Luận văn thạc sĩ đánh giá các phương án thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép có kết cấu không đều đặn chịu tải trọng động đất

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NHÀ
CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ KẾT CẤU
KHƠNG ĐỀU ĐẶN CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

SVTH: TÔN THẤT TƯỜNG - STSV: 110150178 - LỚP: 15X1B
VÕ NHẬT THIỆN - STSV: 110150164 - LỚP: 15X1B
NGUYỄN ĐÌNH THẢO - STSV: 110150080 - LỚP: 15X1A

GVHD: PGS. TS TRẦN QUANG HƯNG
PGS. TS ĐẶNG CÔNG THUẬT
KS. THÁI VĂN LINH

Đà Nẵng – Năm 2019

1


TÓM TẮT
Tên đề tài: “Đánh giá các phương án thiết kế nhà cao tầng bê tơng cốt thép có
kết cấu khơng đều đặn chịu tải trọng động đất”
Nhóm sinh viên thực hiện:
Tôn Thất Tường
Số thẻ SV: 110150178
Lớp: 15X1B
Võ Nhật Thiện

Số thẻ SV: 110150164
Lớp: 15X1B
Nguyễn Đình Thảo Số thẻ SV: 110150080
Lớp: 15X1A
Nội dung chính của đồ án bao gồm các phần sau:
+ Kiến trúc :
­ Trình bày tổng quan về cơng trình, vị trí xây dựng.
­ Giới thiệu kiến trúc sơ bộ, cơng năng sử dụng của cơng trình.
+ Kết cấu :
­ Phân tích và lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình.
­ Đưa ra các phương án thiết kế.
­ Thiết kế các cấu kiện của từng phương án:
+ Tính tốn và thiết kế sàn tầng điển hình.
+ Tính tốn tải trọng tác dụng lên cơng trình và mơ hình bằng Etabs.
+ Tính tốn và thiết kế dầm, cột, móng, vách.
- So sánh và đánh giá các phương án thiết kế.
- Kết luận và kiến nghị.

2


LỜI CẢM ƠN
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong mọi lĩnh vực, ngành xây dựng
cơ bản nói chung và ngành xây dựng dân dụng nói riêng là một trong những ngành
phát triển mạnh với nhiều thay đổi về kỹ thuật, công nghệ cũng như về chất lượng. Để
đạt được điều đó địi hỏi người cán bộ kỹ thuật ngồi trình độ chun mơn của mình
cịn cần phải có một tư duy sáng tạo, đi sâu nghiên cứu để tận dung hết khả năng của
mình.
Qua 5 năm học tại khoa Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp trường Đại Học
Bách Khoa Đà Nẵng, dưới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cơ giáo cũng như sự nỗ

lực của bản thân, chúng em đã tích lũy cho mình một số kiến thức để có thể tham gia
vào đội ngũ những người làm công tác xây dựng sau này. Để đúc kết những kiến thức
đã học được, nhóm em được giao đề tài đồ án tốt nghiệp là: “ Đánh giá các phương
án thiết kế nhà cao tầng bê tơng cốt thép có kết cấu khơng đều đặn chịu tải trọng
động đất”’’.
Hoàn thành đồ án tốt nghiệp là lần thử thách đầu tiên với cơng việc tính tốn
phức tạp, gặp rất nhiều vướng mắc và khó khăn đặc biệt với đồ án Capstone Project.
Tuy nhiên được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cơ giáo hướng dẫn, các anh em kỹ
sư trong Công ty Cổ phần Kỹ Việt đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, với
kiến thức hạn chế của mình, đồng thời có ít kinh nghiệm trong tính tốn và thời gian
có hạn nên đồ án thể hiện khơng tránh khỏi những sai sót. Chúng em kính mong tiếp
tục được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô và các anh kỹ sư để em hoàn thiện kiến thức hơn
nữa.
Cuối cùng, Chúng em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô trong khoa Xây
Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đặc biệt là các
Thầy Cô đã trực tiếp hướng dẫn em trong đề tài tốt nghiệp này.
Nhóm sinh viên thực hiện
Tơn Thất Tường
Võ Nhật Thiện
Nguyễn Đình Thảo

3


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA: XÂY DỰNG DD&CN

Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CAPSTONE PROJECT
Nhóm sinh viên thực hiện:
1. Võ Nhật Thiện

Lớp: 15X1B

2. Tôn Thất Tường

Lớp: 15X1B

3. Nguyễn Đình Thảo Lớp: 15X1A
Khoa: Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp Ngành: Kỹ thuật cơng trình xây dựng
1. Tên đề tài: “Đánh giá các phương án thiết kế nhà cao tầng bê tơng cốt thép
có kết cấu không đều đặn chịu tải trọng động đất”.
2. Đề tài thuộc diện: Liên kết với Công ty Cổ phần đầu tư và Tư vấn kỹ thuật Kỹ
Việt.
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Bản vẽ kiến trúc cơng trình…. (Nhà Khách Và Nhà Ở Thuộc Bộ Công An Thành
Phố Đà Nẵng)., số liệu địa chất.
4. Họ tên người hướng dẫn:
Họ và tên người
hướng dẫn

Đơn vị

PGS. TS Trần Quang Hưng

Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

PGS. TS Đặng Công Thuật

Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

KS. Thái Văn Linh

Công ty cổ phần đầu tư và tư vấn kỹ thuật Kỹ Việt

5. Ngày giao nhiệm vụ: 03/09/2019
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Trưởng bộ môn
Ngày…….tháng…….năm 2019.
(Ký và ghi rõ họ tên)

Hội đồng hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

4


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU....................................................................................................... 11
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 11
1.1.1 Lí do chọn đề tài ....................................................... Error! Bookmark not defined.
1.1.2 Tổng quan các giải pháp hiện có ............................ Error! Bookmark not defined.
1.2. Tổng quan về cơng trình ............................................................................................... 11
1.2.1 Mặt bằng cơng trình .................................................................................................... 11
1.2.2 Vị trí xây dựng và đặc điểm xây dựng...................................................................... 12
1.2.3 Điều kiện tự nhiên ....................................................................................................... 13

