Đồ án Thiết kế chung cư cao tầng Trường Thọ

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Lựa chọn vật liệu dùng cho công trình Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao trọng lượng nhỏ và khả năng chống cháy tốt. Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính. Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão). Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình. Vật liệu có giá thành hợp lí. Bởi các điệu kiện trên nên tại Việt Nam hay các nước khác thí vật liệu BTCT hoặc thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. Hiện nay ở nước ta, nguồn cung cấp các loại vật liệu trên rất phong phú: Bê tông được cung cấp dưới dạng trộn sẵn tại các trạm trộn của hãng Uni – Eastern, Soam, LePhan, Supermix, Trà My, RDC, Holcim,… cột thép được cung ứng bởi các công ty liên doanh giữa ta với Nhật Bản: Vinacoel… Bên cạnh đó kho thép của nước ta luôn dồi dào, đảm bảo sự không thiếu hụt cho loại vật liệu trọng yếu này. Sơ lược yêu cầu hình dạng công trình Theo phương ngang Nhà cao tầng có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn các mô hình có tính chất đối xứng cao. Trong các trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản. Các bộ phận kết cấu chịu lực chính của nhà cao tầng như vách, lõi, khung cần được bố trí đối xứng. Trong trường hợp các kết cấu này ta bố trí đối xứng để khung nhà làm việc ổn định hơn. Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng rành mạch và truyền tải một cách mau chóng nhất tới móng công trình. Tránh dùng các sơ đồ có kết cấu có các cánh mỏng và kết cấu dạng consol theo phương ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất và gió bão. Hệ thống chịu lực ngang của công trình cần được bố trí theo cả hai phương. Các vách cứng (lõi cứng) cần phải nằm trong giới hạn để có thể xem kết cấu sàn không bị biến dạng trong mặt phẳng của nó khi chịu tải trọng ngang. Cụ thể, đối với kết cấu BTCT toàn khối khoảng cách giữa các vách cứng Lv phải thỏa mãn điều kiện: Lv5B (B là bề rộng của nhà) và Lv 60m. Đối với kết cấu khung BTCT, độ cứng của kết cấu dầm tại các nhịp khác nhau cần được thiết kế sao cho gần bằng nhau, tránh trường hợp nhịp này quá cứng so với nhịp khác, điều kiện gây tập trung ứng lực tại các nhịp ngắn, làm cho kết cấu ở các nhịp này bị phá hoại quá sớm. Theo phương đứng Độ cứng của kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải được thiết kế đều hoặc thay đổi đều giảm dần lên phía trên. Cần tránh sự thay đổi đột ngột độ cứng của hệ kết cấu (như làm việc thông tầng, giảm cột hoặc thiết kế dạng cột hẫng chân cũng như thiết kế dạng sàn dật cấp). Độ cứng của kết cấu tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới kệ nó. Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không được quá 50%. Trong các trường hợp đặc biệt nói trên người thiết kế cần có các biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu. Cấu tạo các bộ phận liên kết Kết cấu nhà cao tầng phải có bậc siêu tĩnh cao để trong trường hợp bị hư hại do các tác động đặc biệt nó không bị biến thành các hệ biến hình. Các bộ phận kết cấu làm sao để khi bị phá hoại do các trường hợp tải trọng thì các kết cấu nằm ngang sàn, dầm bị phá hoại trước so với kết cấu thẳng đứng: cột, vách cứng. Các dầm cần được cấu tạo sao cho sự phá hoại do lực uốn xảy ra trước sự phá hoại do lực cắt. Tính toán kết cấu nhà cao tầng Sơ đồ tính 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 tống quát hóa. Đồng thời số lượng tính toán số học không còn ngần ngại nữa. Các phương pháp mới có thể dùng sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể nói 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 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. Tải trọng tính toán - Kết cấu nhà cao tầng thông thường được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây: Tải trọng thẳng đứng (thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn). Tải trọng gió (gió tĩnh và nếu có cả gió động). Tải trọng động của động đất (cho các công trình xây dựng trong vùng có động đất). - Ngoài ra, khi có yêu cầu, kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải được tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau: Do ảnh hưởng của dự thay đổi nhiệt độ. Do ảnh hưởng của từ biến. Do sinh ra trong quá trình thi công. Do áp lực của nước ngầm và đất. Khả năng chịu lực của kết cấu cần được kiểm tra theo từng tổ hợp tải trọng, được quy định theo các tiêu chuẩn hiện hành. Tính toán hệ kết cấu Hệ kết cấu nhà cao tầng cần thiết được tính toán cả về lĩnh vực, ổn định và động lực. Các bộ phận kết cấu được tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1). Trong trường hợp đặc biệt do yêu cầu sự dụng thì mới theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH 2). Khác với nhà thấp tầng trong thiết kế nhà cao tầng thì việc kiểm tra ổn định tổng thể công trình đóng vai trò hết sức quan trọng. Các điều kiện cần kiểm tra gồm: Kiểm tra ổn định tổng thể. Kiểm tra độ cứng tổng thể. Phương pháp và công cụ xác định nội lực Hiện nay trên thế giới có ba trường phái để tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện theo ba mô hình sau: Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh. Khi giải quyết theo mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn. Đó chính là giới hạn của mô hình này. Tuy nhiên, mô hình chính là cha đẻ của các phương pháp tính toán hiện nay. 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 mô 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 phân mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài toán kết cấu như STAAD, Feap, Etabs, FBTW, SAP… Mô hình Rời rạc – Liên tục: Từng hệ chịu lực được xem là rời rạc, nhưng các hệ rời rạc này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt (lỗ cửa, mạch lắp ghép…) xem là phân bố liên tục theo chiều cao. Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân. Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực. Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH): Trong phương pháp phần tử hữu hạn vật thể thực hiện liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phân tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn, chúng được nối với nhau bằng một số điểm quy định được gọi là nút. Các vật thể này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục trong phạm vi của mỗi phần tử, nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn các quan hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi). Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và mô tả dưới dạng ma trận độ cứng (hoặc ma trân độ mềm) của phần tử. Các ma trận này dùng để ghép các phần tử lại thành một mô hình rới rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của cả kết cấu. Các tác động ngoài gây nội lực và chuyển vị trí kết cấu được quy đổi về các thành các ứng lực tại các nút và được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương. Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị nút (hoặc nội lực) tại các điểm nút được xây dựng trong ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút). Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vị nút được liên hệ với nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tùy theo ứng xử thật của kết cấu. Sau khi giải hệ phương trình tìm được các ẩn số, người ta có thể tiếp tục xác định được trong trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học. Sau đây là thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH. Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù hợp với hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán. Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút, ma trận chuyển vị nút …) theo trục tọa độ riêng của phần tử. Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung của cả kết cấu. Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của nó. Giải hệ phương trình để xác định ma trận chuẩn bị nút cả kết cấu. Từ chuyển vị nút tìm được, xác định nội lực cho từng phần tử. Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu. Thuật toán tổng quát trên được sử dụng cho hầu hết các bài toán phân tích kết cấu, phân tích tĩnh, phân tích động và tính toán ổn định kết cấu. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của máy tính, ta có rất nhiều chương trình tính toán khác nhau. Trong nội dung của luận án tốt nghiệp này em chọn mô hình thứ hai (Mô hình rời rạc) với sự trợ giúp của phần mềm SAP2000 và ETABS 8.5.0 để xác định nội lực của hệ kết cấu. Các giá thiết khi tính toán nhà nhiều tầng được sử dụng trong SAP2000 và ETABS 9.0.4 Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó và liên kết khớp với các phần tử khung hay vách cứng ở cao trình sàn. Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần từ. Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên. Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau. Các cột (vách cứng) đều được ngàm ở chân cột (chân vách cứng). Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào công trình dưới dạng lực phân bố trên sàn và từ đó chuyển sang vách. Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể. Quan niệm của phần mềm cho từng cấu kiện làm việc đúng với giả thuyết Khi sừ dụng các phần mềm PTHH, SAP2000, ETABS. Cần chú ý đến quan niệm từng cấu kiện của phần mềm để cấu kiện làm việc đúng với quan niệm thực khi đưa vào mô hình. Quan niệm thanh: khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phương còn lại. Quan niệm tấm, bản, vách: khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so với phương còn lại. Quan niệm solid: khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thước so với các phân tử khác. Quan niệm điểm: khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thước rất bé. Khi ta chia càng mịn các cấu kiện thì kết quả sẽ càng chính xác. Do phần tử hữu hạn truyền lực nhau qua các điểm liện kết của các phần tử với nhau. Nếu ta chia các cấu kiện ra nhưng không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có 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 các cả hệ kết cấu sẽ thay đổi. Trình tự giải quyết bài toán bằng phần mềm SAP2000 và ETABS 9.0.4 Dựng mô hình không gian cho kết cấu. Xác định tất cả các nhóm đặc trưng vật liệu, kích thước hình học của các cấu kiện. Xác định tải trọng tác dụng: Tải ngang: Chuyển thành lực phân bố trên mét vuông đặt ở các cao trình mỗi sàn. Tải đứng: Tất cả các tĩnh tải, hoạt tải sàn được đặt lên các sàn. Đối với các tải khung có dạng lực tập trung cần chuyển đổi về các cặp moment và lực tập trung tại các nút có liên quan. Quy tắc tải trọng từ hồ nước, cầu thang bộ, thang máy về lực tập trung lên dầm và cột. Chạy chương trình SAP2000 và ETABS 9.0.4. So sánh và xuất kết quả. Tính thép bằng phần mềm EXCEL do em tự lập. Giải bằng tay vài phần tử để so sánh và rút ra kết quả hợp lí nhất. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình Hệ kết cấu sàn Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lí là điều rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình. Ta xét các phương án sàn sau: 1.1. Hệ sàn sườn Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm: Tính toán và thi công đơn giản, bảo đảm khả năng chịu lực ổn định. Được sử dụng phổ biến ở nước ta với trình độ thi công lành nghề, các phương tiện thị công phong phú. Chi phí thi công phải vừa, không quá đắt. - Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vựơt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn, gây khó khăn đối với các công trình xây dựng trong khu vực hạn chế chiều cao. (Sẽ chỉ xây dựng được ít tầng hơn). 1.2. Hệ sàn ô cờ Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m. - Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, cấu lạc bộ… - Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng. 1.3. Sàn không dầm (không có mũ cột) Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột. - Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình. Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước… Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha và cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản.Việc lấp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản. - Nhược điểm: Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng cứng do cột chịu. Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn. Khi cần vượt nhịp lớn phải tăng chiều dày bản sàn lớn dẫn đến bao phí vật tư. Công nghệ thi công tương đối mới dẫn đến giá thành cao, bên cạnh đó là các phương pháp kiểm tra phức tạp. 1.4. Sàn không dầm ứng lực trước - Ưu điểm: Ngoài các đặt điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm: Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng đứng truyền xuống móng. Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường. Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tải trọng gây ra, khiến cho tiết kiệm được cốt thép. Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau: Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên, với xu thế hiện đại hóa hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu. Giá thành thiết bị còn cao, các thiết bị còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được . 1.5. Kết luận Qua phân tích các đặt điểm trên, xem xét các đặt điểm về kết cấu của công trình: nhịp cột của công trình không quá lớn, công trình không nằm trong khu vực hạn chế về chiều cao, cân nhắc về yếu tố kinh tế đồng thời để đơn giản cho việc thi công nên ta chọn phương án sàn sườn sử dụng cho công trình. Hệ kết cấu chịu lực chính - Nếu căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau: Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống. Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp. Các hệ kết cấu đặt biệt: Hệ kết cấu có tấm cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép. Thông qua bản vẽ kiến trúc, sau khi xem sét cụ thể em đề xuất hai phương án kết cấu chịu lực khả thi nhất và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là kết cấu khung BTCT chịu lực và kết cấu khung lõi BTCT hỗn hợp. Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình. Kết cấu khung chịu lực: Ưu điểm: Có khả năng chịu lực cao. Dễ thiết kế , dễ thi công, không đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao. Thích hợp với trình độ thi công tại việt nam. Giá thành công trình tương đối rẻ. Rất thích hợp cho những công trình có độ cao dưới 40m, ít chịu ảnh hưởng của gió động, đặc biệt là bão. Được sử dụng rộng rãi. Nhược điểm: Độ cứng không gian của công trình không cao bằng kết cấu lõi do đó với những công trình cao trên 40 m chịu ảnh hưởng nhiều của áp lực gió đặc biệt là gió động thì công trình bị giao động mạnh, nội lực kết cấu lớn, nếu thiết kế không đảm bảo rất dễ gây hư hỏng công trình. Kết cấu khung lõi hỗn hợp: Ưu điểm: Có khả năng chịu lực cao. Độ cứng không gian cao hơn kết cấu khung thuần túy. Có khả năng áp dụng cho những công trình cao trên 40m. Được áp dụng khá phổ biến hiện nay. Nhược điểm: Trình độ thiết kế và thi công đòi hỏi cao hơn so với kết cấu khung. Cần phải thiết kế một hệ móng riêng nằm dưới lõi. Giá thành công trình tăng lên đáng kể. Nhận xét và kết luận: Thông thường lõi cứng được thiết kế tại tâm của công trình, người ta có thể tân dụng không gian bên trong của lõi cứng để làm buồng của thang máy. Chính vì lõi cứng nắm tại tâm của công trình do đó đối với những công trình ít chịu tác động của tải trọng gió (gió động) thì lõi cứng làm việc không hết khả năng gây lãng phí. Tóm lại: Lựa chọn phương án kết cấu khung BTCT thuần túy để áp dụng cho công trình Chung Cư Cao Tầng Trường Thọ là phương án tối ưu nhất. Sơ bộ lựa chọn tiết diện các cấu kiện chính Chọn sơ bộ tiết diện cột - Chọn sơ bộ tiết diện theo công thức Fc = kN /Rn => Tiết diện sơ bộ cột C1 (số lượng: 9 cột) Tầng hầm -1 - 2 : 500 x 700 (mm) Tầng 3 - 4 : 500 x 600 (mm) Tầng 5 - 6 : 400 x 500 (mm) Tầng 7 - 8 : 300 x 400 (mm) Tầng 9 - 10 : 300 x 300 (mm) => Tiết diện sơ bộ cột C2 (số lượng: 4 cột) Tầng hầm -1 : 700 x 800 (mm) Tầng 2 - 3 - 4 : 600 x 700 (mm) Tầng 5 - 6 : 500 x 600 (mm) Tầng 7 - 8 : 400 x 500 (mm) Tầng 9 - 10 : 300 x 400 (mm) Từ các kích thước chọn sơ bộ, ta đưa vào mô hình công trình, chạy Sap2000 nhiều lần, điều chỉnh lải các kích thước cột theo yêu cầu độ cứng công trình và hàm lượng thép sơ bộ trong cột để quyết định chọn kích thước cột hợp lý. Chọn sơ bộ tiết diện sàn - Do kích thước của các ô sàn chênh lệch nhau không lớn lắm nên lấy một ô sàn lớn nhất để tính chọn chiều dày cho toàn bộ sàn. Như vậy ta chọn ô sàn có kích thước: (4.3x6.5)m - Chiều dày sàn được chọn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, có thể sơ bộ xác định chiều dày sàn theo công thức sơ bộ sau: hs =  : l1 Trong đó: + l1 = là chiều