CHUNG CƯ AN DƯƠNG VƯƠNG

cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực - Tầng 2 – 15 :Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở - Tầng 16: Bố trí các phòng kỷ thuật, máy móc, điều hòa,thiết bị vệ tinh,… Nhìn

Trang 1

KHOA XÂY DỰNG & ĐIỆN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUNG CƯ AN DƯƠNG VƯƠNG

CNK : TS LƯU TRƯỜNG VĂN

SVTH : NGUYỄN MINH TRUNG MSSV : 20561175

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02 – 2012

Trang 2

LỜI CẢM ƠN !

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể quí thầy cô Trường Đại Học M Thành Phố Hồ Chí Minh đã chân tình hướng dẫn, dạy dỗ, giúp đỡ em trong suốt quá trình 4.5 năm học tập tại Trường; trong đó các Thầy Cô Khoa Xây d ng & i n đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho

em

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Đăng Khoa đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong việc thiết kế kết cấu công trình, nền móng công trình, trình bày bản vẽ, thuyết minh, để em hoàn thành nhiệm vụ đúng thời hạn qui định

Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ba mẹ đã luôn động viên, giúp đỡõ em về mặt tinh thần và vật chất trong suốt thời gian đi học

Em xin gửi lời cảm ơn các bạn khóa 2007 đã gắn bó và cùng học tập, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này !

Tp Hồ Chí Minh, ngày 19/02/2012

Nguy n Minh Trung

Trang 3

MỤC LỤC

TRANG BÌA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7

1.1 MÔ TẢ SƠ LƯỢC CÔNG TRÌNH 7

1.2 SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC 7

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 8

1.3.1 Hệ kết cấu khung 9

1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng 9

1.4 NỘI DUNG LUẬN VĂN 12

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 14

2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC 14

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆN 14

2.2.1 Bề dày sàn 15

2.2.2 Kích thước tiết diện dầm 15

2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 16

2.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 16

2.4.1 Tĩnh tải 16

2.4.2 Hoạt tải 19

2.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG BẢN 20

2.5.1 Nội lực bản kê bốn cạnh 21

2.5.2 Nội lực sàn bản dầm 22

2.6 TÍNH CỐT THÉP 23

2.6.1 Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh 23

2.6.2 Tính cốt thép các ô loại bản dầm 26

2.7 ĐỘ VÕNG SÀN 27

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CẦU THANG 29

3.2.1 Bản thang 30

3.2.2 Dầm chiếu nghỉ 31Error! Bookmark not defined 3.3 SƠ ĐỒ TÍNH 31

3.4.1 Tải trọng chiếu nghỉ 32

Trang 4

3.4.3 Dầm chiếu nghỉ 34

3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 34

3.6 TÍNH CỐT THÉP CHO BẢN THANG 36

3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA BẢN THANG 38Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI 299

