(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư cao cấp dream building

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP DREAM BUILDING

GVHD:LÊ ANH THẮNG
SVTH: VƯƠNG TRUNG TRỰC

SKL005512

Tp. Hồ Chí Minh, 2019


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC..............................................................................8
1.1. Tổng quan về cơng trình.......................................................................................................8
1.2. Đặc điểm khí hậu ở TPHCM:...............................................................................................8
1.2.1. Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có......................................................................... 8
1.2.2. Mùa khơ:....................................................................................................................... 8
1.2.3. Gió:............................................................................................................................... 8
1.3. Kiến trúc và cơng năng:....................................................................................................... 8
1.4. Giải pháp kết cấu:.................................................................................................................9
CHƯƠNG 2. TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG...............................................................................10
2.1. Tĩnh tải............................................................................................................................... 10
2.1.1. Tải các lớp cấu tạo...................................................................................................... 10
2.1.2. Tải tường xây.............................................................................................................. 10
2.2. Hoạt tải............................................................................................................................... 10
2.3. Tải trọng gió.......................................................................................................................12

2.3.1. Tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng gió................................................................ 13
2.3.2. Tính tốn thành phần động của tải trọng gió.............................................................. 14
2.3.3. Xác định tổ hợp tải trọng............................................................................................ 22
2.4. Tải trọng động đất.............................................................................................................. 23
2.4.1. Cơ sở lý thuyết tính tốn.............................................................................................23
2.4.2. Áp dụng lý thuyết vào tính tốn :................................................................................27
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SÀN.......................................................................................................30
3.1. Số liệu tính tốn..................................................................................................................30
3.1.1. Vật liệu........................................................................................................................30
3.1.2. Kích thước sơ bộ.........................................................................................................30
3.1.3. Nội lực sàn theo mơ hình làm việc............................................................................. 32
3.1.4. Kiểm tra độ võng........................................................................................................ 38
3.1.5. Bố trí thép................................................................................................................... 39
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ...............................................................................44
4.1. Tổng quan...........................................................................................................................44
4.2. Phân tích kết cấu................................................................................................................ 44
Trang 1


4.2.1. Nhiệm vụ thiết kế........................................................................................................44
4.2.2. Lựa chọn cầu thang thiết kế........................................................................................44
4.2.3. Lựa chọn kích thước tiết diện..................................................................................... 45
4.3. Tính tốn nội lực................................................................................................................ 46
4.3.1. Sơ đồ tính....................................................................................................................46
4.3.2. Tĩnh tải........................................................................................................................46
4.3.3. Hoạt tải........................................................................................................................47
4.3.4. Tổng hợp tải trọng.......................................................................................................47
4.4. Sơ đồ tính........................................................................................................................... 47
4.5. Nội lực................................................................................................................................48
4.6. Bố trí thép...........................................................................................................................49

4.6.1. Bản thang.................................................................................................................... 49
4.6.2. Dầm chiếu nghỉ...........................................................................................................50
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ KHUNG................................................................................................52
5.1. Nội lực khung 2 trục từ ETABS:........................................................................................52
5.1.1. Nội lực khung trục C:................................................................................................. 52
5.1.2. Nội lực khung trục 2:.................................................................................................. 54
5.2. Tính tốn thiết kế cột:.........................................................................................................55
5.2.1. Tổ hợp nội lực thiết kế cột:.........................................................................................55
5.2.2. Lý thuyết tính tốn thiết kế cột:.................................................................................. 59
5.2.3. Tính tốn thiết kế cột khung:...................................................................................... 61
5.2.4. Cấu tạo cốt thép cột:................................................................................................... 64
5.3. Tính tốn hệ dầm tầng điển hình:.......................................................................................67
5.3.1. Tính tốn thiết kế dầm sàn điển hình:.........................................................................67
5.3.2. Cốt thép trong dầm khi chịu động đất:........................................................................74
5.4. Tính tốn thiết kế vách cứng khung:..................................................................................74
5.4.1. Tổ hợp nội lực:............................................................................................................74
5.4.2. Lý thuyết tính tốn:.....................................................................................................74
5.4.3. Kết quả tính tốn thép vách:....................................................................................... 76
CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ MÓNG KHUNG.................................................................................81
6.1. Số liệu địa chất:..................................................................................................................81
Trang 2