dài cạnh ngắn của ô sàn hs = : x 430 = (9.55 : 10.75) cm Sơ bộ chọn bề dày cho toàn sàn là hs = 10 cm Với chiều dày chọn sơ bộ trên đảm bảo cho sàn đáp ứng được các yêu cầu về công năng, cấu tạo, truyền lực và cả chống cháy trong công trình cao tầng. Chọn sơ bộ tiết diện dầm - Chiều rộng tối thiểu của dầm không chọn nhỏ hơn 200mm và tối đa không hơn chiều rộng cột cộng với 1,5 lần chiều cao tiết diện. Chiều cao tối thiểu tiết diện không nhỏ hơn 300mm. Tỉ số chiều cao và chiều rộng tiết diện không lớn hơn 3 lần. Dùng hệ dầm với kích thước các dầm như sau: + Dầm chính: Dầm chính 2 phương dọc, ngang có nhịp gần bằng nhau là 8.0m và 8.9m nên ta dùng chung 1 tiết diện cho cả 2 phương. => hd = : x890 = 63:89 (cm) Chọn hd = 60cm bdầm = (0,25:0,5)hd Chọn bd = 30 cm Dầm chính 2 phương dọc, ngang có nhịp gần bằng nhau lài 5.0m và 5.6m nên ta dùng chung 1 tiết diện cho cà 2 phương. => hd = :x560 = 40:56 (cm) Chọn hd = 50 cm bdầm = (0,25:0,5)hd Chọn bd = 30 cm + Hệ dầm phụ chia nhỏ ô sàn: Sơ bộ chọn hd = 40 cm bdầm = (0.25:0.5)hd Chọn bd = 20 cm Console và hệ dầm môi lấy tiết diện 20x30cm và 20x40cm. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện phụ - Chọn cầu thang dạng bản có chiều dày 12cm, dầm thang (nếu có) 2030cm. - Chọn hồ nước có chiều dày bản nắp 8cm, bản thành là 12cm, bản đáy là 15cm. Dầm nắp 2040cm và 2030cm, dầm đáy 2040cm và 3070cm Ghi chú: Các tiết diện dầm bố trí sơ bộ trong hình vẽ chỉ căn cứ vào nhịp của dầm, trong quá trình chạy mô hình không gian bằng phần mềm Sap2000 tùy vào độ cứng phân bố trong hệ khung ta sẽ điều chỉnh lại kích thước tiết diện dầm cho phù hợp. Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu nhà cao tầng Kết cấu nhà cao tầng cần phải được tính toán kiểm tra về độ bền, biến dạng, ổn định tổng thể và ổn định cục bộ theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành: Cụ thể cần thỏa mãn các yêu cầu sau đây: Kiểm tra chuyển vị - Chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng tính theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện: f/H 1/750 ( kết cấu khung –vách) Với f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình. Kiểm tra ổn định chống lật - Tỉ lệ giữa momen lật do tải trọng ngang gây ra phải thỏa mãn điều kiện sau: 15 Trong đó Md, M1 là momen chống lật và momen gây lật. Kiểm tra trượt - Điều kiện kiểm tra trượt như sau: T<Ae.Rt Trong đó T và Ae là lực trượt và tiết diện chịu trượt. Kiểm tra theo điều kiện trạng thái giới hạn I Tất cả các cấu kiện đều phải đảm bảo điều kiệnn bền, trạng thái ứng suất trong cấu kiện phải bé hơn hoặc bằng ứng suất giới hạn cho phép. Trạng thái ứng suất giới hạn ứng với lúc kết cấu không chịu lực được nữa vì bắt đầu bị phá hoại, bị mất ổn định, bị hỏng do mỏi. Trạng thái giới hạn này được tính toán theo cường độ tính toán của vật liệu. Kiểm tra theo điều kiện trạng thái giới hạn II ( về điều kiện sử dụng bình thường) Bao gồm các điều kiện sau: - Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: ffgh Trong đó, f là biến dạng (độ võng, góc xoay, độ giãn…), cần phải kiểm tra biến dạng của các cấu kiện theo các Tiêu chuẩn xây dựng hiện hành, với fgh được xác định theo: Bảng 4-8 trong Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình của Vũ Mạnh Hùng. - Đối với đất nền, phải đảm bảo các điều kiện sức chịu tải. - Ngoài ra việc xác định trạng thái giới hạn thứ 2 cũng cần tuân theo những qui định chặc chẽ của tiêu chuẩn VN (TCVN 2737-1995) Các tiêu chuẩn được áp dụng [1] TCVN 2737 – 1995, Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn xây dựng, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2002. [2] TCVN 5574 – 1991, Kết cấu Bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1999. [3] TCXD 195 – 1997, Nhà cao tầng –Thiết kế cọc khoan nhồi, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1999. [4] TCXD 198 – 1997, Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1999. [5] TCXD 74 – 1987, Đất xây dựng – Phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác định các đặc trưng của chúng, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2002. [6] TCXD 205 – 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2002.