Tính Toán Thiết kế công trình kiến trúc D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp có thể xem là bài tổng kết quan trọng nhất trong quãng đời
sinh viên, nhằm đánh giá lại những kiến thức đã thu nhặt được và cũng là thành quả
cuối cùng thể hiện những nổ lực và cố gắng của sinh viên đại học trong suốt quá trình
4 năm học tập. Để có được ngày hôm nay, em xin bày tỏ lòng cám ơn chân thành đến
toàn thể Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, truyền đạt
cho em những kiến thức quý báu, giúp em mở rộng thêm tầm hiểu biết, nhằm bắt kịp
xu thế phát triển chung của đất nước và thế giới.
Em xin gửi lời cám ơn đến Thầy Th.s ĐẶNG KỲ MINH và Thầy TS. CAO VĂN
VUI đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong quá trình làm luận văn, để em có thể
hoàn thành luận văn đúng thời gian quy định. Những lời khuyên, những hướng dẫn
của các Thầy là rất quan trọng để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Em gửi lời cảm ơn đến các anh chị khoa trước đã gửi tài liệu tham khảo, và giải
đáp nhiều thắc mắc cho em trong quá trình học tập cũng như làm luận văn. Cảm ơn
toàn thể các bạn lớp XD15CTXD03 đã đồng hành cùng mình trong suốt thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ, những người thân trong gia đình, sự giúp đỡ
động viên của những người bạn thân đã giúp bản thân vượt qua những khó khăn trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cám ơn!
Người thực hiện

NGUYỄN THÀNH TRUNG

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 5. 1. . Phân loại các trường hợp tính
Bảng 5. 2. Hàm lượng cốt thép nhỏ nhất
Bảng 7. 1. Bảng lọc nội lực dầm từ etabs
Bảng 7. 2. Bảng tính cốt thép cho dầm
Bảng 7. 3. Nội lực cột từ etabs
Bảng 7. 4. Bảng tính cốt thép cột
Bảng 7. 5. Bảng chọn thép cột
Bảng 9. 1. Hệ số biến động
Bảng 9. 2. Bảng tổng hợp thống kê địa chất.
Bảng 11. 1. Hệ số tỉ lệ k móng M1
Bảng 11. 2. Cường độ sức kháng trên thân cọc theo từng lớp cho móng M1
Bảng 11. 3. Trọng lượng riêng của từng lớp đất
Bảng 11. 4. Bảng tính thành phần ma sát của cọc móng M1
Bảng 11. 5. Lực ma sát trong đất rời.
Bảng 11. 6. Lực ma sát trong đất dính.
Bảng 11. 7. Sức chịu tải cọc đơn móng M1
Bảng 11. 8. Góc ma sát trong của từng lớp đất
Bảng 11. 9. Trọng lượng riêng (TTGH II) của từng lớp đất.
Bảng 11. 10. Quan hệ e-p
Bảng 11. 11. Bảng tính lún móng M1
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Bảng 11. 12. Bảng tính momen uốn dọc của cọc chịu tải ngang
Bảng 11. 13. Hệ số tỉ lệ k móng M2

Bảng 11. 14. Cường độ sức kháng trên thân cọc theo từng lớp cho móng M2
Bảng 11. 15. Trọng lượng riêng của từng lớp đất
Bảng 11. 16. Bảng tính thành phần ma sát của cọc móng M2
Bảng 11. 17. Góc ma sát trong của từng lớp đất
Bảng 11. 18. Trọng lượng riêng (TTGH II) của từng lớp đất.
Bảng 11. 19. Quan hệ e-p
Bảng 11. 20. Bảng tính lún móng M2

MỤC LỤC HÌNH ẢNH.

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Địa điểm xây dựng: D37A Khu dân cư Phú Lâm, Phường 13, Quận 6, Hồ Chí Minh
Chủ đầu tư : Công ty CP Đầu tư Tân Thịnh Lợi
Quy mô công trình:
Chung cư: gồm 17 tầng nổi + 1 tầng hầm
Diện tích xây dựng: Tổng diện tích 3450 m2 . Dự án được chia làm 2 giai đoạn, giai
đoạn 1 sẽ thi công trước 01 tòa nhà trên diện tích 1.193 m 2 với tổng diện tích sàn xây
dựng 8.002m gồm 86 căn hộ với các loại diện tích đa dạng 58 m2, 64 m2, 73 m2 và 217
m2.
Chiều cao tầng điển hình: 3.3m
1.2. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC
Tòa nhà được thiết kế với một tầng hầm để làm chỗ để xe; các tầng trên đều là
chung cư, căn hộ cho thuê.

