LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nói chung và thầy cô Khoa Xây dựng nói riêng dã dạy bảo em trong 4.5 năm học vừa qu
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
Dân số phát triển nhanh khiến nhu cầu mua đất xây dựng nhà tăng cao, nhưng nhiều người dân không đủ khả năng tài chính để mua đất xây nhà Giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư là cách hiệu quả để giải quyết vấn đề này Đầu tư vào xây dựng nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng và cải tạo khu dân cư đã xuống cấp không chỉ thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị mà còn phù hợp với tầm vóc và vị thế của đất nước Ngoài ra, việc phát triển các dự án nhà ở cao tầng còn tạo nhiều cơ hội việc làm cho người dân, góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương.
Chung cư cao cấp DIAMOND TOWER ra đời nhằm đáp ứng các mục tiêu về nhà ở và tiện ích cho cư dân Đây là khu căn hộ hiện đại, cao tầng, đầy đủ tiện nghi, với cảnh quan đẹp và tích hợp các khu vực giải trí, thương mại, mua sắm Dự án phù hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, được thiết kế và xây dựng với chất lượng cao nhằm phục vụ nhu cầu cuộc sống của người dân.
Chung cư cao cấp Diamond Tower tọa lạc tại số 77 đường Kinh Dương Vương, thành phố Đà Nẵng, trên diện tích đất 3.850m² Dự án được quy hoạch một cách chặt chẽ để giảm thiểu ảnh hưởng từ các yếu tố tự nhiên khắc nghiệt, đồng thời tận dụng tối đa các lợi thế tự nhiên như ánh sáng tự nhiên, gió, tầm nhìn rộng và cảnh quan cao ráo, bằng phẳng.
Qui mô và đặc điểm công trình
- Diamond Tower đã trở thành điểm sáng thu hút nhiều đối tượng khách hàng, gia đình, doanh nghiệp đến an cư và phát triển
Các căn hộ tại đây được thiết kế hợp lý với quy mô vừa và nhỏ, phù hợp cho nhiều khách hàng và gia đình Thiết kế này đặc biệt lý tưởng cho các doanh nhân, nhân viên văn phòng hoặc những người làm việc tại nhà, mang lại không gian tiện nghi, phù hợp với nhu cầu sinh hoạt và công việc hàng ngày.
Diamond Tower nổi bật với thiết kế hiện đại, sang trọng, mang đến một khu phức hợp đẳng cấp Dự án hứa hẹn mang lại môi trường sống an toàn và tiện nghi, đáp ứng tối đa nhu cầu an cư bền vững và đầu tư lâu dài của cư dân.
Mặt bằng phân khu chức năng
- Khu phức hợp chung cư thương mại dịch vụ Diamond Tower gồm 16 tầng, trong đó có 1 tầng hầm và 15 tầng nổi
- Gồm 2 lõi thang máy, 2 khu vực thang thoát hiểm và 1 số thang bộ khác để di chuyển từ hầm lên lên tầng kỹ thuật
- Tầng 1-2 trung tâm thương mại
- Tầng kỹ thuật, văn phòng và các tầng khác bên trên là căn hộ cho thuê
Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -1.20m được thiết kế với ram dốc từ mặt đất lên hướng chính, tạo thuận tiện cho việc di chuyển lên xuống tầng hầm Công trình là chung cư cao cấp nên phần lớn diện tích tầng hầm được sử dụng để để xe và đi lại, đáp ứng nhu cầu của khách hàng có thu nhập cao Việc bố trí không gian tầng hầm hợp lý giúp tối ưu hóa công năng và mang lại trải nghiệm tiện nghi cho cư dân.
Việc bố trí xe ô tô trong không gian tầng hầm là vô cùng cần thiết để tối ưu hóa diện tích sử dụng Đồng thời, cần sắp xếp hợp lý các hộp gen và vị trí để xe máy nhằm tạo ra không gian thoáng đãng nhất có thể, mang lại sự tiện lợi và thoải mái cho người sử dụng.
Từ tầng 3 đến tầng 15, dự án gồm các căn hộ nhà ở cao cấp 3 sao với đầy đủ tiện nghi và nội thất hoàn thiện, mang lại không gian sống sang trọng và tiện nghi cho cư dân Mặt bằng tầng cho thấy rõ chức năng của toàn bộ khối nhà, với các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung, tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông nội bộ Thiết kế này không những tối ưu hóa sự thuận tiện trong sinh hoạt hàng ngày mà còn nâng cao hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình.