4.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 41

4.2.1 Kích thước tiết diện bản nắp, các dầm bản nắp 41

4.2.2 Kích thước tiết diện bản đáy 42

4.2.3 Kích thước tiết diện bản thành 43

4.3 SƠ ĐỒ TÍNH 43

4.3.1 Bản nắp 43

4.3.2 Bản đáy 44

4.3.3 Bản thành 44

4.3.4 Hệ dầm đỡ bể nước (dầm nắp và dầm đáy) 45

4.4.1 Tĩnh tải 45

4.4.2 Hoạt tải 48

4.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 49

4.5.1 Bản nắp 49

4.5.2 Bản đáy 50

4.6 TÍNH CỐT THÉP 51

4.6.1 Bản nắp 51

4.6.2 Bản đáy 52

4.6.4 Hệ dầm nắp 54

4.6.5 Hệ dầm đáy bể 56

4.7 KIỂM TRA 57

4.7.1 Kiểm tra độ võng của bản đáy 57

4.7.2 Kiểm tra nứt ở bản đáy 59Error! Bookmark not defined 4.7.3 Kiểm tra độ võng của hệ dầm đỡ bể nước 58

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN 60

Trang 5

5.2.1 Kích thước dầm 62

5.2.2 Kích thước tiết diện cột 62

5.2.3 Kích thước tiết diện vách 62

5.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 62

5.4.1 Tải trọng đứng 64

5.4.2 Tải trọng gió 66

5.4.2.1Thành phần tĩnh 66

5.4.2.2Thành phần động 67

5.4.3 Tải trọng động đất 76

5.4.3.1MỘT VÀI KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘNG ĐẤT 76

5.4.3.2PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 77

5.4.3.3TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 79

5.5 TỔ HỢP NỘI LỰC 84

5.5.1 Các trường hợp tải ta gán vào sơ đồ tính 84

5.5.2 Các trường hợp tổ hợp nội lực 85

5.6 TÍNH THÉP KHUNG 86

5.6.1 Tính thép cho cột 86

5.6.2 Thép dọc dầm 91

5.6.3 Thép đai dầm 91

5.6.5 Cơ sở tính toán kết cấu vách cứng 93

5.6.5.1Lý thuyết tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm 93

5.6.5.2Trình tự tính toán cốt thép vách cứng 94

5.6.5.3Kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng 96

5.7 CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH 97

CHƯƠNG 6 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 98

6.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 98

6.2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT THỐNG KÊ 100

6.2.1 Phân chia đơn nguyên địa chất 100

6.2.2 Quy tắc loại trừ sai số 101

6.3 CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁN 101

6.3.1 Các đặc trưng tiêu chuẩn 101

6.3.2 Các đặc trưng tính toán 102

6.3.2.1Với trọng lượng riêng γ và cường độ chịu nén một trục R 102

6.3.2.2Với các chỉ tiêu về sức chống cắt 102

6.4 KẾT QUẢ TỔNG HỢP THỐNG KÊ 103

CHƯƠNG 7 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 104

7.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 104

7.1.1 Cấu tạo 104

Trang 6

7.1.2 Công nghệ chế tạo cọc khoan nhồi: 104

7.1.3 Ưu điểm 105

7.1.4 Nhược điểm 106

7.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC KHOAN NHỒI 107

7.2.1 Vật liệu sử dụng làm cọc 107

7.2.2 Chọn sơ bộ kích thước cọc 107

7.2.3 Chọn sơ bộ cốt thép trong cọc 107

7.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 107

7.3.1 Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu (TCXD205 - 1998) 107

7.3.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền (TCXD 205 - 1998) 108

7.3.2.1Theo chỉ tiêu vật lý 108

7.3.2.2Theo chỉ tiêu cường độ 110

7.3.2.3Kết luận 112

7.4 THIẾT KẾ MÓNG M2 112

7.4.1 Nội lực tính móng M2 112

7.4.2 Chọn chiều sâu đặt đài cọc 112

7.4.3 Xác định số lượng cọc và kích thước đài cọc 113

7.4.4 Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc theo phương thẳng đứng 113

7.4.5 Kiểm tra sức chịu tải dưới móng khối qui ước (MKQU) 114

7.4.5.1 Xác định kích thước móng khối qui ước (tính với TTGH II) 114

7.4.5.2 Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II 115

7.4.6 Kiểm tra lún cho nhóm cọc 116

7.4.7 Tính cốt thép cho đài cọc 116

7.4.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang (Theo phụ lục G –TCXD 205 – 1998).118 7.4.9 Kiểm tra ổn định của đất nền quanh cọc 123

7.4.10 Tính cốt thép cho cọc 124

7.5.5 Kiểm tra sức chịu tải dưới móng khối qui ước 127

7.5.5.1 Xác định kích thước móng khối qui ước 127

7.5.5.2 Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II 127

7.5.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang (Theo phụ lục G –TCXD 205 – 1998).130 7.5.9 Kiểm tra ổn định nền quanh cọc 130

Trang 7

7.6.4.1Xác định kích thước móng khối qui ước 132

7.6.4.2Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II 133

7.6.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang (Theo phụ lục G –TCXD 205 – 1998).135 7.6.8 Kiểm tra ổn định của đất nền quanh cọc 135

CHƯƠNG 8 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC BARRETTES 136

8.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÓNG CỌC BARRETTES 136

8.1.1 Định nghĩa cọc Barrettes 136

8.1.2 Tóm tắt về thi công cọc Barrettes 136

8.1.3 Sức chịu tải của cọc Barrettes 137

8.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC BARRETTES 137

8.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BARRETTES 138

8.3.1 Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu (TCXD205 - 1998) 138

8.3.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền (TCXD 205 - 1998) 138

8.3.2.1Theo chỉ tiêu vật lý 138

8.3.2.2Theo chỉ tiêu cường độ 139

8.3.2.3Kết luận 141

8.4.5.1Xác định kích thước móng khối qui ước 144

8.4.5.2Sức chịu tải tính toán theo trạng thái giới hạn thứ II 145

8.5.2 Chọn chiều sâu đặt đài 153

Trang 8

8.5.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang (Theo phụ lục G –TCXD 205 – 1998).156 8.5.9 Kiểm tra ổn định nền quanh cọc .156

