ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH ........................................ 12
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH ............................................................................... 12
1.1.1. Mục đích xây dựng công trình ............................................................................. 12
1.1.2. Vị trí và đặc điểm công trình ............................................................................... 13
1.1.3. Quy mô công trình .............................................................................................. 15
1.1.4. Vị trí giới hạn công trình ..................................................................................... 18
1.1.5. Công năng công trình .......................................................................................... 18
1.2. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH ............................................... 19
1.2.1. Giải pháp mặt bằng ............................................................................................. 19
1.2.2. Giải pháp giao thông trong công trình.................................................................. 19
1.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC ............................................................... 19
1.4. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC ...................................................................... 20
1.4.1. Hệ thống điện ...................................................................................................... 20
1.4.2. Hệ thống cấp nước .............................................................................................. 20
1.4.3. Hệ thống thoát nước ............................................................................................ 21
1.4.4. Hệ thống thống gió .............................................................................................. 21
1.4.5. Hệ thống chiếu sáng ............................................................................................ 21
1.4.6. Hệ thống phòng cháy chữa cháy .......................................................................... 21
1.4.7. Hệ thống chống sét .............................................................................................. 21
1.4.8. Hệ thống thoát rác ............................................................................................... 21
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ......................................................... 23
2.1. GIẢI PHÁP VẬT LIỆU............................................................................................. 23
2.2. BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC ........................................................................... 24
2.3. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN .......................... 24
2.3.1. Sơ bộ chiều dày sàn ............................................................................................. 24
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 1
2.3.2. Sơ bộ chọn tiết diện vách và lõi thang máy .......................................................... 25
2.3.3. Sơ bộ chiều dày sàn và tường tầng hầm ............................................................... 27
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ......................................................................... 29
3.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ........................................................................... 29
3.2. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG CHO CÔNG TRÌNH ...................................................... 29
3.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn ...................................................................................... 29
3.2.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn ..................................................................................... 33
3.2.3. Đặc trưng động học công trình ............................................................................ 33
3.2.4. Tải trọng gió........................................................................................................ 43
3.2.5. Tải trọng động đất ............................................................................................... 55
3.2.6. Tổ hợp tải trọng ................................................................................................... 67
3.3. CÁC GIẢ THIẾT KHI TÍNH TOÁN CHO MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH ..................... 83
3.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC ................................................................... 92
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TẦNG 3 BẰNG MÔ HÌNH 3D
............................................................................................................................................ 93
4.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .............................................................................................. 93
4.1.1. Kích thước sơ bộ ................................................................................................. 93
4.1.2. Tải trọng ............................................................................................................. 94
4.2. MÔ HÌNH 3D BẢN THANG .................................................................................... 98
4.3. KẾT QUẢ NỘI LỰC ................................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.1. MÔ HÌNH 3D CẦU THANG BỘ VÀO CÔNG TRÌNH...................................... 98
4.3.2. MÔ HÌNH 3D SAU KHI XUẤT MÔ HÌNH SANG SAPError! Bookmark not
defined.
4.4. TÍNH TOÁN CỐT THÉP ........................................................................................ 102
4.5. TÍNH TOÁN DẦM THANG ................................................................................... 104
4.5.1. Moment và lực dọc của dầm .............................................................................. 104
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 2
4.5.2. Tính cốt thép dọc ............................................................................................... 104
4.5.3. Tính cốt thép đai ............................................................................................... 104
4.6. KẾT QUẢ CHUYỂN VỊ ......................................................................................... 106
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI BẰNG MÔ HÌNH 3D ĐỂ CHỌN THÉP BỐ
TRÍ ................................................................................................................................... 108
5.1. LỰA CHỌN MÔ HÌNH .............................................. Error! Bookmark not defined.
5.2. KIẾN TRÚC ................................................................ Error! Bookmark not defined.
5.3. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................................................ 108
5.3.1. Kích thước sơ bộ ............................................................................................... 108
5.3.2. Vật liệu ............................................................................................................. 110
5.3.3. Tải trọng ........................................................................................................... 110
5.4. TÍNH TOÁN NỘI LỰC ĐÁY BẰNG MÔ HÌNH KHÔNG GIAN VỚI PHẦN MỀM
SAP .................................................................................... Error! Bookmark not defined.
5.5. Tải trọng và tổ hợp tải trọng..................................................................................... 114
5.5.1. Các trường hợp tải trọng tác dụng lên hồ nước mái ............................................ 114
5.5.2. Momen trong bản nắp, bản đáy, bản thành. ........................................................ 117
5.6. TÍNH TOÁN CỐT THÉP ........................................................................................ 128
5.6.1. Tính toán cốt thép bản nắp................................................................................. 128
5.6.2. Tính cốt thép bản thành ..................................................................................... 129
5.6.3. Tính cốt thép bản đáy ........................................................................................ 130
5.6.4. Tính cốt thép dầm nắp và đáy ............................................................................ 131
5.6.5. Tính cốt thép đai ............................................................................................... 133
5.6.6. Bố trí cấu tạo cốt treo ........................................................................................ 136
5.7. TÍNH TOÁN CỘT: ................................................................................................. 137
5.8. Kiểm tra độ võng ..................................................................................................... 138
5.8.1. Kiểm tra độ võng bản nắp và bản đáy ................................................................ 138
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 3
5.9. KIỂM TRA NỨT BẢN THÀNH VÀ BẢN ĐÁY .................................................... 139
5.9.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................. 139
5.9.2. Tính nứt bản thành và bản đáy ........................................................................... 142
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
CĂNG SAU .............................................................................. Error! Bookmark not defined.
6.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SÀN BÊ TÔNG ƯLT ........ Error! Bookmark not defined.
6.2. QUAN NIỆM THIẾT KẾ CÁC DẠNG SÀN BÊ TÔNG ƯLTError! Bookmark not
defined.
6.2.1. Sàn bê tông ứng lực trước môt phương .................. Error! Bookmark not defined.
6.2.2. Sàn hai phương và sàn phẳng đơn giản .................. Error! Bookmark not defined.
6.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLT Error!
Bookmark not defined.
6.3.1. Phương pháp khung tương đương .......................... Error! Bookmark not defined.
6.3.2. Phương pháp phần tử hữu hạn ............................... Error! Bookmark not defined.
6.4. MÔ HÌNH CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC .......................... Error! Bookmark not defined.
6.4.1. Quỹ đạo cáp ứng lực trước .................................... Error! Bookmark not defined.
6.4.2. Tính toán tải trọng tương đương do cáp ................. Error! Bookmark not defined.
6.5. KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN ...................... Error! Bookmark not defined.
6.5.1. Trạng thái phá hoại của sàn hai phương do lực cắt . Error! Bookmark not defined.
6.5.2. Kiểm tra và thiết kế khả năng chịu cắt của bản sàn Error! Bookmark not defined.
6.6. ĐỘ VÕNG CỦA SÀN ................................................. Error! Bookmark not defined.
6.7. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO ............................ Error! Bookmark not defined.
6.7.1. Cốt thép thường cấu tạo ......................................... Error! Bookmark not defined.
6.7.2. Bố trí cáp trong sàn ............................................... Error! Bookmark not defined.
6.8. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLTError! Bookmark not
defined.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 7: LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG LỰC TRƯỚC
TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG (KHÔNG XÉT ĐẾN BÀI TOÁN KẾT
CẤU TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG .......................................................................... 78
7.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................... 78
7.1.1. Trường hợp 1 ...................................................................................................... 78
7.1.2. Trường hợp 2 ...................................................................................................... 79
7.2. QUY TRÌNH THIẾT KẾ ........................................................................................... 80
7.3. MỘT SỐ LƯU Ý KHI XÉT ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN ỨNG LỰC TRƯỚC
TRONG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG ............................................................................ 81
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 - 18 .................................................................. 146
8.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................................................ 146
8.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế ............................................................................................ 146
8.1.2. Lựa chọn vật liệu ............................................................................................... 146
8.2. LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP ............................................................................... 148
8.2.2. Lựa chọn tải trọng cân bằng của ứng lực trước trong sàn ................................... 150
8.2.3. Tổ hợp tải trọng ................................................................................................. 150
8.3. LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP ............................................................................... 153
8.4. TÍNH TỔN HAO ỨNG SUẤT ................................................................................ 157
8.5. CAO ĐỘ CÁP ......................................................................................................... 158
8.6. MÔ HÌNH KẾT CẤU VÀ CHIA DẢI SÀN THEO KHUNG TƯƠNG ĐƯƠNG ..... 159
8.7. KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLT ............................... 161
8.8. KIỂM TRA NỨT .................................................................................................... 182
8.9. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CỦA SÀN DỰ ỨNG LỰC ............................................. 182
8.10. TINH CỐT THEP THƯỜNG GIA CƯỜNG .......................................................... 184
8.10.1. Tại các gối tựa A, B, C, D. .............................................................................. 184
8.10.2. Tại nhịp ............................................................... Error! Bookmark not defined.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 5
8.11. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỌC THỦNG (KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CẮT CỦA SÀN)
....................................................................................................................................... 184
1.1.1. Kiểm tra chọc thủng tại vách biên...................................................................... 186
1.1.2. Kiểm tra chọc thủng tại vách giữa ..................................................................... 187
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO KHUNG VÁCH – LÕI ................................. 189
9.1. TỔNG QUAN VỀ LÕI - VÁCH .............................................................................. 189
9.2. Lý thuyết tính toán ................................................................................................... 189
9.2.1. Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi ............................................................. 190
9.2.2. Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment................................................ 192
9.2.3. Phương pháp cổ điển ......................................................................................... 194
9.2.4. Phương pháp biểu đồ tương tác ......................................................................... 195
9.2.5. Kết luận ............................................................................................................ 195
9.3. Tính toán vách cứng công trình ................................................................................ 196
9.3.1. Vách C2 (Vách chữ nhật) .................................................................................. 196
9.3.2. Vách D2 (Vách chữ T) ...................................................................................... 203
9.3.3. Vách D1 (Vách chữ L) ...................................................................................... 209
9.4. Tính toán lõi công trình............................................................................................ 215
9.4.1. Tính toán vách (Pier) ......................................................................................... 215
9.4.2. Tính toán dầm cao – Spandrel (Deep Beam) ...................................................... 222
CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG ........................................................... 235
10.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH ................................................................................. 235
10.2. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH .............................................................. 235
10.3. TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH MÓNG .................................................................... 237
10.4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG ................................................................. 239
10.5. CƠ SỞ TÍNH TOÁN ............................................................................................. 242
10.5.1. Các giả thiết tính toán ...................................................................................... 242
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 6
10.5.2. Tải trọng ......................................................................................................... 243
10.5.3. Cấu tạo đài ...................................................................................................... 244
10.5.4. Sơ bộ chiều sâu đáy đài và cách kích thước ..................................................... 244
10.5.5. Cấu tạo cọc...................................................................................................... 245
10.5.6. Tính toán móng M1 ( Vách chữ nhật C2 và B2)............................................... 253
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Cơ sở thực hiện
Căn cứ Nghị Định số16/2005/NĐ -CP, ngày 07/02/2005 của Chính Phủ về quản lý dự
án đầu tư xây dựng.
Căn cứ Nghị Định số 209/2004/NĐ -CP, ngày 16/12/2004 về quản lý chất lượng công
trình xây dựng.
Căn cứ thông tư số 08/2005/TT-BXD , ngày 06/05/2005 của Bộ Xây Dựng về thực hiện
Nghị Định số16/2005/NĐ - CP.
Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam.
Tiêu chuẩn việt nam
TCXD 198–1997: Nhà cao tầng–Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép. [1]
TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn thiết kế. [2]
TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió. [3]
TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5]
TCVN 205–1998: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế. [6]
TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình. [7]
TCXD 33-1985: Tiêu chuẩn thiết kế Cấp nước – Mạng lưới bên ngoài công trình. [8]
TCVN 2622-1995: Yêu cầu thiết kế phòng cháy chống cháy cho nhà và công [9]
trình.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
[10] TCVN 9351-2012: Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm hiện trường thí
nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT
Sách tham khảo
[11] Võ Bá Tầm (2014), Kết cấu Bê tông cốt thép, tập 3 cấu kiện đặc biệt. Nhà xuất
bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.
[12] Võ Bá Tầm (2010), Kết cấu Bê tông cốt thép, tập 2 cấu kiện nhà cửa. Nhà xuất
bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.
[13] PGS.TS.Phan Quang Minh (2008), Kết cấu bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ
bản.
[14] Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống (2006),Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép
thép tiêu chuẩn TCVN 356-2005.
[15] Vũ Mạnh Hùng (2008), Sổ tay thực hành kết cấu công trình.
[16] PGS.TS.Lê Thanh Huấn chủ biên (2007), Kết cấu Bê tông ứng lực trước căng
sau trong nhà nhiều tầng.
[17] Nhà xuất bản xây dựng (2005), Kết cấu bê tông ứng suất trước – chỉ dẫn thiết kế
theo TCXDVN 356-2005.
[18] Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống (2010), Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép.
[19] Ks. Nguyễn Tuấn Trung và ThS. Võ Mạnh Hùng (2009), Phương pháp tính vách
cứng. bộ môn công trình BTCT- ĐH xây dựng Hà Nội biên soạn.
[20] Châu ngọc ẩn (2007), Nền móng. NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM
[21] GSTS. Nguyễn Văn Quảng (2008), Nền móng và tầng hầm nhà cao tầng.
[22] Viện khoa học công nghệ (2008), Thi công cọc Khoan Nhồi, NXB Xây dựng
[23] Châu Ngọc Ẩn (2005), Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
[24] Nguyễn Văn Quảng (2007), Nền móng Nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ thuật.
[25] NXB Bộ xây dựng viện khoa học và công nghệ xây dựng (2006), Hướng dẫn
thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu động đất theo TCXDVN 375:2006,
[26] Võ Phán (2012), Các Phương pháp khảo sát hiện trường và thí nghiệm đất trong
phòng, NXB Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
[27] Võ Phán (2013), Phân tích và tính toán móng cọc, NXB Đại Học Quốc Gia TP.Hồ
Chí Minh
[28] NXB Bộ Xây Dựng (2004), Cấu tạo bê tông cốt thép, Công ty tư vấn xây dựng
dân dụng Việt Nam.
Tiêu chuẩn nước ngoài.
[29] ACI 318M-11
[30] ASTM A416
[31] JIS A5337-1982.
Tài liệu tiếng anh.
[32] American Concrete Institute (2008), Building Code Requirement for Structural
Concrete (ACI 318M-08) and Commentary
[33] Concrete society – Technical Report No 43 (1994), Post – tensioned Concrete
Floors – Design Handbook 1st Ed.
[34] Post-Tensioning Institute (2006), Post-Tensioning Manual 6th Ed.
[35] Robert Park, William L. Gamble (2000), Reinforced Concrete Slabs 2nd Ed.
[36] Sami Khan Martin Williams (1995), Post – Tensioned Concrete Floors.
[37] Biịan O. Aalami (1999), Design Fundamentals of Post – tensioned Concrete
Floors , Post-Tensioning Institute.
[38] Biịan O. Aalami (2008), Deflection Concrete Floors Systems for Serviceability,
Technical Note - Adapt.
[39] Design Fundamentals of Post – tensioned Concrete Floors Bungale S. Taranath,
Mc Graw Hill (1988), Structural Analysis and Design of Tall Buildings.
[40] The Institution of Structural Enginners (2006), Manual for the design of concrete
building structures to Eurocode 2.
[41] Properties of Concrete for use in Eurocode 2 (2008), The Concrete Center
[42] VSL Prestressing (Aust) Pty Ltd (2002), VSL Construction Systems.
[43] Burt Look (2007), Handbook of Geotechnical Investigation and Design Table.
[44] Jont D. Holmes (2007),Wind loading structures – Second Edition.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
[45] Ove Arup & Partners (1984), Design of Deep Beam in Reinforced Concrete
CRIA 2 OA
Hồ sơ sử dụng trong thí nghiệm
[46] Bộ Xây Dựng Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (2009), Summary of
soil test in BH1 Project Vietcombank Tower.
[47] Boreholes locations (2009), Project Vietcombank Tower, Bộ Xây Dựng Phân
Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng.
[48] Bộ Xây Dựng Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (2009),
Unconsodiation Undrained, Thí nghiệm nén ba trục không thoát nước – không cố kết
(UU) Project Vietcombank Tower.
[49] Bộ Xây Dựng Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (2009), Undrained
Consolidated, Thí nghiệm nén ba trục không thoát nước – có cố kết (CU), Project
Vietcombank Tower.
[50] Bộ Xây Dựng Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (2009), Consodiation
test,Thí nghiệm nén cố kết Project Vietcombank Tower.
Cataloge cấu tạo cấu kiện
[51] Thiên Nam Elevator (2010), Công ty TNHH Thang Máy Thiên Nam, 1/8C Hoàng
Việt, P.4, Quận Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh.
[52] Product Catalogue (2010), Company Hirose (Singapore) Pte Ltd.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
PHẦN I
KIẾN TRÚC
(10%)
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1.1. Mục đích xây dựng công trình
Một đất nước muốn phát triển một cách mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực kinh
tế xã hội, trước hết cần phải có một cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện tốt và thuận
lợi nhất cho nhu cầu sinh sống và làm việc của người dân. Đối với nước ta, là một nước
đang từng bước phát triển và ngày càng khẳng định vị thế trong khu vực và cả quốc tế,
để làm tốt mục tiêu đó, điều đầu tiên cần phải ngày càng cải thiện nhu cầu an sinh và
làm việc cho người dân. Mà trong đó nhu cầu về nơi ở là một trong những nhu cầu cấp
thiết hàng đầu.
Trước thực trạng dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày
càng nhiều trong khi đó quỹ đất của Thành phố thì có hạn, chính vì vậy mà giá đất ngày
càng leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng. Để giải
quyết vấn đề cấp thiết này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy
hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố là hợp lý nhất.
Bên cạnh đó, cùng với sự đi lên của nền kinh tế của Thành phố và tình hình đầu
tư của nước ngoài vào thị trường ngày càng rộng mở, đã mở ra một triển vọng thật nhiều
hứa hẹn đối với việc đầu tư xây dựng các cao ốc dùng làm văn phòng làm việc, các
khách sạn cao tầng, các chung cư cao tầng… với chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu
sinh hoạt ngày càng cao của mọi người dân.
Có thể nói sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc trong Thành phố không những
đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo
nên một bộ mặt mới cho Thành phố, đồng thời cũng là cơ hội tạo nên nhiều việc làm
cho người dân.
Hơn nữa, đối với ngành xây dựng nói riêng, sự xuất hiện của các nhà cao tầng
cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu
và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực
tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài…
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Chính vì thế, công trình CHUNG CƯ LUCKY TOWER được thiết kế và xây
dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên. Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại,
đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một
chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện
nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân.
1.1.2. Vị trí và đặc điểm công trình
1.1.2.1. Vị trí công trình
Địa chỉ: Số 5 Công Trường Mê Linh,Quận 1, Tp. Hồ Chí Minh.
Hình 1.1 – Vị trí công trình chụp từ Google Earth.
1.1.2.2. Điều kiện tự nhiên1
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Cũng như các
tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong
năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu
sắc. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo
1 Điều kiện tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh, Truy cập ngày 12 tháng 04 năm 2014.Nguồn từ:
http://www.hochiminhcity.gov.vn/thongtinthanhpho/gioithieu/Lists/Posts/Post.as
px?CategoryId=17&ItemID=5497&PublishedDate=2011-11-04T16:00:00Z
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu;
cho thấy những đặc trưng khí hậu Thành Phố Hồ Chí Minh như sau:
Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm. Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ
nhất 1.392 mm (1958). Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày. Khoảng 90% lượng
mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai
tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất. Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa
không đáng kể. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có
khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc. Ðại bộ phận các quận nội thành
và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây
Nam.
Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị
số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới
20%.
Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là
gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc. Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi
vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió
thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s. Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông
thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s.
Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc
độ trung bình 3,7 m/s. Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão. Năm 1997, do
biến động bởi hiện tượng El-Nino gây nên cơn bão số 5, chỉ một phần huyện Cần Giờ
bị ảnh hưởng ở mức độ nhẹ.
Công trình nằm ở khu vực Quận 1, TP Hồ Chí Minh nên chịu ảnh hưởng chung của khí
hậu miền Nam. Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.1.3. Quy mô công trình
1.1.3.1. Loại công trình
Công trình dân dụng - cấp 1 ( 5000 ≤ Ssàn ≤ 10.000 hoặc 20 ≤ số tầng ≤ 60)
Hình 1.2 – Mặt đứng của công trình.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.1.3.2. Số tầng hầm
Công trình có: 2 tầng hầm
Hình 1.3 – Mặt bằng sàn tầng hầm.
Trang 17
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.1.3.3. Số tầng
Công trình có: 1 tầng trệt, 17 tầng lầu, 1 sân thượng, 1 tầng mái.
Hình 1.4 – Mặt bằng sàn tầng 2-18.
Trang 18
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.1.3.4. Cao độ mỗi tầng
-Tầng hầm 2: -7,000 m +30,200 m -Tầng 10:
-Tầng hầm 1: -3,500 m +33,400 m -Tầng 11:
-Tầng trệt: ±0,000 m +36,600 m -Tầng 12:
-Tầng 2: +3,900 m +39,800 m -Tầng 13:
-Tầng 3: +7,800 m +43,000 m -Tầng 14:
-Tầng 4: +11,000 m +46,200 m -Tầng 15:
-Tầng 5: +14,200 m +49,400 m -Tầng 16:
-Tầng 6: +17,400 m +52,600 m -Tầng 17:
-Tầng 7: +20,600 m +55,800 m -Tầng 18:
-Tầng 8: +23,800 m -Tầng sân thượng: +59,000 m
-Tầng 9: +27,000 m -Tầng mái: +62,200 m
1.1.3.5. Chiều cao công trình
Công trình có chiều cao là 62,2m (tính từ cao 0.000m, chưa kể tầng hầm)
1.1.3.6. Diện tích xây dựng
Diện tích xây dựng của công trình là: 32 m × 49m = 1568 m2
1.1.4. Vị trí giới hạn công trình
Hướng đông: giáp với đường Công Trường Mê Linh.
Hướng tây: giáp với đường Mạc Thị Bưởi.
Hướng nam: giáp với đường Phan Văn Đạt.
Hướng bắc: giáp với Đường Hai Bà Trưng.
1.1.5. Công năng công trình
Tầng Hầm: Bố trí nhà xe.
Tầng Trệt: Khu trung tâm thương mại.
Tầng 2: Khu trung tâm thương mại.
Tầng 3 18: Bố trí căn hộ.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.2. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH
1.2.1. Giải pháp mặt bằng
Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khu đất như ở trên (1568m2).
Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -3,500m, được bố trí 2 ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm (độ
dốc i =20,5%) theo 2 hướng khác nhau từ đường chính Công Trường Mê Linh và đường
phụ Hai Bà Trưng lối ra vào bố trí phù hợp tránh gây lộn xộn khó quản lý.Ta thấy vì
công năng công trình chính là cho thuê căn hộ nên tầng hầm diện tích phần lớn dùng
cho việc để xe đi lại (garage), bố trí các hộp gain hợp lý và tạo không gian thoáng nhất
có thể cho tầng hầm. Hệ thống cầu thang bộ và thang máy bố trí ngay vị trí vào tầng
hầm người sử dụng có thể nhìn thấy ngay lúc vào phục vụ việc đi lại. Đồng thời hệ
thống PCCC cũng dễ dàng nhìn thấy.
Tầng trệt được coi như khu sinh hoạt chung của toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt
với việc: cột ốp inox, bố trí khu trưng bày sách và cả phòng khách tạo không gian sinh
hoạt chung cho tầng trệt của khối nhà. Đặc biệt phòng quản lý cao ốc được bố trí vị trí
khách có thể nhìn thấy nếu có việc cần thiết và khu nội bộ của cao ốc được bố trí 1 khu
có lối ra vào riêng. Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến
trúc mặt bằng đã có.
Tầng (tầng 3 18) đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng của khối nhà,
ngoài khu vệ sinh và khu vực giao thông thì tất cả diện tích còn lại làm mặt bằng cho
căn hộ hoạt động. Cùng với vị trí giáp đường cả 2 đầu của tòa nhà thì chức năng của
ngôi nhà có hiệu quả cao.
1.2.2. Giải pháp giao thông trong công trình
Giao thông đứng: có 4 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ.
Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính.
1.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC
Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung BTCT toàn khối.
Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm.
Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bể chứa nước bằng bê tông cốt thép và bể nước bằng inox được đặt trên tầng mái. Bể
dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu
hỏa.
Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm.
Phương án móng dùng phương án móng sâu.
1.4. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC
1.4.1. Hệ thống điện
Công trình sử dụng điện được cung cấp từ 2 nguồn: lưới điện T.p Hồ Chí Minh và máy
phát điện có công suất 150 kVA (kèm theo 1 máy biến áp tất cả được đặt dưới tầng hầm
để tránh gây ra tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng đến sinh hoạt).
Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi
công). Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt
ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ
dàng khi cần sửa chữa.
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.
Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A ÷ 80A
được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).
Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố.
Dễ thi công:
Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện. Đèn thoát hiểm và chiếu sáng
trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền.
1.4.2. Hệ thống cấp nước
Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước Tp.Hồ Chí Minh chứa
vào bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân phối xuống các tầng của
công trình theo các đường ống dẫn nước chính. Hệ thống bơm nước cho công trình đươc
thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh
hoạt và cứu hỏa.
Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước. Hệ thống cấp nước
đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗi
tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.4.3. Hệ thống thoát nước
Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ thu nước chảy vào các ống thoát nước mưa có
đường kínhd =140 mm đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường
ống riêng. Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ ống dẫn để đưa nước vào bể xử
lý nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống thoát nước chung.
1.4.4. Hệ thống thống gió
Các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên. Bên cạnh đó, công trình còn có các
khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà. Hệ thống máy
điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng. Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh
thang máy. Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gain được dẫn lên
mái.
1.4.5. Hệ thống chiếu sáng
Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các của kính bố trí bên ngoài và các
giếng trời trong công trình. Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao
cho có thể cung cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết.
1.4.6. Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại mỗi khu vực cho thuê. Các bình cứu hỏa được trang
bị đầy đủ và bố trí ở các hành lang, cầu thang…theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy
chữa cháy của Thành phố Hồ Chí Minh.
Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng
cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995.
1.4.7. Hệ thống chống sét
Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà
cao tầng. (Thiết kế theo TCVN 46 –84).
1.4.8. Hệ thống thoát rác
Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian
rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài. Gian rác được thiết
kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi trường.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
PHẦN II
KẾT CẤU
( 80%)
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1. GIẢI PHÁP VẬT LIỆU
Các yêu cầu đối với vật liệu: Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống
cháy tốt, có giá thành hợp lý. Có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ
sung cho tính năng chịu lực thấp. Có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác
động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão). Có tính liền khối cao: có tác dụng trong
trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình. Trong lĩnh vực
xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với
các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào. Ngoài ra còn có loại vật liệu khác
được sử dụng như vật liệu liên hợp thép - bê tông (composite), hợp kim nhẹ … Tuy
nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng nhiều do công nghệ chế tạo còn mới,
giá thành tương đối cao. Do đó, lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt
thép.
