Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn ..... xi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang ..... Tải đứng Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên công trì
TỔNG QUAN
GIỚI THIỆU CHUNG
• CHUNG CƯ CAO ỐC THÁI BÌNH
• Địa chỉ: Quận 10- TP.HỒ CHÍ MINH
• Công trình gồm 19 tầng điển hình, 1 tầng hầm, 1 tầng dịch vụ, 1 tầng mái
• Chiều cao công trình: 73.0m tính từ mặt đất tự nhiên
• Diện tích sàn tầng điển hình: 25×28 m 2
Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình
2 Hình 1.2: Mặt đứng công trình
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG
Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:
• Trọng lượng bản thân công trình
• Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…
• Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng.(Theo TCVN 2737:1995- Tải trọng và tác động)
Bảng 1.1: Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang
1 Phòng ngủ (nhà kiểu căn hộ, nhà trẻ mẫu giáo) 1.5
2 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu căn hộ) 1.5
3 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu nhà mẫu giáo) 2.0
4 Bếp, phòng giặt (nhà căn hộ) 1.5
5 Bếp, phòng giặt (nhà ở mẫu giáo) 3.0
6 Phòng động cơ (nhà cao tầng) 7.0
7 Nhà hàng (ăn uống, nhà hàng) 3.0
8 Nhà hàng (triển lãm, trưng bày, cửa hàng) 4.0
9 Phòng đợi (không có ghế gắn cố định) 5
Ban công và lô gia (tải trọng phân bố đều trên toàn bộ diện tích ban công, lô gia được xét đến nếu tác dụng của nó bất lợi hơn khi lấy theo mục a)
13 Sảnh, phòng giải lao, cầu thang, hành lang thông với các phòng 3
14 Ga ra ô tô (đường cho xe chạy, dốc lên xuống dùng cho xe con, xe khách và xe tải nhẹ có tổng khối lượng ≤2500 kg) 5
Do công trình chịu động đất và có chiều cao hơn 40m nên tải gió tác dụng lên công trình bao gồm có thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió Áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 0.83 kN/m 2
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau:
• Hệ khung vách bê tông cốt thép đổ toàn khối
• Phương án thiết kế móng: móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi.
VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán như sau:
• Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa
• Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa
• Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa
Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ ≤ 10)
• Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa
• Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa
• Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa
• Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa
Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ >10)
• Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa
• Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa
• Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa
PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN
• Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE
• Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA
TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ SÀN
MẶT BẰNG SÀN
Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình
CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC
Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng
• Có thể chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: s min min h D L h
2.2.2 Kích thước dầm chính -dầm phụ
Bảng 2.1: Sơ bộ tiết diện dầm KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM
Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h
Chiều rộng b Một nhịp Nhiều nhịp
• Chọn nhịp của dầm chính để tính L=8.5 m
• Từ đó ta chọn được kích thước sơ bộ dầm chính - dầm phụ như sau:
• Việc chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột theo được tính toán một cách gần đúng theo công thức sau: t o b
- R b : Cường độ tính toán về nén của bê tông
- N: Tổng lực nén sơ bộ, N ≈ntầng×q× F s
- F s : Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
- n tầng : Số tầng phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái
- q: Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế (q = 10 - 20 kN/m 2 ) Lấy q = 10 kN/m 2
- k t : Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như Moment uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột (kt = 1.1 ÷ 1.5) Lấy kt = 1.2
Bảng 2.2: Sơ bộ tiết diện cột Tầng
Cột C1 Cột C2 Cột C3 Cột C4 b × h b × h b × h b × h mm ×mm mm ×mm mm ×mm mm × mm
• Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất,…
• Chọn chiều dày vách tw = 0.3 m cho tất cả các vách cứng trên mặt bằng.
