Quy mô công trình: Một tầng hầm cho tòa nhà sâu -3.6 m so với cốt ±0.00, là khu vực dùng để xe cho tòa nhà gồm chỗ để xe máy và xe oto.Ngoài ra tầng hầm còn chứa phòng kĩ thuật,bể nước
KIẾN TRÚC
Giới thiê ̣u về công trình
- Tên công trình: CHUNG CƢ AN PHÚ
- Địa điểm xây dựng: Phường An Phú,Quận 2, TP Hồ Chí Minh
- Tổng diện tích mặt bằng: 7049 m2
- Chiều cao công trình: +56.7m so với cốt ±0.00 (cao 17 tầng chƣa kể tầng mái và 1tầng hầm)
Tầng trệt chiều cao 3.9m, diện tích mặt bằng: 43.1mx59.2m ≈ 2551m2
Tầng lầu 2-14, chiều cao tầng 3.3m, mỗi tầng có 4 căn hộ loại A),4 căn hộ loại B,
4 căn hộ loại C, 4 căn hộ loại D, 4 căn hộ loại E, 4 căn hộ loại F
Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa, có 2 hồ nước mái, hệ thống cột thu lôi
1.1.1.2 Đặc điểm chung về khí hậu
Lƣợng mƣa trung bình : 274.4 mm (tháng 4)
Lƣợng mƣa cao nhất : 638 mm (tháng 5)
Lƣợng mƣa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)
Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%
Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%
Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%
Lƣợng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm
Thông thường trong mùa khô :
Thông thường trong mùa mưa :
Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình : 2,15 m/s
Gió thổi mạnh vào mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11 , ngoài ra còn có gió Đông
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão
Hinh kt 1 1Mặt đứng trục 1-8
Hinh kt 1 2Mặt đứng trục A-F
Hinh kt 1 3Mặt bằng tầng hầm
Hinh kt 1 4Mặt bằng tầng trệt
Hinh kt 1 5Mặt bằng tầng điển hình
Hinh kt 1 6Mặt bằng tầng mái
1.1.2 Chƣ́c năng và quy mô công trình
Chung cƣ An Phú là một dự án nhà ở xã hội nhằm tạo điều kiện giải quyết vấn đề nhà ở cho đối tượng người thu nhập thấp tại Thành phố Hồ Chí Minh Dự án được xây dựng tại quận 2 nơi đƣợc coi là cửa ngõ của thành phố Các hoạt động sản xuất kinh doanh ở đây phát triển rất mạnh, có rất nhiều Công ty, Nhà máy, Xí nghiệp, đặc biệt là các Khu Công Nghiệp, Khu Chế Xuất đã đƣợc thành lập tại khu vực xung quanh, do đó đã thu hút đƣợc một lực lƣợng lao động rất lớn về đây làm việc và học tập.Với dân số thành phố ngày càng tăng nhanh do tăng dân số cơ học trong khi quỹ đất xây dựng hạn chế, vì vậy việc xây dựng khu chung cƣ An Phú là một trong những hướng đi đúng đắn nhằm cung cấp nhà ở cho người thu nhập thấp có nhu cầu về nhà ở
Loại hình nhà cao tầng này là không chiếm quá nhiều diện tích mặt bằng mà lại đáp ứng được tối đa nhu cầu về chổ ở, đồng thời tạo được một môi trường sống sạch đẹp, văn minh phù hợp với xu thế hiện đại hoá đất nước
Một tầng hầm cho tòa nhà sâu -3.6 m (so với cốt ±0.00), là khu vực dùng để xe cho tòa nhà gồm chỗ để xe máy và xe oto.Ngoài ra tầng hầm còn chứa phòng kĩ thuật,bể nước ngầm sinh hoạt, thiết bị máy phát điện dự phòng…
Tầng trệt là không gian dành cho hệ thống siêu thị, cửa hàng phục vụ nhu cầu thiết yếu hàng ngày cho dân cƣ trong toàn nhà Ngoài ra còn có các khu vui chơi trẻ em và khu sinh hoạt cộng đồng có kinh doanh nhƣ quán cà phê,quầy dịch vụ…
Từ tầng 2÷16 đƣợc sử dụng phục vụ cho nhà ở cho các hộ gia đình Mỗi hộ đều có phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn, bếp, vệ sinh và logia riêng
Tầng mái là hệ thống phòng kỹ thuật và hồ nước mái
Bảng công năng và diện tích từng sàn
CÔNG NĂNG VÀ DIỆN TÍCH TỪNG SÀN
TẦNG CÔNG NĂNG DIỆN TÍCH (m 2 )
Máy phát điện dự phòng 69.7
Khu vui chơi trẻ em 74.8
Giải pháp kiến trúc
Mặt bằng là hình chữ nhật có chiều rộng 43.2m, chiều dài 56.2m, hình dạng đối xứng Gồm 24 căn hộ trên một mặt bằng tầng, chia làm A,B,C,E,D,F với diện tích trung bình một căn hộ 81.6 m 2 đảm bảo đáp ứng đầy đủ nhu cầu về không gian sống người dân với mức thu nhập bình quân
Cầu thang đƣợc bố trí ở giữa và căn hộ đƣợc bố trí xung quanh cầu thang
Giao thông lên xuống tầng hầm với 2 ram dốc nằm đối xứng công trình, đảm bảo giao thông 1 chiều thuận tiện
Giao thông tầng 1 (trệt) rất linh hoạt và thông thoáng, cho phép người ra vào trung tâm bằng nhiều hướng khác nhau, đồng thời rất phù hợp cho trưng bày sản phẩm và làm trung tâm thương mại, triển lãm
Các hệ thống kĩ thuật như bể nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lí nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra tầng hầm còn bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện nhƣ máy phát điện dự phòng
- Công trình gồm 1 tầng hầm, 17tầng cao,1 tầng mái diện tích mặt bằng tương đối lớn, hình dạng khá cân đối
- Chiều cao của từng tầng có sự thay đổi theo công năng, tầng 1 có chiều cao 3.9m , tạo ra không gian thông thoáng cho siêu thị,hệ thống cửa hàng, các khu sinh hoạt trẻ em và nhằm mục đích tạo một không gian sang trọng tại sảnh chính cửa vào tòa nhà
- Tầng hầm được dùng để phương tiện giao thông và các thiết bị kỹ thuật, bể nước ngầm, xử lí nước cho tòa nhà
- Mặt đứng công trình bố trí hệ thống cửa sổ hợp lí, kết hợp với các logia tạo ra sự bề thế cho chung cƣ tránh sự đơn điệu do khối hộp gây ra
1.2.3 Hê ̣ thống giao thông
- Tòa nhà có bốn thang máy nhằm giải quyết giao thông chính cho công trình, hệ thống giao thông này kết hợp với hệ thống sảnh hành lang rộng rãi của các sàn tầng tạo thành nút giao thông đặt tại trọng tâm của công trình Trên mái bố trí bể nước để cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ công trình và dự phòng chữa cháy
- Hệ thống 2 thang bộ đƣợc thiết kế vào phần lõi của công trình và bố trí đảm bảo khoảng cách tới cửa căn hộ xa nhất, đảm bảo thoát hiểm khi có sự cố thì có thể chạy đến cầu thang thoát hiểm một cách nhanh chóng để đảm bảo an toàn nhất
- Giao thông theo phương ngang ở tầng trệt được thiết kế theo phong cách mở, giao thông tự do rộng rãi theo mọi hướng.Có 3 hướng chính để ra vào tòa nhà, thuận lợi cho việc lưu thông bên trong và bên ngoài Sự kết hợp giữa giao thông đứng và ngang một cách hài hòa tạo điều kiện lưu thông thuận lợi thoải mái, an toàn và đảm bảo dễ dàng thoát hiểm trong mọi tình huống
- Vật liệu lát nền: dùng gạch ceramic hoặc đá granite
- Mặt tường bên trong: sơn nước ( hoặc các sản phẩm có tính chất tương đương) đảm
- Tường bao: Sử dụng kết cấu bao che tường xây bằng gạch Kết hợp hệ thống cửa sổ khung nhôm, kính dày 26mm nhằm cung cấp ánh sáng tự nhiên và tăng khả năng thẩm mĩ cho tòa nhà
- Hệ thống cửa: Cửa kính khung nhôm, đồng thời lắp đặt cửa gỗ trong nội bộ các căn hộ
- Hệ thống vách ngăn: Gạch xây với chiều dày tường ngăn 110cm là loại vách ngăn thông dụng phổ biến và đƣợc áp dụng cho công trình.
Giải pháp kỹ thuật
- Công trình đƣợc thiết kế theo hệ kết cấu khung - lõi chịu lực Hệ thống cột đƣợc bố trí xung quang và các lõi cứng bố trí hợp lý tại giữa tòa nhà tọa nên một hệ kết cấu chắc chắn, hệ lõi cứng đƣợc bố trí buồng thang máy, thang thoát hiểm
- Công trình với bước nhịp lớn thì sàn dự ứng lực là một giải pháp hợp lý, tạo ra vùng không gian rộng, tiết kiệt đƣợc chi phí và tăng số lƣợng sàn khi chiều cao dầm nhỏ khi xét công trình cùng chiều cao
- Tải trọng và chiều cao công trình lớn, vì vậy giải pháp móng đƣợc lựa chọn là móng cọc ép và cọc khoan nhồi, loại móng này đủ sức chịu tải, đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình
1.3.2 Hê ̣ thống điê ̣n,chiếu sáng
- Sử dụng nguồn điện khu vực do thành phố cung cấp Ngoài ra công trình còn máy phát điện dự phòng ở tầng hầm đảm bảo cung cấp điện 24/24 giờ khi có sự cố mất điện xảy ra
- Hệ thống điện đƣợc đi trong hộp kỹ thuật Mỗi tầng có bảng hiệu điều khiển riêng can thiệp tới nguồn điện cung cấp cho từng phần hay khu vực Các khu vực có thiết bị ngắt điện tự động để cô lập nguồn điện cục bộ khi có sự cố
- Các căn hộ đƣợc bố trí có mặt thoáng không gian tiếp xúc bên ngoài lớn nên phần lớn các phòng đều sử dụng đƣợc nguồn ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài công trình và hệ thống logia
- Ngoài ra hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng đƣợc bố trí sao cho có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu chiếu sáng cần thiết
1.3.3 Hê ̣ thống thông hơi,điều hòa
- Bố trí hệ thống thông hơi cho tất cả các tầng, thông với hệ thống trục chính, hệ thống này chạy dưới sàn và được che kín bởi trần nhà
- Hệ thống máy điều hòa, quạt gió đƣợc bố trí đầy đủ cho các văn phòng, với các trung tâm điểu khiển ở các tầng kỹ thuật
1.3.4 Hê ̣ thống thu rác
Rác đƣợc nhân viên vệ sinh của tòa nhà thu gom rác từ các căn hộ và chuyển xuống tầng hầm từ các phòng thu rác đặt trong lõi thang
1.3.5 Giải pháp phòng cháy chữa cháy và thu sét
- Vì đây là nơi tập trung đông người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng, đƣợc bố trí theo tiêu chuẩn quốc gia
- Hệ thống báo cháy đƣợc đặt biệt quan tâm, công trình đƣợc trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy trên mỗi tầng và trong mỗi căn hộ, có khả năng dập tắt mọi nguồn phát lửa trước khi có sự can thiệp của lực lượng chữa cháy Các miệng báo khói và nhiệt tự động đƣợc bố trí hợp lý cho từng khu vực khi có sự cố xảy ra
- Là một công trình cao tầng nên trên mặt bằng mái công trình đƣợc bố trí 2 cột thu lôi có nhiệm vụ dẫm sét xuống điện cực tiếp xúc với đất đảm bảo an toàn cho công trình khi có sự cố sét xảy ra
- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước ngầm ở tầng hầm và bể nước mái rồi bằng hệ bơm nước tự động nước được bơm đến từng phòng
- Hệ thống ống cấp nước phân phối đến từng nơi trên mỗi tầng được đặt ở dưới mặt sàn sau đó che kín bằng hệ thống trần nhà để đảm bảo thẩm mỹ
- Các đường ống thoát nước được dẫn từ các nhà vệ sinh xuống bể chứa nước thải bên ngoài công trình Các đường ống này được đặt chung với hệ thống ống cấp nước trong các hộp kỹ thuật nằm trong lõi cứng
- Hệ thống thoát nước đảm bảo thu gom nước mưa và nước sinh hoạt, sau đó thoát ra hệ thống thoát nước chung của thành phố
- Nước thải sinh hoạt được đưa qua trạm xử lý nước thải sau đó thoát vào hệ thống chung
- Đường ống dẫn được thiết kế theo tiêu chuẩn tránh rò rỉ gây ô nhiễm môi trường
1.3.7 Hê ̣ thống thông tin - liên la ̣c
- Hệ thống mạng máy tính
- Hệ thống cáp điện thoại
- Hệ thống truyền hình cáp
- Hệ thống camera an ninh
- Hệ thống báo động và chống đột nhập
1.3.8 Dụng cụ, thiết bị khác
- Chống thấm: sử dụng cho sàn ban công, sàn vệ sinh, bể nước, sân thượng… dùng các phụ gia nhƣ sika, radcon…
- Thiết bị điện: Dùng các thiết bị đạt chuẩn quốc gia
- Hệ thống cấp thoát nước: dùng ống nhựa chịu áp lực cao và ống sắt trang kẽm cho ống nước nóng và chữa cháy, các thiết bị liên quan như máy bơm, thiết bị vệ sinh… sử dụng của nhà sản xuất uy tín trong nước
- Hệ thống báo cháy: sự dụng hệ thống báo cháy tự động nhập ngoại của các nhà sản xuất uy tín nỗi tiếng
- Thang máy: sử dụng của hãng Mitsubishi hoặc các nhãn hiệu uy tín khác
- Các thiết bị kỹ thuật khác: sử dụng sản phẩm các hãng đạt chuẩn quốc tế.