Bảng 2.1 - Bê tông
STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng
Bê tông cấp độ bền B40: Bản sàn, vách, lõi 1 Rb = 22 (MPa); Rbt = 1,4 MPa ; Eb = 37,5.10 3 (MPa)
Bê tông cấp độ bền B30: Bể nước, cầu thang. 2 Rb = 17 (MPa); Rbt = 1,2 MPa ; Eb = 29.10 3 (MPa)
Bê tông cấp độ bền B35: Tường vây, móng 3 Rb = 19,5 (MPa); Rbt = 1,3 MPa ; Eb = 34,5.10 3 (MPa)
Vữa xi măng cát B5C 4 Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 2.2 – Cốt Thép
STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng
Thép AI: Rs = Rsc = 225 MPa; 1 Cốt thép có d < 10 mm Rsw = 175 MPa ; Es = 2,1.106 MPa.
Thép AIII: Rs = Rsc = 365 MPa; 2 Cốt thép dọc kết cấu các loại có d ≥ 10 Rsw = 290 MPa ; Es = 2.106 MPa.
2.2. BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC
Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau:
Đơn giản, rõ ràng. Nguyên tắc này đảm bảo cho công trình hay kết cấu có độ tin cậy
kiểm soát được. Thông thường kết cấu thuần khung sẽ có độ tin cậy dễ kiểm soát hơn
so với hệ kết cấu vách và khung vách….là loại kết cấu nhạy cảm với biến dạng. Truyền
lực theo con đường ngắn nhất. Nguyên tắc này đảm bảo cho kết cấu làm việc hợp lý,
kinh tế. Đối với kết cấu bê tông cốt thép cần ưu tiên cho những kết cấu chịu nén, tránh
những kết cấu treo chịu kéo, tạo khả năng chuyển đổi lực uốn trong khung thành lực
dọc. Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu.
2.3. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN
2.3.1. Sơ bộ chiều dày sàn
giữa tải trọng và chiều dài nhịp
Tham khảo bảng 1 thì đối với sàn ứng lực trước không có mũ cột thì chọn dựa trên mối quan hệ
2.12
2 Tra theo Bảng 1, Mục 3.2, Concrete society – Technical Report No 43 (1994), Post
– tensioned Concrete Floors – Design Handbook 1st Ed. [33]
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 2.3 - Typical spaddepth ratios for a variety of section types for multi-span floors.
Tuy nhiên theo một số tài liệu của Mỹ thì chiều dày sàn mỏng hơn.
Chọn:
2.23
2.3.2. Sơ bộ chọn tiết diện vách và lõi thang máy
Chiều dày vách của lõi cứng được lựa chọn sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng,…
đồng thời đảm bảo các điều quy định theo Điều 3.4.1[1]. Tổng diện tích mặt cắt ngang
của vách (lõi) cứng có thể xác định theo công thức gần đúng sau:
2.34
Trong đó:
Fst - Diện tích sàn từng tầng
Fvl – 0.015
3 Theo Bảng 9.2, Mục 9.2.1,Post-Tensioning Institute (2006), Post-Tensioning
4 Theo công thức trong Điều 3.4.1, TCXD 198–1997: Nhà cao tầng–Thiết kế kết cấu
Manual 6th Ed. [34]
bê tông cốt thép. [1]
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 26
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều
cao tầng.
Sơ bộ chiều dày vách góc biên chống xoắn là 400mm; vách còn lại dày 400mm; vách
bao ngoài của lõi thang máy dày 300, vách ngăn trong lõi thang dày 200.
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG Trang 27
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
2.3.3. Sơ bộ chiều dày sàn và tường tầng hầm Chọn chiều dày sàn tầng hầm 300mm. Chọn chiều dày tường tầng hầm dày 300mm.
Hình 2.1 – Mặt bằng kết cấu sàn tầng 3 - 18
Trang 28 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 2.2 – Mặt bằng kết cấu sàn tầng hầm
Trang 29 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
3.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
- Căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995
- Cataloge vật liệu sử dụng trong công trình
- Theo yêu cầu và công năng sử dụng mà chủ đầu tư đưa ra (nếu có).
3.2. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG CHO CÔNG TRÌNH
3.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Hình 3.1 - Các lớp cấu tạo sàn tầng 3 – 18
Bảng 3.1 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng 3 - 18
Chiều dày STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Tĩnh tải tính toán Hệ số vượt tải (kN/m2) (kN/m3) (mm) kN/m2
1 Bản thân kết cấu sàn 25 250 6,25 1,1 6,88
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
- Gạch Ceramic 3 20 10 0,20 1,2 0,24
- Vữa lát nền 4 18 35 0,63 1,3 0,82
- Vữa lát trần 5 18 15 0,27 1,3 0,35
Hệ thống kỹ thuật 6 0,50 1,2 0,60
7 Tổng tĩnh tải: 7,85 8,89
Trang 30
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.2 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng trệt và 2
Chiều dày Tĩnh tải tính toán STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Bản thân kết cấu sàn 25 250 6,25 1,1 6,88 1
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
- Gạch Ceramic 20 20 0,2 1,2 0,24
- Vữa lát nền 18 35 0,63 1,3 0,82
- Vữa lát trần 18 15 0,27 1,3 0,35
3 Hệ thống kỹ thuật 0,50 1,2 0,60
7,85 8,89 4
Tổng tĩnh tải có kể đến trọng lượng bản thân
Bảng 3.3 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng hầm
Chiều dày STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Tĩnh tải tính toán Hệ số vượt tải (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Bản thân kết cấu sàn 25 300 7,50 1,1 8,25 1
Các lớp hoàn thiện sàn 2 và trần
- Vữa lát nền + tạo dốc 18 50 0,90 1,3 1,17
- Lớp chống thấm 10 3 0,03 1,3 0,04
Hệ thống kỹ thuật 0,00 0,00 3
Tổng tĩnh tải: 8,43 9,46 4
Trang 31
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.4 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn sân thượng
Chiều dày STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Tĩnh tải tính toán Hệ số vượt tải (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Bản thân kết cấu sàn 25 250 6,25 1,1 6,88 1
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
20 10 0,20 1,2 0,24 - Lớp gạch chống nóng
- Vữa lát nền 18 15 0,27 1,3 0,35
- Vữa tạo dốc 18 30 0,54 1,3 0,70
- Lớp chống thấm 10 3 0,03 1,3 0,04
- Vữa lát trần 18 20 0,36 1,3 0,47
3 Hệ thống kỹ thuật 0,50 1,2 0,60
4 Tổng tĩnh tải: 8,15 9,28
Bảng 3.5 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn mái
Chiều dày STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Tĩnh tải tính toán Hệ số vượt tải (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
1 Bản thân kết cấu sàn 25 120 3,00 1,1 3,30
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
20 10 0,20 1,2 0,24 - Lớp gạch chống nóng
- Vữa lát nền 18 15 0,27 1,3 0,35
- Vữa tạo dốc 18 30 0,54 1,3 0,70
- Lớp chống thấm 10 3 0,03 1,3 0,04
- Vữa lát trần 18 20 0,36 1,3 0,47
3 Hệ thống kỹ thuật 0,50 1,2 0,60
4 Tổng tĩnh tải: 4,90 5,70
Trang 32
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.6 - Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh
Chiều dày STT Vật liệu Trọng lượng riêng Tĩnh tải tiêu chuẩn Tĩnh tải tính toán Hệ số vượt tải (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2)
Bản thân kết cấu sàn 25 250 6,25 1,1 6,88 1
2 Các lớp hoàn thiện sàn và trần
3 - Gạch Ceramic 20 20 0,20 1,2 0,24
4 18 30 0,54 1,3 0,70 - Vữa lát nền + tạo dốc
5 -Lớp chống thấm 10 3 0,03 1,3 0,04
5 - Vữa lát trần 18 15 0,27 1,3 0,35
6 Hệ thống kỹ thuật 0,50 1,2 0,60
7 Tổng tĩnh tải: 7,79 8,81
Trang 33
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.2.3. Hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải được xác định dựa trên công năng các phòng 5
Bảng 3.7 – Hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải Hệ số Giá trị tiêu chuẩn (kN/m2)
STT Tên sàn vượt tải tính toán
Toàn phần (kN/m2) Phần dài hạn Phần ngắn hạn
1 Nhà để xe 1,8 3,2 5 1,2 6
2 Phòng thể thao 1,8 3,2 5 1,2 6
3 Thang, sảnh, hành lang 1 2 3 1,2 3,6
4 Khu Thương mại 2,6 1,4 4 1,2 4,8
5 Phòng kĩ thuật 2 1 3 1,2 3,6
6 Phòng ở 0,3 1,2 1,5 1,3 1,95
7 Sàn WC 0,3 1,2 1,5 1,3 1,95
8 Ban công 1 2 3 1,2 3,6
9 Mái bằng có sử dụng 0,5 1 1,5 1,3 1,95
1,3 0,98 10 Mái bằng không có sử dụng 0 0,75 0,75
3.2.4. Đặc trưng động học công trình
3.2.4.1. Cơ sở lý thuyết
Xem công trình là thanh công son có hữu hạn khối lượng tập trung. Xét hệ gồm một
thanh công son có n điểm tập trung khối lượng có khối lượng tương ứng M1,M2,...Mn,
phương trình vi phân tổng quát dao động của hệ khi bỏ qua khối lượng thanh:
5 Theo Điều 4.3.1, Bảng 3, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
thiết kế. [2]
Trang 34
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong đó:
, , : Ma trận khối lượng, cản và độ cứng của hệ.
, , : vector gia tốc, vận tốc, dịch chuyển của các toạ độ xác định bậc tự do của hệ.
: véc tơ lực kích động đặt tại các toạ độ tương ứng.
Tần số và dạng dao động riêng của hệ được xác định từ phương trình vi phân thuần nhất
không có cản (bỏ qua hệ số cản C):
(2)
(3)
(4) Từ đó có
Trong đó:
là ma trận khối lượng.
là ma trận độ cứng
Với
Điều kiện tồn tại dao động là phương trình tồn tại nghiệm không tầm thường:
do đó phải điều kiện thỏa mãn điều kiện:
Trang 35
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong đó:
: Chuyển vị tại điểm j do lực đơn vị đặt tại điểm i gây ra
: Tần số vòng của dao động riêng (Rad/s)
Phương trình (6) là phương trình đặt trưng, từ phương trình trên có thể xác định n giá trị
thực, dương của . Thay các giá trị vào phương trình (4) sẽ xác định nược các dạng
dao động riêng. Với n > 3, việc giải bài toán trên trở nên cực kỳ phức tạp, khi đó tần số
và dạng dao nộng được xác định bằng cách giải trên máy tính hoặc bằng các phương
pháp gần đúng hoặc công thức thực nghiệm (phương pháp Năng Lượng RayLây, phương
pháp Bunop - Galookin, phương pháp thay thế khối lượng, phương pháp khối lượng
tương đương, phương pháp đúng dần, phương pháp sai phân). Một trong những chương
trình máy tính hổ trợ tính toán tần số và dạng dao động theo đúng lý thuyết được trình
bày ở trên là Etabs v 9.6 tính toán các dạng dao động riêng.
3.2.4.2. Khảo sát các dạng dao động riêng
Áp dụng lý thuyết Mục 3.2.3.1 chia công trình thành các khối lượng tập trung ứng với
20 tầng của công trình.
Toàn bộ các kết cấu chịu lực của công trình được mô hình hoá dạng không gian 3 chiều,
sử dụng các dạng phần tử khung (frame) cho cột, dầm và phần tử tấm vỏ (shell) cho sàn
và vách cứng. Tính toán chu kì dao động riêng và dạng dao động riêng cho 12 dạng dao
động riêng đầu tiên. Khối lượng tập trung được khai báo khi phân tích dao động theo
TCXD 229:1999 [3] là 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải.
Trang 36
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.2 – Mô hình 3D công trình trong ETAB
Trang 37
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.8 - Bảng giá trị chu kì dao động Chu kỳ Tần số UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ Mode % % (Hz) % % % % (s)
63,528 0 0,462 0,019 63,528 0 0,019 2,17 1
0 62,155 0,47 0,106 63,528 62,155 0,125 2,13 2
0,087 63,863 0,019 0,51 63,547 62,242 63,988 1,96 3
0,03 0,056 1,713 8,689 63,603 62,272 72,676 0,58 4
12,971 0,001 1,81 0,044 76,574 62,272 72,72 0,55 5
14,898 0 1,996 0,02 76,574 77,17 72,74 0,5 6
0 0,004 3,407 3,558 76,578 77,17 76,298 0,29 7
0 4,864 4,095 0,003 81,442 77,17 76,301 0,24 8
5,099 0 4,6 0,002 81,442 82,269 76,302 0,22 9
0,001 0,002 5,703 2,02 81,443 82,27 78,322 0,18 10
0 2,625 7,064 0,001 84,069 82,27 78,323 0,14 11
0 7,805 2,733 0 84,069 85,004 78,323 0,13 12
Trang 38 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.9 - Bảng khối lượng và tâm khổi lượng từng tầng MassX MassY Diaphragm z XCM YCM
MAI 254,63 254,63 24,5 16,009 D1
SANTHUONG 2186,1 2186,1 24,392 16,158 D1
D1 2775,6 2775,6 24,402 16,165 TANG18
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG17
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG16
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG15
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG14
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG13
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG12
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG11
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG10
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG9
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG8
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG7
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG6
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG5
D1 2810,8 2810,8 24,506 15,996 TANG4
D1 2876,6 2876,6 24,497 15,996 TANG3
D1 2925,6 2925,6 24,489 15,993 TANG2
D1 3021,8 3021,8 24,491 15,991 TANGTRET
D1 4242,1 4242,1 24,495 15,946 TANGHAM1
D1 4120,8 4120,8 24,497 15,944 TANGHAM2
Trang 39 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.3 – Dạng dao động bậc 1 theo Phương X (Mode 1),scale factor: 800
Hình 3.4 – Dạng dao động bậc 2 theo Phương X (Mode 4),scale factor: 800
Trang 40 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.5 – Dạng dao động bậc 3 theo Phương X (Mode 8) scale factor: 800
Hình 3.6 – Dạng dao động bậc 4 theo Phương X (Mode 11) scale factor: 800
Trang 41 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.7 – Dạng dao động bậc 1 theo Phương Y (Mode 2) scale factor: 800
Hình 3.8 – Dạng dao động bậc 2 theo Phương Y (Mode 6) scale factor: 800
Trang 42 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.9 – Dạng dao động bậc 3 theo Phương Y (Mode 9) scale factor: 800
Hình 3.10 – Dạng dao động bậc 4 theo Phương Y (Mode 12) scale factor: 800
Trang 43 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.2.5. Tải trọng gió
3.2.5.1. Thành phần gió tĩnh
Cơ sở lý thuyết
Giá trị tiêu chuẩn thành tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với độ cao zj so với mốc
chuẩn:
3.16
Trong đó:
: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng7
kj: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao
: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.20
C: hệ số khí động, Gió đẩy: 0,80; gió hút: 0,60
Hj: chiều cao đón gió của tầng thứ j
Bảng 3.10 - Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió
Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V
W0 (daN/m2) 65 95 125 155 185
Theo mục 6.4.1 [2]. Đối với ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, giá trị áp lực gió
đối với vùng I-A, 12 daN/m2
đối với vùng II-A và 15 daN/m2
W0 được giảm đi 10 daN/m2
đối với vùng III-A. Dạng địa hình C.
Công trình của sinh viên nằm ở Q.1, Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A:
6 Tra công thức theo Điều 6.3, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
7 Tra phụ lục D, điều 6.4, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn thiết
thiết kế. [2]
kế. [2]
Trang 44 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
k(zj) – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, xác định dựa vào công
thức sau:
3.28
Bảng 3.11 – Độ cao Gradient và hệ số mt
9
Dạng địa hình mt
A 250 0,07
B 300 0,09
C 400 0,14
8 Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1,TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động
9 Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1, Bảng A.1, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành
của tải trọng gió. [3]
phần động của tải trọng gió.[3]
Trang 45 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Áp dụng tính toán
Bảng 3.12 - Bảng giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió. H Zj STT Tầng kj Wj_đẩy (kN/m) Wj_hút (kN/m) (m) (m)
Tầng trệt 3,2 0,363 1,2 0,91 0,68 1
Tầng 2 3,9 0,544 5,1 1,69 1,27 2
Tầng 3 3,9 0,637 9,0 1,80 1,35 3
Tầng 4 3,2 12,2 0,694 1,77 1,33 4
Tầng 5 3,2 15,4 0,741 1,89 1,42 5
Tầng 6 3,2 18,6 0,781 1,99 1,49 6
Tầng 7 3,2 21,8 0,816 2,08 1,56 7
Tầng 8 3,2 25,0 0,848 2,16 1,62 8
Tầng 9 3,2 28,2 0,878 2,24 1,68 9
Tầng 10 3,2 31,4 0,904 2,31 1,73 10
Tầng 11 3,2 34,6 0,929 2,37 1,78 11
Tầng 12 3,2 37,8 0,953 2,43 1,82 12
Tầng 13 3,2 41,0 0,974 2,48 1,86 13
Tầng 14 3,2 44,2 0,995 2,54 1,90 14
Tầng 15 3,2 47,4 1,015 2,59 1,94 15
Tầng 16 3,2 50,6 1,034 2,64 1,98 16
Tầng 17 3,2 53,8 1,051 2,68 2,01 17
Tầng 18 3,,2 57,0 1,069 2,72 2,04 18
Sân thượng 3,2 60,2 1,085 2,77 2,08 19
Mái 3,2 63,4 1,101 1,40 1,05 20
Trang 46 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.13 - Bảng giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió quy dạng tập trung tác dụng lên các tầng theo phương X Zj H kj STT Tầng Hj (m) Ly (m) Wjx (kN) (m) (m)
Tầng trệt 0,363 3,15 32,00 50,96 3,2 1,2 1
Tầng 2 3,9 5,1 0,544 3,90 32,00 94,60 2
Tầng 3 3,9 9,0 0,637 3,55 32,00 100,96 3
Tầng 4 3,2 12,2 0,694 3,20 32,00 99,10 4
Tầng 5 3,2 15,4 0,741 3,20 32,00 105,77 5
Tầng 6 3,2 18,6 0,781 3,20 32,00 111,52 6
Tầng 7 3,2 21,8 0,816 3,20 32,00 116,58 7
Tầng 8 3,2 25,0 0,848 3,20 32,00 121,14 8
Tầng 9 3,2 28,2 0,878 3,20 32,00 125,30 9
Tầng 10 3,2 31,4 0,904 3,20 32,00 129,13 10
Tầng 11 3,2 34,6 0,929 3,20 32,00 132,68 11
Tầng 12 3,2 37,8 0,953 3,20 32,00 136,01 12
Tầng 13 3,2 41,0 0,974 3,20 32,00 139,14 13
Tầng 14 3,2 44,2 0,995 3,20 32,00 142,10 14
Tầng 15 3,2 47,4 1,015 3,20 32,00 144,91 15
Tầng 16 3,2 50,6 1,034 3,20 32,00 147,58 16
Tầng 17 3,2 53,8 1,051 3,20 32,00 150,14 17
Tầng 18 3,2 57,0 1,069 3,20 32,00 152,59 18
Sân thượng 3,2 60,2 1,085 3,20 32,00 154,94 19
Mái 3,2 63,4 1,101 1,60 32,00 78,60 20
Trang 47 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.14 - Bảng giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió quy dạng tập trung tác dụng lên các tầng theo phương Y
STT Tầng H (m) Zj (m) kj Hj (m) Lx (m) Wjy (kN)
Tầng trệt 0,363 3,15 49,00 78,03 1,2 3,2 1
5,1 0,544 3,90 49,00 144,86 Tầng 2 3,9 2
9,0 0,637 3,55 49,00 154,59 Tầng 3 3,9 3
12,2 0,694 3,20 49,00 151,74 Tầng 4 3,2 4
15,4 0,741 3,20 49,00 161,97 Tầng 5 3,2 5
18,6 0,781 3,20 49,00 170,76 Tầng 6 3,2 6
21,8 0,816 3,20 49,00 178,52 Tầng 7 3,2 7
25,0 0,848 3,20 49,00 185,50 Tầng 8 3,2 8
28,2 0,878 3,20 49,00 191,86 Tầng 9 3,2 9
31,4 0,904 3,20 49,00 197,72 Tầng 10 3,2 10
34,6 0,929 3,20 49,00 203,17 Tầng 11 3,2 11
37,8 0,953 3,20 49,00 208,26 Tầng 12 3,2 12
41,0 0,974 3,20 49,00 213,06 Tầng 13 3,2 13
44,2 0,995 3,20 49,00 217,59 Tầng 14 3,2 14
47,4 1,015 3,20 49,00 221,89 Tầng 15 3,2 15
50,6 1,034 3,20 49,00 225,99 Tầng 16 3,2 16
53,8 1,051 3,20 49,00 229,90 Tầng 17 3,2 17
57,0 1,069 3,20 49,00 233,65 Tầng 18 3,2 18
3,2 Sân thượng 60,2 1,085 3,20 49,00 237,25 19
3,2 Mái 63,4 1,101 1,60 49,00 120,36 20
Trang 48 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.2.5.2. Thành phần gió động
Theo [3] thành phần động của tải trọng gió phải được kể đến khi tính toán nhà nhiều
tầng cao hơn 40m. Như vậy, với chiều cao công trình là 63,4 m (tính từ mặt đất tự nhiên),
phải xét đến ảnh hưởng của thành phần động tải trọng gió.
Tùy mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió mà
thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận
tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình.
Ta có giá trị giới hạn của tần số dao nộng riêng ứng với gió vùng II và độ giảm loga của
ứng với công trình bê tông cốt thép: fL = 1,310
Nếu f1 > fL thì thành phần động của tải trọng gió chỉ kể đến tác dụng của xung vận tốc
gió.11
Nếu f1 < fL thì phải kể thêm lực quán tính12
Theo phân tích động học ở Bảng 3.8 ta có:
Vì vậy, cần tính toán thành phần động của gió ứng với 3 dao động riêng đầu tiên. Tuy
nhiên mode 3 dao động xoắn theo tiêu chuẩn không tính mode này.
Ta có do đó thành phần động của gió gồm xung của vận tốc gió và
lực quán tính.
Cơ sở lý thuyết tính toán thành phần động của gió
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:
10 Tra theo Điều 4.1 Bảng 2,TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải
11 Tra theo Điều 4.2, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng
trọng gió. [3]
12 Tra theo Điều 4.3TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng
gió. [3]
gió. [3]
Trang 49 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.313
Trong đó:
MJ - khối lượng tập trung của phần công trình thứ j;
- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i;
- hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong phạm vi mỗi
phần tải trọng gió có thể được xem như không đổi;
- biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j ứng dạng dao động riêng thứ i
Xác định
Hệ số xác định ứng với dạng dao động thứ i được xác định dựa vào Đồ thị xác định
hệ số động lực cho trong TCXD 229-1999 [3], phụ thuộc vào thông số và độ giảm
loga của dao động .Do công trình bằng BTCT nên có .
Thông số xác định theo công thức:
3.414
Trong đó
- hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,2;
- giá trị áp lực gió, đã xác định ở trên
- tần số dao động riêng thứ i.
13 Tra theo Điều 4.5, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng
14 Tra công thức theo Điều 4.5, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của
gió. [3]
tải trọng gió. [3]
Trang 50 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.11 – Đồ thị xác định hệ số động lực
Chú thích:
Đường cong 1: Sử dụng cho công trình bê tông cốt thép 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 bê tông cốt thép
Xác định
Hệ số được xác định bằng công thức:
3.515
Trong công thức trên, WFj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác
dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau chỉ kể đến ảnh
hưởng của xung vận tốc gió, xác định theo công thức: 3.616
15 Tra công thức theo Điều 4.5, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của
16 Tra công thức theo Điều 4.5, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của
tải trọng gió. [3]
tải trọng gió. [3]
Trang 51 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong đó:
- hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao zj ứng với phần tử thứ j của công trình,
Trong TCVN 2737-1995 [2] , ứng với thời gian lấy trung bình vận tốc gió là 3s,hệ số áp lực động được xác định theo công thức sau 17
Si - diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình;
- hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số
và dạng dao động,18
Sau khi đã xác định đầy đủ các thông số ta xác định được giá trị tiêu chuẩn
thành phần động của gió tác dụng lên phần tử j ứng với dạng dao dộng thứ i, .
3.2.5.3. Kết quả tính toán
; ; ,
17 Tra theo Phụ Lục A, Điều A.3 TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động
18 Tra theo Bảng 4, Bảng 5 TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải
của tải trọng gió.[3].
trọng gió.[3].
Trang 52 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.15 - Bảng giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió theo phương X
2Mj
Mj STT Tầng zj yji yjiWFj yji WFj kN WpjiX kN kN
Tầng trệt 3021,8 0,92 31,3 -0,0002 -0,006 0,0001 4,2 1
Tầng 2 2925,6 0,752 47,5 -0,0005 -0,024 0,0007 10,1 2
Tầng 3 2876,6 0,702 47,4 -0,0009 -0,043 0,0023 17,9 3
Tầng 4 2810,8 0,671 44,4 -0,0012 -0,053 0,004 23,3 4
Tầng 5 2810,8 0,648 45,8 -0,0016 -0,073 0,0072 31,1 5
Tầng 6 2810,8 0,63 -0,002 -0,094 0,0112 38,8 47 6
Tầng 7 2810,8 0,616 -0,0025 -0,12 0,0176 48,5 48 7
Tầng 8 2810,8 0,604 48,9 -0,0029 -0,142 0,0236 56,3 8
Tầng 9 2810,8 0,594 49,7 -0,0034 -0,169 0,0325 66 9
Tầng 10 2810,8 0,585 50,4 -0,0038 -0,192 0,0406 73,8 10
Tầng 11 2810,8 0,577 51,1 -0,0042 -0,215 0,0496 81,6 11
Tầng 12 2810,8 0,569 51,7 -0,0047 -0,243 0,0621 91,3 12
Tầng 13 2810,8 0,563 52,3 -0,0051 -0,267 0,0731 99 13
Tầng 14 2810,8 0,557 52,9 -0,0055 -0,291 0,085 106,8 14
Tầng 15 2810,8 0,551 53,4 -0,0059 -0,315 0,0978 114,6 15
Tầng 16 2810,8 0,546 53,9 -0,0062 -0,334 0,108 120,4 16
Tầng 17 2810,8 0,541 54,3 -0,0066 -0,359 0,1224 128,2 17
Tầng 18 2775,6 0,537 54,8 -0,0069 -0,378 0,1321 132,3 18
19 Tầng sân thượng 2186,1 0,533 55,2 -0,0073 -0,403 0,1165 110,2
20 Tầng mái 254,63 0,529 27,8 -0,0076 -0,211 0,0147 13,4
Trang 53 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.16 - Bảng giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió theo phương Y
2Mj
Mj STT Tầng zj yji yjiWFj yji WFj kN WpjiX kN kN
Tầng trệt 3021,8 0,92 48 -2E-04 -0,01 0,0001 6,3 1
Tầng 2 2925,6 0,752 72,8 -5E-04 -0,036 0,0007 15,3 2
Tầng 3 2876,6 0,702 72,5 -8E-04 -0,058 0,0018 24,1 3
Tầng 4 2810,8 0,671 68 -0,001 -0,082 0,004 35,3 4
Tầng 5 2810,8 0,648 70,1 -0,002 -0,105 0,0063 44,2 5
Tầng 6 2810,8 0,63 71,9 -0,002 -0,137 0,0101 55,9 6
Tầng 7 2810,8 0,616 73,5 -0,002 -0,169 0,0149 67,7 7
Tầng 8 2810,8 0,604 74,9 -0,003 -0,21 0,022 82,4 8
Tầng 9 2810,8 0,594 76,1 -0,003 -0,244 0,0288 94,2 9
Tầng 10 2810,8 0,585 77,2 -0,004 -0,286 0,0385 108,9 10
Tầng 11 2810,8 0,577 78,3 -0,004 -0,321 0,0472 120,7 11
Tầng 12 2810,8 0,569 79,2 -0,005 -0,364 0,0595 135,4 12
Tầng 13 2810,8 0,563 80,1 -0,005 -0,401 0,0703 147,2 13
Tầng 14 2810,8 0,557 81 -0,005 -0,437 0,082 159 14
Tầng 15 2810,8 0,551 81,7 -0,006 -0,482 0,0978 173,7 15
Tầng 16 2810,8 0,546 82,5 -0,006 -0,52 0,1116 185,5 16
Tầng 17 2810,8 0,541 83,2 -0,007 -0,557 0,1262 197,2 17
Tầng 18 2775,6 0,537 83,8 -0,007 -0,595 0,1399 206,4 18
19 Tầng sân thượng 2186,1 0,533 84,5 -0,008 -0,634 0,123 171,7
20 Tầng mái 254,63 0,529 42,5 -0,008 -0,336 0,0159 21,1
Trang 54 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.2.5.4. Tổ hợp tải trọng gió
Tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió
3.619
Trong đó
X - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị;
Xt - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải
trọng gió gây ra;
Xd - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải
trọng gió gây ra;
s - là số dao động tính toán.
