Quy trình trong thiết kế kết cấu là gì?

1. Khảo sát dữ liệu :

1.1 Khảo sát địa chất-thủy văn(mực nước ngầm,môi trường ăn mòn)

1.2 Môi trường xung quanh – địa điểm công trình (Chiều dày lớp bê tông bảo vệ,xi măng cho môi trường ăn mòn)

1.3 Bản vẽ kiến trúc,các chi tiết kiến trúc cần thiết

1.4 Vị trí đặt các thiết bị máy móc nặng(nếu có),các thiết bị có tải trọng lớn khác

1.5 Chiều cao thông thủy yêu cầu(Yêu cầu từ bộ phận M&E và Kiến trúc)

1.6 Công nghệ sử dụng trong thi công , tính khả thi trong điều kiện hiện có

2. Tính toán tải trọng :

2.1 Xác định các loại tải trọng đứng :

2.1.1 Trọng lượng bản thân công trình

2.1.2 Tĩnh tải sàn (bao gồm hệ thống M&E cho 1m2 sàn , trần thạch cao – nếu có)

2.1.3 Tĩnh tải mái

2.1.4 Tải trọng tường,vách ngăn

2.1.5 Hoạt tải sàn

2.1.6 Hoạt tải mái

2.2 Xác định tải trọng ngang :

2.2.1 Tải trọng gió

2.2.2 Tải trọng động đất

3. Kích thước tiết diện sơ bộ :

3.1 Tính toán tải trọng sơ bộ lên một vị trí cột

3.2 Chọn cường độ (mác) bê tông,cường độ(mác) thép à Tính sơ bộ diện tích tiết diện cột ở tầng dưới cùng.

3.3 Chọn tiết diện sơ bộ của dầm khung,ở dưới dầm khung lớn vì chịu momen lớn,lên trên có thể giảm lại hoặc giảm thép,giảm cường độ bê tông.

3.4 Chọn chiều dày sàn theo nhịp lớn nhất,sàn tầng hầm dày(200,250,300,400…) vì chịu chống tải áp lực đất

4. Lập mô hình kết cấu,Kiểm tra mô hình và kết cấu :

4.1 Lập mô hình kết cấu dựa trên tiết diện dầm,cột sàn sơ bộ đã chọn

4.2 Định nghĩa vật liệu,tải trọng,tổ hợp tải trọng

4.3 Định nghĩa tiết diện dầm,cột theo các tầng,định nghĩa vách,sàn cho các tầng

4.4 Gán các loại tiết diện cho các cấu kiện tương ứng

4.5 Gán tải trọng đứng

4.6 Các bước cần thiết khác trong việc mô hình kết cấu công trình đặc trưng

4.7 Check model thường xuyên sau 1 vài thao tác

4.8 Test run à rà soát lỗi nếu có – trong last analysis run log

4.9 Design sơ bộ àchọn lại tiết diện nếu thiếu hoặc hàm lượng thép lớn

4.10 Tính tải trọng ngang(gió , động đất)ànhập tải trọng ngang(sau khi kiểm tra mode,chu kỳ )

4.11 Kiểm tra chuyển vị,momen xoắn(các tầng trên cùng),mode cơ bản,chu kỳ T hợp lý(nếu có tính)

4.12 Test design à chọn lại tiết diện dầm cột hợp lý và thõa mãn các yêu cầu kết cấu trên.

4.13 Kiểm tra lại sai sót trong việc lập mô hình(tải trọng,tiết diện,kiến trúc,mode,chu kỳ T,sàn tuyệt đối cứng…)

5. Thiết kế cột,dầm,vách,sàn

5.1 Xuất dữ liệu nội lực theo các tổ hợp

5.2 Kiểm tra dữ liệu hợp lý,bất thường tại các vị trí điển hình,vị trí kết cấu nghi ngờ.

5.3 Kiểm tra dữ liệu chuyển vị,xoắn,lực dọc so với tính sơ bộ

5.4 Lập bảng tính dầm,cột,sàn

5.5 Kiểm tra hàm lượng cốt thép của dầm,cột,vách.Nếu thiết kế kháng chấn thì cần kiểm tra hàm lượng cốt thép theo TCXDVN 5574-2018.

