›
›

Đồ án Chung cư Golden Age - Nguyễn Công Đoàn (Phần 1)

pdf 238 trang phuongnguyen 290
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Chung cư Golden Age - Nguyễn Công Đoàn (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_chung_cu_golden_age_nguyen_cong_doan_phan_1.pdf

Nội dung text: Đồ án Chung cư Golden Age - Nguyễn Công Đoàn (Phần 1)

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CHUNG CƯ GOLDEN AGE GVHD: Th.S LÊ PHƯƠNG BÌNH SVTH: NGUYỄN CƠNG ĐỒN MSSV: 11149198 S K L 0 0 4 3 3 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
  2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƢ GOLDEN AGE SVTH : NGUYỄN CƠNG ĐỒN MSSV : 11149198 Khĩa : 2011 - 2016 Ngành : CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG GVHD : Th.S LÊ PHƢƠNG BÌNH TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2016
  3. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 01 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: NGUYỄN CƠNG ĐỒN MSSV: 11149198 Ngành: CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG Lớp: 11149CLC Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S LÊ PHƢƠNG BÌNH ĐT: 01685840520 Ng y nhận ề tài: 1/09/2015 Ngày nộp ề tài:7/1/2016 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ CHUNG GOLDEN AGE 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Hồ sơ kiến trúc : bao gồm các bản vẽ kiến trúc của cơng trình Hồ sơ khảo sát ịa chất. 3. Nội dung thực hiện đề t i: a. Kiến trúc: Thể hiện lại các bản vẽ kiến trúc cĩ sự iều chỉnh về kích thƣớc nhịp và chiều cao tầng. b. Kết cấu: Tính tốn và thiết kế sàn tầng iển hình theo phƣơng án: S n sƣờn tồn khối . Tính tốn và thiết kế cầu thang bộ tầng iển hình. Tính tốn và thiết kế bể nƣớc mái. Mơ hình tính tốn và thiết kế hai khung trục: khung trục D và khung trục 4 c. Nền mĩng: Tổng hợp số liệu ịa chất Thiết kế 2 phƣơng án mĩng: Mĩng cọc ép và mĩng cọc khoan nhồi Thiết kế mĩng lõi thang máy dùng phƣơng án cọc ép và cọc khoan nhồi. 4. Sản phẩm: Thuyết minh: bao gồm 01 thuyết minh và 01 Phụ lục Bản vẽ: 17 bản vẽ A1 (04 bản vẽ về kiến trúc, 12 bản vẽ kết cấu - phƣơng án mĩng) TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN i
  4. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên ề tài: Họ v tên Giáo viên hƣớng dẫn: NHẬN XÉT 1. Về nội dung ề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu iểm: 3. Khuyết iểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii
  5. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên ề tài: Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung ề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu iểm: 3. Khuyết iểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii
  6. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH xiii LỜI CẢM ƠN xv TÀI LIỆU THAM KHẢO xv CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1 1.1.1 Giới thiệu 1 1.1.2 Địa iểm xây dựng 2 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC: 3 1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ GIẢ THUYẾT TÍNH TỐN. 6 1.3.1 Tiêu chuẩn kết cấu: 6 1.3.2 Vật liệu sử dụng: 6 1.3.3 Hình dạng cơng trình: 8 1.3.4 Tải trọng tác ộng: 9 1.3.5 Phƣơng án thiết kế cho phần thân 9 1.3.6 Phƣơng án thiết kế cho phần mĩng. 9 1.3.7 Tính tốn kết cấu cho nhà cao tầng 10 1.3.8 Phƣơng pháp xác ịnh nội lực 10 1.3.9 Lựa chọn cơng cụ tính tốn 11 1.3.10 Tính tốn cốt thép 11 1.3.11 Bố trí cốt thép 11 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH 12 2.1 MỞ ĐẦU 12 2.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 12 2.2.1 Bê tơng 12 2.2.2 Cốt thép 12 2.3 TÍNH TỐN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN 12 CHƢƠNG 3 :THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG 22 iv
  7. 3.1 MỞ ĐẦU 22 3.2 TÍNH BẢN THANG 23 3.2.1 Sơ ồ tính 23 3.2.2 Tải trọng 23 3.2.3 Tính tốn cốt thép 25 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU BỂ NƢỚC MÁI 27 4.1 MỞ ĐẦU: 27 4.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 27 4.3 CHỌN TIẾT DIỆN SƠ BỘ: 28 4.3.1 Dầm nắp và dầm áy. 28 4.3.2 Chiều dày bản và thành bể 29 4.4 TÍNH TỐN BẢN NẮP VÀ BẢN ĐÁY: 29 4.4.1 Tải tác dụng bản nắp: 29 4.4.2 Tải tác dụng bản áy 29 4.4.3 Tính tốn nội lực 30 4.4.4 Tính tốn cốt thép: 31 4.4.5 Kiểm tra nứt bản áy: 32 4.5 THIẾT KẾ BẢN THÀNH: 33 4.5.1 Tải trọng tác dụng: 33 4.5.2 Sơ ồ tính: 34 4.5.3 Tính tốn cốt thép 36 4.5.4 Kiểm tra nứt bản thành 36 4.6 TÍNH TỐN DẦM NẮP VÀ DẦM ĐÁY 37 4.6.1 Nội lực dầm 37 4.6.2 Tính tốn cốt thép 42 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 48 5.1 MỞ ĐẦU 48 5.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 48 5.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC TIẾT DIỆN 48 5.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện cột 48 5.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách 50 5.4 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG 50 5.4.1 Tĩnh tải 50 5.4.2 Hoạt tải 51 v
  8. 5.4.3 Thành phần tĩnh của tải trọng giĩ 51 5.4.4 Thành phần ộng của tải trọng giĩ 54 5.4.5 Tải trọng ộng ất Phƣơng pháp phân tích phổ phản ứng 74 5.4.6 Tổ hợp tải trọng 80 5.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC, KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH 82 5.5.1 Mơ hình khung khơng gian 82 5.5.2 Kiểm tra chuyển vị ngang tại ỉnh cơng trình 85 5.6 TÍNH TỐN DẦM KHUNG TRỤC 4,D 85 5.6.1 Cơ sở lý thuyết 85 5.6.2 Quá trình tính tốn 85 5.6.3 Kiểm tra tính tốn thép dầm 86 5.6.4 Ví dụ tính cốt thép dầm 86 5.6.5 Tính cốt treo 88 5.6.6 Tính tốn cốt ai 89 5.7 TÍNH TỐN CỘT KHUNG TRỤC D-4 119 5.7.1 Cơ sở lý thuyết 119 5.7.2 Quá trình tính tốn 119 5.7.3 Ví dụ tính tốn cốt thép cột: 123 5.7.4 Kết quả tính tốn 125 5.8 TÍNH TỐN VÁCH 135 5.8.1 Mở ầu 135 5.8.2 Cơ sở tính tốn 135 5.8.3 Quá trình tính tốn 136 5.8.4 Ví dụ tính tốn. 137 5.8.5 Kết quả tính tốn vách . 138 CHƢƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 141 6.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT. 141 6.2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ 145 CHƢƠNG 7: PHƢƠNG ÁN MĨNG CỌC KHOAN NHỒI 146 7.1 MỞ ĐẦU 146 7.2 GIỚI THIỆU MĨNG CỌC KHOAN NHỒI 146 7.2.1 Cấu tạo 146 7.2.2 Cơng nghệ thi cơng 146 7.2.3 Ƣu iểm cọc khoan nhồi 147 vi
  9. 7.2.4 Nhƣợc iểm cọc khoan nhồi 147 7.3 ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 147 7.4 TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 147 7.4.1 Các thơng số của cọc 147 7.4.2 Tính sức chịu tải của cọc. 147 7.5 THIẾT KẾ MĨNG M2 152 7.5.1 Chọn sơ bộ mĩng 152 7.5.2 Sức chịu tải cọc ơn 152 7.5.3 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 152 7.5.4 Kiểm tra phản lực ầu cọc 154 7.5.5 Kiểm tra cọc làm việc theo nhĩm 156 7.5.6 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 156 7.5.7 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 160 7.5.8 Tính tốn cốt thép cho i cọc 161 7.6 THIẾT KẾ MĨNG M3 162 7.6.1 Chọn sơ bộ kích thƣớc 162 7.6.2 Sức chịu tải cọc ơn 162 7.6.3 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 162 7.6.4 Số lƣợng cọc trong i 163 7.6.5 Bố trí cọc trong i 163 7.6.6 Kiểm tra phản lực ầu cọc 163 7.6.7 Kiểm tra cọc làm việc theo nhĩm 164 7.6.8 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 164 7.6.9 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 167 7.6.10 Tính tốn cốt thép cho i cọc 168 7.7 THIẾT KẾ MĨNG M4 169 7.7.1 Chọn sơ bộ kích thƣớc 169 7.7.2 Sức chịu tải cọc ơn 169 7.7.3 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 173 7.7.4 Kiểm tra cọc làm việc theo nhĩm 174 7.7.5 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 174 7.7.6 Kiểm tra phản lực ầu cọc 177 7.7.7 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 178 7.7.8 Tính tốn cốt thép cho i cọc 179 vii
  10. CHƢƠNG 8: PHƢƠNG ÁN MĨNG CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP 181 8.1 MỞ ĐẦU 181 8.2 GIỚI THIỆU MĨNG CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP 181 8.3 ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 181 8.4 TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 181 8.4.1 Các thơng số của cọc 181 8.4.2 Kiểm tra cọc theo iều kiện cẩu lắp 182 8.4.3 Thép mĩc cẩu 183 8.4.4 Bố trí cốt ai trong cọc 183 8.4.5 Sức chịu tải cọc ơn 183 8.5 THIẾT KẾ MĨNG M2 188 8.5.1 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 188 8.5.2 Kiểm tra phản lực ầu cọc 190 8.5.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhĩm 192 8.5.4 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 193 8.5.5 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 196 8.5.6 Tính tốn cốt thép cho i cọc 197 8.6 THIẾT KẾ MĨNG M3 198 8.6.1 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 198 8.6.2 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 203 8.6.3 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 207 8.6.4 Tính tốn cốt thép cho i cọc 207 8.7 THIẾT KẾ MĨNG M4 209 8.7.1 Xác ịnh số lƣợng cọc và bố trí cọc 209 8.7.2 Kiểm tra lún khối mĩng quy ƣớc 210 8.7.3 Kiểm tra xuyên thủng i cọc 214 8.7.4 Tính tốn cốt thép cho i cọc 215 CHƢƠNG 9: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN MĨNG CHO CƠNG TRÌNH . 217 9.1 MỞ ĐẦU 217 9.2 TIÊU CHÍ CHỌN PHƢƠNG ÁN MĨNG 217 9.2.1 Tính an tồn 217 9.2.2 Tính khả thi 217 9.2.3 Tính kinh tế 217 9.2.4 Kết luận 218 viii
  11. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Kết quả tính tốn cốt thép s n theo phƣơng X 16 Bảng 2.2: Kết quả tính tốn cốt thép s n theo phƣơng Y 18 Bảng 3.1 Tải trọng chiếu nghỉ v chiếu tới 23 Bảng 3.2: Tổng hợp tải trọng lên vế thang 24 Bảng 4.1: Tĩnh tải bản nắp 29 Bảng 4.2: Tĩnh tải bản áy 29 Bảng 4.3: Kết quả nội lực s n 31 Bảng 4.4: Tính tốn cốt thép bản nắp v bản áy 32 Bảng 4.5: Tính tốn thép bản th nh 36 Bảng 4.6: Tổng hợp nội lực dầm nắp v dầm áy 42 Bảng 4.7: Bảng tính cốt thép dầm nắp 42 Bảng 4.8: Bảng tính cốt thép dầm áy 42 Bảng 5.1: Sơ bộ kích thƣớc cột 50 Bảng 5.2: Tĩnh tải các lớp cấu tạo s n. 51 Bảng 5.3: Hoạt tải phân bố trên s n. 51 Bảng 5.4:Giĩ tĩnh nh cao tầng 53 Bảng 5.5: Giá trị giới hạn của tầng số giao dộng riêng fL 54 Bảng 5.6 :Hệ số áp lực ộng của tải trọng giĩ 55 Bảng 5.7: Các tham số và  56 Bảng 5.8: Hệ số tƣơng quan  i khi xét ến vận tốc giĩ phụ thuộc v o chiều cao v mặt ĩn giĩ và  56 Bảng 5.9: Hệ số β 58 Bảng 5.10: Giá trị chu kỳ v tần số 59 Bảng 5.11: Giá trị khối lƣợng từng tầng 60 Bảng 5.12: Dịch chuyển ngang tỉ ối của các dạng dao ộng riêng Mode 2 61 Bảng 5.13: Dịch chuyển ngang tỉ ối của các dạng dao ộng riêng Mode 3 61 Bảng 5.14: Modal Participating Mass Ratios từ Etabs 62 Bảng 5.15: Kết quả tính tốn khối lƣợng tập trung Mj của m i tầng 62 Bảng 5.16: Kết quả tính tốn hệ số áp lực ộng δj 63 Bảng 5.17: Bảng tra hệ số tƣơng quan khơng gian 1 . 64 ix
  12. Bảng 5.18: Các tham số và  . 64 Bảng 5.19: Bảng tính hệ số tƣơng quan khơng gian 1 . 64 Bảng 5.20: Giá trị th nh phần ộng của tải trọng giĩ Fj 65 Bảng 5.21: Kết quả tính tốn các thơng số ể xác ịnh hệ số ψ1 66 Bảng 5.22: Kết quả tính tốn hệ số ộng lực ξ1 67 Bảng 5.23: Giá trị th nh phần ộng của tải trọng giĩ p(j1) 67 Bảng 5.24: Giá trị tính tốn của tải trọng giĩ y 68 Bảng 5.25: Kết quả tính tốn khối lƣợng tập trung Mj của m i tầng 69 Bảng 5.26: Giá trị th nh phần ộng của tải trọng giĩ Fj 70 Bảng 5.27: Kết quả tính tốn các thơng số ể xác ịnh hệ số ψ1 71 Bảng 4.28: Kết quả tính tốn hệ số ộng lực ξ1 72 Bảng 5.29: Giá trị th nh phần ộng của tải trọng giĩ p(j1) 73 Bảng 5.30: Tổng hợp tải trọng giĩ 74 Bảng 5.31: Nhận dạng iều kiện ất nền 75 Bảng 5.32: Giá trị chu kỳ v tần số dao ộng của cơng trình 77 Bảng 5.33: Giá trị các tham số mơ tả các phổ phản ứng n hồi 78 Bảng 5.34: Xây dựng phổ thiết kế Sd (T dùng cho phân tích n hồi theo phƣơng nằm ngang 78 Bảng 5.35: Giá trị các tham số mơ tả phổ phản ứng n hồi theo phƣơng th ng ứng 79 Bảng 5.36: Xây dựng phổ thiết kế Svd (T dùng cho phân tích n hồi theo phƣơng th ng ứng 79 Bảng 5.37: Tính tốn v bố trí cốt thép dầm B97 88 Bảng 5.38: Kết quả tinh tĩan dầm B96 92 Bảng 5.39: Kết quả tinh tĩan dầm B97 95 Bảng 5.40: Kết quả tinh tĩan dầm B98 98 Bảng 5.41: Kết quả tính tốn dầm B99 101 Bảng 5.42: Kết quả tính tốn dầm B101 104 Bảng 5.43: Kết qủa tính tốn tốn dầm B23 107 Bảng 5.44: Kết qủa tính tốn tốn dầm B37 110 Bảng 5.45: Kết qủa tính tốn tốn dầm B93 113 Bảng 5.46: Kết qủa tính tốn tốn dầm B108 116 Bảng 5.47: Xác ịnh phƣơng của mơ hình tính tốn 121 x