1.3. Phân tích kết cấu và đề xuất giải pháp sơ bộ.............................................................. 14
1.3.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm trong thiết kế cơng trình chịu động đất....................... 14
1.3.2 Các giải pháp kết cấu chính........................................................................................ 14
1.3.3 Đề xuất giải pháp ......................................................................................................... 16
CHƯƠNG 2 : MƠ HÌNH VÀ TÍNH TỐN KẾT CẤU PHƯƠNG ÁN 1 .................. 18
2.1. Tính tốn tải trọng tác dụng lên cơng trình ................................................................ 18
2.1.1 Tĩnh tải .......................................................................................................................... 18
2.1.2 Hoạt tải.......................................................................................................................... 21
2.2. Tổ hợp tải trọng.............................................................................................................. 33
2.2.1 Phương pháp tính tốn ................................................................................................ 33
2.2.2 Các trường hợp tải trọng ............................................................................................. 33
2.2.3 Tổ hợp tải trọng ........................................................................................................... 34
2.3. Mơ hình ........................................................................................................................... 34
2.4. Kiểm tra chuyển vị ngang............................................................................................. 36
2.5. Thiết kế các cấu kiện..................................................................................................... 37
2.5.1 Thiết kế sàn .................................................................................................................. 37
2.5.2 Thiết kế dầm................................................................................................................. 40
2.5.3 Thiết kế cột................................................................................................................... 53
2.5.4 Thiết kế vách ................................................................................................................ 58
2.5.5 Thiết kế móng .............................................................................................................. 64
CHƯƠNG 3 : MƠ HÌNH VÀ TÍNH TỐN KẾT CẤU PHƯƠNG ÁN 2 ................... 86
3.1. Tải trọng tác dụng lên công trình................................................................................. 87
3.1.1 Tải trọng gió động ....................................................................................................... 87
5


3.1.2 Tải trọng động đất ....................................................................................................... 89
3.2. Tổ hợp tải trọng.............................................................................................................. 91
3.3. Mơ hình ........................................................................................................................... 91
3.4. Kiểm tra chuyển vị ngang............................................................................................. 92

3.5. Thiết kế các cấu kiện..................................................................................................... 93
3.5.1 Thiết kế dầm................................................................................................................. 93
3.5.2 Thiết kế cột................................................................................................................. 102
3.5.3 Thiết kế vách .............................................................................................................. 105
3.5.4 Thiết kế móng ............................................................................................................ 106
CHƯƠNG 4 : SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .......................................... 111
4.1. Về mặt kĩ thuật ............................................................................................................. 111
4.1.1 Kiến trúc ..................................................................................................................... 111
4.1.2 Kết cấu ........................................................................................................................ 111
4.2. Về kinh tế...................................................................................................................... 116

6


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

1.1: Mặt bằng cơng trình............................................................................................ 11
1.2: Mặt đứng cơng trình ........................................................................................... 12
1.3: Hệ kết cấu khung-vách cứng............................................................................. 15
2.1: Mặt cắt cấu tạo các lớp sàn ................................................................................ 18
2.3: Mơ hình khơng gian............................................................................................ 35

2.2: Momen do gió tĩnh phương X và Y gây ra...................................................... 35
2.4: Momen do gió động X và Y gây ra .................................................................. 35
2.5: Momen do động đất X và Y gây ra ................................................................. 36
2.6: Chuyển vị do động đất gây ra............................................................................ 36
2.7: Momen do tải cân bằng gây ra theo phương X ............................................... 38
2.8: Momen do tải cân bằng gây ra theo phương Y ............................................... 38
2.9: Biểu đồ lực cắt do lực P=1N gây ra.................................................................. 52
2.10: Biểu đồ lực cắt do ngoại lực gây ra ................................................................ 52
2.11: Tiết diện cột quy ước........................................................................................ 54
2.12: Cách thành phần nội lực vách ......................................................................... 58
2.13: Minh hoạ phương pháp vùng biên chịu momen ........................................... 59
2.14: Chiều dài giả thiết của phần tử........................................................................ 60
2.15: Mặt bằng móng ................................................................................................. 64
2.16: Mặt bằng móng M1 .......................................................................................... 74
2.17: Mặt bằng móng khối quy ước ......................................................................... 76
2.18: Kiểm tra chọc thủng do cột ............................................................................. 78
2.19: Mặt bằng móng M1 .......................................................................................... 79
2.20: Mặt bằng và mơ hình SAFE móng vách thang máy .................................... 81
2.21: Biểu đồ momen của các dãi theo phương X và Y ........................................ 83
3.1: Mơ hình ETABS và mặt bằng vách, lõi cứng phương án 2 .......................... 86
3.2: Momen do tĩnh tải gây ra Hình 3.3: Momen do hoạt tải gây ra ............... 91
3.4: Momen do gió X gây ra Hình 3.5: Momen do gió Y gây ra ................... 91
3.6: Momen do động đất X gây ra Hình 3.7: Momen do động đất Y gây ra . 92
3.8: Chuyển vị ngang do động đất gây ra ................................................................ 92
3.9: Biểu đồ lực cắt do lực P=1N gây ra................................................................ 101
3.10: Biểu đồ lực cắt do ngoại lực gây ra .............................................................. 101
3.11: Chiều dài giả thiết của phần tử...................................................................... 106
3.12: Mặt bằng móng ............................................................................................... 106
3.13: Mặt bằng và mơ hình SAFE móng vách thang máy .................................. 107
3.14: Biểu đồ momen của các dãi theo phương X và Y ...................................... 109

4.1: Mơ hình ETABS và mặt bằng bố trí vách và lõi cứng phương án 1 .......... 111
4.2: Mơ hình ETABS và mặt bằng vách, lõi cứng phương án 2 ........................ 112
4.3: Độ lệch tâm........................................................................................................ 112
4.4: Mode 2 và mode 10 của phương án 1 ........................................................... 113
7


Hình
Hình
Hình
Hình

4.5: Mode 2 và mode 10 của phương án 2 ............................................................ 113
4.6: So sánh tải trọng động đất gây ra bởi phương ngang chính ........................ 115
4.7: So sánh tải trọng động đất gây ra bởi phương ngang chính Y .................... 116
4.8: Chuyển vị ngang theo các phương của hai phương án ................................ 116