5.6 Độ lớn đường kính cốt thép chịu lực sàn không lớn hơn h/10,h -chiều dày sàn.(theo tiêu chuẩn ACI)

6. Thiết kế móng :

6.1 Dựa vào điều kiện địa chất ,thủy văn xác định phương án móng

6.2 Dựa vào điều kiện thủy văn xác định mực nước ngầm,áp lực mực nước ngầm nếu đào sâu.

6.3 Xem xét địa chất có ảnh hưởng thi công,xem xét có thấu kính,hiện tượng cát chảy …

6.4 Tiến hành tính toán móng,kiểm tra hàm lượng thép

7. Thuyết minh kết cấu :

7.1 Thuyết minh các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế,vật liệu áp dụng trong thiết kế.

7.2 Thuyết minh tải trọng :

Đảm bảo tải trọng trong thuyết minh đồng nhất trong mô hình kết cấu theo các vị trí và các giá trị , phù hợp tiêu chuẩn tải trọng và tác động.

7.3 Thuyết minh nội lực,bảng tính dầm,cột,sàn :

Đảm bảo nội lực trong thuyết minh đồng nhất với nội lực trong mô hình kết cấu sau cùng,các bảng tính sử dụng nội lực tương ứng.Hàm lượng thép đảm bảo theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đã ứng dụng.

7.4 Thuyết minh tính toán móng :

Đảm bảo sử dụng dữ liệu đồng nhất trong mô hình kết cấu sau cùng,các thông số cường độ,chuyển vị ,ổn định …phù hợp tiêu chuẩn áp dụng.

8. Ghi chú chung :

8.1 Khi tính toán cấu kiện nào,phải thõa mãn những yêu cầu của tiêu chuẩn đó về cường độ,chuyển vị,ổn định ,hàm lượng thép …

8.2 Các thông số kỹ thuật phải có đầu vào,đầu ra rõ ràng,đã qua kiểm tra,có cơ sở là tiêu chuẩn hoặc tài liệu phổ biến rộng rãi,tác giả có uy tín.

9. Bản vẽ :
9.1 Các bản vẽ mặt bằng kết cấu , bản vẽ mặt bằng định vị cấu kiện

9.2 Các bản vẽ chi tiết móng , dầm , cột, sàn , kết cấu thép

9.3 Các bản vẽ mặt cắt sàn

9.4 Bản vẽ các chi tiết cần thiết khác .

Vết nứt trong bê tông do kêt cấu?

a. Nguyên nhân do kết cấu
Việc khảo sát, thiết kế thi công rất quan trọng trong xây dựng đặc biệt là các công trình lớn các công trình cao tầng, cầu, đường và các công trình hầm. Việc khảo sát tốt nhất là khảo sát địa chất sẽ giúp cho dự án có thiết kế hợp ly chông hiện tượng lún gây nứt.
Việc thi công cũng là một trong những nguyên nhân quan trọng gây ra các vết nứt. Với kết cấu tường xây thì kỹ thuât xây, kết cấu khối xây, cấp phối vữa xây và kỹ thuật tô trát cũng là nguyên nhân chính gây ra các vết nứt tường.

Với các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thì biện pháp tổ chức thi công, các kỹ thuật trong từng công đoạn như: Công tác gia công lắp dựng cốt thép, công tác đổ bê tông, bảo dưỡng bê tông ảnh hưởng lớn tới sự hình thành và phát triển của vết nứt.

b. Nguyên nhân do co ngót nhiệt:
Việc chênh lệch nhiệt độ theo mùa xảy ra ở mọi nơi trên thế giới. Ở một số nơi việc chênh lệch này là rất lớn. Các kêt cấu đều có hệ số giãm nở nhiệt khác nhau. Việc này sẽ dẫn tới sự co ngót khác nhau của các vật liệu khác nhau của cùng một kết cấu gây ra hiện tượng nứt.
Tại Việt Nam việc chênh lệch nhiệt độ theo mùa này cũng rất lớn. Ngay cả trong cùng một mùa như mùa hè, với nhiệt độ lên tới 41, 42 độ C. Lúc này nhiệt độ bê tông ngoài trời có thể lên tới 70-80 độ C nếu có mua đột ngột thì cũng rất dễ gây ra vết nứt.