6.1.1. Mặt cắt địa chất:..........................................................................................................81
6.1.2. Các chỉ tiêu cơ lý:....................................................................................................... 83
6.2. Thơng số vật liệu:...............................................................................................................83
6.3. Lựa chọn phương án móng:............................................................................................... 84
6.4. Thiết kế móng cọc khoan nhồi:..........................................................................................84
6.4.1. Chọn chiều sâu chơn móng và chiều dày đài cho cột:................................................84
6.4.2. Chọn loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc:.....................................................................84

6.4.3. Sức chịu tải cọc thiết kế cho cột và cột vách ở góc:...................................................85
6.4.4. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:.................................................. 85
6.4.5. Sức chịu tải cọc ở cột theo cường độ đất nền:............................................................90
6.4.6. Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT:................................................................. 96
6.4.7. Sức chịu tải thiết kế của cọc:.................................................................................... 101
6.4.8. Các móng cần tính tốn và số lượng cọc trong móng:..............................................102
6.5. Tinh tốn thiết kế móng:...................................................................................................103
6.5.1. Tính tốn độ cứng lị xo:...........................................................................................103
6.5.2. Áp dụng lý thuyết vào tính tốn độ cứng lị xo k dưới vách lõi thang:....................104
6.5.3. Tính tốn ảnh hưởng của hệ số nhóm cọc trong một móng:.....................................110
6.5.4. Áp dụng dụng lý thuyết vào tính tốn cho móng M1:..............................................110
6.6. Tính tốn thiết kế móng:.................................................................................................. 112
6.6.1. Tính tốn khối móng quy ước của các móng cọc:.................................................... 112
6.6.2. Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền:....................................................................115
6.7. Kiểm tra điều kiện lún:.....................................................................................................117
6.7.1. Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M1.......................................................... 118
6.7.2. Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M2.......................................................... 118
6.7.3. Kiểm tra độ lún và chọc thủng cho móng M3.......................................................... 119
6.8. Thiết kế thép cho đài móng:.............................................................................................121

Trang 3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các lớp cấu tạo sàn.........................................................................................................10
Bảng 2.2 Hoạt tải...........................................................................................................................11
Bảng 2.3 Gió tĩnh gán vào tâm sàn theo phương X.......................................................................13
Bảng 2.4 Bảng tra hệ số tương quan khơng gian 1 .............................................................................................................. 16
Bảng 2.5 Chu kì dao động riêng của cơng trình............................................................................ 17
Bảng 2.6 Kết quả các mode dao động dùng để tính thành phần động của tải trọng gió...............18

Bảng 2.7 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động............................................... 21
Bảng 2.8 Kết quả tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động............................................... 22
Bảng 2.9 Các loại đất nền..............................................................................................................24
Bảng 2.10 Bảng tra các hệ số theo phương ngang........................................................................ 26
Bảng 2.11 Bảng chu kỳ dao động khi xét đến động đất................................................................27
Bảng 2.12 Bảng tổng hợp phổ phản ứng ứng với từng chu kỳ......................................................29
Bảng 3.1 Sơ bộ tiết diện cột...........................................................................................................31
Bảng 3.2 Chọn sơ bộ kích thước cột............................................................................................. 31
Bảng 3.3 Các loại tải trọng............................................................................................................ 33
Bảng 3.4 Tổng hợp giá trị Moment............................................................................................... 39
Bảng 4.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ, chiếu tới...................................................................................46
Bảng 4.2 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng........................................................................47
Bảng 4.3 Tổng hợp tải trọng tính tốn...........................................................................................47
Bảng 4.4 Tính tốn cốt thép bản thang..........................................................................................50
Bảng 4.5 Tính tốn cốt thép dầm...................................................................................................50
Bảng 5.1 Ví dụ tính tốn thép cột C13 tầng 16............................................................................. 56
Bảng 5.2 Kết quả chọn thép cột C13 tầng 16................................................................................ 58
Bảng 5.3 Điều kiện và ký hiệ tính tốn theo mơ hình phương X và Y..........................................59
Bảng 5.4 Hệ số chuyển đổi m0...................................................................................................... 60
Bảng 5.5 Thống kê kết quả chọn thép cột C1 ứng với cột trục 1 – C (Cột C1)............................ 61
Bảng 5.6 Thống kê kết quả chọn thép cột C7 ứng với cột trục 2 – D (Cột C2)............................ 62
Bảng 5.7 Thống kê kết quả chọn thép cột C9 ứng với cột trục 2 – C (Cột C3)............................ 63
Bảng 5.8 Thống kê kết quả chọn thép cột C13 ứng với cột trục 2 – B (Cột C4).......................... 63
Bảng 5.9 Quy định về cốt dọc cột................................................................................................. 64
Bảng 5.10 Quy định về cốt đai cột................................................................................................ 64
Bảng 5.11 Bảng thống kê cốt thép dầm.........................................................................................68
Bảng 5.12 Bảng thống kê thép vách P1.........................................................................................77
Bảng 5.13 Bảng thống kê thép vách P4.........................................................................................78
Bảng 5.14 Bảng thống kê thép vách P2.........................................................................................79
Bảng 5.15 Bảng thống kê thép vách P3.........................................................................................80

