CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIỚI THIỆU CHUNG Tên công trình Quy mô công trình Công trình gồm 17 tầng điển hình, 1 tầng mái, 2 tầng dịch vụ, 2 tầng hầm. Chiều cao công trình: 71.4m tính từ mặt đất tự nhiên. Diện tích sàn điển hình tính toán: 51×26.1 - Mặt bằng sàn tầng điển hình 9 TẢI TÁC DỤNG 1. Tải đứng Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: Trọng lượng bản thân công trình.
Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị… Hoạt tải Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng.1 - Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang STT Công năng ptc (kN/m2) 1 Phòng ngủ (nhà kiểu căn hộ, nhà trẻ mẫu giáo) 1.5 2 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu căn hộ) 1.5 3 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu nhà mẫu giáo) 2 4 Bếp, phòng giặt (nhà căn hộ) 1.5 5 Bếp, phòng giặt (nhà ở mẫu giáo) 3 6 Phòng động cơ (nhà cao tầng) 7 7 Nhà hàng (ăn uống, nhà hàng) 3 8 Nhà hàng (triển lãm, trưng bày, cửa hàng) 4 9 Phòng đợi (không có ghế gắn cố định) 5 10 Kho 5 11 Phòng áp mái 0.7 Ban công và lô gia (tải trọng phân bố đều trên toàn bộ diện tích ban 12 công, lô gia được xét đến nếu tác dụng của nó bất lợi hơn khi lấy theo 2 mục a) 13 Sảnh, phòng giải lao, cầu thang, hành lang thông với các phòng 3 Ga ra ô tô (đường cho xe chạy, dốc lên xuống dùng cho xe con, xe 14 5 khách và xe tải nhẹ có tổng khối lượng ≤ 2500 kg) 1. Tải ngang Do công trình chịu động đất và có chiều cao hơn 40 m nên tải gió tác dụng lên công trình bao gồm có thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió. Áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 0.83 kN/m2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau: Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối. Phương án thiết kế móng: móng cọc ép ly tâm và móng cọc khoan nhồi.
10 VẬT LIỆU SỬ DỤNG Bê tông Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán như sau: Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa Cốt thép Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10) Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa Mô đun đàn hồi: Es = 210000 Mpa Cốt thép loại AII Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 280 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 280 MPa Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 225 MPa Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10) Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa Mô đun đàn hồi: Es = 200000 Mpa (Theo PL 5 và PL 7 sách Kết cấu Bê tông cốt thép tác giả Phan Quang Minh) PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE, SAP Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA. 11 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN- THIẾT KẾ SÀN SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN DẦM 2. Chọn sơ bộ tiết diện sàn Sơ bộ chiều dày sàn theo công thức: D h s Lmin h min m Trong đó: D = (0.4) : phụ thuộc tải trọng m (3035) : với sàn 1 phương, L1 là cạnh của phương chịu lực m (40 50) : đối với sàn 2 phương, L1 là cạnh ngắn của ô bản m (10 15) : đối với bản console Điều 8.2 TCVN 5574:2012 quy định chiều dày sàn tối thiểu: hs min 50 mm : đối với mái bằng hs min 60 mm : đối với sàn nhà dân dụng hs min 70 mm : đối với sàn nhà công nghiệp Tính toán: Chọn: Ô bản có chiều dài cạnh ngắn dài nhất: L1 = 4.0 m = 40 Khi đó: 1 hs 4600 115 mm 40 Chọn sơ bộ: hs = 120 mm 2. Kích thước dầm chính Chọn nhịp của dầm chính để tính L = 9.0 m 1 Dầm chính: h L 600 mm 15 1 Dầm phụ: h L 400 mm 20 Từ đó ta chọn được kích thước sơ bộ dầm chính - dầm phụ như sau: Dầm chính: 300 × 700 mm Dầm phụ: 300 × 400 mm TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 2.