Hình 1. 1. Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Mặt bằng tầng điển hình: Bố trí 6 phòng cho thuê. Đảm bảo các yêu cầu giao thông,
chiếu sáng.
Mặt đứng công trình được tạo nên từ các mảng kinh tạo độ chiếu sáng cho các phòng.
Mặt bằng có dạng hình chữ thập với diện tích khu đất 1193m2.
Tầng hầm nằm ở cốt -3.000m được bố trí 2 ram dốc tách biệt lối lên và xuống
Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được bố trí ở khu vực giữa tầng hầm vừa đảm
bảo về kết cấu vừa dễ nhìn thấy khi vào tầng hầm. Hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng
được kết hợp bố trí trong khu vực thang bộ và dễ dàng tiếp cận khi có sự cố xảy ra.
Vị trí xa nhất của chung cư đến lối thang bộ thoát hiểm nhỏ hơn 25m
1.3. CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT
1.3.1. Hệ thống điện
Công trình sử dụng điện được cung cấp nguồn: lưới điện Tp. Hồ Chí Minh.
Toàn bộ đường dây điện đi ngầm (được tiến hành lắp đặt động thời với lúc thi công).
Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm
trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng
khi cần sửa chữa.
Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A 80A
được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).
Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau:
An toàn : không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh.
Dể dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dể kiểm soát và cắt điện khi có sự cố.
Dễ thi công.
Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện. Đèn thoát hiểm và chiếu

sáng trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền.
1.3.2. Hệ thống cấp - thoát nước và phòng cháy chữa cháy (PCCC)
Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước Tp.Hồ Chí Minh chữa
vào bể chứa ngầm. Hệ thống bơm nước cho công trình được thiết kế tự động hoàn
toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa. Các
đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các ren nước. Hệ thống cấp nước đi
ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗi
tầng dọc theo khu vực giao thông và trên trần nhà.
Hệ thống báo cháy được lắp đặt mỗi khu vực cho thuê. Các bình cứu hỏa được trang
bị đầy đủ và được bố trí ở hành lang, cầu thang….theo sự hướng dẫn của ban phòng
cháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh.
Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các họng cứu hỏa tại các lối đi, các sảnh…..với khoảng
cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622:1995.

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.3.3. Thông gió và chiếu sáng
Ở các tầng có cửa sổ thông thoáng tự nhiên. Hệ thống máy điều hòa được cung cấp
cho tất cả các tầng. Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho tất cả các khu vệ sinh và ống
gen được dẫn lên mái. Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các mảng cửa
kính. Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấp
ánh sáng đến những nơi cần thiết.
1.3.4. Hệ thống thoát rác
Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian
rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài. Gian rác được
thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi
trường.

Hình 1. 2. Phối cảnh chung cư tân thịnh lợi

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG.
Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có
những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình.
Khuynh hướng đặc thù hóa và đơn giản hóa các trường hợp riêng lẻ được thay thế
bằng khuynh hướng tổng quát hóa. Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn
là một trở ngại nữa. Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế
hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc
khác nhau trong không gian. Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những
công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và
phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn.
Trong công trình này ta sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải quyết vấn đề.
Mô hình rời rạc (phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của
nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và
chuyển vị. Khi sử dụng ô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyết
được tất cả các bài toán. Hiện nay, ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết
các bài toán kết cấu như ETABS, SAP, SAFE,…
Trong luận văn này dùng các công cụ phần mềm hỗ trợ.
Phần mềm ETABS
Để mô hình, chạy nội lực khung, phân tích dao động của công trình.
Phần mềm SAP2000
Để giải nội lực cho các cấu kiện đơn giản của hệ kết cấu nhằm đơn giản hóa trong quá

trình tính toán.
Phần mềm SAFE
Dùng để giải nội lực sàn, đài móng dưới vách cứng của hệ kết cấu.
2.2. MỘT SỐ LƯU Ý.
Khi sử dụng các phần mềm SAP, ETABS,… cần chú ý đến quan niệm từng cấu kiện
của phần mềm đề cấu kiện làm việc đúng với quan niệm thực khi đưa vào mô hình.
Quan niệm khối (solid): khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thước
lớn hơn nhiều so với các phần tử khác.
Quan niệm bản, vách (shell): khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so với
phương còn lại.
Quan niệm thanh (frame): khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phương
còn lại.
Quan niệm điểm (point): khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thước
rất bé.
Khi ta chia càng mịn các cấu thì kết quả sẽ càng chính xác. Do phần tử hữu hạn truyền
lực qua các nút liên kết giữa các phần tử với nhau. Nếu ta chia các cấu kiện ra nhưng
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có đó độ cứng tăng
đột ngột và làm việc sai với chức năng của chúng trong quan niệm tính, từ đó dẫn đến
các kết quả tính của hệ kết cấu sẽ thay đổi.
2.3. NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực.
Các bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I).
Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II).
Khác với nhà thấp tầng, trong thiết kế nhà cao tầng thì tính chất ổn định tổng thể công
trình đóng vai trò hết sức quan trọng và cần phải kiểm tra.