8.6.4 Kiểm tra lún cho một cọc riêng lẻ 158

8.7 LỰA CHỌN VÀ SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN MÓNG 161

8.7.1 Yếu tố kỹ thuật 161

8.7.2 Yếu tố thi công 161

8.7.3 Yếu tố kinh tế 162

8.8 KẾT LUẬN 163

TÀI LIỆU THAM KHẢO 164

Trang 9

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 MÔ TẢ SƠ LƯỢC CÔNG TRÌNH

Do tốc độ của quá trình đô thị hóa diễn ra quá nhanh, cộng với sự tăng tự nhiên của dân số, và một lượng lớn người nhập cư từ các tỉnh thành trong cả nước đổ về lao động và học tập, cho nên hiện nay dân số Thành phố Hồ Chí Minh đã có trên dưới tám triệu người Điều đó đã và đang tạo ra một áp lực rất lớn cho Thành phố trong việc giải quyết việc làm, đặc biệt là chỗ ở cho hơn tám triệu người hiện nay và sẽ còn tăng nữa trong những năm tới Quỹ đất dành cho thổ cư ngày càng thu hẹp, do đó việc tiết kiệm đất xây dựng cũng như khai thác có hiệu quả diện tích hiện có là một vấn đề rất căng thẳng của Thành phố Hồ Chí Minh

Các tòa nhà chung cư cao cấp cũng như các dự án chung cư cho người có thu nhập thấp ngày càng cao hơn trước Đó là xu hướng tất yếu của một xã hội luôn đềø cao giá trị con người, công năng sử dụng của chung cư không chỉ gói gọn là chỗ ở đơn thuần mà nó mở rộng ra thêm các dịch vụ phục vụ cư dân sinh sống trong các căn hộ thuộc chung cư đó Giải pháp xây dựng các tòa nhà chung cư cao tầng là giải pháp tối ưu nhất, tiết kiệm nhất và khai thác quỹ đất có hiệu quả nhất so với các giải pháp khác trên cùng diện tích đó

Dự án Chung cư AN DƯƠNG VƯƠNG ra đời cũng không nằm ngoài xu hướng này Đây là Chung cư thuộc Khu tái định cư Quận 6 – TpHCM, có một số đặc điểm sau :

• Chủ đầu tư : BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN NÂNG CẤP ĐÔ THỊ

• Đơn vị thiết kế: CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ XÂY DỰNG_ Chi nhánh tại TpHCM, 64/46L Đinh Tiên Hoàng

• Diện tích đất xây dựng là 1500 m2

• Gồm có 15 tầng + 1 tầng sân thượng và 1 tầng hầm

1.2 SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC

• Mặt bằng công trình hình chữ nhật có khoét lõm, chiều dài 48.0m,chiều rộng 28.0m ;chiếm diện tích đất xây dựng là 1148.0m2

Trang 10

- Công trình gồm 17 tầng cốt ±0.00m được chọn đặt tại mặt sàn tầng hầm.Cốt đất tự nhiên tại cốt +1.80m Chiều cao công trình là 58.1m tính từ cốt

±0.00m

- Tầng Hầm: Thang máy bố trí ở giữa, xung quanh dùng làm bãi giữ xe cho toàn bộ chung cư và nơi đặt các thiết bị kỹ thuật phục vụ cho công trình trong quá trình sử dụng

- Tầng 1 : Dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực

- Tầng 2 – 15 :Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

- Tầng 16: Bố trí các phòng kỷ thuật, máy móc, điều hòa,thiết bị vệ tinh,… Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai

- Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

• Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang, một thang đi lại chính và một thang thoát hiểm.Thang máy có 2 thang máy,một đi lại chính và 1 thang máy chở hàng,ø phục vụ y tế có kích thước lớn hơn.Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ

quá trình thiết kế và thi công xây dựng Đây là công tác tạo nên “bộ xương” của công trình, thỏa mãn ba tiêu chí của một sản phẩm xây dựng: mỹ thuật – kỹ thuật –

giá thành xây dựng Các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép 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 (giải pháp này bị loại vì chỉ thích hợp cho những công trình cao hơn 40 tầng) Do đó lựa chọn kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ hạ giá thành xây dựng công trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh công trình Việc lựa chọn kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào

Trang 11

điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang ( động đất, gió)

1.3.1 Hệ kết cấu khung

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng lại kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn Trong thực tế kết cấu khung bê tông

cốt thép được sử dụng cho các công trình đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất cấp ≤ 7; 15 tầng đối với cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9 Như vậy Chung

cư AN DƯƠNG VƯƠNG cao 17 tầng (kể cả hầm), hệ kết cấu khung không đảm

bảo khả năng chịu lực và độ an toàn cho công trình Do đó ta phải chọn giải pháp kết cấu khác hợp lý hơn