19 Tra công thức theo Điều 4.12, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động
của tải trọng gió. [3]
Trang 55 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.17 - Bảng tổng hợp giá trị tính toán tải trọng gió tác dụng lên công trình
Thành phần gió tĩnh Thành phần gió động
Phương X Phương Y Phương X Phương Y STT Tầng (mode 1) (mode 2)
WXj (kN) WYj (kN) WXj (kN) WYj (kN)
1 Tầng trệt 50,96 78,03 4,18 6,33
2 Tầng 2 94,6 144,86 10,11 15,32
3 Tầng 3 100,96 154,59 17,89 24,1
4 Tầng 4 99,1 151,74 23,3 35,32
5 Tầng 5 105,77 161,97 31,07 44,16
6 Tầng 6 111,52 170,76 38,84 55,93
7 Tầng 7 116,58 178,52 48,54 67,7
8 Tầng 8 121,14 185,5 56,31 82,42
9 Tầng 9 125,3 191,86 66,02 94,2
10 Tầng 10 129,13 197,72 73,79 108,92
11 Tầng 11 132,68 203,17 81,55 120,69
12 Tầng 12 136,01 208,26 91,26 135,41
13 Tầng 13 139,14 213,06 99,03 147,18
14 Tầng 14 142,1 217,59 106,8 158,96
15 Tầng 15 144,91 221,89 114,56 173,68
16 Tầng 16 147,58 225,99 120,39 185,45
17 Tầng 17 150,14 229,9 128,16 197,23
18 Tầng 18 152,59 233,65 132,3 206,38
19 Tầng sân thượng 154,94 237,25 110,25 171,71
20 Tầng mái 78,6 120,36 13,37 21,07
Trang 56 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.2.6. Tải trọng động đất
3.2.6.1. Tổng quan về động đất
Trong vỏ trái đât luôn luôn có những hoạt động dịch chuyển. Động đất là kết quả của
ứng suất bên trong sinh ra, gây sự chuyển động chuyển dịch của vỏ quả đất do những vị
trí cân bằng mới luôn luôn hướng về vỏ quả đất. Do hoạt động chuyển dịch tăng ở từng
vùng của quả đất, khi đạt đến cường độ giới hạn sẽ gây ra phá hoại tức thì ở từng vùng
riêng biệt, gây ra động đất. Động đất gây tác động tan rã của đât, làm sụp đổ vỏ quả đất.
Hay nói cách khác động đất là hiện tượng dao động rất mạnh nền đất xảy ra khi một
nguồn năng luợng lớn được giải phóng trong thời gian rất ngắn do sự nứt rạn đột ngột
trong phần vỏ hoặc trong phần áo trên của quả đất. Khi động đất xảy ra, nền có thể bị
mất ổn định kèm theo những chuyển vị lớn trên bề mặt gây ra sự phá hoại các công trình
xây dựng. Những hiện tượng sau đây có thể xảy ra cho nền đất:
Lún sau khi sóng địa chấn đi qua (nền đất có cấu trúc hạt ròi và xốp);
Sụt lở hoặc các chuyển động trên mặt đất;
Hóa lỏng (nền đất bão hòa nước và được tạo thành từ các hạt rời không nén chặt).
Việc nghiên cứu phản ứng địa chấn của một công trình được thực hiện với giả thiết nền
đất ổn định, không có biến dạng thường xuyên. Đối với nền đất có thể bị mất ổn định
khi động đất xảy ra cần phải áp dụng các kỹ thuật gia cố nền trước khi xây dựng. Động
đất làm cho các công trình xây dựng bị phá hoại theo các cách sau:
Bằng lực quán tính sinh ra khi nền đất chuyển động;
Bằng hỏa hoạn phát sinh;
Bằng cách thay đổi các tính chất cơ lý của nền;
Bằng chuyển vị trục tiếp của đứt gãy tại vị trí xây dựng;
Bằng cách tạo ra các sóng nước như sóng địa chấn (sóng thần) hoặc chuyển động chất
lỏng trong các bể chứa và hồ.
Quan niệm hiện đại trong tính toán thiết kế kháng chấn.
Sự làm việc của công trình xây dựng trong thời gian xảy ra động đất phụ thuộc vào hai
yếu tố chính:
Cường độ động đất hoặc độ lớn động đất;
Chất lượng công trình.
Trang 57 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Chất lượng công trình là một yếu tố có độ tin cậy tương đối cao vì nó phụ thuộc vào
những điều kiện có thể kiểm soát được như: Hình dạng công trình, phương pháp tính
toán, cách thức cấu tạo các bộ phận kết cấu chịu lực và không chịu lực, chất lượng thi
công… Còn cường độ động đất là một yếu tố có độ tin cậy rất thấp. Trị số cực đại động
đất dự kiến xảy ra trong thời gian sử dụng công trình.
Do đó quan điểm thiết kế kháng chấn hiện nay là chấp nhận tính không chắc chắn của
hiện tượng động đất để tập trung vào việc thiết kế các công trình có mức độ an toàn chấp
nhân được.
Đánh giá sức mạnh động đất
Vấn đề đánh giá và đo sức mạnh động đất là một vấn đề rất quan trọng, được các nhà
địa chấn học thường xuyên quan tâm nghiên cứu. Trong nhiều thế kỷ qua đã xuất hiện
nhiều cách thức đánh giá định tính và định lượng các chuyển động địa chấn nói riêng và
sức mạnh động đất nói chung. Hiện nay sức mạnh động đất được đánh giá qua: Thang
cường độ động đất; Thang độ lớn động đất.
Thang cường độ động đất
Thuật ngữ “cường độ động đất” được sử dụng ở đây nhằm biểu thị độ mạnh hoặc sức
tàn phá của một trận động đất lên con người và các công trình xây dựng tại một khu vực
cụ thể nào đó. Các thang cường độ động đất đều được lập ra trên cơ sở cảm giác chủ
quan của con người và các mức độ bị phá hoại của các công trình xây dựng khi chịu các
chuyển động địa chấn. Chính vì thế chúng mang yếu tố chủ quan và phụ thuộc vào
khoảng cách chấn tâm lẫn chất lượng xây dựng công trình tại địa điểm đang xét. Trên
thế giới hiện đang sử dụng các thang cường độ sau:
Thang cường độ động đất Mercalli sửa đổi;
Thang cường độ động đất JMA;
Thang cường độ động đất MSK – 64.
Việt Nam hiện đang sử dụng thang cường độ động đất MSK-64 (gồm 12 cấp).
Trang 58 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Thang độ lớn động đất
Hiện nay trên thế giới đang sử dụng thang Richter (tên của một giáo sư địa – vật lý ở
viện công nghệ California (Hoa kỳ)). Nó cho biết độ lớn tổng thể hoặc quy mô của trận
động đất. Khác với cường độ động đất có giới hạn tối đa là cấp 12, độ lớn động đất
không có giới hạn trên.
1 – 2 độ richter 3 – 4 độ richter 5 – 6 độ richter 7 – 8 độ richter
Bảng 3.18 - Mối quan hệ giữa độ lớn và cường độ động đất
Độ lớn M 2 3 4 5 6 7 8
Cường độ I-II III IV-V VI-VII VII-VIII IX-X XI MM
Trang 59 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Việt Nam có tất cả khoảng 30 khu vực có thể phát sinh động đất, mức độ chấn động của
động đất nằm trong khoảng 5.5 đến 6.8 độ Richter, tức là có thể gây hư hại nhẹ về nhà
cửa.
3.2.6.2. Tính toán tải trọng động đất
Cơ sở lý thuyết tính toán
Theo TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5] ta có các phương
pháp phân tích sau:
Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính
Phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động” + Phương pháp “phân tích lực ngang
tương đương”
Phương pháp phi tuyến
Phương pháp tĩnh phi tuyến
Phương pháp phi tuyến theo thời gian
Trang 60 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.12 - Bản đồ phân vùng gia tốc nền lãnh thổ Việt Nam
Trang 61 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Theo TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất.[5] ta có các phương
pháp phân tích sau
Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính
Phương pháp “phân tích phổ phản ứng dao động” + Phương pháp “phân tích lực ngang
tương đương”
Phương pháp phi tuyến
Phương pháp tĩnh phi tuyến
Phương pháp phi tuyến theo thời gian
Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương
Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương là phương pháp trong đó lực quán tính do
động đất sinh ra tác động lên công trình theo phương ngang được thay thế bằng các tĩnh
lực ngang tương đương. Phần lớn các công trình xây dựng thông thường khi thiết kế
kháng chấn đều dùng phương pháp này để tính toán. Lực ngang này có tên là lực cắt đáy
hoặc lực cắt ở chân công trình, được phân phối trở lại trên chiều cao công trình tại các
vị trí có khối lượng tập trung, thường là cao trình bản sàn. Phương pháp phân tích này
có thể áp dụng cho các nhà mà phản ứng của nó không chịu ảnh hưởng đáng kể bởi các
dạng dao động bậc cao hơn dạng dao động cơ bản trong mỗi phương chính. Ưu điểm
của phương pháp này là tính toán nhanh, đơn giản và cho kết quả tính toán với độ chính
xác có thể chấp nhận được. Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương không áp dụng
cho các công trình có hình dạng không đều đặn hoặc có sự phân bố khối lượng và độ
cứng không đồng đều trong mặt bằng cũng như trong chiều cao (xem Điều 4.3.2.2.1[5])
Phương pháp này có thể áp dụng nếu nhà và công trình đáp ứng được cả hai điều kiện
sau đây
3.720
Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động
20 Tra công thức theo Điều 4.3.3.2.1, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu
động đất. [5]
Trang 62 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trước hết, theo cách tính thông thường, xác định mỗi dạng dao động chính của hệ kết
cấu. Tiếp đó là từ phổ phản ứng động đất cho trước, xác định các phổ gia tốc cực đại
ứng với chu kỳ dao động chính. Trên cơ sở này bằng kỹ thuật phân tích dạng, xác định
phản ứng lớn nhất của hệ kết cấu được xác định theo phương pháp tổ hợp thống kê các
phản ứng lớn nhất ở các dạng dao động chính. Phương pháp phân tích phổ phản ứng là
phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà (xem Điều 4.3.3.1 TCVN 9386 –
2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5])
Phương pháp tĩnh phi tuyến
Được thực hiện dưới điều kiện lực trọng trường không đổi và tải trọng nằm ngang tăng
một cách đơn điệu. Phương pháp này có thể áp dụng để kiểm tra tính năng kết cấu của
nhà hiện hữu và nhà được thiết kế với mục đích sau:
Để kiểm tra hoặc đánh giá lại các tỉ số cường độ.
Để xác định các cơ cấu dẻo dự kiến và sự phân bố hư hỏng.
Để đánh giá tính năng kết cấu của nhà hiện hữu hoặc được cải tạo theo các mục tiêu của
tiêu chuẩn liên quan.
Sử dụng như một phương pháp thiết kế thay cho phương pháp phân tích đàn hồi – tuyến
tính có sử dụng hệ số ứng xử q.
Phương pháp phi tuyến theo thời gian
Phản ứng phụ thuộc vào thời gian của kết cấu có thể xác định bằng cách phân tích theo
lịch sử thời gian các phương trình vi phân chuyển động của nó, sử dụng các giản đồ gia
tốc biểu thị các chuyển động nền cho trong Điều 4.3.3.4.3, TCVN 9386 – 2012: Thiết
kế công trình chịu động đất. [5].
Kết Luận: Từ kết quả phân tích theo Bảng 3.8 Công trình có độ cứng không đồng đều
theo chiều cao do đó tĩnh lực ngang tương đương không phù hợp trong việc tính toán tải
trọng động đất. Việc sử dụng phương pháp lịch sử - thời gian cũng gặp nhiều khó khăn
vì không có số liệu bằng gia tốc đo tại địa điểm xây dựng. Trong đồ án này sinh viên
chọn phương pháp phổ phản ứng để xác định tải trọng động đất.
Trang 63 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang
Xác định loại đất nền
Chỉ số SPT trung bình của đất nền : NSPT = 22
Loại đất nền C có 15 < NSPT <50 21
Xác định tỷ số agR/g
22
Gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại Quận 1, Tp.Hồ Chí Minh:
Xác định hệ số tầm quan trọng
Hệ số tầm quan trọng: (Tra bảng phụ lục F,G [5] ứng với công trình nhà
chung cư từ 20 - 60 tầng).
Xác định giá trị gia tốc đất nền thiết kế ag
3.823
Gia tốc nền thiết kế:
Phải thiết kế kháng chấn.
Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép
q = 3,6 - hệ kết cấu hỗn hợp tương đương vách cứng, hoặc hệ vách cứng có lỗ (hệ tường
có dầm liên kết)
21 Tra theo Điều 3.1.2, Bảng 3.1,TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động
22 Tra theo Phụ Lục I,TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5]
23 Tra theo công thức theo Điều 3.2.2.2,TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu
đất. [5]
động đất. [5]
Trang 64 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi
Bảng 3.19 - Giá trị của tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi
Loại nền đất S TB (s) TC (s) TD
C 1,15 0,2 0,6 2,0
Phổ thiết kế không thứ nguyên của công trình được xác định qua các biểu thức sau:
Trang 65 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.20 - Giá trị phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang
T T T STT STT STT (s) Sd (m/s2) (s) Sd (m/s2) (s) Sd (m/s2)
0,0000 0,8019 1,0500 0,4773 2,1000 0,2273 21 42 1
0,0500 0,8103 1,1000 0,4556 2,1500 0,2169 22 43 2
0,1000 0,8186 1,1500 0,4358 2,2000 0,2092 23 44 3
0,1500 0,8270 1,2000 0,4177 2,2500 0,2092 24 45 4
0,2000 0,8353 1,2500 0,4010 2,3000 0,2092 25 46 5
0,2500 0,8353 1,3000 0,3855 2,3500 0,2092 26 47 6
0,3000 0,8353 1,3500 0,3713 2,4000 0,2092 27 48 7
0,3500 0,8353 1,4000 0,3580 2,4500 0,2092 28 49 8
0,4000 0,8353 1,4500 0,3457 2,5000 0,2092 29 50 9
0,4500 0,8353 1,5000 0,3341 2,5500 0,2092 30 51 10
0,5000 0,8353 1,5500 0,3234 2,6000 0,2092 31 52 11
0,5500 0,8353 1,6000 0,3133 2,6500 0,2092 32 53 12
0,6000 0,8353 1,6500 0,3038 2,7000 0,2092 33 54 13
0,6500 0,7711 1,7000 0,2948 2,7500 0,2092 34 55 14
0,7000 0,7160 1,7500 0,2864 2,8000 0,2092 35 56 15
0,7500 0,6683 1,8000 0,2784 2,8500 0,2092 36 57 16
0,8000 0,6265 1,8500 0,2709 2,9000 0,2092 37 58 17
0,8500 0,5897 1,9000 0,2638 2,9500 0,2092 38 59 18
0,9000 0,5569 1,9500 0,2570 3,0000 0,2092 39 60 19
0,9500 0,5276 2,0000 0,2506 3,0500 0,2092 40 61 20
1,0000 0,5012 2,0500 0,2385 3,1000 0,2092 41 62 21
Trang 66 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Phổ thiết kế theo phương đứng.
Thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi
24Công
trình nằm ở Quận 1 với nên không cần
xét đến thành phần đứng của tải động đất. Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng
theo phương đứng.
Tổ hợp tải trọng động đất
Do phản ứng của các dạng dao động riêng theo cả 2 phương thỏa điều kiện
nên các dạng dao nộng riêng này có thể xem là độc lập tuyến tính với nhau. Khi nó tổ
hợp tải trọng động đất được xác nịnh theo phương pháp căn bậc hai của tổng bình
phương:
Trong đó:
EE– hệ quả của tác động động đất đang xét (nội lực, chuyển vị…)
Ei– giá trị của hệ quả tác động của động đất này do dạng dao động riêng thứ i gây ra.
k – số dạng dao động cần xét.
Số dạng dao động cần xét đến trong phương pháp phổ phản ứng là số dạng dao động
góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của công trình. Điều này có thể được thỏa mản
nếu đạt được 1 trong 2 điều kiện sau:
Tổng các trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) được xem xét chiếm ít
nhất 90% tổng trọng lượng của kết cấu.
Tất cả các dạng dao động (mode) có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng trọng
lượng đều được xét đến.
Cũng theo [5] tổng các trọng lượng hữu hiệu đối với tất cả các dạng dao động và với
một hướng cho trước bằng tổng trọng lượng của kết cấu. Như vậy, thì số dạng dao động
cần xét là 24 dạng dao động.
24 Tra theo Điều 4.3.3.5.2,TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5]
Trang 67 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Nói chung nếu dùng kết quả xác định như trên để tổ hợp các hệ quả do các tải trọng khác
gây ra, ta sẽ được các giá trị phản ứng quá thiên về an toàn. Vì thực tế, lực động đất tác
động theo 2 phương ngang vuông góc với nhau không phải lúc nào cùng pha nhau, cho
phép sử dụng tổ hợp sau:
3.925
3.10
3.2.7. Tổ hợp tải trọng
3.2.7.1. Các trường hợp tải trọng
Theo sách “Tính toán tiết diện cột Bê tông cốt thép” của GS.TS.Nguyễn Đình Cống
[18]: “trong những nhà nhiều tầng có tĩnh tải khá lớn so với hoạt tải (g >2p với g và p
là tĩnh tải và hoạt tải) và có chiều cao nhà khá lớn (>40m) thì moment trong dầm và cột
do hoạt tải đứng gây ra là khá bé so với moment do tĩnh tải và tải trọng gió gây ra. Lúc
này có thể tính gần đúng bằng cách bỏ qua các trường hợp xếp hoạt tải đứng cách tầng,
cách nhịp mà gộp toàn bộ hoạt tải sàn và tính tải sàn để tính”. Ngoài ra Điều 13.7.6.3
Tiêu chuẩn ACI 318M-08 [29]
13.7.6.2- When the unfactored live load is variable but does not exceed three-
quarters of the unfactored dead load, or the nature of live load is such that all
panels will be loaded simultaneously , it shall be permitted to assume that
maximum factored moments occur at all sections with full factored live load on
entire slab system.
Lược dịch thì trong trường hợp hoạt tải lớn hơn 75% tĩnh tải thì mới xét đến các
trường hợp chất tải, trong trường hợp ngược lại thì chất đầy hoạt tải.
Từ đó ta có:
25 Tra theo Điều 4.3.3.5.1,TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5]
Trang 68 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.21 - Bảng các trường hợp tải trọng
TT Ký hiệu Loại Ý nghĩa
1 TT DEAD Tĩnh tải
2 HT LIVE Hoạt tải
3 GTX WIND Gió tĩnh theo phương X
4 GTY WIND Gió tĩnh theo phương Y
5 GDX WIND Gió động theo phương X
6 GDY WIND Gió động theo phương Y
7 DDX1 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 1 phương X
8 DDX2 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 2 phương X
9 DDX3 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 3 phương X
10 DDY1 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 1 phương Y
11 DDY2 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 2 phương Y
12 DDY3 QUAKE Động đất ứng với dạng dao động riêng thứ 3 phương Y
Bảng 3.22 - Bảng khai báo các tổ hợp trung gian
TT Ký hiệu Loại Thành phần Ý nghĩa
9 GX ADD GTX,GDX Gió theo phương X
10 GY ADD GTY,GDY Gió theo phương Y
13 DDX SRSS DDX1,DDX2,DDX3… Động đất theo phương X
14 DDY SRSS DDY1,DDY2,DDY3… Động đất theo phương Y
3.2.7.2. Tổ hợp nội lực
Tổ hợp cơ bản
Tổ hợp cơ bản 1: 1,0.Tĩnh Tải + 1,0.Hoạt Tải
TH1: Tĩnh tải + Hoạt tải
TH2: Tĩnh tải + Gió X trái
TH3: Tĩnh tải + Gió X phải.
Trang 69 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
TH4: Tĩnh tải + Gió Y trái.
TH5: Tĩnh tải + Gió Y phải
Tổ hợp cơ bản 2: 1,0.Tĩnh Tải + 0,9 Tổng các hoạt tải tạm thời làm tăng nội lực
cấu kiện
TH6: Tĩnh tải + 0,9( Hoạt tải + Gió X trái)
TH7: Tĩnh tải + 0,9( Hoạt tải + Gió X phải)
TH8: Tĩnh tải + 0,9( Hoạt tải + Gió Y trái)
TH9: Tĩnh tải + 0,9( Hoạt tải + Gió Y phải)
3.2.7.3. Tổ hợp đặc biệt
Theo TCVN 2737-1995 [2]:
Tổ hợp tải trọng đặc biệt do tác động động đất không tính đến tải trọng gió.
Tổ hợp tải trọng đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ.26
Tổ hợp tải trọng đặc biệt có có hai tải trọng tạm thời trở lên, giá trị tải trọng đặc biệt
được lấy không giảm, giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của
chúng được nhân với hệ số tổ hợp như sau: tải trọng tạm thời dài hạn nhân với hệ số
, tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với, trừ những trường hợp đã được
nói rõ trong tiêu chuẩn thiết kế các công trình vùng động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng khác.27
Theo cách hiểu thứ nhất chỉ có một tải trọng tạm thời ta có các tổ hợp tải trọng đặc biệt
sau:
26 Tra theo Điều 2.4.2, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn thiết
27 Tra theo Điều 2.4.5, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn thiết
kế.[2]
kế. [2]
Trang 70 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
TH10: Tĩnh tải + Hoạt tải + DDX + 0,3.DDY.( tác động động đất theo phương X)
TH11: Tĩnh tải + Hoạt tải + 0,3.DDX + DDY.( tác động động đất theo phương Y)
Theo cách hiểu thứ 2 có nhiều tải trọng tạm thời ta có các tổ hợp đặc biệt sau:
TH10: Tĩnh tải + 0,95.HTNH + 0,8.HTDH + DDX + 0,3.DDY.
( tác động động đất theo phương X)
TH11: Tĩnh tải + 0,95.HTNH + 0,8.HTDH + 0,3.DDX + DDY.
( tác động động đất theo phương Y)
Theo TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất. [5]:
Giá trị thiết kế Ed của các hệ quả tác động do động đất gây ra phải được xác định theo
công thức:
3.1128
Trong đó:
Dấu “+” là “tổ hợp với”
G - Tĩnh tải
P - Tải trọng thiết kế ứng suất trước ( với kết cấu không dự ứng lực P = 0).
- Tải trọng động đất.
Q - Tải trọng tạm thời ( hoạt tải).
- Hệ số tổ hợp cho giá trị được coi là lâu dài của tác động thay đổi i.
Các hiệu ứng quán tính của tác động động đất thiết kế phải được xác định có xét đến các
khối lượng liên quan tới tất cả các lực trọng trường xuất hiện trong tổ hợp tải trọng sau:
3.12
28 Tra theo Điều 3.2.4, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất.[5]
Trang 71 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
- Hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi thứ i29
Các hệ số tổ hợp xét đến khả năng là tác động thay đổi không xuất hiện trên
toàn bộ công trình trong thời gian xảy ra động đất. Các hệ số này còn xét đến sự tham
gia hạn chế của khối lượng vào chuyển động của kết cấu do mối liên kết không cứng
giữa chúng.
Bảng 3.23 - Các giá trị đối với nhà
Tác động
Tải trọng đặt lên nhà, loại
Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0,3
Loại B: Khu vực văn phòng 0,3
Loại C: Khu vực hội họp 0,6
Loại D: Khu vực mua bán 0,6
Loại E: Khu vực kho lưu trữ 0,8
Loại F: Khu vực giao thông, trọng lượng xe ≤ 30kN 0,6
Loại G: Khu vực giao thông, 30kN < trọng lượng xe ≤ 160kN 0,3
Loại H: Mái 0
Bảng 3.24 - Giá trị của để tính toán
Loai tác động thay đổi Tầng
Mái 1,0
Các tầng sử dụng đồng thời 0,8 Các loại từ A C*
Các tầng sử dụng độc lập 0,5
Các loại từ D F* và kho lưu trữ
Để đơn giản tính toán, thiên về an toàn tất cả các hoạt tải ta chọn hệ số tổ hợp
29 Tra theo Điều 4.2.4, TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất.[5]
Trang 72 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Các hệ quả của tác động động đất do các thành phần nằm ngang của tác động động đất
có thể xác định bằng cách sử dụng cả hai tổ hợp:
DDX + 0,3.DDY.( tác động động đất theo phương X)
0,3.DDX + DDY.( tác động động đất theo phương Y)
Vậy ta có các tổ hợp đặc biệt sau:
TH10: Tĩnh tải + 0,6.Hoạt tải + DDX + 0,3.DDY.( tác động động đất theo phương X)
TH11: Tĩnh tải + 0,6.Hoạt tải + 0,3.DDX + DDY.( tác động động đất theo phương Y)
3.2.7.4. Kết luận
Như phân tích phía trên theo Điều 2.4.5 [2] Tổ hợp tải trọng đặc biệt có có hai tải trọng
tạm thời trở lên, giá trị tải trọng đặc biệt được lấy không giảm, giá trị tính toán của tải
trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp như sau:
tải trọng tạm thời dài hạn nhân với hệ số , tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân
với, trừ những trường hợp đã được nói rõ trong tiêu chuẩn thiết kế các
công trình vùng động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng khác.