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Chọn sơ bộ tiết diện sàn
- Đặt hb là chiều dày của bản sàn, hb đƣợc chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hb ≥ hmin
+ hmin = 40mm đối với sàn mái
+ hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng
+ hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất
+ hmin = 70mm đối với bản làm từ be tông nhẹ
- Để đơn giản, người ta thường chọn hb theo nhịp tính toán lt của ô bản b t h Dl
+ m = 40÷50 đối với bản kê bốn cạnh
+ lt = nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn
- Xét ô sàn có kích thước lớn nhất: 5.2m x 4m, tỉ lệ :
L 4 1.3< 2 => sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh
- Nên sàn làm việc theo 2 phương , chọn m = 40 :
=> Chọn bề dày sàn: hb = 100 (mm), (thõa mãn điều kiện hb> hmin = 50 đối với sàn dân dụng)
Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Dựa vào cuốn “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình “ trang 151 ta có:
Bảng 1.1.1Lựa chọn sơ bộ tiết diện dầm
KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM
Loại dầm Nhịp L ( m) Chiều cao h Chiều rộng b
Dầm chính: nhịp dầm chính lớn nhất là 8600 mm
Dầm phụ: chia nhỏ ô sàn hdp= ( 1 1 ) ( 1 1) 8600 (430 716)
4 2 4 2 dp dp b h chọn bdp= 200mm
Vậy chọn dầm phụ có kích thước tiết diện là: 200x400 (mm)
Hình 1 1Cấu tạo các lớp dầm
Tải trọng tác dụng lên sàn
Tĩnh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân và trọng lượng tường trên bản g = gs + gt
Với: g: Tổng tĩnh tải trên ô bản gs: Trọng lƣợng bản thân của sàn gt: Tải trọng phân bố của tường trên sàn
Trọng lƣợng bản thân sàn:
Gạch nềnLớp vữa lótBản BTCTVữa trét trần CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN
Hình 1 2Hình mặt cắt cấu tạo sàn
Trọng lƣợng bản thân các lớp cấu tạo sàn “ lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995”
Bảng 1.1 1Tải trọng tĩnh tái tác dung lên sàn
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
2 Các lớp hoàn thiện và trần
Tổng tĩnh tải không tính bản BTCT 1.4
Tĩnh tải phòng vệ sinh, logia “ lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995”
Bảng 1.1 2Tải trọng tĩnh tái tác dung lên sàn WC, LOGIA
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
2 Các lớp hoàn thiện và trần
Lớp vữa lát nền và tạo dốc 18 30 0.54 1.3 0.7
Tổng tĩnh tải không tính bản BTCT 2.14
2.2 Tải trọng tác dụng lên bản sàn do tường
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
Tính toán tường tải trọng tường cho chiều cao tầng 3.3m
+ Tường 220: g = 4.35 x 3.3 = 14.36 KN/m + Tường 110: g = 2.18 x 3.3 = 7.19 KN/m Tính toán tải tường quy ra tải phân bố đều
S trong đó: S là diện tích ô sàn tương ứng (m 2 ) lt chiều dài tường (m)
Bảng 1.1 4Tải trọng tường phân bố đều lên sàn
TẢI TRỌNG TƯỜNG Sàn Kích Thước Sàn Kích thước gt tt (KN/m 2 )
Giá trị của hoạt tải đƣợc chọn theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 “ TCVN 2737:1995”
+ Khi p tc < 200 ( daN/m 2 ) → n = 1.3 + Khi p tc ≥ 200 ( daN/m 2 ) → n = 1.2
Bảng 1.1 5Hoạt tải tương ứng với công năng sử dụng ô sàn:
Toàn phần Hệ số vƣợt tải
Hoạt tải tính toán (KN/m 2 )
2 Bếp,Phòng ăn,Phòng khách 1.5 1.3 1.95
5 Hoạt tải sàn thương mại 4 1.2 4.8
7 Hoạt tải sàn kĩ thuật 7.5 1.2 9
Đối với những ô sàn có 2 loại tải khác nhau thì ta lấy trung bình nhƣ sau:
- Phần diện tích S1, tĩnh tải (hoạt tải) P1
- Phần diện tích S2, tĩnh tải (hoạt tải) P2
Bảng 1.1 6Tổng tải tác dụng lên các ô sàn
Hoạt tải q Tổng tải Sàn gs Tường gt Tổng (kN/m2) (kN/m2) L1 (m) L2 (m)
18 – P.Hành lang 4.15 0 4.15 3 7.15 2.4 8.2 Ô sàn Tĩnh tải (kN/m2) Kích thước
TÍNH TOÁN BẢN SÀN
3.1 Sơ đồ tính bản sàn
Bản sàn đƣợc tính toán nhƣ ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi ( nhịp tính toán lấy theo trục), cụ thể:
𝐿 1 > 2 ( bản làm việc theo phương cạnh ngắn) Để tính toán, ta cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng 1m, phân tích liên kết 2 đầu bản để đưa ra sơ đồ kết cấu kiểu dầm tương ứng
𝐿 1 ≤ 2 ( bản làm việc theo 2 phương)
Tùy theo điều kiện` liên kết của 4 cạnh mà ta chọn sơ đồ bản tương ứng, nội suy các giá trị dùng để tính toán Trong đó:
- Liên kết đƣợc xem là tựa đơn khi:
Bản kê lên tường, bản lắp ghép
Bản kê tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
- Liên kết đƣợc xem là ngàm khi:
Bản tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
Dựa vào mặt bằng bố trí hệ dàm, ta xác định đƣợc 2 loại ô bản:
𝐿 1≤ 2 gồm các ô sàn + Bản thuộc loại dầm: 𝐿 2
𝐿 1 > 2 gồm các ô sàn Vậy các ô sàn thuộc loại Sàn bản kê bốn cạnh là: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 17 Vậy các ô sàn thuộc loại Sàn bản dầm là: 1, 2, 18
Xét các ô sàn bản kê bốn cạnh
+ Chiều cao bản sàn: hb = 120mm + Chiều cao dầm chính: hb = 750mm
+ Chiều cao dầm phụ: hd = 400mm
Vậy ô bản tính theo ô bản đơn ngàm 4 cạnh và tính ô bản đơn theo sơ đồ ngàm đàn hồi
Hình 1 4Sơ đồ tính ngàm 4 cạnh
Sơ đồ tính ô bản đơn chịu lực theo hai phương + Cắt ô bản theo mỗi phương với bề rộng b = 1m, giải với tải phân bố đều tìm moomen nhịp và gối
+ Tra bảng các hệ số: m91, m92, k91, k92 Ta có P = ql1l2
+ Momen nhịp theo phương cạnh ngắn l1: M1 = m91.P + Momen nhịp theo phương cạnh dài l2: M2 = m92.P + Momen gối theo phương cạnh ngắn l1: M I = k91.P + Momen gối theo phương cạnh dài l2: M II = k92.P + Các hệ số m91, m92, k91, k92 tra bảng dựa trên cuốn “ Sàn sườn bê tông toàn khối “ của GS TS Nguyễn Đình Cống
Moment lớn nhất ở giữa bản:
M2= mi2.P Moment lớn nhất tại gối:
- i: ký hiệu ô bản đang xét (trong tường hợp này i = 9)
- 1,2: là hai phương đang xét L1, L2
- L1, L2:nhịp tính toán của ô bản, là khoảng cách giữa các trục gối tựa
- P:tổng tải trọng phân bố đều lên ô sàn:
Với: + p: hoạt tải tính toán
- mi1, mi2, ki1, kI2: các hệ số đƣợc tra theo bảng phụ thuộc vào tỉ lệ L2/L1
Xét các ô bản loại dầm :
+ Chiều cao bản sàn: hb = 100mm + Chiều cao dầm chính: hb = 600mm
+ Chiều cao dầm phụ: hd = 400mm
3.3 Tính cốt thép cho sàn
Bảng 1.1 7Kết quả tính mô ment các ô bản (bản dầm)
KẾT QUẢ TÍNH MÔ MENT CÁC Ô BẢN (Bản dầm)
(m) Tỉ số l2/l1 Tổng tải P Mô men giữa nhịp Mô men gối
Bảng 1.1 8Kết quả tính toán momentvô bản kê 4 cạnh
KẾT QUẢ TÍNH MÔ MEN CÁC Ô BẢN (Bản kê 4 cạnh) Ô Kích thước Tỉ số TT+HT Tổng tải
P=g.L1.L2 Hệ số tra bảng Mô men (daNm)
Cốt thép chịu lực của bản sàn được tính theo trường hợp tiết diện hình chữ nhật chịu uốn, đặt cốt đơn Cắt thành các dải bản có bề rộng b=1m để tính toán
Bê tông : B30 có Rb = 17(MPa) =170 daN/cm 2 ξR =0.596
Thép : AI có Rs = 225 (MPa) = 2250 daN/cm 2
Giả thiết : a = 15 (mm) suy ra ho = h - a = 120 -15 = 105 (mm) 5 (cm)
Chọn ô bản số 11 để tính đại diện Đối với mômen ở nhịp: M1 = 3.2583 (kN.m)
Hàm lƣợng cốt thép : min max
Bảng 1.1 9Tính thép cho các ô bản Ô sàn Tiết diện
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE
Do sàn các tầng tương tự nhau nên chọn sàn tầng 8 làm tầng điển hình để tính toán và bố trí cốt thép
Hình 1 5Sơ đồ phân tích ô sàn
Chọn sơ bộ tiết diện
1.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn
- Đặt hb là chiều dày của bản sàn, hb đƣợc chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hb ≥ hmin
+ hmin = 40mm đối với sàn mái
+ hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng
+ hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất
+ hmin = 70mm đối với bản làm từ be tông nhẹ
- Để đơn giản, người ta thường chọn hb theo nhịp tính toán lt của ô bản b t h Dl
+ m = 40÷50 đối với bản kê bốn cạnh
+ lt = nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn
- Xét ô sàn có kích thước lớn nhất: 5.2m x 4m, tỉ lệ :
L 4 1.3< 2 => sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh
- Nên sàn làm việc theo 2 phương , chọn m = 40 :
=> Chọn bề dày sàn: hb = 120 (mm), (thõa mãn điều kiện hb> hmin = 50 đối với sàn dân dụng)
1.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Dựa vào cuốn “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình “ trang 151 ta có:
Bảng 1.2.1Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm
KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM
Loại dầm Nhịp L ( m) Chiều cao h Chiều rộng b
Dầm chính: nhịp dầm chính lớn nhất là 8600 mm
Vậy chọn dầm chính có kích thước tiết diện: 350x750 (mm)
Dầm phụ: chia nhỏ ô sàn hdp= ( 1 1 ) ( 1 1) 8600 (430 716)
4 2 4 2 dp dp b h chọn bdp= 200mm
Vậy chọn dầm phụ có kích thước tiết diện là: 200x400 (mm)
1.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột:
Cột trong nhà cao tầng vừa có vai trò chịu tải trọng đứng và đặc biệt giữ vai trò chịu lực ngang Do đó, việc sơ bộ kích thước cột theo cách chia diện truyền tải không có tính quyết định Thay vào đó, các điều kiện về độ cứng, về ổn định tổng thể và liên kết chi có ảnh hưởng lớn hơn đến kích thước các cấu kiện chịu lực theo phương đứng
Trong đồ án, sinh viên vẫn thực hiện việc tính sơ bộ tiết diện cột theo cách chia diện truyền tải nhưng chỉ xem đó là một số liệu để tham khảo Kích thước được chọn và bố trí như trên là kết quả việc tính lặp nhiều lần để có đƣợc chu kỳ dao động riêng của công trình hợp lý và hàm lƣợng cốt thép tính toán cho cột hợp lý
Công trình có mặt bằng tương đối đối xứng, do đó chỉ xác định tiết diện sơ bộ dựa trên cột có diện truyền tải sàn là lớn nhất của hai cột là cột biên và cột giữa
Diện tích tiết diện cột sơ bộ chọn theo công thức:
N: Tổng lực dọc tại chân cột
N = ∑S.q.m q = 10 ÷ 16 kN/m 2 : Tổng tải trọng truyền lên sàn Với nhà chung cƣ, văn phòng, khu thương mại ta chọn q = 13 kN/m 2
∑S: tổng diện tích sàn truyền tải vào cột m: số sàn phía trên tiết diện đang xét
(1.2÷1.5) : hệ số kể đến ảnh hưởng của moment, cột biên = 1.3; cột góc = 1.4
Rb : Cường độ chịu nén của bê tông : Rb = 17 MPa= 17000 kN/m 2
Bảng 1.2 1Bảng sơ bộ tiết diện cột
Diện tích cột (m 2 ) Tiết diện chọn sơ bộ (mm)
Gạch nềnLớp vữa lótBản BTCTVữa trét trần CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN
Hình 1 6 Mặt bằng vách cột tầng điển hình
Sƣ̉ du ̣ng bê tông B30 có :
Cường độ chịu nén tính toán : Rb = 17 (MPa) = 170 (daN/cm 2 )
Cường độ chịu kéo tính toán : Rbt = 1.2 (MPa) = 12 (daN/cm 2 )
Môđun đàn hồi của bêtông : Eb = 32500(MPa)
Cốt thép loại AIII với các chỉ tiêu sau :
Cường độ chịu nén,kéo tính toán : Rs = 365 (MPa) = 3650(daN/cm 2 )
Cường độ tính toán cốt ngang : Rsw = 290 (MPa) = 2900 (daN/cm 2 )
TẢI TRỌNG TRUYỀN LÊN SÀN
Tĩnh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân và trọng lượng tường trên bản g = gs + gt
Với: g: Tổng tĩnh tải trên ô bản gs: Trọng lƣợng bản thân của sàn gt: Tải trọng phân bố của tường trên sàn
Trọng lƣợng bản thân sàn:
Hình 1 7Hình mặt cắt cấu tạo sàn
Trọng lƣợng bản thân các lớp cấu tạo sàn “ lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995”
Bảng 1.2 2Trọng lƣợng bản thân các lớp cấu tạo sàn
STT Vật liệu δi (mm) γi (KN/m3) gtc (KN/m2) ni gtt (KN/m2)
Trọng lƣợng bản thân sàn: gs = 4.98
Trọng lƣợng bản thân sàn không tính Bản BTCT 1.4
Tĩnh tải phòng vệ sinh, logia “ lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995”
Bảng 1.2 3Tĩnh tải phòng vệ sinh, logia
STT Các lớp cấu tạo sàn 𝜹( mm) 𝛾(KN/ m 3 ) 𝑔 𝑡𝑐
Tổng tải không tính sàn BTCT 2.06 2.51
2.1.1 Tải trọng tác dụng lên bản sàn do tường
Bảng 1.2 4Trọng lượng bản thân tường 220
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
Bảng 1.2 5Trọng lượng bản thân tường 110
Tĩnh tải tiêu chuẩn (KN/m 2 )
Tĩnh tải tính toán (KN/m 2 )
Tính toán tường tải trọng tường cho chiều cao tầng 3.3m
+ Tường 220: g = 4.35 x 3.3 = 14.36 KN/m + Tường 110: g = 2.18 x 3.3 = 7.19 KN/m Tính toán tải tường quy ra tải phân bố đều
S trong đó: S là diện tích ô sàn tương ứng (m 2 ) lt chiều dài tường (m) Tải trọng tường phân bố đều lên sàn
Bảng 1.2 6Tải trọng tường phân bố đều lên sàn
TẢI TRỌNG TƯỜNG Sàn Kích Thước Sàn Kích thước gt tt (KN/m 2 )
Giá trị của hoạt tải đƣợc chọn theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 “ TCVN 2737:1995”
+ Khi p tc < 200 ( daN/m 2 ) → n = 1.3 + Khi p tc ≥ 200 ( daN/m 2 ) → n = 1.2
Bảng 1.2 7Hoạt tải tương ứng với công năng sử dụng ô sàn:
Toàn phần Hệ số vƣợt tải
Hoạt tải tính toán (KN/m 2 )
2 Bếp,Phòng ăn,Phòng khách 1.5 1.3 1.95
5 Hoạt tải sàn thương mại 4 1.2 4.8
7 Hoạt tải sàn kĩ thuật 7.5 1.2 9
Đối với những ô sàn có 2 loại tải khác nhau thì ta lấy trung bình nhƣ sau:
- Phần diện tích S1, tĩnh tải (hoạt tải) P1
- Phần diện tích S2, tĩnh tải (hoạt tải) P2
Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn
Hoạt tải q Tổng tải Sàn gs Tường gt Tổng (kN/m2) (kN/m2) L1 (m) L2 (m)
18 – P.Hành lang 1.4 0 1.4 3 4.4 2.4 8.2 Ô sàn Tĩnh tải (kN/m2) Kích thước
3.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN
Mô hình sàn bằng phương pháp PTHH ( phần mềm safe )
Hình 1 8Mô hình bản vẽ sàn tầng điển hình bằng phần mềm safe
Hình 1 9Tĩnh tải gán lên từng ô bản sàn
Hình 1 10Hoạt tải gán lên từng ô bản sàn
- Sau khi gán tải tro ̣ng cho sàn , ta bắt đầu chia dãy strips bằng cách chia tƣ̣ đô ̣ng cho ̣n edit -> Add/Edit Design Strips -> Add Design Strips -> click cho ̣n chế đô ̣ auto và cho ̣n chia dãy theo phương X hoặc Y
Hình 1 11Khai báo dãy trip
Hoă ̣c có thể chia thủ công bằng cách cho ̣n biểu tượng ( Draw Design Strips )
Hình 1 12Nội lực dãy strip sàn tầng điển hình theo phương X
Hình 1 13Nội lực dãy strip sàn tầng điển hình theo phương Y
- Sau khi cha ̣y mô hình thì sẽ lấy nô ̣i lƣ̣c bằng cách vào Display -> Show tables hoă ̣c Ctrl +
T Tất cả nô ̣i lực sẽ được xuất ra 1 bảng excel, sau đó chúng sẽ lo ̣c lấy những giá tri ̣ ở điểm đầu, giƣ̃a và cuối để lấy moment tính thép
Kiểm tra độ võng cho sàn
Khi nhịp tính toán nằm trong khoảng 5𝑚 ≤ 𝐿 ≤ 10𝑚 thì 𝑓 = 25𝑚𝑚 ( Theo TCVN 5574-2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép)
𝑓 𝑚𝑎𝑥 = 16.5𝑚𝑚 ≤ 𝑓 = 25𝑚𝑚, thỏa mãn điều kiện về độ võng
Hình 1 14Kiểm tra độ võng bằng safe
Bảng 1.2 9Bảng tính thép theo dãy strip phương X:
Strip Station Location Global M3 CutWidth As
Text m Text X kN-m m Width 1(m) mm
CSA1 8.00 Before 1.80 -22.59 2.8 10.29 3.68 0.37 ỉ10 200 CSA1 10.00 Before 1.80 4.13 2.8 1.84 0.66 0.07 ỉ10 200 CSA1 11.00 Before 1.80 5.87 2.8 2.62 0.94 0.09 ỉ10 200
CSA1 24.00 Before 1.80 -18.68 2.8 8.47 3.03 0.30 ỉ10 200 CSA1 25.90 Before 1.80 1.97 2.8 1.40 0.50 0.03 ỉ10 200 CSA1 28.10 Before 1.80 3.72 2.8 1.66 0.59 0.06 ỉ10 200 CSA1 32.20 Before 1.80 -18.50 2.8 8.39 3.00 0.30 ỉ10 200
CSA3 56.20 Before 5.80 -24.45 2 11.29 5.64 0.56 ỉ10 100 CSA5 0.00 After 10.40 -17.56 2.3 7.99 3.47 0.35 ỉ10 200 CSA5 1.00 Before 10.40 0.48 2.3 1.15 0.50 0.01 ỉ10 200 CSA5 2.00 Before 10.40 1.85 2.3 1.15 0.50 0.04 ỉ10 200 CSA5 3.00 Before 10.40 5.19 2.3 2.32 1.01 0.10 ỉ10 200