1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng

Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và các tường biên Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại Hai hệ khung và vách cứng được liên kết với nhau qua hệ liên kết sàn Trong trường hợp này hệ sàn toàn khối có ý nghĩa rất lớn Trong hệ kết cấu này, hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chịu tải đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng yêu cầu của kiến trúc

Hệ kết cấu khung giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình

cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà cao đến 40 tầng Nếu công trình thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cấp 9 là 20 tầng

Công trình có tổng cộng 17 tầng kể cả tầng hầm với tổng chiều cao là 58.1

m nằm trong khoảng cho phép giới hạn số tầng Công trình này chịu tác dụng của tải trọng ngang khá lớn (gió, động đất): công trình cao trên 40m nên phải tính thêm thành phần động của tải trọng gió; ngoài ra trong thời gian vừa qua tại địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh liên tiếp xảy ra các trận động đất yếu, đây là nguyên nhân sinh ra thêm một lực ngang đáng kể mà ta không xác định đó là lực quán tính

Trang 12

của công trình Do đó giải pháp kết cấu khung giằng tỏ ra hợp lý cho công trình này

400

1400 100

1925 775

400

1400 100

1100 650 200

3300 800 900 1850 300

400

1400 100

V5b V5a

3300 800 900 1850 300

Trang 13

H G F E D C B A

7000 7000 4000 7000 7000 7000

46000

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ MÁI

TẦNG 2 TẦNG 3 TẦNG 4 TẦNG 5 TẦNG 6 TẦNG 7 TẦNG 8 TẦNG 9 TẦNG 10 TẦNG 11 TẦNG 12 TẦNG 13 TẦNG 14 TẦNG 15 TẦNG 16 TẦNG 17 TẦNG 18 TẦNG 19 TẦNG 20 TẦNG 21

+1.800 +3.300

+8.600 +11.900 +15.200 +18.500 +21.800 +25.100 +28.400 +31.700 +35.000 +38.300 +41.600 +44.900 +48.200

+70.000 +68.000

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

7000

MẶT ĐỨNG BÊN TRỤC H-A TỶ LỆ 1/100

Trang 14

1.4 NỘI DUNG LUẬN VĂN

Luận văn này gồm 8 chương trình bày hầu như toàn bộ các vấn đề liên quan đến thiết kế một công trình xây dựng, từ kết cấu hạ tầng (móng) đến kết cấu thượng tầng (khung, mái) Dưới đây là sơ lược nội dung chính:

• Chương 1 Giới thiệu đề tài

• Chương 2 Thiết kế sàn tầng điển hình

• Chương 3 Thiết kế cầu thang

• Chương 4 Thiết kế bể nước mái

• Chương 5 Thiết kế khung không gian

• Chương 6 Thống kê địa chất

• Chương 7 Thiết kế cọc khoan nhồi

• Chương 8 Thiết kế cọc Barrettes

Nội dung xuyên suốt trong chương 1 là giới thiệu khái quát kiến trúc và giải pháp kết cấu của công trình, tóm tắt chung nhất nội dung các chương trong luận văn

Tiếp sau đó, chương 2 đề cập đến việc thiết kế sàn tầng điển hình Sàn ở đây được thiết kế theo kiểu sàn dầm, nghĩa là ta tính toán nội lực, cốt thép cho từng ô sàn nhỏ kê lên các dầm Muốn vậy ta phải hiểu thật kỹ về sơ đồ tính, nội lực, cách tính độ võng của hai loại ô bản : bản kê bốn cạnh và ô bản loại dầm Chương 3 giới thiệu việc thiết kế cầu thang tầng điển hình Vấn đề quan trọng trong chương này là ta phải xác định chính xác sơ đồ tính và cách lấy nội lực để thiết kế cốt thép cho nhịp và gối của cầu thang

Tiếp theo là chương 4, nội dung bao trùm là thiết kế bể nước mái cho công trình Ở đây ta cần chú ý đến chọn tiết diện cho hệ dầm nắp và dầm đáy của bể nước một cách hợp lý nhất sao cho thỏa mãn độ võng, và đặc biệt là thiết kế bề dày và cốt thép cho bản đáy hợp lý sao cho kiểm tra nứt luôn luôn thỏa Chú ý chọn hệ số vượt tải của hoạt tải sửa chữa bể là n=1.4

Chương 5 là chương thiết kế khung không gian Đây là chương cực kỳ quan

trọng vì thiết kế "bộ xương" cho công trình Nhiệm vụ được đặt ra ở đây là phải

biết vận dụng kiến thức thiết kế cột lệch tâm xiên, cách thức kiểm tra vách cứng và đặc biệt là sử dụng thành thạo phần mềm Etabs (hổ trợ giải nội lực) Một vấn