Bảng 6.1 Bảng tính dung trọng đẩy nổi.........................................................................................82
Bảng 6.2 Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất................................................................................ 83
Bảng 6.3 Bảng chiều dày các lớp đất của HK2............................................................................. 83
Trang 4


Bảng 6.4 Bảng thống số vật liệu để thiết kế móng........................................................................84
Bảng 6.5 Bảng tính
cf f i Li ở cột.......................................................................................... 86
Bảng 6.6 Bảng tính

ở vách...................................................................................88

Bảng 6.7 Bảng tính sức chịu tải do ma sát quanh cọc ở cột..........................................................91
Bảng 6.8 Bảng tính sức chịu tải do ma sát quanh cọc ở vách....................................................... 93
Bảng 6.9 Bảng tính sức chịu tải do ma sát của cọc ở cột.............................................................. 97
Bảng 6.10 Bảng tính sức chịu tải do ma sát của cọc ở vách..........................................................99
Bảng 6.11 Tổ hợp nội lực nguy hiểm.......................................................................................... 102
Bảng 6.12 Xác định sơ bộ số lượng cọc trong móng.................................................................. 103
Bảng 6.13 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 50m........................................................104
Bảng 6.14 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 55m........................................................105
Bảng 6.15 Lực lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đầu cọc..........................................................109
Bảng 6.16 Bảng hệ số ảnh hưởng nhóm cọc ứng với các móng................................................. 111
Bảng 6.17 Bảng kiểm tra điều kiện tải trọng tác dụng................................................................111
Bảng 6.18 Kích thước khối móng quy ước của các móng...........................................................114
Bảng 6.19 Bảng kiểm tra nội lực.................................................................................................114
Bảng 6.20 Bảng tính các giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M1........................................116
Bảng 6.21 Bảng tính các giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M2 vs M3............................ 117
Bảng 6.22 Kết quả tính lún cho móng M1.................................................................................. 118
Bảng 6.23 Kết quả tính lún cho móng M2.................................................................................. 119

Bảng 6.24 Kết quả tính lún cho móng M3.................................................................................. 120
Bảng 6.25 Tính tốn bố trí thép cho móng M1........................................................................... 122
Bảng 6.26 Tính tốn bố trí thép cho móng M2........................................................................... 122
Bảng 6.27 Tính tốn bố trí thép cho móng M3........................................................................... 123

Trang 5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Mơ hình tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình trong ETABS..........................12
Hình 2.2 Lưu đồ tính tốn động lực.............................................................................................. 15
Hình 2.3 Xác định hệ số khơng gian .........................................................................................16
Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình.....................................................17
Hình 3.1 Mơ hình sàn sườn trong SAFE.......................................................................................32
Hình 3.2 Tĩnh tải tường xây...........................................................................................................33
Hình 3.3 Tĩnh tải cấu tạo............................................................................................................... 34
Hình 3.4 Hoạt tải 1........................................................................................................................ 35
Hình 3.5 Hoạt tải 2........................................................................................................................ 35
Hình 3.6 Chia dãy Strip theo 2 phương X – A và Y – B................................................................36
Hình 3.7 Biểu đồ Moment theo phương X....................................................................................37
Hình 3.8 Biểu đồ Moment theo phương Y.....................................................................................37
Hình 3.9 Giá trị chuyển vị sàn từ SAFE........................................................................................38
Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang bộ....................................................................................................45
Hình 4.2 Sơ đồ tính........................................................................................................................48
Hình 4.3 Sơ đồ tính của bản thang vế dưới...................................................................................48
Hình 4.4 Biểu đồ Moment (kN.m)................................................................................................ 48
Hình 4.5 Biểu đồ lực cắt (kN/m)................................................................................................... 49
Hình 4.6 Phản lực gối tựa (kN)..................................................................................................... 49
Hình 5.1 Biểu đồ moment dầm cột khung trục C..........................................................................52
Hình 5.2 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục C............................................................................ 53