2.4. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
2.4.1. Bê tông
Bê tông có cấp độ bền chịu nén B30 : , ,
Bê tông có cấp độ bền chịu nén B35 : , ,
Dầm sàn dùng bê tông B30
Cột dùng bê tông B35
2.3.1.2. Cốt thép
Cốt thép CI :
Cốt thép CII :
Cốt thép CIII :
2.5. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC
2.5.1. Sơ bộ tiết diện sàn.
Ta dựa vào các yêu cầu kiến trúc và khả năng chịu lực của sàn.
Chiều dày sàn được chọn sơ bộ theo công thức:
Trong đó:
Chiều dày bản sàn;
Hệ số phụ thuộc vào loại bản dầm , bản kê , bản công xôn ;
Hệ số phụ thuộc vào tải trọng, ;
Chiều dài cạnh ngắn của ô bản;
Chiều dày tối thiểu của bản sàn, theo Mục 8.2.2 TCVN 5574:2012
Đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất;
Đối với sàn nhà ở và công trình công cộng;
Đối với sàn mái.
Ô sàn thường:
Chọn
Ô sàn vệ sinh:
Ta chọn
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 8

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sau khi tính toán nội lực các giới hạn độ võng và nứt cho phép ta sẽ điều chỉnh lại
chiều dày sàn từng khu vực cho hợp lí đảm bảo khả năng chịu lực cũng như các giới
hạn mà tiêu chuẩn cho phép của công trình
2.5.2. Sơ bộ tiết diện dầm.
Dựa trên kinh nghiệm, phụ thuộc vào chiều dài nhịp và tải trọng tác dụng:
Trong đó: Nhịp dầm
Hệ số
Hệ số tải trọng

b=
Kích thước dầm sẽ chọn như sau:
L= 8000 mm, bxh = 400x700
L= 6000 mm, bxh = 300x500
2.4.3. Sơ bộ tiết diện cột.
N= α n q l1 l2
l1 l2 : kích thước truyền tải lên cột theo mỗi phương
q : giá trị thiết bị tải trọng đứng, tác dụng lên 1 m 2 sàn (cả dầm) mỗi tầng, kể cả trọng
lượng tầng, nếu có
- Đối với cao ốc văn phòng, tầng là vách nhẹ q= ( 0.8 ÷ 1) T/ m2
- Đối với chung cư, tầng là vách gạch q= ( 1.1 ÷ 1.3 ) T/ m2
Giá trị q càng lớn khi số lượng vách gạch càng nhiều, càng dày.
n : số tầng truyền tải
α : hệ số xét đến ảnh hưởng của M khi có tải ngang ( thực tế do tải đứng, M thường
không lớn, không đáng kể ) α = 1.1 ÷ 1.25
Giá trị α càng lớn khi khẩu độ cột càng lớn
Kích thước tiết diện cột :

- CỘT VUÔNG : l1= 8 m , l2= 6 m

N= 1.1 x 18 x 12 x 8 x 6 = 15206.4 kN
Tiết diện cột với bê tông B35 (M450) : F= 15206.4 / 19500 = 7798 (cm2)
Chọn cột giữa C 700x700 , cột biên C 600x600
2.4.4. Sơ bộ tiết diện vách cứng.
- Nếu an tâm, chịu lãng phí, chiều dày tối thiểu của vách ( lõi ) cứng sẽ là (1/22 ÷ 1/25
) chiều cao tầng, khi vách không tham gia chịu lực.
- Nếu vách (lõi ) tham gia chịu lực, chọn là ( 1/15 ÷ 1/20 ) chiều cao tầng.
Đối với công trình này, vách ( lõi ) tham gia chịu lực, ta chọn tiết diện vách :

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ta chọn chiều dày vách là : 200mm

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 3 : TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
3.1. TĨNH TẢI
3.1.1. Trọng lượng bản thân kết cấu.
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn của bê tông cốt thép
Hệ số vượt tải
3.1.2. Trọng lượng bản thân lớp hoàn thiện.
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân khu vực sàn thường.
Bảng 3. 1. Tải trọng bản thân khu vực sàn thường
Tên lớp

Lớp gạch lát sàn
Lớp vữa láng nền
Lớp sàn BTCT
Lớp vữa trát
Tổng lớp phủ
Tổng các lớp
-

