕNG NỨT CHO SÀN

Tính toán momen tiêu chuẩn do toàn bộ tải trọng tác dụng:

Tải trọng tác dụng dài hạn (tĩnh tải tiêu chuẩn) : tc tc tc 2 s t g g g  3 1.534.53(kN / m )

Tải trọng toàn phần (hoạt tải tiêu chuẩn): p = 2 (kN/m tc tp 2 )

Tổng tải trọng phân bố toàn bộ: q tp g tc p tc tp 4.53 2 6.53(k N / m ) 2

Moment tiêu chuẩn do tác dụng ngắn hạn cùa toàn bộ tải trọng (tại nhịp) :

Moment tiêu chuẩn do tác dụng ngắn hạn cùa toàn bộ tải trọng (tại gối) : tc I 91 91 tp 1 2

Ta chọn ô sàn S1 (4.7m x 6.675m) có kích thước lớn nhất để tính toán và kiểm tra độ võng

Theo nguyên tắc, cần thực hiện kiểm tra cho tất cả các ô sàn Tuy nhiên, nếu ô bản có nội lực nhịp lớn nhất đạt yêu cầu về trạng thái giới hạn hai, thì tất cả các ô sàn cùng loại cũng sẽ thỏa mãn điều kiện này.

Moment lớn nhất ở nhịp do tác dụng ngắn hạn cùa toàn bộ tải trọng :

Chiều dày bản sàn: h s 0.12m 12cm

Chọn lớp bê tông bảo vệ c 15mm

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực đến mép ngoài cùng của bê tông: a c 12 8 16mm 1.6cm

Chiều cao tính toán: h o   h a 120 16 104mm  0.104m

Cắt 1 dãy bản có bề rộng b 1m , chiều cao hh s 0.12m

Tiết diện chữ nhật nên không có A ' s h f h ' f 0, b f b ' f 0

Diện tích tiết diện quy đổi:

Momen tĩnh lấy đối với trục qua mép chịu nén:

Khoảng cách từ trọng tâm O đến mép chịu nén (tiết diện chữ nhật):

Moment quán tính của tiết diện quy đổi đối với trục qua trọng tâm:

Moment chống uốn của tiết diện quy đổi đối với mép chịu kéo: red 3 red

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện quy đổi đến điểm lỏi cần được xác định khi cấu kiện sàn chịu uốn mà không có cốt thép căng trước, nhằm đảm bảo tính toán chính xác cho vùng chịu kéo.

Moment quán tính của tiết diện vùng bê tông chịu nén, diện tích cốt thép chịu kéo, cốt thép chịu nénđối với trục trung hòa lần lƣợt là:

Momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê tông chịu kéo:

Moment chống uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng:

' bo so so pl bo

 Moment do ngoại lực kéo do co ngót bê tông gây ra ứng suất trong cốt thép không căng

  '  '  rp sc s 0 0 pl sc s 0 pl

Moment cực hạn gây nứt cho tiết diện:

Bêtông B30 có R bt,ser  1.8MPa

3 6 r crc bt,ser pl rp

Ta thấy:M 1 tc 4.3(kN.m)M crc 7.22(kN.m) Vậy ô sàn không bị nứt tại nhịp

3.4.2 Kiểm tra võng Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm và kéo lệch tâm:

                   Độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn:

Moment do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng (tĩnh tải + hoạt tải dài hạn + hoạt tải ngắn hạn)

Hệ số xét đến từ biến ngắn hạn của bê tông được ký hiệu là  và có giá trị là bl 0.85 Độ cong của bê tông chịu ảnh hưởng từ tải trọng tạm thời dài hạn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.

Moment do ngoại lực dài hạn dài hạn ( tại nhịp):

Hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến dài hạn của bê tông đến biến dạng của cấu kiện không có vết nứt được quy định trong Bảng 33 TCVN 5574:2012 Độ cong của cấu kiện do sự vồng lên xảy ra dưới tác dụng ngắn hạn của lực nén trước (P) Đối với các cấu kiện không được ứng lực trước, việc này cần được xem xét kỹ lưỡng.

Độ cong của cấu kiện bê tông xảy ra do sự vồng lên do co ngót và từ biến khi chịu ứng lực nén trước (P) Đối với các cấu kiện không chịu ứng lực trước, hiện tượng này cũng cần được xem xét để đảm bảo tính ổn định và bền vững của công trình.

   Độ võng của cấu kiện xác định theo công thức: f f m f q Độ võng do biến dạng uốn:

Sơ đồ tính là 2 đầu ngàm, có tải phân bố đều   1/16

L4.7m : chiều dài cấu kiện theo phương momen M 1

         Độ võng do biến dạng trƣợt: f q 0 f f m f q 0.42(cm)

Kiểm tra điều kiện võng của cấu kiện: f 0.42(cm)f u 2.5(cm)

(với f u : Độ võng giới hạn của cấu kiện Tra Bảng 4, TCVN 5574 – 2012.)