  13. Bảng 5.48: Kết quả tính tốn cột C15 125 Bảng 5.49: Kết quả tính tốn cột C16 126 Bảng 5.50: Kết quả tính tốn cột C17 127 Bảng 5.51: Kết quả tính tốn cột C18 128 Bảng 5.52: Kết quả tính tốn cột C19 129 Bảng 5.53: Kết quả tính tốn cột C20 130 Bảng 5.54: Kết quả tính tốn cột C4 131 Bảng 5.55: Kết quả tính tốn cột C10 132 Bảng 5.56: Kết quả tính tốn cột C18 133 Bảng 5.57: Kết quả tính tốn cột C24 134 Bảng 5.58: Kết quả tính thép vách vùng biên 139 Bảng 5.59: Kết quả tính thép vách vùng giữa 140 Bảng 6.1: Hệ số rổng ứng với từng cấp 141 Bảng 6.2: Hệ số rổng ứng với từng cấp 141 Bảng 6.3: Hệ số rổng ứng với từng cấp 142 Bảng 6.4: Hệ số rổng ứng với từng cấp 142 Bảng 6.5: Hệ số rổng ứng với từng cấp 142 Bảng 6.6: Hệ số rổng ứng với từng cấp 142 Bảng 6.7: Hệ số rổng ứng với từng cấp 143 Bảng 6.8: Hệ số rổng ứng với từng cấp 143 Bảng 6.9: Hệ số rổng ứng với từng cấp 143 Bảng 6.10: Hệ số rổng ứng với từng cấp 144 Bảng 7.1: Bảng tính sức kháng hơng của cọc theo TCXD 205-1998 149 Bảng 7.2: Bảng tính sức chịu tải cực hạn do ma sát. 150 Bảng 7.3: Bảng tính sơ bộ số lƣợng cọc của từng mĩng 151 Bảng 7.4: Bảng tổng hợp nội lực mĩng M2 152 Bảng 7.5: Bảng tính lún mĩng M2 160 Bảng 7.6: Bảng tổng hợp nội lực mĩng M3 162 Bảng 7.7: Bảng tính lún mĩng M3 167 Bảng 7.8: Bảng tính sức kháng hơng của cọc theo TCXD 205-1998 171 Bảng 7.9: Bảng tính sức chịu tải cực hạn do ma sát. 172 Bảng 8.1: Bảng tính sức kháng mũi của cọc 185 Bảng 8.2: Tính sức chịu tải cực hạn do ma sát 186 Bảng 8.3: Bảng tính sơ bộ số lƣợng cọc của từng mĩng 187 xi
  14. Bảng 8.4: Bảng tổng hợp nội lực mĩng M2 188 Bảng 8.5: Tính lún mĩng M2 196 Bảng 8.6: Bảng tổng hợp nội lực mĩng M3 198 Bảng 8.7: Tính lún mĩng M3 206 Hình 8.4: Mặt bằng bố trí mĩng M4 210 xii
  15. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Chung cƣ Gloden Age 1 Hình 1.2: Vị trí Chung cƣ Tân Tạo 1 2 Hình 1.3: Mặt bằng tổng thể cơng trình 3 Hình 2.1: Mơ hình sàn trong SAFE 13 Hình 2.2: Chia dải theo phƣơng X 13 Hình 2.3: Chia dải theo phƣơng Y 14 Hình 2.4: Biểu ồ Moment theo phƣơng X 14 Hình 2.5: Biểu ồ Moment theo phƣơng Y 15 Hình 2.6: Độ võng của s n xuất từ SAFE 15 Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang. 22 Hình 3.2 : Sơ ồ tính vế cầu thang. 23 Hình 3.3: Sơ ồ tính vế thang. 25 Hình 3.4: Biểu ồ momen 26 Hình 4.1: Mặt bằng bản nắp 28 Hình 4.2: Mặt bằng bản áy 28 Hình 4.3: Sơ ồ tính bản th nh theo phƣơng cạnh ngắn của bể. 34 Hình 4.4: Dạng biểu ồ moment 35 Hình 4.5: Biểu ồ mơ men do tổng tải trọng gây ra 35 Hình 4.6: Nội lực dầm 40 Hình 4.7: Nội lực dầm Dn1 v Dd1. 40 Hình 4.8: Nội lực dầm Dn2 v Dd2. 41 Hình 4.9: Nội lực dầm Dn3 v Dd3. 41 Hình 4.10: Lực cắt dầm Dn1 v Dd1. 43 Hình 4.11: Lực cắt dầm Dn2 v Dd2. 43 Hình 4.12: Lực cắt dầm Dn3 v Dd3. 43 Hình 5.1: Sơ ồ diện tích truyền tải cột 49 Hình 5.2: Dạng dao ộng. 54 Hình 5.3: Sơ ồ mặt ĩn giĩ. 56 Hình 5.4. Đồ thị xác ịnh hệ số ộng lực . 57 Hình 5.5: Sơ ồ mặt ĩn giĩ. 58 Hình 5.6: Dạng dao ộng cơ bản 59 Hình 5.7: Đồ thị xác ịnh hệ số ộng lực 67 xiii
  16. Hình 5.8: Đồ thị xác ịnh hệ số ộng lực 72 Hình 5.9: Mơ hình khung khơng gian trong ETABS 82 Hình 5.10: Biểu ồ bao moment khung trục 4 83 Hình 5.11: Biểu ồ bao moment khung trục D 84 Hình 5.12: Mặt bằng lõi cứng. 135 Hình 5.13: Mặt bằng lõi cứng sẽ tính tốn. 135 Hình 5.14: Sơ ồ tính phƣơng pháp phần tử biên chịu momen 136 Hình 6.1: Mặt cắt ịa chất 144 Hình 7.1: Mặt bằng bố trí mĩng cọc. 152 Hình 7.2: Mặt bằng mĩng M2 154 Hình 7.3: Mặt bằng mĩng M3 163 Hình 7.4: Mặt bằng mĩng M4 174 Hình 7.5: Phản lực max tại các ầu cọc xuất từ SAFE 177 Hình 7.6: Phản lực min tại các ầu cọc xuất từ SAFE 178 Hình 7.7: Biểu ồ moment lấy giá trị lớn nhất 179 Hình 7.8: Biểu ồ moment lấy giá trị nhỏ nhất 179 Hình 7.9: Biểu ồ moment lấy giá trị lớn nhất 180 Hình 7.10: Biểu ồ moment lấy giá trị nhỏ nhất 180 Hình 8.1: Mặt bằng mĩng phƣơng án mĩng cọc bê tơng cốt thép 188 Hình 8.2: Mặt bằng mĩng M2 190 Hình 8.3: Mặt bằng bố trí mĩng M3 200 Hình 8.5: Phản lực max tại các ầu cọc xuất từ SAFE 213 Hình 8.6: Phản lực min tại các ầu cọc xuất từ SAFE 214 Hình 8.7: Biểu ồ moment lấy giá trị lớn nhất 215 Hình 8.8: Biểu ồ moment lấy giá trị nhỏ nhất 215 Hình 8.9: Biểu ồ moment lấy giá trị lớn nhất 216 Hình 8.10: Biểu ồ moment lấy giá trị nhỏ nhất 216 xiv
  17. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 2737 : 1995 Tải trọng v tác ộng - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1996. [2] TCVN 229 : 1999 Chỉ dẫn tính tốn thành phần ộng của tải trọng giĩ theo TCVN 2737 : 1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999. [3] TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tơng cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012. [4] TCVN 198 : 1997 Nhà cao Tầng - Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999. [5] TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và cơng trình - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012. [6] TCVN 205 : 1998 Mĩng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2002. [7] TCVN 10304 : 2014 Mĩng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2014. [8] TCVN 195 : 1997 Nhà Cao Tầng - Thiết kế cọc khoan nhồi - NXB Xây Dựng. [9] TCVN 9386 : 2012 Thiết kế cơng trình chịu ộng ất - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012. [10] Sách “Hƣớng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT chịu ộng ất theo TCXDVN 375 : 2006” - NXB Xây Dựng. [11] Nguyễn Đình Cống, Sàn bê tơng cốt thép tồn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008. [12] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập 1 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2009. [13] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập 2 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008. [14] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn tiết diện cột BTCT - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2006. [15] Nguyễn Văn Quảng, Nền mĩng nhà cao tầng - NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2003. [16] Nền mĩng - Châu Ngọc Ẩn - ĐH Bách Khoa TP. HCM. xv
  18. LỜI CẢM ƠN Đối với m i sinh viên ngành Xây dựng, luận văn tốt nghiệp chính là cơng việc kết thúc quá trình học tập ở trƣờng ại học, ồng thời mở ra trƣớc mắt m i ngƣời một hƣớng i mới vào cuộc sống thực tế trong tƣơng lai. Thơng qua quá trình làm luận văn ã tạo iều kiện ể em tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức ã ƣợc học, ồng thời thu thập bổ sung thêm những kiến thức mới mà mình cịn thiếu sĩt, rèn luyện khả năng tính tốn v giải quyết các vấn ề cĩ thể phát sinh trong thực tế. Trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận văn của mình, em ã nhận ƣợc rất nhiều sự chỉ dẫn, giúp ỡ tận tình của Thầy hƣớng dẫn cùng với quý Thầy Cơ trong bộ mơn Xây dựng. Em xin gửi lời cảm ơn chân th nh, sâu sắc nhất của mình ến quý thầy cơ. Những kiến thức và kinh nghiệm mà các thầy cơ ã truyền ạt cho em là nền tảng, chìa khĩa ể em cĩ thể hồn thành luận văn tốt nghiệp này. Mặc dù ã cố gắng hết sức nhƣng do kiến thức và kinh nghiệm cịn hạn chế, do ĩ luận văn tốt nghiệp của em khĩ tránh khỏi những thiếu sĩt, kính mong nhận ƣợc sự chỉ dẫn của quý Thầy Cơ ể em cũng cố, hồn hiện kiến thức của mình hơn. Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy Cơ thành cơng và luơn dồi dào sức khỏe ể cĩ thể tiếp tục sự nghiệp truyền ạt kiến thức cho thế hệ sau. Em xin chân th nh cám ơn. T CM, ngày 25 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện NGUYỄN CƠNG ĐỒN xvi
  19. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1.1 Giới thiệu Golden Age Towers thuộc dự án khu Căn hộ cao cấp tại ơ thị mới Long Bình Tân. Hình 1.1: Chung cư Gloden Age L tâm iểm của các khu du lịch: kế cận Khu du lịch Sơn Tiên, Green Clup Resort (2km), Thác Giang Điền (7km), Suối Tiên (5km), Suối Mơ (10km), Sân Golf Long Thành (3km), siêu thị Big C Đồng Nai (4km Tọa lạc gần trung tâm các khu cơng nghiệp của tỉnh Đồng Nai nhƣ: khu cơng nghiệp I, khu cơng nghiệp II, khu cơng nghiệp LOTECO, khu cơng nghiệp AMATA, khu cơng nghiệp An Phƣớc, khu cơng nghiệp Long Thành, cụm cơng nghiệp dốc 47 và một số khu v cụm cơng nghiệp khác của tỉnh Đồng Nai. Tạo nên một khơng gian sống hiện ại, tiên ích, ồng thời cũng thỏa mãn yêu cầu i lại, cơng ăn việc l m. 1
  20. 1.1.2 Địa điểm xây dựng Golden Age Towers cĩ vị trí thuận lợi về mặt giao thơng, áp ứng nhu cầu nhà ở cho sinh sống, hƣởng thụ và làm việc của nhiều cán bộ, cơng nhân viên làm việc tại các khu cơng nghiệp, khu du lịch Hình 1.2: Vị trí Chung cư Tân Tạo 1 - Nằm trong tổng thể khu quy hoạch dân cƣ trải d i 4,5km từ ngã tƣ Vũng T u ến khu dân cƣ Phú Thịnh. - Dự án khu ơ thị mới Long Bình Tân nằm dọc suốt chiều d i 2,5km trên trục ƣờng quốc lộ 51 cách ngã tƣ Vũng t u 4,5km: + Cách ƣờng cao tốc Long Th nh - Dầu Giây khoảng 20km + Cách sân bay quốc tế Long Th nh khoảng 16km + Cách TP.Vũng T u 70km + Cách sân Golf Long Thành 3km - Tiếp giáp với Quận 9 qua sơng Đồng Nai, cách trung tâm TP.Hồ Chí Minh 25km v l cửa ngõ phía Bắc của th nh phố Hồ Chí Minh. 2
  21. - Trong năm 2008, khi ƣờng Quốc lộ 1 - Tp.Biên Ho ƣợc ầu tƣ, việc giao thơng c ng trở nên thuận tiện vì ây sẽ l tuyến ƣờng huyết mạch nối giao thơng với các tỉnh Miền Trung v Miền Bắc. Qui mơ dự án: Golden Age Towers nằm trong quy mơ tổng thể của dự án với tổng diện tích ƣợc giao khu 2, khu 3, khu 2&3 là 86 ha, ƣợc thiết kế a dạng gồm: +Nhà liên kế phố +Nh liên kế vƣờn +Nh biệt thự Hạ tầng khu 2, khu 3 bao gồm: hệ thống thốt nƣớc mƣa, thốt nƣớc thải, hệ thống cấp iện, hệ thống cấp nƣớc, hệ thống ƣờng giao thơng, vỉa hè cây xanh. Các căn hộ từ trung bình ến cao cấp với chiều cao từ 15 ến 22 tầng, văn phịng cho thuê, khu vui chơi giải trí, Coffee Bar, trƣờng học, bệnh viện v các dịch vụ thƣơng mại ho n chỉnh 4 Block, 20 tầng, 1 tầng trệt, 544 Căn hộ cao cấp, diện tích từ 110m2 –140m2. Căn hộ ƣợc thiết kế với quy mơ: Sảnh ệm, 3 phịng ngủ, 1 phịng bếp, 1 Phịng ăn, 1 phịng khách, C+ Giặt Phơi với nội thất sang trọng, thiết kế theo phong cách Châu Âu Hình 1.3: Mặt bằng tổng thể cơng trình 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC: Golden Age Towers ƣợc thiết kế theo kiến trúc hiện ại sang trọng cùng với những lợi ích kèm theo: Hồ Bơi, trung tâm thƣơng mại, beauty salon, rạp chiếu phim, sân khấu kịch, khu thể thao, nh tr , nh h ng, cơng viên cây xanh, trƣờng học, Bệnh viện . + Tiện ích v chất lƣợng cuộc sống ho n hảo + Mơi trƣờng Xanh – Sạch – Đẹp + Cộng ồng văn minh, an ninh ảm bảo 3
  22. Hê thống tiện ích Bãi gửi xe ủ phục vụ cho nhu cầu của các cƣ dân sống trong căn hộ. M i tịa nhà cĩ 4 thang máy, 2 thang bộ Tầng hầm ể xe. Tầng trệt bố trí thƣơng mại – dịch vụ Lối i lại giữa các khu tối thiểu 2.5m. Hệ thống iện tiên tiến, máy phát iện dự phịng. Hệ thống gom rác và hệ thống PCCC ƣợc trang bị tại m i tầng. Hệ thống xử lý nƣớc thải hiện ại, ảm bảo mơi trƣờng. Trang thiết bị lắp ặt tại khu căn hộ ƣợc cung cấp bởi các nhà cung cấp cĩ uy tín và chất lƣợng cao, kèm theo chế ộ bảo hành, bảo trì ƣợc thực hiện thƣờng xuyên bởi các nhà cung cấp v ơn vị quản lý tịa nhà. 4
  23. Mặt bằng căn hộ 5
  24. 1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ GIẢ THUYẾT TÍNH TỐN. 1.3.1 Tiêu chuẩn kết cấu: - Tải trọng v tác ộng - Tiêu chuẩn thiết kế - TCXD 2737-1995 - Kết cấu bê tơng cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 5574 - 2012 - Kết cấu gạch á - Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 5573-1991 - Nhà cao tầng. Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối - TCXD 198 :1997 - Mĩng cọc. Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 10304 - 2014 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và cơng trình - TCXD 45-78 - Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình chịu ộng ất - TCVN 9386 - 2012 1.3.2 Vật liệu sử dụng: - Vật liệu xây dựng cần cĩ cƣờng ộ cao, trọng lƣợng nhỏ và khả năng chống cháy tốt. - Nhà cao tầng thƣờng cĩ tải trọng rất lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo iều kiện giảm ƣợc áng kể tải trọng cho cơng trình, kể cả tải trọng ứng cũng nhƣ tải trọng ngang do lực quán tính. - Vật liệu cĩ tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng d o cao cĩ thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. - Vật liệu cĩ tính thối biến thấp: Cĩ tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại ( ộng ất, giĩ bão). 6