Hình 5.3 Biểu đồ moment dầm cột khung trục 2...........................................................................54
Hình 5.4 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục 2.............................................................................55
Hình 5.5 Minh họa các ký hiệu......................................................................................................59
Hình 5.6 Quy định cách thức bố trí cốt thép trong cột.................................................................. 66
Hình 5.7 Cấu tạo cốt đai trong cột chịu tải động đất.....................................................................67
Hình 5.8 Một số dạng bố trí cốt đai trong cột................................................................................67
Hình 5.9 Cấu tạo dầm....................................................................................................................74
Hình 5.10 Mặt cắt và mặt đứng của vách......................................................................................75
Hình 6.1 Mặt cắt địa chất...............................................................................................................81
Hình 6.2 Khai báo độ cứng K1....................................................................................................107
Hình 6.3 Khai báo độ cứng K2....................................................................................................108
Hình 6.4 Mơ hình đài móng và gán độ cứng lị xo......................................................................109
Hình 6.5 Hiển thị lực tác dụng lên đầu cọc với 21 tổ hợp nội lực...............................................109
Hình 6.6 Bố trí cọc trong đài móng M1...................................................................................... 112
Hình 6.7 Bố trí cọc trong đài móng M2...................................................................................... 112
Hình 6.8 Bố trí cọc trong đài móng M3...................................................................................... 113
Hình 6.9 Hình dạng khối móng quy ước.....................................................................................114
Hình 6.10 Kiểm tra chọc thủng đài 2 cọc....................................................................................118
Trang 6


Hình 6.11 Kiểm tra chọc thủng đài 4 cọc....................................................................................119
Hình 6.12 Kiểm tra chọc thủng đài 12 cọc..................................................................................121

Trang 7


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC
1.1. Tổng quan về cơng trình.
Tên cơng trình : Dream Building

Cơng trình được xây dựng ở khu vực quận 5, Tp Hồ Chí Minh.
Chức năng sử dụng của cơng trình là căn hộ cho th hoặc bán.
Cơng trình có tổng cộng 20 tầng: 1 tầng hầm, 1 trệt, 1 tầng lửng, 16 tầng điển
hình và 1 tầng thượng.
Tổng chiều cao của cơng trình là 65 m. Kích thước mặt bẳng sử dụng 31 m × 33
m, cơng trình được xây dựng trên khu vực địa chất đất nền tương đối tốt.
1.2. Đặc điểm khí hậu ở TPHCM:
Đặc điểm khí hậu ở thành phố HCM được chia thành hai mùa rõ rệt.
1.2.1. Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có
-

0

Nhiệt độ trung bình: 25 C.
0
Nhiệt độ thấp nhất: 20 C.
0
Nhiệt độ cao nhất: 36 C.
Lượng mưa trung bình: 274.4mm (tháng 4).
Lượng mưa cao nhất: 638mm (tháng 5).
Lượng mưa thấp nhất: 31mm (tháng 11).
Độ ẩm tương đối trung bình: 48.5%
Độ ẩm tương đối cao nhất: 79%
Độ ẩm tương đối cao nhất: 100%
Lượng bốc hơi trung bình: 28mm/ngày đêm.

1.2.2. Mùa khơ:
-

0

Nhiệt độ trung bình: 27 C.
0
Nhiệt độ cao nhất: 40 C.

1.2.3. Gió:
Gió Đơng Nam: chiếm 30% - 40%
Gió Đơng: chiếm 20% - 30%
Gió Tây Nam: chiếm 66%.
Hương gió Tây Nam và Đơng Nam có vận tốc trung bình: 2.15m/s
Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngồi ra cịn có gió Đơng
Bắc thổi nhẹ.
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão.
1.3. Kiến trúc và cơng năng:
Bãi đỗ xe được bố trí dưới tầng hầm cơng trình.