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN
Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng bản thân bản BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện, đường ống thiết bịvà trọng lượng tường xây trên sàn
Bảng 2.3: Tải trọng sàn thường Cấu tạo sàn thường
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
Hệ số độ tin cậy
Tĩnh tải tính toán mm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2
Bảng 2.4: Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh Cấu tạo sàn vệ sinh
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
Hệ số độ tin cậy
Tĩnh tải tính toán mm kN/m 3 kN/m 2 kN/m 2
- Tải tường được tính toán theo công thức: g tt = n×q t ×h t
- Tường xây trên sàn thì tải trọng tường phân bố theo chiều dài dầm None
- Tường xây trên dầm thì truyền tải trọng vào dầm
Bảng 2.5: Tĩnh tải tường gạch
Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn (Theo TCVN 2737 :1995) Kết quả được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.6: Hoạt tải phân bố trên sàn
Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Hoạt tải quy đổi (kN/m 2 )
1 Sảnh, hành lang, cầu thang 3.00 3.000
3 Mái bằng không sử dụng 0.75 0.813
TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Chia sàn thành nhi lực sàn theo d
Các bước tính toán sàn trong
Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.50
Nhà kho 5.00 Ố TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ứng xửcủa sàn tasử dụng phần mềm SAFE Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, c sàn theo dải c tính toán sàn trong SAFE sàn bằng phần mềm SAFE
Hình 2.2: Mô hình sàn trong SAFE
Hoạt tải quy đổi (kN/m 2 ) 1.625 1.625 2.000 5.000
SAFE để tính toán ương Y, phân tích lấy nội
Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương
Hình 2.3: Chia dải theo phương X
Hình 2.4: Chia dải theo phương Y mô hình ta được kết quả nội lực
Hình 2.5: Biểu đồ Moment theo phương X
Hình 2.6: Biểu đồ Moment theo phương Y
Kiểm tra độ võng sàn
• Hàm lượng c phải thỏa đi
- Trong đó: võng sàn p sàn nằm trong khoảng 5 m ≤ L ≤ 10 m thì
TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.) mm 10)
• Cường độ chịu nén: Rsc = 365 MPa
• Cường độ chịu kéo: Rs = 365 MPa
• Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa
4.2.2.1 Chiều dày bản nắp, bản đáy, bản thành
• Chọn sơ bộ chiều dày bản nắp là: 150 mm
• Chọn sơ bộ chiều dày bản đáy là: 200 mm
• Chọn sơ bộ chiều dày bản thành là: 150 mm
4.2.2.2 Sơ bộ tiết diện dầm, cột
• Chọn sơ bộ kích thước dầm nắp như sau: b×h = 200×400 mm
• Chọn sơ bộ kích thước dầm đáy như sau: b × h = 300×700 mm
• Chọn kích thước cột: 500×300 mm
Hình 4.1: Mặt bằng bố trí dầm nắp
Hình 4.2: Mặt bằng bố trí dầm đáy
TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ KẾT CẤU BỂ NƯỚC
Giá trị của hoạt tải
THIẾT KẾ KẾT CẤU BỂ NƯỚC ước ng ETABS 9.74 để mô hình bể nước
Hình 4.3: Mô hình bể nước mái trong ETABS tác dụng
Bảng 4.1: Tĩnh tải bản nắp
Giá trị của hoạt tải được tra theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995
Hoạt tải tiêu chuẩn: pc = 0.75 kN/m 2
Hình 4.4: Biểu đồ Moment theo phương X Moment theo phương Y
Hình 4.5: Biểu đồ Moment theo phương Y
4.3.2.3 Tính toán bố trí cốt thép
Chọn a = 25 mm ; ho = 150 - 25 = 125 mm ; b = 1000 mm
• Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s
R ×b×h R ξ × × × ξ = − − × α • Hàm lượng cốt thép: hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau: min max à ≤ à ≤ à
A à = b h × àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1% àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa, max R b s
R à = ξ ìR Bảng 4.2: Kết quả tính cốt thép bản nắp
Bố trớ Asbt à (mm) (mm 2 /m) (mm 2 /m) %
4.3.2.4 Kiểm tra độ võng bản nắp bể nước
Hình 4.6: Độ võng bản nắp bể nước
• Giá trị chuyển vị lớn nhất fsàn = 1.8 cm
Khi nhịp sàn nằm trong khoảng 5 m ≤ L ≤ 10 m thì [f] = 25 mm (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép) fsàn= 1.8 cm 2 h =2.0 Vậy bản thành thuộc loại bản làm việc 1 phương, sơ đồ
Hình 4.6: Lực tác dụng vào thành bể i lực làm việc như bản dầm cho nên theo phương n t thép cấu tạo t dãy bản có chiều rộng 1m để tính Sơ đồ tính như
L 8.5 4.25 > 2 h =2.0 ồ tính của bản như ương nằm ngang không tính như hình vẽ:
Hình 4.7: Sơ đồ tính và biểu đồ Moment n đúng theo phương pháp cộng tác dụng ta có ại nhịp và gối
= + = + =6.29 kN.m trí cốt thép mm
25 = 125 mm b = 1000 mm ng công thức tính toán: m 2 m s b o s
R ×b×h R ξ × × × ξ = − − × α ảng 4.4: Kết quả tính toán cốt thép thành b
2.86 15 2.5 1.02 0.08 tác dụng ng bản thân các lớp cấu tạo đáy bể như sau
Bảng 4.5: Tĩnh tải bản đáy o Khốilượng riêng, γ tc (kN/m 3 )
Tổng i quy đổi: q tc = 0.965 kN/m 2 c: P = γ n ×H×np/1.2 = 10×2×1.1/1.2 = 18.33 Moment theo phương X
Hình 4.8: Biểu đồ Moment theo phương X Moment theo phương Y
• Hàm lượng cố thỏa điều kiện sau:
Hình 4.9: Biểu đồ Moment theo phương Y trí cốt thép
30 = 220 mm b = 1000 mm ng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s
R ×b×h R ξ × × × ξ = − − × α ốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lư n sau:à min ≤ à ≤ à max s o
A à = b h × min: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin max: tỷ lệ cốt thép tối đa b max R s
R à = ξ ìR ảng 4.6: Kết quả tính toán cốt thép bản đáy
R ×b×h R ξ × × × c và hàm lượng bố trí thì phải min = 0.1% đáy à /m) % 0.45 0.52 0.53 0.60
4.3.4.4 Kiểm tra độ võng bản đáy bể nước
Hình 4.11: Độ võng bản đáy bể nước
• Giá trị chuyển vị lớn nhất: fsàn = 1.8 cm
Khi nhịp sàn nằm trong khoản 5 m ≤ L ≤ 10 m thì [f] = 25 mm (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép) fsàn= 1.8 cm