Vậy ta phải sử dụng tổ hợp tải trong theo TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình
chịu động đất.[5]
Công trình là chung cư, như đã phân tích ở trên thiên về an toàn trong trường hợp tổ hợp
có động đất thì hệ số hoạt tải bằng 0,6
Trang 73 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.25 - Bảng tổ hợp tải trọng
TT TÊN TỔ HỢP CẤU TRÚC TỔ HỢP
1 COMB1 TT + HT + PT-Final
2 COMB2 TT + GX + PT-Final
3 COMB3 TT + GY + PT-Final
4 COMB4 TT – GX + PT-Final
5 COMB5 TT – GY + PT-Final
6 COMB6 TT + 0,9(HT+GX) + PT-Final
7 COMB7 TT + 0,9(HT+GY) + PT-Final
8 COMB8 TT + 0,9(HT-GX) + PT-Final
9 COMB9 TT + 0,9(HT-GY) + PT-Final
10 COMB10 TT + 0,6HT+DDX + PT-Final
11 COMB11 TT + 0,6HT+DDY + PT-Final
12 COMB12 TT + 0,6HT-DDX + PT-Final
13 COMB13 TT + 0,6HT+DDY + PT-Final
14 BAO ENVE(COMB1, COMB2,…COMB13)
3.2.7.5. Tính toán với sự trợ giúp của máy tính
Phần này trình bày cách sử dụng chương trình Etabs để khai báo tải trọng động đất theo
phương pháp phổ phản ứng.
Định nghĩa phổ gia tốc nền
Trong phương pháp này, tính toán các giá trị của phổ phản ứng gia tốc như trình bày ở
trên và lưu vào 1 file *.txt, nội dung của file này như sau:
Trang 74 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.13 – Giá trị phổ phản ứng ngang sau khi tính toán
Khai báo phổ phản ứng gia tốc trong Etabs theo các bước sau đây:
Vào menu Define Response Spectrum Functions, cửa số Define Response
Spectrum Functions sẽ xuất hiện
Trang 75 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong mục Choose Function Type to Add, chọn Spectrum from File. Click Add New
Function, cửa sổ Response Spectrum Function Definition sẽ xuất hiện
Trong mục Values are, chọn Period vs Value, click Browe để chọn file.
Trang 76 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Định nghĩa trường hợp tải trọng động đất
Vào menu Define Response Spectrum Case, cửa số Define Response Spectra sẽ
xuất hiện.
Click Add New Spectrum, cửa sổ Response Spectrum Case Data sẽ xuất hiện
Trang 77 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Spectrum Case Name (tên trường hợp tải) – DDX, DDY;
Damping (hệ số hãm) – 0,05; + Modal Combination (tổ hợp dạng) – CQC;
Directional Combination (tổ hợp hướng) – SRSS;
Input Response Spectra (chỉ định hàm gia tốc nền): PHONGANG ( cho U1 và U2 vì
không xét đến gia tốc theo phương đứng)
Eccentricity (độ lêch tâm gây nên xoắn) – Ecc.Ratio (All Diaph): 0,05
Trang 78 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.3. LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
3.3.1. Đặt vấn đề
Trong xây dựng nhà cao tầng sử dụng công nghệ ứng lực trước thường chỉ ứng lực trước
cho các cấu kiện chịu uốn hay chịu kéo như sàn và dầm còn các cấu kiện khác như cột,
vách thường sử dụng bê tông cốt thép không căng. Lực nén trước là một dạng tải trọng
đặc biệt tác động vào kết cấu thường có giá trị lớn và gây ra những ứng suất và biến
dạng không những trong cấu kiện ứng lực trước mà còn trong nhưng cấu kiện không
ứng lực trước khác như cột và vách trong hệ kết cấu nhà cao tầng.
Tuy nhiên trong thiết kế tính toán thông thường các nhà thiết kế tách riêng từng sàn và
chỉ tính ứng lực của cáp đối với sàn mà ít quan tâm đến ảnh hưởng của ứng lực trước
đến các kết cấu khác như cột vách…
Câu hỏi đặt ra là khung nhà cao tầng khi có xét đến ảnh hưởng của cáp và không xét
đến ảnh hưởng của cáp khác nhau ra sao? Vậy liệu chỉ xét ảnh hưởng của cáp đến các
cấu kiện ứng lực trước mà bỏ qua những ảnh hưởng của chúng đến các kết cấu khác
như trên thì có an toàn cho hệ kết cấu nhà cao tầng không?
Để làm sáng tỏ hơn vấn để trên sinh viên xét khung nhà một tầng với dầm ngang được
ứng lực trước còn cột khung là kết cấu bê tông cốt thép không ứng lực trước. Như đã
trình bày ở các chương trước thì để mô hình ảnh hưởng của cáp ứng lực trước vào kết
cấu có thể sử dụng phương pháp cân bằng tải trọng và với khung nhà 1 tầng này giả thiết
thành phần cân bằng của cáp ứng lực trước gồm thành phần lực hướng lên và thành phần
lực nén tại nút khung. Phân tích khung với 2 trường hợp sau:
3.3.1.1. Trường hợp 1
Khung chịu tác động của tải trọng đứng (tĩnh tải và hoạt tải) và các thành phần ứng lực
trước như Hình 3.14.
Trang 79 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.14 - Trường hợp khung chịu tải trọng đứng và thành phần ứng lực trước
Nhận xét 1
Trong trường hợp khung chịu tải trọng đứng (tĩnh tải + hoạt tải) thì khi có xét thành
phần ứng lực trước trong khung thì mômen trong vách nhỏ hơn khi không xét đến ứng
lực trước.
3.3.1.2. Trường hợp 2
Khung chịu tác động của tải trọng ngang (tải trọng gió hoặc động đất) và các thành phần
ứng lực trước như Hình 3.15
Trang 80 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.15 - Trường hợp khung chịu tải trọng ngang và thành phần ứng lực trước
Nhận xét 2
Trong trường khung chịu tải trọng ngang thì khi có xét đến ảnh hưởng của ứng lực trước
thì mômen trong cột lại tăng lên đáng kể so với trường hợp không có xét như
Từ 2 trường hợp phân tích ở trên, chúng ta dễ dàng nhận thấy trong tổ hợp nội lực cần
phải xét đến thành phần ứng lực trước ảnh hưởng đến kết cấu khung để tránh những sai
lầm đáng tiếc trong kết quả tính toán và bố trí cốt thép cho thành phần kết cấu chịu lực
còn lại không ứng lực trước như cột và vách…
3.3.2. Quy trình thiết kế
Bước 1: Tách riêng thiết kế các cấu kiện ứng lực trước trong kết cấu
Trang 81 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 2: Xác định tải trọng cân bằng của thành phần ứng lực trước
Từ hình dạng cáp, số lượng cáp trong từng dải trên cột và dải giữa nhịp trong sàn ta quy
về tải trọng tương đương bằng phương pháp cân bằng tải trọng mà sinh viên đã nêu ở
Mục Error! Reference source not found. của đồ án này.
Bước 3: Mô hình khung với các phần tải trọng ứng lực trước
Sau khi quy đổi cáp về tải trọng tương đương ta đưa các tải trọng này vào tính
toán kết cấu toàn bộ khung.
Bước 4: Tổ hợp nội lực
Thành phần ứng lực trước luôn tồn tại trong kết cấu nên có thể xem là tỉnh tải. Do đó
khi tổ hợp nội lực lấy hệ số tổ hợp là 1 và tuân thủ theo TCVN 9386 – 2012: Thiết kế
công trình chịu động đất.
Bước 5: Tính toán và bố trí thép cho cấu kiện không ứng lực trước.
3.3.3. Một số lưu ý khi xét ảnh hưởng thành phần ứng lực trước trong kết cấu nhà cao tầng
Việc mô hình toàn bộ kết cấu và chất vào mô hình các tải tính toán lên công trình là
không phù hợp với điều kiện làm việc thực của công trình.
Vì thực chất là công trình được xây từng tầng. Do đó tải trọng của tầng trên chỉ ảnh
hưởng đến tầng dưới nó. Trong trường hợp mô hình cả công trình thì tải trọng tầng dưới
tác dụng cả tầng dưới lẫn tầng trên nó. Do đó việc mô hình hóa toàn bộ kết cấu với các
tải trọng tương ứng như hiện nay đang tính toán là chưa chính xác.
Tương tự thì ảnh hưởng của ứng lực trước trong công trình cũng vậy, việc kéo cáp theo
từng tầng, trong trường này các tầng trên vẫn chưa được thi công do đó ứng lực trước
chỉ tác dụng lên các tầng phía dưới nó mà không tác dụng lên tầng trên nó. Để cụ thể
hơn sinh viên minh họa bằng hình vẽ sau:
- Khi ứng lực trước tầng thứ N thì cột tầng thứ N sẽ bị chuyển vị một đoạn là .
Trang 82 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
- Khi xây tiếp tầng thứ N+1 thì thành phần lực ứng lực trước của tầng thứ N không còn
ảnh hưởng đến tầng thứ N+1 nữa. Vì thực chất là xây lên một cột đã bị chuyển vị trước.
- Tương tự khi xây tiếp tầng thứ N+2 thì thì thành phần lực nén của tầng thứ N+2 chỉ
ảnh hưởng đến tầng thứ N và N+1 mà không ảnh hưởng đến tầng N+3
Do đó khi xét đến ảnh hưởng của thành phần ứng lực trước ta phải xét đến các giai
đoạn thi công và trình tự căng cáp.
Tuy nhiên do thời gian làm đồ án không cho phép nên trong đồ án sinh viên chấp nhận
giả thiết quan niệm tính toán kết cấu truyền thống là giả thiết đã có toàn bộ công trình
và chất các tải tương ứng lên công trình đó.
Trang 83 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
3.3.4. Các giả thiết khi tính toán cho mô hình công trình
Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang). Không kể biến dạng
cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử. Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn
tầng này đến các sàn tầng kế bên.
Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau. Các cột
đều được ngàm tại chân cột ngay tại mặt đài móng.
Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này truyền vào công trình dưới dạng
lực phân bố đều trên các sàn và sàn truyền các lực này sang hệ vách. Biến dạng dọc trục
của sàn, của dầm xem như là không đáng kể và được bỏ qua trong tính toán.
3.4. MÔ HÌNH CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC
Có 2 cách để mô hình ảnh hưởng của sợi cáp vào trong mô hình tính toán của cấu kiện
bê tông ứng lực trước. Mô hình bằng cách quy về tải trọng tương đương nêu ở và mô
hình sợi cáp thực trong phần tử hữu hạn.
3.4.1. Quỹ đạo cáp ứng lực trước
Thép ƯLT trong sàn căng sau thường sử dụng cáp 7 sợi có dính kết hoặc không dính
kết. Quỹ đạo cáp đóng vai trò quan trọng đối với sự làm việc của kết cấu sàn bê tông
ƯLT. Quỹ đạo của cáp thường bố trí gần giống với hình dạng biều đồ momen dưới tác
dụng của tải trọng tiêu chuẩn nhằm tạo hiệu quả tốt nhất về hạn chế độ võng. Thông qua
độ cong của cáp, ƯLT tạo ra tải trọng lên bê tông cân bằng một phầnhoặc toàn bộ tải
trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cấu kiện.
Tuy nhiên điều này không luôn xảy ra vì bởi vì những điều kiện đặt tải khác nhau và
những giới hạn hình học của cáp ứng lực trước. Để thuận tiện cho việc phân tính kết cấu
và có thể sử dụng các hàm tích phân thì cáp ứng lực trước được mô hình bằng đường
cong toán học.
Sau đây chúng ta xem xét một sàn bê tông ƯLT, do tải trọng tác dụng lên sàn chủ yếu
là tải trọng phân bố đều. Vì vậy quỹ đạo cáp được chọn là đường parabol như Error!
Reference source not found. (a) theo biểu đồ mômen.
Trang 84 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.16 - Hình dạng cáp của sàn liên tục nhiều nhịp chịu tải phân bố đều
Tuy nhiên với cấu kiện dạng dầm liên tục như Error! Reference source not found. (a)
thì cáp không thể bố trí với độ cong tương tự như biểu đồ mômen, do việc tạo ta các góc
nhọn của cáp tại các gối tựa. Người ta phải loại bỏ các góc nhọn này để tránh làm tổn
hao ứng suất do ma sát rất lớn tại gối tựa, và tập trung ứng suất cục bộ quá lớn trên bê
tông.
Vì vậy các đường cáp parapol ở hai nhịp liền kề thường được nối với nhau bằng một
đoạn đường cong parabol bậc hai hoặc cung tròn có bán kính cong đối với
những bó cáp lớn và với cáp nhỏ (tao đơn) như Error! Reference source not
found. (b).
Để dễ dàng định vị quỹ đạo rải cáp, thì một số tác giả đề nghị dạng cáp parabol đơn giản
hơn như sau (tham khảo Báo Cáo Tổng Kết Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học của
trường Đại học Xây Dựng Hà Nội, Mã số: B2000-34-77, đề tài “ỨNG DỤNG KẾT
CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG CÁC KẾT CẤU SÀN
NHIỀU NHỊP”):
Trang 85 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.17 - Sơ đồ rải cáp đơn giản
Trong Phụ lục C của Concrete society – Technical Report No 43 (1994), Post –
tensioned Concrete Floors – Design Handbook 1st Ed.[33], nội dung của TR43 là có
nêu cách xác định các thông số cáp khi bố trí theo hình dạng parabol chính xác như sau:
Trang 86 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.18 - Đặc trưng hình học của cáp
Xem xét parabol AB, BCD, và DE
Parabol AB
BCD
DE
Parabol AB
DE
Đặt và
Parabol BCD
Và
Để tìm độ nghiêng của parabol tại một điểm bất kỳ ta lấy đạo hàm , từ đó ta tìm được
góc uốn tại B và D
Trang 87 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Parabol AB
BCD
Hoặc
DE
Để đường cong là liên tục thì các góc tai điểm uốn B và D phải bằng nhau, nên ta có:
Và
Thay k1 và k2 vào phương trình và ta được:
và
Thay k1 và k2 vào phương trình của parabol BC và
ở trên ta được: và
Từ đó ta sẽ tính được giá trị k cho mỗi trường hợp:
Và
Trang 88 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Ta được phương trình bậc hai sau:
Trong đó:
Giải phương trình trên chúng ta tìm được nghiệm:
Khi tìm được L’, thì chúng ta có thể tínhd được a1 và a2 như sau:
Trong trường hợp thì
3.4.2. Tính toán tải trọng tương đương do cáp
Để mô hình cáp ứng lực trước trong tính toán, người ta thay cáp bởi các tải trọng tương
đương như đã nêu. Tùy theo hình dạng và vị trí của cáp ứng lực trước trong sàn mà có
những tải trọng tương đương tương ứng. Sau đây là một số hình dạng cáp và tải trọng
tương đương tương ứng
Trang 89 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.19 - Hình dạng cáp
Trang 90 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 3.20 - Sơ đồ tải trọng tương đương
Sau đây là sinh viên chỉ tóm tắt một số cách tính tải trọng tương đương cần thiết với một
số trường hợp cụ ở trên để phục vụ cho đồ án này.
Trang 91 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 3.26 - Tải trọng tương đương trong mô hình cáp
TẢI TRỌNG TƯƠNG HÌNH DẠNG CÁP ĐƯƠNG
M = F.(CGR - CGL)
Trang 92 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
M= F.(eR – eL)
M = Fe
3.5. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Trong phạm vi đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm sau để phân tích nội lực của
mô hình:
Phần mềm SAP2000: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích các cấu kiện tổng quát.
Phần mềm ETABS: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công
trình.
Phần mềm SAFE: phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích cấu kiện dạng tấm (bản
sàn, móng bè,…)
Phần mềm CSI COLUMN: phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích kiểm tra khả
năng chịu lực của cấu kiện
Phần mềm Plaxis 8.5
Trang 93 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ
4.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
4.1.1. Kích thước sơ bộ
Cầu thang tầng 3 - 18 của công trình này là cầu thang 2 vế dạng bản. Mỗi vế gồm 10
bậc thang với kích thước: ; .
Góc nghiêng cầu thang:
Chiều dày bản thang đươc chọn sơ bộ theo công thức :
4.130
Chọn bề dày bản thang như sơ bộ chọn .
Hình 4.1 – Mặt bằng cầu thang bộ
Dầm sàn và dầm chiếu nghỉ có kích thước được chọn sơ bộ là :
30 Tra công thức (1.16) theo Mục 1.4.2, Võ Bá Tầm (2014), Kết cấu Bê tông cốt thép,
tập 3 cấu kiện đặc biệt. Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh. [11]
Trang 94 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.231
Chọn chiều kích thước dầm thang .
4.1.2. Tải trọng
4.1.2.1. Tĩnh tải
Hình 4.2 - Cấu tạo bản thang
Tĩnh tải được xác định theo công thức sau: 4.3
Trong đó:
: là khối lượng lớp thứ i;
: Chiều dày tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng;
31 Tra theo công thức (1.17), Mục 1.4.2 Võ Bá Tầm (2014), Kết cấu Bê tông cốt thép,
tập 3 cấu kiện đặc biệt. Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.[11]
Trang 95 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
: hệ số tin cậy thứ i. 32
Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức sau:
4.4
Trong đó:
: Chiều cao bậc thang;
: Góc nghiêng của thang.
Để xác định chiều dày tương đương của lớp gạch, đá mài, vữa xi măng:
4.5
Trong đó:
: Chiều dài bậc thang;
: Chiều cao bậc thang;
: Chiều dày tương đương của lớp thứ i;
: Góc nghiêng của thang.
Đá mài:
4.1.2.2. Hoạt tải
4.6
32 Theo công thức Bảng 1, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
thiết kế. [2]
Trang 96 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong đó:
: Hoạt tải tiêu chuẩn33
: Hệ số tin cậy.34
Bảng 4.1 – Tải trọng tác dụng lên bản thang
Vật liệu n Tải trọng (kN/m3) Chiều dày (mm) Tải tính toán (kN/m2) Chiều dày tương đương (mm)
Gạch ceramic 10 20 1,2 0,34 14
Vữa xi măng 20 18 1,3 0,63 27
Bậc thang(gạch xây) 160 18 1,2 1,54 71 Tĩnh tải
Lớp bê tông cốt thép 120 25 1,1 3,30 120
Vữa xi măng 15 18 1,3 0,47 20
Cầu thang 300 1,2 3,60 Hoạt tải
Tổng cộng 10,18
Khối lượng của tay vịn bằng sắt + gỗ bằng 0,30 (kN/m).
Tải trọng tác dụng trên 1m bề rộng bản thang
Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ, chiếu tới
33 Tra theo Điều 4.3.1, bảng 3, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
34 Tra theo Điều 4.3.3 TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn thiết
thiết kế. [2]
kế.[2]
Trang 97 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 4.3 - Cấu tạo bản chiếu nghỉ, chiếu tới
Bảng 4.2 – Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ, chiếu tới
Vật liệu Tải trọng HSVT n Tải tính toán (kN/m2) (kN/m3) Chiều dày (mm)
10 20 1,2 0,24 Gạch ceramic
20 20 1,2 0,43 Vữa xi măng
Tĩnh tải 12 25 1,1 3,30 Lớp bê tông cốt thép
15 15 1,2 0,32 Vữa xi măng
300 1,2 3,60 Cầu thang Hoạt tải
7,89 Tổng cộng
Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ .
Trang 98 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.2. MÔ HÌNH 3D BẢN THANG
4.2.1. MÔ HÌNH 3D CẦU THANG BỘ VÀO CÔNG TRÌNH
Hình 4.4 – Mô hình 3D cầu thang trong công trình LUCKY TOWER
Sau đó chọn cầu thang bộ của tầng 3 từ mô hình để xuất sang SAP tiến hành tính
toán.
Ghi chú: Khi xuất sang SAP các vị trí liên kết với các cấu kiện khác được thể
hiện bằng hình ảnh liên kết ngàm
Trang 99 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.2.2. Kết quả nội lực
Hình 4.5 – Moment tại gối B’
Hình 4.6 – Moment tại gối trái
Trang 100 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 4.7 – Moment tại nhịp giữa
Hình 4.8 – Moment tại gối phải
Trang 101 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 4.9 – Moment tại nhịp biên phải
Hình 4.10 – Moment tại gối B’’
Trang 102 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.3. TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Tính toán bản thang
Bảng 4.3 – Bảng tổng hợp nội lực của sơ đồ
Nhịp giữa Gối B’ Nhịp biên trái Moment Nhịp biên phải Gối B’’ Mgiữanhịp Gối phải Mph MB’ (kN.m) (kN.m) Gối trái Mtr (kN.m) Mphnhipbiên (kN.m) MB” (kN.m) (kN.m) Các trường hợp Mtr nhịp biên (kN.m)
-5,38 2,62 -8,58 4,98 -5,10 -0,99 -0,57
Kết luận: Đối với bản thang như phân tích trên thiên về an toàn lấy max của hai trường
hợp đi thiết kế thép cho bản thang
Chọn a =30 mm h0 = h – a = 120 – 30 = 90 (mm) *Với điều kiện đổ tại công trường
, .
; ;
min = 0.05% < <
Trang 103 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 4.4 – Bảng tính thép
Tính thép Chọn thép
Moment
Max Vị trí As d s As chọn h0 m Hàm lượng thép Hàm lượng thép
(kN.m) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)
0,043 0,044 0,24 219 90 10 200 393 0,44 Gối B’ -5,38
0,021 0,021 0,24 80,6 90 8 200 252 0,28 Nhịp bên trái 2,62
0,084 0,088 0,48 434 90 10 150 523 0,58 Gối trái -8,58
0,041 0,042 0,29 154 90 8 200 252 0,28 Nhịp giữa 4,98
0,044 0,045 0,24 220 90 10 200 393 0,44 Gối phải -5,10
0,0008 0,0008 30,2 0,0001 90 8 200 252 0,28 Nhịp bên phải -0,99
0,0046 0,0046 16 0,02 90 10 200 393 0,44 Gối B’’ -0,57
Bố trí cốt thép tại lỗ thăm: Diện tích cốt thép gia cường cho lỗ thăm phải lớn hơn diện tích cốt thép bỏ đi tại diện tích của lỗ thăm
gia cố cho 1 bên miệng lỗ thăm.
(0,6x0,6=0,36 m2). Chọn 2d14 = 3,08cm2
Trang 104 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.4. TÍNH TOÁN DẦM THANG
4.4.1. Moment và lực dọc của dầm
Theo tài liệu Mục 1.4.1, Võ Bá Tầm (2014), Kết cấu Bê tông cốt thép, tập 3 cấu kiện đặc biệt. Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.[11] Ta phân phối Mn = 0,7 Mmax = 58,03 (kN.m) Mg = 0,4 Mmax =33,16 (kN.m)
4.4.2. Tính cốt thép dọc Chọn a = 40 mm h0 = h – a = 300 – 40 = 260 (mm) Với điều kiện đổ tại công trường . ,
; ;
min = 0.05% < <
Bảng 4.5 - Bảng tính thép bản nắp
Tính thép Chọn thép
h0 d Vị Trí Momen (kN.m) b (mm) As (mm2) μ (%) (mm) (mm) As chọn (mm2)
Gối -33,16 200 260 0,160 0,175 383 2Ф16 402 0,77
Nhịp 58,03 200 260 0,281 0,337 736 2Ф22 760 1,46
4.4.3. Tính cốt thép đai
Tính cốt đai cho dầm tiết diện bxh=200x300
Trang 105 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Khả năng chịu cắt của bê tông
4.735
Cần tính cốt thép đai.
Tính cốt đai:
Dùng đai d8
Bước đai tính toán
Bước đai cực đại
Bước đai cấu tạo: (ứng với h = 300 mm < 450 mm)
cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
Khoảng cách thiết kế của cốt đai
Chọn cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
Chọn cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
d8s150 trong phạm vi gần gối tựa
d8s200 cho phạm vi giữa dầm.
35 Tra công thức theo Điều 6.2.3.3, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
Trang 106 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
4.5. KẾT QUẢ CHUYỂN VỊ
Hình 4.11 – Chuyển vị tại nhịp trái
Hình 4.12 – Chuyển vị tại nhịp giữa
Trang 107 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 4.13 – Chuyển vị tại nhịp phải
Sàn với trần có sườn và cầu thang:
khi L < 5 m: 4.836
Nhịp Trái:
Nhịp Giữa:
Nhịp Phải:
36 Tra theo Điều 4.2.11, Bảng 4,TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
Trang 108 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI
5.1. CHỌN KÍCH THƯỚC BỂ
Bể nước mái: cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng
nước cho cứu hỏa. Chọn bể nước mái để tính toán. Bể nước mái gồm 2 bể được đặt trên
2 lõi thang, ở vị trí giới hạn bởi khung trục 2’-B’; 3’-B’; 3’-B’’; 2’-B’’. Sơ bộ tính nhu
cầu sử dụng nước như sau: chung cư có 18 tầng, trong đó từ tầng 3 trở lên là căn hộ, mỗi
tầng có 12 căn và mỗi căn trung bình có 5 nhân khẩu. Tiêu chuẩn dùng nước trung bình:
(l /người.ngày.đêm) 37
Hệ số điều hòa: Kngày = 1,5(1,35 ÷ 1,5)
Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt trong ngày đêm:
/ngày.đêm.
Qmax.ngàyđêm = qsh x N x Kngày/1000=165.480.1,5/1000=119 m3
Từ lượng nước cần cung cấp, chọn bể nước có kích thước LxBxH=7,0x6,1x1,8(m),
lượng nước chứa được của bể là 77 (m3); bể nước được đổ bê tông toàn khối, có nắp
đậy. Lỗ thăm nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600(mm). Như vậy chọn 2 hồ nước
mái có kích thước trên và mỗi ngày bơm tự động một lần với dung lượng nước cung cấp
77.2 = 154 m3 để cung cấp từ tầng 12 đến tầng mái, Còn bể nước ngầm sẽ cung cấp từ
tầng trệt đến tầng 12.
5.2. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
5.2.1. Kích thước sơ bộ
Bể nước mái có kích thước 7,0x5,8x1,8 (m3), đáy hồ cách sàn mái 1,7m. Cao trình nắp
bể +65,7m. Bể nước (gồm đáy bể, thành bể, nắp bể) được đúc bê tông cốt thép toàn khối.
Sơ bộ chọn chiều dày nắp bể theo công thức sau:
Chọn chiều dày bản nắp hb= 8 cm
37 Tra theo Điều 2.3 Bảng 2-1, TCXD 33-1985: Tiêu chuẩn thiết kế Cấp nước – Mạng
lưới bên ngoài công trình. [8]
Trang 109 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Sơ bộ chọn chiều dày bản thành bể theo công thức sau:
Chọn chiều dày bản thành hb = 12 cm
Do bản đáy vừa phải chịu tải trọng bản thân, vừa phải chịu cột nước cao 1,8m (18 kN/m2)
và có yêu cầu chống nứt, chống thấm cho nên chiều dày bản đáy thông thường dày hơn
chiều dày sàn thường từ (1,2 ÷ 1,5) lần.
Chọn chiều dày bản đáy hb = 14 cm
Hình 5.1 - Kích thước bản nắp và bản đáy
Sơ bộ chọn kích thước dầm nắp: DN1 (200x400), DN2 (200x400). Chọn kích thước dầm
đáy: DD1 (300x500), DD2 (300x500), DD3 (200x400), DD4 (200x400).
Hình 5.2 - Kích thước dầm nắp và dầm đáy
Trang 110 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.2.2. Vật liệu
. Bê tông B30:
. Thép AI :
. Thép AIII :
5.2.3. Tải trọng
5.2.3.1. Bản nắp:
Tĩnh tải : gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo .
Bảng 5.1 - Tải trọng tác dụng lên bản nắp
i Chiều dày Tải tiêu chuẩn Tải tính toán Vật liệu Hệ Số Vượt Tải Tải trọng (kN/m3) (mm) (kN/m2) (kN/m2) n
20 18 0,36 1,3 0,47 Vữa xi măng
80 25 2 1,1 2,2 Bản bê tông cốt thép Tĩnh tải
20 18 0,36 1,3 0,47 Vữa trát + chống thấm
3,14 Tổng khối lượng
Hoạt tải
Nắp bể chỉ có hoạt động sửa chữa, không có hoạt tải sử dụng, ta lấy hoạt tải phân bố là
38
Hoạt tải sửa chữa:
Tổng tải trọng:
38 Tra theo Điều 4.3.1, Bảng 3,TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
thiết kế. [2]
Trang 111 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.2.3.2. Bản thành
Tải trọng ngang của nước
Biểu đồ áp lực có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu.
Tại đáy bể (z =1,8m):
Tải trọng của gió
Tp.HCM thuộc vùng áp lực gió II-A, lấy giá trị áp lực gió W0 = 0,83(kN/m2) là Công
trình thuộc địa hình C,cao trình nắp bể so với mặt tự nhiên:
z = 65,7 + 1,2 = 66,9 (m)
5.139
Bảng 5.2 – Độ cao Gradient và hệ số mt 40
Dạng địa hình (m)
A 250 0,07
B 300 0,09
C 400 0,14
Tải trọng gió hút :
39 Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành phần động
40 Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1, Bảng A.1, TCVN 229–1999: Chỉ dẫn tính thành
của tải trọng gió.[3]
phần động của tải trọng gió.[3]
Trang 112 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Tải trọng gió đẩy :
5.2.3.3. Bản đáy
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo
Bảng 5-5: Bảng tải trọng của các lớp cấu tạo
γ Vật liệu Tải trọng (kN/m3) Chiều dày (mm) Tải tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ Số Vượt Tải n Tải tính toán (kN/m2)
10 20 0,20 1,2 0,24 Gạch men
40 18 0,72 1,3 0,94 Lớp vữa tạo dốc
3 18 0,054 1,3 0,0702 Lớp chống thấm
Tĩnh tải 140 25 3,50 1,1 3,85 Bản bê tông cốt thép
15 18 0,27 1,3 0,35 Vữa trát
4,744 5,45 Tổng tĩnh tải
Tải trọng nước
Tải trọng nước khi đầy bể (h=1,8m):
Hoạt tải
Đối với bản đáy không kể đến hoạt tải sửa, vì khi sửa chữa bể không chứa nước.
Tổng tải trọng:
5.3. SƠ ĐỒ TÍNH
Với cách sơ đồ hóa các hệ dầm như trên, nghĩa là xét riêng từng cấu kiện để tính rồi
truyền tải trọng thẳng đứng từ bản nắp vào dầm nắp, từ bản đáy, bản thành, nước vào
dầm đáy, và tải gió mà bỏ qua ảnh hưởng của bản thành khi bể chứa nước.
Trang 113 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trên thực tế, khi sử dụng bản thành chịu tải trọng ngang của áp lực nước và gió, từ đó
làm xuất hiện các vấn đề hạn chế khi giải nội lực dầm nắp và dầm đáy theo cách truyền
thống như sau:
Xuất hiện phản lực VB tại vị trí liên kết khớp với dầm nắp dầm nắp là cấu kiện chịu
uốn 2 phương.
Xuất hiện phản lực VA và moment MA tại vị trí liên kết ngàm với dầm đáy dầm đáy
là cấu kiện chịu uốn 2 phương và xoắn.
Hình 5.3 – Mô hình 3D hồ nước
Trang 114 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.4. Tải trọng và tổ hợp tải trọng
5.4.1. Các trường hợp tải trọng tác dụng lên hồ nước mái
Hình 5.4 – Tĩnh tải hoàn thiện phân bố trên bản nắp (đơn vị: kN/m)
Hình 5.5 – Tĩnh tải hoàn thiện phân bố trên bản đáy (đơn vị: kN/m2)
Trang 115 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.6 – Tải trọng nước và phân bố trên bản đáy (đơn vị: kN/m2)
Hình 5.7 - Hoạt tải trên bản nắp (đơn vị: kN/m2)
Trang 116 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.8-Tải trọng nước phân bố trên bản thành (đơn vị: kN/m2)
Tải trọng gió được nhập trực tiếp lên bản thành dạng phân bố đều trên diện tích với độ
lớn của tải trọng gió như sau :
Gió đẩy : 0,9 kN/m2
Gió hút : 0,7 kN/m2
Bảng 5.3: Bảng tổ hợp tải trọng tính toán hồ nước mái
Loại Cấu trúc tổ hợp Ý nghĩa Tên tổ hợp
COMB1 ADD 1,0 TT + 1,0 HT Tính bản nắp, cột
COMB2 ADD 1,0 TT + 1,0 NUOC Tính bản đáy, cột
COMB3 ADD 1,0 TT + 1,0 GX Tính bản thành, cột
COMB4 ADD 1,0 TT + 1,0 GXX Tính bản thành, cột
Trang 117 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Loại Cấu trúc tổ hợp Ý nghĩa Tên tổ hợp
COMB5 ADD 1,0 TT + 1,0 GY Tính bản thành, cột
COMB6 ADD 1,0 TT +1,0 GYY Tính bản thành, cột
COMB7 ADD 1,0 TT + 0,9 NUOC + 0,9 GX Tính bản thành, cột
COMB8 ADD 1,0 TT + 0,9 NUOC +0,9 GXX Tính bản thành, cột
COMB9 ADD 1,0 TT + 0,9 NUOC + 0,9 GY Tính bản thành, cột
COMB10 ADD 1,0 TT + 0,9 NUOC + 0,9 GYY Tính bản thành, cột
BAO ENVE MAX(COMB1,COMB2,…,COMB10) Tính dầm đáy và dầm nắp
5.4.2. Momen trong bản nắp, bản đáy, bản thành.
Các giá trị momen gối và nhịp trong SAP
5.4.2.1. Momen gối và nhịp tại bản nắp
Hình 5.9 - Momen nhịp theo phương cạnh ngắn M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Trang 118 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.10 - Momen gối theo phương cạnh ngắn M I-I ( đơn vị kN.m)
Hình 5.11 - Momen nhịp theo phương cạnh dài M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Trang 119 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.12 - Momen gối theo phương cạnh dài M II-II ( đơn vị kN.m)
5.4.2.2. Momen gối và nhịp tại bản đáy
Hình 5.13 - Momen nhịp theo phương cạnh ngắn M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Trang 120 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.14 - Momen gối theo phương cạnh ngắn M I-I ( đơn vị kN.m)
Hình 5.15 - Momen nhịp theo phương cạnh ngắn M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Trang 121 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.16 - Momen gối theo phương cạnh ngắn M II-II ( đơn vị kN.m)
5.4.2.3. Momen gối và nhịp tại bản thành
Bản thành có nhịp 6,1 m
Hình 5.17 - Momen nhịp theo phương M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Trang 122 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.18 - Momen gối theo M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Hình 5.19 - Momen nhịp theo M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Trang 123 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.20 - Momen gối theo M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Bản thành có nhịp 7 m
Hình 5.21 - Momen nhịp theo M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Trang 124 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.22 - Momen gối theo M 1-1 ( đơn vị kN.m)
Hình 5.23 - Momen nhịp theo M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Trang 125 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.24 - Momen gối theo M 2-2 ( đơn vị kN.m)
Bản thành có moment lớn ở nhịp 6,1 m theo phương cạnh ngắn, ta lấy giá trị theo
phương này thiết kế thép cho cách vị trí còn lại.
Trang 126 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.4.2.4. Momen và lực cắt của dầm nắp và dầm đáy
Hình 5.25 - Moment uốn Mx (đơn vị: kN/m)
Hình 5.26 - Momen uốn Mx của dầm nắp và dầm đáy DN1 và DD1
Trang 127 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 5.27 - Momen uốn Mx của dầm nắp và dầm đáy DN2 và DD2
Hình 5.28 - Momen uốn Mx của DD3
Hình 5.29 - Momen uốn Mx của DD4
Bảng 5.4 - Bảng tổng hợp nội lực các dầm
DN1 DN2 DD1 DD2 DD3 DD4
-45.68 -30,72 -146,41 -108,93 -35,46 -24,08 (kN.m)
25,90 15,74 111,37 90,27 75,54 54,05 (kN.m)
37,31 32,30 115,55 98,48 43,87 31,08 (kN)
Trang 128 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.5. TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Bảng 5.5 - Bảng tổng hợp so sánh momen (kN.m/m)
Bản nắp Bản đáy Bản thành Phương pháp Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối
Phương cạnh ngắn 4,500 -8,700 -19,160 20,90 -5,90 9,66 Phương pháp 3D Phương cạnh dài 3,700 -6,690 -15,220 6,310 -0,57 9,29
5.5.1. Tính toán cốt thép bản nắp
Chọn a =15 mm h0 = h – a = 80 – 15 = 65 (mm)
Với điều kiện đổ tại công trường
, .
; ;
min = 0.05% < <
Trang 129 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 5.6 - Bảng tính thép bản nắp
Tính thép Chọn thép
Moment As d s As chọn h0 m Hàm lượng thép Hàm lượng thép chọn
mm (mm2) (mm) (mm) (mm2) kN.m
0,069 0,072 319 8 150 335 0,49 0,52 65 M1 = 4,5
0,074 0,077 300 8 150 335 0,52 0,59 57 M2 = 3,7
0,134 0,145 395 10 200 393 0,60 0,60 65 MI = -8,7
0,103 0,109 298 10 200 393 0,46 0,60 65 MII = -6,69
5.5.2. Tính cốt thép bản thành Chọn a = 25 mm
Với điều kiện đổ tại công trường
, ,b = 1000 mm
; ;
Trang 130 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
min = 0.05% < <
Bảng 5.7 - Bảng tính thép bản thành
Tính thép Chọn thép
Moment d s As chọn h0 As Hàm lượng thép Hàm lượng thép chọn m mm (mm) (mm) (mm2) (mm2) kN.m
95 0,151 0,165 654 0,62 120 654 0,654 10 M1 = 20,9
90 0,050 0,050 320 0,34 150 335 0,360 8 M2 = 6,31
95 0,043 0,043 282 0,26 150 335 0,335 8 MI = -5,90
95 0,0041 0,0041 27,0 0,025 200 252 0,252 8 MII = -0,57
Chọn d10s120 bố trí thép theo phương cạnh ngắn chịu lực và d8s150 đặt theo phương cạnh dài. An toàn lấy đối xứng cốt thép.
5.5.3. Tính cốt thép bản đáy
Chọn a =30 mm h0 = h – a = 140 – 30 = 110 (mm)
Với điều kiện đổ tại công trường
, .
; ;
Trang 131 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
min = 0.05% < <
Bảng 5.8 - Bảng tính thép bản đáy
Tính thép Chọn thép
Moment d s As chọn h0 As Hàm lượng thép Hàm lượng thép m (mm) (mm) (mm2) Mm (mm2) kN.m
110 0,060 0,060 287 0,22 200 393 0,33 10 M1 = 11,19
102 0,058 0,060 257 0,23 200 393 0,35 10 M2 = 9,290
110 0,100 0,100 504 0,38 200 566 0,47 12 MI = - 19,16
110 0,082 0,086 396 0,30 200 566 0,47 12 MII = -15,22
5.5.4. Tính cốt thép dầm nắp và đáy
Chọn a = 40 mm h0 = h – a = 400 – 40 = 360 (mm)
Với điều kiện đổ tại công trường
, .
; ;
Trang 132 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
min = 0.05% < <
Bảng 5.9 - Bảng tính thép dầm
Tính thép Chọn thép
Dầm h0 Vị Trí Hệ số an toàn Momen (kN.m) b (mm) As (mm2) μ (%) d (mm) As chọn (mm2) μ (%) (mm)
Gối -45,68 200 360 0,115 0,123 371 0,51 2d16 402 0,56 1,1 DN1 Nhịp 25,90 200 360 0,065 0,068 205 0,28 2d16 402 0,56 2,0
Gối -30,72 200 360 0,077 0,081 244 0,33 2d16 402 0,56 1,7 DN2 Nhịp 15,74 200 360 0,040 0,041 122 0,17 2d16 402 0,56 3,3
Gối -146,41 300 460 0,151 0,164 0,69 3d22 1141 950 0,83 1,2 DD1 Nhịp 111,37 300 460 0,115 0,122 706 0,51 2d22 760 0,55 1,1
Gối -108,93 300 460 0,112 0,119 690 0,50 2d22 760 0,55 1,1 DD2 Nhịp 90,27 300 460 0,093 0,098 566 0,41 3d16 603 0,44 1,1
Gối -35,46 200 360 0,089 0,094 284 0,39 2d16 402 0,56 1,4 DD3 Nhịp 75,54 200 360 0,190 0,213 644 0,89 2d22 760 1,06 1,2
Gối -24,08 200 360 0,061 0,062 190 0,27 2d16 402 0,56 2,1 DD4 Nhịp 54,05 200 360 0,136 0,147 444 0,62 3d16 603 0,84 1,4
Trang 133 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.5.5. Tính cốt thép đai
5.5.5.1. Tính cốt đai cho dầm tiết diện dầm đáy bxh=300x500
Khả năng chịu cắt của bê tông
5.241
(không thỏa)
Cần tính cốt thép đai.
Tính cốt đai:
Dùng đai d8
Bước đai tính toán
Bước đai cực đại
Bước đai cấu tạo: (ứng với h = 500 mm > 450 mm)
cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
Khoảng cách thiết kế của cốt đai
Chọn cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
Chọn cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
41 Tra công thức theo Điều 6.2.3.3, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
Trang 134
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
d8s150 trong phạm vi gần gối tựa
d8s250 cho phạm vi giữa dầm.
Kiểm tra các điều kiện khống chế khi tính toán chịu lực cắt
Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính , trường
hợp không thỏa thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc cấp độ bền của bê tông
(thỏa)
Với
5.5.5.2. Tính cốt đai cho dầm tiết diện dầm đáy bxh=200x400
Khả năng chịu cắt của bê tông
Không cần tính cốt thép đai, bố trí cốt đai theo cấu tạo.
Bước đai cấu tạo
cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
Khoảng cách thiết kế của cốt đai
d8s150 trong phạm vị gần gối tựa;
d8s250 trong phạm vị giữa dầm
Kiểm tra các điều kiện khống chế khi tính toán chịu lực cắt
Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính , trường
hợp không thỏa thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc cấp độ bền của bê tông
Trang 135
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
(thỏa)
Với
5.5.5.3. Tính cốt đai cho dầm tiết diện dầm nắp bxh=200x400
Khả năng chịu cắt của bê tông
(thỏa)
Không cần tính cốt thép đai, bố trí cốt đai theo cấu tạo.
Bước đai cấu tạo
cho đoạn gần gối (1/4 nhịp)
cho đoạn giữa nhịp (1/2 nhịp)
Khoảng cách thiết kế của cốt đai
d8s150 trong phạm vị gần gối tựa;
d8s250 trong phạm vị giữa dầm
Kiểm tra các điều kiện khống chế khi tính toán chịu lực cắt
Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nén chính , trường
hợp không thỏa thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc cấp độ bền của bê tông
(thỏa)
Với
Trang 136
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
5.5.6. Bố trí cấu tạo cốt treo
Hình 5.30 - Bố trí cấu tạo cốt treo
Cốt treo được bố trí để chịu lực cục bộ từ dầm phụ truyền vào dầm chính để chống phá
hoại cục bộ. Ở đây là hệ dầm trực giao DD3, DD4 gác lên dầm DD1, DD2.
Lực cục bộ truyền từ DD4 lên DD1 là Pcb= 45,74 kN
Dùng cốt thép vai bò để chịu lực cục bộ này, điều kiện là:
5.342
Trong đó:
Rs.inc _ cường độ trên tiết diện nghiêng của thép treo dạng xiên. Rs.inc= 290 MPa
Diện tích cốt thép treo được đặt trong đoạn:
Trong đó:
h1 – Khoảng cách từ mép dưới cấu kiện đang xét đến điểm thấp nhất của điểm đặt tải
trọng lên cấu kiện đó
b – Bề rộng dầm phụ gác lên dầm chính
42 Tra công thức theo Mục 1.6, Võ Bá Tầm (2010), Kết cấu Bê tông cốt thép, tập 2
cấu kiện nhà cửa. Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh. [12]
Trang 137
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Với
(mm)
Vậy chọn cốt treo dạng xiên d12.
Lực cục bộ truyền từ DD3 lên DD2 là Pcb= 43,03 kN.
Dùng cốt thép đai và cốt thép vai bò để chịu lực cục bộ này, điều kiện là:
Trong đó:
Rs.inc _ cường độ trên tiết diện nghiêng của thép treo dạng xiên. Rs.inc= 290 MPa.
Số cốt đai được bố trí tối đa trong vùng cho phép
S= 3b+2h1= 3.300+2.100= 1100(mm)
Vậy chọn cốt treo dạng xiên d12.
5.6. TÍNH TOÁN CỘT
Chọn tiết diện ngang cột là 300x300, bố trí 4d16 có
Tải trọng tác dụng lên cột do dầm nắp, dầm đáy và trọng lượng bản thân cột:
Để đơn giản ta xem nó là cấu kiện nén đúng tâm (bỏ qua moment do tải trọng gió gây
ra)
Kiểm tra khả năng chịu lực của cột:
Kết luận:
Trang 138
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Vì N = 415,26 kN << [N]=1823,46 kN nên cột hồ nước đã đủ khả năng chịu lực. Cốt
đai cột: d6s200
5.7. Kiểm tra độ võng
Kiểm tra độ võng bản nắp và bản đáy
Hình 5.31 - Chuyển vị của bản nắp
Hình 5.32 - Chuyển vị của bản đáy
Trang 139
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Sàn với trần có sườn và cầu thang:
khi 5 m < L < 10m : 5.443
Bản nắp:
Bản đáy:
5.8. KIỂM TRA NỨT BẢN THÀNH VÀ BẢN ĐÁY
5.8.1. Cơ sở lý thuyết
Theo Điều 4.2.7, Bảng 1, TCVN 5574:2012 [4] quy định về cấp chống nứt và bề rộng
khe nứt giới hạn thì hồ nước mái sẽ có cấp chống nứt là cấp 3 và bề rộng khe nứt giới
hạn là
Bề rộng khe nứt được xác định theo công thức:
44
Trong đó:
Hệ số lấy đối với:
Cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm:
Cấu kiện chịu kéo:
Hệ số, lấy khi có tác dụng của tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn
của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn: 1,00.
43 Tra theo Điều 4.2.11, Bảng 4, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
44 Tra công thức theo Điều 7.2.2,TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
thép–Tiêu chuẩn thiết kế. [4]
Trang 140
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hệ số, lấy như sau:
Với cốt thép có gờ: ;
Với cốt thép thanh tròn trơn: ;
Với cốt thép sợi có gờ hoặc cáp: ;
Với cốt thép trơn: .
Đường kính cốt thép
Hàm lượng cốt thép của tiết diện, lấy không lớn hơn 0,02
Ứng suất trong các thanh cốt thép S lớp ngoài cùng hoặc (khi có ứng lực trước) số
gia ứng suất do tác dụng của ngoại lực, được xác định theo công thức:
Trong đó:
Moment tiêu chuẩn tác dụng lên thành hồ trong 1m chiều rộng
Diện tích cốt thép
Khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt lực trong vùng chịu
nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt được xác định như sau:
Trong đó:
đối với cấu kiện tiết diện hình chữ nhật
Chiều cao vùng chịu nén của bê tông được tính như sau:
Trang 141
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Số hạng thứ hai của công thức trên lấy dấu “+” khi có lực nén trước, ngược lại lấy dấu
“–“ khi có lực kéo trước, do tính toán cho cấu kiện chịu uốn nên số hạng thứ hai này
bằng 0.
Hệ số, được xác định theo công thức:
Trong đó:
Hệ số lấy như sau:
Đối với bê tông nặng và bê tông nhẹ:
Đối với bê tông hạt nhỏ:
Đối với bê tông rỗng và bê tông tổ ong:
Độ lệch tâm của lực dọc Ntot đối với trọng tâm tiết diện cốt thép S, tương ứng với
moment M, do tính theo cấu kiện chịu uốn nên
Diện tích cốt thép căng trước
Phần chiều cao chịu nén của cánh tiết diện chữ I, T:
Trang 142
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hệ số đăc trưng trạng thái đàn hồi-dẻo của bê tông vùng chịu nén được lấy theo
Bảng 34 TCVN 5574:2012;
5.8.2. Tính nứt bản thành và bản đáy
Tính nứt bản đáy
Tính toán theo phương cạnh ngắn
Tính nứt tại nhịp ô bản đáy
Tính toán các hệ số:
Cấu kiện chịu uốn:
Đối với thanh cốt thép có gờ:
Tra bảng 12, TCVN 5574:2012 [4] ta có cường độ tiêu chuẩn của bê tông B30 khi tính
toán ở trạng thái giới hạn thứ 2 là Rb,ser = 25,5 (MPa)
Hàm lượng cốt thép:
Chiều cao vùng chịu nén của bê tông:
Khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt lực trong vùng chịu nén của
tiết diện bê tông phía trên vết nứt:
Trang 143
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Ứng suất của các thanh cốt thép lớp ngoài cùng:
Bề rộng khe nứt tại nhịp:
Thỏa điều kiện nứt
Tính nứt tại gối ô bản đáy
Tính toán các hệ số:
Cấu kiện chịu uốn:
Đối với thanh cốt thép có gờ:
Tra Bảng 12 TCVN 5574:2012 ta có cường độ tiêu chuẩn của bê tông B30 khi tính toán
ở trạng thái giới hạn thứ 2 là Rb,ser = 22,5 (MPa)
Hàm lượng cốt thép:
Chiều cao vùng chịu nén của bê tông:
Trang 144
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt lực trong vùng chịu nén của
tiết diện bê tông phía trên vết nứt:
Ứng suất của các thanh cốt thép lớp ngoài cùng:
Bề rộng khe nứt tại nhịp:
Thỏa điều kiện nứt
Tương tự như đối với cạnh dài của bản đáy và bản thành ta có bảng kết quả tính
toán sau
Bảng 5.10 - Bảng tính toán vết nứt của bản đáy và bảng thành
Bản đáy Bản thành
Các đặc trưng
Cạnh ngắn L1 Cạch dài L2 Cạnh ngắn L1
Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối
Rb.ser (MPa) 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5
Es (MPa) 200000 200000 200000 200000 200000 200000
Trang 145
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bản đáy Bản thành
Các đặc trưng
Cạnh ngắn L1 Cạch dài L2 Cạnh ngắn L1
Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối
Eb (MPa) 32500 32500 32500 32500 32500 32500
b (mm) 1000 1000 1000 1000 1000 1000
h (mm) 140 140 140 140 120 120
a (mm) 30 30 30 30 25 25
h0 (cm) 110 110 100 110 95 95
As (mm2) 393 566 393 566 654 654
M (kNm) 8.400 16.661 8.078 13.235 18.174 5.130
δ 1 1 1 1 1 1
φ1 1 1 1 1 1 1
η 1 1 1 1 1 1
d (mm) 10 12 10 12 10 10
µ 0.0036 0.0051 0.0039 0.0051 0.0069 0.0069
ß 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
δ' 0.031 0.061 0.036 0.049 0.089 0.025
φf 0 0 0 0 0 0
λ 0 0 0 0 0 0
α 6.15385 6.1538 6.153846 6.1538 6.2 6.2
ξ 0.142 0.169 0.150 0.175 0.192 0.224
z 102 101 93 100 86 84
σs (MPa) 209.142 292.268 222.192 232.912 323.522 93.006
acrc (mm) 0.142 0.200 0.149 0.159 0.196 0.056
[a]=0,2mm THỎA THỎA THỎA THỎA THỎA THỎA
Trang 146
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 - 18
6.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
6.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế Trong đồ án này, sinh viên thiết kế dựa vào tiêu chuẩn xây dựng: ACI 318M-11 [29]
Building Code Requirements for Structural Concrete để kiểm tra và tính toán. Ngoài ra
sinh viên còn tham khảo thêm một số chỉ dẫn thiết kế, thông số của vật liệu của ASTM
A416 [30], tham khảo catologue vật liệu của công ty VSL.
6.1.2. Lựa chọn vật liệu
6.1.2.1. Bêtông cấp độ bền B40 Chọn bê tông có (gần tương đương với M500 của TCVN)
Ghi chú: là cường độ nén của mẫu thử lăng trụ (cylinder) tại thời điểm 28 ngày.
Theo hội liên hợp bê tông Châu Âu (the Concrete center) quy đổi cường độ nén mẫu
lăng trụ sang mẫu lập phương như sau:
Bảng 6.1 - Tương quan cấp độ bền chịu nén của bê tông mẫu lăng trụ và lập phương45
45 Tra theo Bảng A1, Properties of Concrete for use in Eurocode 2 (2008), The
Concrete Center [41]
Trang 147
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 6.2 - Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông và mác bê tông theo cường độ chịu nén46
Cấp độ Cường độ trung Mác theo Cấp độ Cường độ trung Mác theo
bền chịu bình của mẫu thử cường độ bền chịu bình của mẫu cường độ
nén chuẩn, MPa chịu nén nén thử chuẩn, MPa chịu nén
B3,5 4,50 M50 B35 44,95 M450
B5 6,42 M75 B40 51,37 M500
B7,5 9,63 M100 B45 57,80 M600
B10 12,84 M150 B50 64,22 M700
B12,5 16,05 M150 B55 70,64 M700
B15 19,27 M200 B60 77,06 M800
B20 25,69 M250 B65 83,48 M900
B22,5 28,90 M300 B70 89,90 M900
B25 32,11 M350 B75 96,33 M1000
B27,5 35,32 M350 B80 102,75 M1000
Từ cơ sở trên nhận thấy C30/C37 có cường độ trung bình của mẫu lập phương
B30 38,53 M400
150x150x150 là 47 Mpa tương đương với M500 (thiên về an toàn).
Hệ số modulus đàn hồi :
47
MPa.
6.1.2.2. Cốt thép thường. Thép AIII: fy= 390 MPa, Es = 2.106
47 Tra theo Điều 8.5.1 [29]
46 Tra theo Phụ Lục A, Bảng A.2, [4]
Trang 148
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.2. LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP
6.2.1.1. Thép ứng lực trước
Bảng 6.3 – Bảng lựa chọn thông số cáp theo ASTM A416
Bảng 6.4 – Bảng lựa chọn thông số cáp theo ASTM A416
Loại cáp theo ASTM A416, Grade 1860 (270) ( T15)
Dcáp 15.24 mm
fpu = 1860 MPa Giới hạn bền kéo đứt:
Giới hạn chảy theo quy ước fpy = 1670 MPa (cường độ tiêu chuẩn):
= 98,7 mm2 Diện tích bề mặt
Aps = 140 mm2 Diện tích
Es = 1,95.105 MPa Mô đun đàn hồi:
Độ giản dài tối đa sau 1000h = 2,5 % At 70% Post Tensioning
Trang 149
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Các thông số dùng trong thiết kế như sau:
Ma sát góc (angular friction) : µ = 0.20
Ma sát lắc (wobble friction) : = 0.0048 rad/m
Độ tụt neo (draw-in) : 6 mm
Áp lực kích : min (0.80 fpu ,0.94 fpy)= 1488 Mpa
Lực kéo cho mỗi tao cáp : 208 kN
6.2.1.2. Chọn cấu tạo đầu neo và lớp vỏ bọc
Tham khảo catologue của VSL [42], sinh viên chọn đầu neo S12.7-12.9
Số cáp trong 1 bọc là 4, kích thược vỏ bọc GxH=70x19 mm.
Số cáp trong 1 bọc là 4, kích thược vỏ bọc GxH=70x19 mm.