8


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Phân công nhiệm vụ các thành viên .................................................................. 16
Bảng 2.1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn........................................................................ 18
Bảng 2.2: Tĩnh tải sàn ........................................................................................................... 19
Bảng 2.3: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1 ............................................................. 20
Bảng 2.4: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1 ............................................................. 20
Bảng 2.5: Tải trọng tường và cửa trên dầm tầng 1............................................................ 20
Bảng 2.6: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1 ............................................................. 21
Bảng 2.7: Tải trọng gió tĩnh X ............................................................................................. 22
Bảng 2.8: Tải trọng gió tĩnh Y ............................................................................................. 23

Bảng 2.9: Thông số tải trọng................................................................................................ 24
Bảng 2.10: Kết quả chu kỳ và tần số dao động theo các phương.................................... 24
Bảng 2.11: Tần số dao động theo phương X ..................................................................... 25
Bảng 2.12: Tần số dao động theo phương Y ..................................................................... 25
Bảng 2.13: Tính tốn gió động theo phương X ................................................................. 26
Bảng 2.14: Tính tốn gió động theo phương Y ................................................................. 26
Bảng 2.15: Kết quả chu kỳ và tần số dao động ................................................................. 28
Bảng 2.16: Phổ phản ứng đàn hồi ....................................................................................... 30
Bảng 2.17: TÍNH ĐỘNG ĐẤT VỚI DẠNG DAO ĐỘNG THỨ NHẤT ..................... 32
Bảng 2.18: Trường hợp tải trọng ......................................................................................... 33
Bảng 2.19: Tổ hợp nội lực dầm B133, tầng 1, trục E ....................................................... 40
Bảng 2.20: Các thông số....................................................................................................... 45
Bảng 2.21: Độ cong cấu kiện ứng với tải trọng tương ứng.............................................. 49
Bảng 2.22: Gía trị các thơng số ........................................................................................... 51
Bảng 2.23: Tổ hợp nội lực cột C19 trục E ......................................................................... 53
Bảng 2.24: Điều kiện quy đổi theo các phương ................................................................ 55
Bảng 2.25: Nội lực cột C19 tầng 4...................................................................................... 57
Bảng 2.26: Nội lực tính tốn vách (tầng hầm 1) .............................................................. 60
Bảng 2.27: Chỉ tiêu cơ lý của đất ........................................................................................ 65
Bảng 2.28: Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên móng................................................... 70
Bảng 2.29: Khoảng cách từ tâm cọc đến trục X ................................................................ 75
Bảng 2.30: Gía trị phản lực đầu cọc.................................................................................... 81
Bảng 2.31: Trọng lượng các lớp đất ................................................................................... 82
Bảng 2.32: Bề rộng dãi Strip................................................................................................ 83
Bảng 2.33: Giá trị momen của các dãi theo phương X và Y ........................................... 83
Bảng 2.34: Chọn thép phương X lớp dưới ......................................................................... 84
Bảng 2.35: Chọn thép phương Y lớp dưới ........................................................................ 85
Bảng 3.1: Kết quả chu kỳ và tần số dao động theo các phương...................................... 87
Bảng 3.2: Tần số dao động theo phương X ....................................................................... 87
9

Bảng 3.3: Tần số dao động theo phương Y ....................................................................... 87
Bảng 3.4: : Tính tốn gió động theo phương X ................................................................. 88
Bảng 3.5: Tính tốn gió động theo phương Y ................................................................... 88
Bảng 3.6: Kết quả chu kỳ và tần số dao động ................................................................... 89
Bảng 3.7: TÍNH ĐỘNG ĐẤT VỚI DẠNG DAO ĐỘNG THỨ NHẤT........................ 90
Bảng 3.8: Tổ hợp nội lực dầm B461,462 trục E................................................................ 93
Bảng 3.9: Tính thép chịu momen âm.................................................................................. 94
Bảng 3.10: Tính thép chịu momen dương.......................................................................... 94
Bảng 3.11: Kiểm tra điều kiện chịu cắt của dầm............................................................... 95
Bảng 3.12: Các thông số....................................................................................................... 97
Bảng 3.13: Độ cong của các cấu kiến ứng với tải trọng tương ứng................................ 98
Bảng 3.14: Độ cong của dầm tại các tiết diện ................................................................. 100
Bảng 3.15: Gía trị các thơng số tính tốn ......................................................................... 101
Bảng 3.16: Tổ hợp tính tốn .............................................................................................. 103
Bảng 3.17: Tính tốn cột .................................................................................................... 104
Bảng 3.18: Các trường hợp tổ hợp tải của cột C19 tầng 4 ............................................. 105
Bảng 3.19: Nội lực tính toán vách (tầng hầm 1) ............................................................ 105
Bảng 3.20: Tổng hợp tải trọng tác dụng lên móng.......................................................... 107
Bảng 3.21: Gía trị phản lực từ đầu cọc............................................................................. 107
Bảng 3.22: Giá trị momen của các dãi theo phương X .................................................. 109
Bảng 3.23: Chọn thép phương X lớp dưới ....................................................................... 109
Bảng 3.24: Chọn thép phương Y lớp dưới ...................................................................... 109
Bảng 4.1: Gía trị lực động đất theo các phương chính của hai phương án .................. 114
Bảng 4.2: Bảng khối lượng bê tông và thép trên trục E của hai phương án ................ 116
Bảng 4.3: Khối lượng tồn cơng trình của hai phương án ............................................. 117

10

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhà cao tầng là một trong những giải pháp kiến trúc hiệu quả để giải quyết vấn đề
không gian sống trong đô thị lớn. Thực tế, nhà cao tầng ở nước ta ngày càng được xây
dựng nhiều về số lượng cũng như quy mơ.
Trong đó, số lượng nhà cao tầng với hình dạng mặt bằng hay mặt đứng có kết cấu
khơng đều đặn cũng ngày càng được thiết kế rộng rãi nhằm đáp ứng các yêu cầu về
kiến trúc, thẩm mỹ và phải phù hợp công năng sử dụng của cơng trình.
Khi tính tốn nhà cao tầng chịu tải trọng ngang thì dao động riêng của nó là một
trong những yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu và khả năng chịu lực của cơng trình. Vì
vậy, việc bố trí các cấu kiện hợp lí sẽ cho hiệu quả cao về khả năng chịu lực cũng như
về kinh tế. Ngoài ra, các yêu cầu khắt khe khi thiết kế kháng chấn cũng khó có thể
thỏa mãn nên gây khó khăn trong q trình tính tốn.
Nhìn chung, khi thiết kế người ta thường dựa vào kinh nghiệm để lựa chọn phương
làm việc chính cho các dạng dao động, trong khi cơng trình khơng đơn thuần làm việc
theo một phương độc lập. Điều này mang tính dự đốn và thiết xác thực. Vì vậy, ta cần
quan tâm một cách chính xác các phương và dao động riêng của cơng trình nhà cao
tầng.
1.2. Tổng quan về cơng trình

