Kết cấu: Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình.. DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1- Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình: .... Giải pháp phần thân: Hệ kết cấu chịu lực chí
Trang 1ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
THIẾT KẾ CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
GVHD: ThS NGUYỄN VĂN KHOA SVTH: NGUYỄN HUỲNH HOÀI PHÚC
S K L 0 0 8 4 0 8
Trang 2ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2017
THIẾT KẾ CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
Trang 3BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
2 Ưu điểm:
3 Khuyết điểm:
4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5 Đánh giá loại:
6 Điểm:……….(Bằng chữ: )
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HUỲNH HOÀI PHÚC - MSSV: 13149119
Ngành: Công nghệ kĩ thuật công trình Xây dựng
Tên đề tài: Thiết kế CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN VĂN KHOA
NHẬN XÉT:
Trang 4BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HUỲNH HOÀI PHÚC - MSSV: 13149119
Ngành: Công nghệ kĩ thuật công trình Xây dựng
Tên đề tài: Thiết kế CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
Họ và tên giảng viên phản biện: TS NGUYỄN MINH ĐỨC
NHẬN XÉT:
1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
2 Ưu điểm:
3 Khuyết điểm:
4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5 Đánh giá loại:
6 Điểm:……….(Bằng chữ: )
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
Trang 5kiến thức mới, qua đó rèn luyện khả năng tính toán, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế sau này
Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ
tận tình của thầy Th.S NGUYỄN VĂN KHOA và các thầy cô khác Em xin chân thành cảm ơn
sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô Những kiến thức và kinh nghiệm mà thầy cô đã truyền đạt cho em sẽ là nền tảng để em hoàn thành luận văn và sẽ là hành trang cho chúng em sau này Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong khoa Xây Dựng nói riêng và trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nói chung – những người đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong quá trình học tập
Tôi xin cảm ơn bạn bè trong lớp, những người luôn sát cánh cùng tôi trong suốt những năm học vừa qua Cảm ơn các bạn đã cùng hợp tác trao đổi, thảo luận và đóng góp ý kiến để giúp cho quá trình làm luận văn của tôi được hoàn thành
Đồ án tốt nghiệp là một công trình đầu tay của mỗi sinh viên trước khi ra trường Mặc dù
đã cố gắng nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn chắc chắn còn có nhiều sai sót, em kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý thầy cô để em ngày càng hoàn thiện kiến thức cho bản thân mình
Cuối cùng em xin chúc quí thầy cô dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau
Em xin chân thành cảm ơn !
Tp Hồ Chí Minh, … tháng … năm 2017 Sinh viên thực hiện
Trang 6
– frame system; design foundation; design basement construction methods
In first objective, design one typical floor, finite element method softwares like SAFE, ETABS are used to analysis the internal loads, types of displayment, or reactions of Structure, so that suitably structural methods is produced based on requirements of limit state design (unltimate limit state and serviceability limit state) After considering every able methods, the finally solution is made Autocad software is used for detailing, 2D drawing (shop drawing) that solution