Hình 6.1 – Cấu tạo đầu neo và vỏ bọc (tham khảo catologue của VSL)
Trang 150
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.2.2. Lựa chọn tải trọng cân bằng của ứng lực trước trong sàn
Dựa trên các kết quả tính Bảng 3.1, Bảng 3.2, Bảng 3.3,
Bảng 3.4, Bảng 3.5,
Bảng 3.6:
Tĩnh tải hoàn thiện trên sàn SDL : 2,5 kN/m2
Hoạt tải trên sàn LL:48
Khu vực sàn WC, phòng ngủ, phòng khách : 1,5 kN/m2
Khu vực hành lang : 3 kN/m2
Tải tường xây trên sàn: nhập trực tiếp vào mô hình SAFE theo bản vẽ kiến trúc với trọng
lượng riêng tường lấy bằng 18 kN/m2
Tải trọng gió: lấy từ kết quả mô hình ETABS
Tải trọng động đất: lấy từ kết quả mô hình ETABS
Ghi chú: SDL là tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn, phần mềm tự tính.
6.2.3. Tổ hợp tải trọng
6.2.3.1. Tổ hợp kiểm tra ứng suất và cường độ Kiểm tra giai đoạn truyền ứng lực trước49
1.0 SW + 1.0 PT-Transfer
Kiểm tra giai đoạn sử dụng SLS50
48 Tra theo Điều 4.3.1, Bảng 3, TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động–Tiêu chuẩn
49 Tra theo Điều R18.4.1, ACI 318M-11 [29]
50 Tra theo Điều R18.4.2, ACI 318M-11 [29]
thiết kế.[2]
Trang 151
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
1.0 D + 0,5 L + 1.0 PT-Final
1.0D + 1.0 L + 1.0 PT-Final
Kiểm tra giai đoạn tới hạn ULS51
1,4D + 1,0PT-HP
1,2D + 1,6L + 1,0PT-HP
0,9D ± 1,0W+ 1,0PT-HP
1,2D + 1,6L ± 1,0W+ 1,0PT-HP
1,2D + 1,6L ± 1,0E+ 1,0PT-HP
0,9D ± 1,0E+ 1,0PT-HP
Ghi chú 1: gió và tải trọng động đất ở trên tính với tải tính toán, còn các trường hợp tải
khác tính tải tiêu chuẩn, trong trường hợp tải trọng gió và động đất tính với tải tiêu chuẩn
thì thay 1,0W =1,6W; 1,0E =1,4E
Ghi chú 2:
SW là tĩnh tải tiêu chuẩn chỉ xét đến tải trọng bản thân sàn;
PT-Transfer là tải trọng do ứng lực trước gây ra sau khi trừ tổn hao ngắn hạn;
D là tĩnh tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, lơp hoàn thiện, vách
ngăn…);
PT-Final: là tải trọng do ứng lực trước gây ra sau khi trừ tổng tổn hao ứng suất (gồm tổn
hao ngắn hạn và dài hạn);
L: là hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn;
PT-HP: là thành phần thứ cấp của ứng lực trước;
W: là tải trọng gió tính toán;
51 Tra theo Điều 9.2.1, ACI 318M-11 [29]
Trang 152
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
E: là tải trọng động đất tính toán.
Ghi chú 3:
Thành phần thứ cấp của ứng lực trước có thể hiểu một cách đơn giản như sau:
Thành phần thứ cấp là thành phần phụ sinh ra ngoài ý muốn của thiết kế và có hại cho kết cấu, trong hầu hết các trường hợp thì nó làm giảm mômen gối và tăng mômen nhịp.
Nguyên nhân do khi một cấu kiện đã ứng lực trước trong giai đoạn làm việc thì hình dạng của nó thay đổi. Nó sẽ co ngắn lại và sẽ cong đi do đó trọng tâm của cáp sẽ khác với trọng tâm của cáp thiết kế ban đầu. Do đó bản thân cáp sinh là những phản lực để chống lại sự thay đổi này, những phản lực đó gọi là phản lực thứ cấp và phản lực thứ cấp sinh là mômen thứ cấp trong kết cấu.
6.2.3.2. Tổ hợp kiểm tra độ võng sàn
Căn cứ theo Bảng 9.5(b) Tiêu chuẩn ACI318 :2011 [29]cần kiểm tra độ võng ở 2 trường hợp:
Độ võng tức thời (t = 0) tăng thêm ngay sau khi cố định tường bao, vách ngăn ….
Độ võng tổng cộng (t = ∞) gồm độ võng lâu dài của tải dài hạn ( tĩnh tải, ứng lực trước (kể đến tổn hao dài hạn)) và độ võng tức thời tăng thêm do hoạt tải.
Bảng 6.5 – Maximum permissible computed deflections (Độ võng tối đa cho phép khi tính toán) 52
Trường hợp 1: Kiểm tra độ võng tức thời chỉ do hoạt tải trên sàn, thiên về an toàn xem 53, với độ võng giới hạn L/360 hoặc xét đến tiết diện tính toán có nứt với Icr = 0,25Ig L/180
53 Tra theo Điều 10.10.4.1, ACI 318M-11 [29]
52 Tra theo Bảng 9.5 (b), ACI 318M-11 [29]
Trang 153
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trường hợp 2: Kiểm tra độ võng lâu dài của toàn bộ tải trọng có kể đến từ biến, co
ngót, chùng ứng suất; tiết diện tính toán cho trường hợp tải dài hạn (tĩnh tải và ứng lực)
là tiết diện không có nứt có kể đến nứt lấy bằng 0,25 tiết diện nguyên; độ võng cho phép
L/480 hoặc L/240
6.3. LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP
Xác định khoảng cách từ tâm cáp đến mép ngoài của sàn
Đặt cáp theo phương dọc nhà trục 1-6 ở dưới, cáp theo phương ngang nhà trục A-D ở
trên.
Chiều dày bảo vệ chọn bằng 30 mm.
Chọn thép gia cường đường kính d =12mm tại nhịp.
Bố trí như Hình 6.2 dưới đây:
Trang 154
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.2 – Bố trí cáp và thép gia cường theo hai phương
Từ Hình 6.2 chúng ta có thể xác định được khoảng cách từ tâm cáp đến mép ngoài của
sàn như sau:
Để xác định hình dạng của cáp ta có thể xác định theo TR43 [33]
Hình 6.3 – Các thông số của cáp
Các giá trị a1, a2 có thể được xác định dựa vào các công thức:
Trong đó,
q1, q2, q3 là giá trị xác định vị trí cáp được chọn trước dựa vào khoảng cách từ mép sàn
đến trọng tâm cáp.
L’ được tính từ công thức sau:
Trang 155
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Nếu thì
Theo phương Y:
Theo phương X:
Trang 156
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 6.6 : Các thông số xác định cao độ cáp
L L' a2 Kí hiệu m n l q1 mm q2 mm q3 mm p1 mm p2 mm a1 mm a2 mm L' mm a1 mm mm mm mm
65 185 1000 1000 -1495000 8E+09 -35 4618 18 22 4600 20 20 Nhịp 1-2 10000 150
7100 185 65 185 710 710 -1533600 5E+09 3550 24 24 3600 25 0 25 Nhịp 1-2'
65 185 1000 1000 -2160000 1E+10 5000 24 24 5000 25 0 25 Nhịp 1-2 10000 185
9000 185 65 185 900 900 -1944000 9E+09 4500 24 24 4500 25 0 25 Nhịp 2-3
45 205 1000 1000 -1835000 9E+09 -55 4534 23 29 4500 25 30 Nhịp A-B 10000 150
45 205 1200 1200 -3456000 2E+10 0 6000 32 32 6000 30 30 Nhịp B-C 12000 205
45 150 1000 1000 -2935000 1E+10 55 5466 29 23 5500 30 25 Nhịp C-D 10000 205
205 45 205 250 250 -720000 9E+08 0 1250 32 32 1300 30 30 Nhịp B-B' 2500
Trang 157 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.4. TÍNH TỔN HAO ỨNG SUẤT
Tổn hao ngắn hạn (ma sát và tụt neo) phần mềm tự tính với các thông số tính toán như
sau:
Ma sát góc (angular friction) : µ = 0.20
Ma sát lắc (wobble friction) : = 0.0048 rad/m
Độ tụt neo (draw-in) : 6 mm
Tổn hao dài hạn lấy bằng 150 MPa (tham khảo chỉ dẫn tính toán của công ty Freysinet).
Hình 6.4 – Khai báo tổn hao ứng suất nhập trong SAFE
Trang 158
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.5. CAO ĐỘ CÁP
Cao độ cáp được mô hình và điều chỉnh tùy thuộc vào momen sàn do tĩnh tải tại từng vị
trí, cụ thể xem bảng vẽ cao độ cáp trên sàn.
Hình 6.5 – Khai báo cao độ cáp trong SAFE
Trang 159
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.6. MÔ HÌNH KẾT CẤU VÀ CHIA DẢI SÀN THEO KHUNG TƯƠNG ĐƯƠNG
Hình 6.6 – Mô hình 3D sàn tầng 5 bằng phần mềm Safe V12.3.0
Hình 6.7 – Bố trí cáp dự ứng lực trước
Trang 160
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.8 – Chia dải trên cột và dải giữa nhịp theo phương X
Hình 6.9 – Chia dải trên cột và dải giữa nhịp theo phương Y
Trang 161
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.7. KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLT
6.7.1.1. Tại giai đoạn truyền ứng lực trước (Initial)
Xét tổ hợp tải trọng bao gồm do trọng lượng bản thân do lực căng sau khi trừ tổn hao
ngắn hạn.
1.0 SW + 1.0 PT-Transfer
Trong đó:
SW - Tĩnh tải tiêu chuẩn chỉ xét đến tải trọng bản thân
PT-Transfer – Tải trọng do ứng lực trước gây ra sau khi trừ tổn hao ngắn hạn
Hình 6.10 – Khai báo tổ hợp giai đoạn Initial
Trang 162
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.11 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương X
Hình 6.12 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương Y
Trang 163
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Kiểm tra ứng suất:
Trong giai đoạn này cần kiểm tra 2 điều kiện sau :
Bê tông đạt 80% cường độ 28 ngày lớn hơn 25Mpa
Ứng suất bị mất do ngắn hạn, có ngót, tụt neo (nguyên nhân do co ngắn đàn hồi của bê
tông có giá trị nhỏ và xem như bỏ qua)
: Concret initial (Cường độ bê tông theo thời gian)
Ta có ứng với M500
Kiểm tra điều kiện :
54
Quy ước dấu trong Safe v12.3.0: nén mang dấu trừ (+), kéo mang dấu cộng (-).
Ứng suất nén cho phép :
Ứng suất kéo cho phép :
Ppe là lực căng hiệu quả của 1 cáp
n là số lượng cáp trong một dải
54 Tra theo Điều 18.5.1, ACI 318M-11 [29]
Trang 164
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong giai đoạn này chỉ có tổn hao ngắn hạn
Tại Dải CSA1 ta có (cáp)
Ta có ứng với bê tông M500
Kiểm tra điều kiện :
Ứng suất nén cho phép:
Ứng suất kéo cho phép:
Diện tích:
Moment kháng uốn:
Kiểm tra ứng suất nén
Thỏa điều kiện
Kiểm tra ứng suất kéo
Do bê tông chỉ chịu nén, do đó thõa điều kiện tuy nhiên không cần gia cường
thêm thép thường.
Trang 165
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 6.7 –Kiểm tra ứng suất cho phép giai đoạn Initial theo Điều 18.4.1, ACI 318M-11[29]
KIỂM TRA KIẾM TRA
ỨNG SUẤT ỨNG SUẤT THÔNG SỐ CƠ BẢN CHO PHÉP CHO PHÉP
KIỂM TRA KIỂM TRA
SỐ b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc] CÁP VỊ TRÍ TÊN DẢI cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSA1 Gối D 2,5 0,25 0,0260 0,625 1874,88 16,56 12,1 OK 10 OK OK OK
MSA1 Nhịp CD 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 64,93 108,24 OK 12 OK OK OK
CSA2 Gối C 11 0,25 0,1146 2,75 3717,54 69,96 112,26 OK 30 OK OK OK
MSA2 Nhịp BC 6 0,25 0,0625 1,5 2478,36 98,18 163,05 OK 20 OK OK OK
CSA3 Gối B 11 0,25 0,1146 2,75 3717,54 75,71 63,21 OK 30 OK OK OK
MSA3 Nhịp AB 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 64,81 108,32 OK 12 OK OK OK
CSA4 Gối A 2,5 0,25 0,0260 0,625 1239,18 16,57 12,06 OK 10 OK OK OK
CSB1 Gối 1 2,5 0,25 0,0260 0,625 1239,18 15,52 13,77 OK 10 OK OK OK
MSB1 Nhịp 12 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 76,74 134,38 OK 12 OK OK OK
Trang 166 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
KIỂM TRA ỨNG SUẤT KIẾM TRA ỨNG SUẤT THÔNG SỐ CƠ BẢN CHO PHÉP CHO PHÉP
KIỂM TRA KIỂM TRA
SỐ b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc] TÊN CÁP VỊ TRÍ DẢI cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSB2 Gối 2 10 0,25 0,1042 2,5 3717,54 61,48 85,21 OK 30 OK OK OK
MSB2 Nhịp 23 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 84,15 145,32 OK 12 OK OK OK
CSB3 Gối 3 9,5 0,25 0,0990 2,375 2478,36 102,74 160,43 OK 20 OK OK OK
MSB3 Nhịp 34 9 0,25 0,0938 2,25 1487,01 57,91 108,02 OK 12 OK OK OK
CSB4 Gối 4 9,5 0,25 0,0990 2,375 2478,36 102,63 166,12 OK 20 OK OK OK
MSB4 Nhịp 4-5 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 82,567 146 OK 12 OK OK OK
CSB5 Gối 5 10 0,25 0,1042 2,5 3717,54 53,96 86,47 OK 30 OK OK OK
MSB5 Nhịp 5-6 5 0,25 0,0521 1,25 1487,01 76,67 135,58 OK 12 OK OK OK
CSB6 Gối 6 2,5 0,25 0,0260 0,625 1239,18 46,47 2,82 OK 10 OK OK OK
Trang 167 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.7.1.2. Tại giai đoạn sử dụng (At service load stage)
Xét tổ hợp tải trọng bao gồm do trọng lượng bản thân và do lực căng sau khi trừ tổn hao
ngắn hạn
SLS1: 1,0 D + 0,5 L + 1,0 PT-Final
SLS2: 1,0 D + 1,0 L + 1,0 PT-Final
Trong đó
Dead là tĩnh tải tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, lớp hoàn thiện, vách ngăn …)
Live là hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn
PT–Final là tải trọng do ứng lực trước căng sau khi trừ tổn hao ứng suất (gồm tổn hao
ngắn hạn và dài hạn)
SLS1: Giai đoạn sử dụng chỉ có tải trọng Self weight và Superdead load và tải trọng do
ứng lực trước căng sau khi trừ tổn hao ứng suất (gồm tổn hao dài hạn)
Hình 6.13 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương X
Trang 168
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.14 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương Y
Trong giai đoạn này bao gồm cả tổn hao ngắn hạn và tổn hao dài hạn
Tại Dải CSA1 ta có (cáp)
Kiểm tra điều kiện :
Ta có ứng với bê tông M500
Ứng suất nén cho phép:
Ứng suất kéo cho phép:
Diện tích:
Trang 169
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Moment kháng uốn:
Kiểm tra ứng suất nén
Thỏa điều kiện
Kiểm tra ứng suất kéo
Thỏa điều kiện
Trang 170
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Kiểm tra ứng suất giai đoạn SLS1 theo Điều 18.4.2, ACI 318M-11[29] :
Ứng suất nén:
Ứng suất kéo:
Bảng 6.8 –Kiểm tra ứng suất cho phép giai đoạn SLS1
b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc] SỐ CÁP TÊN DẢI
cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSA1 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 22,57 36,37 OK OK OK OK
MSA1 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 45,16 26,47 OK OK OK OK
CSA2 30 11 0,25 0,11458333 2,75 5000 110,79 28,97 OK OK OK OK
MSA2 20 6 0,25 0,0625 1,5 3333 176,36 108,81 OK OK OK OK
CSA3 30 11 0,25 0,11458333 2,75 5000 106,83 190,22 OK OK OK OK
MSA3 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 22,51 43,63 OK OK OK OK
CSA4 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 22,72 37,37 OK OK OK OK
Trang 171 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc] SỐ CÁP TÊN DẢI
cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSB1 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 34,27 68,55 OK OK OK OK
MSB1 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 62,09 28,95 OK OK OK OK
CSB2 30 10 0,25 0,10416667 2,5 5000 78,27 135,17 OK OK OK OK
MSB2 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 132,42 10,26 OK OK OK OK
CSB3 20 9,5 0,25 0,09895833 2,375 3333 68,55 152,83 OK OK OK OK
MSB3 12 9 0,25 0,09375 2,25 2000 68,79 82,92 OK OK OK OK
CSB4 20 9,5 0,25 0,09895833 2,375 3333 103,34 52,97 OK OK OK OK
MSB4 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 11,71 134,06 OK OK OK OK
CSB5 30 10 0,25 0,10416667 2,5 5000 136,13 81,13 OK OK OK OK
MSB5 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 61,67 29,07 OK OK OK OK
CSB6 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 34 64,1 OK OK OK OK
Trang 172 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
SLS2: Giai đoạn sử dụng chỉ có tải trọng Self weight và Superdead load, Hoạt tải và tải
trọng do ứng lực trước căng sau khi trừ tổn hao ứng suất (gồm tổn hao ngắn hạn và dài
hạn)
Hình 6.15 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương X
Hình 6.16 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương Y
Trang 173
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong giai đoạn này bao gồm cả tổn hao ngắn hạn và tổn hao dài hạn
Tại CSA1 ta có (cáp)
Kiểm tra điều kiện :
Ta có ứng với bê tông M500
Ứng suất nén cho phép:
Ứng suất kéo cho phép:
Diện tích:
Moment kháng uốn:
Kiểm tra ứng suất nén
Thỏa điều kiện
Kiểm tra ứng suất kéo
Thỏa điều kiện
Trang 174
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Kiểm tra ứng suất giai đoạn SLS2 theo Điều 18.4.2, ACI 318M-11[29]:
Ứng suất nén:
Ứng suất kéo:
Bảng 6.9 –Kiểm tra ứng suất cho phép giai đoạn SLS2
SỐ CÁP b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc]
TÊN DẢI
cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSA1 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 28,16 54,57 OK OK OK OK
MSA1 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 26,68 33,24 OK OK OK OK
CSA2 30 11 0,25 0,11458333 2,75 5000 120,96 238,536 OK OK OK OK
MSA2 20 6 0,25 0,0625 1,5 3333 183,84 187,43 OK OK OK OK
CSA3 30 11 0,25 0,11458333 2,75 5000 121,43 238,61 OK OK OK OK
MSA3 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 21,64 31,76 OK OK OK OK
CSA4 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 28,34 49,18 OK OK OK OK
Trang 175 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
SỐ CÁP b h W A P Mnhịp Mgối [ft] [fc] [ft] [fc]
TÊN DẢI
cáp (m) (m) (m3) (m2) (kN/m) (kN.m) (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
CSB1 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 85,27 42,04 OK OK OK OK
MSB1 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 42,24 23,5 OK OK OK OK
CSB2 30 10 0,25 0,10416667 2,5 5000 75,78 185,78 OK OK OK OK
MSB2 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 148,67 133,16 OK OK OK OK
CSB3 20 9,5 0,25 0,09895833 2,375 3333 82,2 126,83 OK OK OK OK
MSB3 12 9 0,25 0,09375 2,25 2000 82,3 68,81 OK OK OK OK
CSB4 20 9,5 0,25 0,09895833 2,375 3333 90,83 126,34 OK OK OK OK
MSB4 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 12,83 135,13 OK OK OK OK
CSB5 30 10 0,25 0,10416667 2,5 5000 78,86 187,12 OK OK OK OK
MSB5 12 5 0,25 0,05208333 1,25 2000 42,84 21,61 OK OK OK OK
CSB6 10 2,5 0,25 0,02604167 0,625 1667 41,71 39,27 OK OK OK OK
Trang 176 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.7.1.3. Trạng thái giới hạn cường độ vật liệu ( Ultimate limit stage – ULS)
Việc có xét cốt thép thường tham gia vào khả năng chịu lực của tiết diện hay không phụ
thuộc vào vị trí tiết diện và cách bố trí thép thường
Tại gối: kể đến lượng thép thường tối thiểu vào khả năng chịu lực
của tiết diện55
Tại nhịp : phụ thuộc vào cách bố trí cốt thép thường tại nhịp
Hình 6.17 – Sơ đồ ứng suất để xác định moment giới hạn
Điều kiện đảm bảo khả năng chịu uốn là:
6.1
Hệ số giảm độ bền chịu uốn:
56
a là vùng bê tông chịu nén theo giả thuyết của Whitney
6.257
56 Tra theo Điều 9.2.3.1, ACI 318M-11 [29]
57 Tra theo Điều 10.2.7.3, ACI 318M-11 [29]
55 Tra theo Điều 18.9.3.3, ACI 318M-11 [29]
Trang 177
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Ứng suất trong thép ƯLT ở trạng thái giới hạn, Cáp kết dính:
6.358
p phụ thuộc vào loại thép ƯLT
p = 0.55 cho thép thanh (fpy/fpu ≥ 0.8);
p = 0.40 cho sợi và cáp (stress – relieved) (fpy/fpu ≥ 0.85);
p = 0.28 cho sợi và cáp (low – relaxation) (fpy/fpu ≥ 0.90).
Giá trị β1 = 0.85 được xác định như sau:
c ≤ 30MPa
β1 = 0.85 khi f’
c – 30) khi f’
c > 30Mpa
β1 = 0.85 – 0.008(f’
Hình 6.18 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương X
58 Tra theo Điều 18.7.2,ACI 318M-11 [29]
Trang 178
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.19 – Moment giai đoạn truyền ứng lực theo phương Y
Hình 6.20 – Lực cắt của sàn theo phương X
Trang 179
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.21 – Lực cắt của sàn theo phương Y
Trang 180
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 6.10 –Kiểm tra giới hạn cường độ vật liệu (Ultimate limit stage)
Aps As d dp fps a Mu Mn
TÊN DẢI VỊ TRÍ KIỂM TRA
mm (mm2) (mm2) (mm) (mm) (MPa) (mm) (kN.m) (kN.m)
CSA1 Gối D 0,9 1884,96 2827 215 205 1810,10 17,76 749,20 113 OK
MSA1 Nhịp CD 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 248 OK
CSA2 Gối C 0,9 6220,37 6220 215 205 1695,33 50,99 1952,38 105 OK
MSA2 Nhịp BC 0,9 3392,93 3393 215 205 1770,18 28,81 1169,19 511 OK
CSA3 Gối B 0,9 6220,37 6220 215 205 1695,33 50,99 1952,38 582 OK
MSA3 Nhịp AB 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 251 OK
CSA4 Gối A 0,9 1884,96 2827 215 205 1810,10 17,76 749,20 112 OK
CSB1 Gối 1 0,9 1413,72 2827 215 205 1822,58 14,48 621,56 168 OK
MSB1 Nhịp 12 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 345 OK
Trang 181 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Aps As d dp fps a Mn Mu
TÊN DẢI VỊ TRÍ KIỂM TRA
mm (mm2) (mm2) (mm) (mm) (MPa) (mm) (kN.m) (kN.m)
CSB2 Gối 2 0,9 5654,88 5655 215 205 1710,30 46,69 1808,38 269 OK
MSB2 Nhịp 23 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 360 OK
CSB3 Gối 3 0,9 5372,14 5372 215 205 1717,79 44,51 1734,09 362 OK
MSB3 Nhịp 34 0,9 5089,39 5089 215 205 1725,27 42,32 1658,24 180 OK
CSB4 Gối 4 0,9 5372,14 5372 215 205 1717,79 44,51 1734,09 373 OK
MSB4 Nhịp 4-5 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 256 OK
CSB5 Gối 5 0,9 5654,88 5655 215 205 1710,30 46,69 1808,38 267 OK
MSB5 Nhịp 5-6 0,9 2827,44 5655 215 205 1785,15 28,55 1183,27 346 OK
CSB6 Gối 6 0,9 1413,72 2827 215 205 1822,58 14,48 621,56 133 OK
Trang 182 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.8. KIỂM TRA NỨT
Prestressed two-way slab systems shall be designed as Class U with
59
Lược dịch: Sàn bêtông ƯLT theo hai phương được thiết kế theo nhóm U (Uncracked –
không nứt) với .
Như đã tính toán ở trên thì thỏa mãn điều kiện về ứng suất cho phép , do đó
không cần kiểm tra với nứt và đồng thời khi tính độ võng cũng với tiết diện không nứt.
6.9. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CỦA SÀN DỰ ỨNG LỰC
Yêu cầu:
Như đã trình bày Mục 6.2.3.2, Tổ hợp kiểm tra độ võng sàn
Độ võng gia tăng tức thời (Immediate Deflection) do hoạt tải gây ra
Độ võng lâu dài (Total Deflection) do các tải trọng sau gây ra
Độ võng tổng cộng của sàn:
Độ võng giới hạn của sàn theo tiêu chuẩn ACI 318M-2011:
Vậy .
Thỏa điều kiện về độ võng
59 Theo Điều 18.3.3, ACI 318M-11 [29]
Trang 183
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.22 – Immediate Deflection (Độ võng gia tăng tức thời)
Hình 6.23 – Total Deflection (Độ võng lâu dài)
Trang 184
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
6.10. TINH CỐT THÉP THƯỜNG GIA CƯỜNG
6.10.1. Tại các gối tựa A, B, C, D.
Ở vùng chịu momen âm ở trên gối tựa, diện tích cốt thép tối thiểu mỗi phương là:
As=0,00075Acf
Trong đó:
Acf là tiết diện mặt cắt ngang lớn nhất của dải dầm bản trong 2 khung tương đương
Lượng cốt thép gia cường ở trên bố trí trong khoảng lớn hơn:
với c là cạnh cột
Chọn
6.11. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỌC THỦNG (KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CẮT CỦA SÀN)
Như chúng ta đã biết dạng phá hoại dầm do lực cắt thể hiện qua các vết nứt xiên bởi ứng
suất uốn và cắt gây ra. Vết nứt này bắt đầu tại mặt chịu kéo của dầm và mở rộng theo
đường chéo tới vùng chịu nén gần tải trọng tập trung.
Trong trường hợp bản hoặc móng hai phương, hai cơ chế hư hỏng do lực cắt thể hiện
có thể xảy ra.
Lực cắt phá hoại một phương hay phá hoại dầm có liên quan đến vết nứt kéo dài qua
toàn bộ chiều rộng của kết cấu.
Lực cắt phá hoại theo hai phương hay gọi là phá hoại do chọc thủng có liên quan đến sự
phá hoại quanh bề mặt hình nón cụt hay hình chóp xung quanh cột.
Trang 185
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.24 – Sơ đồ phá hoại của lực cắt
Nhìn chung thì khả năng chịu cắt do chọc thủng của một bản sàn sẽ nhỏ hơn khả năng
chịu phá hoại cắt dạng dầm. Tuy nhiên trong thiết kế nên xem xét cả hai cơ chế phá hoại.
Trong trường hợp sàn hai phương là sàn phẳng thì cần kiểm tra theo cơ chế phá hoại
theo lực cắt 2 phương ( phá hoại do chọc thủng).