Trang 15

đề được đặt ra là làm sao cân nhắc kích thước tiết diện cột, dầm, vách sao cho hàm lượng cốt thép tương đối hợp lý, đồng thời phải thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang của đỉnh công trình theo tiêu chuẩn quy định

Kế tiếp là chương 6: thống kê địa chất Trước khi thiết kế nền móng, ta phải tiến hành khảo sát địa chất và lập hồ sơ địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền trên mặt bằng và theo chiều sâu Và dựa vào hệ số biến động, chọn lựa những mẫu thích hợp, ngược lại ta phải loại trừ những mẫu có hệ số này lớn hơn so với quy định

Sau khi thống kê địa chất xong, ta bước vào quá trình thiết kế móng Chương

7 giới thiệu phương án móng cọc khoan nhồi Toàn bộ nội dung chương này tập trung xoay quanh vấn đề thiết kế đài móng cọc: đài 2 cọc, đài 3 cọc, đài 4 cọc; đặt biệt là sự cân nhắc cắt cốt thép trong cọc khoan nhồi sao cho đảm bảo chịu tải trọng ngang và mang lại hiệu quả kinh tế

Ngoài phương án móng cọc khoan nhồi, chương 8 giới thiệu phương án khác: móng cọc Barrettes Đây là phương án chịu được nội lực rất lớn, cũng giống như móng cọc khoan nhồi cả thiết kế lẫn thi công, chỉ khác ở chỗ : cọc Barrettes có tiết diện hình chữ nhật, chữ L , còn tiết diện cọc khoan nhồi là tròn Vấn đề đặc biệt ở chương này là tìm hiểu thêm một cách tính lún cho móng có 1 cọc riêng lẻ

Trang 16

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Thiết kế sàn là nhiệm vụ đầu tiên của quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Vấn đề được đặt ra là việc lựa chọn kết cấu cho sàn sao cho vừa hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý nhất

Dưới đây là toàn bộ quá trình thiết kế sàn tầng điển hình:

2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC

Mặt bằng bố trí sàn, dầm như hình 2.1

F

7000 7000

48000

3900 3100 3600 3400 3400 3600 6000 3600 3400 3400 3600 3100 3900

Ô6 Ô7 Ô10 Ô11 Ô11 Ô10 Ô7 Ô6

Ô5 Ô8 Ô9 Ô9 Ô8 Ô5 Ô4

Ô2 Ô1

Ô1 Ô2 Ô4 Ô5 Ô8 Ô9 Ô9

Ô8 Ô5 Ô4 Ô2 Ô1

Ô3 Ô3

Ô14 Ô12 Ô12

Ô13 Ô13

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆN

Sơ bộ chọn kích thước hình học của các tiết diện là một công việc đầu tiên của thiết kế, qua quá trình thiết kế người kỹ sư cân nhắc lựa chọn tiết diện hợp lý

Trang 17

hơn Trước khi thiết kế sàn, ta tiến hành chọn sơ bộ: bề dày sàn và kích thước tiết diện dầm

2.2.1 Bề dày sàn

Chọn bề dày sàn theo công thức sau

×

=

s

D l h

2.2.2 Kích thước tiết diện dầm

Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ:

1

= = (1/2÷1/4)500 =(125 ÷250)⇒h dp=250 mm

Chọn kích thước dầm phụ 250x500 (mm)

Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính :

1

= = (1/2÷1/4)700 = (175 ÷350) ⇒h dc=300 mm

Chọn kích thước dầm chính 300x700 (mm)

Sơ bộ chọn kích thước dầm như sau

• Dầm phụ 250×500

• Dầm chính 300×700

• Dầm biên 300×600

Trang 18

2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

Bản được xem như ngàm vào dầm chính và dầm phụ, vì theo như cách chọn tiết diện ta luôn có ≥ 3

b

d

h

h , trong đó h dlà chiều cao của dầm, h blà bề dày của bản

Minh họa sơ đồ tính của bản bằng hình 2.3

MII

2.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Tải trọng tác động lên sàn tầng điển hình bao gồm tĩnh tải và hoạt tải

2.4.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải tác động lên sàn tầng điển hình gồm có: trọng lượng bản thân sàn, trọng lượng bản thân của kết cấu bao che Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng phân bố đều của các lớp cấu tạo sàn, được tính theo công thức

• h i : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

• γi : khối lượng riêng

• n : hệ số tin cậy

o Các lớp cấu tạo của sàn:

Gạch Ceramic: trọng lượng riêng 2000 daN/m3; dày 1.0 cm; n = 1.2

Vữa xi măng #75: trọng lượng riêng 1800 daN/m3; dày 2.0 cm; n = 1.2

Trang 19

Bản sàn: trọng lượng riêng 2500 daN/m3; dày 10cm; n = 1.1

Vữa XM tô trần # 75: trọng lượng riêng 1800 daN/m3; dày 1.5 cm; n = 1.2 Bỏ qua trọng lượng mastic và sơn nước trần hoàn thiện

o Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:

• n : Hệ số vượt tải

• g t : Tải trọng tiêu chuẩn của kết cấu bao che:

Ü g t =180(daN/m2): Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100

Ü g t =330(daN/m2): Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200

Ü tt =30

t

g (daN/m2): Các khung nhôm + kính

Kết quả tính toán g t theo bảng sau:

210

8 5.0m x 3.4m (17.00 m2 ) 11.22 m2 tường 20 330 1.1 343

Trang 20

210

11 7.0m x 3.6m (25.20 m2 ) Không có tường

12 4.0m x 3.0m (16.00 m2 ) Không có tường

13 5.0m x 3.0m (20.00 m2) Không có tường

14 4.0m x 2.8m (11.2 m2) Không có tường

Vậy tĩnh tải sàn tính theo công thức

Ô7 375 210 585 Ô8 375 343 718 Ô9 375 275 650 Ô10 375 210 585

Ô13 375 0 375 Ô14 375 0 375

Trang 21

2.4.2 Hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn tc

p của sàn được tra trong TCVN 2737-1995 dựa vào công năng của các ô sàn Trong trường hợp ô sàn có diện tích chịu tải A>9(m2), hoạt tải tiêu chuẩn của ô sàn lúc này phải nhân thêm với hệ số giảm tải ψ Hệ số giảm tải

ψ tính theo công thức sau:

0.60.4

9

A

Hoạt tải tính toán của sàn: p tt =np tcψ

Kết quả tính toán hoạt tải sàn được lập thành bảng 2.3

Sàn Chức năng p tc

(daN/m2) n

tt p

(daN/m2) ψ

tt p

(daN/m2) Ô1 Lôgia-Ngủ 200 1.3 260 0.745 193

Ô12 Hành lang 300 1.2 360 0.919 331

Ô13 Hành lang 300 1.2 360 0.865 311

Ô14 Hành lang 300 1.2 360 0.938 338

Vậy tổng tải trọng tác dụng lên sàn tính theo công thức

= +

Trang 22

Dưới đây là bảng tính tổng tải tác dụng lên sàn

Sàn tt

g (daN/m2) tt

p (daN/m2) s

q (daN/m2)Ô1 557 193 750 Ô2 563 153 716 Ô3 647 195 842 Ô4 638 160 798 Ô5 730 301 1031 Ô6 411 148 559 Ô7 585 200 785 Ô8 718 301 1019 Ô9 650 296 946 Ô10 585 200 785 Ô11 375 148 523 Ô12 375 331 706 Ô13 375 311 686 Ô14 375 338 713

2.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG BẢN

Tùy vào loại bản mà nội lực trong bản sẽ khác nhau Căn cứ vào tỷ số 2

1

l

l , ta phân bản làm hai loại

Trang 23

2.5.1 Nội lực bản kê bốn cạnh

M1

L1

M2 MI

MII MI

MII

Nội lực sàn M M M M được tính theo sơ đồ đàn hồi liên kết ngàm bốn 1, 2, I, IIcạnh và tải phân bố đều s

q , minh họa bằng hình 2.3

Moment M M ở nhịp được tính theo các công thức sau 1, 2

= × × ×s II

trong đó

• Cạnh dàil2

• Cạnh ngắn l1

• Các hệ số m91, m92, k91, k92 được tra bảng, phụ thuộc vào loại ô bản

Kết quả tính nội lực của các ô bản kê bốn cạnh

daN

m

II M

daN

m

1 1.80 750 0195 0060 0423 0131 399 123 866 268

Trang 24

2.5.2 Nội lực sàn bản dầm

Nội lực sàn được tính theo loại bản dầm khi 2

1

2

l Tính theo từng ô riêng biệt chịu tổng tải s

q theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bề rộng 1m theo phương ngắn để tính nội lực theo sơ đồ dầm liên kết ở 2 đầu và tùy vào sơ đồ làm việc mà có thể là hai đầu ngàm hoặc đầu ngàm đầu khớp Xét từng trường hợp cụ thể:

• Ô bản dầm có sơ đồ tính là hai đầu ngàm (Ô2 )

Thống kê các kết quả tính toán của các ô bản như sau

Ü Ô2 có l2=7m ;l1=3.1m; qs =716 (daN/m2)