Thực tế ở Việt Nam các công trình đặc biệt là các công trình giao thông thường xuyên phải hoạt động trong tình trạng quá tải lưu lượng so với thiết kế hoặc xe cộ siêu trường siêu trọng làm việc phát sinh các vết nứt rất dễ xảy ra.

Nhà xưởng khung thép tiền chế là gì

Nhà xưởng khung thép tiền chế hay nhà xưởng tiền chế là loại nhà được xây dựng với phần khung (khung kèo, cột, dầm) gọi chung là khung thép là vật liệu bằng thép và thường là thép hình hoặc thép tổ hợp và được lắp đặt dựa theo bản vẽ kiến trúc kỹ thuật. Toàn bộ kết cấu thép của nhà như: cột trụ, khung kèo, xà gồ… được sản xuất gia công sẵn tại nhà máy kết cấu thép theo bản vẽ có đã thiết kế trước nên việc lắp dựng tại công trường được diễn ra rất nhanh chóng.

Các thông số này giúp xác định thiết kế, các yêu cầu kỹ thuận và đơn giá xây dựng nhà thép tiền chế trong các hợp đồng ký kế hợp tác giữ CĐT và công ty thi công nhà khung thép.

Chiều rộng nhà xưởng hay khẩu độ: Chiều rộng của nhà tùy thuộc vào yêu cầu. Không hạn chế về chiều rộng nhà. Chiều rộng nhà được tính từ mép ngoài tường đến mép ngoài tường.
Chiều dài nhà: Chiều dài của nhà tùy thuộc vào yêu cầu. Không hạn chế về chiều dài nhà. Chiều dài nhà được tính từ mép ngoài tường đến mép ngoài tường.
Chiều cao nhà: Chiều cao của nhà tùy thuộc vào yêu cầu. Chiều cao nhà được tính từ chân cột đến diềm mái (giao giữa tôn mái và tôn tường).
Độ dốc mái: Độ dốc mái ảnh hưởng đến việc thoát nước mưa ở trên mái. Thông thường, độ dốc mái được lấy i = 15%.
Bước cột: Bước cột là khoảng cách giữa các cột theo phương dọc nhà. Bước cột được xác định dựa vào chiều dài của nhà và mục đích sử dụng trong nhà.
Tải trọng: Tải trọng tính toán tác động lên công trình bao gồm các loại tải trọng sau: trọng lượng bản thân, hoạt tải mái, tải trọng gió, tải trọng cầu trục tải trọng sàn (nếu có), tải trọng sử dụng.

Cơ chế làm việc của hệ móng băng, bè — cọc và các quan điểm thiết kế kết cấu

Nghiên cứu tác động qua lại khi kể tới ảnh hưởng của đài cọc, nền đất dưới đáy đài và cọc cho thấy cơ cầu truyền tải trọng như sau:

+ Sự làm việc của đài cọc:

Công trình truyền xuống móng. Đài cọc liên kết các đầu cọc thành một khối ải trọng tập trung tại các vị trí chân tường cho các cọc. Sự phân phối này phụ thuộc vào việc bố trí độ cứng kháng uốn của đài (EJ). Ở một mức độ nhất định nó có khả năng điều chỉnh độ lún không đều (lún lệch).

+ Ảnh hưởng của nền đất dưới đáy đài: Khi đài cọc chịu tác động của tải trọng một phần được truyền xuống cho các cọc chịu và một phần được phân phối cho nền đất dưới đáy đài. Tỷ lệ phân phối này còn phụ thuộc vào các yếu tố: độ cứng của nền đất, chuyển vị của đài, chuyển vị của cọc và việc bố trí các cọc.

+ Ảnh hưởng của cọc: Cơ chế làm việc của cọc là nhờ được hạ vào các lớp đất tốt phía dưới nên khi chịu tác động của tải trọng đứng từ đài móng nó sẽ truyền tải này xuống lớp đất tốt thông qua lực ma sát giữa cọc với đất và lực kháng ở mũi cọc làm cọc chịu kéo hoặc nén.

Trong quá trình làm việc cọc còn chịu thêm các tác động phức tạp khác như:

Hiệu ứng nhóm cọc, lực ma sát âm … Do có độ cứng lớn nên cọc tiếp nhận phần lớn tải trọng từ đài xuống, chỉ có một phần nhỏ do nền tiếp nhận.