CSA5 8.00 After 10.40 -22.35 2.3 10.23 4.45 0.44 ỉ10 150 CSA5 10.00 Before 10.40 3.67 2.3 1.64 0.71 0.07 ỉ10 200 CSA5 11.00 Before 10.40 5.85 2.3 2.62 1.14 0.11 ỉ10 200 CSA5 13.00 After 10.40 5.11 2.3 2.29 0.99 0.10 ỉ10 200 CSA5 14.00 After 10.40 2.41 2.3 1.15 0.50 0.05 ỉ10 200 CSA5 16.00 Before 10.40 -22.21 2.3 10.17 4.42 0.44 ỉ10 150 CSA5 17.00 Before 10.40 0.87 2.3 1.15 0.50 0.02 ỉ10 200 CSA5 19.00 Before 10.40 5.76 2.3 2.58 1.12 0.11 ỉ10 200 CSA5 21.00 After 10.40 4.82 2.3 2.16 0.94 0.09 ỉ10 200 CSA5 22.00 After 10.40 0.48 2.3 1.15 0.50 0.01 ỉ10 200 CSA5 24.00 Before 10.40 -28.89 2.3 13.35 5.81 0.58 ỉ10 100 CSA5 24.00 After 10.40 57.13 2.3 27.58 11.99 1.20 ỉ10 100 CSA5 25.90 After 10.40 -67.82 2.3 33.34 14.50 1.45 ỉ10 100 CSA5 26.85 Before 10.40 57.50 2.3 27.77 12.08 1.21 ỉ10 100 CSA5 27.48 After 10.40 22.31 2.3 10.22 4.44 0.44 ỉ10 150 CSA5 28.10 After 10.40 -3.74 2.3 1.67 0.73 0.07 ỉ10 200 CSA5 29.35 After 10.40 87.65 2.3 44.71 19.44 1.94 ỉ10 100 CSA5 31.25 After 10.40 -89.29 2.3 45.69 19.87 1.99 ỉ10 100 CSA5 32.20 Before 10.40 145.37 2.3 85.78 37.30 3.73 ỉ10 100
CSA5 33.20 Before 10.40 -12.68 2.3 5.73 2.49 0.25 ỉ10 200 CSA5 37.20 After 10.40 3.31 2.3 1.48 0.64 0.06 ỉ10 200 CSA5 40.20 After 10.40 -18.43 2.3 8.39 3.65 0.36 ỉ10 200 CSA5 45.20 After 10.40 2.58 2.3 1.15 0.50 0.05 ỉ10 200 CSA5 48.20 Before 10.40 -21.05 2.3 9.62 4.18 0.42 ỉ10 150 CSA5 51.20 After 10.40 2.25 2.3 1.15 0.50 0.04 ỉ10 200 CSA5 56.20 Before 10.40 -7.96 2.3 3.58 1.56 0.16 ỉ10 200 CSA6 0.00 After 13.00 -14.53 2.6 6.57 2.53 0.25 ỉ10 200 CSA6 5.00 After 13.00 20.66 2.6 9.41 3.62 0.36 ỉ10 200 CSA6 8.00 Before 13.00 -39.64 2.6 18.49 7.11 0.71 ỉ10 100 CSA6 11.00 Before 13.00 21.02 2.6 9.58 3.68 0.37 ỉ10 200 CSA6 16.00 Before 13.00 -33.27 2.6 15.39 5.92 0.59 ỉ10 100 CSA6 21.00 After 13.00 20.87 2.6 9.51 3.66 0.37 ỉ10 200 CSA6 24.00 Before 13.00 -52.18 2.6 24.75 9.52 0.95 ỉ10 100 CSA6 26.85 After 13.00 -7.23 2.6 3.24 1.25 0.12 ỉ10 200 CSA6 27.68 Before 13.00 6.87 2.6 3.08 1.18 0.12 ỉ10 200 CSA6 29.35 Before 13.00 -95.64 2.6 48.49 18.65 1.86 ỉ10 100 CSA6 29.35 After 13.00 47.56 2.6 22.42 8.62 0.86 ỉ10 100 CSA6 30.30 After 13.00 3.43 2.6 1.53 0.59 0.06 ỉ10 200 CSA6 31.25 After 13.00 -51.55 2.6 24.43 9.40 0.94 ỉ10 100 CSA6 32.20 Before 13.00 48.25 2.6 22.76 8.76 0.88 ỉ10 100 CSA6 33.20 Before 13.00 -17.50 2.6 7.94 3.05 0.31 ỉ10 200 CSA6 35.20 After 13.00 15.75 2.6 7.13 2.74 0.27 ỉ10 200 CSA6 40.20 After 13.00 -36.66 2.6 17.03 6.55 0.65 ỉ10 100 CSA6 45.20 After 13.00 17.68 2.6 8.02 3.08 0.31 ỉ10 200 CSA6 48.20 After 13.00 -47.29 2.6 22.28 8.57 0.86 ỉ10 100 CSA6 51.20 Before 13.00 17.48 2.6 7.93 3.05 0.31 ỉ10 200 CSA7 0.00 After 15.60 -7.19 2.05 3.23 1.57 0.16 ỉ10 200 CSA7 3.00 Before 15.60 16.93 2.05 7.71 3.76 0.38 ỉ10 200 CSA7 8.00 Before 15.60 -28.50 2.05 13.23 6.45 0.65 ỉ10 100 CSA7 12.00 After 15.60 15.41 2.05 7.01 3.42 0.34 ỉ10 200 CSA7 16.00 Before 15.60 -26.65 2.05 12.34 6.02 0.60 ỉ10 100 CSA7 20.00 After 15.60 17.22 2.05 7.85 3.83 0.38 ỉ10 200 CSA7 23.00 After 15.60 10.31 2.05 4.65 2.27 0.23 ỉ10 200 CSA7 26.85 After 15.60 -4.08 2.05 1.83 0.89 0.09 ỉ10 200 CSA7 27.68 After 15.60 3.58 2.05 1.60 0.78 0.08 ỉ10 200 CSA7 29.35 Before 15.60 -50.72 2.05 24.48 11.94 1.19 10 100 CSA7 32.20 After 15.60 -94.89 2.05 50.36 24.57 2.46 10 100 CSA7 36.20 Before 15.60 14.98 2.05 6.81 3.32 0.33 10 200 CSA7 40.20 After 15.60 -27.09 2.05 12.55 6.12 0.61 10 100 CSA7 44.20 Before 15.60 14.44 2.05 6.56 3.20 0.32 ỉ10 200
CSA8 16.00 Before 17.10 -18.61 1.5 8.60 5.73 0.57 10 100 CSA8 19.00 Before 17.10 9.05 1.5 4.10 2.73 0.27 10 200 CSA8 23.00 After 17.10 22.68 1.5 10.57 7.05 0.70 10 100 CSA8 24.00 After 17.10 64.66 1.5 33.77 22.51 2.25 10 100
CSA8 25.90 After 17.10 -86.15 1.5 48.79 32.53 3.25 10 100 CSA8 26.85 Before 17.10 85.47 1.5 48.26 32.18 3.22 10 100 CSA8 29.35 Before 17.10 -77.57 1.5 42.41 28.27 2.83 10 100 CSA8 32.20 After 17.10 -25.32 1.5 11.87 7.92 0.79 10 100 CSA8 37.20 Before 17.10 7.93 1.5 3.58 2.39 0.24 10 200 CSA8 40.20 After 17.10 -20.91 1.5 9.71 6.47 0.65 ỉ10 100
CSA9 24.00 After 18.60 87.97 1.5 50.23 33.48 3.35 10 100 CSA9 24.95 After 18.60 -4.55 1.5 2.04 1.36 0.14 10 200 CSA9 25.90 Before 18.60 0.28 1.5 0.75 0.50 0.01 ỉ10 200 CSA9 26.85 Before 18.60 99.96 1.5 60.66 40.44 4.04 10 100
CSA9 29.35 Before 18.60 23.50 1.5 10.98 7.32 0.73 10 100 CSA9 31.25 After 18.60 -33.95 1.5 16.25 10.84 1.08 10 100 CSA9 32.20 Before 18.60 18.94 1.5 8.76 5.84 0.58 10 100 CSA9 33.20 Before 18.60 -4.69 1.5 2.10 1.40 0.14 10 200 CSA9 36.20 Before 18.60 1.75 1.5 0.78 0.52 0.05 10 200 CSA9 37.20 Before 18.60 1.30 1.5 0.75 0.50 0.04 10 200 CSA9 40.20 After 18.60 -8.31 1.5 3.76 2.50 0.25 10 200
CSA9 55.20 After 18.60 -4.31 1.5 1.93 1.29 0.13 10 200 CSA10 0.00 After 20.10 -6.52 1.5 2.94 1.96 0.20 ỉ10 200 CSA10 1.00 Before 20.10 5.56 1.5 2.50 1.67 0.17 10 200 CSA10 2.00 Before 20.10 6.99 1.5 3.15 2.10 0.21 10 200
CSA10 8.00 After 20.10 -8.28 1.5 3.74 2.49 0.25 10 200 CSA10 9.00 Before 20.10 1.34 1.5 0.75 0.50 0.04 10 200 CSA10 10.00 Before 20.10 4.06 1.5 1.82 1.21 0.12 10 200 CSA10 21.00 After 20.10 3.89 1.5 1.74 1.16 0.12 10 200 CSA10 24.00 Before 20.10 -9.41 1.5 4.26 2.84 0.28 10 200 CSA10 24.00 After 20.10 45.44 1.5 22.41 14.94 1.49 10 100 CSA10 26.05 Before 20.10 -33.92 1.5 16.24 10.82 1.08 10 100 CSA10 30.15 Before 20.10 6.13 1.5 2.76 1.84 0.18 10 200 CSA10 32.20 After 20.10 -2.74 1.5 1.22 0.81 0.08 10 200 CSA10 35.20 Before 20.10 2.97 1.5 1.33 0.88 0.09 10 200 CSA10 45.20 After 20.10 3.23 1.5 1.45 0.96 0.10 10 200 CSA10 48.20 After 20.10 -8.01 1.5 3.62 2.41 0.24 10 200 CSA10 53.20 After 20.10 5.87 1.5 2.64 1.76 0.18 10 200 CSA11 0.00 After 21.60 -4.69 1.5 2.10 1.40 0.14 10 200 CSA11 2.00 Before 21.60 8.86 1.5 4.01 2.67 0.27 10 200 CSA11 8.00 Before 21.60 -9.55 1.5 4.33 2.89 0.29 10 200 CSA11 11.00 Before 21.60 3.61 1.5 1.62 1.08 0.11 10 200 CSA11 21.00 After 21.60 3.59 1.5 1.61 1.07 0.11 10 200 CSA11 26.05 Before 21.60 -8.19 1.5 3.70 2.47 0.25 10 200 CSA11 27.08 Before 21.60 7.23 1.5 3.26 2.17 0.22 10 200 CSA11 29.13 After 21.60 1.15 1.5 0.75 0.50 0.03 10 200 CSA11 32.20 Before 21.60 -16.61 1.5 7.64 5.09 0.51 10 150 CSA11 35.20 Before 21.60 3.16 1.5 1.42 0.94 0.09 ỉ10 200 CSA11 45.20 After 21.60 3.08 1.5 1.38 0.92 0.09 10 200 CSA11 48.20 After 21.60 -9.26 1.5 4.19 2.80 0.28 10 200 CSA11 54.20 Before 21.60 8.04 1.5 3.63 2.42 0.24 10 200
CSA12 0.00 After 23.10 -4.12 1.5 1.84 1.23 0.12 10 200 CSA12 3.00 Before 23.10 5.90 1.5 2.65 1.77 0.18 10 200 CSA12 8.00 Before 23.10 -8.00 1.5 3.61 2.41 0.24 ỉ10 200 CSA12 11.00 Before 23.10 3.27 1.5 1.46 0.98 0.10 10 200 CSA12 20.00 After 23.10 -0.38 1.5 0.75 0.50 0.01 10 200 CSA12 21.00 After 23.10 2.89 1.5 1.29 0.86 0.09 10 200 CSA12 25.03 After 23.10 -2.96 1.5 1.32 0.88 0.09 10 200 CSA12 26.05 After 23.10 4.52 1.5 2.03 1.35 0.14 10 200 CSA12 29.13 Before 23.10 5.80 1.5 2.61 1.74 0.17 10 200 CSA12 31.18 After 23.10 -14.36 1.5 6.57 4.38 0.44 10 150 CSA12 32.20 Before 23.10 27.12 1.5 12.77 8.52 0.85 10 100 CSA12 33.20 Before 23.10 -0.36 1.5 0.75 0.50 0.01 10 200 CSA12 35.20 Before 23.10 2.99 1.5 1.34 0.89 0.09 10 200 CSA12 44.20 After 23.10 -0.47 1.5 0.75 0.50 0.01 10 200 CSA12 45.20 After 23.10 3.18 1.5 1.42 0.95 0.09 ỉ10 200 CSA12 48.20 After 23.10 -8.66 1.5 3.91 2.61 0.26 10 200 CSA12 53.20 After 23.10 6.00 1.5 2.70 1.80 0.18 10 200 CSA13 1.00 Before 24.60 -4.21 1.5 1.88 1.26 0.13 10 200 CSA13 4.00 Before 24.60 2.54 1.5 1.14 0.76 0.08 10 200 CSA13 8.00 Before 24.60 -8.73 1.5 3.95 2.63 0.26 10 200 CSA13 12.00 Before 24.60 2.32 1.5 1.03 0.69 0.07 10 200 CSA13 16.00 Before 24.60 -8.35 1.5 3.77 2.51 0.25 10 200 CSA13 19.00 After 24.60 1.36 1.5 0.75 0.50 0.04 10 200 CSA13 20.00 After 24.60 2.65 1.5 1.18 0.79 0.08 10 200 CSA13 24.00 Before 24.60 -19.19 1.5 8.88 5.92 0.59 10 100 CSA13 24.00 After 24.60 11.16 1.5 5.07 3.38 0.34 10 200 CSA13 25.90 After 24.60 -38.87 1.5 18.84 12.56 1.26 ỉ10 100 CSA13 26.85 Before 24.60 37.83 1.5 18.29 12.19 1.22 10 100 CSA13 27.48 After 24.60 -4.77 1.5 2.14 1.43 0.14 10 200 CSA13 28.10 Before 24.60 5.24 1.5 2.35 1.57 0.16 10 200 CSA13 29.35 After 24.60 8.61 1.5 3.89 2.60 0.26 10 200 CSA13 30.30 After 24.60 -13.47 1.5 6.15 4.10 0.41 10 150 CSA13 32.20 Before 24.60 73.92 1.5 39.86 26.58 2.66 10 100 CSA13 33.20 Before 24.60 -3.38 1.5 1.51 1.01 0.10 10 200 CSA13 36.20 Before 24.60 2.42 1.5 1.08 0.72 0.07 10 200 CSA13 40.20 Before 24.60 -7.42 1.5 3.34 2.23 0.22 10 200 CSA13 44.20 After 24.60 1.46 1.5 0.75 0.50 0.04 10 200 CSA13 48.20 Before 24.60 -8.24 1.5 3.72 2.48 0.25 10 200 CSA13 52.20 After 24.60 2.24 1.5 1.00 0.67 0.07 10 200 CSA13 55.20 After 24.60 -4.18 1.5 1.87 1.25 0.12 10 200 CSA14 0.00 After 26.10 -1.86 1.5 0.83 0.55 0.06 10 200