Ta luôn có tỉ số 2

Nội lực M nh,M gcủa các ô bản được tính theo các công thức sau

Trang 25

Kết quả tính toán nội lực bản dầm cho trong bảng sau

Sàn s

Ô2 716 573 287 Ô7 785 756 378

2.6 TÍNH CỐT THÉP

2.6.1 Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh

Từ kết quả tính nội lực, thay giá trị moment M vào công thức sau ta sẽ tính

được cốt thép A s của ô bản

• Bê tông B20( M250) ⇒ R b =115 (daN/cm2)

• Cốt thép sàn AI⇒ R s =2250 (daN/cm2)

• Tính bản như cấu kiện chịu uốn, tiết diện b h× =100 10× (cm×cm)

• Giả thiết :a bv =1 (cm) ; → h0 =9(cm)

• Theo TCVN μmin =0.05% Hợp lý nhấtμ=0.3% 0.9%÷ đối với sàn

Kết quả tính thép cho từng ô bản lần lượt được trình bày dưới đây

Trang 28

Bảng 2.17 Bảng kết quả cốt thép cho Ô14 (l1=2.8m, l2=4m)

2.6.2 Tính cốt thép các ô loại bản dầm

Từ kết quả tính nội lực, thay giá trị moment M nh,M g vào công thức đã nêu ở trên, ta sẽ tính được cốt thép A s của ô bản

Trang 29

2.7 ĐỘ VÕNG SÀN

Kiểm tra độ võng là một yêu cầu hết sức quan trọng trong thiết kế, nếu tính toán theo công thức sau không thỏa thì phải thiết kế lại từ đầu

Độ võng giới hạnωghtính theo LTDH như sau

1500

ω = (L là chiều dài cạnh ngắn)

Và độ võng ω của bản ngàm 4 cạnh được xác định theo công thức sau

l ) của ô bản tra bảng ta được α

• q là tổng tải tác dụng lên sàn

• a là chiều dài cạnh ngắn

• D được xác định theo công thức

3 2

.12(1 μ )

=

−

b

E h D

vớiE b =270000(daN/cm2) ; h=10cm; μ=0.2

Kết quả tính toán ω, ωghđược cho trong bảng sau

Trang 30

l l

s q

(daN/m2) D α (cm) ω ωgh

(cm) Ô1 7.0 3.9 1.80 750 23437500 0.00245 0.181 0.780 Ô3 3.6 2.0 1.80 842 23437500 0.00245 0.014 0.400 Ô4 5.0 3.6 1.39 798 23437500 0.00206 0.118 0.720 Ô5 5.0 3.4 1.47 1031 23437500 0.00217 0.128 0.680 Ô6 7.0 3.6 1.95 559 23437500 0.00252 0.101 0.720 Ô8 5.0 3.4 1.47 1019 23437500 0.00217 0.126 0.680 Ô9 5.0 3.6 1.39 946 23437500 0.00196 0.133 0.680 Ô11 7.0 3.6 1.95 523 23437500 0.00252 0.094 0.680 Ô12 4.0 3.0 1.33 706 23437500 0.00196 0.048 0.6 Ô13 5.0 3.0 1.67 686 23437500 0.00235 0.056 0.6 Ô14 4.0 2.8 1.43 713 23437500 0.00211 0.039 0.56

Bảng 2.17 Bảng tính độ võng của các ô sàn bản kê bốn cạnh

Ngoài ra độ võng ω của bản loại dầm được tính theo công thức sau

4

1384

J : moment quán tính của tiết diện b=100cm, h=10cm

Kết quả tính toán ω, ωghđược cho trong bảng sau

Bảng 2.18 Bảng tính độ võng của các ô sàn bản loại dầm

Từ các bảng so sánh độ võng trên, ta nhận thấy công thức ω ω≤ ghluôn thỏa mãn

Vậy bề dày sàn chọn h s =10cm để thiết kế sàn tầng điển hình là hợp lý

Trang 31

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG

p Cầu thang là một bộ phận kết cấu phục vụ cho việc đi lại lên xuống Ở

thời điểm ùn tắc , đông người thoát hiểm, cầu thang phải chịu một tải trọng rất lớn Vì vậy , trong mọi trường hợp cầu thang phải bảo đảm không bị nứt gãy hay sụp đổ

p Đây là công trình chung cư cao tầng, cầu thang chọn thiết kế là cầu thang

bộ được thiết kế theo dạng bản và có kích thước thiết kế như trong bản vẽ kiến trúc

Tính một cầu thang bộ gồm:

X Tính bản thang(bản chiếu đi, chiếu nghỉ)