wc 10

d

®g 2

sv 5

®n 1 2

SL6

Đ Hò A

p h ò n g n g ñ 1 g i- ê n g

sv 1 1

d

wc 9

®g 2

sv 5

SL6

ln3

đg 1

p h ò n g n g ủ 1 g i- ê n g

®g 1

®g 1

SL6

SL6

sv 1 1

sv 5

p h ß n g n g đ 1 g i- ờ n g
wc 8

d

wc 8

sv 5

ln3

đg 2

d

p h ò n g n g ñ 1 g i- ê n g

đg 2

ln3

đg 1

đg 1

sv 1 1

sv 5

p h ò n g n g đ 1 g i- ê n g

®g 2

d
SL6

wc 7

SL6*

sv 3

sv 6

wc 7

p h ß n g n g ủ 1 g i- ờ n g

SL6

s àn má i b t c t

sv 5

d ®g 2

wc 15
p h ß n g n g ñ 2 g i- ê n g

®g 1

®n 1 0

®n 6

sv 1 1

sv 1 1

sv 1 1

sv 1 1

sv 1 1

sv 1 1

sv 1 1

s ản h t ần g

Đ Hò A

SL6

đg 1

wc 11

SL6

wc 12

đg 2

đg 2

đg 1

đg 1

SL6

wc 12

d

d

SL6

wc 13

đg 2

đg 2

p h ò n g n g ñ 2 g i- ê n g

d

đg 1

p h ò n g n g ủ 2 g i- ê n g

SL6

d

d

SL6

®g 2

wc 14

e x it

d

®g 2

®n 1 3

đg 2

g

đc 1

g
c

đc 2

t

đc 2

Đ Hò A

9
sv
1

8
sv
1

8
sv
1

8
sv
1

8

Đ Hò A

sv
1

ln2

đg 1

c o f f e e t e r r a CE

wc 13

p h ß n g n g đ 2 g i- ê n g

p h ß n g n g ñ 2 g i- ê n g

p h ß n g n g ñ 2 g i- ê n g

sv 1 2

t

đg 1

đg 1

c
c

đn 6

c

h àn h l a n g ia o t h ô n g

đn 3
đc 2

c
sv 4

phụ c v ụ
phò ng

lc 9

đn 7

ln3

đg 2

c

p h ß n g n g đ v ip 1

sv 1 1

SL6

ln3

lc 9

c Çu t h a n g s è 1
( x e m b .v Ï c h i t iÕt )

ln4

1.2.1. Mặt bằng cơng trình

ln1

c Çu t h a n g s è 2
( x e m b .v Ï c h i t iÕt )

Hình 1.1: Mặt bằng cơng trình
11

sv 1 7

sv 1 6

-

Cơng trình có mặt bằng dạng chữ L, thuộc dạng mặt bằng khơng đối xứng.

-

Quy mơ cơng trình: 15 tầng gồm 1 tầng hầm và 14 tầng nổi.
Tổng diện tích sàn: 10.184 m2.

-

Diện tích sử dụng chính: 5.397 m2 /3.068m² diện tích đất.

Hình 1.2: Mặt đứng cơng trình
1.2.2. Vị trí xây dựng và đặc điểm xây dựng
Vị trí xây dựng: 264 Đường Hồ Nghinh, Quận Sơn Trà, TP Đà Nẵng.
Vị trí địa lý:
- Phía Bắc giáp: Đường Nguyễn Cơng Trứ.
-

Phía Nam giáp: Đường Võ Văn Kiệt.

-

Phía Đơng giáp: đường Hồ Nghinh, hướng ra biển Mỹ Khê.

-

Phía Tây giáp: Trường Tiểu học Ngô Mây.

12


Đặc điểm:
Tòa nhà “Nhà khách và nhà ở doanh trại thuộc Công an TP Đà Nẵng” sẽ là
nơi công tác, làm việc của lực lượng ANND – XDLL CATP Đà Nẵng.
Tòa nhà được thiết kế đảm bảo các yêu cầu về Tiêu chuẩn, Quy hoạch xây dựng,
tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh môi trường, PCCC. Đảm bảo giao thông thuận tiện và
riêng biệt cho hai khối sử dụng.
Mặt bằng các tầng được bố trí hợp lý, hiện đại, đảm bảo đáp ứng dây chuyền
công năng sử dụng của một Nhà khách và khách sạn.
1.2.3. Điều kiện tự nhiên
Cơng trình thuộc địa phận Thành phố Đà Nẵng nên có các điều kiện tự nhiên đặc
trưng của nơi đây.
Khí hậu: nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và ít biến động.
-

Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền

Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa khô
từ tháng 1 đến tháng 7 và mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, thỉnh thoảng có
những đợt rét mùa đơng nhưng không đậm và không kéo dài. Từ tháng 2 đến tháng 8
hàng năm, khí hậu tại Đà Nẵng nóng hơn (do hiệu ứng gió phơn ở Lào thổi sang)
nhưng ít mưa và bão. Từ tháng 9 đến tháng 1 hàng năm là mùa mưa, đặc biệt từ tháng
10 đến 12 thường hay có bão đổ bộ khá nguy hiểm. Tháng 1 đến tháng 4, khơng khí ở
Đà Nẵng mát mẻ và đồng thời khơng có bão.
-

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,8°C; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8

trung bình 28 30°C; thấp nhất vào các tháng 12,1,2 trung bình 18-23 °C.
-

Độ ẩm khơng khí trung bình là 83,4%. Cao nhất là vào tháng 10,11, trung bình

từ 85,67% - 87,67%, thường thấp nhất vào các tháng 6 và 7, trung bình từ 76,6777,33%.
-

Lượng mưa trung bình hàng năm là 2504,57 mm; lượng mưa cao nhất vào các

tháng 10, 11, trung bình 550-1000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 2, 3, 4, trung
bình 28–50 mm/tháng. Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ; nhiều nhất là
vào tháng 5,6, trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11,12, trung
bình từ 69 đến 165 giờ/tháng.
Địa hình:
-