Chiều dày
mm
20
20
150
15

Trọng
lượng tiêu
chuẩn
kN/m3
24
18
25
18

Tải trọng
tiêu chuẩn
kN/m2
0.48
0.36

3.75
0.27
1.11
4.86

Hệ số
vượt tải
1.1
1.3
1.1
1.3

Tải trọng
tính toán
kN/m2
0.528
0.468
4.125
0.351
1.347
6.486

Tĩnh tải do trọng lượng bản thân khu vực sàn âm (khu vệ sinh)
Bảng 3. 2. Tải trọng bản thân khu vực sàn vệ sinh
Tên lớp

Lớp gạch lát sàn
Lớp vữa láng nền
Lớp sàn BTCT
Lớp vữa trát

Tổng lớp phủ
Tổng các lớp

Chiều dày
mm
20
20
100
15

Trọng
lượng tiêu
chuẩn
kN/m3
24
18
25
18

Tải trọng
tiêu chuẩn
kN/m2
0.48
0.36
2.5
0.27
1.11
3.61

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 11

Hệ số
vượt tải
1.1
1.3
1.1
1.3

Tải trọng
tính toán
kN/m2
0.528
0.468
2.75
0.351
1.347
4.097


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

3.1.3. Tải tường.
Bảng 3. 3. Tải trọng tường.
Chiều
dày

Trọng
lượng
riêng
tường

Tải
trọng
tiêu
chuẩn

mm

kN/m3

kN/m2

Tường 100

100

18

1.8

Tường 200

200

18

3.6

Loại tường

Tải
trọng
tính
toán

Chiều
cao
tường

Tải
trọng
tiêu
chuẩn

Tải
trọng
tính
toán

kN/m2

m

kN/m

kN/m

1.1

1.98

2.9

5.22

5.742

1.1

3.96

2.9

10.44

11.484

Hệ số
vượt
tải

3.2. HOẠT TẢI.
3.2.1. Hoạt tải do người và các trang thiết bị.
Bảng 3. 4. Hoạt tải tác động lên công trình
Hoạt tải

Phòng ở
Ban công, lô gia
Hành lang
Cầu thang

Phòng kĩ thuật
Bãi đổ xe
Đường dẫn xe
chạy
Hoạt tải mái
Toilet

Hoạt tải
dài hạn

Hoạt tải
ngắn hạn

Tổng
hoạt tải

Hệ số
vượt tải

kN/m2
0.3
0.7
1
1
0
1.8

kN/m2
1.2
1.3

2
2
7.5
3.2

kN/m2
1.5
2
3
3
7.5
5

1.3
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2

Tổng tải
trọng
tính toán
kN/m2
1.95
2.4
3.6
3.6
9
6

1.8

3.2

5

1.2

6

0.5
0.5

1
1

1.5
1.5

1.3
1.3

1.95
1.95

3.3. ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CỦA CÔNG TRÌNH.
Việc phân tích thành phần động của tải trọng gió và tác động đất dựa trên phân tích
dao động tự do của công trình. Các dạng dao động tự do của công trình được xác định
trên sơ đồ đơn giản hóa kết cấu về hữu hạn điểm tập trung khối lượng. Mỗi dạng dao

động được đặc trưng bằng biên độ dao động của các điểm tập trung khối lượng. Mỗi
dạng dao động được đặc trưng bằng biên độ dao động của các điểm tập trung khối
lượng và tần số dao động riêng.
Sơ đồ đơn giản hóa được thiết lập như sau:
Công trình được xem như một thanh console ngàm tại móng.
Các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn.
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Khối lượng tập trung tại một điểm tập trung khối lượng lấy từ một nửa chiều cao
tầng bên dưới đến một nửa chiều cao tầng bên trên, bao gồm khối lượng bản thân kết
cấu và các lớp cấu tạo sàn, khối lượng tường và vách ngăn cố định trên sàn, khối
lượng người và thiết bị tính toán trong hoạt tải nhân với hệ số chiết giảm khối lượng
đối với hoạt tải là 0.5 (theo bảng 1, TCXD 229:1999).
Đối với sơ đồ có nhiều hơn 3 điểm tập trung khối lượng, việc xác định dạng dao
động riêng của công trình cần một số lượng thép tính lớn. Vì vậy, sinh viên sử dụng sự
trợ giúp của phần mềm.

Hình 3. 1. Sơ đồ tính toán thành phần động của tải trọng gió.

Hình 3. 2. Mô hình trong etabs.

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 3.2. Kết quả xác định các dạng dao động.