Trang 8


Tầng trệt với chiều cao tầng 2.9m, tầng lửng 2.6m, tầng 1 đến tầng thượng có
cao độ bằng nhau 3.5m giành cho các hoạt động thương mại dịch vụ, văn phịng và
các cơng năng phục vụ tiện ích đi kèm. Các tầng cịn lại sử dụng làm căn hộ.
Ngồi việc tổ chức dây chuyền công năng hợp lý, chúng ta cũng khơng qn việc
tổ chức hình khối kiến trúc cho cơng trình với hình khối mạnh mẽ và hài hịa trên khối
đế chắc chắn.
1.4. Giải pháp kết cấu:
Các giải pháp 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 cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Do đó lựa chọn hệ kết cấu hợp lý cho một cơng
trình cụ thể sẽ hạ giá thành xây dựng cơng trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ

bền của cơng trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh cơng trình. Việc lựa chọn kết cấu dạng
này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của cơng trình, cơng năng sử dụng,
chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió).
Kết cấu của cơng trình là hệ kết cấu khung – vách lõi cứng với hệ cột, vách được
bố trí xung quanh nhà với bước nhịp lớn nhất là 9m theo phương ngang và 10m theo
phương dọc, hệ lõi bao gồm 3 lõi cứng (thang máy) được kết hợp làm giao thơng theo
phương đứng, lối thốt hiểm, khu vệ sinh và hộp kỹ thuật.

Trang 9


CHƯƠNG 2. TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
2.1. Tĩnh tải
2.1.1. Tải các lớp cấu tạo.
Bảng 2.1 Các lớp cấu tạo sàn.

2.1.2. Tải tường xây.
- Công thức: g t

+

+

2.2. Hoạt tải.
Tra hoạt tải theo TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động.
Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể khơng có trong một giai đoạn nào đó của
q trình xây dụng và sử dụng.
Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại:
+
Tạm thời dài hạn

+
Tạm thời ngắn hạn


Trang 10


Bảng 2.2 Hoạt tải

STT

1
2
3
4
5
6
7
8
9


Trang 11


2.3. Tải trọng gió.

Hình 2.1 Mơ hình tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình trong ETABS.
Tính tốn thành phần tải trọng gió (theo mục số 2 TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác
động)

Tải trọng gió gồm 2 thành phần: Thành phần tĩnh và thành phần động. Tĩnh toán
thành phần gió tĩnh theo mục 6 TCVN 2737:1995.
Các nhà nhiều tầng cao hơn 40m thì khi tính tốn phải kể đến thành phần động
của tải trọng gió theo mục 1.2 TCXD 229:1999. Thành phần động của tải trọng gió là lực
do xung của vận tốc gió và lực qn tính của cơng trình gây ra. Tính tốn giá trị của lực
này dựa trên thành phần tĩnh tải của tải trọng gió nhân với các hệ số ảnh hưởng của xung
vận tốc gió và lực qn trính của cơng trình.
Trong đồ án này cơng trình có chiều cao 65m > 40m so với mặt đất có cốt cao độ
+0.00m do đó phải tính tốn thêm thành phần động của tải trọng gió.

Trang 12


2.3.1. Tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng gió.
a. Cơ sở lý thuyết.
-

Giá trị tính tốn thành phần tĩnh

của tải trọng gió Wj = W0 k (zj) c
Trong đó:
là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn được xác định từ vận tốc gió đã được xử lý trên

cơ sở số liệu quan trắc vận tốc gió ở độ cao 10m so với mốc chuẩn, giá trị áp lực
gió xác định theo bảng 4 ứng với từng phân vùng áp lực gió quy định trong phụ
lục E TCVN 2737 – 1995.
+ k
là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao tra the
(zj)
2737 – 1995.

+
c
+
là hệ số khí động: Phía đón gió đẩy 0.8. Phía đón gió hút 0.6.
Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió là 1.2.
b. Áp dụng tính tốn.
-

Cơng trình xây dựng tại Quận 5, TP. Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A và địa hình

A. Tra bảng TCVN 2737 – 1995 được: W0 = 0.83

(kG / m )
2

Kết quả tính tốn gió tĩnh quy về lực tập trung tác dụng tại tâm sàn mỗi tầng theo
2 phương như bảng dưới đây.
Bảng 2.3 Gió tĩnh gán vào tâm sàn theo phương X.