=> Thỏa điều kiện độ võng.

THIẾT KẾ CẦU THANG

CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CỦA CẦU THANG

Cầu thang là một phần thiết yếu trong hệ thống giao thông đứng của công trình, bao gồm các bậc thang liên tiếp tạo thành vế thang Các vế thang được kết nối với nhau thông qua chiếu nghỉ và chiếu tới, tạo thành cấu trúc cầu thang hoàn chỉnh Các thành phần cơ bản của cầu thang bao gồm vế thang, chiếu nghỉ, chiếu tới, lan can tay vịn và dầm thang.

 Cầu thang là một yếu tố quan trọng về công dụng và nghệ thuật từ kiến trúc, nâng cao tính thẩm mỹ của công trình

4.1.2 Lưạ chọn các kích thước cầu thang hiêng: Chiều cao tầng điển hình: H t 3600mm

Số lƣợng bậc thang: 20 bậc

Cao độ 1= + 11.400m (cao độ sàn tầng 7)

Cao độ 2= + 13.200m (cao độ chiếu nghỉ)

Cao độ 3= + 15.000m (cao độ sàn tầng 8)

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

Chọn h b 150mm (Với L là nhịp tính toán của cầu thang)

 Chiều cao bậc thang : h b 180mm

Bề rộng bậc thang : l b 270mm Độ dốc của bản thang o b h 180 i tg 0.61 33 l 270

Kích thước dầm chiều nghỉ: 200 400mm

Kích thước dầm chiếu tới: 200 400mm

Chiều dày bản chiếu nghỉ: h bcn 150mm

Chiều dày bản h bt 150mm

Hình 4.1 – Mặt bằng cầu thang

Hình 4.2 – Mặt cắt cầu thang

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

4.2.1 Các lớp cấu tạo cầu thang

Hình 4.3 Mặt cắt cấu tạo cầu thang

4.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Bảng 4.1 – Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ

STT Các lớp cấu tạo

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: p tc 3kN / m 2 Hệ số vƣợt tải n p 1.2

Tải trọng tính toán tác dụng lên cầu thang: pp tc n p 1.2 3 3.6kN / m 2

4.2.2.3 Tổng tải trọng tác dụng

Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ là:

Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản chiều nghỉ là:

4.2.3 Tải trọng tác dụng lên bản thang

Trọng lƣợng bản thân các lớp cấu tạo trên bản thang

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 bằng gạch xây có kích thước  180  0 mm  : b o td3 h cos 180 cos33

    Đối với bản thang có chiều dày:  td4 150mm Đối với lớp vữa trát có chiều dày:  td5    5 15mm

Bảng 4.2 – Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản

STT Các lớp cấu tạo

Chiều dày tương đương td,i (mm)

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: p tc 3kN / m 2 Hệ số vƣợt tải n p 1.2

Tải trọng tính toán tác dụng lên cầu thang: pp tc n p 1.2 3 3.6kN / m 2

4.2.3.3 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/m 2 = 0.3kN/m 2

4.2.3.4 Tổng tải trọng và tác dụng

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang là:

Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang là:

SƠ ĐỒ TÍNH

Cắt một dãy có bề rộng b=1m để tính

Xét tỷ số hd/hs:

 Nếu h d /h s fL thì thành phần động của tải trọng gió chỉ kể đến tác dụng của xung vận tốc gió

Nếu f1 < fL thì phải kể thêm lực quán tính

So sánh tần số dao động riêng từ bảng 5.16, ta có:

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

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

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

 Theo phương Z, không xét đến ảnh hưởng của Mode 3, do bị xoắn, (Dạng dao động thứ

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

Bảng 5.18 – Giá trị thành phần động của gió theo phương X (mode 1)

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

Bảng 5.19 – Các thông số khác

Bảng 5.20 – Giá trị thành phần động của gió theo phương Y (mode 2)

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

Bảng 5.21 – Các thông số khác

 Xác định kết quả nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió

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 tải trọng gió t gây ra

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

S: Số dao động tính toán

Bảng 5.22 – Kết quả tổng hợp tải trọng gió

Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động Phương X Phương Y Phương X (mode 1) Phương Y (mode 2)

W Xj (kN) W Yj (kN) Wp jiX (kN) Wp jiY (kN)

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Tổ hợp tải trọng nhằm mục địch tìm ra tổ hợp nội lực gây bất lợi nhất cho các bộ phận kết cấu

Tổ hợp tải trọng được chia thành tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt, tùy thuộc vào thành phần các tải trọng được xem xét Trong đồ án này, chúng ta chỉ tập trung vào các tổ hợp cơ bản.