In second objective, design main structure, finite element method software ETABS is use to model analytically structural model By combining frame system to wall system, the horizontal displayments at the top of the building are decreased, the energy dissipation of building when suffering dynamic loads is loads is lost faster, so that structures work more effectively More over, the sustainability still maintained The elements are design after analysing behavior of the model concluding: wall, beam, column and deep beam Internal loads from each elements is transported to EXCEL to calculate area of reinforcement that is requirement
In third objective, Design foundation is devide into two part:
- Part 1: Design pile (pile length, pile diameter, bear capacity of pile )
- Part 2: Design pile cap with pile has been design at part 1, using SAFE sftware to design and Autocad software to detail shop drawing
In final objective, design basement construction method The method chosen to construct basement is using sheet pile system like a temporarily rataining wall PLAXIS software is chosen
to analyse behavior of sheetpile system, reaction of shoring system Then internal checking requirements about strengh of material ang global stability Once again, Autocad software is used for making construction drawing
Trang 7Tên đề tài : CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
1 Số liệu ban đầu:
Hồ sơ kiến trúc
Hồ sơ khảo sát địa chất
2 Nội dung các phần lý thuyết và tính toán:
a Kiến trúc:
Thể hiện lại các bản vẽ theo kiến trúc
b Kết cấu:
Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình
Tính toán, thiết kế cầu thang bộ
Mô hình, tính toán, thiết kế khung trục 4 và khung trục C
4 Cán bộ hướng dẫn : ThS NGUYỄN VĂN KHOA
5 Ngày giao nhiệm vụ : 22/02/2017
6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 22/06/2017
Tp HCM ngày tháng năm 2017
Xác nhận của GVHD Xác nhận của BCN Khoa
Trang 8MỤC LỤC
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ii
LỜI CẢM ƠN iii
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN iv
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v
TỔNG QUAN GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 3
1.1 Giới thiệu chung: 3
1.2 Phân khu chức năng: 3
1.3 Các hệ thống kỹ thuật khác: 3
1.4 Giải pháp thiết kế: 3
1.5 Phần mềm ứng dụng trong phân tích tính toán: 4
1.6 Tiêu chuẩn áp dụng: 4
1.7 Vật liệu sử dụng: 4
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 5
2.1 Chọn sơ bộ kích thước dầm sàn: 5
2.2 Mặt bằng bố trí ô sàn: 6
2.3 Xác định tải trọng: 7
2.4 Mô hình kết cấu sàn bằng phần mềm safe: 9
2.5 Thiết kế cốt thép sàn tầng điển hình: 9
2.6 Kiểm tra chuyển vị cho sàn: 15
THIẾT KẾ CẦU THANG 19
3.1 Thiết kế sơ bộ: 19
3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang: 20
3.3 Thiết kế cầu thang: 22
Trang 9THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4, TRỤC C 27
4.1 Thông số đầu vào thiết kế khung: 27
4.2 Quan điểm tính toán: 29
4.3 Tải trọng tác dụng: 29
4.4 Tổ hợp tải trọng: 42
4.5 Tính thép cho hệ khung: 43
4.6 Tính toán cụ thể 50
4.7 Kết quả tính phần khung: 57
THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 72
5.1 Điều kiện địa chất: 72
5.2 Thông số cọc khoan nhồi: 74
5.3 Tính toán sức chịu tải của cọc: 75
5.4 Tính toán móng M1( dưới cột 2C): 79
5.5 Tính toán móng M2( dưới lõi thang mái): 86
SỬ DỤNG CỪ LARSEN TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU 95
6.1 Lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm: 95
6.2 Qui trình thi công tầng hầm: 95
6.3 Tính toán kiểm tra sự hợp lý của biện pháp thi công: 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100
Trang 10DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH
Mặt bằng sàn tầng điển hình 5
Mặt bằng bố trí ô sàn tầng điển hình 6
Cấu tạo sàn tầng điển hình 7
Cấu tạo sàn nhà vệ sinh 7
Mặt bằng strip sàn 10
Nội lực dãy Strip A 10