Giải pháp mặt đứng và hình khối
- Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 59.4 m
- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quang xung quanh
Công trình chủ yếu được xây dựng từ đá Granite cao cấp, kết hợp với lớp sơn nước bền đẹp, tạo nên vẻ ngoài sang trọng và chắc chắn Khung kính inox và kính an toàn cách âm giúp tăng cường tính thẩm mỹ, đồng thời đảm bảo an toàn và cách âm hiệu quả, mang lại không gian hài hòa, tao nhã và phù hợp với phong cách hiện đại.
Công trình có kiến trúc hiện đại với hình khối phù hợp cho một chung cư cao cấp kết hợp trung tâm thương mại, mang lại vẻ sang trọng và đẳng cấp Việc sử dụng vật liệu mới như đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng các mảng kính dày không chỉ tăng tính thẩm mỹ mà còn phản ánh xu hướng xây dựng hiện đại ngày nay Công trình nổi bật với mặt đứng ấn tượng, thể hiện sự tinh tế trong thiết kế và chất lượng cao cấp, phù hợp với tiêu chuẩn của các dự án cao cấp.
Vật liệu hiện đại được sử dụng để tăng tính thẩm mỹ và công năng cho công trình, bao gồm cửa kính lớn tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, tường ngoài hoàn thiện bằng sơn nước bền đẹp Mái bê tông cốt thép có lớp chống thấm và cách nhiệt, đảm bảo độ bền và tiết kiệm năng lượng Các loại tường như tường gạch, trát vữa, sơn nước và sơn màu tường tạo nên vẻ đẹp đồng bộ, bền chắc và phù hợp với phong cách kiến trúc hiện đại.
Giải pháp hệ thống giao thông
- Hệ thống giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang
Hệ thống giao thông đứng của công trình gồm thang máy hoạt động 24/24, cầu thang bộ và lối thoát hiểm, đảm bảo sự an toàn và thuận tiện cho người sử dụng Trong đó, có 4 thang máy mỗi bên được bố trí ngay giữa công trình và chạy dọc theo chiều cao, giúp kết nối các tầng một cách thuận lợi Thang bộ còn lại được đặt tại cuối các sảnh chính, phù hợp với chức năng sử dụng và hệ thống thoát hiểm trong mỗi tầng của công trình.
- Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng công trình
Giải pháp kết cấu kiến trúc
- Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách BTCT toàn khối
- Mái phẳng bằng bêtông cốt thép và được chống thấm
Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối đảm bảo độ bền vững và an toàn cho công trình Bể chứa nước được xây bằng bê tông cốt thép, có chức năng trữ nước và phân phối nước đều cho toàn bộ các tầng trong nhà Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ có độ dày 200mm, giúp đảm bảo sự riêng tư và cách âm hiệu quả, trong khi tường ngăn giữa các phòng bên trong xây dựng dày 100mm để tối ưu hóa không gian và công năng sử dụng.
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH
Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu, phương án xây dựng sàn sườn bê tông toàn khối được lựa chọn phù hợp cho công trình này, đặc biệt phù hợp với chiều cao tầng thấp Việc sử dụng sàn phẳng là lựa chọn tối ưu nhằm tạo không gian linh hoạt, thuận tiện cho các công năng của công trình Các phần tính toán sàn tầng điển hình đã được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền vững và an toàn theo các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.
Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện
Xác định tải trọng tác dụng
Mặt bằng sàn và sơ đồ tính
Tính toán cốt thép cho sàn
Kiểm tra độ võng của sàn
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Hệ kết cấu chịu lực chính
- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
- Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống
- Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp
- Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình
Kết cấu tường chịu lực, còn gọi là vách cứng, là hệ thống tường đảm nhận nhiệm vụ chịu tải trọng đứng và ngang, phù hợp cho các chung cư cao tầng nhờ khả năng kết hợp tối ưu mà không cần hệ thống dầm sàn Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là giảm chiều cao của ngôi nhà, do không bị ảnh hưởng bởi hệ thống dầm cản trở, mang lại không gian nội thất rộng rãi và linh hoạt hơn.
Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành hệ hộp nhiều ngăn, mang lại độ cứng không gian cao và tính liên kết liền khối vượt trội Đây giúp nâng cao khả năng chịu lực tổng thể của công trình, đặc biệt là trong việc chịu tải trọng ngang lớn Nhờ cấu trúc chắc chắn này, công trình có khả năng chống chịu tốt với các tác động từ bên ngoài, đảm bảo an toàn và bền vững trong thời gian sử dụng.
Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt, giúp giảm thiểu thiệt hại trong các trận động đất Các nghiên cứu lịch sử, như trận động đất tháng 2 năm 1971 tại California, tháng 12 năm 1972 ở Nicaragua, và năm 1977 ở Rumani, chứng minh rằng các công trình có kết cấu vách cứng thường chỉ bị hư hỏng nhẹ Trong khi đó, các công trình có kết cấu khung thường gặp phải hư hỏng nặng hoặc sập đổ hoàn toàn Chính vì vậy, kết cấu vách cứng là giải pháp xây dựng an toàn và được ưu tiên sử dụng cho các công trình chống động đất.
- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu
Việc lựa chọn phương án sàn phù hợp đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình thi công Để đảm bảo an toàn và tối ưu công năng, cần phân tích kỹ lưỡng các yếu tố kết cấu của công trình trước khi đưa ra quyết định Chọn phương án sàn đúng sẽ giúp nâng cao hiệu quả xây dựng, giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí thi công.
Công trình là dạng nhà cao tầng với bước cột lớn, đảm bảo sự bền vững và khả năng chịu lực của toàn bộ kết cấu Để giữ mỹ quan cho các căn hộ, giải pháp kết cấu chính được lựa chọn tối ưu, phù hợp với kiến trúc hiện đại Việc sử dụng các giải pháp kết cấu phù hợp giúp nâng cao tính thẩm mỹ và đảm bảo an toàn cho công trình vượt qua các tiêu chuẩn kỹ thuật.
Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài băng hay bè
Kết cấu công trình gồm hệ thống tường chịu lực và các vách cứng, cột tạo thành hệ lưới đỡ bản sàn không dầm Các thành phần này nằm ẩn tại các góc căn hộ, giúp tối ưu không gian và đảm bảo tính vững chắc của công trình Hệ thống vách cứng và cột được ngàm chắc chắn vào hệ đài, tăng cường khả năng chịu lực và ổn định của toàn bộ kết cấu xây dựng.
Hình 2 1 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình
NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU
Khi thiết kế kết cấu, việc tạo sơ đồ kết cấu, xác định kích thước tiết diện và bố trí cốt thép là rất quan trọng để đảm bảo độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian của cấu trúc Điều này phải đảm bảo trong phạm vi tổng thể công trình cũng như từng bộ phận riêng lẻ, nhằm đáp ứng khả năng chịu lực trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng.
- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn
Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1
Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:
Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động
Không bị mất ổn định về hình dáng và vị trí
Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi
Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường
Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2
Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:
Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt
Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
- Nội lực được xác định bằng phương pháp tính tay thủ công với các công việc sau:
Tách rời các cấu kiện trong công trình phù hợp với tính tuyến tính và tính định xứ
Chọn sơ đồ tính phù hợp
Tính toán và quy đổi tải trọng
Giải nội lực theo bảng tra hoặc các công thức cơ học
Thời gian giải pháp lâu, phức tạp, dễ sai sót trong tính toán và độ chính xác chưa cao, do sơ đồ tính thường dựa trên giả thiết ngàm hoặc khớp lý tưởng, trong khi thực tế điều kiện biên không phải luôn lý tưởng Ngoài ra, một số trường hợp tải trọng chỉ có thể quy đổi gần đúng, và các công thức giải chỉ phù hợp khi vật liệu còn làm việc trong miền đàn hồi.
- Do đó sinh viên kết hợp giải nội lực theo phương pháp tính tay và phần mềm (giải theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM)
Kết quả phần mềm đáng tin cậy khi đáp ứng các tiêu chí về biến dạng phù hợp với đường tác dụng của tải trọng và độ lớn biến dạng phù hợp tại các vị trí đặc lực Nội lực được tính bằng phần mềm phản ánh chính xác ảnh hưởng của các cấu kiện liên quan đến nhau, giúp so sánh với tính tay để đảm bảo tính chính xác Nếu nội lực phần mềm giải ra khác nhiều so với tính tay, sẽ cần đánh giá và lý giải lý do để lựa chọn phương án phù hợp và chính xác hơn.