Địa hình thành phố Đà Nẵng vừa có đồng bằng vừa có núi, vùng núi cao và d ốc

tập trung ở phía Tây và phía Tây Bắc, từ đây có nhiều dãy núi chạy dài ra biển, một số
đồi thấp xen kẽ vùng đồng bằng ven biển hẹp.
-

Đồng bằng ven biển là vùng đất thấp chịu ảnh hưởng của biển bị nhiễm mặn, là

vùng tập trung nhiều cơ sở nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, quân sự, đất ở và các
khu chức năng của thành phố.
13

-

Địa hình khu đất xây dựng nằm ở khu vực đồng bằng ven biển, nhìn chung là

vùng đất thấp và tương đối bằng phẳng.
Thủy văn:
-

Hệ thống sơng ngịi ngắn và dốc, bắt nguồn từ phía Tây, Tây Bắc tỉnh Quảng

Nam. Có hai sơng chính là sơng Hàn có chiều dài khoảng 204 km, tổng diện tích lưu
vực khoảng 5180 km2 và sông Cu Đê với chiều dài khoảng 38 km, tổng diện tích lưu
vực khoảng 426 km2 .
-

Vùng biển Đà Nẵng có chế độ thủy triều thuộc chế độ bán nhật triều không đều.

Hầu hết các ngày trong tháng đều có hai lần nước lên và hai lần nước xuống, độ lớn
triều tại Đà Nẵng khoảng trên dưới 1m.
1.3. Phân tích kết cấu và đề xuất giải pháp sơ bộ
1.3.1. Các tiêu chuẩn, quy phạm trong thiết kế cơng trình chịu động đất
Theo TCVN 9386 : 2012 – THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT.
❖ Ngun tắc chỉ đạo trong thiết kế cơ sở:
-

Tính đơn giản về kết cấu

-

Tính đều đặn, đối xứng và siêu tĩnh

-

Có độ cứng và độ bền theo cả hai phương

-

Có độ cứng và độ bền chống xoắn

-

Sàn tầng có ứng xử như tấm cứng

-

Có móng thích hợp

Đối với cơng trình đang xét có một vài điểm khó khăn trong thiết kế sau:
-

Mặt bằng khơng đối xứng, hình chữ L

-

Độ cứng theo hai phương khơng đồng đều do bố trí hệ vách, lõi cứng khơng đối

xứng.
-

Với khối chữ L, việc bố trí khe kháng chấn để tách ra thành hai đơn nguyên

khối chữ nhật thì dễ dàng cho tính tốn. Nhưng u cầu về kiến trúc lại khơng cho
phép bố trí khe kháng chấn gây khó khăn trong thiết kế kết cấu.
-

Xuất hiện các vị trí nguy hiểm, dễ tập trung ứng suất.

-

Cơng trình khơng có tính đều đặn nên hệ số ứng xử q rất phức tạp.

Với những đặc điểm trên, việc tính tốn theo tiêu chuẩn sẽ gây khó khăn và khó
chính xác. u cầu cần phải áp dụng hợp lí phương pháp tính động đất bằng phổ dao
động. Bố trí kết cấu hợp lý.
1.3.2. Các giải pháp kết cấu chính
Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng
bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết
14


cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác
phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của cơng trình, cơng năng sử dụng, chiều cao của ngôi
nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió).
Với dạng cơng trình này, ta sử dụng kết cấu khung, vách, lõi kết hợp. Để sự làm
việc của kết cấu được chính xác ta cần bố trí vị trí các vách và lõi cứng hợp lí và có
hiệu quả kinh tế.
Hệ kết cấu khung giằng (khung-vách cứng)

Hình 1.3: Hệ kết cấu khung-vách cứng
Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng) được tạo ra tại khu vực cầu thang

bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường
liên tục nhiều tầng. Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực cịn lại của ngơi nhà.
Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trong trường
hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn. Thường trong hệ thống kết cấu này hệ
thống vách đóng vai trị chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế
để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện tối ưu hoá các
cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc .
Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại cơng trình cao
tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng. Nếu cơng trình
được thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30
tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng.

15


1.3.3. Đề xuất giải pháp
- Phương án 1: Sử dụng hệ kết cấu khung – vách – lõi với các thơng số tiết diện
như bản thiết kế có sẵn.
-

Phương án 2: Sử dụng hệ kết cấu khung – vách – lõi, giảm tiết diện dầm sàn, tại

một số vị trí có thể bỏ cột và thêm vách.
Dự kiến kết quả:
• Việc giảm tiết diện dầm sàn sẽ làm giảm được khối lượng tính tốn, thi cơng dễ
dàng hơn, giảm chi phí vật liệu và rút ngắn thời gian thi cơng.
• Nếu thêm vách ở vị trí hợp lý thì độ cứng của cơng trình được tăng lên mà
khơng ảnh hưởng đến kiến trúc và không gian sử dụng.
So sánh chi tiết hai phương án theo các tiêu chí về kỹ thuật và kinh tế sẽ được làm
rõ ở các phần sau.

Phân công nhiệm vụ các thành viên:
Bảng 1.1: Phân công nhiệm vụ các thành viên
Nội dung công việc

STT

Chịu trách
nhiệm

1. Tổng quan về đề tài
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
1.2. Mục tiêu
Thiện

1.3. Đối tượng và phạm vi
1

1.4. Phương pháp sử dụng
1.5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
2. Tổng quan về cơng trình
2.1. Nhu cầu đầu tư xây dựng
2.2. Các tài liệu và tiêu chuẩn trong thiết kế
2.3. Vị trí, đặc điểm, cơng năng của cơng trình

2

2.4. Điều kiện tự nhiên
2.5. Các giải pháp kiến trúc, kỹ thuật (giao

Thiện

thông, cấp thốt nước, thơng gió, chiếu
sáng…)
3. Phân tích và lựa chọn phương án kết cấu
3.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm trong thiết kế
3

nhà cao tầng chịu tải trọng động đất
3.2. Các giải pháp kết cấu chịu lực chính
16