Bảng 3. 5. Mode dao động.
Mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Period
1.7026
1.6756
1.3689
0.5288
0.4545
0.3948
0.2905
0.2134
0.1932
0.1908
0.1388
0.1315

UX
0
12.492
58.971
1.6094
0
11.219
0.5766
0
2.899
2.2436
0.1334
0

UY
68.783
0
0
0
15.654
0
0
6.0614
0
0
0
3.2247

RZ
0

62.557
12.39
9.4309
0
1.7124
4.0338
0
1.9699
0.9677
1.5896
0

Bảng 3. 6. Chu kì và tần số của dao động.
Case

Mode

Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Period
sec
1.7026
1.6756
1.3689
0.5288
0.4545
0.3948
0.2905
0.2134
0.1932
0.1908
0.1388
0.1315

Frequency
cyc/sec

0.5873
0.5968
0.7305
1.891
2.2
2.5326
3.4429
4.6867
5.177
5.2398
7.2064
7.6033

3.4. TẢI TRỌNG GIÓ.
3.4.1. Thành phần tĩnh của tải trọng gió.
Thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính toán theo TCVN 2737-1995
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Áp lực gió tĩnh tiêu chuẩn tại cao độ z so với mặt đất được tính theo công thức:
Công trình ở TP. Hồ Chí Minh, vùng áp lực gió II-A
Do đó:
k Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5, TCVN
2737:1995
c Hệ số khí động. Đối với mặt đón gió , khuất gió . Lấy chung
Tải trọng gió tĩnh được qui về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung
này được đặt tại trọng tâm mặt đón gió từ chiều cao tầng phía trên xuống chiều cao
tầng phía dưới; trong khoảng này, áp lực gió có thể coi như không đổi.

Giá trị của tải trọng gió tĩnh tập trung tại trọng tâm mặt đón gió tầng thứ j:
Trong đó:
B Bề rộng mặt đón gió
: chiều cao tầng thứ j và thứ
Hệ số độ tin cậy về tải trọng gió
Giá trị tải trọng tính toán:
3.4.2. Thành phần động của tải trọng gió.
Thành phần động của tải trọng gió là do lực xung của vận tốc gió và lực quán tính của
công trình gây ra. Giá trị của lực này được xác định dựa trên cơ sở thành phần tĩnh của
tải trọng gió nhân với hệ số kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính
của công trình.
Việc tính toán thành phần động của tải trọng gió bao gồm: Xác định thành phần động
của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây
ra ứng với từng dạng dao động.
Tùy vào mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió
mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vận
tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình.
Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng
cơ bản của công trình, đặc biệt là tầng số dao động riêng thứ nhất, với tầng số cho ở
bảng 2/TCXD 229:1999.
Ở đây, công trình nhà cao tầng ở vùng áp lực gió II có Hz
Theo TCXD 229:1999, các công trình hoặc bộ phận kết cấu có tầng số dao động riêng
cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức:
thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên. là
tần số dao động riêng ứng với dạng dao động thứ nhất và thứ hai của phương dao
động đang xét.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của
xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 15

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Trong đó:
là giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j của công
trình.
là hệ số áp lực động của tải tr trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình,
không thứ nguyên. Các giá trị của lấy theo bảng 3 TCXD 229:1999
là diện tích đón gió của phần j của công trình (m2), được tính như sau:
là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao
động khác nhau của công trình, không thứ nguyên. Khi tính toán với dạng dao động
thứ nhất, lấy bằng ; còn đối với các dạng dao động còn lại, lấy bằng 1.
Giá trị được lấy theo bảng 4/TCXD 229:1999, khi xét tương quan xung vận tốc gió
theo chiều cao và bề rộng đón gió, phụ thuộc vào và .Các giá trị được cho trong các
bảng sau:
Bảng 3. 7. Hệ số tương quan không gian
Hệ số ν1 khi χ 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 3. 8. Các tham số và
Mặt phẳng tọa độ cơ bản song song
với bề mặt tính toán
zox

ρ

χ

D

H

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với
dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:
Trong đó:
- khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, đơn vị T
- hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào
thông số và độ giảm loga của dao động:

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió
Tầng số dao động riêng thứ i (Hz)

Hình 3. 3. Đồ thị xác định hệ số động lực .

Xác định hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong mỗi phần
tải trọng gió có thể coi như không đổi:
Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng của tải trọng hoặc áp lực gió được
xác định theo công thức:
Trong đó:
Hệ số độ tin cậy về tải trọng gió
Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định của công trình xác định

theo bảng 6/TCXD 229:1999
Ở đây, công trình có niên hạn trên 100 năm nên
3.4.3. Bảng tóm tắt tải trọng gió.