5.3.1 Các trường hợp tải trọng

Bảng 5.23 – Các trường hợp tải trọng

STT Kí hiệu tải trọng Loại tải Ý nghĩa

1 TLBT DEAD Trọng lƣợng bản thân

2 HOAN THIEN SUPERDEAD Trọng lƣợng các lớp hoàn thiện

3 TUONG SUPERDEAD Trọng lượng tường

4 HT1200 LIVE Hoạt tải lớn hơn hoặc bằng 200

6 HTTL LIVE Hoạt tải tầng lẻ

7 HTTC LIVE Hoạt tải tầng chẳn

8 GTX WIND Gió tĩnh phương X

9 GDX WIND Gió động phương X

10 GTY WIND Gió tĩnh phương Y

11 GDY WIND Gió động phương Y

5.3.2 Các trường hợp tải trọng tính toán

Bảng 5.24 – Các tổ hợp tải trọng trung gian

STT Loại COMBO Thành phần

TT ADD 1.1*TLBT + 1.25*HOANTHIEN + TUONG

Bảng 5.25 – Các tổ hợp tải trọng

STT Loại Thành phần Ghi chú

TH8 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9GX

TH9 ADD TT + 0.9HTTC +0.9(-GX)

TH10 ADD TT + 0.9HTTC + 0.9GY

TH11 ADD TT + 0.9HTTC +0.9(-GY)

TH12 ADD TT + 0.9HTTL + 0.9GX

TH13 ADD TT + 0.9HTTL + 0.9(-GX)

STT Loại Thành phần Ghi chú

TH14 ADD TT + 0.9HTTL + 0.9GY

TH15 ADD TT + 0.9HTTL +0.9(-GY)

TH16 ADD TT + 0.9HTCHATDAY + 0.9GX

TH17 ADD TT + 0.9HTCHATDAY +0.9(-GX)

TH18 ADD TT + 0.9HTCHATDAY + 0.9GY

TH19 ADD TT + 0.9HTCHATDAY +0.9(-GY)

BAO 1 ENVELOPE (TH 1, TH 2, , TH 19) Tính cốt thép

TH 20 ADD TLBT+HT+0.909*TUONG + HT1+HT2 Tính độ võng (tải toàn phần)

TH 21 ADD TLBT+HT+0.909*TUONG + 0.833GX

TH 22 ADD TLBT+HT+0.909*TUONG – 0.833GX

TH 23 ADD TLBT+HT+0.909*TUONG + 0.833GY

TH 24 ADD TLBT+HT+0.909*TUONG – 0.833GY

BAO 2 ENVELOPE (TH 21, , TH 24) Tính chuyển vị ngang

MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH

5.4.1 Mô hình tổng thể kết cấu công trình

Hình 5.4 – Mô hình tổng thể kết cấu công trình

Hình 5.5 – Mặt bằng sàn tầng điển hình trong Etabs

5.4.2 Khai báo vật liệu và tiết diện sử dụng

- Khai báo vật liệu sử dụng là bêtông có cấp độ bền B30

Hình 5.6 – Khai báo vật liệu sử dụng betong B30

- Khai báo các tiết diện dầm

Hình 5.7 – Khai báo tiết diện dầm 300X700

- Khai báo tiết diện sàn

Chọn: Define → Section Properties → Slab Sections

Hình 5.8 – Khai báo tiết diện sàn dày 120mm

- Khai báo tiết diện vách

Chọn: Define → Section Properties →Wall Sections

Hình 5.9 – Khai báo tiết diện vách dày 250mm

5.4.3 Khai báo các trường hợp tải trọng

Hình 5.10 – Khai báo các trường hợp tải trọng

5.4.4 Khai báo các trường hợp tổ hợp tải trọng

Hình 5.11 – Khai báo các trường tổ hợp tải trọng

5.4.5 Gán tải trọng tác dụng lên công trình

Hình 5.12 – Tải trọng hoàn thiện sàn tầng điển hình

Hình 5.13 – Hoạt tải sàn tầng điển hình

Hình 5.14 – Tải tường trên dầm và sàn tầng điển hình

5.4.6 Khai báo khối lƣợng dao động

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

2737 – 1995, khối lƣợng phân tích bài toán động lực học là: 100% Tĩnh tải + 50% Hoạt tải

Tĩnh tải và Hoạt tải là hai loại tải trọng quan trọng ảnh hưởng đến công trình Qua việc khai báo các tải trọng này, phần mềm Etabs có khả năng tính toán khối lượng tham gia vào quá trình giao động của công trình.