Tường, Thảo,
Thiện

Ghi chú


3.3. Đề xuất phương án và dự kiến kết quả
4. Mơ hình và tính tốn kết cấu phương án 1,2
4.1. Tính tốn tải trọng
4.1.1. Tĩnh tải
4.1.2. Hoạt tải
4.1.3. Tải trọng gió (gió tĩnh và gió động)

Thảo, Thiện,
Tường

4.1.4. Tải trọng động đất

4

4.2. Mơ hình

Thảo

4.3. Kiểm tra chuyển vị

Thảo

4.4. Thiết kế các cấu kiện
4.4.1. Thiết kế sàn, móng, vách

Tường

4.4.2. Thiết kế dầm, cột

Thiện

17


CHƯƠNG 2 : MƠ HÌNH VÀ TÍNH TỐN KẾT CẤU PHƯƠNG
ÁN 1
2.1. Tính tốn tải trọng tác dụng lên cơng trình
2.1.1. Tĩnh tải
2.1.1.1. Tĩnh tải sàn
Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều do trọng lượng bản thân của các
lớp cấu tạo truyền vào. Căn cứ vào các lớp cấu tạo sàn ở mỗi ô cụ thể, tra bảng tải
trọng tính tốn của các vật liệu thành phần dưới đây để tính.
g tc =  i .i

Ta có cơng thức :

g tt = n.g tc

Trong đó  i ;  i ; n lần lượt là trọng lượng riêng, bề dày, hệ số vượt tải của các lớp
thứ i trên bản sàn.
Hệ số vượt tải lấy: (Theo TCVN 2737-1995 tải trọng và tác động tiêu chuẩn thiết
kế).
Các lớp cấu tạo sàn:

Hình 2.1: Mặt cắt cấu tạo các lớp sàn
Ta tính tốn tải trọng cho từng loại nền.
Đối với nền loại C:
Bảng 2.1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn
Lớp vật liệu

Chiều
dày

Trọng lượng
riêng g

g tc

(mm)

(kN/m3)

(kN/m2 )

18

Hệ số n

gtt
(kN/m2)


Gạch Caremic 300x300
10
22
Vữa XM
15
18
Bản BTCT
130
25
Vữa trát trần B5
15
18
Trần thạch cao
Tải trọng lớp hồn thiện
Tổng tĩnh tải

0.22
0.27
3.25
0.27
0.4

1.1
1.3
1.1
1.3
1.2

0.242
0.351
3.575
0.351
0.480
0.944
5.943

Tính tốn tương tự đối với các nền khác, ta có bảng dưới:
Bảng 2.2: Tĩnh tải sàn
Tĩnh tải sàn
Loại
nền
C
Sc
D
Ct
G
E
SN
M
Đs
SH
SK

Lớp hoàn thiện

Tổng tĩnh tải

(kN/m2)

(kN/m2)

1.424
1.541
1.541
3.661
1.402
2.334
1.521
1.931
1.424
1.304
11.847

4.999
5.116
5.116
7.236
4.977
5.909
5.096
5.231
4.999

4.879
15.422

2.1.1.2. Tĩnh tải tường và cửa trên sàn
Với các ô sàn trên sàn có tường xây nhưng khơng có dầm đỡ ta cần tính thêm trọng
lượng tường quy thành phân bố đều trên ô sàn đó:
g tc =
Trong đó:

g t .St + n c .g c tc .Sc
(1)
S

gt: trọng lượng tính tốn của 1m2 tường
gt = n g.g.g + 2n tr.tr.tr
ng: hệ số độ tin cậy đối với gạch xây
ntr: hệ số độ tin cậy đối với lớp vữa trát
g : Trọng lượng riêng của gạch ống g = 15 kN/m3.
tr : Trọng lượng riêng của lớp vữa trát tr = 18 kN/m3.
g : Chiều dày lớp gạch xây
tr : Chiều dày lớp vữa trát tường
St : Diện tích tường xây trên ơ sàn đó
Sc: Diện tích cửa trên ơ sàn đó
19


S: diện tích của ơ sàn đang xét
gc: trọng lượng riêng tính tốn của 1m2 cửa gc = 21 kN/m3
- Với tường 100: gt10 = 1,1 . 15 . 0,1 + 2 . 1,3 .0,015 .18 = 2,001 (kN/m 2)
- Với tường 200: gt20 = 1,1. 15 .0,2 + 2 . 1,3 .0,015 .18 = 4,002 (kN/m 2)

Tính tốn tải trọng tường và cửa trên sàn cho các tầng.
Ta tính toán cho tầng 1 như sau:
Bảng 2.3: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1

Tầng

1

Ơ sàn

Kích
thước(mxm)

Diện tích tường

Chiều cao
tường Ht

St200

Sc200

St100

Sc100

g tt
tường+cửa

l1 (m)

l2(m)

(m)

(m2)

(m2 )

(m2)

(m2)

(kN/m2)

S0

3.6

7.2

2.9

10.44

0

0

0

1.612

S1

3.6

7.2

3.9

12.87
27.3
7.92
7.48

0
6.825
1.98
1.87

0
12.87
18.04
21.56

0
3.2175
4.51
5.39

1.987
4.023
2.037
2.199

S2
3.6
7.2
3.9
S3
3.6
7.2
2.2
S4
3.6
7.2
2.2
Các tầng cịn lại tính tốn tương tự.

2.1.1.3. Tĩnh tải tường và cửa trên dầm
Ta tính tốn với tầng 1:
- Đối với tường 200:
Bảng 2.4: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1
Tầng

1

-

Tường xây gạch rỗng
200
- Tường và cửa xây trên
1m dài
- Tải tường phân bố có kể
đến 25% diện tích cửa:

Chiều
cao
tường
(m)

Tải trọng tường
trên 1 m2

Tải trọng
tính tốn

(KN/m2)

(kN/m)
13.207

3.3

4.002
9.905

Đối với tường 100:
Bảng 2.5: Tải trọng tường và cửa trên dầm tầng 1

Tầng

Tường xây gạch rỗng
100

- Tường và cửa xây trên
1m dài
1
- Tải tường phân bố có kể
đến 25% diện tích cửa:
Các tầng cịn lại tính tốn tương tự.