  25. - Vật liệu cĩ tính liền khối cao: Cĩ tác dụng trong trƣờng hợp tải trọng cĩ tính chất lặp lại khơng bị tách rời các bộ phận cơng trình. - Vật liệu cĩ giá thành hợp lý.  Bởi các iều kiện trên nên tại Việt Nam hay các nƣớc khác thì vật liệu BTCT hoặc thép là các loại vật liệu ang ƣợc các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. 1.3.2.1 Bêtơng (TCVN 5574 - 2012): - Bêtơng dùng trong nhà cao tầng cĩ cấp ộ bền B25÷B60. - Dựa theo ặc iểm của cơng trình và khả năng chế tạo vật liệu chọn bêtơng phần thân,sàn và mĩng cấp ộ bền B25. B25 (M350)  Trọng lƣợng riêng : =25 kN/m3  Cƣờng ộ chịu nén tính tốn : Rb=14.5 (Mpa)  Cƣờng ộ chịu kéo tính tốn : Rbt=1,05 (Mpa)  Mơ un n hồi ban ầu : Eb=30 000 (Mpa) 1.3.2.2 Cốt thép (TCVN 5574 - 2012): - Đối với cốt thép Φ < 10(mm) dùng l m cốt ngang loại AI:  Cƣờng ộ chịu nén tính tốn : Rsc =225 (Mpa)  Cƣờng ộ chịu kéo tính tốn : Rs = 225 (Mpa)  Cƣờng ộ chịu kéo của cốt thép ai, thép xiên: Rsw= 175 (Mpa)  Mơ un n hồi : Es=210000 (Mpa) - Đối với cốt thép Φ ≥ 10(mm) dùng l m cốt ngang loại AII:  Cƣờng ộ chịu nén tính tốn : Rsc =280 (Mpa)  Cƣờng ộ chịu kéo tính tốn : Rs = 280 (Mpa)  Cƣờng ộ chịu kéo của cốt thép ai, thép xiên: Rsw= 225 (Mpa)  Mơ un n hồi : Es=210000 (Mpa) - Đối với cốt thép cốt thép cột, vách, mĩng dùng loại AIII:  Cƣờng ộ chịu nén tính tốn : Rsc =365 Mpa  Cƣờng ộ chịu kéo tính tốn : Rs = 365 Mpa  Cƣờng ộ chịu kéo của cốt thép ai, thép xiên: Rsw=290 Mpa  Mơ un n hồi : Es=200000 Mpa 1.3.2.3 Vật liệu khác: - Gạch lát nền ceramic :  = 20 kN/m3 - Đá hoa cƣơng :  = 24 kN/m3 - Vữa lĩt, vữa trát, lớp chống thấm :  = 18 kN/m3 7
  26. 1.3.3 Hình dạng cơng trình: 1.3.3.1 Theo phƣơng ngang: - Nhà cao tầng cần cĩ mặt bằng ơn giản, tốt nhất là lựa chọn các hình cĩ tính chất ối xứng cao. Trong các trƣờng hợp ngƣợc lại cơng trình cần ƣợc phân ra các phần khác nhau ể m i phần ều cĩ hình dạng ơn giản. - Các bộ phận kết cấu chịu lực chính của nhà cao tầng nhƣ vách, lõi, khung cần phải ƣợc bố trí ối xứng. Trong trƣờng hợp các kết cấu này khơng thể bố trí ối xứng thì cần phải cĩ các biện pháp ặc biệt chống xoắn cho cơng trình theo phƣơng ứng. - Hệ thống kết cấu cần ƣợc bố trí l m sao ể trong m i trƣờng hợp tải trọng sơ ồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền tải một cách nhanh chĩng nhất tới mĩng cơng trình. - Tránh dùng các sơ ồ kết cấu cĩ các cánh mỏng và kết cấu dạng consol theo phƣơng ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dƣới tác dụng của ộng ất và giĩ bão. - Hệ thống chịu lực ngang của cơng trình cần ƣợc bố trí theo cả hai phƣơng. Các vách cứng theo phƣơng dọc nhà khơng nên bố trí ở hai ầu m nên ƣợc bố trí ở khu vực giữa nhà hoặc cả ở giữa nh v hai ầu nhà. Khoảng cách giữa các vách cứng (lõi cứng) cần phải nằm trong giới hạn ể cĩ thể xem kết cấu sàn khơng bị biến dạng trong mặt ph ng của nĩ khi chịu tải trọng ngang. - Cụ thể, ối với kết cấu BTCT tồn khối khoảng cách giữa các vách cứng Lv phải thỏa mãn iều kiện: Lv ≤ 5B (B l bề rộng của nhà) và Lv ≤ 60m. - Đối với kết cấu khung BTCT, ộ cứng của kết cấu dầm tại các nhịp khác nhau cần ƣợc thiết kế sao cho gần bằng nhau, tránh trƣờng hợp nhịp này quá cứng so với nhịp khác, iều này gây tập trung ứng lực tại các nhịp ngắn, làm cho kết cấu ở các nhịp này bị phá hoại quá sớm. 1.3.3.2 Theo phƣơng đứng: - Độ cứng của kết cấu theo phƣơng th ng ứng cần phải ƣợc thiết kế ều hoặc thay ổi ều giảm dần lên phía trên. - Cần tránh sự thay ổi ột ngột ộ cứng của hệ kết cấu ( nhƣ l m việc thơng tầng, giảm cột hoặc thiết kế dạng cột hẫng chân cũng nhƣ thiết kế dạng sàn dật cấp). - Trong các trƣờng hợp ặc biệt nĩi trên ngƣời thiết kế cần phải cĩ các biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu ể tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu. - Độ cứng của kết cấu tầng trên khơng nhỏ hơn 70% ộ cứng của kết cấu ở tầng dƣới kề nĩ. Nếu 3 tầng giảm ộ cứng liên tục thì tổng mức giảm khơng ƣợc quá 50%. 8
  27. 1.3.4 Tải trọng tác động: 1.3.4.1 Tỉnh tải - Trọng lƣợng các lớp ho n thiện, trọng lƣợng bản thân kết cấu : các bản s n, dầm , cột, vách lấy theo TCXD 2737 – 1995. 1.3.4.2 Hoạt tải - Hoạt tải phân bố ều lên s n theo chức năng sử dụng, ƣợc lấy theo TCXD 2737 – 1995 1.3.4.3 Tải giĩ - Tải giĩ của cơng trình ƣợc tính tốn bao gồm th nh phần tĩnh (TCXD 2737 – 1995 v th nh phần ộng (TCVN 229 – 1995). 1.3.4.4 Tải động đất - Tải ộng ất của cơng trình ƣợc tính tốn theo TCVN 9386 – 2012. 1.3.4.5 Giả thiết biến dạng : phƣơng án thiết kế cho phần thân - Độ võng giới hạn sàn a. khi L 7.5m 1/250L - Chuyển vị ngang: Chuyển vị ngang tại ỉnh kết cấu của nhà cao tầng tính theo phƣơng pháp n hồi Kết cấu khung vách : f/H 1/750 f và H là chuyển vị theo phƣơng ngang tại ỉnh kết cấu và chiều cao của cơng trình 1.3.5 Phƣơng án thiết kế cho phần thân - Từ thiết kế kiến trúc, v yêu cầu thiết kế chọn phƣơng án kết cấu bê tơng cốt thép phần thân gồm hệ s n chịu tải trọng ứng, phân phối tải trọng ngang. Hệ vách lõi ƣợc bố trí theo kiến trúc v ƣợc lựa chọn sao cho ảm bảo ƣợc sự chịu lực v biến dạng của cơng trình. Hệ cột cũng ƣợc bố trí theo kiến trúc. 1.3.6 Phƣơng án thiết kế cho phần mĩng. - Với quy mơ v tầm quan trọng của cơng trình ã nêu, lựa chọn thiết kế mĩng với hai phƣơng án, phƣơng án 2 l mĩng cọc ép ly bê tơng cốt thép, phƣơng án mĩng 1 l mĩng cọc khoan nhồi, nhằm ƣa tải trọng cơng trình v o các lớp ất tốt ở phía dƣới. 9
  28. 1.3.7 Tính tốn kết cấu cho nh cao tầng 1.3.7.1 Sơ đồ tính: - Trong giai oạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính iện tử, ã cĩ những thay ổi quan trọng trong cách nhìn nhận phƣơng pháp tính tốn cơng trình. Khuynh hƣớng ặc thù hố v ơn giản hố các trƣờng hợp riêng l ƣợc thay thế bằng khuynh hƣớng tổng quát hố. Đồng thời khối lƣợng tính tốn số học khơng cịn là một trở ngại nữa. Các phƣơng pháp mới cĩ thể dùng các sơ ồ tính sát với thực tế hơn, cĩ thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong khơng gian. Việc tính tốn kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những cơng nghệ mới ể cĩ thể sử dụng mơ hình khơng gian nhằm tăng mức ộ chính xác và phản ánh sự làm việc của cơng trình sát với thực tế hơn. 1.3.7.2 Các giả thiết tính tốn nh cao tầng: - Sàn là tuyệt ối cứng trong mặt ph ng của nĩ (mặt ph ng ngang) và liên kết ngàm với các phần tử cột, vách cứng ở cao trình sàn. Khơng kể biến dạng cong (ngồi mặt ph ng sàn) lên các phần tử (thực tế khơng cho phép sàn cĩ biến dạng cong). - Bỏ qua sự ảnh hƣởng ộ cứng uốn của sàn tầng n y ến các sàn tầng kế tiếp. - Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng ều cĩ chuyển vị ngang nhƣ nhau. - Các cột và vách cứng ều ƣợc ngàm ở chân cột và chân vách cứng ngay mặt i. - Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem nhƣ l khơng áng kể. 1.3.8 Phƣơng pháp xác định nội lực - Hiện nay cĩ ba trƣờng phái tính tốn hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện theo ba mơ hình sau: 1.3.8.1 Mơ hình liên tục thuần tuý: - Giải trực tiếp phƣơng trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem tồn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh. Khi giải quyết theo mơ hình này, khơng thể giải quyết ƣợc hệ cĩ nhiều ẩn. Đĩ chính l giới hạn của mơ hình này. 1.3.8.2 Mơ hình rời rạc - liên tục (Phƣơng pháp siêu khối): - Từng hệ chịu lực ƣợc xem là rời rạc, nhƣng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thơng qua các liên kết trƣợt xem là phân bố liên tục theo chiều cao. Khi giải quyết b i tốn n y ta thƣờng chuyển hệ phƣơng trình vi phân th nh hệ phƣơng trình tuyến tính bằng phƣơng pháp sai phân. Từ ĩ giải các ma trận và tìm nội lực. 1.3.8.3 Mơ hình rời rạc (Phƣơng pháp phần tử hữu hạn): - Rời rạc hố tồn bộ hệ chịu lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những iều kiện tƣơng thích về lực và chuyển vị. Khi sử dụng mơ hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính cĩ thể giải quyết ƣợc tất cả các bài tốn. Hiện nay ta 10
  29. cĩ các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài tốn kết cấu nhƣ, SAFE, ETABS, SAP, STAAD - Trong các phƣơng pháp kể trên, phƣơng pháp phần tử hữu hạn hiện ƣợc sử dụng phổ biến hơn cả do những ƣu iểm của nĩ cũng nhƣ sự h trợ ắc lực của một số phần mềm phân tích và tính tốn kết cấu SAFE, ETABS, SAP, STAAD dựa trên cơ sở phƣơng pháp tính tốn n y. 1.3.9 Lựa chọn cơng cụ tính tốn 1.3.9.1 Phần mềm SAFE v12.3.1: - Là phần mềm chuyên dùng ể phân tích, tính tốn nội lực cho các loại s n, ặc biệt so với các version trƣớc ây trong version 12 n y phần mềm h trợ mạnh mẽ trong việc phân tích tính tốn sàn bêtơng cốt thép ứng suất trƣớc. 1.3.9.2 Phần mềm ETABS v9.7.4: - Dùng ể giải phân tích ộng cho hệ cơng trình bao gồm các dạng và giá trị dao ộng, kiểm tra các dạng ứng xử của cơng trình khi chịu tải trọng ộng ất. - Do ETABS là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng nên việc nhập và xử lý số liệu ơn giản v nhanh hơn so với các phần mềm khác. 1.3.9.3 Phần mềm Microsoft Office 2010: tính tốn cốt thép - Dùng ể xử lý số liệu nội lực từ các phần mềm SAFE, ETABS xuất sang, tổ hợp nội lực và tính tốn tải trọng, tính tốn cốt thép và trính bày các thuyết minh tính tốn. 1.3.10 Tính tốn cốt thép - Sau khi cĩ ƣợc nội lực, tính tốn cốt thép theo TCVN 5574 - 2012. 1.3.11 Bố trí cốt thép - Cốt thép sẽ ƣợc bố trí theo tính tốn v cấu tạo theo các tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2012, TCVN 9386 - 2012. 11
  30. CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH 2.1 MỞ ĐẦU Sàn cĩ dầm là loại sàn truyền thống ƣợc sử dụng nhiều trong các cơng trình. Mặc dù mặt bằng s n thƣờng gồm nhiều dầm với kích thƣớc tiết diện khác nhau gây ra khĩ khăn trong quá trình thi cơng tạo ván khuơn, nhƣng với sơ ồ tính ơn giản và khả năng tiết kiệm vật liệu cao, giá thành r , nên ngày nay vẫn cịn ƣợc sử dụng nhiều trong các cơng trình hiện ại. So với loại sàn ph ng, khơng dầm, sàn dầm khơng ạt ƣợc yêu cầu kiến trúc do mặt trần cĩ nhiều dầm gồ ghề. Nhƣng sử dụng biện pháp ĩng trần thạch cao che khuyết iểm ĩ. Nên yêu cầu kiến trúc vẫn ƣợc thỏa mãn. Vì ƣu iểm trên, trong luận văn n y chọn s n sƣờn ể thiết kế. 2.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 2.2.1 Bê tơng Bêtơng ƣợc chọn thiết kế cho sàn cĩ cấp ộ bền B25 với các thơng số: - Cƣờng ộ tính tốn chịu nén : Rb = 14.5Mpa - Cƣờng ộ tính tốn chịu kéo : Rbt = 1.05Mpa 3 - Mơ un n hồi : Eb = 30 10 Mpa - Hệ số Poisson : ν = 0.2 2.2.2 Cốt thép Sử dụng cốt thép: - Ø<10 mm thép AI với các thơng số: Rs = 225Mpa - Ø≥10 mm thép AII với các thơng số: Rs = 280Mpa 4 - Module n hồi: Es=21 10 Mpa 2.3 TÍNH TỐN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE ể tính tốn. Chia sàn thành nhiều dải theo phƣơng X v phƣơng Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải. Các bƣớc tính tốn sàn trong SAFE Mơ hình sàn bằng phần mềm SAFE 12
  31. Hình 2.1: Mơ hình sàn trong SAFE Chia sàn thành nhiều dải theo phƣơng X v phƣơng Y. Hình 2.2: Chia dải theo phương X 13
  32. Hình 2.3: Chia dải theo phương Y Phân tích mơ hình ta ƣợc kết quả nội lực. Hình 2.4: Biểu đồ Moment theo phương X 14
  33. Hình 2.5: Biểu đồ Moment theo phương Y Kiểm tra ộ võng sàn Khi nhịp sàn nằm trong khoảng 5 m L 10 m thì [f] = 25 mm. (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép.) fmax = 6 mm < [f] = 25 mm Thỏa mãn iều kiện ộ võng. Hình 2.6: Độ võng của sàn xuất từ SAFE 15
  34. Tính tốn và bố trí cốt thép Bê tơng B25 → Rb = 14.5 MPa Cốt thép s n AII → Rs = 280 MPa ξR = 0.595 Chọn a = 20 mm → ho = 180 - 20 = 160 mm Áp dụng cơng thức tính tốn: M  R b h ,  1 1 2 , A bo mR b h2 m s R b o s H m lƣợng cốt thép: cốt thép tính tốn ra ƣợc v h m lƣợng bố trí thì phải thỏa    iều kiện sau: min max Trong ĩ: A  s bh o µmin: tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thƣờng lấy µmin = 0.1% µmax: tỷ lệ cốt thép tối a R   b max R R s Kết quả tính tốn cốt thép theo phƣơng X Bảng 2.1: Kết quả tính tốn cốt thép sàn theo phương X Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Selection Text m kN-m m Width 1(m) CSA8 8.20 -76.51 3.8 28.50 7.50 0.47 Ø12a125 CSA8 25.20 -76.51 3.8 28.50 7.50 0.47 Ø12a125 CSA8 16.70 -69.83 3.8 25.94 6.83 0.43 Ø12a150 CSA8 1.20 -45.59 3.8 16.78 4.42 0.28 Ø10a175 CSA8 32.20 0.00 3.8 3.96 1.04 0.00 Ø10a175 CSA8 0.00 0.00 3.8 3.96 1.04 0.00 Ø10a175 CSA8 33.40 0.00 3.8 3.96 1.04 0.00 Ø10a175 CSA8 28.70 27.57 3.8 10.08 2.65 0.17 Ø10a150 CSA8 4.70 27.59 3.8 10.09 2.66 0.17 Ø10a150 CSA8 12.45 38.67 3.8 14.20 3.74 0.23 Ø10a150 CSA8 20.95 38.67 3.8 14.20 3.74 0.23 Ø10a150 CSA7 8.20 -74.07 3.8 27.56 7.25 0.45 Ø12a125 CSA7 25.20 -74.07 3.8 27.56 7.25 0.45 Ø12a125 16