Story

Sân thượng
Tầng 16
Tầng 15
Tầng 14
Tầng 13
Tầng 12


Trang 13

Story

Tầng 11
Tầng 10
Tầng 9
Tầng 8
Tầng 7
Tầng 6
Tầng 5
Tầng 4
Tầng 3
Tầng 2
Tầng 1
Lửng

2.3.2. Tính tốn thành phần động của tải trọng gió.
Cơng trình có độ cao 65.0m > 40m nên cần phải tính thành phần động của tải gió.
Tính tốn thành phần động của tải trọng gió xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN
229 – 1999.
Thảnh phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với
phương tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng gió. Trong tiêu chuẩn chỉ kể đến thành
phần gió dọc theo phương X và phương Y bỏ qua thành phần gió ngang và moment xoắn.
Xác định thành phần gió động theo tiêu chuẩn TCVN 229 – 1999 theo các bước:
Bước 1: Thiết lập lưu đồ tính tốn động lực.
Bước 2: Xác định tần số và dạng dao động theo phương X và phương Y.


Trang 14

Bước 3: Tính tốn thành phần động theo phương X và phương Y.
Theo tiêu chuẩn thì sơ đồ tính tốn động lực là hệ thanh consol có hữu hạn điểm
tập trung khối lượng phục lục A của tiêu chuẩn.

Hình 2.2 Lưu đồ tính tốn động lực.
-

Trong đó:

: Áp lực có đơ

+ W
p ( ji)

Mj : Khối lượng tập trung của cơng trình thứ j.

+
+

i

: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, phụ thuộc vào thông số

i

và độ

giảm lơga của dao động. (Dựa vào đồ thị hình 2: Đồ thị xác định hệ số động lực

TCVN 229 – 1999).
+
i : Hệ số được xác định bằng cách chia cơng trình thành n phần.
+
y ji : Là dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần thứ j ứng với dạng dao
động

riêng thứ i, không thứ nguyên.
+
: Hệ số độ tin cạy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2.
+ W0
+

fi : Tần số dao động riêng thứ i.

+
thứ j

WFj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió, tác động lên phần

của cơng trình ứng với dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung
vận tốc gió.


Trang 15


+
Wj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần
thứ j của

cơng trình.
+
Sj : Diện tích phần đón gió thứ j của cơng trình.
+
: Hệ số tương quan khơng gian áp lực động của tải trọng gió. Đối với dao
động
thứ nhất 1 phụ thuộc vào kích thước mặt đón gió.
+
Đối với phương L, =H
X: =
D, =H
+
Đối với phương
(Tra bảng 4: Hệ số tương quan không gian
.
Y: =
khác i =
+ Với các dạng dao động
1
TCVN 229 – 1999).

Hình 2.3 Xác định hệ số khơng gian

.

Bảng 2.4 Bảng tra hệ số tương quan không gian

1

.

(m)
0.1
5
10
20
40
80
160
-

Sơ đồ tính tốn là hệ thanh cơng xơn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng.

1


Chia cơng trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề
mặt cơng trình có thể coi như khơng đổi.
Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn.

-

Trang 16
Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng các lớp
sàn (phân bố đều trên sàn), hoạt tải (phân bố đều trên sàn).

Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình.
-

Với vùng áp lực gió II và hệ số = 0.3 đối với cơng trình nhà cao tầng kết cấu bê-tông cốt

thép, ta tra được f L =1.3Hz .

-

-

Việc xác định tần số và dạng dao động động riêng của sơ đồ tính tốn trên bằng phương
pháp giả tích khá là phức tạp và khơng thể xác định được nếu cơng trình có độ cứng thay
đổi theo chiều cao. Do đó trong đồ án phân tích bài tốn dao động bằng sự hỗ trợ của
phần mềm chun dụng thiết ké nhà cao tầng ETABS.
Mơ hình sơ đồ kết cấu cơng trình trong phần mềm ETABS và phân tích dao động.
Dựa vào kết quả tính tốn của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động
riêng của cơng trình ứng với các dao động riêng như bảng dưới đây:
Bảng 2.5 Chu kì dao động riêng của cơng trình.
Mode

Period

1

2.506

2

2.212

3

1.943

4

0.756

5

0.668

Trang 17


Mode

Period
6

0.607

7

0.371

8

0.331

9

0.307

10

0.223

11

0.200

12

0.185

Bảng 2.6 Kết quả các mode dao động dùng để tính thành phần động của tải trọng gió.
Mode
1
2
3
4
5
6
7

Trang 18