Bảng 3. 9. Các thông số tính toán tải trọng gió
ĐỊA HÌNH

PHƯƠNG X

PHƯƠNG Y

Dạng địa hình

A

Dạng dao động thứ

Áp lực
gió tiêu
chuẩn

95

Tần số dao động

0.73

Tần số dao động

0.587

Hệ số khí động

1.4

Hệ số khí động

1.4

W0

1

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 17

Dạng dao động thứ

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Bề rộng mặt đón gió

35

Bề rộng mặt đón gió

27

Chiều cao mặt đón gió

52

Chiều cao mặt đón
gió

52

Hệ số υ

0.674

Hệ số υ

0.696

Hệ số ε

0.049

Hệ số ε

0.061

Hệ số ξ

1.614

Hệ số ξ

1.672

Hệ số ψ

-0.01

Hệ số ψ

0.003

Tóm tắt tính toán tải trọng gió lên công trình.

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Bảng 3. 10. Bảng tính tải trọng gió lên công trình
STORY

Z
(m)

M
(T)

k

ζ

Sx
(m2)

SÂN THƯỢNG

52

1035.616
7

1.478

0.270

57.75

TẦNG 16

48.7

1146.042
6

1.465

0.272

115.50

TẦNG 15

45.4

1146.042
6

1.452

0.273

115.50

TẦNG 14

42.1

1146.042
6

1.438

0.274

115.50

TẦNG 13

38.8

1146.042

6

1.423

0.276

115.50

TẦNG 12

35.5

1146.042
6

1.403

0.278

115.50

TẦNG 11

32.2

1146.042
6

1.383

0.280

115.50

TẦNG 10

28.9

1146.042
6

1.361

0.283

115.50

TẦNG 9

25.6

1146.042
6

1.335

0.285

115.50

TẦNG 8

22.3

1146.042
6

1.308

0.287

115.50

TẦNG 7

19

1146.042
6

1.280

0.290

115.50

TẦNG 6

15.7

1146.042
6

1.247

0.295

115.50

TẦNG 5

12.4

1159.289

1.209

0.300

115.50

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 19

x
4.7
4.5
4.3
4.1
3.9
3.7

3.4
3.1
2.7
2.4
2
1.6
1.2

WFx
(kN)

Wpx
(kN)

Wtx
(kN)

Wx
(kN)

Sy
m2

20.7

84

113.5

197.5

44.55

41.2

80.4

225.0

305.4

89.10

41.0

76.8

223.0

299.8

89.10

40.8

73.3

221.0

294.2

89.10

40.6

69.7

218.6

288.2

89.10

40.4

66.1

215.5

281.6

89.10

40.1

60.7

212.5

273.2

89.10

39.8

55.4

209.1

264.5

89.10

39.4

48.2

205.0

253.3

89.10

38.9

42.9

201.0

243.9

89.10

38.5

35.7

196.6

232.4

89.10

38.1

28.9

191.6

220.5

89.10

37.5

22.0

185.7

207.7

89.10

y
12.4
11.7
11
10.2
9.4
8.6
7.7
6.8
5.9
5
4.1
3.2
2.4

WFy
(kN)

Wpy
(kN)

Wty
(kN)

Wy
(kN)

16.5

72.8

87.6

160.4

32.8

68.7

173.6

242.3

32.7

64.6

172.0

236.6

32.5

59.9

170.5

230.4

32.4

55.2

168.6

223.8

32.2

50.5

166.3

216.8

32.0

45.2

163.9

209.1

31.7

39.9

161.3

201.3

31.4

34.7

158.2

192.8

31.0

29.4

155.0

184.4

30.7

24.1

151.7

175.8

30.3

19.0

147.8

166.8

29.9

14.5

143.2

157.7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

7
TẦNG 4

9.1

1175.021
4

1.160

0.306

115.50

TẦNG 3

5.8

1175.021
4

1.088

0.316

103.25

LỬNG

3.2

1148.241

1.007

0.318

96.25

TẦNG 1

0.3

1134.256
9

1.000

0.318

56.00

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 20

0.9
0.6
0.3
0.1

36.7

16.5

178.2

194.7

89.10

31.8

10.7

149.4

160.1

79.65

27.6

5.3

128.9

134.2

74.25

16.0

0.0

74.5

74.5

43.20

1.6
1
0.4
0.2

29.3

9.6

137.5

147.1

25.3

5.9

115.2

121.1

22.0

2.3

99.4

101.8

12.7

0.0

57.5

57.5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hệ số vượt tải khi tính toán tải trọng gió: 1.37 (xét đến thời gian sử dụng công
trình là 100 năm).
Bảng 3. 11. Giá trị tính toán gió theo 2 phương.
STORY