Chiều
cao
tường
(m)

Tải trọng tường
trên 1 m2

Tải trọng
tính tốn

(KN/m2)

(kN/m)
6.603

3.3

2.001
4.952

20


2.1.2. Hoạt tải
2.1.2.1. Hoạt tải sàn
Ở đây, tùy thuộc vào công năng của ô sàn, tra TCVN 2737-1995, bảng 3 mục 4.3.1
sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải cho sàn theo Mục 4.3.4.1 hoặc theo Mục 4.3.4.2.
Với các cơng năng: Nhà ở, căn hộ (phịng ngủ, phịng ăn, phòng khách, phòng vệ
sinh, phòng tắm, phòng bida, bếp, phòng giặt), Văn phòng (cơ quan, trường học, bệnh
viện, ngân hàng, phịng thí nghiệm, cơ sở nghiên cứu khoa học), Phịng kỹ thuật
(phòng nồi hơi boiler, phòng động cơ và quạt… kể cả trọng lượng máy); gọi là các
phòng loại 1. Hệ số giảm tải Ψ A1 được xác định :
0,6
ΨA1 = 0,4 +
(A>A1=9m2)
A / A1
Với các công năng của công trình cơng cộng đơng người: Phịng đọc sách thư viện,
Nhà hàng, Gian hàng trung tâm thương mại, triển lãm, Phòng họp, khiêu vũ, phịng
đợi, phịng khán giả, phịng hồ nhạc, khán đài, thể thao; Các phòng làm kho; Các khu
vực Nhà xưởng; Ban cơng, Lơgia; gọi là các phịng loại 2. Hệ số giảm hoạt tải là ψA2
được xác định:
0,5
ΨA2 = 0,5 +
(A>A2=36m2)
A / A2
Hoạt tải Ptt được tính theo công thức P = 

Si Pi ni A
ji

tt

S

Hoạt tải sàn tầng 1 được tính tốn như bảng sau:
Bảng 2.6: Tải trọng tường và cửa trên sàn tầng 1
STT

Loại phòng

1

Hành Lang
Khu vệ sinh
chung WC1
Kho vải

2
3

Diện
ptc
ptt
Hệ số giảm tải
Hoạt tải
Hệ số
tích

n
(m2) (kN/m2)
(kN/m2) Loại 1 Loại 2 Loại 1 Loại 2
3
1.2
3.6
1
3.6
51.84

2

1.2

2.4

0.1

0.24

4.8

1.2

5.76

1

5.76

0.5

1.2

0.6

1

0.6

4

Khu vực phơi
đồ

5

KV giải trí và
106.05
thể dục

5

1.2

6

6

Phịng kỹ thuật

3

1.2

3.6

21

0.1398
1

0.839
3.6


7

Khu vực dịch
vụ (y tế,
175.35
internet, đồ lưu
niệm…)

5

1.2

6

8

Cầu thang

4

1.2

4.8

9

Phòng vệ sinh

2

1.2

2.4

0.1087

0.6525

1

4.8

1

2.4

Các tầng cịn lại tính tốn tương tự.
2.1.2.2. Tải trọng gió
Tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995.
Tải trọng gió gồm hai thành phần: Phần tĩnh và phần động
Gió được chia làm hai trường hợp: gió trái và gió phải.
a. Gió tĩnh
Tải trọng gió trên 1 m2 ở độ cao Z là:
W=W0.k.c
Trong đó:
W0: giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh
hành chính (TCVN 2737-1995), đối với cơng trình thuộc TP Đà Nẵng – thuộc
vùng II-B thì W0 =0,95 kN/m2
k: hệ số kể đến sự thay đổi tải trọng gió theo độ cao
c: hệ số khí động (tra trong bảng 6 TCVN 2737-1995)
c = +0,8 (gió đẩy)
c = -0,6 (gió hút)
- Tải trọng gió tính tốn tác dụng vào dầm biên của cơng trình:
q = n.H.W = n.H.W0.k.c
Trong đó:
n=1,2 :hệ số độ tin cậy
H: là chiều cao trung bình của hai tầng liền kề (đối với tầng mái khơng có
tường, chiều cao vùng đón gió chỉ kể đến lan can 1, 1m)
k: hệ số kế đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (Z) và dạng địa hình
(vùng B).
Thơng số và kết quả tính tốn được cho trong bảng sau:
Bảng 2.7: Tải trọng gió tĩnh X

Tầng

Cao
độ

Hệ số

Gió đẩy
tiêu
chuẩn

Zi

ki

Wid

Gió hút
tiêu
chuẩn

Chiều
cao
tầng

Wih

hi

22

Chiều
cao
vùng
đón
gió
Hi

Gió đẩy
tính
tốn

Gió
hút
tính
tốn

qid

qih


(daN/m2 ) (daN/m2 )

(m)
Mái
Thượng
13
12
11
10

9
8
7
6
5
4
3
2
1
Gió XX

(m)

53.1 1.352 102.782
77.087
3.3
49.8 1.339 101.749
76.312
3.6
46.2 1.317 100.107
75.080
3.6
42.6 1.296
98.466
73.849
3.6
39
1.274
96.824
72.618

3.6
35.4 1.252
95.182
71.387
3.6
31.8 1.231
93.541
70.156
3.6
28.2 1.204
91.489
68.617
3.6
24.6 1.171
89.026
66.770
3.6
21
1.139
86.564
64.923
3.6
17.4 1.104
83.904
62.928
3.9
13.5 1.063
80.803
60.602
4.2

9.3
0.983
74.723
56.042
3.9
5.4
0.890
67.610
50.707
3.9
1.5
0.400
30.400
22.800
1.5
có cùng độ lớn với gió X nhưng trái dấu

(m)

(kN/m)

(kN/m)

0.6
2.9
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6

3.6
3.6
3.75
4.05
4.05
3.9
2.7
0.75

0.740
3.541
4.325
4.254
4.183
4.112
4.041
3.952
3.846
3.895
4.078
3.927
3.497
2.191
0.274

0.555
2.656
3.243
3.190
3.137

3.084
3.031
2.964
2.884
2.922
3.058
2.945
2.623
1.643
0.205

Bảng 2.8: Tải trọng gió tĩnh Y
Tầng

Mái
Thượng
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1

Cao Hệ số Gió đẩy
Gió hút Chiều Chiều Gió đẩy Gió hút
độ
tiêu chuẩn tiêu chuẩn cao
cao tính tốn tính tốn
tầng vùng
đón gió
Zi
(m)

ki

Wid
(daN/m2)