  35. Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Selection Text m kN-m m Width 1(m) CSA7 16.70 -69.83 3.8 25.94 6.83 0.43 Ø12a150 CSA7 1.20 -45.40 3.8 16.71 4.40 0.27 Ø10a175 CSA7 32.20 -45.39 3.8 16.71 4.40 0.27 Ø10a175 CSA7 0.00 0.00 3.8 3.96 1.04 0.00 Ø10a175 CSA7 33.40 0.00 3.8 3.96 1.04 0.00 Ø10a175 CSA7 28.70 27.47 3.8 10.05 2.64 0.17 Ø10a150 CSA7 4.70 27.50 3.8 10.06 2.65 0.17 Ø10a150 CSA7 12.45 38.59 3.8 14.17 3.73 0.23 Ø10a150 CSA7 20.95 38.59 3.8 14.17 3.73 0.23 Ø10a150 CSA6 24.00 -3.31 2.26 2.36 1.04 0.03 Ø12a125 CSA6 7.40 -3.29 2.26 2.36 1.04 0.03 Ø12a125 CSA5 24.00 -3.28 2.26 2.36 1.04 0.03 Ø12a125 CSA5 7.00 -2.99 2.26 2.36 1.04 0.03 Ø12a125 CSA4 23.60 -6.21566 2.26 2.36 1.04 0.06 Ø12a125 CSA14 8.20 -71.32 4 26.48 6.62 0.41 Ø12a125 CSA14 14.70 -62.75 4 23.22 5.81 0.36 Ø12a150 CSA14 1.20 -58.84 4 21.75 5.44 0.34 Ø10a175 CSA14 32.20 -58.84 4 21.75 5.44 0.34 Ø10a175 CSA14 25.20 -57.86 4 21.38 5.34 0.33 Ø12a125 CSA14 33.40 0.00 4 4.17 1.04 0.00 Ø10a175 CSA14 0.00 0.00 4 4.17 1.04 0.00 Ø10a175 CSA14 18.20 0.31 4 4.17 1.04 0.00 Ø10a150 CSA14 4.70 36.64 4 13.44 3.36 0.21 Ø10a150 CSA14 28.70 36.64 4 13.44 3.36 0.21 Ø10a150 CSA14 21.95 47.71 4 17.56 4.39 0.27 Ø10a150 CSA14 11.45 47.88 4 17.63 4.41 0.28 Ø10a150 CSA13 8.30 -59.46 4.6 21.92 4.77 0.30 Ø12a125 CSA13 14.80 -54.98 4.6 20.24 4.40 0.28 Ø12a150 CSA13 1.30 -41.21 4.6 15.11 3.28 0.21 Ø10a175 CSA13 32.30 -41.21 4.6 15.11 3.28 0.21 Ø10a175 CSA13 25.30 -41.17 4.6 15.09 3.28 0.21 Ø12a125 CSA13 0.10 0.00 4.6 4.80 1.04 0.00 Ø10a175 CSA13 33.50 0.00 4.6 4.80 1.04 0.00 Ø10a175 17
  36. Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Selection Text m kN-m m Width 1(m) CSA13 28.80 28.15 4.6 10.28 2.23 0.14 Ø10a150 CSA13 4.80 28.15 4.6 10.28 2.23 0.14 Ø10a150 CSA13 22.05 40.34 4.6 14.79 3.21 0.20 Ø10a150 CSA13 11.55 41.02 4.6 15.04 3.27 0.20 Ø10a150 CSA11 8.20 -59.00 4.6 21.75 4.73 0.30 Ø12a125 CSA11 14.70 -54.34 4.6 20.00 4.35 0.27 Ø12a150 CSA11 1.20 -41.21 4.6 15.11 3.28 0.21 Ø10a175 CSA11 32.20 -41.21 4.6 15.11 3.28 0.21 Ø10a175 CSA11 25.20 -41.17 4.6 15.09 3.28 0.21 Ø12a125 CSA11 0.00 0.00 4.6 4.80 1.04 0.00 Ø10a175 CSA11 17.60 0.07 4.6 4.80 1.04 0.00 Ø10a150 CSA11 28.70 28.15 4.6 10.28 2.23 0.14 Ø10a150 CSA11 4.70 28.15 4.6 10.28 2.23 0.14 Ø10a150 CSA11 11.45 40.34 4.6 14.78 3.21 0.20 Ø10a150 CSA11 21.95 40.58 4.6 14.87 3.23 0.20 Ø10a150 Kết quả tính tốn cốt thép theo phƣơng Y Bảng 2.2: Kết quả tính tốn cốt thép sàn theo phương Y Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Bố trí Text m kN-m m Width 1(m) CSB9 0.00 -99.77 4.26 37.34 8.77 0.55 Ø10a200 CSB9 4.29 57.55 4.26 21.23 4.98 0.31 Ø10a200 CSB9 10.71 22.48 4.26 8.20 1.92 0.12 Ø12a125 CSB9 15.00 -37.04 4.26 13.57 3.19 0.20 Ø10a200 CSB9 16.50 -57.43 4.26 21.19 4.97 0.31 Ø10a200 CSB9 21.07 21.45 4.26 7.82 1.84 0.11 Ø10a200 CSB9 24.50 -0.01 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø10a200 CSB9 25.25 0.01 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø10a200 CSB9 26.00 -55.16 4.26 20.33 4.77 0.30 Ø12a125 CSB9 29.21 22.15 4.26 8.08 1.90 0.12 Ø10a200 CSB9 36.71 57.61 4.26 21.26 4.99 0.31 Ø10a200 CSB9 41.00 -99.33 4.26 37.17 8.73 0.55 Ø10a200 18
  37. Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Bố trí Text m kN-m m Width 1(m) CSB9 42.20 0.00 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø12a125 CSB9 7.50 -88.63 4.26 33.05 7.76 0.48 Ø10a200 CSB9 33.50 -88.32 4.26 32.93 7.73 0.48 Ø10a200 CSB8 0.00 -6.20 2.2 2.29 1.04 0.06 Ø10a200 CSB8 16.90 -7.12 2.2 2.59 1.18 0.07 Ø12a125 CSB6 0.00 -7.89 2.2 2.87 1.30 0.08 Ø10a200 CSB6 9.50 2.67 2.2 2.29 1.04 0.03 Ø12a125 CSB6 10.50 -1.43 2.2 2.29 1.04 0.01 Ø10a200 CSB6 12.90 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 15.30 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø12a125 CSB6 16.50 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 17.45 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 18.40 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 19.35 -0.18 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 20.43 0.18 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø12a125 CSB6 24.50 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 28.10 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø10a200 CSB6 29.30 0.00 2.2 2.29 1.04 0.00 Ø12a125 CSB6 30.50 -1.43 2.2 2.29 1.04 0.01 Ø10a200 CSB6 41.00 -7.83 2.2 2.85 1.29 0.08 Ø10a200 CSB6 32.50 2.67 2.2 2.29 1.04 0.03 Ø10a200 CSB5 0.00 -6.19 2.2 2.29 1.04 0.06 Ø10a200 CSB5 16.90 -10.25 2.2 3.73 1.70 0.11 Ø10a200 CSB4 0.00 -40.97 3.5 15.08 4.31 0.27 Ø10a200 CSB4 4.29 22.01 3.5 8.04 2.30 0.14 Ø12a125 CSB4 11.79 22.08 3.5 8.06 2.30 0.14 Ø10a200 CSB4 15.00 -32.26 3.5 11.83 3.38 0.21 Ø10a200 CSB4 16.50 -50.96 3.5 18.83 5.38 0.34 Ø12a125 CSB4 21.07 23.22 3.5 8.48 2.42 0.15 Ø10a200 CSB4 26.00 -32.26 3.5 11.83 3.38 0.21 Ø10a200 19
  38. Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Bố trí Text m kN-m m Width 1(m) CSB4 29.21 22.08 3.5 8.06 2.30 0.14 Ø10a200 CSB4 7.50 -41.80 3.5 15.39 4.40 0.27 Ø10a200 CSB4 36.71 22.02 3.5 8.04 2.30 0.14 Ø10a200 CSB4 41.00 -41.04 3.5 15.10 4.31 0.27 Ø10a200 CSB4 33.50 -41.84 3.5 15.40 4.40 0.28 Ø10a200 CSB3 7.50 -41.40 3.5 15.24 4.35 0.27 Ø12a125 CSB3 33.50 -41.54 3.5 15.29 4.37 0.27 Ø10a200 CSB3 0.00 -40.94 3.5 15.07 4.30 0.27 Ø10a200 CSB3 4.29 22.01 3.5 8.04 2.30 0.14 Ø10a200 CSB3 11.79 22.08 3.5 8.06 2.30 0.14 Ø10a200 CSB3 15.00 -32.26 3.5 11.83 3.38 0.21 Ø10a200 CSB3 16.50 -50.96 3.5 18.83 5.38 0.34 Ø10a200 CSB3 21.07 23.22 3.5 8.48 2.42 0.15 Ø10a200 CSB3 26.00 -32.26 3.5 11.83 3.38 0.21 Ø10a200 CSB3 29.21 22.08 3.5 8.06 2.30 0.14 Ø10a200 CSB3 36.71 22.02 3.5 8.04 2.30 0.14 Ø12a125 CSB3 41.00 -41.01 3.5 15.09 4.31 0.27 Ø10a200 CSB2 0.00 -1.37 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø10a200 CSB2 24.15 -1.88 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø10a200 CSB2 41.00 -1.38 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø10a200 CSB11 7.50 -88.63 4.26 33.05 7.76 0.48 Ø10a200 CSB11 33.50 -88.32 4.26 32.93 7.73 0.48 Ø12a125 CSB11 0.00 -99.77 4.26 37.34 8.77 0.55 Ø10a200 CSB11 4.29 57.55 4.26 21.23 4.98 0.31 Ø12a125 CSB11 10.71 23.16 4.26 8.45 1.98 0.12 Ø10a200 CSB11 15.00 -38.36 4.26 14.06 3.30 0.21 Ø10a200 CSB11 15.75 0.02 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø10a200 CSB11 16.50 -46.58 4.26 17.12 4.02 0.25 Ø10a200 CSB11 21.07 21.64 4.26 7.89 1.85 0.12 Ø12a125 CSB11 24.50 -0.01 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø10a200 20
  39. Strip Station M3 CutWidth As (cm²) As (cm²) μ% Bố trí Text m kN-m m Width 1(m) CSB11 25.25 0.02 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø12a125 CSB11 26.00 -37.04 4.26 13.57 3.19 0.20 Ø10a200 CSB11 30.29 22.48 4.26 8.20 1.92 0.12 Ø10a200 CSB11 36.71 57.61 4.26 21.26 4.99 0.31 Ø10a200 CSB11 41.00 -99.33 4.26 37.17 8.73 0.55 Ø10a200 CSB11 42.20 0.00 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø12a125 CSB1 15.75 0.02 4.26 4.44 1.04 0.00 Ø10a200 CSB1 0.00 -1.36543 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø12a125 CSB1 24.15 -1.88 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø10a200 CSB1 41.00 -1.37 1.75 1.83 1.04 0.02 Ø10a200 21
  40. CHƢƠNG 3 :THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG 3.1 MỞ ĐẦU Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang. Số liệu ban ầu: Bề rộng vế thang am1 1.1 Bề rộng chiếu nghỉ am2 1.3 Chiều d i oạn giữa 2 vế thang dm 0.3 Gồm 21 bậc thang b 30 cm , h 15 cm. h 150 Gĩc nghiêng cảu cầu thang tg 0.5 b 300 α = 27o Chiều cao tầng: Hm 3.4 Chọn chiều dày bản thang là 17cm. 22
  41. 3.2 TÍNH BẢN THANG 3.2.1 Sơ đồ tính Do cầu thang ƣợc ổ sau lõi cứng nên sơ ồ tính sẽ l 1 dầm gãy khúc, ầu liên kết với vách cứng nên ƣợc xem l khớp cố ịnh. Hình 3.2 : Sơ đồ tính vế cầu thang. 3.2.2 Tải trọng a.Tải trọng trên chiếu nghỉ và chiếu tới : Tải trọng tác dụng xét trên 1m chiều dài. Bảng 3.1 Tải trọng chiếu nghỉ và chiếu tới Tải trọng Trọng lƣợng riêng Hệ số Tải trọng STT Vật liệu Chiều dày mm tiêu chuẩn kN/m3 ộ tin cậy tính tốn kN/m2 kN/m2 1 Đá granite 20 24 0.48 1.2 0.576 2 Vữa lĩt 20 18 0.36 1.3 0.468 3 Bản BTCT 170 25 4.25 1.1 4.675 4 Vữa trát 15 18 0.27 1.3 0.351 5 Hoat tải 3 1.2 3.6 Tổng 8.11 9.67 23
  42. - Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng chiếu nghĩ : q1 = 9.4 Km/m - Hoạt tải gồm cĩ: - Hệ số ộ tin cậy l 1.2 ối với tải trọng Theo TCXD 2737- 1995, bảng 3, ta cĩ: 2 ptc 3/ kN m p3.6 kN / m2 tt b.Tải trọng trên bản thang nghiêng Tĩnh tải gồm cĩ: Lớp đá hoa cương dày 20mm được qui đổi tương đương theo phương bản nghiêng. tc (lhb b )1  i cos (0,3 0,15) 24 0,02 0,891 2 gd 0,64(kN / m ) lb 0,3 Lớp vữa ximăng dày 20mm được qui đổi tương đương theo phương bản nghiêng. tc (lhb b )2  i cos (0,3 0,15) 18 0,02 0,891 2 gvl 0,64(kN / m ) lb 0,3 Bậc thang gạch cao 150mm được qui đổi tương đương theo phương bản Tải trọng do bản bê tơng cốt thép trên 1m chiều d i bản nghiêng: tc hb cos 0,15 0,891 18 2 tc gg 2 1.2(kN / m ) gvt 25 0.16 4(kN / m22 ) Tải trọng do lớp vữa trát trên 1m chiều d i bản nghiêng: tc 2 gvt 18 0.015 0.27(kN / m ) Bảng 3.2: Tổng hợp tải trọng lên vế thang Tải trọng Chiều d y Trọng lƣợng Tải trọng Hệ số STT Vật liệu tính tốn mm riêng kN/m3 tiêu chuẩn kN/m2 độ tin cậy kN/m2 1 Đá granite 20 24 0.64 1.2 0.768 2 Bậc thang 15 18 1.2 1.2 1.44 3 Vữa lĩt 20 18 0.64 1.3 0.832 4 Bản BTCT 170 25 4.25 1.1 4.675 5 Vữa trát 15 18 0.27 1.3 0.351 6 Hoạt tải 3 1.2 3.2 Tổng 9.75 11.266 24
  43. 3.2.3 Tính tốn cốt thép Sơ đồ tính của kết thang ( ể xác ịnh nội lực và cốt thép) Hình 3.3: Sơ đồ tính vế thang. 25
  44. Hình 3.4: Biểu ồ momen Tính cốt thép: Vật liệu sử dụng: Bê tơng B25 : Rb=14.5 MPa, Rbn=18.5 MPa, Rbtn=1.6 MPa Thép AII: Rs=280 MPa, Es=210000 MPa Chọn a 20 cm ho h a 150 cm M max m 2 Rbo b h  1 1 2 m  Rbo b h As Rs Bố trí cốt thép: Tiết Mtt As µ Aschọn µchọn αm ξ Ø chọn diện (kN.m) (mm²) (%) (mm2) (%) 3.9 Nhịp 16.07 0.049 0.05 0.26 10 200 3.9 0.26 Gối 33.09 0.101 0.107 8.32 0.56 12 130 8.7 0.58 26
  45. CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU BỂ NƢỚC MÁI 4.1 MỞ ĐẦU: - Thể tích nƣớc sinh hoạt cho tịa nh : Nƣớc dùng cho sinh hoạt của tịa nhà cĩ khoảng 15x12x4 = 720 ngƣời Tiêu chuẩn dùng nƣớc trung bình l 120-150 (l/ngƣời ng y êm . Hệ số khơng iều hịa giờ Kg=1.5-1.8.Chọn Kg=1.6 3 Wsh 120x720x1.6 138240 (l) =138.2 m - Nƣớc dự trữ dùng ể cứu hỏa: Theo TCVN 2622-1995: Lƣu lƣợng cho một ám cháy là 10 ( l/s) Đồng thời :Đối với khu dân cƣ thì nƣớc dự trữ phải ảm bảo cung cấp nƣớc chữa cháy cho một ám cháy bên trong v một ám cháy bên ngo i trong thời gian 10 phút với lƣu lƣợng cần thiết lớn nhất, ồng thời ảm bảo cả khối lƣợng nƣớc dùng cho sinh hoạt lớn nhất. 3 Wcc 2x10x10x60 12000(l) = 12m . - Thể tích nƣớc trong bể chứa: Hệ số dung tích dự trữ k=1.2-1.3.Chọn k=1.2 3 Wm k (W sh W cc ) = 1.2(138.2+12) =180.24m . Cơng trình cĩ 2 bể nƣớc mái m i bể co kích thƣớc 8x1.8(m) nên m i bể cĩ dung tích V a b h 8 7 1.8 100.8( m3 ) nhƣ vậy 2 bể sẽ cĩ dung tích 201.6(m3). Thể tích của bể nƣớc mái là 201.6 (m3 cĩ kích thƣớc a =8 , b= 7m, h = 1.8m. Ta a thấy < 3 h < 2a nên ây l bể thấp. b Việc tính tốn kết cấu bể chứa gồm cĩ tính tốn cốt thép và kiểm tra các iều kiện về vết nứt, khơng cĩ kiểm tra ộ võng. Các yêu cầu về vết nứt ƣợc tra trong bảng 1 và bảng 2, TCVN 5574 - 2012, ể ảm bảo bảo vệ an tồn cho cốt thép v ảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu. 4.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG  Bê tơng: B25 R 14.5 MPa , R 1.05 MPa b bt Rbn 18.5 MPa , R btn 1.6 MPa , E b 30000 MPa  Cốt thép < Ø10 AI: Rs = 225 MPa Cốt thép ≥ Ø10 AII: Rs = 280 MPa Es = 210000 MPa. 27
  46. 4.3 CHỌN TIẾT DIỆN SƠ BỘ: 4.3.1 Dầm nắp v dầm đáy. Chọn kích thƣớc dầm theo iều kiện và chọn tiết diện nhƣ hình dƣới: 11 11 h = ( ÷ )l h = ( ÷ )l dc8 12 dc dp12 20 dp Dầm chính: Dầm phụ: 11 11 bdc = ( ÷ )h dc bdp = ( ÷ )h dp 42 42 2 Dn1-300x500 Dn2 -300x500 Dn2 -300x500 Dn3-300x500 7000 Dn1-300x500 1 4000 4000 8000 C D Hình 4.1: Mặt bằng bản nắp 2 Dd1-300x700 Dd2 -300x700 Dd3-300x500 Dd2 -300x700 7000 Dd1-300x700 1 4000 4000 8000 C D Hình 4.2: Mặt bằng bản đáy 28
  47. D 0.8 1.4 4.3.2 Chiều d y bản v th nh bể : hL 7000 b m (40 45) Chọn chiều dày bản nắp hbn = 100 mm và hbd = 150 mm. Chọn chiều dày thành bể hth = 150 mm. 4.4 TÍNH TỐN BẢN NẮP VÀ BẢN ĐÁY: 4.4.1 Tải tác dụng bản nắp:  Tĩnh tải: Bảng 4.1: Tĩnh tải bản nắp Lớp vật Bề d y Trọng lƣợng tiêu Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính liệu (mm) chuẩn (kN/m3) chuẩn (kN/m2) vƣợt tải tốn (kN/m2) Lớp vữa 20 18 0.36 1.3 0.468 láng Bản 100 25 2.5 1.1 2.75 BTCT Lớp vữa 15 18 0.27 1.3 0.351 trát Tổng 135 3.13 3.57  Hoạt tải: 2 Theo TCXD 2737- 1995, bảng 3, ối với mái khơng sử dụng lấy ptc 0.75 kN / m Theo iều 4.3.3, TCXD 2737- 1995, hệ số ộ tin cậy ối với tải trọng phân bố ều 2 2 trên sàn lấy bằng 1.3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 2/kN m ptt 0.975 kN / m . 4.4.2 Tải tác dụng bản đáy  Tĩnh tải: Bảng 4.2: Tĩnh tải bản đáy Lớp vật Bề dày Trọng lƣợng tiêu Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính 3 2 2 liệu (mm) chuẩn (kN/m ) chuẩn (kN/m ) vƣợt tải tốn (kN/m ) Lớp gạch 10 20 0.2 1.2 0.24 men Lớp vữa 30 18 0.54 1.3 0.702 tạo dốc Bản 120 25 3 1.1 3.3 BTCT Lớp vữa 15 18 0.27 1.3 0.351 trát Tổng 175 4.01 4.593 29