- Trong phạm vi đồ án này, sinh viên sử dụng các phần mềm sau để phân tích nội lực của mô hình:
Phần mềm Robot Structural 2019: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích sự làm việc của toàn bộ công trình
Trong quá trình xây dựng mô hình tính toán, gặp phải khó khăn liên quan đến sự liên kết chặt chẽ giữa các phần mềm và phiên bản hỗ trợ, gây ảnh hưởng đến quá trình phân tích Để đảm bảo tiến độ và hiệu quả công việc, sinh viên xin phép được sử dụng mô hình phân tích đối tượng khác phù hợp hơn với yêu cầu và khả năng hỗ trợ của các phần mềm hiện có Việc này nhằm đảm bảo tính chính xác và khả năng thực thi của dự án trong điều kiện hạn chế về phần mềm và phiên bản phần mềm.
- Vật liệu cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt, có giá thành hợp lý
- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác động của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại, không bị tách rời các bộ phận công trình
Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn, do đó việc sử dụng các vật liệu nhẹ như bê tông cốt thép hoặc thép giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính Trong điều kiện hiện nay tại Việt Nam, các nhà thiết kế ưu tiên sử dụng vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép để đảm bảo kết cấu vững chắc và hiệu quả cho các công trình cao tầng.
Do đó sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng công trình là bê tông cốt thép
Bảng 2 1: Bê tông sử dụng
STT Cấp độ bền bê tông Kết cấu sử dụng
Bê tông cấp độ bền B30:
Bản sàn, dầm, cột vách, cầu thang, bể nước, đài móng, cọc khoan nhồi
2 Vữa xi măng cát B5C Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà
Bảng 2 2: Giá trị cường độ và module của thép
STT Loại thép Đặc tính vật liệu
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU
Sơ bộ kích thước sàn:
Đặt hs là chiều dày của bản sàn, hs được chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hs > hmin
Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 (điều 8.2.2), chiều dày nền móng tối thiểu (hmin) được quy định là ít nhất 40mm cho sàn mái, 50mm cho sàn nhà ở và công trình công cộng, 60mm cho sàn nhà sản xuất, và 70mm cho bản làm từ bê tông nhẹ Các tiêu chuẩn này đảm bảo tính an toàn và độ bền cho các công trình xây dựng, phù hợp với mục đích sử dụng của từng loại sàn Việc tuân thủ quy định về chiều dày nền móng góp phần nâng cao chất lượng và tuổi thọ của công trình.
Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức: s L 1 h D
m m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh
L1: nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn
Xét ô bản sàn có cạnh ngắn lớn nhất: 8.5m x 8.7m, tỉ lệ: 2
L nên sàn làm việc theo 2 phương, chọn m = 50, suy ra 1 1 1 8500 170 213 ( )
Chọn hs = 180 mm (thỏa mãn điều kiện hs > hmin = 50mm đối với sàn dân dụng)
Sơ bộ kích thước dầm:
Theo TCXD 198:1997, việc chọn tiết diện dầm thỏa mãn yêu cần về độ cứng đơn vị của dầm giữa các nhịp phải tương ứng với nhau
Sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện như sau:
Bảng 2 3: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Kích thước tiết diện dầm
Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h
Chiều rộng b Một nhịp Nhiều nhịp
Dầm chính chọn h L 10400 mm 693 mm
Bề rộng dầm chính b 1 2 : h 1 2 : 700 233:467 mm
Dầm phụ chọn h L 9000 mm 450 mm
Bề rộng dầm phụ b 1 2 : h 1 2 : 500 166.7:333.3 mm
Chọn tiết diện dầm chính D700x300, dầm phụ D500x300
Sơ bộ kích thước cột:
Việc chọn hình dáng, kích thước, tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công
Về kiến trúc, đó là các yêu cầu về thẩm mỹ, yêu cầu về sử dụng không gian
Về kết cấu, kích thước tiết diện cột phải đảm bảo độ bền và độ ổn định
Về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh
Trong đó: b:bể rộng của cột l0:chiều dài tính toán cột
0b :Độ mảnh giới hạn,với cột nhà tiết diện vuông,chữ nhật 0b 1
Trong quá trình thi công, việc chọn kích thước tiết diện cột phù hợp là rất quan trọng để thuận tiện cho việc làm và lắp dựng ván khuôn, đồng thời đảm bảo dễ dàng đặt cốt thép và đổ bê tông Kích thước tiết diện nên được chọn là bội số của 2, 5 hoặc 10cm nhằm tối ưu hóa quá trình thi công và đảm bảo tính chính xác trong xây dựng.