Hình 5.15 – Khai báo Mass Source khối lượng tham gia dao động

5.4.7 Khai báo tuyệt đối cứng cho sàn

Bấm Ctrl + A để chọn tất cả → Chọn Assign → Shell → Diapharagms…

Hình 5.16 – Gắn tâm cứng Diapharagm cho sàn

Chọn tất cả ô sàn → Chọn Assign → Shell → Floor Auto Mesh Options

Hình 5.17 – Chia nhỏ các ô sàn bằng cách Mesh ảo

5.4.9 Gắn tải trọng gió vào tâm công trình

Gán các giá trị tính toán gió tĩnh vào tâm hình học và gán gió động vào tâm khối lƣợng

Chọn: Define → Load Pattern → Modify Load → Modify Lateral Load

Hình 5.18 – Thành phần tĩnh của gió theo phương X (GTX)

Hình 5.19 – Thành phần tĩnh của gió theo phương Y (GTY)

Hình 5.20 – Thành phần động của gió theo phương X (GDX)

Hình 5.21 – Thành phần động của gió theo phương Y (GDY)

5.4.10 Kiểm tra mô hình và giải mô hình

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

Hình 5.22 – Mô hình đã kiểm tra không có lỗi

Tiến hình giải mô hình công trình

TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC 3

Hình 5.23 – Biểu đồ bao moment Hình 5.24 – Biểu đồ bao lực cắt

5.5.2 Tính toán cốt thép dọc

Để tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật, chúng ta sử dụng cấp độ bền bê tông B30 và tham khảo bảng E2 TCXDVN 5574-2012 Qua đó, xác định được các thông số quan trọng là  = R 0.541 và  = R 0.395 cho nhóm cốt thép AIII.

5.5.2.2 Tính toán cốt thép cho dầm B52, tầng 2 – trục C-3

 Tại gối C với moment M g = -636.52 (kNm)

Giả thiết khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo là a80mmho  h a 800 80 720mm

Kiểm tra hàm lƣợng thép: tt s o

 Tại nhịp với moment M n = 344.47 (kNm)

Kiểm tra hàm lƣợng thép: s tt o

 Tại gối B với moment M g = -596.74 (kNm)

Xác định hệ số m : tt b b o 2 s s

Kiểm tra hàm lƣợng thép: s tt o

Các dầm còn lại tính toán tương tự, kết quả thể hiện trong bảng bên dưới tt b b o 2 s s

Bảng 5.26 – Tính toán cốt thép dầm trục 3

Tên Vị trí Ví trí M max b h a = a' h 0 a m ξ C.thép tính Chọn C.thép chọn tt ch dầm mặt cắt (m) (kNm) (mm) (mm) (mm) (mm) A s (cm 2 ) thép A s (cm 2 ) (%) (%)

5.5.3 Tính toán cốt thép đai Để đơn giản cho việc tính toán và thi công cốt thép cho dầm, chọn lực cắt lớn nhất trong các dầm khung trục 3 để tính toán cốt ngang cho các nhịp dầm, sau đó bố trí thép cho các nhịp dầm còn lại theo kết quả tính toán đƣợc

Q max = 305.25 kN ứng với dầm B52 tầng 5

5.5.3.1 Kiểm tra điều kiện tính toán

→ Bêtông không đủ khả năng chịu cắt, tính toán cốt đai cho dầm

5.5.3.2 Tính toán và bố trí cốt đai cho dầm

Dùng đai 8 bố trí 2 nhánh

2 2 sw sw b2 n b bt 0 tt 2 max

- Bước đai cấu tạo: (ứng với h = 800 mm > 450 mm) đối với dầm có chiều cao h450mm ct s min h;500mm 266mm

- Khoảng cách thiết kế của cốt đai:

Chọn smin s ,s ,s ct tt max  Để an toàn , bố trí cốt đai 8a100 trong đoạn L/4 đầu dầm và 8150 trong đoạn L/2 giữa nhịp

5.5.3.3 Kiểm tra khả năng chống phá hoại do ứng suất chính

Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính: bt 0.3   b1 w1 b b 0

Qmax = 305.25kN< Qbt = 947.243N  tiết diện không bị phá hoại do ứng suất chính

5.5.3.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai wb n f b bt 2 o sw

Với tiết diện chữ nhật   f 0, Cấu kiện không có lực dọc   n 0 sw sw 2 sw

=> Bê tông và cốt đai đã đủ khả năng chịu cắt, không cần bố trí cốt xiên

5.5.3.5 Tính toán cốt treo tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính

Trong khung trục 3, giữa các dầm A-C có các dầm phụ kích thước 200×400mm được gác lên, tạo ra lực tập trung lớn lên các dầm khung Để ngăn chặn hiện tượng phá hoại cục bộ do giật đứt, cần bố trí cốt treo gia cường tại các vị trí này.

Giá trị lực tập trung P được xác định từ bước nhảy trong biểu đồ lực cắt của dầm chính Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta sẽ xem xét lực tập trung do dầm phụ tác động lên dầm chính tại tầng có giá trị lớn nhất, và sử dụng giá trị này để tính toán và bố trí cho các vị trí còn lại.