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện, đường ống thiết bị và trọng lượng tường xây.1 - Tải trọng sàn thường Trọng Tải trọng Tải trọng lượng tiêu tính toán Các lớp cấu tạo Chiều dày Hệ số độ STT riêng tiêu tc tt sàn δ (m) tin cậy n chuẩn g g chuẩn g (kN/m3) (kN/m2 ) (kN/m2 ) Các lớp hoàn thiện sàn và trần Lớp gạch Ceramic 0.22 1 Lớp vữa lát nền 0.47 Lớp vữa trát trần 0.35 2 Hệ thống kỹ thuật 0.6 Tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn 1.2 - Tải trọng sàn vệ sinh Trọng Tải trọng lượng Tải trọng tiêu tính toán Chiều Hệ số độ STT Các lớp cấu tạo sàn riêng tiêu dày δ (m) tin cậy n chuẩn gtc (kN/m2 ) gtt chuẩn g 2 (kN/m3) (kN/m ) Các lớp hoàn thiện sàn và trần Lớp gạch Ceramic 0.22 1 Vữa lát nền + tạo dốc 0.17 Lớp chống thấm 0.04 Lớp vữa trát trần 0.35 2 Hệ thống kỹ thuật 0.6 Tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn 1.3 Tải trọng sàn tầng mái Trọng Tải trọng lượng Chiều Hệ số độ Tải trọng tiêu tính toán STT Các lớp cấu tạo sàn riêng tiêu tt dày δ (m) tin cậy n chuẩn gtc (kN/m2 ) g chuẩn g (kN/m3) (kN/m2 ) Các lớp hoàn thiện sàn và trần Lớp gạch chống nóng 0.44 1 Vữa lát nền + tạo dốc 0.05 Lớp chống thấm 0.04 Lớp vữa trát trần 0.47 2 Hệ thống kỹ thuật 0.6 Tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn 2.4 - Tải trọng sàn tầng hầm Trọng Tải trọng Tải trọng lượng tiêu tính toán Các lớp cấu tạo Chiều Hệ số độ STT riêng tiêu sàn dày δ (m) tin cậy n chuẩn gtc gtt chuẩn g (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) Các lớp hoàn thiện sàn và trần 1 Lớp vữa lót 0.17 Lớp chống thấm 0.04 Tĩnh tải chưa kể đến trọng lượng bản thân sàn 0. Trọng lượng tường trên sàn Tải tường được quy về tải trọng phân bố đều trên ô sàn có tường. Tải trọng tường tác dụng lên sàn phân bố theo chiều dài: Pttt = n × t × ht bt Đối với tường dày 100 mm: Pttt = 1.544 (kN/m) Đối với tường dày 200 mm: Pttt = 1.088 (kN/m) Tải trọng tường quy ra tải phân bố lên sàn: p ttt l t gt S Trong đó : ht = 3.5 - Tải tường phân bố theo diện tích trên các ô sàn Tải Phân bố lên Tải hoàn chỉnh TT Ô sàn L(m) B(m) Tường 110 (m) sàn (kN/m2) lên sàn (kN/m2) S1 6. Hoạt tải Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn Ptt = Ptc np 14 Trong đó: Ptc: Tải trọng tiêu chuẩn, lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995 np: hệ số độ tin cậy, theo điều 4.6 - Hoạt tải phân bố trên sàn Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m2) Hoạt tải Hệ số STT Chức năng sàn Phần dài Phần tính toán Toàn phần vượt tải hạn ngắn hạn (kN/m2) 1 Thang, sảnh, hành lang 1 2 3 1.6 2 Khu thương mại 2.2 6 4 Phòng kỹ thuật 2 1 3 1.95 6 Bếp, phòng giặt 1.95 10 Mái bằng có sử dụng 0.95 11 Mái bằng không sử dụng 0 0.975 THIẾT KẾ SÀN BẰNG MÔ HÌNH SAFE Tải trọng tác dụng lên sàn và sơ bộ kích thước sàn dầm tương tự như phương pháp thiết kế sàn dầm bằng phương pháp tra bảng.
Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính toán. Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải. Các bước tính toán sàn trong SAFE Bước 1: Xuất 1 sàn điển hình từ mô hình ETABS sang mô hình SAFE Bước 2: Import mô hình vừa xuất từ ETABS vào SAFE ta được mô hình sau: 15 Hình 2.1 - Sàn tầng điển hình Bước 3: Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y.2 - Dãy trip theo 2 phương X, Y 16 Bước 4: Phân tích mô hình ta được kết quả nội lực.3 - Nội lực theo 2 phương X, Y Bước 5: Kiểm tra độ võng sàn Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, khi nhịp sàn nằm trong khoảng 5 m L 10 m thì độ võng cho phép [f] = L/250 mm. Ta thấy fmax = 11 mm < [f] = 9000/250 = 36 mm Thỏa mãn điều kiện độ võng.4 - Độ võng sàn thường 17 Độ võng có kể đến tải dài hạn Có thêm các Load Cases như dưới đây với Sh cho ngắn hạn và Lt cho dài hạn: Sh1: 1*DEAD - Nonlinear (Crac ked) - Zero Initial Condition Sh2: 1*SDEAD - Nonlinear (Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Sh1 Sh3-1: 1*LIVE - Nonlinear (Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Sh2 Sh3-2: 0.3*LIVE - Nonlinear (Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Sh2 Lt1: 1*DEAD - Nonlinear (Longterm Crac ked) - Zero Initial Condition Lt2: 1*SDEAD - Nonlinear (Longterm Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Lt1 Lt3: 0.3*LIVE - Nonlinear (Longterm Crac ked) - Continue from State at End of Nonlinear Case Lt2 Như vậy, các tổ hợp theo TCXDVN sẽ là: f1 = Sh3-1, f2 = Sh3-2, f3 = Lt3 Hình 2.5 - Độ võng có kể đến tải dài hạn Tính toán và bố trí cốt thép Bê tông có cấp độ bền B25 có: Rb = 14.