Việc chọn kích thước cột theo độ bền (chọn sơ bộ) có thể dựa trên việc tham khảo các kết cấu tương tự đã được xây dựng hoặc thiết kế trước đó, áp dụng kinh nghiệm thiết kế để đảm bảo độ bền chắc chắn Ngoài ra, phương pháp tính gần đúng cũng là một cách hiệu quả để xác định kích thước cột phù hợp, giúp tối ưu hóa kết cấu và đảm bảo an toàn công trình.
Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 Mặt bằng kiến trúc sàn tầng điển hình
Hình 3.2 Mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
Hình 3.3 Tĩnh tải tường xây do an
Hình 3.4 Tĩnh tải cấu tạo do an
Hình 3.5 Hoạt tải do an
Hình 3.6 Moment theo phương X do an
Hình 3.7 Moment theo phương Y do an
Hình 3.8 Chuyển vị sàn do an
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO SÀN
Phương án tính nội lực
- Phương án thiết kế sàn sử dụng phần mềm Robot Structural để tính toán nội lực
Phương pháp tính toán nội lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn đang được sử dụng phổ biến nhờ khả năng tận dụng sức mạnh tính toán của máy tính hiện đại Các phần mềm chuyên dụng như Robot Structural giúp phân tích cấu trúc chính xác, nhanh chóng và hiệu quả hơn trong thiết kế và kiểm tra các kết cấu xây dựng Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong phân tích nội lực mang lại lợi ích lớn cho ngành xây dựng, đảm bảo độ an toàn và tối ưu hóa chi phí thi công.
- Tính toán thép sàn được thực hiện như cho cấu kiện chịu uốn có kích thước
Cốt thép sàn AIII → Rs = 365 MPa
- Tính toán thép sàn được thực hiện như sau: h = h - a , 0 2 b 0 α = M m R bh , ξ =1 - 1 - 2α m , s b 0 s ξR bh
- Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau: min max
àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.05%
àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa
3.4.2.1 Tính toán thép thép phương X:
Bảng 3.1 Tính toán thép sàn phương X Ô sàn M ( kNm) As
3.4.2.2 Tính toán cốt thép theo phương Y:
Bảng 3.2 Tính toán thép theo phương Y Ô sàn M ( kNm) As
Kiểm tra độ võng sàn
- Kiểm tra võng sàn bằng Robot Structural Độ võng sàn chủ yếu do tải trọng tĩnh tải, tải tường và hoạt tải với tải trọng tiêu chuẩn theo TTGHII
Độ võng sàn tính bằng Robot Structural: f = 19.37 (mm)
- Ta có Moment lớn nhất ở nhịp là: M = 38.4 kN
- Giá trị Moment kiểm tra: crc bt,ser pl
Cấu kiện không bị nứt do nội lực
THIẾT KẾ CẦU THANG
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN
Hình 4 1: Mặt bằng kiến trúc cầu thang
- Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế bằng BTCT đổ tại chổ, bậc xây gạch đặc
- Chiều cao tầng điển hình là 3.4 m
- Cầu thang có 21 bậc, chiều cao mỗi bậc là hb4.5mm
- Bề rộng bậc thang là lb%0mm
- Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là b 0 b h 154.5 tan = = 33 l 250
- Chọn chiều dày bản thang là: hs = 150mm
- Chọn dầm chiếu nghỉ h dcn 300(mm), b dcn 200(mm)
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG
Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Bảng 4 1: Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ
STT Các lớp sàn γ Dày δ g tc
Hệ số vượt tải g tt
Tổng tải tính tay vịn 0.2 kN/m2 5.06 5.672
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng
Lớp đá hoa cương: g = n γ δ 1 1 1 tđ1 ; tđ b b b l + h δ = δ× ×cos l
Lớp vữa lót: g = n γ δ 2 2 2 tđ2 ; tđ b b b l + h δ = δ× ×cos l
Bậc gạch: g = n γ δ 3 3 3 tđ3 ; tđ b δ = 1 × h × cos
Bảng 4 2: Tĩnh tải bản nghiêng thang