Bảng 5.27 – Giá trị bước nhảy lực cắt tại vị trí có dầm phụ

Dầm Vị Trí Tổ hợp Tầng Lực cắt (kN)

Do chiều cao dầm chính và dàm phụ bằng nhau nên

+ Bề rộng phạm vi tác dụng của lực tập trung b1 0mm

+ St là phạm vi cần đặt cốt thép treo để chống sự phá hoại t 1

S 3b 600mm + Diện tích cốt treo:

+ Số cốt treo cần thiết: chọn đường kính cốt treo là dsw = 10mm treo sw

⟹ Chọn m = 6 bố trí mỗi bền dầm phụ 3 cốt đai

5.5.4 Tính toán đoạn neo thép

Tính toán đoạn neo cốt thép đƣợc quy định trong điều 8.5 của TCVN-5574-2012

Các thanh cốt thép dọc chịu kéo và cốt thép chịu nén cần được kéo dài qua tiết diện vuông góc với trục dọc của cấu kiện Chiều dài kéo dài này không được nhỏ hơn l và được xác định theo công thức tính toán cường độ.

  nhƣng không nhỏ hơn: l an   an d

Trong đó giá trị  an ,  an và  an cũng nhƣ giá trị cho phép tối thiểu lan đƣợc xác định theo bảng sau:

Bảng 5.28 – Đoạn neo cốt thép

+ Chiều dài đoạn neo cốt thép chịu kéo trong bê tông chịu kéo: an l 0.7 365 11 d 26d

     và không nhỏ hơn lan= 20d

+ Chiều dài đoạn neo cốt thép chịu nén hoặc chịu kéo trong vùng chịu nén của bê tông: an l 0.5 365 8 d 19d

     và không nhỏ hơn lan= 12d

+ Chiều dài đoạn nối chồng cốt thép trong bê tông chịu kéo: an l 0.9 365 11 d 30d

     và không nhỏ hơn lan= 20d

+ Chiều dài đoạn nối chồng cốt thép trong bê tông chịu nén: an l 0.65 365 8 d 22d

     và không nhỏ hơn l an = 15d

TÍNH TOÁN CỘT KHUNG TRỤC 3

5.6.1 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: Để tính toán gần đúng, chúng ta có thể chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương, sau đó bố trí thép đều xung quanh chu vi cột.

Phương pháp 3: Sử dụng biểu đồ tương tác là một cách hiệu quả để phản ánh khả năng chịu lực thực tế 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 được áp dụng trong việc kiểm tra thay vì thiết kế.

5.6.2 Các tổ hợp nội lực tính toán cột khung không gian Để tính toán cốt thép cho cột, cần phải tìm các bộ 3 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

Nhận xét: Trong 5 cặp tổ hợp nội lực trên ta chọn trường hợp có nội lực tính toán lớn nhất để tính và bố trí thép cho cột

Trường hợp tính toán chính xác thì cần tính toán cho tất cả các trường hợp và lựa chọn trường hợp cho diện tích thép lớn nhất

5.6.3 Xác định nội lực cột

5.6.3.1 Tiết diện cột tính toán Để đơn gian trong tính toán, sinh viên chỉ xét đến 5 cặp nội lực đầu tiên trong các cặp nội lực tính toán cho khung trục tính toán

Tổ hợp nội lực được xác định theo 5 cặp nội lực nguy hiểm: N lớn nhất và tương ứng, lớn nhất và tương ứng, lớn nhất và tương ứng, Mx nhỏ nhất và N, My tương ứng.

My nhỏ nhất và N,Mx tương ứng

(Trích kết quả nội lực xuất ra từ chương trình Etabs )

5.6.4 Tính toán cốt thép dọc

Theo tiêu chuẩn 5574/2012 về Thiết kế Bê tông Cốt thép, hiện chưa có hướng dẫn cụ thể cho việc tính toán cột nén lệch tâm xiên Do đó, sinh viên cần tham khảo tài liệu "Tính toán thực hành cấu kiện Bê tông cốt thép" theo TCXDVN 356: 2005 của GS.TS Nguyễn Đình Cống (NXB Xây dựng) để thực hiện tính toán cho các cấu kiện này trong Đồ án.

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 cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế x y

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

6.2.2.15 TCVN 5574 – 2012: Kết cấu 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 cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

: Chiều dày tính toán cảu cột, Tra Bảng 30 TCVN 5574 – 2012: Kết cấu 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 hiện tại khá phức tạp Để đơn giản hóa quá trình tính toán, có thể áp dụng công thức gần đúng của Giáo Sư Nguyễn Đình Cống.

Kiểm tra điều kiện tính toán

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

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

Chiều dày tính toán, độ lệch tâm ngẫu nhiên và độ lệch tâm tĩnh học là những yếu tố quan trọng trong thiết kế cấu trúc Đặc biệt, độ lệch tâm tính toán trong hệ siêu tĩnh cần được xác định chính xác để đảm bảo tính ổn định Ngoài ra, độ mảnh theo phương X cũng ảnh hưởng đến khả năng chịu tải và độ bền của công trình.