Diaphragm

Wxtt

Wytt

SÂNTHƯỢNG
D1
259.1
649.3
3.5. TỔ HỢP
TẢI TRỌNG.
STORY16
D1
380.8
310.7
Trong
TCVN
2737-1995 phân

STORY15
D1
373.0
303.0
biệt 2 loại tổ hợp
là tổ hợp cơ bản
và tổ hợp đặc
biệt. Tổ hợp cơ
STORY14
D1
365.1
294.3
bản gồm tải
trọng
thường
STORY13
D1
354.8
285.5
xuyên và tải
trọng tạm thời.
STORY12
D1
344.9
275.4
Tổ hợp tải trọng
đặc biệt gồm tải
STORY11
D1
333.8

265.1
trọng
thường
xuyên, tải trọng
tạm thời và một
trong các tải
STORY10
D1
321.5
253.9
trọng đặc biệt.
STORY9
D1
307.9
241.6
Tổ hợp tải trọng
đặc biệt có tác
STORY8
D1
292.6
228.1
động của động
đất thì không
STORY7
D1
277.9
214.9
tính đến tải trọng
gió
STORY6

D1
261.4
200.5
Tổ hợp tải trọng
cơ bản (THCB)
có một tải trọng
tạm thời thì giá
STORY5
D1
243.6
185.9
trị của tải trọng
tạm thời được
STORY4
D1
224.7
170.5
lấy toàn bộ.
Ngoài ra, việc
STORY3
D1
182.9
137.3
tổ hợp có cùng 2
tải trọng gió, thì
LUNG
D1
142.6
106.1
hệ số tổ hợp 0.7.

Tổ hợp tải trọng
cơ bản có từ 2 tải
trọng tạm thời
TRỆT
D1
55.3
41.0
trở lên thì giá trị
tính toán của tải
trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp là 0.9.
Đối với tổ hợp đặc biệt, gồm có tải trọng do động đất gây ra, thì việc tổ hợp nội lực
cần tuân theo TCVN 9386:2012

Bảng 3. 12. Bảng tổ hợp tải trọng.
STT
1
2
3
4
5
6

LOẠI TỔ
HỢP
COMB1
COMB2
COMB3
COMB4
COMB5
COMB6

THÀNH PHẦN TẢI
TT,HT
TT,HT,GTX
TT,HT,GTX
TT,HT,GTY
TT,HT,GTY
TT,HT,GTX,GTY

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 21

HỆ SỐ
1+1
1+0.9+0.9
1+0.9+(-0.9)
1+0.9+0.9
1+0.9+(-0.9)
1+0.9+0.63+0.63


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

7
8
9
10
11
12
13
14

15
16
17
18

COMB7
COMB8
COMB9
COMB10
COMB11
COMB12
COMB13
COMB14
COMB15
COMB16
COMB17
BAO

TT,HT,GTX,GTY
TT,HT,GTX,GTY
TT,HT,GTX,GTY
TT,HT,GDX
TT,HT,GDX
TT,HT,GDY
TT,HT,GDY
TT,HT,GDX,GDY
TT,HT,GDX,GDY
TT,HT,GDY,GDX
TT,HT,GDY,GDX
ENVE(COMBO1…..COMBO17)

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 22

1+0.9+(-0.63)+(-0.63)
1+0.9+0.63+(-0.63)
1+0.9+(-0.63)+0.63
1+1+1
1+1+(-1)
1+1+1
1+1+(-1)
1+1+0.7+0.7
1+1+0.7+(-0.7)
1+7+(-0.7)+0.7
1+1+(-0.7)+(-0.7)


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN



4.1. MỞ ĐẦU
Các bước tính toán cốt thép và kiểm tra khả năng chịu lực cho cấu kiện có tiết diện
chữ nhật chịu uốn bao gồm tính toán theo trạng thái giới hạn về độ bền (TTGHI) và
trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng (TTGHII). Các bước trên được áp dụng cho
hầu hết các cấu kiện làm từ bê tông nặng chịu uốn phẳng (bản, dầm) trong đồ án này.
Tính toán theo TTGHI nhằm đảm bảo cho kết cấu:
o Không bị phá hoại giòn, dẻo, hoặc theo các dạng phá hoại khác (trong trường hợp
cần thiết, tính toán theo độ bền có kể đến độ võng của kết cấu tại thời điểm trước

khi bị phá hoại);
o Không bị mất ổn định về hình dạng (tính toán ổn định cho các kết cấu thành
mỏng) hoặc về vị trí (tính toán chống lật và trượt cho tường chắn đất, tính toán
chống đẩy nổi cho các bể chứa chìm hoặc ngầm dưới đất, trạm bơm,…);
o Không bị phá hoại về mỏi (tính toán chịu mỏi đối với các cấu kiện hoặc kết cấu
chịu tác dụng của tải trọng lặp thuộc loại di động hoặc xung: ví dụ như dầm
cầu trục, móng khung, sàn có đặt một số máy móc không cân bằng);
o Không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của các yếu tố về lực và những ảnh
hưởng bất lợi của môi trường (tác dụng định kì hoặc thường xuyên của môi
trường xâm thực hoặc hỏa hoạn).