Trang 32

MẶT C? T CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆN

Cầu thang được thiết kế là thang 2 vế dạng bản,mỗi vế có chiều cao 1.65m Cấu tạo mỗi vế thang gồm có bậc thang, lớp vữa lót, bản thang, lớp vữa trát Bậc thang (g =300mm, h=165mm) được xây bằng gạch đinh, lát đá mài

3.2.1 Bản thang

• Mặt thang rộng 1.80 m

• Chọn kết cấu thang là dạng bản không limon

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:

Với L0 Nhịp tính toán của bản thang

• Sơ bộ chọn bản thang dày 160 mm

• Dầm DCN có kích thước 250 x 500

Sơ bộ chọn bề dày bản thang bê tông cốt thép h b =16cm, độ nghiêng α của bản thang so với mặt phẳng nằm ngang được tính như sau

Trang 33

0.553

Minh họa sơ đồ tính của cầu thang như sau

• Sơ đồ khớp

DCN

VẾ 1

q2

18503000

q1

18503000

q2

q1

DCNVẾ 2

• Sơ đồ ngàm

Trang 34

18503000

VẾ 2 DCN

DS

q1

q2

3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Tải trọng tác dụng lên bản thang bao gồm tải trọng của chiếu nghỉ q2 và tải trọng của bản thang q1

3.4.1 Tải trọng chiếu nghỉ

Tải trọng q2 của chiếu nghỉ gồm có tĩnh tải tt

cn

g của các lớp cấu tạo và hoạt tải tt

cn

STT Vật liệu Chiều dày

g (daN/m2)

1 Lớp đá mài tô 0.01 2000 1.2 24.0

2 Lớp vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2

g của các lớp cấu tạo chiếu nghỉ

Ngoài ra hoạt tải tt

Trang 35

trong đó tra bảng3 TCVN 2737 – 1995, ta có tc =300

Tải trọng q1 của bản thang bao gồm tĩnh tải tt

g và hoạt tải tt

p Tĩnh tải tt

g bằng tải trọng của bản thang tt

b G g

g của bản thang được tính như bảng sau

STT Vật liệu Chiều dày

Và tải trọng tt

Trang 36

Vậy tổng tĩnh tải tt

Ngoài ra hoạt tải tt

p được tính giống như hoạt tải của chiếu nghỉ

số trọng lượng bản thân Self weight Multiplier = 0

Moment của vế thang thứ nhất biểu diễn theo hai sơ đồ sau

• Sơ đồ 1: sơ đồ khớp

Trang 37

Hình 3.4 Moment của vế thang thứ nhất theo sơ đồ 1

• Sơ đồ 2 : Sơ đồ ngàm

Hình 3.5 Moment của vế thang thứ nhất theo sơ đồ 2

Hình 3.6 Phản lực V

Trang 38

Hình 3.6 Moment và lực cắt trong dầm chiếu nghỉ

3.6 TÍNH CỐT THÉP CHO BẢN THANG

bt

R = (daN/cm2), thép AII có R s =2800(daN/cm2)

Trang 39

Nhịp 325800 16 14 0.145 0.157 9.027 φ12a120=9.43 0.6

Gối 114700 16 14 0.05 0.0513 2.949 φ8a160=3.14 0.2

Bảng 3.3 Kết quả tính và chọn cốt thép bản thang

Cốt ngang của bản thang chọn theo cấu tạo φ8a200

3.6.2 Dầm chiếu nghỉ

Cốt thép dọc

X Để tính toán cốt thép dọc ta tính dầm theo cấu kiện chịu uốn tiết diện

Nhịp 1495000 50 46 0.2450 0.286 13.5 2φ20+ 2φ22 1.17

Gối 747500 50 46 0.123 0.132 6.23 3φ16 0.54

Bảng 3.4 Kết quả tính và chọn cốt thép dầm chiếu nghỉ

Cốt thép đai

• Giá trị lực cắt lớn nhất Qmax = ql/2 = 9963 daN

• Điều kiện để dầm không bị phá họai trên tiết diện nghiêng chịu lực cắt Q

bh

h b b

ϕ hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, I

Trang 40

= 0 1 = 0 ≤ 0 5

o bt n

bh R

N

ϕ hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc

=> Q =9963 daN ≤ ϕb3( 1 +ϕf +ϕn).R bt.b.h o = 0.6x75000x0.2x0.36 = 3240 daN (không thỏa)

=> Tính cốt đai : Chọn cốt đai Þ8 có Asw =0.503

Bố trí đai 2 nhánh với S = 80 ở 1/4 nhịp và S = 160 ở giữa nhịp

Điều kiện hạn chế bề rộng khe nứt

Q ≤ 0 3 ϕwlϕb1.R b.b.h o

Trong đó:

3 1 5

E E

Định dạng
Số trang	167
Dung lượng	1,84 MB