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 ảnh hưởng của lực uốn theo hai phương tính toán, dẫn đến các 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

Kiểm tra và bố trí cốt thép

Hàm lƣợng cốt thép: max 6%

  : Đảm bảo yêu cầu về thi công

: Phụ thuộc vào độ mảnh , Trích Bảng 37 [Error! Reference source not found.]

Bảng 5.29 – Hàm lượng cốt thép tối thiểu Đối với cấu kiện cột, hàm lƣợng cốt thép hợp lý là

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

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

5.6.4.2 Tính toán cốt thép cho tiết diện cột điển hình

Chọn cột điển hình tính toán là cột C19 , tầng tính toán là TẦNG 4 , kích thước cột tính toán

(b h) mm   (600  ) mm Chọn các tổ hợp nội lực nguy hiểm đi tính toán cốt thép cho cột điển hình, thể hiện trong Bảng 6.26

Bảng 5.30 – Giá trị nội lực nguy hiểm cột C19

Tên cột Tầng Load N (kN)

Chọn tổ hợp nội lực Nmax,Mtu (COMB19) tính toán cho cột

Kiểm tra điều kiện tính toán: x y

Tính toán ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương

Chiều dài tính toán ox x oy y l l 0.7 2.8 1.96m l l 0.7 2.8 1.96m

  Độ lệch tâm ngẫu nhiên ox ax x l / 600 1960 / 600 3.26mm e max 26.67mm

     oy ay y l / 600 1960 / 600 3.26mm e max 20mm

     Độ lệch tâm tĩnh học

Mx My Độ lệch tâm tính toán ox ax 1x e max(e ;e )max(26.67;0.07)26.6mm oy ay 1y e max(e ;e )max(20;0.0013)20mm Độ mảnh theo 2 phương ox x x l 1960

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 kNm Xác định phương tính toán

 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a e ay 0.2 e ax 20 0.2 26.6  25.32mm

        Độ lệch tâm tính toán: 0 h 600 e e a 55.6 50 305.6mm

Xét tỉ số → Nén lệch tâm rất bé, tính toán gần nhƣ nén đúng tâm

Hệ số độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc khi xét đến đúng tâm: x y 1

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

Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép min s

→ Hàm lượng cốt thép đạt yêu cầu

Tương tự ta có bảng sau:

Bảng 5.31 – Giá trị cốt thép cột biên C19

M 33 l tt C y = t 2 C x = t 3 A st1 A st2 tt Chọn thép

C.thép chọn Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) A s (cm 2 )

CB19 502,90 -457,67 -7,24 1680 500 700 60,01 60,01 1,71 20D20 62,80 CB12 491,70 -296,74 343,56 1680 500 700 61,21 61,21 1,75 20D20 62,80 CB19 502,90 -457,67 -7,24 1680 500 700 60,01 60,01 1,71 20D20 62,80 CB19 502.90 -457.67 -7.24 1680 500 700 60.32 60.32 1.72 20D20 62.80 CB12 469.00 247.50 -245.11 1680 500 700 52.29 52.29 1.49 20D20 62.80

CB19 1160,00 -366,04 -7,28 1960 500 700 25,58 25,58 0,73 20D20 62,80 CB12 979,40 -202,26 311,02 1960 500 700 31,70 31,70 0,91 20D20 62,80 CB11 1114,90 -378,43 -6,77 1960 500 700 28,80 28,80 0,82 20D20 62,80 CB11 1114.90 -378.43 -6.77 1960 500 700 30.31 30.31 0.87 20D20 62.80 CB11 1114.90 -378.43 -6.77 1960 500 700 30.31 30.31 0.87 20D20 62.80

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) A s (cm 2 )

CB19 3648,80 -407,53 -5,28 1960 500 700 29,92 29,92 0,85 20D20 62,80 CB12 3158,70 -234,95 486,97 1960 500 700 10,07 14,00 0,40 20D20 62,80 CB19 3648,80 -407,53 -5,28 1960 500 700 29,92 29,92 0,85 20D20 62,80 CB19 3648.80 -407.53 -5.28 1960 500 700 53.10 53.10 1.52 20D20 62.80 CB12 3132.20 183.47 -289.74 1960 500 700 -1.43 14.00 0.40 20D20 62.80

CB19 4280,30 -419,05 -5,68 1960 500 700 37,97 37,97 1,08 20D20 62,80 CB12 3650,30 -301,52 521,83 1960 500 700 34,49 34,49 0,99 20D20 62,80 CB19 4280,30 -419,05 -5,68 1960 500 700 37,97 37,97 1,08 20D20 62,80 CB19 4280.30 -419.05 -5.68 1960 500 700 61.00 61.00 1.74 20D20 62.80 CB12 3623.90 121.17 -304.66 1960 500 700 -0.64 14.00 0.40 20D20 62.80