Hình 6.25 – Mặt phá hoại xuyên thủng của cột vách
Khả năng chịu lực cắt của sàn được kiểm tra trong giai đoạn tới hạn
Trang 186
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 6.26 – Sự phân bố ứng suất cắt trong vách giữa và vách biên
1.1.1. Kiểm tra chọc thủng tại vách biên
Kích thước tiết diện vách giữa VD2 (giao với trục D và trục 2), tầng 5
Hình 6.27 – Tiết diện chống xuyên của vách biên
Chiều dày sàn h = 250 mm, h0 = 250 – 20 = 230 mm,
Trang 187
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Dựa vào Autocad 2008 xác định được chu vi tiết diện chống xuyên
Hình 6.28 – Thông số hình học của tiết diện chống xuyên
um = 10529 mm.
Thỏa điều kiện chọc thủng của sàn
1.1.2. Kiểm tra chọc thủng tại vách giữa
Kích thước tiết diện vách giữa VC2 (giao với trục C và trục 2), tầng 5
b.h = 400x2000 mm
Chiều dày sàn h = 250 mm, h0 = 250 – 20 = 230 mm
Trang 188
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Thỏa điều kiện chọc thủng của sàn
Trang 189
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO KHUNG VÁCH – LÕI
7.1. TỔNG QUAN VỀ LÕI - VÁCH
Lõi, vách bê tông cốt thép là một trong những kết cấu chịu lực quan trọng trong nhà
nhiều tầng. Nó kết hợp với hệ khung hoặc kết hợp với nhau tạo nên hệ kết cấu chịu lực
cho công trình. Tuy nhiên việc tính toán chưa đề cập cụ thể trong tiêu chuẩn thiết kế của
Việt Nam. Trên thế giới một số tiêu chuẩn đã đưa ra phương pháp thiết kế lõi vách:
Eurocode, ACI…
7.2. Lý thuyết tính toán
Thông thường, các vách cứng dạng côngxon chịu tổ hợp nội lực sau: N, Mx, My, Qx. Do
vách cứng chỉ chịu tải trọng đứng, tải trọng ngang thì tác động song song với mặt phẳng
của nó nên bỏ qua khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phương
vuông góc với mặt phẳng Qy chỉ xét đến tổ hợp nội lực gồm (N, My, Qx)
Hình 7.1 – Nội lực tác dụng lên vách
Việc tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng có thể sử dụng một số phương pháp tính
vách thông dụng sau:
Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
Phương pháp giải thuyết vùng biên chịu moment
Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác
Trang 190
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.2.1. Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
7.2.1.1. Mô hình
Phương pháp này chia vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm,
ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử. Tính toán cốt thép cho
từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách
Các giả thuyết cơ bản khi tính toán
Vật liệu đàn hồi
Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu
7.2.1.2. Các bước tính toán
Bước 1 :Xác định trục chính moment quán tính chính trung tâm của vách
Hình 7.2 – Xác định trục chính moment quán tính chính
Bước 2: Chia vách thành từng phần tử nhỏ
Hình 7.3 – Chia vùng theo quy ước
Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử
Do giả thuyết vật liệu đàn hồi nên ta dùng các công thức tính toán trong “ Sức bền vật
liệu”
Trang 191
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 4: Tính ứng suất trong từng phần tử:
(Với i = 1,2,…,n) 7.1
Bước 4: Tính ứng suất trong từng phần tử:
7.2
Trong đó:
tw : Chiều dày của vách
lw : Chiều dài của vách
A : Diện tích mặt cắt ngang của vách
Ix : Moment quán tính chính trung tâm
Bước 5: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
Nếu Ni < 0 (vùng chỉ chịu kéo)
7.360
Nếu Ni > 0 (vùng chỉ chịu nén)
7.4
60 Tra theo Điều 6.2.2.17 TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép–
Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
Trang 192
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu
động đất.
Tiêu chuẩn này chấp nhận các tiêu chuẩn Eurocode nên sinh viên dựa trên cả hai
tiêu chuẩn để ứng dụng thiết kế.
Cốt thép dọc được chọn và bố trí :
,
Cốt thép ngang được chọn và bố trí
,
Bước 7: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
7.2.1.3. Nhận xét
Ưu điểm
Phương pháp này đơn giản, có thể tính toán các vách cho các hình dạng phức tạp L, T,
U hay tính lõi.
Khuyết điểm
Coi ứng suất là đường tuyến tính trên mặt cắt tiết diện
Đưa moment về trọng tâm tiết diện phân phối lại moment tuyết tính trên tiết diện
7.2.2. Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment
7.2.2.1. Mô hình tính toán
Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt tại vùng biên của hai đầu vách để thiết kế để
chọn toàn bộ moment. Lực dọc giả thuyết là phân bố đều trên toàn bộ tiết diện vách
Giả thuyết cơ bản:
Ứng suất kéo do cốt thép chịu
Ứng suất nén do bê tông và cốt thép chịu
Trang 193
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.4 – Sơ đồ tính vách
7.2.2.2. Quá trình tính toán
Bước 1: Giả thuyết chiều dài B của vùng dự định thiết kế chịu toàn bộ moment. Xét
vách chịu lực dọc N và moment Mz, Moment Mx tương đương với cặp ngẫu lực đặt ở
hai vùng biên của vách
Bước 2: Xác định lực kéo, nén trong vùng biên
7.5
Trong đó:
: Diện tích của vùng biên
A: Diện tích mặt cắt vách
Bước 3: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
Nếu Ni < 0 (vùng chỉ chịu kéo)
Trang 194
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.661
Nếu Ni > 0 (vùng chỉ chịu nén)
7.74
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép. Nếu không thỏa mản thì tăng kích thước B
của vùng biên. Chiều dài vùng biên có giá trị có giá trị lớn nhất 0,5Lw, nếu vượt
quá giá trị này cần tăng bề dày tường
Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại giữa hai vùng biên như cấu kiện chịu nén
đúng tâm, trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lự thì cốt thép trong vùng này
đặt cấu tạo theo hàm lượng
Bước 6: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
7.2.2.3. Nhận xét
Phương pháp này tương tự Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, chỉ khác ở chỗ
tập trung toàn bộ lượng cốt thép chịu moment ở đầu vách
Phương pháp này thích hợp với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu (bố
trị cột ở hai đầu vách)
Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu moment của một phần
diện tích vách vùng biên.
Ưu điểm, khuyết điểm tương tự Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
7.2.3. Phương pháp cổ điển
Thép trong vách được tính theo cấu kiện nén lệch tâm phẳng với tiết diện hình chữ nhật
dài (bxh), sau đó tăng diện tích cốt thép lên 1,1 ÷ 1,2 tổng diện tích cốt thép đã tính và
61 Tra theo Điều 6.2.2.17 TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép–
Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
Trang 195
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
kiểm tra lại theo sơ đồ bên dưới. Nội lực để tính thép trong vách cứng được tính bằng
cách qui đổi các nội lực đứng (F11) tại các nút về trọng tâm tiết diện vách, nội lực cuối
cùng được tính bằng tổng các lực đứng và moment gây ra độ lệch tâm giữa nút và trọng
tâm tiết diện vách
Có thép trong vách được bố trí 70% diện tích cốt thép tính được ở vị trí hai đầu tiết diện
nằm trong khoảng 0,1h. Cốt thép còn lại bố trí trong phạm vi 0,8h
Hình 7.5 – Vùng bố trí cốt thép
7.2.4. Phương pháp biểu đồ tương tác
Phương pháp này dựa trên một số giải thuyết về sự làm việc của bê tông và cốt thép để
thiết lập trạng thái chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của vách. Tập hợp các trạng thái này sẽ
tạo thành một đường cong liên hệ giữa lực dọc N và moment M của trạng thái giới hạn.
Đây là phương pháp chính xác nhát, phản ánh đúng nhất sự làm việc của lõi vách
Phương pháp này thực chất coi vách là cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân
bố trên toàn tiết diện vách được kể đến trong khả năng chịu lực của vách
Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, phức tạp
7.2.5. Kết luận
Ta sẽ tính sơ bộ theo Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment, Kiểm tra lại
bằng Phương pháp biểu đồ tương tác
Trang 196
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3. Tính toán vách cứng công trình
7.3.1. Vách C2 (Vách chữ nhật)
7.3.1.1. Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi
Bước 1 :Xác định trục chính moment quán tính chính trung tâm của vách
Bước 2: Chia vách thành từng phần tử nhỏ
Chia vách thành 6 phần tử,mỗi phần tử bằng 0,5m.
Bước 3: Xác định ứng suất trên mỗi phần tử
Bước 4: Tính ứng suất trong từng phần tử:
Bước 5: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Chọn 5d18 (As=12,725 (cm2))
Chọn 4d18 (As=1018 (cm2))
Trang 197
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Chọn 3d18 (As=9,426 (cm2) )
Bước 6: Kiểm tra hàm lượng cốt thép TCVN 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu
động đất.
Thỏa điều kiện
Bước 7: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
→ Tiết diện thép chọn không hợp lý
7.3.1.2. Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment
Bước 1: Chọn chiều dài B = 500 (mm) là vùng thiết kế chịu toàn bộ moment.
Bước 2: Xác định lực kéo, nén trong vùng biên
Trang 198
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 3: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
Chọn 5d25 As =14,78 (cm2) bố trí cho vùng biên.
Chọn 4d25 As =19,63 (cm2) bố trí cho vùng giữa.
Thỏa điều kiện cấu kiện chịu nén.
Chọn 7d25 As =34,36 (cm2) bố trí cho vùng giữa.
Thỏa điều kiện cấu kiện chịu nén.
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Trang 199
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Thỏa điều kiện
Bước 7: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
→ Thỏa điều kiện tính toán đặt cấu tạo
7.3.1.3. Chọn thép bố trí cho vách
Theo Mục 7.2.1 của đồ án sinh viên trình bày Phương pháp phân bố ứng suất đàn
hồi
Thép chọn 24d20 → trên toàn bộ tiết diện vách 400x3000
Theo Mục 7.2.2 của đồ án sinh viên trình bày Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu
moment
Thép chọn 32d25 → trên toàn bộ tiết diện vách 400x3000
Sinh viên dùng 40d25 → để bố trí trên toàn bộ tiết diện vách 400x3000
Tính cốt thép đai
Khả năng chịu cắt của bê tông
7.862
→ Bê tông thỏa điều kiện chống cắt chỉ bỏ cốt đai cấu tạo
62 Tra công thức theo Điều 6.2.3.3, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông
cốt thép–Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
Trang 200
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3.1.4. Phương pháp biểu đồ tương tác
Sinh viên sử dụng CSI COLUMN v9.0 để mô hình khả năng chịu lực của vách, dựa
trên chọn thép trên
Hình 7.6 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.7 – Kiểm tra sự làm việc của vách với tổ hợp gây nguy hiểm nhất
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) : 0,95
Với mặc định của CSI COLUMN v9.0
Trang 201
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) :
Hình 7.8 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.9 – Xác định vị trí trục trung hòa
Trang 202
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.10 – Biểu đồ tương tác vật liệu 3D giữa N, Mx, My của vách
Hình 7.11 –Mặt cắt trục N, M trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
Trang 203
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.12 –Mặt cắt trục Mx, My trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
7.3.2. Vách D2 (Vách chữ T)
Sinh viên sử dụng phương pháp 2 để bố trí thép cho toàn tiết diện các vách còn lại
và sử dụng biểu đồ tương tác để kiểm tra.
7.3.2.1. Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment
Vách D2’ , Vách D2’’ tính tương tự trong bảng EXCEL, tiết diện 300 x 3000 mm.
Bước 1: Chọn chiều dài B = 500 (mm) là vùng thiết kế chịu toàn bộ moment.
Bước 2: Xác định lực kéo, nén trong vùng biên
Trang 204
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 3: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
Bố trí cấu tạo 20d16 As = 40,22 (cm2) cho vách D2’
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Thỏa điều kiện
Bước 7: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
→ Thỏa điều kiện tính toán
Trang 205
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3.2.2. Chọn thép bố trí cho vách
Theo Mục 7.2.2 của đồ án sinh viên trình bày Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu
moment
Sinh viên dùng 20d16 → để bố trí trên toàn bộ tiết diện vách
300x3000
Tính cốt thép đai
Khả năng chịu cắt của bê tông
7.963
63 Tra công thức theo Điều 6.2.3.3, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông
cốt thép–Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
Trang 206
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3.2.3. Phương pháp biểu đồ tương tác
Hình 7.13 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.14 – Kiểm tra sự làm việc của vách với tổ hợp gây nguy hiểm nhất
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) : 0,12
Trang 207
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) :
Hình 7.15 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.16 – Ứng suất phân phối trên vách chử T
Trang 208
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.17 – Biểu đồ tương tác vật liệu 3D giữa N, Mx, My của vách
Hình 7.18 –Mặt cắt trục N, M trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
Trang 209
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.19 –Mặt cắt trục Mx, My trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
7.3.3. Vách D1 (Vách chữ L)
Sinh viên sử dụng phương pháp 2 để bố trí thép cho toàn tiết diện các vách còn lại
và sử dụng biểu đồ tương tác để kiểm tra.
7.3.3.1. Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment
Vách D1’, Vách D1’’ Tính tương tự như bảng EXCEL, tiết diện 300 x 3000 mm.
Bước 1: Chọn chiều dài B = 500 (mm) là vùng thiết kế chịu toàn bộ moment.
Bước 2: Xác định lực kéo, nén trong vùng biên
Trang 210
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 3: Tính toán cốt thép theo TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép–Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
→ Bố trí cấu tạo cho vách bê tông đủ khả năng chịu nén
Bố trí cấu tạo 20d16 As = 40,22 (cm2) cho vách D1’
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Thỏa điều kiện
Bước 7: Kiểm tra khả năng chống uốn của vách đối với moment còn lại
→ Thỏa điều kiện tính toán
Trang 211
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3.3.2. Chọn thép bố trí cho vách
Theo Mục 7.2.2 của đồ án sinh viên trình bày Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu
moment
Sinh viên dùng 20d16 → để bố trí trên toàn bộ tiết diện vách
300x3000
Tính cốt thép đai
Khả năng chịu cắt của bê tông
7.1064
64 Tra công thức theo Điều 6.2.3.3, TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông
cốt thép–Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
Trang 212
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.3.3.3. Phương pháp biểu đồ tương tác
Hình 7.20 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.21 – Kiểm tra sự làm việc của vách với tổ hợp gây nguy hiểm nhất
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) : 0,17
Trang 213
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) :
Hình 7.22 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.23 – Ứng suất phân phối trên vách chử T
Trang 214
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.24 – Biểu đồ tương tác vật liệu 3D giữa N, Mx, My của vách
Hình 7.25 –Mặt cắt trục N, M trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
Trang 215
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.26 –Mặt cắt trục Mx, My trong biểu đồ tương tác vật liệu của vách
7.4. Tính toán lõi công trình
7.4.1. Tính toán vách (Pier)
7.4.1.1. Phương pháp tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên
Phương pháp này chia vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúng tâm,
ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử. Tính toán cốt thép cho
từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả vách
Các giả thuyết cơ bản khi tính toán
Vật liệu đàn hồi
Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu
Trục trung hòa song song với hệ trục quán tính chính trung tâm
Trang 216
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Xác định đặc trưng hình học của lõi
Hình 7.27 – Kích thước lõi thang máy
Hình 7.28 – Xác định trọng tâm hình học của lõi
Trang 217
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.29 – Xác định trọng tâm hình học của lõi
Dựa vào Autocad ta xác định được xác định các :
Xác định cặp nội lực gây nguy hiểm nhất
Tính toán và chọn thép bố trí cho lõi
Tại điểm 1 có tọa độ xác định vùng kéo nén:
→ Tiết diện chịu nén toàn bộ
Trang 218
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
→ Bê tông đủ cường độ chịu nén, thép đặt cấu tạo
Tại điểm 5 có tọa độ xác định vùng kéo nén:
→ Tiết diện chịu nén toàn bộ
Tính toán cốt thép cấu kiện chịu kéo nén đúng tâm
→ Bê tông đủ cường độ chịu nén, thép đặt cấu tạo
Tại hai vị trí có ứng suất kéo nén lớn nhất đặt thép cấu tạo các vị trí còn lại đặt
thép cấu tạo, kiểm tra lại bằng biểu đồ tương tác.
Trang 219
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.4.1.2. Phương pháp biểu đồ tương tác
Hình 7.30 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.31 – Kiểm tra sự làm việc của vách với tổ hợp gây nguy hiểm nhất
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) : 0,08
Hệ số an toàn của vách (Capacity Ratio) :
Trang 220
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.32 – Mô hình vách bằng CSI COLUMN v9.0
Hình 7.33 – Xác định trục trung hòa lõi
Trang 221
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.34 – Biểu đồ tương tác vật liệu 3D giữa N, Mx, My của vách
Hình 7.35 –Mặt cắt trục N, M trong biểu đồ tương tác vật liệu của lõi
Trang 222
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.36 –Mặt cắt trục Mx, My trong biểu đồ tương tác vật liệu của lõi
7.4.2. Tính toán dầm cao – Spandrel (Deep Beam)
Dầm cao khi nhịp tính toán l không quá 4 lần chiều cao dầm, hoặc có tải trọng tập trung
trên dầm cách điểm cố kết lớn hơn 2 lần chiều cao dầm.65
Đối với nhịp tính toán không có tải trọng tập trung trên dầm cách điểm cố
kết lớn hơn 2 lần chiều cao dầm thì có thể tính toán xem như dầm thường nhưng cấu tạo
theo dầm cao 66
được xác định bằng giá trị lớn nhất khi xét từ tâm tới tâm, hoặc là bằng 1,15 lần nhịp
thông thủy giữa 2 vách.
66 Tra theo Mục 1.3, Ove Arup & Partners (1984), Design of Deep Beam in
65 Tra theo Điều 11.7.1, ACI 318M-11, [29]
Reinforced Concrete CRIA 2 OA [45]
Trang 223
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 7.37 – Kích thước cơ bản của dầm cao
Trang 224
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.4.2.1. Ứng xử của dầm cao (eeep Beam
Bảng 7.1 – Ứng xử của dầm theo tỷ lệ nhịp dầm và chiều cao theo Reinforced Concrete Design of Tall Building.
Tỷ lệ nhịp tính toán và Ứng suất trong dầm cao chiều cao dầm
Trang 225
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Tỷ lệ nhịp tính toán và Ứng suất trong dầm cao chiều cao dầm
Nhận xét: ứng suất tuyến tính trong dầm vậy ta có thể tính toán như dầm
thường và bố trí cấu tạo như dầm cao. Đối với dầm cao trong vùng ứng suất kéo
cực kỳ lớn
Trang 226
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.4.2.2. Tính toán cốt thép chịu uốn cho dầm cao
Hình 7.38 – Ứng xử trong dầm cao
Hình 7.39 – Ứng suất tại vị trí giữa nhịp và gối
Trang 227
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 1: Xác định giá trị moment chống uốn do thép gây ra
Trong đó:
: hệ số giảm điều kiện làm việc của thép67
fy: Giới hạn chảy của thép
→
→
Bước 2: Xác định diện tích thép vùng chịu kéo tại nhịp
Bước 3: Xác định diện tích thép vùng chịu kéo tại gối
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng thép min
Bước 5: Xác định vùng chịu kéo bố trí thép tại nhịp dầm
67 Tra theo Điều 9.3.2, ACI 318M-11 [29]
Trang 228
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 6: Xác định vùng kéo bố trí thép tại gối dầm
Bước 7: Phân phối lại thép tại vị trí cấu tạo 0,6h (Lower band) đối với cốt thép gối
đoạn
Bước 8: Phân phối lại thép tại vị trí cấu tạo 0,2h (Upper band) đối với cốt thép gối
đoạn
Hình 7.40 – Cấu tạo cốt thép trong dầm cao
Trang 229
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.4.2.3. Tính toán cốt thép chịu cắt cho dầm cao
Bước 1: Kiểm tra lực cắt max do ngoại lực
7.1168
Trong đó:
69
b: bề rộng của dầm
d: Chiều cao hữu hiệu của dầm lấy bằng 0,9h
Bước 2: Chọn thép đai chịu cắt Av
Bước 3: Tính khả năng chịu cắt của cốt thép chịu cắt
Nếu chỉ tính thép đứng chịu cắt (an toàn) thì tính theo công thức sau
7.1270
Trường hợp kể đến thép ngang chịu cắt thì tính theo công thức sau
7.1371
Bước 4: Tính khả năng chịu cắt của bê tông
69 Tra theo Điều 9.3.2, ACI 318M-11 [29]
70 Tra theo Điều 11.7.4.2, ACI 318M-11 [29]
71 Tra theo Điều 11.4.7.9, ACI 318M-11 [29]
68 Tra theo Điều 11.7.3, ACI 318M-11 [29]
Trang 230
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 5: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm
Trong đó
đối với kháng chấn (Seismic)
đối với không kháng chấn (Nonseismic)
Bước 6: Nếu không thỏa quay về bước 3 tăng cốt thép chịu cắt
7.4.2.4. Tính toán cốt thép đặt chéo góc tại cửa thang máy
Khi thiết kế kháng chấn, ngoài những yêu cầu thiết kế chông cắt nêu Mục 7.4.2.3 của
đồ án, thì tiết diện chống cắt xiên trên dầm đôi được tính toán khi sử dụng
công thức Điều 24.9.7.2 ACI 318M-11[29]
Hình 7.41 – Vết nứt xiên của Spandrel
Trang 231
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
7.1472
Khi Điều 9.3.4 ACI 318M-11[29]
Trong đó
: là chiều cao của spandrel
: là chiều dài nhịp tính toán của spandrel
Trong thực tế, các tài liệu báo cáo thì lực cắt xiên có thể yêu cầu tính toán hoặc là không
tính toán (tùy chọn) . Lực cắt xiên chỉ yêu cầu thiết kế khi rơi vào 2 điều kiện sau:
7.1573
Ghi chú không cần thiết kế dầm khi:
Sự hình thành vết nứt ít có khả năng xảy ra khi
Nếu sự phá hoại do uốn là chủ yếu
7.4.2.5. Ứng dụng tính toán cho (dầm cao) spandrel
Tính toán dầm cao tại tầng 2
73 Tra theo Điều 21.9.7.2, Điều 21.9.7.3 ACI 318M-11[29]
72 Tra theo Điều 21.9 ACI 318M-11[29]
Trang 232
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Tính toán cốt thép dọc chịu uốn
Bước 1: Xác định giá trị moment chống uốn do thép gây ra
→
Bước 2: Xác định diện tích thép vùng chịu kéo tại nhịp
Bước 3: Xác định diện tích thép vùng chịu kéo tại gối
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng thép min
→ Chọn 6d20 + 3d12, để bố trí cho tiết diện vùng kéo nhịp và
gối
Bước 5: Xác định vùng chịu kéo bố trí thép tại nhịp dầm
Bước 6: Xác định vùng kéo bố trí thép tại gối dầm
Trang 233
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bước 7: Phân phối lại thép tại vị trí cấu tạo 0,6h (Lower band) đối với cốt thép gối
đoạn
Chọn 18d12,
Bước 8: Phân phối lại thép tại vị trí cấu tạo 0,2h (Upper band) đối với cốt thép gối
đoạn
→ Chọn 6d20 + 3d12, để bố trí cho tiết diện vùng kéo gối
Tính toán cốt thép chịu cắt
Bước 1: Kiểm tra lực cắt max do ngoại lực
→ Thỏa điều kiện ứng suất nén chính
Bước 2: Chọn thép đai chịu cắt Av
Chọn d10s150 làm cốt đai chống cắt.
Bước 3: Tính khả năng chịu cắt của cốt thép chịu cắt
Nếu chỉ tính thép đứng chịu cắt (an toàn) thì tính theo công thức sau
Xét diện tích thép của một nhánh đai:
Trang 234
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Chọn d10s150
Trường hợp kể đến thép ngang chịu cắt thì tính theo công thức sau
Nếu chỉ tính thép đứng chịu cắt (an toàn) thì tính theo công thức sau
Bước 4: Tính khả năng chịu cắt của bê tông
Bước 5: Kiểm tra khả năng chịu cắt của dầm
→ Thỏa điều kiện chống cắt
Tính toán cốt thép đặt chéo góc tại cửa thang máy
Khi thiết kế kháng chấn, ngoài những yêu cầu thiết kế chông cắt nêu Mục 7.4.2.3 của
đồ án, thì tiết diện chống cắt xiên trên dầm đôi được tính toán khi sử dụng
công thức Điều 24.9.7.2 ACI 318M-11[29]
Chọn 4d25 để bố trí cho dầm xiên
Trang 235
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG
8.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Công trình gồm 20 tầng, cốt ± 0,00 m của công trình tại sàn tầng trệt, cốt mặt đất tự
nhiên -1,200 m, cốt sàn tầng hầm -3,500 m. Chiều cao công trình là 62,2 m tính từ cốt ± 0.00 m đến sàn tầng mái. Mặt bằng công trình chiều dài 49,0 m, chiều rộng 32 m. Kết
cấu khung vách, sàn phẳng dự ứng lực trước căng sau, kết hợp với lõi cứng BTCT. Sàn
tầng hầm dày 300 mm.
8.2. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Hình 8.1 – Tải trọng và phản lực tương đương
Trang 236
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 8.2 – Hình trụ HK1
Trang 237
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 8.3 – Hình trụ HK1 tiếp theo
Nhận xét: Độ dốc các lớp đất rất nhỏ, nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại
mọi điểm của công trình có chiều dày như mặt cắt hố khoan HK1.
8.3. TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH MÓNG
Trang 238
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 8.1 – Bảng tổng hợp số liệu đất nền
Độ ẩm
Mođun biến dạng Góc ma sát trong Lực dính c Loại đất SPT Hệ số rỗng e W Wnh Wd Lớp đất Eo Chiều dày (m) (kN/m2) (o) Dung trọng tự nhiên tn (kN/m3) (%) (%) (%) (kN/m2) Dung trọng đẩy nổi gdn (kN/m3)
3.2 Cát san lấp 19 10 0.1 30o 23.98 - - 7429 - - 1
2.5 Đất sét mềm 19.1 9.2 14.4 24o19’ 30,4 33 22 1380 0.773 - 2
3 2.1 20.7 10.9 16.8 19o48’ 19 28 16 5 3040 0.498 Cát pha sét dẻo
4 27.5 20.4 11 12 29056 16,7 24 18 16 11590 0.506 Sét pha dẻo cứng
14.4 Sét cứng 20.5 10.9 39 21058’ 19,3 54,7 23,9 42 18400 0.580 5
30 Cát bụi chặt 20.1 10.6 11.5 30041’ 18,8 29,5 17 40 20100 0.562 6
Trang 239 GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG
Lớp đất số 1 ngay dưới mặt đáy tầng hầm là đất rất yếu nên giải pháp sử dụng móng
nông (băng hay bè trên nền thiên nhiên) cho công trình 20 tầng có tải trọng lớn là không
khả thi.
Để khảo sát tính khả thi của phương án móng nông sinh viên thử chọn phương án
móng bè
Sơ bộ chiều dày móng bè có bề dày h = 1,2m, chiều sâu đáy móng -7,0 m. kích thước
móng 57,4 x 39m (bằng kích thước tầng hầm).