  48.  Hoạt tải: Áp lực nƣớc tác dụng lên đáy bể: Chiều cao lớn nhất của mực nƣớc trong bể: hmmax 1.8 . 2 Áp lực nƣớc tiêu chuẩn lớn nhất tại áy bể: ptc 10 1.8 18 kN / m . 2 Áp lực nƣớc tính tốn lớn nhất tại áy bể: ptt 18 1.1 19.8 kN / m . 4.4.3 Tính tốn nội lực  Nội lực bản nắp - Bản áy bể nƣớc mái gồm 2 ơ s n cĩ cùng kích thƣớc: 4.0x7(m) và tải trọng. h 500 - Xét tỉ d =5 3 do ĩ bản liên kết với các dầm bao quanh là liên kết ngàm. hb 100 L 7000 - Xét tỉ số 2 1.75 2, bản làm việc theo 2 phƣơng. L1 4000 - Ơ bản làm việc theo ơ bản ơn loại 9 (4 mặt ngàm). L 7000 - Tỷ số: 2 1.75 L1 4000 → tra bảng ta ƣợc: m91= 0.0197, m92= 0.0064 k91= 0.0431, k92= 0.0141 P= q x l1 x l2 = 4.55x 4.0 x 7 = 127.4(kN) - Moment dƣơng lớn nhất giữa bản: M1= m91 x P= 0.0197 x127.4= 2.51(kNm/m) M2= m92 x P= = 0.0064x 127.4= 0.82 (kNm/m) - Moment âm lớn nhất trên gối: MI= k91 x P= 0.0431x 127.4= 5.5(kNm/m) MII= k92 x P= 0.0141x 127.4= 1.8(kNm/m)  Nội lực bản đáy: - Bản áy bể nƣớc mái gồm 2 ơ sàn nhỏ cĩ cùng kích thƣớc: 4.0x7(m) và tải trọng. h 700 - Xét tỉ d =5.8 ≥ 3 do ĩ bản liên kết với các dầm bao quanh là liên kết ngàm. hb 120 L 7000 - Xét tỉ số 2 1.75 2, bản làm việc theo 2 phƣơng. L1 4000 - Ơ bản làm việc theo ơ bản ơn loại 9 (4 mặt ngàm). L 7000 - Tỷ số: 2 1.75 L1 4000 30
  49. → tra bảng ta ƣợc: m91= 0.0202, m92= 0.0146 k91= 0.0465, k92= 0.0337 P= q x l1 x l2 = 24.4 x 7 x 4.0 = 683.2 (kN) - Moment dƣơng lớn nhất giữa bản: M1= m91 x P = 0.0202 x 683.2 = 13.46 (kNm/m) M2= m92 x P= 0.0146 x 683.2 = 4.372 (kNm/m) - Moment âm lớn nhất tại gối: MI = k91 x P = 0.0465 x 683.2= 29.45 (kNm/m) MII = k92 x P = 0.0337x 683.2= 9.63 (kNm/m) Bảng 4.3: Kết quả nội lực sàn Tổng tải Hệ số tra bảng Moment(kN.m/m) Ơ BẢN kN m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII BN 4.55 0.0197 0.0064 0.0431 0.0141 2.51 0.82 5.50 1.80 BĐ 24.40 0.0197 0.0064 0.0431 0.0141 13.46 4.372 29.45 9.63 4.4.4 Tính tốn cốt thép: Cắt một dảy rộng 1000 mm v xem nhƣ dầm chịu uốn cĩ tiết diện (1000xhb) (mm). Chọn lớp bê tơng bảo vệ cho bản nắp a = 0.02 m, bản áy a = 0.02 m. M Tính m R b h2 bo So sánh m với: RRR (1 0.5  ) ξR=0.618 ( Thép AI ξR=0.595 ( Thép AII Tính  1 1 2 m  Rbo b h Tính thép : As Rs H m lƣợng cốt thép : H m lƣợng cốt thép tính tốn ra ƣợc v h m lƣợng bố trí thì phải thỏa iều kiện sau:    minm ax Trong ĩ : μ l h m lƣợng cốt thép . µmin = 0.05% h m lƣợng cốt thép tối thiểu, µmax h m lƣợng cốt thép tối a R 14.5  b 0.618 4% max R Rs 225 31
  50. Bảng 4.4: Tính tốn cốt thép bản nắp và bản đáy M a ho As Ơ Kí hiệu αm ξ Øchọn µ(%) (daN.m) (mm) (mm) (mm²) M1 251 20 80 0.027 0.031 141.38 Ø6 a200 0.18 M2 82 20 80 0.010 0.01 45.76 Ø6 a200 0.06 BẢN NẮP MI 550 20 80 0.067 0.07 315.19 Ø8 a150 0.39 MII 180 20 80 0.022 0.022 100.99 Ø8 a200 0.13 M1 1346 20 130 0.9307 0.031 473.55 Ø10 a150 0.36 M2 437.2 20 130 0.034 0.035 150.83 Ø10 a150 0.12 BẢN ĐÁY MI 2945 20 130 0.2250 0.258 1075.93 Ø12 a100 0.83 MII 963 20 130 0.0736 0.0737 335.4 Ø12 a200 0.26 4.4.5 Kiểm tra nứt bản đáy: Moment lớn nhất nhịp phải kiểm tra M = 4.372 kN.m , chiều dày sàn 120 mm , As = 132.09 mm2 Cắt một dãy sàn rộng 1m , xem nhƣ s n l m việc nhƣ một dầm chịu uốn. Cấu kiện khơng bị nứt khi : M < Mcrc Mcrc = Rbt,serWpl Trong ĩ : Mcrc : là mơ men chống nứt của tiết diện th ng gĩc với trục dọc cấu kiện khi h ình th nh vết nứt Wpl : Moment kháng uốn của tiết diện ối với thớ chịu kéo ngo i cùng cĩ xét ến biến dạng khơng n hồi của Bêtơng vùng chịu kéo: 2(I I I ' ) W bo so so S pl h x bo Ibo.Iso , I’so , lần lƣợt l Moment quán tính ối với trục trung hịa của diện tích vùng Bêtơng chịu nén , của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén. ' SbO, SbO l mơ men tĩnh của diện tích tiết diện tƣơng ứng của vùng bê tơng chịu nén và chịu kéo ối với trục trung ịa. ' SsO, SsO l mơ men tĩnh của diện tích tiết diện cốt thép tƣơng ứng S v S’ ối với trục trung ịa.  Xác ịnh x (vị trí trục trung hịa) chính là chiều cao vùng bê tơng chịu nén từ iều kiện: ' ' (h - x)A bt SbO αSsO - αSsO 2 Abt là diện tích tiết diện của vùng bê tơng chịu kéo 32
  51. '  Ta tính tốn tại giữa nhịp của ơ sàn nên cốt thép trong vùng bê tơng chịu nén As 0 : x bx 2  S' (bx - A' ) bO s 2 2 ' ' ' '  SsO As (x - a ) 0 ( As 0 )  SsO = As(ho – x)  Abt = b(h – x) Từ các phƣơng trình trên suy ra giá trị x: bh 2 2 A h x s o 2( A bh) s Đối với tiết diện hình chữ nhật ,theo TCVN 5574 - 2012 E 2.1x 105 s 7 Ex3 104 b 1000 1202 2 7 132.09 95  x 60.3( mm ) 2(7 132.09 1000 120) bx331000 60.3  I 0.73 1084 ( mm ) bo 33 2 2 6 4  Iso A s ( h0 x ) 251(95 60.3) 0.3 10 ( mm ) ' ' 2  Iso A s ( x a ) 0 b( h x )22 1000(120 60.3)  S 1.8 1063 ( mm ) bo 22 2(III ' )  W bo so so S 4.4 1063 ( mm ) Plhx bo - Với B25 , ta cĩ Rbt,ser = 1.6 MPa Mcrc = Rbt,serWpl = 8.8(kN.m) ≥ M = 4.372 (kN.m) 4.5 THIẾT KẾ BẢN THÀNH: 4.5.1 Tải trọng tác dụng: Tải trọng tác dụng lên bản thành gồm cĩ áp lực nƣớc và áp lực giĩ hút. Tải trọng tác dụng trong mặt ph ng thành bể khơng cần xét ến, do ộ cứng trong mặt ph ng của thành bể là rất lớn. Áp lực nƣớc tác dụng lên thành bể: Chiều cao lớn nhất của mực nƣớc trong bể: hmax = 1.8m. 2 Áp lực nƣớc tiêu chuẩn lớn nhất tại áy bể: ptc= 10x1.8= 18 kN/m . 2 Áp lực nƣớc tính tốn lớn nhất tại áy bể: : ptt= 18x1.1= 19.8 kN/m . Áp lực giĩ tĩnh: 2 Cơng trình ặt tại TP TP BIÊN HỊA nên thuộc vùng IIA → o= 95 daN/m . 33
  52. Theo TCXD 2737-1995, ối với vùng ảnh hƣởng của bão ƣợc ánh giá l yếu, cho 2 2 phép giảm giá trị W0 tại vùng IIA i 12 daN/m → o= 83 daN/m . Để an tồn, ta lấy áp lực giĩ tại ỉnh bể nƣớc tính cho tồn bể nƣớc. Cao ộ ỉnh bể nƣớc là 62 m, tra bảng 5 TCXD 2737-1995, ta cĩ: k= 1.08. Hệ số khí ộng c= 0.6 (giĩ hút). 22 WWkctc 0 83 1.08 0.6 54 daNm / 0.54 kNm / . 2 Wtt 0.54 1.2 0.65 kN / m 4.5.2 Sơ đồ tính: a 4 Ta cĩ: 2.2 2 nên bản thành ở cạnh dài của bể là bản làm việc 1 phƣơng, h 1.8 b 7 3.5 2 nên bản thành ở cạnh ngắn của bể là bản làm việc 1 phƣơng. h 2 Sơ đồ tính của bản thành: cắt 1 dải rộng 1m ra ể tính, liên kết ngàm với áy bể và liên kết khớp với nắp. Hình 4.3: Sơ đồ tính bản thành theo phương cạnh ngắn của bể. 34
  53. Chọn chiều dày bản thành là h 150 mm. Biểu ồ moment thu ƣợc cĩ dạng nhƣ sau: Hình 4.4: Dạng biểu đồ moment Dùng phƣơng pháp cơ học kết cấu ể tính nội lực cho từng trƣờng hợp tải, kết quả ƣợc tĩm tắc nhƣ sau: -Tại gối: ph2 Wh219.8 1.8 2 0.65 1.8 2 M n 4.54( kN . m ) g 15 8 15 8 -Tại nhịp: ph2 Wh219.8 1.8 2 0.65 1.8 2 M n 9 9 2.06( kN . m ) n 33.6 128 33.6 128 Hình 4.5: Biểu đồ mơ men do tổng tải trọng gây ra. 35
  54. (a) Do tổng tải trọng tính tốn gây ra. (b) Do tổng tải trọng tiêu chuẩn gây ra. 4.5.3 Tính tốn cốt thép Lấy a = 20 mm với h = 150 mm → ho = h – a = 150 – 20 = 130 mm. H m lƣợng cốt thép tính tốn ra ƣợc v h m lƣợng bố trí thì phải thỏa iều kiện sau:    minm ax A  s Trong ĩ : l h m lƣợng cốt thép . bh o µmin = 0.05% h m lƣợng cốt thép tối thiểu, R 14.5  b 0.618 4% µmax h m lƣợng cốt thép tối a max R Rs 225 Bảng 4.5: Tính tốn thép bản thành As µ µchọn Tiết diện Mtt (kN.m) αm ξ Ø chọn Aschọn (mm²) (%) (%) Gối 4.54 0.0185 0.019 159.18 0.122 8 200 251 0.20 Nhịp 2.06 0.0084 0.008 67.02 0.051 8 200 251 0.20 4.5.4 Kiểm tra nứt bản th nh 4 Moment lớn nhất nhịp phải kiểm tra M = kN.m , chiều dày sàn 150 mm , As = 251 mm Cắt một dãy sàn rộng 1m , xem nhƣ s n l m việc nhƣ một dầm chịu uốn. Cấu kiện khơng bị nứt khi : M < Mcrc Mcrc = Rbt,serWpl Trong ĩ : Mcrc : là mơ men chống nứt của tiết diện th ng gĩc với trục dọc cấu kiện khi h ình th nh vết nứt Wpl : Moment kháng uốn của tiết diện ối với thớ chịu kéo ngo i cùng cĩ xét ến biến dạng khơng n hồi của Bêtơng vùng chịu kéo: 2(I I I ' ) W bo so so S pl h x bo Ibo.Iso , I’so , lần lƣợt là Moment quán tính ối với trục trung hịa của diện tích vùng Bêtơng chịu nén , của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén. ' SbO, SbO l mơ men tĩnh của diện tích tiết diện tƣơng ứng của vùng bê tơng chịu nén và chịu kéo ối với trục trung ịa. ' SsO, SsO l mơ men tĩnh của diện tích tiết diện cốt thép tƣơng ứng S v S’ ối với trục trung ịa. 36
  55.  Xác ịnh x (vị trí trục trung hồ) chính là chiều cao vùng bê tơng chịu nén từ iều kiện: ' ' (h - x)A bt SbO αSsO - αSsO 2 Abt là diện tích tiết diện của vùng bê tơng chịu kéo '  Ta tính tốn tại giữa nhịp của ơ sàn nên cốt thép trong vùng bê tơng chịu nén As 0 : x bx 2  S' (bx - A' ) bO s 2 2 ' ' ' '  SsO As (x - a ) 0 ( As 0 )  SsO = As(ho – x)  Abt = b(h – x) Từ các phƣơng trình trên suy ra giá trị x: bh 2 2 A h x s o 2( As bh) Đối với tiết diện hình chữ nhật ,theo TCVN 5574 - 2012 E 2.1x 105 s 7 Ex3 104 b 1000 1502 2 7 251 130  x 87.12( mm ) 2(7 251 1000 130) bx331000 87.12  I 220 1064 ( mm ) bo 33 2 2 6 4  Iso A s ( h0 x ) 251(150 87.12) 0.99 10 ( mm ) ' ' 2  Iso A s ( x a ) 0 b( h x )22 1000(150 87.12)  S 1.9 1063 ( mm ) bo 22 2(III ' )  W bo so so S 7.2 1063 ( mm ) Plhx bo - Với B25 , ta cĩ Rbt,ser = 1.6 MPa Mcrc = Rbt,serWpl = 11.52(kN.m) M = 1.9 (kN.m) 4.6 TÍNH TỐN DẦM NẮP VÀ DẦM ĐÁY 4.6.1 Nội lực dầm 4.6.1.1 Tải trọng tác dụng vào dầm DN1 Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x500. gbt= 1.1 x 0.3 x (0.5 - 0.1) x 2500 = 330(daN/m). Tải trọng lớp vữa trát dày 1.5 cm : gvt = 1800 x1.2 x 0.015 = 32.4 (daN/m) 37
  56. Tải trọng do bản nắp truyền vào cĩ dạng hình tam giác cĩ ộ lớn: qs,n=(5/8)ql/2= (5/8)* 455*(4/2)=568.75daN/m Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g g q 330 32.4 568.75 931.15 daN / m 1d 1 vt bn 1 4.6.1.2 Tải trọng tác dụng vào dầm DN2. Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x500 Gbt= 1.1 x 0.3 x (0.5 - 0.1) x 2500= 330(daN/m). Tải trọng lớp vữa trát dày 1.5 cm : gvt = 1800 x 1.2 x 0.015 = 32.4 (daN/m) Tải trọng bản thân bản nắp truyền vào cĩ dạng hình thang cĩ ộ lớn: 23 qs,n= ql 0.5 (1 2 ) 23 44 455 2 1 2 740 (daN/m). 2 7 2 7 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g g q 330 32.4 740 1102.4 daN / m 2 bt vt dn 4.6.1.3 Tải trọng tác dụng vào dầm DN3. Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x500 Gbt= 1.1 x 0.3 x (0.5 - 0.1) x 2500 = 330(daN/m). Tải trọng lớp vữa trát dày 1.5 cm : gvt = 1800 x 1.2 x 0.015 = 32.4 (daN/m) Tải trọng bản thân bản nắp truyền vào cĩ dạng hình thang cĩ ộ lớn: qs,n= 23 44 455 4 1 2 1565 (daN/m). 2 7 2 7 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q2 gbt g vt q dn 330 32.4 1565 1927.4 daN / m 4.6.1.4 Tải trọng tác dụng lên dầm DD1 Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x700 Gbt= 1.1 x 0.3 x (0.7 – 0.12) x 2500= 478.5(daN/m). Tải trọng do nƣớc và trọng lƣợng bản thân bản áy truyền vào cĩ dạng tam giác cĩ ộ lớn: 5 5 4 qs,n= ql 2440 3050 daN / m 8 8 2 Do trọng lƣợng thành hồ tác dụng vào: thành hồ dày 0.15m, thành hồ cao 1.8m: 38
  57. gthanh = 1.1 x 0.15 x 1.8 x 2500 = 742.5(daN/m). Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q1 gd 1 g t q bd 1 478.5 742.5 3050 4271 daN / m 4.6.1.5 Tải trọng tác dụng lên dầm DD2 Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x700 Gbt= 1.1 x 0.3 x (0.7 – 0.12) x 2500= 478.5(daN/m). Tải trọng do nƣớc và trọng bản thân bản áy truyền vào: 23 qs,n= ql (1 2 ) 23 44 2440 2 1 2 4197daN / m 2 7 2 7 Do trọng lƣợng thành hồ tác dụng vào: thành hồ dày 0.15m, thành hồ cao 1.8m: gthanh = 1.1 x 0.15 x 1.8 x 2500= 742.5(daN/m). Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g g q 478.5 742.5 4197 5418 daN / m 2d 2 t bd 2 4.6.1.6 Tải trọng tác dụng lên dầm DD3 Tải trọng bản thân: chọn dầm cĩ tiết diện 300x700 Gbt= 1.1x0.3x(0.7 – 0.12)x2500= 478.5(daN/m). Tải trọng do nƣớc và trọng bản thân bản áy truyền vào: 23 qs,n= ql (1 2 ) 23 44 2440 4 1 2 8394daN / m 2 7 2 7 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: q g q 478.5 8394 8872.5 daN / m 1d 3 bd 3 39
  58. Nội lực dầm ƣợc xuất ra từ Etabs thơng qua mơ hình bể nƣớc. Hình 4.6: Nội lực dầm Hình 4.7: Nội lực dầm DN1 và DD1. 40
  59. Hình 4.8: Nội lực dầm DN2 và DD2. ` Hình 4.9: Nội lực dầm DN3 và DD3. 41
  60. Bảng 4.6: Tổng hợp nội lực dầm nắp và dầm đáy Dầm Mgối (kN.m) Mnhịp (kN.m Dn1 -11.58 10.33 Dn2 -45.68 34.77 Dn3 -71.36 54 Dd1 -51.15 40.63 Dd2 -151.04 172.56 Dd3 -242.63 269.07 4.6.2 Tính tốn cốt thép Chọn chiều dày bể tơng bảo vệ: Tính tốn cốt thép đƣợc tĩm tắt trong bản sau: Từ M tính: √ Bảng 4.7: Bảng tính cốt thép dầm nắp Ơ M(daN.m) b(mm) h(mm) αm ξ As(mm²) µ(%)t Øchọn Aschọn µ(%)c -1158 300 500 0.010 0.011 61.62 0.4252 3Ø 18 763 0.55 DN1 1033 300 500 0.012 0.012 67.22 0.3733 3Ø 18 763 0.55 -4568 300 500 0.036 0.037 207.25 0.2859 2Ø 18 509 0.36 DN2 3477 300 500 0.047 0.049 274.47 0.2828 2Ø 18 509 0.36 -7136 300 500 0.056 0.058 324.88 0.1854 2Ø 18 509 0.46 DN3 5400 300 500 0.074 0.077 431.31 0.3536 2Ø 18 509 0.46 Bảng 4.8: Bảng tính cốt thép dầm đáy b h As Øchọn Ơ M(daN.m) αm ξ µ(%)t Aschọn µ(%) (mm) (mm) (mm²) -5115 300 700 0.132 0.142 1491 0.7363 3Ø 25 1472.6 0.74 DD1 4063 300 700 0.168 0.186 1947.7 0.9618 3Ø 25+2Ø 18 1981.6 0.99 -15104 300 700 0.083 0.087 912.4 0.4506 2Ø 25 981.7 0.49 DD2 17256 300 700 0.129 0.139 1455.4 0.7187 3Ø 25 1472.6 0.74 -24263 300 700 0.073 0.076 558.6 0.392 2Ø 25 981.7 0.49 DD3 26907 300 700 0.184 0.205 1509.9 1.0596 2Ø 25 + 3 Ø 18 1745.2 1.25 42