CSA14 3.00 After 26.10 6.32 1.5 2.84 1.89 0.19 10 200 CSA14 8.00 Before 26.10 -15.55 1.5 7.14 4.76 0.48 10 150 CSA14 13.00 Before 26.10 7.38 1.5 3.33 2.22 0.22 10 200 CSA14 16.00 Before 26.10 -20.92 1.5 9.71 6.47 0.65 10 100 CSA14 24.00 Before 26.10 67.70 1.5 35.72 23.81 2.38 10 100 CSA14 24.95 After 26.10 -25.75 1.5 12.09 8.06 0.81 ỉ10 100 CSA14 26.85 Before 26.10 73.06 1.5 39.28 26.19 2.62 10 100 CSA14 29.35 Before 26.10 9.39 1.5 4.25 2.84 0.28 10 200 CSA14 32.20 After 26.10 -83.11 1.5 46.46 30.97 3.10 10 100 CSA14 37.20 After 26.10 7.95 1.5 3.59 2.39 0.24 10 200 CSA14 40.20 Before 26.10 -19.91 1.5 9.22 6.15 0.61 10 100 CSA14 43.20 After 26.10 7.49 1.5 3.38 2.25 0.23 10 200 CSA14 48.20 Before 26.10 -15.93 1.5 7.32 4.88 0.49 10 150 CSA14 53.20 Before 26.10 6.13 1.5 2.76 1.84 0.18 10 200 CSA15 0.00 After 27.60 -4.82 2.05 2.16 1.05 0.11 10 200 CSA15 3.00 After 27.60 13.98 2.05 6.34 3.10 0.31 10 200 CSA15 8.00 Before 27.60 -30.75 2.05 14.33 6.99 0.70 10 100 CSA15 12.00 After 27.60 14.44 2.05 6.56 3.20 0.32 10 200 CSA15 16.00 Before 27.60 -27.05 2.05 12.53 6.11 0.61 10 100 CSA15 21.00 Before 27.60 15.19 2.05 6.90 3.37 0.34 10 200 CSA15 24.00 Before 27.60 -95.19 2.05 50.56 24.66 2.47 10 100 CSA15 26.85 After 27.60 3.14 2.05 1.40 0.68 0.07 10 200 CSA15 29.35 Before 27.60 -19.45 2.05 8.90 4.34 0.43 10 150 CSA15 32.20 After 27.60 ##### 2.05 71.40 34.83 3.48 10 100 CSA15 36.20 Before 27.60 15.47 2.05 7.03 3.43 0.34 10 200 CSA15 40.20 Before 27.60 -26.27 2.05 12.15 5.93 0.59 10 100 CSA15 44.20 After 27.60 14.53 2.05 6.60 3.22 0.32 10 200 CSA15 48.20 Before 27.60 -30.47 2.05 14.19 6.92 0.69 ỉ10 100 CSA15 53.20 Before 27.60 13.95 2.05 6.33 3.09 0.31 10 200 CSA16 0.00 After 30.20 -12.45 2.6 5.61 2.16 0.22 10 200 CSA16 5.00 After 30.20 17.45 2.6 7.92 3.04 0.30 10 200 CSA16 8.00 Before 30.20 -47.32 2.6 22.30 8.58 0.86 10 100 CSA16 11.00 Before 30.20 17.69 2.6 8.03 3.09 0.31 10 200 CSA16 16.00 Before 30.20 -36.58 2.6 16.99 6.54 0.65 10 100 CSA16 21.00 Before 30.20 15.05 2.6 6.81 2.62 0.26 10 200 CSA16 24.00 Before 30.20 -68.58 2.6 33.30 12.81 1.28 10 100 CSA16 26.85 After 30.20 -8.16 2.6 3.66 1.41 0.14 10 200 CSA16 27.68 After 30.20 3.98 2.6 1.77 0.68 0.07 10 200 CSA16 29.35 After 30.20 ##### 2.6 52.84 20.32 2.03 10 100 CSA16 30.30 Before 30.20 0.58 2.6 1.30 0.50 0.01 10 200 CSA16 31.25 After 30.20 -0.17 2.6 1.30 0.50 0.00 10 200
CSA16 32.20 Before 30.20 7.90 2.6 3.54 1.36 0.14 10 200 CSA16 33.20 Before 30.20 -13.65 2.6 6.16 2.37 0.24 10 200 CSA16 35.20 Before 30.20 15.68 2.6 7.10 2.73 0.27 10 200 CSA16 40.20 After 30.20 -36.31 2.6 16.86 6.49 0.65 10 100 CSA16 45.20 After 30.20 17.81 2.6 8.08 3.11 0.31 10 200 CSA16 48.20 After 30.20 -47.30 2.6 22.29 8.57 0.86 10 100 CSA16 51.20 Before 30.20 17.41 2.6 7.90 3.04 0.30 ỉ10 200 CSA17 0.00 After 32.80 -8.50 2.45 3.82 1.56 0.16 10 200 CSA17 5.00 Before 32.80 2.79 2.45 1.24 0.51 0.05 10 200 CSA17 8.00 After 32.80 -22.67 2.45 10.36 4.23 0.42 10 150 CSA17 11.00 Before 32.80 3.05 2.45 1.36 0.56 0.06 10 200 CSA17 16.00 Before 32.80 -20.22 2.45 9.21 3.76 0.38 10 200 CSA17 19.00 Before 32.80 3.88 2.45 1.73 0.71 0.07 10 200 CSA17 24.00 Before 32.80 -23.91 2.45 10.95 4.47 0.45 10 150 CSA17 24.00 After 32.80 74.78 2.45 36.92 15.07 1.51 10 100 CSA17 25.90 After 32.80 -22.00 2.45 10.05 4.10 0.41 ỉ10 150 CSA17 26.85 After 32.80 24.10 2.45 11.04 4.51 0.45 10 170 CSA17 28.10 After 32.80 -3.54 2.45 1.58 0.64 0.06 10 200 CSA17 28.73 After 32.80 12.19 2.45 5.50 2.24 0.22 10 200 CSA17 29.35 After 32.80 6.09 2.45 2.73 1.11 0.11 10 200 CSA17 31.25 After 32.80 -47.36 2.45 22.41 9.14 0.91 10 100 CSA17 32.20 Before 32.80 108.31 2.45 56.87 23.21 2.32 10 100 CSA17 33.20 Before 32.80 -12.01 2.45 5.42 2.21 0.22 10 200 CSA17 37.20 Before 32.80 3.24 2.45 1.44 0.59 0.06 10 200 CSA17 40.20 After 32.80 -21.17 2.45 9.66 3.94 0.39 10 150 CSA17 43.20 Before 32.80 2.14 2.45 1.23 0.50 0.04 10 200 CSA17 48.20 After 32.80 -22.54 2.45 10.30 4.21 0.42 10 150 CSA17 51.20 Before 32.80 3.84 2.45 1.72 0.70 0.07 ỉ10 200 CSA17 56.20 Before 32.80 -7.68 2.45 3.45 1.41 0.14 10 200 CSA18 0.00 After 35.10 -15.59 2.3 7.08 3.08 0.31 10 200 CSA18 5.00 After 35.10 15.78 2.3 7.16 3.11 0.31 10 200 CSA18 8.00 Before 35.10 -35.48 2.3 16.56 7.20 0.72 10 100 CSA18 11.00 Before 35.10 15.03 2.3 6.81 2.96 0.30 10 200 CSA18 16.00 Before 35.10 -35.44 2.3 16.54 7.19 0.72 10 100 CSA18 19.00 Before 35.10 15.44 2.3 7.00 3.05 0.30 10 200 CSA18 24.00 Before 35.10 -36.66 2.3 17.14 7.45 0.75 10 100 CSA18 28.10 After 35.10 19.74 2.3 9.00 3.92 0.39 10 200 CSA18 32.20 Before 35.10 -35.39 2.3 16.51 7.18 0.72 10 100 CSA18 37.20 After 35.10 15.91 2.3 7.22 3.14 0.31 10 200 CSA18 40.20 Before 35.10 -35.30 2.3 16.47 7.16 0.72 10 100 CSA18 45.20 After 35.10 15.24 2.3 6.91 3.00 0.30 10 200
CSA18 48.20 Before 35.10 -36.30 2.3 16.96 7.37 0.74 10 100 CSA18 51.20 Before 35.10 15.55 2.3 7.06 3.07 0.31 10 200 CSA18 56.20 Before 35.10 -16.80 2.3 7.64 3.32 0.33 10 200 CSA19 0.00 After 37.40 -28.06 2.15 12.99 6.04 0.60 10 100 CSA19 4.00 Before 37.40 18.81 2.15 8.59 3.99 0.40 10 190 CSA19 8.00 After 37.40 -33.35 2.15 15.57 7.24 0.72 10 100 CSA19 12.00 Before 37.40 17.29 2.15 7.88 3.66 0.37 10 200 CSA19 16.00 After 37.40 -33.24 2.15 15.52 7.22 0.72 10 100 CSA19 20.00 Before 37.40 16.77 2.15 7.63 3.55 0.35 10 200 CSA19 24.00 After 37.40 -43.12 2.15 20.45 9.51 0.95 10 100 CSA19 28.10 Before 37.40 27.07 2.15 12.51 5.82 0.58 10 100 CSA19 32.20 After 37.40 -37.43 2.15 17.59 8.18 0.82 10 100 CSA19 36.20 Before 37.40 16.34 2.15 7.43 3.46 0.35 10 200 CSA19 40.20 After 37.40 -33.32 2.15 15.55 7.23 0.72 10 100 CSA19 44.20 Before 37.40 17.38 2.15 7.92 3.68 0.37 10 200 CSA19 48.20 After 37.40 -32.85 2.15 15.32 7.13 0.71 10 100 CSA19 52.20 After 37.40 18.65 2.15 8.51 3.96 0.40 10 190 CSA19 56.20 Before 37.40 -29.86 2.15 13.86 6.45 0.64 10 100 CSA20 0.00 After 39.40 -27.58 2 12.80 6.40 0.64 10 100
CSA20 24.00 After 39.40 -28.28 2 13.14 6.57 0.66 10 100 CSA20 29.13 Before 39.40 14.99 2 6.81 3.41 0.34 10 200 CSA20 32.20 Before 39.40 -28.65 2 13.32 6.66 0.67 10 100
CSA20 40.20 After 39.40 -27.56 2 12.79 6.40 0.64 10 100 CSA20 43.20 Before 39.40 12.25 2 5.55 2.77 0.28 10 200 CSA20 48.20 Before 39.40 -23.50 2 10.83 5.42 0.54 10 100
CSA20 56.20 Before 39.40 -28.08 2 13.04 6.52 0.65 10 100 CSA21 0.00 After 41.40 -5.84 2.8 2.61 0.93 0.09 10 200 CSA21 4.00 Before 41.40 6.46 2.8 2.89 1.03 0.10 10 200 CSA21 8.00 Before 41.40 -20.62 2.8 9.37 3.35 0.33 10 200 CSA21 11.00 After 41.40 2.69 2.8 1.40 0.50 0.04 10 200 CSA21 16.00 Before 41.40 -18.15 2.8 8.23 2.94 0.29 10 200 CSA21 20.00 Before 41.40 3.31 2.8 1.48 0.53 0.05 10 200 CSA21 24.00 After 41.40 -17.69 2.8 8.01 2.86 0.29 10 200 CSA21 28.10 After 41.40 4.61 2.8 2.06 0.74 0.07 10 200