Nội lực trên dãy Strip B 11
Chuyển vị sàn tính bằng phần mềm safe 18
Kiến trúc cầu thang 19
Sơ đồ tính 2 vế thang 23
Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 25
Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình 31
Mô hình phân tích kết cấu 32
Đồ thị xác định hệ số động lực 34
Hệ tọa độ xác định hệ số tương quan 35
Phổ thiết kế khai báo trong phần mềm Etabs 41
Tải động đất gán vào mô hình Etabs 41
Kí hiệu các dầm cột trong Etabs 43
Nội lực trong vách cứng 47
Phân chia vùng cho vách cứng 47
Thép vách P11 55
Kết quả kiểm tra vách P11 56
Thép vách P12 56
Kết quả kiểm tra vách P12 56
Trang 11Móng cọc M1 79
Tháp xuyên thủng 84
Sơ đồ tính của đài móng 85
Mặt bằng móng lõi thang mái 87
Mô hình móng lõi thang trong SAFE 91
Phản lực đầu cọc 91
Biểu đồ BAO momen theo phương X – đơn vị: kNm 92
Biểu đồ BAO momen (căng dưới) theo phương Y – đơn vị: kNm 93
Biểu đồ BAO lực cắt– đơn vị: kN 94
Mô hình tường cừ larsen trong Plaxis 97
Mô phỏng các bước thi công trong Plaxis 98
Nội lực đào đất lần 1 98
Nộ lực đào đất lần 2 99
Trang 12DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1- Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình: 7
Bảng 2.2- Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh 8
Bảng 2.3- Tải trọng sàn tầng hầm 8
Bảng 2.4- Tải trọng tường: 8
Bảng 2.5- Hoạt tải phân bố trên sàn: 8
Bảng 2.6- Bảng chon thép sàn tầng điển hình 13
Bảng 2.7- Bảng kiểm tra sự hình thành vết nứt 15
Bảng 2.8- Bảng kiểm tra sự hình thành độ võng 17
Bảng 3.1- Tĩnh tải trên bản chiếu nghĩ 20
Bảng 3.2- Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 21
Bảng 3.3- Tĩnh tải trên bản thang 22
Bảng 3.4- Hoạt tải trên bản thang 22
Bảng 3.5- Tổng tải trọng trên bản thang 22
Bảng 3.6- Tải trọng trên sơ đồ tính: 23
Bảng 3.7- Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ 24
Bảng 3.8- Tải trọng tường truyền vào dầm chiếu nghỉ 24
Bảng 3.9- Tổng tải trọng trên dầm chiếu nghỉ: 25
Bảng 4.1- Bảng chọn kích thước cột sơ bộ 28
Bảng 4.2- Kết quả tính gió tĩnh theo phương X 30
Bảng 4.3- Kết quả tính gió tĩnh theo phương Y 30
Bảng 4.4- Kết quả mode dao động 33
Bảng 4.5- Các tham số ρ và χ 35
Bảng 4.6- Hệ số tương quan không gian 1 36
Bảng 4.7- Bảng các thông số cần xuất 36
Trang 13Bảng 4.8- Thành phần động của tải gió theo phương X và phương Y 37
Bảng 4.9- Giá trị của để tính toán Ei 38
Bảng 4.10- Các giá trị 2,i đối với các loại nhà 38
Bảng 4.11- Kết quả chu kỳ dao động 39
Bảng 4.12- Tổ hợp tải trọng 42
Bảng 4.13- Nội lực vách P11 54
Bảng 4.14- Bảng tính dầm chính tầng 6 57
Bảng 4.15- Bảng tính dầm phụ tầng 6 62
Bảng 4.16- Bảng tính cột khung trục 4, khung trục C 65
Bảng 4.17- Bảng tính vách 70
Bảng 5.1- Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 72
Bảng 5.2- Vật liệu sử dụng 74
Bảng 5.3- Bảng hệ số tỷ lệ 75
Bảng 5.4- Sức chịu tải của cọc D1000 78
Bảng 5.5- Sức chịu tải của cọc D800 78
Bảng 5.6- Phản lực đầu cọc 80
Bảng 5.7- Giá trị tải trọng tiêu chuẩn 81
Bảng 5.8- Giá trị tải trọng tiêu chuẩn 88
Bảng 6.1- Thống số đất nền 96
Bảng 6.2- Thông số cừ larsen 96
Trang 14TỔNG QUAN GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1.1 Giới thiệu chung:
Tên công trình: CHUNG CƯ THẠNH MỸ LỢI
Địa chỉ: QUẬN 2 - TP HỒ CHÍ MINH
Quy mô công trình gồm: 1 tầng hầm, 1 tầng dịch vụ, 14 tầng điển hình, 1 tầng thượng
Chiều cao công trình: 57.8m tính từ mặt đất tự nhiên
Diện tích sàn tầng điển hình: 40.5x24m
1.2 Phân khu chức năng:
Tầng hầm với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện.Ngoài ra còn
bố trí phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy … Hệ thống hồ chứa nước được đặt ở góc của tầng hầm
Tầng 1 được sử dụng làm siêu thị phục vụ nhu cầu trong tòa nhà, phòng sinh hoạt chung của các hộ, nơi làm việc của ban quản lý siêu thị, phòng bảo vệ