Áp lực tính toán tác dụng lên đất nền theo TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền
nhà và công trình.[7]
8.174
Trong đó
m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc
của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền75.
ktc là hệ số tin cậy lấy theo 76
A, B và D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 phụ thuộc vào trị tính toán
của góc mà sát trong II xác định theo Điều 4.3.1 đến Điều 4.3.7.
74 Tra công thức theo Điều 4.6.9, TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và
75 Tra hệ số theo Điều 4.6.10, Bảng 15, TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền
công trình. [7]
76 Tra công thức theo Điều 4.6.11 , TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà
nhà và công trình. [7]
và công trình.[7]
Trang 240
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
; ;
77
b là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng, tính bằng mét (m);
h là chiều sâu đặt móng so với cốt qui định bị bạt đi hoặc đắp thêm, tính bằng mét (m);
là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt
móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m3);
có ý nghĩa như trên, nhưng của đất nằm phía dưới đáy móng, tính bằng kilôniutơn
trên mét khối (kN/m3);
cII là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng, tính bằng
kilôpascan (kPa);
h0 =h- htđ là chiều sâu đến nền tầng hầm tính bằng mét (m). Khi không có tầng hầm thì
lấy h0 =0;
htđ là chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm, tính
theo công thức:
8.278
h1 là chiều dày lớp đất ở phía trên đáy móng, tính bằng mét (m);
h2 là chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm, tính bằng mét (m);
77 Tra theo Mục 1.3.1, Bảng 1.19, Châu ngọc ẩn (2007), Nền móng. NXB ĐH Quốc
78 Tra theo Điều 4.6.9, TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công
gia Tp.HCM [20]
trình.[7]
Trang 241
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
là trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, tính
bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m3).
Chiều sâu đáy móng -7,0 m ứng với lớp đất thứ 3 có , B = 1,39.
;
;
.
Theo Điều 4.6.10, Bảng 15, TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công
trình.[7]
B = 1,39 > 0,5 m1 = 1,1
Dựa vào các kết quả thí nghiệm tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng theo Điều 4.6.11,
TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.[7]
ktc = 1,0
Trang 242
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Với
Kết luận: Đối với công trình có thể sử dụng phương án móng bè trên nền cọc ngắn đối
với vị trí móng lõi thang, còn nếu sử dụng cho toàn bộ công trình lớp đất thứ 3 bề dày
không lớn nên không nên đặt móng ở đây lớp đất dễ bị phá hủy.
Lớp đất thứ 4 có bề dày lớn nhưng có chỉ tiêu cơ lý không tốt, nên không đặt mũi cọc ở
đây.
Lớp đất thứ 5 có bề dày lớn NSPT > 40, đồng thời các chỉ tiêu cơ lý tốt,sinh viên nhận
định với tải trọng công trình và chỉ tiêu trên nên đặt mũi cọc ở đây.
Phương án 1: móng cọc khoan nhồi.
8.5. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
8.5.1. Các giả thiết tính toán
Việc tính toán móng cọc đài thấp dựa vào các giả thiết chủ yếu sau:
Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận.
Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không
kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc.
Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền
lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.
Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta
coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc.
Việc tính toán móng khối quy ước giống như tính toán móng nông trên nền thiên nhiên
(bỏ qua ma sát ở mặt bên móng).
Đài cọc xem như tuyệt đối cứng khi tính toán lực truyền xuống cọc.
Trang 243
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Giằng móng có tác dụng tiếp thu nội lực kéo xuất hiện khi lún không đều, làm tăng cường độ và độ cứng không gian của kết cấu. Tuy nhiên, khi mô hình tính khung, ta xem
như cột ngàm cứng vào móng nên ta đã bỏ qua sự làm việc của giằng móng và trọng
lượng bản thân của dầm móng.
8.5.2. Tải trọng
8.5.2.1. Tải trọng tính toán
Móng công trình được tính dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân
cột. Tính toán với 1 trong 3 tổ hợp:
Tổ hợp 1: Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu
Tổ hợp 2: Mxmax, Mytu, Ntu, Qxtu, Qytu
Tổ hợp 3: Mymax, Mxtu, Ntu, Qxtu, Qytu
Sinh viên lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán móng và kiểm tra với các
cặp nội lực còn lại
Bảng 8.2 – Tổ hợp tải trọng tính toán móng M1 ( Vách chữ nhật C2 và B2)
Trường hợp tải Tổ hợp (kN) (kN.m) (kN) (kN.m) (kN)
Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu Comb1 25654,9 47,95 103,65 255,88 88,83
Mxmax, Mytu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 24990,0 193,66 205,09 258,02 31,96
Mymax, Mxtu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 24990,0 193,66 205,09 258,02 31,96
Chọn tổ hợp Nmax tính toán sau đó kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại.
8.5.2.2. Tải trọng tiêu chuẩn
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ
hai.
Tải trọng lên móng đã tính được từ ETABS V9.6 là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp
các tải trọng tiêu chuẩn lên móng đúng ra phải làm bảng tổ hợp nội lực chân cột khác
bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên công trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy
Trang 244
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n =1.15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn
nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình.
Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài, chưa kể trọng lượng đài:
Bảng 8.3 – Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn móng M1 ( Vách C2 và B2)
Trường hợp tải Tổ hợp (kN) (kN.m) (kN) (kN.m) (kN)
Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu Comb1 22308,6 41,7 90,13 222,5 77,24
Mxmax, Mytu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 21730,4 168,4 178,34 224,4 17,79
Mymax, Mxtu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 21730,4 168,4 178,34 224,4 17,79
8.5.3. Cấu tạo đài
Vật liệu
Bêtông B35: Rb = 19,5 MPa, Rbt = 1,3 MPa
Thép AIII (d ≥ 10): Rs = Rsc = 365 MPa, Rsw = 290 MPa.
Thép AI (d <10): Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa.
8.5.4. Sơ bộ chiều sâu đáy đài và cách kích thước
Móng cọc được thiết kế là móng cọc đài thấp vì vậy độ chôn sâu của đài phải thỏa điều
kiện lực ngang tác động ở đáy công trình phải cân bằng với áp lực đất tác động lên đài
cọc.
Chọn chiều cao đài móng là hđ =2,2 m.
Chiều sâu đặt đáy đài tính từ cốt sàn tầng trệt (±0.00m) là – 7,0 m. Cách mặt đất tự nhiên
5,8 m.
Chiều sâu đặt đáy đài nhỏ nhất được thiết kế với yêu cầu cân bằng áp lực ngang theo giả
thiết tải ngang hoàn toàn do lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận.
Dùng Qmax = 426,95 (kN) để kiểm tra điều kiện cân bằng áp lực ngang đáy đài theo công
thức thực nghiệm sau: (sơ bộ chọn bề rộng đài là 4 m).
Trang 245
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
hm: chiều sâu chôn móng từ cốt tính toán -7,0m.
: góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên.
: dung trọng của đất kể từ đáy đài trở lên mặt đất.
Bđ : cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với tải ngang Q.
Vậy hm thỏa điều kiện cân bằng áp lực ngang nên ta có thể tính toán móng với giả thiết
tải ngang hoàn toàn do lớp đất trên từ đáy đài tiếp nhận.
8.5.5. Cấu tạo cọc
8.5.5.1. Vật liệu
Bêtông B35: Rb = 19,5 MPa, Rbt = 1,3 MPa
Thép AIII (d ≥ 10): Rs = Rsc = 365 MPa, Rsw = 290 MPa.
Thép AI (d <10): Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa.
8.5.5.2. Các thông số kỹ thuật dùng thiết kế cọc nhồi:
Sơ bộ chọn cọc đặc có đường kính D = 800 mm. Mũi cọc cắm vào lớp đất sét cứng.
Đoạn cọc dài
Cao trình mũi cọc cách cốt ±0,00 là - 49,2 m
Chiều dài tính toán của cọc (từ đáy đài trở xuống): 49,7 – 7,0 - 2,2 – 0,5 = 40 m.
Tra theo Điều 3.3.6, TCVN 205–1998: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế. [6]
Đối với cọc chịu tải trọng ngang
→
Cốt thép dọc 12d18 có Fa = 3053,6 mm2.
Trang 246
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 8.4 – Độ sâu chôn cọc khoan nhồi
Trang 247
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.5.3. Sức chịu tải của cọc
Theo cường độ vật liệu
Do cọc nhồi được thi công đổ bê tông tại chỗ vào các hố khoan, hố đào sẵn sau khi đã
đặt lượng cốt thép cần thiết vào hố khoan. Việc kiểm soát điều kiện chất lượng bê tông
khó khăn, nên sức chịu tải của cọc nhồi không thể tính như cọc chế tạo sẵn mà có khuynh
hướng giảm đi (theo Điều 4, Nhà cao tầng- Thiết kế cọc nhồi, TCXD 195-1997)
Pvl = Ru.A + Ran.Fa
Ru: cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi.
Ru = R/4,5 khi đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét không lớn hơn 6 MPa.
R: mác thiết kế của bê tông (MPa).
Ran: cường độ tính toán của thép.
nhưng không lớn hơn 220MPa. d < 28→
: giới hạn chảy của cốt thép
A: Diện tích tiết diện ngang của cọc
Fa: Diện tích cốt thép dọc trong cọc.
Chọn thép bố trí trong cọc 12d18→ Fa = 3053,6(mm2)
Hàm lượng cốt thép chọn theo cấu tạo là 0,4% ≤ ≤ 0,65%
Trang 248
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
→Pvl = ((502654-3053,6).6 + 3053,6.220).10-3 = 3669,39 (kN)
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền
Công thức xác định sức chịu tải của cọc theo phụ lục A TCVN 205–1998: Móng cọc–
Tiêu chuẩn thiết kế.[6]
Qtc = m(mR.qP.AP + u. mf .si .li )
Trong đó
m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, m = 1,0
mR: hệ số điều kiện làm việc của lớp đất ở mũi cọc, mR=1,0
mf: hệ số điều kiện làm việc của lớp đất ở mặt bên cọc phụ thuộc vào phương pháp
khoan tạo lỗ,
Ap: diện tích ngang của mũi cọc, Ap = 502654 (mm2)
u: chu vi thân cọc, u = 3,14.800 = 2512 (mm)
li: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
fsi: cường độ tiêu chuẩn của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc (tra
Bảng A.5,TCVN 205–1998: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế.). Chia đất nền thành các
lớp đất đồng nhất như hình vẽ (chiều dày mỗi lớp lấy không lớn hơn 2m). Ở đây zi và h
lấy từ cốt mặt đất tự nhiên.
qP: cường độ đất nền tại mũi cọc.
Đối với cọc nhồi khi hạ cọc có lấy đất ra khỏi ruột ống, sau đó đổ bê tông với chiều sâu
mũi cọc tính từ mặt đất tính toán là 43 m: qp = 4860 (kN/m2) (tra Bảng A.7 TCVN 205–
1998: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế.)
Trang 249
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 8.4 – Kết quả tính toán giá trị
fsi Lớp đất li (m) Zi (m) IL mf Lớp đất mf.li.fsi (kN/m) (kN/m2)
4,0 0,04 83,00 0,6 99,6 2,0
6,0 0,04 90,00 0,6 108 2,0
8,0 0,04 98,00 0,6 117,6 2,0
10,0 0,04 103,00 0,6 123,6 2,0
12,0 0,04 107,40 0,6 128,88 2,0
14,0 0,04 111,80 0,6 134,16 2,0
16,0 0,04 116,20 0,6 139,44 2,0 4 Sét pha dẻo cứng 18,0 0,04 120,06 0,6 144,072 2,0
20,0 0,04 125,00 0,6 150 2,0
22,0 0,04 129,40 0,6 155,28 2,0
24,0 0,04 133,80 0,6 160,56 2,0
26,0 0,04 138,20 0,6 165,84 2,0
28,0 0,04 142,60 0,6 171,12 2,0
0,6 29,65 0,04 146,23 114,0594 1,1
31,3 0 150,38 0,6 180,456 2
33,3 0 155,58 0,6 186,696 2
35,3 0 160,78 0,6 192,936 2
37,3 0 165,98 0,6 199,176 2 5 Sét cứng
39,3 0 171,18 0,6 205,416 2
41,3 0 176,38 0,6 211,656 2
0 179,89 0,6 75,5538 0,9 42,65
3164
→Vậy
Trang 250
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Sức chịu tải cho phép của cọc:
Với ktc = 1,4 là hệ số an toàn lấy theo Điều A.1,TCVN 205–1998: Móng cọc–Tiêu
chuẩn thiết kế.
Theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Công thức xác định sức chịu tải của cọc theo phụ lục B, TCVN 205–1998: Móng cọc–
Tiêu chuẩn thiết kế.[6]
Công thức tổng quát:
Trong đó:
Qs: sức chịu tải cực hạn ma sát thân cọc (kN).
: cọc nằm trong n lớp đất (kN).
Với:
u: chu vi tiết diện cọc, u = 2512 (mm)
fsi: ma sát đơn vị giữa lớp đất thứ i tác dụng lên cọc (kN/m2).
hi tanai
fsi = cai + ’
Trong đó:
cai: lực dính giữa thân cọc và lớp đất i (kN/m2).
Với cọc BTCT cai = 0,7ci. Trong đó ci là lực dính của lớp đất thứ i.
’hi: ứng suất hữu hiệu trong đất do tải trọng bản thân các lớp đất ở trạng thái tự nhiên
gây ra theo phương vuông góc với mặt bên cọc của lớp đất i, (kN/m2).
ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng ở giữa lớp đất thứ i
hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i. Theo Jacky
Trang 251
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
ai: góc ma sát giữa cọc và lớp đất i, với cọc BTCT lấy a = với là góc ma sát trong
của lớp đất thứ i (độ).
Bảng 8.5 – Địa chất dọc thân cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc
Dày c Lớp Tên đất (m) (kN/m3) Độ (kN/m2)
4 Sét pha dẻo cứng 27,5 11,0 29o56’ 12
5 Sét cứng 14,6 10,9 21o58’ 39
Ma sát đơn vị ở giữa lớp đất thứ 4:
Ma sát đơn vị ở giữa lớp đất thứ 5:
Sức chịu tải cực hạn do kháng mũi Qp
Qp = Apqp (kN).
Ap: diện tích tiết diện cọc (m2), Ap = 502654 mm2
Qp: sức chịu tải cực hạn do kháng mũi (kN).
FSs: hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, FSs = 1,52,0.
FSp : hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc, FSp = 2,03,0.
qp: cường độ chịu tải cực hạn của đất dưới mũi cọc (kN/m2).
qp = cNc + ’vp Nq + dp N
Trang 252
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trong đó:
c: lực dính đất nền dưới mũi cọc, c = 39 (kN/m2).
’vp : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng
lượng bản thân đất trạng thái tự nhiên, (kN/m2).
: trọng lượng thể tích đất ở độ sâu mũi cọc,
dp: đường kính cọc (m), dp = 800 (mm)
Nc , Nq, N: hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc,
phương pháp thi công cọc.
79
Sức chịu tải cho phép
Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý: 7422 (kN).
Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền: 5845,6(kN).
Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu: 4001,15 (kN)
Ptk ≤ min (Pvl, Qa) = 4001,15 (kN).
Chọn Ptk = 4001,15 (kN).
79 Tra theo Bảng 3.5,Châu ngọc ẩn (2007), Nền móng. NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM,
[20]
Trang 253
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6. Tính toán móng M1 ( Vách chữ nhật C2 và B2)
8.5.6.1. Tải trọng
Bảng 8.6 – Tổ hợp tải trọng tính toán móng M2 ( Vách chữ nhật C2 và B2)
Tổ Trường hợp tải hợp (kN) (kN.m) (kN) (kN.m) (kN)
Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu Comb1 25654,9 47,95 103,65 255,88 88,83
Mxmax, Mytu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 24990,0 193,66 205,09 258,02 31,96
Mymax, Mxtu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 24990,0 193,66 205,09 258,02 31,96
8.5.6.2. Xác định số lượng cọc Số lượng cọc sơ bộ80
Trong đó
hệ số xét đến ảnh hưởng của moment lệch tâm tại cột biên
Sứa chịu tải ở trên là sức chịu tải của cọc đơn. Trong trường hợp cọc làm việc trong đài
thì sức chịu tải của cọc giảm xuống do hiệu ứng nhóm cọc.
Do đó sinh viên chọn n = 12 cọc bố trí đều 3d
Hiệu ứng nhóm cọc lên sức chịu tải của cọc là do sự ảnh hưởng lẫn nhau của các cọc
trong nhóm nên sức chịu tải của cọc trong nhóm sẽ nhỏ hơn so với cọc đơn.
Hiệu ứng nhóm cọc được xác định theo công thức của Converse-Labarre
80 Tra theo Mục 4.5, Châu ngọc ẩn (2007), Nền móng. NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM,
[20]
Trang 254
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.381
n1: số hàng cọc trong nhóm cọc, n1= 2
n2: số cọc trong một hàng, n2 = 4
d: đường kính cọc
s: khoảng cách giữa hai cọc tính từ tâm
8.5.6.3. Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc
Bố trí khoảng cách giữa các cọc trong khoảng
chọn
Khoảng cách từ mép cọc đến mép đài
chọn
Kích thước đài cọc:
81 Tra theo Mục 4.5, Châu ngọc ẩn (2007), Nền móng. NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM,
[20]
Trang 255
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Diện tích đài cọc:
8.5.6.4. Kiểm tra với tổ hợp Nmax
Chiều cao đài: hđ = 2,2 (m)
Trọng lượng tính toán của đài:
Lực dọc tính toán tại đáy đài:
Moment tính toán tại đáy đài:
Trọng lượng tính toán của cọc:
Điều kiện kiểm tra :
Tải trọng tác dụng lên cọc được xác định theo công thức:
Trong đó:
n: số lượng cọc trong đài, n = 12 cọc
xmax, ymax (m): khoảng cách từ tim cọc biên đến trục x, y.
xmax = 2,4 m
Trang 256
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
ymax = 3,6 m
xi, yi: khoảng cách tính từ trục của hàng cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài.
Hình 8.5 – Bố trí cọc trong móng M1
Trang 257
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Tính toán tải trọng tác dụng lên cọc
Cọc xi (m) yi (m) Pi (kN)
51,84 2251,0 1 -2,4 -3,6 11,52
51,84 2262,2 2 -2,4 -1,2 11,52
51,84 2273,5 3 -2,4 1,2 11,52
51,84 2284,8 4 -2,4 3,6 11,52
51,84 2423,6 5 0 3,6 11,52
51,84 2412,4 6 0 1,2 11,52
51,84 2401,1 7 0 -1,2 11,52
51,84 2389,8 8 0 -3,6 11,52
51,84 2528,7 9 2,4 -3,6 11,52
51,84 2540,0 10 2,4 -1,2 11,52
51,84 2551,2 11 2,4 1,2 11,52
51,84 2562,5 12 2,4 3,6 11,52
Vậy cọc thoả điều kiện chịu nén và nhổ.
8.5.6.5. Kiểm tra với tổ hợp Mxmax và Mymax
Chiều cao đài: hđ = 2,2 (m)
Trọng lượng tính toán của đài:
Lực dọc tính toán tại đáy đài:
Moment tính toán tại đáy đài:
Trang 258
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Trọng lượng tính toán của cọc:
Điều kiện kiểm tra :
Tải trọng tác dụng lên cọc được xác định theo công thức:
Trong đó:
n: số lượng cọc trong đài, n = 12 cọc
xmax, ymax (m): khoảng cách từ tim cọc biên đến trục x, y.
xmax = 2,4 m
ymax = 3,6 m
xi, yi: khoảng cách tính từ trục của hàng cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài.
Vậy cọc thoả điều kiện chịu nén và nhổ.
Trang 259
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6.6. Kiểm tra ổn định đất nền (tính toán theo TTGH II)
c Lớp Tên đất Dày (m) (kN/m3) kN/m2
3 Cát pha sét dẻo 2,00 10,9 19o48’ 16,8
4 Sét pha dẻo cứng 27,5 11,0 29o56’ 12
5 Sét cứng 12,7 10,9 21o58’ 39
Độ lún của khối móng quy ước được xác định theo Điều H.1, TCVN 205–1998:
Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế.[6]
Xác định góc truyền lực:
tb: góc ma sát trung bình của các lớp đất
Diện tích khối móng quy ước:
Fmq = Lmq.Bmq
Bqu = Bd – 2.a + 2.L.tan = 6,2 – 2.0,3 + 2.40.tan(6,760) ≈ 15,1 (m)
Lqu = Ld – 2.a + 2.L.tan = 8,6 – 2.0,3 + 2.34.tan(6,950) ≈ 17,8 (m)
Fqu = 15,1.17,8 = 268,78 (m2).
Trang 260
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 8.6 – Kích thước móng quy ước
Trang 261
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6.7. Áp lực tính toán tác dụng lên nền
m1, m2: hệ số điều kiện làm việc của nền đất và điều kiện làm việc của công trình tác
động qua lại của đất nền, được lấy theo Điều 4.6.10 và bảng 15, TCVN 9362–2012:
Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.[7]
m1 = 1,2 đối với sét cứng có độ sệt IL = 0 < 0,5
m2 = 1 vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng.
ktc: hệ số độ tin cậy được lấy theo Điều 4.6.11, TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết
kế nền nhà và công trình.[7]
ktc = 1: đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm.
II: dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống,
II’: dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên
A, B, D: hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền được lấy theo Bảng 15 phụ thuộc
vào góc ma sát trong được xác định theo Điều 4.3.1, 4.3.7, TCXD 9362-2012
Đáy khối móng quy ước nằm ở lớp đất thứ 5 có = 21058’.
A = 0,610 ; B = 3,440; D = 6,040.
cII: lực dính của lớp đất nằm dưới khối móng quy ước cII = 39 (kN/m2)
b = Bqu = 15,1 (m): bề rộng khối móng quy ước
Rtc = 1,2.(0,610.15,1.10,9 + 3,440.42,2.10,97 + 6,04.39) = 2316,5 (kN/m2)
Trang 262
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 8.7 – Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn móng M2 ( Vách C2 và B2)
Trường hợp tải Tổ hợp (kN) (kN.m) (kN) (kN.m) (kN)
Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu Comb1 22308,6 41,7 90,13 222,5 77,24
Mxmax, Mytu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 21730,4 168,4 178,34 224,4 17,79
Mymax, Mxtu, Ntu, Qxtu, Qytu Comb9 21730,4 168,4 178,34 224,4 17,79
8.5.6.8. Tải tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước:
Trọng lượng bản thân đài:
Trọng lượng đất trên đài trong khối móng quy ước:
Trọng lượng của đất dưới đáy đài trong khối móng quy ước (không kể trọng lượng của
cọc):
Trong đó:
là dung trọng trung bình của các lớp đất
Trọng lượng bản thân cọc:
Lực dọc tiêu chuẩn tác dụng tại đáy khối móng quy ước:
Trang 263
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Moment tiêu chuẩn tại tâm đáy khối móng quy ước:
Độ lệch tâm:
Ứng suất tại đáy khối móng quy ước:
Điều kiện để nền ổn định:
Vậy nền đáy móng khối quy ước thỏa điều kiện về ổn định.
Trang 264
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6.9. Kiểm tra lún móng cọc (tính toán theo TTGH II)
Ta có thể tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính.
Tính độ lún của móng cọc trong trường hợp này như độ lún của khối móng quy ước trên
nền thiên nhiên.
Ứng suất bản thân dưới khối móng quy ước
Ứng suất gây lún tại đáy khối quy ước:
Như vậy, tại đáy khối móng quy ước, ta có:
→Cần phải kiểm tra lún
Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và có chiều dày
không quá , chọn hi = 2 m.
Xét 1 điểm thuộc trục qua tâm móng có độ sâu z kể từ đáy móng
Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra: với
Ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra:
Trang 265
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Hình 8.7 – Phân bố ứng suất dưới đáy khối móng qui ước
Trang 266
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Bảng 8.8 – Phân bố ứng suất dưới đáy khối móng qui ước
Điểm k0 z (kN/m2) (kN/m2)
1 1,18 0 97,36 462,73 4,75 0 0
1,7 1,18 0,23 0,982 95,6 481,43 5,04 1
1,18 0,4 0,967 94,15 495,6 5,26 2 3
1,18 0,66 0,878 85,48 517,4 6,05 3 5
Tại điểm số 2 ta có nên ta có thể chọn chiều sâu vùng chịu nén tại điểm
này.
Độ lún của móng M1 được theo công thức:
S=
Trong đó:
ứng suất trung bình do tải trọng ngoài gây ra tại giữa lớp đất đang xét.
Eoi: mô đun tổng biến dạng được lấy từ thí nghiệm nén lún không nở hông, ở lớp đất 5 có Eo = 18400 kN/m2
i = 0,8: hệ số không thứ nguyên để hiệu chỉnh cho sơ đồ tính toán đã đơn giản hóa lấy
cho mọi trường hợp.
Nền móng thỏa yêu cầu về biến dạng
Trang 267
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6.10. Kiểm tra điều kiện chọc thủng
Tác nhân gây chọc thủng đài cọc: phản lực do các cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng.
Nếu tất cả các cọc trong đài đều bị bao trùm hoàn toàn bởi đáy tháp chọc thủng thì không
cần kiểm tra trong trường hợp phá hoại tự do
Tháp chống xuyên thủng: xuất phát từ mép cột và mở rộng về 4 phía một góc 450.
Kích thước đáy tháp chọc thủng :
B = bv + 2.h2 = 0,4 + 2,25.2 = 4,9 (m)
L = lv + 2.h2 = 3 +2,25.2 = 7,5(m)
Với
bv, lv: chiều rộng và chiều cao tiết diện vách.
Do tháp chống xuyên thủng bao phủ trục các cọc nên không cần phải xuyên thủng cho
đài cọc.
Hình 8.8 – Tháp chọc thủng móng trường hợp phá hoại tự do
Trang 268
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
8.5.6.11. Tính toán thép cho đài móng
Xem đài cọc làm việc như 1 côngxon ngàm tại mép cột, chịu tác động thẳng đứng từ
cột.
n ∑ ri i=1
Mô men tại ngàm do phản lực các đầu cọc gây ra:
ri: khoảng cách từ tâm cọc thứ i đến mặt ngàm.
Pi: phản lực đầu cọc thứ i.
Hình 8.9 – Mặt ngàm móng M1
Bảng 8.9 – Tính toán tải trọng tác dụng lên cọc
Cọc xi (m) yi (m) Pi (kN)
1 -2,4 11,52 51,84 2251,0 -3,6
2 -2,4 11,52 51,84 2262,2 -1,2
3 -2,4 11,52 51,84 2273,5 1,2
Trang 269
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Cọc xi (m) yi (m) Pi (kN)
51,84 2284,8 4 -2,4 3,6 11,52
51,84 2423,6 5 0 3,6 11,52
51,84 2412,4 6 0 1,2 11,52
51,84 2401,1 7 0 -1,2 11,52
51,84 2389,8 8 0 -3,6 11,52
51,84 2528,7 9 2,4 -3,6 11,52
51,84 2540,0 10 2,4 -1,2 11,52
51,84 2551,2 11 2,4 1,2 11,52
51,84 2562,5 12 2,4 3,6 11,52
Mômen tại mặt ngàm I - I :
Diện tích cốt thép:
Chọn 43d28s200, As = 32019 (mm2)
Trang 270
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ LUCKY TOWER
Mômen tại mặt ngàm II - II :
Diện tích cốt thép:
Chọn 42d25s150, 25861,6 (mm2).
Trang 271
GVHD: TS.PHAN TRƯỜNG SƠN SVTH: NGUYỄN THẮNG NHẬT QUANG