Cột Tải trọng (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) A s (cm 2 )

Bảng 5.32 – Giá trị cốt thép cột giữa C2

CB1 1903.3 -8.7 -9.3 1960.0 600.0 700.0 -112.7 16.8 0.4 16D20 50.2 CB12 1544.7 4.0 354.1 1960.0 600.0 700.0 -2.2 16.8 0.4 16D20 50.2 CB7 1440.3 -110.3 -6.8 1960.0 600.0 700.0 -115.8 16.8 0.4 16D20 50.2 CB12 1513.0 -0.8 -222.4 1960.0 600.0 700.0 -94.6 16.8 0.4 16D20 50.2 CB7 1440.3 -110.3 -6.8 1960.0 600.0 700.0 -115.8 16.8 0.4 16D20 50.2

CB1 2899.6 -11.5 -4.1 1960.0 600.0 700.0 -81.6 16.8 0.4 16D20 50.2 CB12 2296.5 -3.8 439.3 1960.0 600.0 700.0 -2.3 16.8 0.4 16D20 50.2 CB7 2189.9 -147.2 -2.5 1960.0 600.0 700.0 -90.1 16.8 0.4 16D20 50.2 CB12 2264.8 4.6 -294.2 1960.0 600.0 700.0 -66.8 16.8 0.4 16D20 50.2 CB7 2189.9 -147.2 -2.5 1960.0 600.0 700.0 -90.1 16.8 0.4 16D20 50.2

CB1 6925.9 -10.9 -2.5 1960.0 700.0 800.0 -15.9 22.4 0.4 16D25 78.5 CB12 5806.3 -16.1 672.9 1960.0 700.0 800.0 2.7 22.4 0.4 16D25 78.5 CB7 5218.9 -240.5 -2.5 1960.0 700.0 800.0 -56.5 22.4 0.4 16D25 78.5 CB12 5764.0 14.8 -419.2 1960.0 700.0 800.0 -28.3 22.4 0.4 16D25 78.5 CB7 5218.9 -240.5 -2.5 1960.0 700.0 800.0 -56.5 22.4 0.4 16D25 78.5

CB1 7941.8 -10.3 -1.0 1960.0 700.0 800.0 14.9 22.4 0.4 16D25 78.5 CB12 6810.5 -18.6 719.9 1960.0 700.0 800.0 32.0 32.0 0.6 16D25 78.5 CB7 5983.3 -264.0 -1.6 1960.0 700.0 800.0 -33.0 22.4 0.4 16D25 78.5 CB12 6768.2 19.0 -435.7 1960.0 700.0 800.0 0.1 22.4 0.4 16D25 78.5 CB7 5983.3 -264.0 -1.6 1960.0 700.0 800.0 -33.0 22.4 0.4 16D25 78.5

CB1 13080.8 -7.3 10.0 2380.0 800.0 900.0 107.6 107.6 1.5 20D25 98.1 CB12 11141.1 -52.6 878.4 2380.0 800.0 900.0 86.9 86.9 1.2 20D25 98.1 CB7 9852.2 -370.8 7.1 2380.0 800.0 900.0 15.7 28.8 0.4 20D25 98.1 CB12 11075.0 11.6 -90.7 2380.0 800.0 900.0 45.6 45.6 0.6 20D25 98.1 CB7 9852.2 -370.8 7.1 2380.0 800.0 900.0 15.7 28.8 0.4 20D25 98.1

Bảng 5.33 – Giá trị cốt thép cột biên C8

CB12 493.50 303.43 346.96 1680 500 700 72.67 72.67 2.08 20D20 62.80 CB12 493.50 303.43 346.96 1680 500 700 72.67 72.67 2.08 20D20 62.80 CB18 485.10 442.36 -38.53 1680 500 700 61.13 61.13 1.75 20D20 62.80 CB12 470.80 -251.25 -248.80 1680 500 700 53.29 53.29 1.52 20D20 62.80 CB18 462.40 -288.22 22.39 1680 500 700 33.69 33.69 0.96 20D20 62.80

CB18 1123.10 361.42 -26.80 1960 500 700 25.75 25.75 0.74 20D20 62.80 CB12 981.10 213.80 314.98 1960 500 700 33.75 33.75 0.96 20D20 62.80 CB10 1081.20 374.31 -23.15 1960 500 700 28.93 28.93 0.83 20D20 62.80 CB10 1054.80 -224.14 14.68 1960 500 700 3.89 14.00 0.40 20D20 62.80 CB12 954.70 -101.48 -184.49 1960 500 700 3.57 14.00 0.40 20D20 62.80