Tính toán theo TTGHII nhằm đảm bảo cấu kiện làm việc bình thường của kết cấu
sao cho:
o Không hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức hoặc vết nứt dài hạn nếu
điều kiện sử dụng không cho phép hình thành hoặc mở rộng vết nứt dài hạn;
o Không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc
trượt, dao động).
4.2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO TTGH I
Dữ liệu dùng để tính theo TTGHI bao gồm:
o Các thông số vật liệu của bê tông , cốt thép dọc chịu lực và cốt ngang ;
o Kích thước tiết diện: chiều rộng b và chiều cao h;
o Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép xác định theo yêu cầu của TCVN
5574:2012;
o Các thành phần nội lực tính toán .

SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 23

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

4.2.1. Tính toán cốt dọc cho cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn đặt cốt
đơn ( tính cốt thép cho dầm ).
+ Từ kết quả tính toán nội lực của mô hình bằng phần mềm Etabs, ta xuất kết quả
biểu đồ bao nội lực gồm Moment M và lực cắt Q ứng với 3 vị trí mặt cắt gồm 2 ở đầu
dầm và 1 ở giữa dầm để có được moment và lực cắt cực đại, với tiết diện đã chọn, ta
tính thép cho nội lực cực đại đó. Sau đó kiểm tra hàm lượng cốt thép trong dầm có

thỏa điều kiện
và có hợp lý hay không để bố trí trong
dầm. Nếu hàm lượng cốt thép không thích hợp thì ta chọn lại tiết diện và tính toán lại
cốt thép. Đây là một quá trình giải lặp để có được một lượng cốt thép thích hợp ứng
với tiết diện dầm hợp lý nhất. Nội lực trong dầm tham khảo phụ lục. Tính cốt thép
trong dầm tại 3 vị trí là giữa nhịp và hai vị trí gối.
 Các giả thiết khi tính toán
Bỏ qua khả năng chịu kéo cuả bêtông.
Khả năng chịu nén của tông là ứng suất lấy bằng R b được phân bố đều trên vùng chịu
nén. Biểu đồ ứng suất cuả bêtông vùng nén có dạng hình chữ nhật.
Ứng suất kéo trong cốt thép đạt đến cường độ chịu kéo tính toán Rs.
Ứng suất nén trong cốt thép đạt đến cường độ chịu nén tính toán Rsc.
 Các công thức cơ bản tính toán dầm

Hình 4. 1. Sơ đồ tính toán cốt thép cho cấu kiện hình chữ nhật.

Khai triển phương trình (4.1) theo biến x ta được phương trình bậc hai như sau
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Giải phương trình bậc hai trên ta được nghiệm

Thực tế ta tính

với

Kiểm tra điều kiện để đảm bảo bêtông bị phá hoại dẻo :

Trong đó
Nếu điều kiện trên được thoả ta tiến hành tính thép cho bài toán cốt đơn

+ Nếu điều kiện trên không thỏa ta tiến hành tính bài toán cốt kép hoặc tăng chiều cao
tiết diện hoặc tăng cấp độ bền cuả bêtông. Các công thức tính toán cốt kép cho dầm
tham khảo lý thuyết chương tính toán sàn.
Ta sử dụng phần mềm Excel để thiết lập các công thức tính toán và chỉ cần nhập số
liệu ban đầu. Kết quả tính toán thép xem trong phụ lục.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép

(
)
Ta xuất nội lực trong Etabs với nội lực dầm tương ứng tại 3 vị trí đầu, giữa và cuối
của dầm bằng cách sử dụng tổ hợp bao (max và min), ta tính thép tại 3 vị trí đó và bố
trí thép cho dầm
4.3. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO TTGH II
4.3.1. Tính toán và kiểm tra độ võng của cấu kiện chịu uốn
Cấu kiện có độ võng quá lớn sẽ làm mất mỹ quan hoặc gây tâm lý sợ hãi nơi người
sử dụng. Theo TCVN 5574:2012, độ võng và chuyển vị của các cấu kiện do tải trọng
tiêu chuẩn gây ra (hệ số độ tin cậy bằng 1) không được quá giới hạn cho phép. Cần
tính võng với tải trọng tiêu chuẩn để phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu.

Các trường hợp vượt tải chỉ là nhất thời, không làm tăng độ võng.
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG 1513735Trang 25