CSA21 32.20 Before 41.40 -18.62 2.8 8.44 3.02 0.30 10 200 CSA21 36.20 Before 41.40 3.32 2.8 1.48 0.53 0.05 10 200 CSA21 40.20 After 41.40 -18.57 2.8 8.42 3.01 0.30 10 200 CSA21 44.20 Before 41.40 3.75 2.8 1.67 0.60 0.06 10 200 CSA21 48.20 Before 41.40 -20.32 2.8 9.23 3.30 0.33 10 200 CSA21 53.20 Before 41.40 6.26 2.8 2.80 1.00 0.10 10 200 Tính thép theo phương Y
Bảng 1.2 10Bảng tính thép theo dãy strip phương Y:
Strip Station Location Global M3 CutWidth As
Text m Text y kN-m m Width 1(m) mm
- Với kết quả đƣợc trình bày ở bảng trên, ta nhận thấy nội lực xuất ra từ SAFE khác rất nhiều so với tính toán bằng tay, vì những lý do sau:
+ Sơ đồ tính: nếu nhƣ đối với tính tay ta xem 𝑑
𝑠 > 3 là ngàm tuyệt đối, thì đối với SAFE điều đó chƣa hoàn toàn đúng, bởi có sự phân phối lại moment ở đây, ở phía dầm phụ, moment âm có xu hướng mất dần còn moment dương tăng lên.điều này cho thấy dầm phụ mất đi tính chất làm việc của nó, hơn nữa trong SAFE liên kết giữa dầm và sàn là liên kết nút cứng, nội lực phân phối thông qua độ cứng cấu kiện và độ cứng của nó so với hệ kết cấu, nên việc nút có xoay hay không và xoay bao nhiêu đã có chương trình tính
+ Việc tính toán theo phương pháp tra bảng có thể dẫn đến tình trạng thừa thép mũ và thiếu thép nhịp
+ Sự làm việc của ô bản: nếu nhƣ tính tay các ô bản làm việc độc lập với nhau thì SAFE có kể đến sự làm việc đồng thời giữa các ô bản, dẫn đến sự sai khác kết quả
- Diện tích cốt thép cho sàn nên sử dụng trực tiếp kết quả nội lực có đƣợc từ SAFE để thiết kế Cũng có thể sử dụng trực tiếp kết quả diện tích cốt thép thu đƣợc bằng SAFE để bố trí khi đã có những điều chỉnh cần thiết về thông số đầu vào cho thiết kế
TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ
Giới thiệu chung
Cầu thang là bộ phận kết cầu của công trình có mục đích phục vụ cho việc giao thông theo phương đứng của người sinh sống hoặc làm việc trong môi trường đó
Vị trí cầu thang phải đảm bảo cho việc sử dụng của nhiều người trong những lúc bình thường cũng nhƣ khi có sự cố cháy nổ… do đó thiết kế cầu thang theo các yêu cầu sau:
- Bề rộng phải đảm bảo yêu cầu đi lại và thoát hiểm
- Kết cấu phải có khả năng chịu lực, cấu tạo bền vững
- Có khả năng chống cháy
Trong trường hợp nhiều người thoát hiểm, cầu thang phải chịu một tải trọng rất lớn, vì vậy cầu thang phải đảm bảo nhƣ khả năng chịu lực, không nứt…
Sơ bộ kích thước tiết diện
Dựa vào mặt bằng công trình và chiều cao tầng, chọn cầu thang 2 vế, mỗi vế có 11 bậc Chọn kết cấu cầu thang là dạng bản chịu lực không limon
Bậc thang được xây bằng gạch, mỗi bậc thước l ×b×h = 300 × 1200 × 150 mm
Kết cầu chịu lực là bản thang bản BTCT dày 140 (mm) không có dầm limon Độ nghiêng của bản thang:
Chọn bề dày bản thang : h s L 4600 153 184
Chọn sơ bộ ht= 160 (mm)
Dầm sàn và dầm chiếu nghỉ có kích thước b × h được chọn sơ bộ là :
Nên dầm sàn và dầm chiếu nghỉ có kích thước b × h = 200 × 400 (mm).
Tải trọng tác dụng
Hình 2 1Cấu tạo bản thang Đá hoa cương
Lớp gạch bậc Bản BTCT Vữa trét
2.3.1Tải trọng tác dụng lên bản thnang
Tĩnh tải đƣợc xác định theo công thức : g n
Trong đó : n: hệ số vƣợt tải δ: chiều dày của lớp thứ i γ: trọng lƣợng riêng của lớp thứ i Đối với lớp đá hoa cương, vữa lót xi măng thì chiều dày quy đổi được xác định như sau:
Trong đó: lb: bề rộng của bậc hb: chiều cao của bậc α: độ nghiêng của bản thang Đối với bậc thang xây bằng gạch thì chiều dày quy đổi đƣợc xác định qui đổi bậc thang về tải chữ nhật:
Bảng 2 1Chiều dày các lớp
Bảng 2 2Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng lên bản nghiêng
Bề dày quy đổi các lớp (m)
Tải phân bố tính toán (KN/m 2 )
Tĩnh tải Đá hoa cương dày 20 mm 20 1.1 0.0264 0.5808
Lớp vữa lót dày 20mm 18 1.2 0.0264 0.57024
Bậc xây gạch dày 150mm 18 1.1 0.066 1.3068
Tải phân bố trên mặt phẳng nghiêng 7.67
Tải phân bố trên mặt phẳng nghiêng theo phương đứng 7.67/0.88=8.71
Tổng tải phân bố trên mặt phẳng nghiêng theo phương thẳng đứng 12.31
2.3.2 tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ
Bảng 2 3Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng lên chiếu nghỉ
Tải phân bố tính toán (KN/m2)
Tĩnh tải Đá hoa cương dày 20 mm 20 1.1 0.44
Lớp vữa lót dày 20mm 18 1.2 0.432
Tổng tải phân bố trên chiếu nghỉ 8.252
2.3.3 Tải trọng tác dụng lên chiếu tới
Bảng 2 4Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng lên chiếu tới
Tải phân bố tính toán (KN/m2)
Tĩnh tải Đá hoa cương dày 20 mm 20 1.1 0.44
Lớp vữa lót dày 20mm 18 1.2 0.432
Tổng tải phân bố trên chiếu nghỉ 8.252
Tính toán các bộ phận cầu thang bộ
Cắt một dải có bề rộng b = 1 (m) để tính toán h d h b @0
160= 2.5 < 3 Đầu kê lên dầm chiếu tới đƣợc coi là 1 đầu khớp cố định đầu ngàm vào vách xem là khớp tự do Bởi vì trên thực tế bê tông tại vị trí liên kết này thường không được đổ toàn khối chính vì vậy liên kết liên kết này khó có thể đạt tới là vách tuyệt đối.Sau khi tính toán bố trí thép cấu tạo tại gối
Hình 2 2Sơ đồ tính bản thang vế 1
Hình 2 3Phản lực gối tựa tại gối vế 1
Hình 2 4Biểu đồ moment cầu thang vế 1
2.4.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho bản thang
Loại cấu kiện Cấp độ bền của bê tông Rb
Loại thép Rs (MPa) Ea (MPa)
2.4.2.2 Tính toán và bố trí thép
Sau khi chạy mô hình ta thấy nội lực ở 2 về gần bằng nhau nên ta lấy nội lực lớn nhất để tính thép
- Cắt ra 1 dãy bản thang rộng 1(m)0(cm) và xem như 1 dầm chịu uốn có kích thước tiết diện (1000 x 1600 mm)
- Chọn a = 20 (mm) nên suy ra ho= h – a = 160 - 20 = 140 (mm)
- Áp dụng công thức tính toán: (dùng để tính thép ở nhịp và thép ở gối)
Hàm lƣợng cốt thép : min m ax
là hàm lƣợng cốt thép
min tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thường lấy min 0.05(%)
m tỷ lệ cốt thép tối đa, thường lấy max b
Bảng 2 5Kết quả tính toán cốt thép bản thang
29.68 0.089 0.093 794.251 𝜙14a150 1026 0.733 Tại các vị trí gối cố định ta chọn thép theo cấu tạo 𝜙8𝑎200
2.4.3Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm thang
2.4.3.1 Tải trọng tác động lên dầm cầu thang và sơ đồ tính :
Tải trọng bản thân dầm chiếu tới: gd = bd×(hd-hs) ×n×γb = 0.2× (0.4-0.16) × 1.1×2500 = 1.32 (kN/m)
Tải trọng do bản thang truyền vào chính là phản lực gối tựa của vế 1 và vế 2 đƣợc quy về dạng tải phân bố đều: RA = RD = 55.45 (kN)
Tải trọng do bản sàn 3600 x 2550(mm)dd truyền vào dưới dạng tam giác được quy về phân bố đều q =5
8× 8.252 × 2.55 = 13.152 (kN/m) Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ là : qd = gd +RA+q = 13.2+55.45+13.152 = 69.922 (kN/m) qd= 69.922 (kN/m)
Dầm cầu thang đƣợc gối lên 2 vách cứng nên sơ đồ tính là hai đầu ngàm
Mô men nhịp: M nh ịp = 1
24× 69.922 × 2.55 2 = 18.9445(kN m) Lực cắt lớn nhất tại gối: Q = 1
2.4.3.3Tính toán cốt thép cho dầm thang
Hàm lƣợng cốt thép : min max , min 0.05%
280 = 1.93 (cm 2 ) Chọn thộp 2ỉ12 cú As=2.26 (cm 2 ) μ = 2.26
Bảng 2 6Kết qủa tính toán cốt thép dầm cầu thang
2.4.3.4 Cốt thép đai dầm thang
Lực cắt lớn nhất tại gối : Qmax=1/2ql=0.5 x 89.15 x 2.55= 90.8463 kN
- Kiểm tra điều kiện cần bố trí cốt đai φ b 1 + φ f + φ n γ b R bt bh 0 = 0.6 × 1 + 0 + 0 × 1 × 1.2 × 10 3 × 0.2 × 0.365
Qmax >φ b 1 + φ f + φ n γ b R bt bh 0 =>phải bố trí cốt đai
- Bước cốt đai cần thiết
cho đoạn gần gối tựa
S = 150 (mm) trong phạm vi 1/4 nhịp dầm gần gối tựa
S = 300 (mm) trong phạm vi giữa nhịp còn lại.