CB18 1729.60 377.45 -23.39 1960 500 700 16.09 16.09 0.46 20D20 62.80 CB12 1481.10 312.47 379.86 1960 500 700 44.63 44.63 1.28 20D20 62.80 CB18 1729.60 377.45 -23.39 1960 500 700 16.09 16.09 0.46 20D20 62.80 CB18 1703.10 -228.69 12.99 1960 500 700 -8.95 14.00 0.40 20D20 62.80 CB12 1454.70 -134.71 -234.94 1960 500 700 1.04 14.00 0.40 20D20 62.80

CB18 2339.30 382.05 -23.74 1960 500 700 9.58 14.00 0.40 20D20 62.80 CB12 2081.90 237.97 407.35 1960 500 700 21.86 21.86 0.62 20D20 62.80 CB18 2339.30 382.05 -23.74 1960 500 700 9.58 14.00 0.40 20D20 62.80 CB18 2312.80 -230.04 14.47 1960 500 700 -53.47 14.00 0.40 20D20 62.80 CB12 2055.50 -176.60 -246.85 1960 500 700 -4.12 14.00 0.40 20D20 62.80

CB18 4817.50 421.71 -18.19 1960 500 700 46.05 46.05 1.32 20D20 62.80 CB12 4246.10 225.30 523.60 1960 500 700 46.94 46.94 1.34 20D20 62.80 CB18 4817.50 421.71 -18.19 1960 500 700 46.05 46.05 1.32 20D20 62.80 CB18 4791.00 -245.04 12.11 1960 500 700 4.03 14.00 0.40 20D20 62.80 CB12 4219.70 -171.65 -300.38 1960 500 700 -7.09 14.00 0.40 20D20 62.80

CB18 8693.10 421.55 -1.35 2625 600 800 65.09 65.09 1.36 20D22 75.99 CB12 7533.40 202.24 393.42 2625 600 800 18.22 19.20 0.40 20D22 75.99 CB18 8693.10 421.55 -1.35 2625 600 800 65.09 65.09 1.36 20D22 75.99 CB14 6875.20 -250.38 -2.62 2625 600 800 -6.79 19.20 0.40 20D22 75.99 CB5 6718.30 194.41 -38.17 2625 600 800 -17.38 19.20 0.40 20D22 75.99

5.6.5 Tính toán cốt thép đai

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai

Trong đó Đối với bêtông nặng

Hệ số xét đến ảnh hưởng của cảnh chịu nén tiết diện chữ T

Hệ số kể đến ảnh hưởng của lực dọc

Hệ số kể đến ảnh hưởng cốt đai giả thiết

Tính toán khoảng cách cốt đai

Khoảng cách cốt đai tính toán theo tiết diện nguy hiểm nhất

Khoảng cách cốt đai lớn nhất giữa các cốt đai tính toán theo bêtông chịu cắt

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo

Khoảng cách cốt đai thiết kế:

5.6.5.2 Tính toán cho tiết diện điển hình Để thuận lợi trong việc thi công cốt thép đai, chọn vị trí có lực cắt lớn nhất trong một nhóm tiết diện cột điển hình, tính toán và bố trí cho toàn bộ tiết diện cột trong khung

Tính toán cốt đai cho tiết diện CỘT C2 – TẦNG 4 – COMB12 , có:

Q454.6kN và N 9348.4kN Tiết diện cột (b h) (900x800) mm

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai h0   h a 900 50 850mm min b3 f n bt 0 max w1 b b 0

 tk tt max ct s min(s ;s ;s )

Kiểm tra khả năng chịu cắt của cột

→ Đặt cốt đai theo cấu tạo ct ct

Chọn cốt đai cấu tạo cho đoạn đầu cột d8a100

Chọn cốt đai cấu tạo cho đoạn giữa cột d8a200

KIỂM TRA KẾT CẤU

5.7.1 Kiểm tra ổn định lật

Theo mục 3.2 TCXD 198:1997, các công trình có chiều cao lớn hơn chiều rộng với tỷ lệ trên 5 cần phải được kiểm tra khả năng chống lật Trong trường hợp này, tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng là 2.34 (51.55/22), nhỏ hơn 5, do đó công trình không cần kiểm tra khả năng chống lật.

22 Vì vậy không cần kiểm tra khả năng chống lật của công trình

5.7.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình

Bảng 5.34: Kết quả chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình

Theo mục 2.6.3 TCXD 198:1997 chuyển vị đỉnh giới hạn đối với kết cấu bê tông cốt thép tính theo phương pháp đàn hồi: f 1

  Trong đó: f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh công trình và chiều cao của công trình

Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh công trình:

 Kết luận: Thỏa mãn điều kiện giới hạn chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình.

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Tiêu đề	Đề 24 Khối Trường Học Đại Học Hutech (14F + 1B) Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học
Trường học	Đại Học Hutech
Thể loại	đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	262
Dung lượng	12,19 MB