“Tóm lại sự làm việc của hệ đài cọc – cọc – nên đất là một hệ thống nhất làm việc đồng thời cùng nhau và tương tác lẫn nhau rất phức tạp. Sự tương tác đó phụ thuộc vào độ cứng kháng uốn của đài cọc, độ cứng của nên đất (đáy đài), độ cứng của cọc (khả năng chịu tải và bố trí cọc). Nhờ vào sự tương tác đó mà tải trọng được phân phối xuống nền đất gây ra chuyển vị của nền, chuyển vị này phân phối lại tải trọng cho kết cấu bên trên từ đó có tác dụng điều chỉnh chênh lún, giữ được độ ổn định không gian cho móng.

Các bước thiết kế kết cấu sàn

Thiết kế kết cấu sàn chủ yếu là thiết kế bản và dầm sàn, Các dầm chính được tính toán theo kết cấu khung. Chỉ trong một số trường hợp đặc biệt, Khi khung không chịu tải trọng gió (chỉ chịu tải trọng đứng) thì có thể tính dầm chính như một dầm liên tục thông thường.

Thiết kế bản và dầm cũng như các kết cấu bê tông cốt thép khác, thường theo 7 bước sau:

Bước l: Mô tả kết cấu, nều rõ tên gọi, vị tí trên mặt bằng kết cấu, nhiệm vụ, các đặc

Điểm (nếu có), các kích thước cơ bản.

Bước 2: Sơ đồ kết cấu, liên kết, gối tựa, là kế cấu tĩnh định hay siêu tĩnh…

Bước 3: Sơ bộ chọn kích thước; bể dày bản, bề cao và bề rộng tiết diện dầm,

Bước 4: Xác định tải trọng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tam thời

(hoạt tải), xét các trường hợp bất lợi có thể xảy ra của hoạt tải

Bước 5. Tính toán. vẽ biểu đồ nội lực. Có nhiều phương pháp để xác định nội lực vì

Vậy trước hết cần nêu tên phương pháp và có thể nêu cả lí do chọn phương pháp đó. Khi

chọn phương pháp cần chú ý kết cấu đang xét là tĩnh định hay siêu tĩnh.

Với kết cấu tĩnh định chỉ dùng một phương pháp, một sơ đổ duy nhất là sơ đồ tính

theo đàn hồi. Để giảm nhẹ việc tính toán nên dùng các biểu đồ và công thức lập sẵn cho

các sơ đồ dầm ứng với các trường hợp tải trọng.

Với kết cấu siêu tĩnh (dầm và bản liên tục) có thể đùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻo,

trong đó có xét đến sự phân phối lại nội lực do tính chất dẻo của vật liêu, đo sự hình

thành khớp dẻo. Với sơ đổ đàn hồi có thể dùng các phương pháp tra bảng, phương pháp,

lực. Phương pháp chuyển vị, phương pháp phần tử hữu hạn hoặc đùng chương trình tính

toán cho máy vi tính.

Khi tính toán bản thường chỉ cần một biểu đổ Mô men uốn. Với dầm thường cần xét

các tường hợp bất lợi của hoạt tải và tổ hợp để tìm ra hình bao nội lực. Riêng khi tính

bản liên tục theo sơ đồ đàn hồi, các hệ số được cho rong các bằng lập sẵn. Cổ một số số

liệu ứng với hình bao nội lực.

Bước 6: Tính toán vé bê tông cốt thép. Có thể giải một trong ha loại bài toán: Bài toán,

kiểm tra hoặc bài toán tính cốt thép. Có nhiều phương pháp và tiêu chuẩn khác nhau để

tính toán bê tông cốt thép, cần nói rõ phương pháp và tiêu chuẩn được dùng.

Bước 7: Thiết kế chi tiết và thể hiện bản vẽ thi công. Bản vẽ  kết cấu BTCT cẩn tuân

thủ các tiêu chuẩn về vẽ xây dựng. Trên bản vẽ trình bày mặt bằng kết cấu, các mặt

chính của các cấu kiện, các mặt cắt và các chi tiết cấu tạo. Hình vẽ phải rõ ràng, đầy đủ,

“đúng quy cách, ghi đầy dù các kích thước… Ngoài các hình, trên bản vẽ còn cần ghi các

chú thích liên quan đến vật liệu, Bảng thống kê vật liệu và những chú ý cần thiết khi thi công.