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI
GIỚI THIỆU CHUNG
Trong một công trình cao tầng, việc lưu thông và cung cấp nước sinh hoạt là một sự cần thiết và cực kỳ quan trọng Các bể nước đóng vai trò chủ đạo trong dây chuyền cung cấp và xử lý nước Người ta phân ra ba loại bể chính: bể nước dưới tầng hầm, bể nước ngầm dưới tầng hầm, và bể nước mái
- Bể nước dưới tầng hầm: Dùng chứa nước lấy từ hệ thống nước thành phố bơm lên mái và dự trữ nước cứu hỏa
- Bể nước ngầm dưới tầng hầm: Dùng chứa nước thải từ hệ thống nước thải công trình để xử lý và chuyển ra hệ thống nước tại thành phố bằng máy bơm và đường ống
- Bể nước mái: Cung cấp nước sinh hoạt của các bộ phận công trình và lượng nước cứu hỏa
Chọn bể nước mái để tính toán Bể nước mái được đạt trên hệ cột riêng và liên kết tựa lên các cột chính của công trình Ta bố trí 2 bể nước mái cho công trình
Lượng nước cần dùng cho tòa nhà:
Số người sử dụng nước: Mồi tầng gồm 24 phòng Số người trung bình cho mỗi phòng là 4 người Tổng số người N = 24*16*4 = 1536 người
- Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt:
1000 ∗ 1.2 = 276.48 (𝑚 3 /𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚) Trong đó: qsh = 150 (l/ người ngày đêm) được lấy theo tiêu chuẩn “ TCVN 33 – 2006” cung cấp nước sinh hoạt cho vùng nội ô giai đoạn 2020 Đối với thành phố lớn thì lấy theo “ TCVN 33 – 2006” ta đƣợc kngày.max = 1.1 ÷ 1.2
- Lưu lượng nước phục vụ cho việc chữa cháy lấy 10% của nước sh (theo tiêu chuẩn “ TCVN 33 – 2006”):
𝑄 𝑐𝑐 = 10% ∗ 𝑄𝑠 = 10% ∗ 276.48 = 27.65(𝑚 3 /𝑛𝑔à𝑦 đê𝑚) Trong đó: qcc = 10% Qsh lấy cho khu chung cư có một đám cháy và dưới 5000 người
- Tổng lưu lượng cung cấp cho công trình
- Chọn lựa 2 hồ nước và nước được bơm 2 lần trong một ngày Vậy thể tích lượng nước cần thiết cho một hồ nước ta có thể chọn như sau:
- Hồ nước thiết kế đặt trên trục CD và trục 1,2 và 7,8 của công trình Có kích thước mặt bằng L x B = 8000 x6000mm
- Vậy chọn kích thước sơ bộ kích thước 2 hồ nước mái như sau: L x B x H = 8000 x
6000 x 2000 mm và đáy bể cao hơn cao trình sàn tầng thƣợng là 700 mm Cao trình đỉnh nắp bể là +67.5 m
- Bể nước mái được đổ bê tông toàn khối, có nắp đậy Lỗ thăm trên nắp bể nằm ở góc có kích thước 600 x 600mm
- Trong thiết kế bể nước, dựa vào tỉ số 𝑎
𝑎 phân ra làm ba loại: bể thấp, bể cao, bể dài Xét bể nước mái công trình này ta có: a = 8m chiều dài b = 6m chiều rộng h = 3.5m chiều cao
= 2 < 2𝑎 = 16 Vậy bể nước mái công trình thuộc loại bể thấp
SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN CỦA HỒ NƯỚC
3.2.1 Chọn chiều dày bản nắp, bản thành, bản đáy
Chọn chiều dày bản theo công thức:
D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng m = 30 ÷ 35 – đối với bản một phương m = 40 ÷ 45 – đối với bản kê bốn cạnh l – nhịp cạnh ngắn của ô bản
Bảng 3 1Sơ bộ chiều dày bản
3.2.2 Sơ bộ tiết diện cột
Chọn kích thước 300x300mm cho bốn cột hồ nước
Hình 3 1Mô hình hồ nước mái
TÍNH TOÁN BẢN NẮP
- Bản sàn đƣợc tính toán nhƣ ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi ( nhịp tính toán lấy theo trục), cụ thể:
- Bản thuộc loại bản dầm: 𝐿 2
𝐿 1 > 2 ( bản làm việc theo phương cạnh ngắn)
𝐿 1 ≤ 2 ( bản làm việc theo hai phương)
- Tùy theo điều kiện liên kết của bốn cạnh mà ta chọn sơ đồ tính cho phù hợp, nội suy các giá trị dùng để tính toán Trong đó:
- Liên kết đƣợc xem là tựa đơn khi:
Bản kê lên tường, bản lắp ghép
Bản tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
- Liên kết đƣợc xem là ngàm khi:
Bản tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
Bảng 3 2Tải trọng tác dụng
Loại tải Cấu tạo Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )
Tải trọng tính toán (daN/m 2 ) Tĩnh tải
Lớp vữa xi măng láng mặt dày
Bản bê tông cốt thép dày 80mm 25x0.08=2 1.1 2.2
Lớp vữa trát dày 15mm 18x0.015= 0.27 1.2 0.324
Hoạt tải Hoạt tải sửa chữa 0.75 1.3 0.975
Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp là: q = 2.956 + 0.975 = 3.931 (kN/m 2 )
Nội lực của bản kê bốn cạnh
Hình 3 2Nội lực bản kê bốn cạnh Bảng 3 3Moment theo các phương của ô bản nắp
3.3.4 Tính toán bố trí cốt thép
- Áp dụng công thức tính toán
- Thép AI đƣợc dùng tính thép chịu lực
Bảng 3 4Moment theo các phương của ô bản nắp
Bố trí thép gia cường:
Với lỗ thăm 600x600(mm) sẽ mất 4ỉ8(2.01cm²)
bố trớ tăng cường bằng 2ỉ12(2.26cm²)
3.3.5 Kiểm tra độ võng bản nắp
Theo TCXD 5574-2012 thì độ võng của bản đáy kiểm tra theo điều kiện f < fgh
Trong đó fgh: độ võng giới hạn
Bản sàn ngàm 4 cạnh có độ võng đƣợc xác định theo công thức sau:
α: hệ số phụ thuộc với tỷ số (L2/L1) của ô bản
q tc : tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô sàn
D: độ cứng trụ, đƣợc xác định theo công thức:
L q tc = g tc + p tc = 263+75 = 338(daN/m 2 ) = 3.38 (kN/m 2 )
TÍNH TOÁN DẦM NẮP
Hình 3 3Sơ đồ truyền tải sàn lên dầm
3.4.2Tính toán dầm Dn1, Dn2, Dn3
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g1 = (hd1-hbđ).bd1.γ.n = (0.4-0.08)×0.2×25×1.1= 1.76 (kN/m)
- Do bản nắp truyền vào dưới dạng hình thang (2 bên) có giá trị lớn nhất: q1= 2x q x L1/2 = 2×3.931× (4/2) = 15.724 (kN/m)
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g2 = (hd2-hbđ).bd2.γ.n = (0.4-0.08)×0.2×25×1.1= 1.76(kN/m)
- Do bản nắp truyền vào dưới dạng hình thang có giá trị lớn nhất: q2 =2x qx L1/2 =3.931×4/2 = 7.862(kN/m)
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g3 = (hd3-hbđ).bd3.γ.n = (0.5-0.08)×0.2×25×1.1= 2.31(kN/m)
- Do bản nắp truyền vào dưới dạng hình tam giác: q3 =qx L1/ 2= 3.931×4/2 = 7.862(kN/m)
Ta tính toán nội lực của hệ dầm dưới dạng hệ dầm đáy bằng mô hình trong phần mềm Etab
Hình 3 4Tải trọng tác dụng lên dầm nắp
Hình 3 5Biểu đồ moment dầm nắp
Hình 3 6Biểu đồ lực cắt
3.4.3 Kết quả tính toán nội lực
- Dựa vào biểu đồ nội lực ta có:
Bảng 3 6Bảng kết quả nội lực dầm
Dầm Moment bụng (kN.m) Moment gối (kN.m) Lực cắt (kN)
3.4.4 Tính toán và bố trí thép
+ AI nếu ỉ < 10 Rs = 2250 daN/cm 2
+ AII nếu ỉ >10 Rs = 2800 daN/cm 2
- Áp dụng công thức tính toán
- Thép AI đƣợc dùng tính thép chịu lực
Bảng 3 7Kêt quả tính toán cốt thép dầm nắp
Tính toán điển hình cốt đai cho trường hợp lực cắt lớn nhất trong dầm Dn3
- Dựa vào biểu đồ lực cắt ta có Qmax @.99 KN
Q R bh => phải bố trí cốt đai
- Chọn Bêtông B25 có: Rb = 145 (daN/cm 2 )
- Thép AI có: Rs =Rsc= 2250 (daN/cm 2 ) Rsw = 1750 (daN/cm²)
- Chọn cốt đai ỉ6, 2 nhỏnh (asw = 28.27(mm 2 ))
- Xác định bước cốt đai như sau:
Vậy chọn s = 100 (mm) bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm và s = 200(mm) trong đoạn dầm giữa nhịp (L/2)
TÍNH TOÁN BẢN THÀNH
BẢNG TÍNH CỐT THÉP DẦM NẮP BỂ
Mômen (KN.m) b (cm) h (cm) ho
Dn2 Gối -15.66 20 40 36.5 0.0081 0.00814 191.46 2ỉ14 307.8 0.513 Nhịp 19.27 20 40 36.5 0.0099 0.01 235.82 2ỉ14 307.8 0.513 Dn3 Gối -45.85 25 50 46.5 0.0146 0.0147 441.48 3ỉ14 461.7 0.769 Nhịp 71.06 25 50 46.5 0.0226 0.0229 687.06 4ỉ16 804.4 1.34
Bản thành hồ nước chịu tải trọng do áp lực nước gây ra và áp lực gió hút tác động
Chọn chiều dày bản thành 120mm
Mỗi bản thành làm việc nhƣ một bản liên kết ngàm với bản đáy và bản thành thẳng góc với nó Vì bản nắp đƣợc đỏ toàn khối nên cạnh trên đƣợc xem là liên kết tựa đơn Sơ đồ nhƣ hình vẽ