STT Các lớp vật liệu γ Dày δ δ tđ g tc Hệ số vượt tải g tt
1 Mặt bậc bằng đá hoa cương 24 0.02 0.0276 0.662 1.1 0.728
Tổng tải tính tay vịn 0.2kN/m2 6.601 7.516
- Hoạt tải được lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 3 kN/m 2 , hệ số vượt tải lấy bằng 1.2
- Bản thang nghiêng: c tc 2 p = p cos = 3× 0.839 = 2.517 (kN/ m ) tt tc 2 p = np cos α = 1.2×3×0.839 = 3.02(kN/ m )
- Bản chiếu nghỉ: tt tc 2 p = np = 1.2×3 = 3.6(kN/ m )
TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO VẾ THANG
- Kiểu cầu thang dạng thang 2 vế
- Quy bản thang về tải phân bố đều Cắt 1 dải bề rộng b = 1m để tính toán
- Chọn liên kết giữa thang và chiếu nghỉ là liên kết ngàm
Tính toán nội lực thang bằng phần mềm Robot structural
Hình 4 2: Tĩnh tải và hoạt tải cầu thang
Hình 4 3: Kết quả nội lực Moment cầu thang
Hình 4 4: Kết quả lực cắt cầu thang
Hình 4 5: Kết quả phản lực tại 2 gối cầu thang
4.3.1.2 Tính toán cốt thép bản thang:
- Giả thiết a = 25 (mm), ho = h – a = 150 - 25 = 125 (mm); b = 1 (m)
Với g b 1, g s 1, Rs = 365 (Mpa); Rb = 17 (MPa) b b 0 sc m 2 m s b b 0 s s 0
Bảng 4 3: Bảng kết quả tính toán cốt thép thang
Vị trí M kNm b mm h mm a mm α m ξ As mm 2 Bố trí thép As chọn μ(%) Nhịp 21.54 1000 150 25 0.081 0.085 495 d10a150 523 0.525
4.3.1.3 Tính toán dầm chiếu nghỉ:
Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ gồm có phản lực truyền từ bản thang, tải trọng do tường xây tác động và tải trọng nội bộ do chính dầm chiếu nghỉ chịu Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực và độ bền của cấu kiện, cần được tính toán chính xác để đảm bảo an toàn và ổn định của công trình xây dựng.
- Tải trọng do bản thang truyền lên dầm chiếu nghỉ bằng phản lực gối tựa của cầu thang:
- Tải trọng bản thân dầm CN (300200):
- Tổng tải tác dụng: q g 1 g t g 2 20.57 6.732 1.65 28.952( kN m/ )
Hình 4.6 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ
- Moment dầm chiếu nghỉ: m ax 2 28.952 3.2 2 37.059( m)
- Lực cắt dầm chiếu nghỉ: 28.952 3.2 46.323
Bảng 4 4: Bảng kết quả tính toán dầm
Vị trí M kNm b mm h mm a mm α m ξ As mm 2 Bố trí thép As chọn μ(%) Nhịp 37.059 200 300 30 0.15 0.163 410 3d14 462 0.859
- Đoạn dầm có Qmax = 46.323 kN
- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông max b 3 n bt o
Qmax : Lực căt lớn nhất
đối với bê tông nặng n 0
hệ số ảnh hưởng của lực dọc đối với dầm
Rbt 1.2(MPa) cường độ chiệu kéo của bê tông
- Vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt
- Phải tính cốt đai cho dầm
- Chọn thép đai ϕ8 (thép AIII) và hai nhánh n = 2
- Thép đai được bố trí thỏa mãn bước đai:
- Bước cốt đai tính toán : s ( tt b2 2) b2 n b b bt 2 0 tt 2 sw sw
- Bước cốt đai tính toán lớn nhất s max ( b4 1.5)
- Bước cốt đai chọn thép cấu tạo cts ct ct h 300 s min 2 2 150 s 150(mm)
- Bước đai tính toán động đất: s dd 100mm
Bước cốt đai được chọn s min(s ,s tt max ,s ,s ) 100 mm ct dd
Kiểm tra điều kiện sau khi chọn cốt đai
- Theo công thức 72 mục 6.2.3.2 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012 w1 b1 b 0 3
Bố trí cốt thép đai
- Bố trí trên 2 đầu dầm 1 L
2 là 8 bước đai 200 mm vì chọn theo cấu tạo ct ct
- Theo công thức (82) và (76) mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn 5574 – 2012
- Trong đó : sw R A sw sw 285 2 50.24 q 286.37 kN s 100
Thỏa mãn nên không cần bố trí cốt xiên
- Chọn cốt đai 8a100mm bố trí trong đoạn L/4 gần gối tựa
- Chọn ∅8a200mm bố trí trong đoạn L/2 giữa dầm