Wih
(daN/m2)

hi
(m)

Hi
(m)

qid
(kN/m)

qih
(kN/m)

53.1
49.8
46.2
42.6
39
35.4
31.8
28.2
24.6
21
17.4
13.5
9.3
5.4
1.5

1.352
1.339
1.317
1.296
1.274
1.252
1.231
1.204
1.171
1.139
1.104
1.063
0.983
0.890

0.400

102.782
101.749
100.107
98.466
96.824
95.182
93.541
91.489
89.026
86.564
83.904
80.803
74.723
67.610
30.400

77.087
76.312
75.080
73.849
72.618
71.387
70.156
68.617
66.770
64.923
62.928
60.602

56.042
50.707
22.800

3.3
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.9
4.2
3.9
3.9
1.5

0.6
2.9
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
3.75

4.05
4.05
3.9
2.7
0.75

0.740
3.541
4.325
4.254
4.183
4.112
4.041
3.952
3.846
3.895
4.078
3.927
3.497
2.191
0.274

0.555
2.656
3.243
3.190
3.137
3.084
3.031
2.964

2.884
2.922
3.058
2.945
2.623
1.643
0.205

23


Gió YY có cùng độ lớn với gió Y nhưng trái dấu.
b. Gió động
❖ Phân tích dạng dao dộng
Cơng trình có cao trình H=53,1 m >40 m nên cần phải xét đến thành phần động.
Trình tự các bước tính tốn xác định thành phần động của tải trọng gió:
1. Khai báo các thông số đầu vào, bao gồm khai báo vật liệu, khai báo tiết diện cho
cấu kiện côt dầm sàn vách, khai báo các loại tải trọng, các trường hợp tải trọng, khai
báo san tuyệt đối cứng...
2. Khai báo khối lượng tham gia dao động.
- Thực hiện khai báo Mass Source với các thông số:
Bảng 2.9: Thông số tải trọng
Load pattern

Multiplier

TT

1/1.1 = 0.909

HT

0.5 / 1.2 = 0.416

3. Thiết lập phân tích phẳng theo từng phương.
Ở đây ta thực hiện phân tích phẳng độc lập theo từng phương, thực hiện tính tốn
gió động theo phương X khóa phương Y, và ngược lại.
Vào menu Analyze/ Analyze Options/ chọn phương cần phân tích là XZ hoặc YZ.
Sau đó thiết lập các dạng dao động, ta xét 12 dạng dao động.
➢ Tiến hành chạy mơ hình và xuất ra các kết quả.
Bảng 2.10: Kết quả chu kỳ và tần số dao động theo các phương
Các mode dao động theo phương X
Mo Period
de
sec
1
1.411

Các mode dao động theo phương Y

UX

UY

RZ

Tần
số

Mo

Perio
UX
d

m
0.6397

m
0

rad
0.0142

Hz
0.709

de
1

sec
1.48

UY

RZ

Tần số

m

0

m
0.6275

rad
0.0345

Hz
0.676

2
3
4

0.34
0.154
0.092

0.1989
0.0661
0.0278

0
0
0

0.006
0.0241
0.0183

2.941
6.494
10.87

2
3
4

0.337
0.149
0.088

0
0
0

0.2078
0.067
0.0291

0.0066
0.0364
0.0464

2.967
6.711
11.364

5

6
7

0.064
0.049
0.04

0.0178
0.0116
0.007

0
0
0

0.001
0.0021
0.0029

15.625
20.408
25

5
6
7

0.062
0.048
0.038

0
0
0

0.0194
0.01
0.0061

0.0066
0.0003
0.0044

16.129
20.833
26.316

8
9
10

0.034
0.03
0.026

0.0091
0.0033
0.0026

0

0
0

0.0003 29.412 8
0.0047 33.333 9
2.33E-06 38.462 10

0.033
0.03
0.026

0
0
0

0.0075
0.0024
0.0003

0.0001
0.0002
0.0008

30.303
33.333
38.462

11
12

0.026
0.023

0.0059
1.31E-05

0
0

0.026
0.023

0
0

0.0003
0

0.0047
0.0005

38.462
43.478

0.01
0.0002

38.462 11
43.478 12

24


Đối với cơng trình bê tơng cốt thép có δ = 0.3, thuộc vùng gió II có tần số dao động
riêng f L = 1.3 .( theo bảng 9 TCVN 2737 – 1995)
Ta nhận thấy theo mỗi phương ta chỉ cần xét đến dạng dao động thứ nhất vì f1 nhỏ
hơn tần số dao động riêng f L , nên ta sẽ tính gió động với một dạng dao động đầu tiên
cho mỗi phương.
❖ Giá trị thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên cơng trình:
Đối với cơng trình có tần số dao dộng riêng cơ bản f 1 < fL thì thành phần dộng
được xác định theo công thức:
𝐖𝐩 = 𝐖 𝐱 𝛏 𝐱 𝛇 𝐱 𝛎
Trong đó:
𝐖: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tại các cao độ tính
tốn, đã tính ở phần trước.
𝛇
: Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z, (lấy theo bảng 8
TCVN2737 : 1995)
𝛎 : Hệ số tương quan không gian áp lực động, được nội suy từ bảng tra trong
phụ lục, phụ thuộc vào các thông số 𝜌 và 𝜒.
𝛏 : Hệ số động lực được xác định bằng đồ thị hình 2 trong TCVN 2737 :
1995, phụ thuộc vào thông số 𝜀 và độ giảm loga của dao động.
𝛆=

√𝛄 𝐱 𝐖𝟎
𝟗𝟒𝟎 𝐱 𝐟𝐢

Trong đó:
𝛄 : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2
𝐟𝐢 : tần số dao động riêng thứ i

𝐖𝟎 = 95 daN/m2 áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo vùng, Đà Nẵng thuộc vùng II-B.
Công trình bằng bê tơng cốt thép có  = 0.3.
Kết quả tính tốn các thơng số như sau:
Theo phương X:
Bảng 2.11: Tần số dao động theo phương X
Dạng dao động

fi

i

i

1

0.709

0.051

1.61

Theo phương Y:
Bảng 2.12: Tần số dao động theo phương Y
Dạng dao động

fi

i

i

1

0.676

0.053

1.63

Giá trị tính tốn thành phần động của tải trọng gió được xác định theo cơng thức:
25