GIÓ HÚT AP LUC NUOC
Hình 3 7Sơ đồ tính toán bản thành
3.5.1 Tải trọng tác dụng Để đơn giản trong tính toán, ta bỏ qua trọng lƣợng bản thân bản thành, bởi vì Trọng lƣợng bản thân chỉ gây ra lực nén cho bản thành, xem nhƣ bản thành nhƣ cấu kiện chịu tải tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và gió hút
- Áp lực nước: Pn =n.γh.h =1.1x10x2 "kN/m²
W0: áp lực gió tiêu chuẩn ( địa hình IIA W0 daN/m 2 )
Độ cao 58.9 m → k = 1.51 ( tra theo địa hình A)
c’ =0.6 hệ số khí động của gió hút
- Nên bản làm việc theo phương cạnh ngắn
- Cắt 1 dãy bản rộng 1m và tính nhƣ dầm chịu uốn 1 đầu ngàm, 1 tựa đơn
Vì thành hồ làm việc như bản dầm nên không tính toán theo phương nằm ngang, đặt thép cấu tạo
Cắt một dãy bản có chiều rộng 1m để tính Sơ đồ tính nhƣ hình vẽ:
Hình 3 8Sơ đồ tính và biểu đồ moment
Một cách gần đúng theo phương pháp cộng tác dụng, ta có:
- Moment tại nhịp và gối
3.5.3 Tính toán bố trí cốt thép
- Áp dụng cong thức tính toán
- Thép AII đƣợc dùng tính thép chịu lực
Bảng 3 8Bảng tính cốt thép cho bản thành
TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY
- Bản sàn đƣợc tính toán nhƣ ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi ( nhịp tính toán lấy theo trục)
- Bản thuộc loại bản dầm: 𝐿 2
𝐿 1 > 2 ( bản làm việc theo phương cạnh ngắn)
𝐿 1 ≤ 2 ( bản làm việc theo hai phương)
- Tùy theo điều kiện liên kết của bốn cạnh mà ta chọn sơ đồ tính cho phù hợp, nội suy các giá trị dùng để tính toán Trong đó:
- Liên kết đƣợc xem là tựa đơn khi:
Bản kê lên tường, bản lắp ghép
Bản tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
- Liên kết đƣợc xem là ngàm khi:
Bản tựa lên dầm BTCT ( đổ toàn khối) có 𝑑
Hình 3 9Các lớp tác dụng lên bản đáy
Bảng 3 9Cấu tạo các lớp của bản đáy
- Áp lực thủy tĩnh phân bố lớn nhất ở đáy bể , có giá trị là:
- Đối với bản đáy không kể vào hoạt tải sửa chữa vì tải trọng của khối nước bù vào hoạt tải(khi sửa chữa hồ không chứa nước, điều 1.11 TCVN 5574-1991)
- Tổng tải trọng tác dụng lên đáy bể
− Tổng tải phân bố lên ô sàn: P = q×L1×L2 = 25.63×4×3 = 307.56 (kN)
Nội lực của bản kê bốn cạnh
Hình 3 10Nội lực của bản kê bốn cạnh Bảng 3 10Moment theo các phương của ô bản đáy Ô sàn 𝑙 2
3.6.4 Tính toán bố trí cốt thép
Áp dụng công thức tính toán
Thép AII đƣợc dùng tính thép chịu lực
Bảng 3 11Bảng tính cốt thép ô bản đáy
3.6.5 Kiểm tra độ võng cho bản đáy Độ võng của bản ngàm 4 cạnh đƣợc xác định theo công thức sau:
𝛼 – hệ số phụ thuộc vào tỷ số 𝐿 2
𝐿 1 của ô bản ( tra bảng phụ lục 22)
→ Giá trị độ võng của bản đáy thỏa mãn giới hạn cho phép
Hình 3 11Sơ đồ truyền tải lên dầm đáy
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g1 = (hd1-hbđ).bd1.γ.n = (0.6-0.14)×0.3×25×1.1= 3.795 (kN/m)
- Do bản đáy truyền vào dưới dạng hình tam giác (2 bên) có giá trị lớn nhất: q1= 2x q x L1/2 = 2×25.63×3/2 = 76.89 (kN/m)
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g2 = (hd2-hbđ).bd2.γ.n = (0.6-0.14)×0.3×25×1.1= 3.795(kN/m)
- Do bản đáy truyền vào dưới dạng hình thang (2 bên) có giá trị lớn nhất: q2 =2x qx L2/2 =2×25.63×3/2 = 76.89(kN/m)
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g3 = (hd3-hbđ).bd3.γ.n = (0.75-0.14)×0.35×25×1.1= 5.87(kN/m)
- Do bản đáy truyền vào dưới dạng hình tam giác: q3 =qx L1/ 2= 25.63×3/2 8.445(kN/m)
- Do trọng lƣợng thành hồ truyền vào : thành dày 0.12m cao 2m gbt = 1.1 x0.12 x 2 x25=6.6 kN/m
- Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm D3 : gd3 =5.87 + 6.6.47 kN/m
- Do trọng lƣợng bản thân dầm: g4 = (hd4-hbđ).bd4.γ.n = (0.75-0.14)×0.35×25×1.1= 5.87(kN/m)
- Do bản đáy truyền vào dưới dạng hình thang : q4 =qx L2/ 2= 25.63x 3/2 8.445(kN/m)
- Do trọng lƣợng thành hồ truyền vào : thành dày 0.12m cao 2m gbt = 1.1 x 0.12 x 2 x25= 6.6 (kN/m)
- Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm D3: gd3 = 5.87+6.6 = 12.47 kN/m
Ta tính toán nội lực của hệ dầm dưới dạng hệ dầm đáy bằng mô hình trong phần mềm Etabs
Hình 3 12Tải trọng tác dụng
Hình 3 14Biểu đồ lực cắt
Dựa vào biểu đồ nội lực ta có
Bảng 3 12Nội lực các dầm
Moment gối (kN.m) Lực cắt (kN)
3.6.10 Tính toán và bố trí cốt thép:
- Chọn Bêtông B25 có: Rb5 (daN/cm 2 )
+ AI nếu ỉ < 10 Rs = 2250 daN/cm2
+ AII nếu ỉ >10 Rs = 2800 daN/cm2
- Cốt thép đƣợc tính theo công thức:
- Hàm lƣợng cốt thép : min max ,
R Bảng 3 13Kết quả tính toán
3.6.11 Tính toán và bố trí cốt đai
- Tính toán điển hình cốt đai cho trường hợp lực cắt lớn nhất trong dầm D2
- Dựa vào biểu đồ lực cắt ta có Qmax = 232.91KN #291 (daN)
Q R bh => phải bố trí cốt đai
- Chọn Bêtông B25 có: Rb = 145 (daN/cm 2 )
- Thép AI có: Rs =Rsc= 2250 (daN/cm 2 ) Rsw = 1750 (daN/cm²)
- Chọn cốt đai ỉ8, 2 nhỏnh (asw = 50.3(mm 2 ))
- Xác định bước cốt đai như sau:
BẢNG TÍNH CỐT THÉP DẦM ĐÁY BỂ
Mômen (KN.m) b(cm) h(cm) ho(cm) α m ξ A st
Vậy chọn s = 150(mm) bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm và s = 200(mm) trong đoạn dầm giữa nhịp (L/2)
Tính cốt thép gia cường cho dầm
+ Từ mô hình ETABS ta có lực cắt tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính
Hình 3 15Lực cắt tập trung tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính
+ Ta có lực tập trung truyền vào dầm chính 𝑃 = 181.53 𝑘𝑁
Sử dụng cốt treo dạng đai với đường kính đai ∅10 có 𝑎 𝑠𝑤 = 78.5𝑚𝑚 2
+ Số cốt treo cần thiết cho mỗi bên của dầm phụ gối lên dầm chính
TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY
4.1 DAO ĐỘNG CỦA HỆ KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG BẤT KÌ
Khi tính toán phản ứng động ta không thể mô hình hóa tất cả các hệ kết cấu dưới dạng hệ có một bậc tự do động (BTDĐ) Đại đa số các hệ kết cấu của các công trình xây dựng thường có mô hình tính toán gồm một số bậc tự do lớn hơn 1 Đó là hệ kết cấu mà khối lƣợng của chúng có thể tập trung về một số bộ phận nào đó sao cho sự làm việc thực của chúng về cơ bản không bị ảnh hưởng Những hệ như vậy gọi là hệ có khối lượng tập trung, hoặc hệ có khối lƣợng rời rạc, hoặc thông dụng hơn, hệ có nhiều BTDĐ
Hình 4 1Mô hình tính toán của hệ kết cấu có nhiều BTDĐ Đối với công trình xây dựng nhiều tầng chịu tải trọng bất kì, ta có thể mô hình háo chúng dưới dạng hệ dao động có một số hữu hạn BTDĐ, bằng cách tập trung khối lượng ở mỗi tầng về trọng tâm các bản sàn Trong phạm vi mỗi tầng, áp dụng nguyên tắc xây dựng mô hình tính toán của hệ có một BTDĐ, ta giả thiết bản sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó, các cột hoặc các bộ phận thẳng đứng chịu lực không có khối lƣợng nhƣng có tổng độ cứng là r và biến dạng dọc của chúng đƣợc xem là không đáng kể, cơ cấu phân tán năng lƣợng đƣợc biểu diễn bằng bộ phận giảm chấn thủy lực c Với các giả thiết trên, mỗi tầng của công trình đƣợc mô hình hóa với ba bậc tự do, gòm hai chuyển vị ngang và một chuyển vị xoay quang trục thẳng đứng đi qua trọng tâm sàn Nếu hệ kết cấu trên đƣợc đƣa về hệ phẳng, mỗi tầng chỉ có một bậc tự do, là chuyển vị theo phương ngang Hình 1b giới thiệu mô hình tính toán phẳng của một công trình xây dựng nhiều tầng chịu tải trọng động bất kì đƣợc thiết lập theo nguyên tắc trên Để đơn giản, ta có thể dùng so đồ tính 1c thay cho mô hình 1b.