  61. Hình 4.10: Lực cắt dầm DN1 và DD1. Hình 4.11: Lực cắt dầm DN2 và DD2. Hình 4.12: Lực cắt dầm DN3 và DD3. 43
  62. Tính tốn cốt đai v bố trí.  Dầm nắp: DN1(300x500): Qmax= 23.31 kN. φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6 1050 0.3 0.475 = 89.8 kN Qmax 450 mm h 200mm Đầu dầm: s 3 chọn sct= 200 mm ct 500mm 500mm 3h 450mm Giữa dầm: s 4 chọn sct= 300 mm ct 500mm 500mm Vậy trong khoảng L/4 gần gối tựa ặt cốt ai s = 200mm, trong khoảng giữa nhịp ặt cốt ai s = 300mm. DN2(300x500): Qmax= 48.75 kN φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6 1050 0.3 0.475 = 89.8kN => Qmax 450 mm h 166mm Đầu dầm: s 3 chọn s = 150 mm ct 500mm ct 500mm 3h 375mm Giữa dầm: s 4 chọn sct= 300 mm ct 500mm 500mm Vậy trong khoảng L/4 gần gối tựa ặt cốt ai s = 150mm, trong khoảng giữa nhịp ặt cốt ai s = 300mm. 44
  63. DN3(300x500): Qmax= 75.98kN φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6 1050 0.3 0.475 = 89.8kN Qmax bêtơng ủ khả năng chịu lực cắt cốt ai bố trí theo cấu tạo 2 Chọn ai : dsw = 6 mm, số nhánh n =2, Asw =28.27 mm + Thép AI cĩ Rsw = 175 MPa + Khoảng cách cốt ai theo cấu tạo: với hd > 450 mm h 133mm Đầu dầm: s 3 chọn sct= 120 mm ct 500mm 500mm 3h 300mm Giữa dầm: s 4 chọn sct= 300 mm ct 500mm 500mm Vậy trong khoảng L/4 gần gối tựa ặt cốt ai s = 120mm, trong khoảng giữa nhịp ặt cốt ai s = 300mm.  Dầm đáy: DD1 (300x700): Qmax= 93.82kN φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6 1050 0.3 0.675 = 127.6 kN Vậy Qmax bêtơng ủ khả năng chịu lực cắt cốt ai bố trí theo cấu tạo - Ø6a150 trong phạm vi L/4 m gần gối tựa. - Ø6a250 trong phạm vi L/2 giữa dầm DD2 (300x700): Qmax= 196.12 kN φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6 1050 0.3 0.675 = 127.5 kN Vậy Qmax > φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 => phải tính cốt thép ngang (cốt ai v cốt xiên) chịu lực cắt. 2 Chọn cốt ai Ø8, Asw = 0.503(cm , ai hai nhánh n = 2. Tính tốn bƣớc ai: +Bƣớc ai : Với h = 700(mm) > 450(mm) h 700 233.3(mm ) sct 33 chọn sct = 200(mm) 500(mm ) 45
  64. Kiểm tra: bb1 1 0.01R 1 0.01 14.5 0.855 4 Ess nA w 21 10 2 50.3 w1 1 5 1 5 3 1.05 Eb b s 30 10 300 200 3 Qmax φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 => phải tính cốt thép ngang (cốt ai v cốt xiên) chịu lực cắt. 2 Chọn cốt ai Ø8, Asw = 0.503(cm , ai hai nhánh n = 2. Tính tốn bƣớc ai: Với h = 500(mm) > 450(mm) h 700 233(mm ) sct 33 chọn sct = 150(mm) 500(mm ) Tính tốn: bb1 1 0.01R 1 0.01 14.5 0.855 4 Ess nA w 21 10 2 67 w1 1 5 1 5 3 1.1 Eb bs 30 10 300 150 46
  65. 3 Qmax < 0.3 w1 b 1  bR b bh 0 = 0.3 1.1 0.855 14.5 10 0.3 0.5 = 631.7(kN) Vậy hệ dầm áy khơng bị phá hoại do ứng suất nén. - Khả năng chịu cắt của cốt ai: R nA 1750 1024 2 0.67 10 q ssww 156.3(kN/m) sw s 150 10 3 - Khả năng chịu cắt của cốt ai v bê tơng: 22 Qswb 2 b 2 (1 f )  b R bt bh 0 q s w 2 2 1050 0.3 0.475 156.3 298.1 kN Ta cĩ Qmax < Qswb cốt ai v bê tơng ủ khả năng chịu cắt, khơng cần tính thêm cốt xiên. - Ở giữa nhịp của các dầm, cốt ai ặt theo cấu tạo: 3h 3 700 525(mm ) sct 44 Chọn sct = 300(mm) 500(mm ) Vậy oạn ầu dầm trong khoảng Lnhịp/4 ặt cốt ai Ø8a200 v oạn giữa nhịp dầm trong khoảng Lnhịp/2 ặt cốt ai Ø8a150. 47
  66. CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 5.1 MỞ ĐẦU Chung cƣ Golden Age gồm cĩ 1 tầng hầm, 1 tầng d nh cho thƣơng mại, 17 tầng d nh cho căn hộ và 1 tầng mái. Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung – vách cứng (lõi cứng) cĩ kích thƣớc 2 cạnh l 31m v 41m. Do ĩ, việc tính tốn kết cấu khung phải tính theo khung khơng gian. Việc tính tốn nội lực bằng phƣơng pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm ETABS (một trong những phần mềm tính tốn kết cấu mang tính thƣơng mại cao). Các bƣớc thực hiện nhƣ sau: Bƣớc 1: Chọn sơ bộ kích thƣớc. Bƣớc 2: Tính tốn tải trọng. Bƣớc 3: Tổ hợp tải trọng. Bƣớc 4: Tính tốn nội lực bằng phần mềm Etabs. Bƣớc 5: Tính tốn thép cho khung trục 4,D. 5.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG  Bê tơng: sử dụng bê tơng B25 Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05 MPa Rbn = 18.5 MPa, Rbtn = 1.6 MPa Eb = 30000 MPa.  Cốt thép: Cốt thép < Ø10 sử dụng thép AI: Rs = 225 MPa Cốt thép ≥ Ø10 sử dụng thép AIII: Rs = 365 MPa Es = 210000 MPa. 5.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC TIẾT DIỆN Việc chọn sơ bộ kích thƣớc các cấu kiện, ban ầu l ể thỏa mãn yêu cầu kiến trúc. Việc tính tốn và chọn lại tiết diện sẽ ƣợc thực hiện lại nhiều lần ến khi thỏa mãn yêu cầu chịu lực 5.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện cột Diện tích tiết diện cột tầng dƣới cùng ƣợc xác ịnh sơ bộ nhƣ sau: N Fk c R n Với: N = n×q×Si + n : số tầng kể từ trên xuống. + q : tải trọng phân bố trên 1m2 sàn + Si : diện tích truyền tải từ s n xuống cột. 48
  67. BBLL1 2 1 2 Si 22 Hình 5.1: Sơ đồ diện tích truyền tải cột k = 1.2÷1.5: hệ số kể tới mơmen do giĩ Chọn k = 1.2 Rn = 14.5 MPa : cƣờng ộ chịu nén của bêtơng B25 Tải trọng tính tốn truyền từ s n (gồm tĩnh tải v hoạt tải l qi Tính sơ bộ cột tầng hầm: Cột biên: N = n×q×Si =18×(8.5×3.75×10.43+8.5×0.6×10.25) = 6925 kN N 6975 F k 1.2 0.57 m2 c R 14.5 103 n 2 2 Chọn Fc = 80×80 = 6400 cm = 0.8 m Cột giữa: N=n×q×Si =18×(8.78×7.5×3.5+10.43×7.5×2.125+10.55×7.5×1.525) = 9312 kN N 9312 F k 1.2 0.77 m2 c R 14.5 103 n 2 2 Chọn Fc =100×100 = 10000 cm = 1 m Tiết diện cột ƣợc giảm 100 mm 4 tầng 1 lần Kích thƣớc cột ƣợc chọn sơ bộ nhƣ sau: 49
  68. Bảng 5.1: Sơ bộ kích thước cột Kích thƣớc Tầng Vị trí (mm) 1A, 1F, 5A, 5F 800x800 Hầm + tầng 1 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2F, 3A, 3F, 4A, 4F, 5B, 5C,5D, 5E 900x900 2B, 2C,2D, 2E, 4B, 4C, 4D, 4E 1000x1000 1A, 1F, 5A, 5F 700x700 Tầng 2 → 5 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2F, 3A, 3F, 4A, 4F, 5B, 5C,5D, 5E 800x800 2B, 2C,2D, 2E, 4B, 4C, 4D, 4E 900x900 1A, 1F, 5A, 5F 600x600 Tầng 6 → 9 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2F, 3A, 3F, 4A, 4F, 5B, 5C,5D, 5E 700x700 2B, 2C,2D, 2E, 4B, 4C, 4D, 4E 800x800 1A, 1F, 5A, 5F 500x500 Tầng 10 → 13 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2F, 3A, 3F, 4A, 4F, 5B, 5C,5D, 5E 600x600 2B, 2C,2D, 2E, 4B, 4C, 4D, 4E 700x700 1A, 1F, 5A, 5F 400x400 Tầng 14 → 17 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2F, 3A, 3F, 4A, 4F, 5B, 5C,5D, 5E 500x500 2B, 2C,2D, 2E, 4B, 4C, 4D, 4E 600x600 1C, 1D, 2F, 3A, 3F, 4F, 5C, 5D 500X500 Tầng mái 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E 600X600 5.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách Bề dày vách cứng theo TCXD 198:1997 chọn khơng nhỏ hơn 150mm v khơng nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng. Do ĩ, bề dày vách cứng ƣợc chọn sơ bộ là 300mm. 5.4 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG 5.4.1 Tĩnh tải Tĩnh tải gồm cĩ khối lƣợng các lớp cấu tạo, bản s n v tƣờng. Khối lƣợng bản sàn sẽ ƣợc tính tự ộng bằng phần mềm Etabs. Khối lƣợng tƣờng sẽ ƣợc gán theo dãy trên mặt bằng sàn. 50
  69. Khối lƣợng các lớp cấu tạo Bảng 5.2: Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn. Trọng lƣợng Lớp Bề d y Tĩnh tải tiêu Hệ số độ Tĩnh tải tính riêng tiêu chuẩn cấu tạo (mm) chuẩn (kN/m2) tin cậy tốn (kN/m2) (kN/m3) Gạch 10 20 0.2 1.1 0.22 ceramic Lớp 20 18 0.36 1.3 0.468 vữa lĩt Lớp 15 18 0.27 1.3 0.351 vữa lĩt Tổng 45 0.83 1.04 Tĩnh tải tƣờng: Tƣờng 100mm: ngăn cách giữa các phịng. gt1 b t h t g t n 0.1 (3.4 0.5) 18 1.2 6.264 kN / m Tƣờng 200mm: bao che v ngăn cách giữa các căn hộ. gt2 b t h t g t n 0.2 (3.4 0.7) 18 1.2 11.664 kN / m 5.4.2 Hoạt tải Hoạt tải phân bố ều trên sàn phụ thuộc vào loại phịng, loại nh v cơng trình, ƣợc tra trong bảng 3, TCXD 2737-1995 Bảng 5.3: Hoạt tải phân bố trên sàn. Hệ số Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính tốn Khu vực độ tin daN/m2 (kN/m2) cậy Căn hộ 150 1.3 1.95 Hầm ể xe 500 1.2 6 Sảnh, hành lang chung 300 1.2 3.6 5.4.3 Th nh phần tĩnh của tải trọng giĩ Tải trọng giĩ tĩnh ƣợc tính tốn theo TCXD 2737-1995 nhƣ sau: Áp lực giĩ tĩnh tính tốn tại cao ộ Z: Wtc W0 kc Với: W0 là giá trị của áp lực giĩ lấy theo bản ồ phân vùng, cơng trình ang xây 2 dựng thuộc vùng IIA, lấy W0 0.83 kN / m . k là hệ số tính ến sự thay ổi của áp lực giĩ theo ộ cao, lấy theo bảng 5, TCXD 2737-1995 . c là hệ số khí ộng, c 0.8 0.6 1.4 (mặt ĩn giĩ c 0.8 , mặt hút giĩ c 0.6 ) 51
  70. Hệ số ộ tin cậy của tải trọng giĩ là  1.2 . Tải trọng giĩ tĩnh ƣợc qui về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung n y ƣợc ặt tại trung iểm các cạnh ĩn giĩ của sàn (Wtcx là lực giĩ tiêu chuẩn theo phƣơng X v Wtcy là lực giĩ tiêu chuẩn theo phƣơng Y, lực giĩ bằng áp lực giĩ nhân với diện tích ĩn giĩ . Diện tích ĩn giĩ của từng tầng ƣợc tính nhƣ sau: hh SB jj 1 j 2 hjj,, h 1 B lần lƣợt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng ĩn giĩ. 52
  71. Bảng 5.4:Giĩ tĩnh nhà cao tầng Số liệu GIĨ X GIĨ Y 2 2 2 2 2 Số tầng hi(m) z(m) k c W0(kN/m ) Wj(kN/m ) Wtt(kN/m ) Sj(m ) WtT(T) Sj(m ) WtT(T) MÁI 4.2 62.6 1.519 1.4 0.83 1.765 2.118 65.1 137.892 86.1 182.373 17 3.4 58.4 1.504 1.4 0.83 1.748 2.098 117.8 247.104 155.8 326.815 16 3.4 55 1.492 1.4 0.83 1.733 2.080 105.4 219.244 139.4 289.968 15 3.4 51.6 1.478 1.4 0.83 1.718 2.062 105.4 217.294 139.4 287.389 14 3.4 48.2 1.464 1.4 0.83 1.702 2.042 105.4 215.231 139.4 284.660 13 3.4 44.8 1.450 1.4 0.83 1.684 2.021 105.4 213.038 139.4 281.759 12 3.4 41.4 1.434 1.4 0.83 1.666 1.999 105.4 210.697 139.4 278.663 11 3.4 38 1.417 1.4 0.83 1.646 1.975 105.4 208.184 139.4 275.340 10 3.4 34.6 1.398 1.4 0.83 1.625 1.949 105.4 205.470 139.4 271.750 9 3.4 31.2 1.378 1.4 0.83 1.601 1.921 105.4 202.516 139.4 267.843 8 3.4 27.8 1.356 1.4 0.83 1.576 1.891 105.4 199.271 139.4 263.552 7 3.4 24.4 1.331 1.4 0.83 1.547 1.856 105.4 195.664 139.4 258.782 6 3.4 21 1.304 1.4 0.83 1.515 1.818 105.4 191.597 139.4 253.402 5 3.4 17.6 1.272 1.4 0.83 1.478 1.773 105.4 186.917 139.4 247.213 4 3.4 14.2 1.234 1.4 0.83 1.434 1.721 105.4 181.383 139.4 239.894 3 3.4 10.8 1.188 1.4 0.83 1.380 1.656 105.4 174.565 139.4 230.876 2 3.4 7.4 1.127 1.4 0.83 1.309 1.571 114.7 180.174 151.7 238.295 1 4 4 1.034 1.4 0.83 1.201 1.441 62 89.355 82 118.179 53
  72. 5.4.4 Th nh phần động của tải trọng giĩ - Lý thuyết tính tốn giĩ động : Thành phần ộng của tải giĩ ƣợc tính tốn theo TCVN 229:1999. Tùy mức ộ nhạy cảm của cơng trình ối với tác dụng ộng lực của tải trọng giĩ m th nh phần ộng của tải trọng giĩ chỉ cần kể tác ộng do th nh phần xung của vận tốc giĩ hoặc cả với lực quán tính của cơng trình. Mức ộ nhạy cảm ƣợc ánh giá qua tƣơng quan giữa giá trị các tần số dao ộng riêng cơ bản của cơng trình, ặc biệt l tần số dao ộng riêng thứ nhất, với tần số giới hạn fL cho trong bảng 2 TCVN 229 – 1999 Chỉ dẫn tính tốn th nh phần động của tải trọng giĩ theo TCXD 2737 – 1995”: Với vùng áp lực giĩ IIA, cơng trình bê tơng cốt thép cĩ = 0.3 thì fL = 1.3 (Hz) (Với δ là độ giảm loga dao động của kết cấu phụ thuộc vào dạng kết cấu và vật liệu chịu lực chính). Bảng 5.5: Giá trị giới hạn của tầng số giao dộng riêng fL fL ( Hz) Vùng áp lực giĩ  0.3  0.15 I 1.1 3.4 II 1.3 4.1 III 1.6 5.0 IV 1.7 5.6 V 1.9 5.9 . Quy trình xác định thành phần động của tải giĩ: Phân tích dao ộng theo từng phƣơng (xét từng phƣơng riêng biệt): Theo phƣơng X: Cĩ các tần số dao ộng riêng f1x, f2x , và các chuyển vị dao ộng. Theo phƣơng Y: Tƣơng tự, cũng cĩ các tần số dao ộng riêng f1y, f2y , và các chuyển vị dao ộng . Xét 1 phƣơng n o ĩ, dùng sơ ồ hệ thanh console ể tính tải trọng giĩ ộng: Hình 5.2: Dạng dao động. 54
  73. So sánh f1 với tần số giới hạn fL ta cĩ các trƣờng hợp sau: + Trƣờng hợp 1: Nếu f1 > f L: Cơng trình cĩ ộ cứng lớn, thành phần ộng của tải trọng giĩ chỉ do xung vận tốc giĩ gây ra. Giá trị tiêu chuẩn thành phần ộng của áp lực giĩ tác dụng lên phần thứ j của cơng trình ƣợc xác ịnh theo cơng thức: WWpj j  j  Trong đĩ : + Tần số dao ộng riêng f1 sẽ nhận ƣợc từ chƣơng trình ETABS. + Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực giĩ. + δ (zeta : hệ số áp lực ộng của tải trọng giĩ tra bảng phụ thuộc v o cao ộ Zj và dạng ịa hình ( bảng 3 TCVN 229 :1999). Bảng 5.6 : ệ số áp lực động của tải trọng giĩ Chiều cao Z (m) Hệ số áp lực động  đối với các dạng địa hình A B C 5 0.318 0.517 0.754 10 0.303 0.486 0.684 20 0.289 0.457 0.621 40 0.275 0.429 0.563 60 0.267 0.414 0.532 80 0.262 0.403 0.511 100 0.258 0.395 0.496 150 0.251 0.381 0.468 200 0.246 0.371 0.450 250 0.242 0.364 0.436 300 0.239 0.358 0.425 350 0.236 0.353 0.416 480 0.231 0.343 0.398 + υ : hệ số tƣơng quan khơng gian áp lực ộng của tải trọng giĩ, ối với dạng dao ộng thứ nhất υi phụ thuộc kích thƣớc mặt ĩn giĩ, dạng dao ộng khác . Trong đĩ : + Với giĩ theo phƣơng X : ρ = L ; χ = H + Với giĩ theo phƣơng Y : ρ = D , χ = H . 55
  74. Hình 5.3: Sơ đồ mặt đĩn giĩ Bảng 5.7: Các tham số và  Mặt phẳng tọa độ cơ bản song song mp tính tốn  ZOX D H ZOY 0.4L H XOY D L Bảng 5.8: ệ số tương quan  i khi xét đến vận tốc giĩ phụ thuộc vào chiều cao và mặt đĩn giĩ và  Hệ số  khi (m) bằng (m) i 5 10 20 40 80 160 350 0.1 0.95 0.92 0.88 0.83 0.76 0.67 0.56 5 0.89 0.87 0.84 0.80 0.73 0.65 0.54 10 0.85 0.84 0.81 0.77 0.71 0.64 0.53 20 0.80 0.78 0.76 0.73 0.68 0.61 0.51 40 0.72 0.72 0.70 0.67 0.63 0.57 0.48 80 0.63 0.63 0.61 0.59 0.56 0.51 0.44 160 0.53 0.53 0.52 0.50 0.47 0.44 0.38 + Trƣờng hợp 2: Nếu f1 ≤ fL : Cơng trình cĩ ộ cứng bé và các bộ phận kết cấu cĩ tần số dao ộng cơ bản f1 (Hz) nhỏ hơn giá trị giới hạn của tần số dao ộng riêng fL quy ịnh trong TCVN 229:1999 thì thành phần ộng của tải trọng giĩ phải kể ến tác dụng của xung vận tốc giĩ và lực quán tính của cơng trình. Và cần xét ến “s” dạng dao ộng ầu tiên thỏa : fs fL fs 1 56
  75. Giá trị tiêu chuẩn thành phần ộng của tải trọng giĩ Wp(ji) tác dụng lên thành phần thứ j của cơng trình ứng với dạng dao ộng thứ i ƣợc xác ịnh nhƣ sau: Wp( ji) M j  i  i y ji Trong đĩ: : Lực, ơn vị tính tốn (kN). M j : Khối lƣợng tập trung của phần cơng trình thứ j. yji : Dịch chuyển ngang tỉ ối của trọng tâm phần cơng trình thứ j ứng với dạng dao ộng riêng thứ i, khơng thứ nguyên. i (xi i) : hệ số ộng lực học với dạng dao ộng thứ i, khơng thứ nguyên, phụ thuộc vào thơng số εi v ộ giảm lơga của dao ộng:  W0  i 940 fi Trong đĩ:  : hệ số tin cậy của tải trọng giĩ,  = 1.2 2 W0 : giá trị tiêu chuẩn của áp lực giĩ (N/m ) fi : tần số dao ộng riêng thứ i (Hz) Hình 5.4. Đồ thị xác định hệ số động lực . Đường cong 1: Đối với cơng trình bê tơng cốt thép và gạch á  = 0.3 Đường cong 2: Đối với các trụ thép ống khĩi, các thiết bị bằng cột cĩ hệ giằng bằng bê tơng cốt thép = 0.15. ψi (psi) : hệ số ƣợc xác ịnh bằng cách chia cơng trình ra n phần, trong phạm vi m i phần coi nhƣ tải trọng giĩ khơng ổi: 57
  76. n  yWji Fj j1  i n 2  yMji j j1 Trong đĩ: WFj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần ộng của tải trọng giĩ tác dụng lên phần thứ j của cơng trình, ứng với các dạng dao ộng khác nhau khi chỉ kể ến ảnh hƣởng của xung vận tốc giĩ, cĩ thứ nguyên là lực, xác ịnh theo cơng thức: WWSFj j  j j  i Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực giĩ, tác dụng lên phần tử thứ j của cơng trình. δ j : hệ số áp lực ộng của tải trọng giĩ, ở ộ cao ứng với phần tử thứ j của cơng trình, khơng thứ nguyên. S j : diện tích ĩn giĩ của phần j của cơng trình. i : hệ số tƣơng quan khơng gian áp lực ộng của tải trọng giĩ, lấy theo trƣờng hợp 1. Hình 5.5: Sơ đồ mặt đĩn giĩ Giá trị tính tốn thành phần ộng của tải trọng giĩ ƣợc xác ịnh theo cơng thức: tt WWp ji p ji   Trong đĩ: Wp ji : giá trị tiêu chuẩn thành phần ộng của tải trọng giĩ .  : hệ số ộ tin cậy của tải trọng giĩ,  = 1,2.  : hệ số iều chỉnh tải trọng giĩ với thời gian sử dụng giả ịnh cơng trình là 50 năm thì ta cĩ β = 1, (Bảng 6 TCVN 229-1999). Bảng 5.9: ệ số β Thời gian sử dụng giả ịnh 5 10 20 30 40 50 Hệ số iều chỉnh tải trọng giĩ β 0.61 0.72 0.83 0.91 0.96 1 58
  77. . Tính tốn giá trị thành phần động của giĩ : Giá trị chu kỳ dao ộng riêng T(s) và tần số f(Hz) của cơng trình nhƣ sau: Theo TCVN khối lƣợng ƣợc tính cho 100% tỉnh tải và 50% hoạt tải Bảng 5.10: Giá trị chu kỳ và tần số Mode Chu kỳ Ti (s) Tần số fi (Hz) 1 2.428191 0.411829 ( xoắn 2 2.289359 0.436803 (theo phƣơng Y 3 1.416142 0.706144 (theo phƣơng X 4 0.765238 1.30678 5 0.626671 1.595734 6 0.428857 2.33178 7 0.387252 2.582298 8 0.287073 3.483435 9 0.279250 3.581021 10 0.201886 4.95329 11 0.186685 5.356617 12 0.172203 5.8071 Hình 5.6: Dạng dao động cơ bản 59
  78. Bảng 5.11: Giá trị khối lượng từng tầng Story Diaphragm MassX MassY TANG MAI D1 1174.181 1174.181 STORY17 D1 2063.698 2063.698 STORY16 D1 2046.435 2046.435 STORY15 D1 2046.435 2046.435 STORY14 D1 2046.435 2046.435 STORY13 D1 2057.545 2057.545 STORY12 D1 2071.56 2071.56 STORY11 D1 2071.56 2071.56 STORY10 D1 2071.56 2071.56 STORY9 D1 2085.15 2085.15 STORY8 D1 2101.664 2101.664 STORY7 D1 2101.664 2101.664 STORY6 D1 2101.664 2101.664 STORY5 D1 2117.712 2117.712 STORY4 D1 2136.686 2136.686 STORY3 D1 2136.686 2136.686 STORY2 D1 2136.686 2136.686 STORY1 D1 2186.672 2186.672 60
  79. Bảng 5.12: Dịch chuyển ngang tỉ đối của các dạng dao động riêng Mode 2 Story Diaphragm Mode UX UY UZ RX RY RZ MAI D1 2 -0.0001 -0.0091 0 0 0 0.00003 STORY17 D1 2 -0.0001 -0.0085 0 0 0 0.00003 STORY16 D1 2 -0.0001 -0.008 0 0 0 0.00003 STORY15 D1 2 -0.0001 -0.0075 0 0 0 0.00002 STORY14 D1 2 -0.0001 -0.007 0 0 0 0.00002 STORY13 D1 2 -0.0001 -0.0065 0 0 0 0.00002 STORY12 D1 2 -0.0001 -0.006 0 0 0 0.00002 STORY11 D1 2 -0.0001 -0.0054 0 0 0 0.00002 STORY10 D1 2 -0.0001 -0.0049 0 0 0 0.00002 STORY9 D1 2 -0.0001 -0.0043 0 0 0 0.00002 STORY8 D1 2 -0.0001 -0.0037 0 0 0 0.00002 STORY7 D1 2 -0.0001 -0.0032 0 0 0 0.00001 STORY6 D1 2 0 -0.0026 0 0 0 0.00001 STORY5 D1 2 0 -0.0021 0 0 0 0.00001 STORY4 D1 2 0 -0.0016 0 0 0 0.00001 STORY3 D1 2 0 -0.0012 0 0 0 0.00001 STORY2 D1 2 0 -0.0008 0 0 0 0 STORY1 D1 2 0 -0.0004 0 0 0 0 TRET D1 2 0 -0.0001 0 0 0 0 Bảng 5.13: Dịch chuyển ngang tỉ đối của các dạng dao động riêng Mode 3 MAI D1 3 -0.009 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY17 D1 3 -0.0084 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY16 D1 3 -0.008 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY15 D1 3 -0.0075 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY14 D1 3 -0.007 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY13 D1 3 -0.0065 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY12 D1 3 -0.006 0.0001 0 0 0 -0.00002 STORY11 D1 3 -0.0055 0.0001 0 0 0 -0.00001 STORY10 D1 3 -0.0049 0.0001 0 0 0 -0.00001 STORY9 D1 3 -0.0044 0 0 0 0 -0.00001 STORY8 D1 3 -0.0038 0 0 0 0 -0.00001 STORY7 D1 3 -0.0032 0 0 0 0 -0.00001 STORY6 D1 3 -0.0027 0 0 0 0 -0.00001 STORY5 D1 3 -0.0022 0 0 0 0 -0.00001 61
  80. STORY4 D1 3 -0.0017 0 0 0 0 -0.00001 STORY3 D1 3 -0.0012 0 0 0 0 -0.00001 STORY2 D1 3 -0.0008 0 0 0 0 -0.00001 STORY1 D1 3 -0.0005 0 0 0 0 0 TRET D1 3 -0.0002 0 0 0 0 0 Bảng 5.14: Modal articipating Mass Ratios từ Etabs Mode Period Tần số UX UY SumUX SumUY RX RY RZ 1 2.42819 0.41183 0.1054 0.2171 0.1054 0.2171 0.3098 0.1455 76.8576 2 2.28936 0.4368 0.0162 69.7083 0.1215 69.9254 98.8912 0.0222 0.2295 3 1.41614 0.70614 70.6716 0.0101 70.7931 69.9355 0.0159 99.211 0.1377 4 0.79524 1.25749 0.0298 0.0037 70.8229 69.9393 0.0004 0.0079 12.3448 5 0.62667 1.59573 0.0045 16.0515 70.8274 85.9907 0.505 0 0.0009 6 0.42886 2.33178 0.043 0 70.8705 85.9908 0 0.0006 4.6795 7 0.38725 2.5823 16.6772 0.0027 87.5477 85.9935 0.0001 0.4083 0.0004 8 0.28707 3.48343 0.0004 6.2039 87.5481 92.1974 0.2294 0 0.0008 9 0.27925 3.58102 0.0001 0.0055 87.5482 92.2029 0.0002 0.0001 2.1805 10 0.20189 4.95329 0.0021 0.0001 87.5503 92.2031 0 0.0001 1.1287 11 0.18669 5.35662 5.4471 0.0009 92.9974 92.2039 0.0001 0.1748 0.0022 12 0.1722 5.8071 0.0001 3.0138 92.9975 95.2177 0.0287 0.0001 0.0006 Từ kết quả trên ta cĩ : Dạng dao ộng thứ nhất (mode 1 : cơng trình bị xoắn (bỏ qua trong tính tốn . Dạng dao ộng thứ ba (mode 3 : cơng trình dao ộng theo phƣơng X Dạng dao ộng thứ hai (mode 2 : cơng trình dao ộng theo phƣơng Y - Thành phần động của tải giĩ theo phƣơng trục Y (Tính cho dạng dao động thứ 2 (mode 2) của cơng trình . Bảng 5.15: ết quả tính tốn khối lượng tập trung Mj của m i tầng Kết quả tính tốn khối lƣợng tập trung Mj của m i tầng Story Diaphragm Mode Biên độ DĐ Khối lƣợng Xj1(UY) (m) Mj1 TANGMAI D1 2 0.0091 1174.181 STORY17 D1 2 -0.0085 2063.698 STORY16 D1 2 0.008 2046.435 -0.008 STORY15 D1 2 0.0075 2046.435 -0.00750.0085 STORY14 D1 2 0.007 2046.435 -0.0085-0.008 STORY13 D1 2 -0.007 2057.545 -0.00850.0065 -0.0075-0.008 STORY12 D1 2 -0.00650.006 2071.56 -0.0085-0.008 -0.0075-0.007 -0.0085-0.006 -0.0075-0.008 -0.0065-0.007 -0.00540.0085-0.008 -0.0075-0.007 -0.0065-0.006 -0.00750.0049-0.008 -0.0065-0.007 62 -0.0054-0.006 -0.00430.0075-0.007 -0.0065-0.006 -0.00490.0054 -0.00650.0037-0.007 -0.0054-0.006 -0.00430.0049 -0.0065-0.0060.003
  81. Kết quả tính tốn khối lƣợng tập trung Mj của m i tầng Story Diaphragm Mode Biên độ DĐ Khối lƣợng Xj1(UY) (m) Mj1 STORY11 D1 2 0.0054 2071.56 STORY10 D1 2 0.0049 2071.56 STORY9 D1 2 2085.15 -0.00850.0043 STORY8 D1 2 0.0043 2101.644 -0.0085-0.008 STORY7 D1 2 0.0032 2101.644 -0.0085-0.008 STORY6 D1 2 -0.0075 2101.644 -0.00850.0026 -0.0075-0.008 STORY5 D1 2 0.0021-0.007 2117.712 -0.0085-0.008 STORY4 D1 2 -0.0075-0.007 2136.686 -0.00850.00650.0016 -0.0075-0.008 STORY3 D1 2 -0.00650.0012-0.007 2136.686 -0.0085-0.0080.006 STORY2 D1 2 -0.0075-0.007 2136.686 -0.00850.00650.0008-0.006 -0.00750.0054-0.008 STORY1 D1 2 -0.00650.0004-0.007 2186.672 -0.00540.0085-0.0080.006 -0.00750.0049-0.007 + Tính tốn hệ số áp lực động ζj -0.00850.0065-0.006 -0.00750.00490.0054-0.008 Cơng trình ƣợc xây dựng ở TP Biên Hịa thuộc-0.00650.0043-0.007 phân vùng áp lực giĩ IIA ta tra -0.00540.0085-0.0080.006 -0.00430.00750.0049-0.007 bảng 3 của TCVN 229 – 1999. -0.00650.0037-0.006 -0.00750.00490.0054-0.008 -0.00650.00370.0043-0.007 Bảng 5.16: ết quả tính tốn hệ -số0.00540.0032-0.006 áp lực động ζj -0.00430.00750.0049-0.007 -0.00320.00650.0037-0.006 Số tầng hi(m) -0.00490.00540.0026z(m) j -0.00650.00370.0043-0.007 -0.00540.00260.0032-0.006 MÁI 4.2 -0.00430.00490.002162.6 0.266 -0.00320.00650.0037-0.006 -0.00490.00210.00540.0026 17 3.4 -0.00370.00430.001658.4 0.267 -0.00540.00260.0032-0.006 -0.00430.00160.00490.0021 16 3.4 -0.00320.00370.001255 0.269 -0.00490.00210.00540.0026 -0.00370.00120.00430.0016 15 3.4 -0.00260.00320.000851.6 0.27 -0.00430.00160.00490.0021 -0.00320.00080.00370.0012 14 3.4 -0.00210.00260.000448.2 0.271 -0.00370.00120.00430.0016 -0.00260.00040.00320.0008 13 3.4 -0.00160.00210.000144.8 0.273 -0.00370.0012 -0.00260.00040.00320.0008 -0.00160.00210.0001 12 3.4 -0.001241.4 0.274 -0.00260.00040.00320.0008 -0.00160.00210.0001 -0.0012 11 3.4 -0.00260.00040.000838 0.277 -0.00160.00210.0001 -0.0012 10 3.4 -0.00040.000834.6 0.279 -0.00160.00210.0001 -0.0012 -0.00040.0008 9 3.4 -0.00160.000131.2 0.281 -0.0012 -0.00040.0008 8 3.4 -0.000127.8 0.283 -0.00080.0012 -0.00010.0004 7 3.4 -0.000824.4 0.286 -0.00010.0004 6 3.4 -0.00010.000421 0.288 5 3.4 -0.000117.6 0.292 4 3.4 14.2 0.297 3 3.4 10.8 0.301 2 3.4 7.4 0.31 1 4 4 0.318 63
  82. + Hệ số tƣơng quan khơng gian áp lực động υ của tải trọng giĩ ứng với các dạng dao ộng khác nhau của cơng trình, phụ thuộc v o tham số ρ, χ v dạng dao ộng: Bảng 5.17: Bảng tra hệ số tương quan khơng gian 1 . Hệ số 1 khi  (m) bằng (m) 5 10 20 40 80 160 350 0.1 0.95 0.92 0.88 0.83 0.76 0.67 0.56 5 0.89 0.87 0.84 0.8 0.73 0.65 0.54 10 0.85 0.84 0.81 0.77 0.71 0.64 0.53 20 0.8 0.78 0.76 0.73 0.68 0.61 0.51 40 0.72 0.72 0.7 0.67 0.63 0.57 0.48 80 0.63 0.63 0.61 0.59 0.56 0.51 0.44 160 0.53 0.53 0.52 0.5 0.47 0.44 0.38 Bảng 5.18: Các tham số và . Mặt phẳng tọa độ cơ bản song song với bề mặt tính tốn zox D H Bảng 5.19: Bảng tính hệ số tương quan khơng gian . Cơng trình D H 31 62.6 Giĩ X 1 0.682 41 62.6 Giĩ Y 0.682 64
  83. + Tính tốn giá trị tiêu chuẩn th nh phần động của tải trọng giĩ WFj chỉ kể ến ảnh hƣởng của xung vận tốc giĩ. Bảng 5.20: Giá trị thành phần động của tải trọng giĩ WFj iá trị ti u chu n th nh phần động củ tải tr ng giĩ Fj(phuong y) Wj=W0xKxcxS WFj=WjxζjxSjxυ Tầng ζj υ kN (kN) TANGMAI 176.5 1.298 0.682 16.77 STORY17 174.8 1.298 0.682 16.77 STORY16 173.3 1.298 0.682 33.51 STORY15 171.8 1.298 0.682 33.34 STORY14 170.2 1.298 0.682 33.16 STORY13 168.4 1.298 0.682 33.05 STORY12 166.6 1.298 0.682 32.81 STORY11 164.6 1.298 0.682 32.77 STORY10 162.5 1.298 0.682 32.59 STORY9 160.1 1.298 0.682 32.34 STORY8 157.6 1.298 0.682 32.06 STORY7 154.7 1.298 0.682 31.80 STORY6 151.5 1.298 0.682 31.36 STORY5 147.8 1.298 0.674 31.02 STORY4 143.4 1.298 0.674 30.61 STORY3 130.9 1.298 0.674 29.96 STORY2 130.9 1.298 0.674 31.74 STORY1 120.1 1.298 0.674 16.15 65
  84. Bảng 5.21: ết quả tính tốn các thơng số để xác định hệ số ψ1 ết quả tính tốn các th ng s để xác định h s ψ1( phuongY) Xj1(UY) 2 Tầng Mj (Tấn) WFj=WjxζjxSjxυ (kN) Xj1xWFj (Xj1) xMj (m) TANGMAI 0.0097 1174.181 27.57 0.234 1.4910 STORY17 0.009 2063.698 49.59 0.397 1.3097 STORY16 0.0085 2046.435 44.32 0.332 1.1511 STORY15 0.008 2046.435 44.10 0.309 1.0028 STORY14 0.0074 2046.435 43.85 0.285 0.8693 STORY13 0.0069 2057.545 43.71 0.262 0.7458 STORY12 0.0063 2071.56 43.40 0.234 0.6041 STORY11 0.0057 2071.56 43.35 0.212 0.4974 STORY10 0.0051 2071.56 43.10 0.185 0.3855 STORY9 0.0045 2085.15 42.77 0.158 0.2877 STORY8 0.0039 2101.664 42.40 0.136 0.2152 STORY7 0.0033 2101.664 42.06 0.109 0.1421 STORY6 0.0027 2101.664 41.48 0.087 0.0934 STORY5 0.0021 2117.712 41.03 0.066 0.0547 STORY4 0.0016 2136.686 40.49 0.049 0.0308 STORY3 0.0012 2136.686 39.49 0.032 0.0137 STORY2 0.0008 2136.686 41.98 0.017 0.0035 STORY1 0.0004 2186.672 21.36 0.009 0.0035 Tổng 3.227 8.9052 ết quả tính tốn các th ng s để xác định h s ψ1( phuongY ) = 0.362 + Hệ số 1 ứng với dạng dao động phƣơng Y (mode 2) của cơng trình: n  XWji Fj j 1 5.84  i n 6.46 2 0.904  XMji j j 1 + Tính tốn hệ số động lực ξ1 ứng với dạng dao ộng phƣơng Y (mode 2 của cơng trình: Từ ồ thị hình 2 theo TCVN 229 – 1999, ta cĩ: 66
  85. Hình 5.7: Đồ thị xác định h s động lực Bảng 5.22: ết quả tính tốn hệ số động lực ξ1  W0 Hệ số động lực Thơng số 1 Độ giảm lơga của dao động δ 940 f1 ξ1 0.079 0.3 1.75 + Tính tốn giá trị th nh phần động của tải trọng giĩ Wp(j1) ứng với dạng dao ộng phƣơng Y (mode 2 của cơng trình: giĩ ộng theo phƣơng Y Giả sử cơng trình cĩ thời gian sử dụng l 50 năm, ta cĩ hệ số iều chỉnh tải trọng giĩ với thời gian sử dụng trên l β = 1 theo bảng 6 của TCVN 229 – 1999. Bảng 5.23: Giá trị thành phần động của tải trọng giĩ p(j1) iá trị th nh phần động củ tải tr ng giĩ p(j1)Y Tầng Xj1 (UY) (m) Mj Wp(j1)tt=Mjxξ1x 1xγxXj1 (kN) TANGMAI 0.0097 1174.181 94.15 STORY17 0.009 2063.698 81.81 STORY16 0.0085 2046.435 77.00 STORY15 0.008 2046.435 72.19 STORY14 0.0074 2046.435 67.74 STORY13 0.0069 2057.545 63.33 STORY12 0.0063 2071.56 58.46 STORY11 0.0057 2071.56 52.61 STORY10 0.0051 2071.56 48.06 STORY9 0.0045 2085.15 42.50 STORY8 0.0039 2101.664 36.57 STORY7 0.0033 2101.664 31.63 STORY6 0.0027 2101.664 25.90 STORY5 0.0021 2117.712 21.10 STORY4 0.0016 2136.686 16.08 67
  86. iá trị th nh phần động củ tải tr ng giĩ p(j1)Y Tầng Xj1 (UY) (m) Mj Wp(j1)tt=Mjxξ1x 1xγxXj1 (kN) STORY3 0.0012 2136.686 12.06 STORY2 0.0008 2136.686 8.23 STORY1 0.0004 2186.672 4.11 Vậy nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh v ộng của tải trọng giĩ theo phƣơng X ƣợc xác ịnh: n t d 2 X X  X i i 1 td Vì chỉ cĩ mode 1 nên giá trị tải trọng giĩ YYY 1 gán vào D1 Bảng 5.24: iá trị tính tốn củ tải tr ng giĩ y PHƢƠNG Y STORY Wdy Wty Wy ( kN ) ( kN ) ( kN ) TANG MAI 94.15 176.5 112.98 STORY17 81.81 174.8 98.18 STORY16 77.00 173.3 92.40 STORY15 72.19 171.8 86.63 STORY14 67.74 170.2 81.29 STORY13 63.33 168.4 76.00 STORY12 58.46 166.6 70.15 STORY11 52.61 164.6 63.14 STORY10 48.06 162.5 57.67 STORY9 42.50 160.1 51.01 STORY8 36.57 157.6 43.89 STORY7 31.63 154.7 37.96 STORY6 25.90 151.5 31.08 STORY5 21.10 147.8 25.32 STORY4 16.08 143.4 19.30 STORY3 12.06 130.9 14.47 STORY2 8.23 130.9 9.87 STORY1 4.11 120.1 4.94 68
  87. - Th nh phần động của tải trọng giĩ theo phƣơng X: dạng dao động thứ hai mode 3 Bảng 5.25: ết quả tính tốn khối lượng tập trung Mj của m i tầng Kết quả tính tốn khối lƣợng tập trung Mj của m i tầng Story Diaphragm Mode Biên độ DĐ Khối lƣợng Xj1(UX) (m) Mj1 TANGMAI D1 3 0.009 1174.181 STORY17 D1 3 0.0084 2063.698 STORY16 D1 3 0.008 2046.435 STORY15 D1 3 0.0075 2046.435 STORY14 D1 3 0.007 2046.435 STORY13 D1 3 0.0065 2057.545 STORY12 D1 3 0.006 2071.56 STORY11 D1 3 0.0055 2071.56 STORY10 D1 3 0.0049 2071.56 STORY9 D1 3 0.0044 2085.15 STORY8 D1 3 0.0038 2101.644 STORY7 D1 3 0.0032 2101.644 STORY6 D1 3 0.0027 2101.644 STORY5 D1 3 0.0022 2117.712 STORY4 D1 3 0.0017 2136.686 STORY3 D1 3 0.0012 2136.686 STORY2 D1 3 0.0008 2136.686 STORY1 D1 3 0.0005 2186.672 + Tính tốn giá trị th nh phần động của tải trọng giĩ WFj chỉ kể ến ảnh hƣởng của xung vận tốc giĩ. 69
  88. Bảng 5.26: Giá trị thành phần động của tải trọng giĩ Fj iá trị ti u chu n th nh phần động củ tải tr ng giĩ Fj(phuong x) Wj=W0xKxcxS WFj=WjxζjxSjxυ Tầng ζj υ kN (kN) TANGMAI 174.8 1.298 0.682 16.77 STORY17 174.8 1.298 0.682 16.77 STORY16 173.3 1.298 0.682 33.51 STORY15 171.8 1.298 0.682 33.34 STORY14 170.2 1.298 0.682 33.16 STORY13 168.4 1.298 0.682 33.05 STORY12 166.6 1.298 0.682 32.81 STORY11 164.6 1.298 0.682 32.77 STORY10 162.5 1.298 0.682 32.59 STORY9 160.1 1.298 0.682 32.34 STORY8 157.6 1.298 0.682 32.06 STORY7 154.7 1.298 0.682 31.80 STORY6 151.5 1.298 0.682 31.36 STORY5 147.8 1.298 0.674 31.02 STORY4 143.4 1.298 0.674 30.61 STORY3 130.9 1.298 0.674 29.96 STORY2 130.9 1.298 0.674 31.74 STORY1 120.1 1.298 0.674 16.15 70
  89. Bảng 5.27: ết quả tính tốn các thơng số để xác định hệ số ψ1 ết quả tính tốn các th ng s để xác định h s ψ1( phuongX) 2 Tầng Xj1(UX) (m) Mj (Tấn) WFj=WjxζjxSjxυ (kN) Xj1xWFj (Xj1) xMj TANGMAI 0.009 1174.181 16.874 0.152 0.9511 STORY17 0.0084 2063.698 33.549 0.282 1.4561 STORY16 0.008 2046.435 33.510 0.268 1.3079 STORY15 0.0075 2046.435 33.340 0.250 1.1511 STORY14 0.007 2046.435 33.155 0.232 1.0028 STORY13 0.0065 2057.545 33.047 0.215 0.8693 STORY12 0.006 2071.56 32.813 0.197 0.7458 STORY11 0.0055 2071.56 32.774 0.180 0.6266 STORY10 0.0049 2071.56 32.590 0.160 0.4974 STORY9 0.0044 2085.15 32.339 0.142 0.4037 STORY8 0.0038 2101.644 32.060 0.122 0.3035 STORY7 0.0032 2101.644 31.804 0.102 0.2152 STORY6 0.0027 2101.644 31.364 0.085 0.1532 STORY5 0.0022 2117.712 31.023 0.068 0.1025 STORY4 0.0017 2136.686 30.615 0.052 0.0618 STORY3 0.0012 2136.686 29.859 0.036 0.0308 STORY2 0.0008 2136.686 31.743 0.025 0.0137 STORY1 0.0005 2136.672 16.149 0.008 0.0053 Tổng 2.424 8.9485 ết quả tính tốn các th ng s để xác định h s ψ1( phuongX)= 0.271 + Hệ số 1 ứng với dạng dao động phƣơng X (mode 3) của cơng trình: n  XWji Fj j 1 4.25  i n 4.61 2 0.92  XMji j j 1 + Tính tốn hệ số động lực ξ1 ứng với dạng dao ộng phƣơng X (mode 3 của cơng trình: Từ ồ thị hình 2 theo TCVN 229 – 1999, ta cĩ: 71
  90. Hình 5.8: Đồ thị xác định hệ số động lực Bảng 4.28: ết quả tính tốn hệ số động lực ξ1  W0 Độ giảm lơga của dao ộng Hệ số ộng lực Thơng số  2 940 f2 ξ1 0.075 0.3 1.53 + Tính tốn giá trị tiêu chuẩn th nh phần động của tải trọng giĩ Wp(j1) ứng với dạng dao ộng phƣơng X (mode 3 của cơng trình: giĩ ộng theo phƣơng X Giả sử cơng trình cĩ thời gian sử dụng l 50 năm, ta cĩ hệ số iều chỉnh tải trọng giĩ với thời gian sử dụng trên l β = 1 theo bảng 6 của TCVN 229 – 1999. 72
  91. Bảng 5.29: Giá trị thành phần động của tải trọng giĩ p(j1) iá trị th nh phần động củ tải tr ng giĩ p(j1)X Tầng Xj1 (UX) (m) Mj Wp(j1)tt=Mjxξ1x 1xγxXj1 (kN) TANGMAI 0.009 1174.181 46.6509 STORY17 0.0084 2063.698 76.5258 STORY16 0.008 2046.435 72.272 STORY15 0.0075 2046.435 67.755 STORY14 0.007 2046.435 63.238 STORY13 0.0065 2057.545 59.040 STORY12 0.006 2071.56 54.8695 STORY11 0.0055 2071.56 50.2971 STORY10 0.0049 2071.56 44.8101 STORY9 0.0044 2085.15 40.5016 STORY8 0.0038 2101.644 35.2554 STORY7 0.0032 2101.644 29.6887 STORY6 0.0027 2101.644 25.0499 STORY5 0.0022 2117.712 20.5671 STORY4 0.0017 2136.686 16.0351 STORY3 0.0012 2136.686 11.3189 STORY2 0.0008 2136.686 7.5459 STORY1 0.0005 2136.672 4.7162 Vậy nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh v ộng của tải trọng giĩ theo phƣơng X ƣợc xác ịnh: n t d 2 Y Y  Yi i 1 td Vì chỉ cĩ mode 2 nên giá trị tải trọng giĩ XXX 2 gán vào D1 73
  92. Bảng 5.30: Tổng hợp tải trọng giĩ PHƢƠNG X PHƢƠNG Y STORY Wdx Wtx Wx Wdy Wty Wy ( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN ) TANG MAI 46.6509 174.8 221.451 94.15 176.5 270.65 STORY17 76.5258 174.8 251.326 81.81 174.8 256.61 STORY16 72.272 173.3 245.572 77.00 173.3 250.3 STORY15 67.755 171.8 239.555 72.19 171.8 243.99 STORY14 63.238 170.2 233.438 67.74 170.2 237.94 STORY13 59.040 168.4 227.44 63.33 168.4 231.73 STORY12 54.8695 166.6 221.47 58.46 166.6 225.06 STORY11 50.2971 164.6 214.897 52.61 164.6 217.21 STORY10 44.8101 162.5 207.31 48.06 162.5 210.56 STORY9 40.5016 160.1 200.602 42.50 160.1 202.6 STORY8 35.2554 157.6 192.855 36.57 157.6 194.17 STORY7 29.6887 154.7 184.389 31.63 154.7 186.33 STORY6 25.0499 151.5 176.55 25.90 151.5 177.4 STORY5 20.5671 147.8 168.367 21.10 147.8 168.9 STORY4 16.0351 143.4 159.435 16.08 143.4 159.48 STORY3 11.3189 130.9 142.219 12.06 130.9 142.96 STORY2 7.5459 130.9 138.446 8.23 130.9 139.13 STORY1 4.7162 120.1 124.816 4.11 120.1 124.21 5.4.5 Tải trọng động đất Phƣơng pháp phân tích phổ phản ứng Đối với những cơng trình nh cao tầng, trong thiết kế xây dựng nh thầu ngo i việc tính tốn tải trọng của bản thân cơng trình (tải trọng ứng , cịn phải tính tốn hai loại tải trọng nữa vơ cùng quan trọng l tải trọng của giĩ bão v tải trọng ộng ất (tải trọng ngang). Đây ƣợc xem nhƣ l một trong những yêu cầu bắt buộc khơng thể thiếu v l yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các cơng trình cao tầng. Do ĩ, bất kỳ cơng trình xây dựng n o nằm ở vùng cĩ phân vùng tác ộng giĩ thì phải tính tốn tải trọng giĩ, phân vùng về ộng ất phải tính tốn tải trọng ộng ất. Tính tốn lực ộng ất theo tiêu chuẩn TCVN 9386 – 20012 Thiết kế cơng trình chịu động đất” 74
  93. a Xác ịnh tỷ số gR g Căn cứ v o phụ lục I “Bảng phân vùng gia tốc nền theo ịa danh h nh chính”, ta cĩ: a Th nh phố Biên Hịa thì: gR 0.0454 g Trong ĩ: agR l ỉnh gia tốc nền tham chiếu trên nền loại A g l gia tốc trọng trƣờng: g = 9.81 (m/s2) Nhận dạng iều kiện ất nền theo tác ộng ộng ất Căn cứ v o mặt cắt ịa tầng, các số liệu khảo sát ịa chất tại khu vực xây dựng v iều kiện ất nền theo tác ộng ộng ất trong quy ịnh tại iều 3.1.2 của TCVN 9386 – 2012 nhận dạng nền ất tại khu vực xây dựng cơng trình n y nhƣ sau: Bảng 5.31: Nhận dạng điều kiện đất nền Dạng đất nền tác động Loại đất nền S TB(s) TC(s) TD(s) C 1.15 0.2 0.6 2 Trong ĩ: S l hệ số nền. TB (s l giới hạn dƣới của chu kỳ, ứng với oạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc. TC (s l giới hạn trên của chu kỳ, ứng với oạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc. TD (s l giá trị xác ịnh iểm bắt ầu của phần phản ứng dịch chuyển khơng ổi trong phổ phản ứng. Xác ịnh mức ộ v hệ số tầm quan trọng Xác ịnh cấp cơng trình: Cơng trình thiết kế theo TCVN 9386 – 2012, phụ lục F “ Mức ộ v hệ số tầm quan trọng” thuộc cấp II nên I = 1 (Phụ lục G) Gia tốc ỉnh ất nền thiết kế Gia tốc ỉnh ất nền thiết kế ag ứng với trạng thái giới hạn cực hạn xác ịnh nhƣ sau (thơng qua gia tốc trọng trƣờng g : aag gR  I 0.0454 1 0.0454 gg a0.0454 g ( m / s2 ) g 75
  94. 2 Vậy theo TCVN 9386 – 2012 thì: 0.04g ag 0.0454 g ( m / s )  0.08 g ta áp dụng các giải pháp kháng chấn cho cơng trình. Xác ịnh hệ số ứng xử q của kết cấu Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q ể tính ến khả năng l m tiêu tán năng lƣợng, phải ƣợc tính cho từng phƣơng khi thiết kế nhƣ sau: q qok w 1.5 Trong ĩ: qo l giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc v o loại kết cấu v tính ều ặn của nĩ theo mặt ứng. kw l hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu cĩ tƣờng. Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của cơng trình l : Khung nhiều tầng, nhiều nhịp hoặc hệ kết cấu h n hợp tƣơng ƣơng khung. α Từ hệ kết cấu trên ta xác ịnh ƣợc tỷ số: u 1.3 α1 Xét ến tính ều ặn theo mặt ứng của cơng trình l : Khơng ều ặn theo mặt ứng, giá trị cơ bản của hệ số ứng xử qo, phụ thuộc v o loại kết cấu v tính ều ặn của nĩ theo mặt ứng lấy trong bảng 5.1 theo TCVN 9386 – 2012. Xét ến tính d o của kết cấu cơng trình thuộc dạng: Cấp d o kết cấu trung bình. Chọn loại kết cấu thuộc loại: Hệ khung, hệ h n hợp, hệ tƣờng kép. u Tra bảng 5.1, trang 77 với hệ kết cấu trên, ta cĩ: q0 3 3 1.3 3.9 1 Với hệ kết cấu nhƣ trên, ta cĩ: kw = 1 Hệ số ứng xử q với tác ộng theo phƣơng ngang của cơng trình: q = qokw = 3.9 x 1 = 3.9 Xác ịnh chu kỳ dao ộng cơ bản của cơng trình Theo iều 3.2.4 của TCVN 9386 – 2012 thì: Các hiệu ứng quán tính của tác ộng ộng ất thiết kế phải ƣợc xác ịnh cĩ xét ến các khối lƣợng liên quan tới tất cả các lực trọng trƣờng xuất hiện trong tổ hợp tải trọng sau: ∑Gk,j + ∑ψE,iQk,i Trong ĩ: ∑Gk,j l do trọng lƣợng bản thân (tĩnh tải ∑ψE,iQk,i l do hoạt tải tác dụng d i hạn ψE,i l hệ số tổ hợp tải trọng ối với tác ộng thay ổi thứ i, hệ số n y xét ến khả năng l tác ộng thay ổi Qk,i khơng xuất hiện trên to n bộ cơng trình trong thời gian xảy ra ộng ất, nĩ cịn xét ến sự tham gia hạn chế của khối lƣợng v o chuyển ộng của kết cấu do mối liên kết khơng cứng giữa chúng. 76