Các tầng trên được sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê Chiều cao tầng là 3,5m Mỗi căn hộ
có 2 phòng ngủ, 1 nhà bếp, 1 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và phòng ăn
Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ đáp ứng đủ nhu cầu di chuyển của toàn bộ khu chung
cư
1.3 Các hệ thống kỹ thuật khác:
Hệ thống điện: hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có thể lắp đặt
hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết
Hệ thống cấp nước: nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái
Từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình
Hệ thống thoát nước : nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh, sau đó tập trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng Nước được tập trung ở tầng hầm, được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố
Hệ thống thoát rác : ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng hầm, sau đó có xe đến vận chuyển đi
1.4 Giải pháp thiết kế:
1.4.1 Giải pháp phần thân:
Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ tường chịu lực bao gồm các cột BTCT kết hợp với vách (lồng thang máy) để chịu toàn bộ tải trong đứng và tải trọng ngang Vách thang máy bằng BTCT có bề dày 300 mm Các cột BTCT có kích thước được thay đổi trên chiều cao công trình Hệ kết cấu dầm - sàn là sàn bê tông cốt thép có bề dày là 120 mm kết hợp với các dầm Dầm - Sàn tầng hầm: chọn chiều dày 300mm kết hợp với đà kiềng, bê tông cấp độ bền B25 có phụ gia chống thấm
Trang 151.4.2 Giải pháp phần móng:
Phương án móng cọc khoan nhồi, đường kính D = 800mm và D = 1000 mm
1.5 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
1.6 Tiêu chuẩn áp dụng:
Công việc thiết kế được tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng
TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;
TCVN 5574- 2012 Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép;
TCXD 198- 1997 Nhà cao tầng –Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối;
TCXD 10304-2012: Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế;
TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình;
TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất;
1.7 Vật liệu sử dụng:
1.7.1 Bê tông:
Bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán như sau:
- Cường độ tính toán chịu nén: R b = 14.5 Mpa
- Cường độ tính toán chịu kéo: R bt = 1.05 Mpa
- Mô đun đàn hồi: E b = 30000 Mpa
1.7.2 Cốt thép:
Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10):
- Cường độ tính toán chịu nén: R sc = 225 Mpa
- Cường độ tính toán chịu kéo: R s = 225 Mpa
- Cường độ tính toán cốt ngang: R sw = 175 Mpa
- Mô đun đàn hồi: E s = 210000 Mpa
Cốt thép loại AII (đối với cốt thép có Ø > 10):
- Cường độ tính toán chịu nén: R sc = 280 Mpa
- Cường độ tính toán chịu kéo: R s = 280 Mpa
- Mô đun đàn hồi: E s = 210000 Mpa
Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10):
- Cường độ tính toán chịu nén: R sc = 365 Mpa
- Cường độ tính toán chịu kéo: R s = 365 Mpa
- Mô đun đàn hồi: E s = 200000 Mpa
Trang 17Vậy tiết diện dầm chính là 300x600 mm
D = 0.8÷1.4, hệ số phụ thuộc vào tải trọng, chọn D = 0.8
L 1 = 4500mm: chiều dài cạnh ngắn lớn nhất
s
0.8
h 4500 105.88mm 34
Trang 182.3 Xác định tải trọng:
2.3.1 Tĩnh tải:
Gồm cấu tạo các lớp hoàn thiện sàn:
Cấu tạo sàn tầng điển hình
Cấu tạo sàn nhà vệ sinh
Sàn nhà vệ sinh có cao trình giảm 50mm so với cao trình sàn để tạo dốc thu nước
Bảng 2.1- Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình:
TĨNH TẢI KHU Ở, HÀNH LANG Các lớp vật liệu d (cm)
Trang 19Bảng 2.2- Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh
TĨNH TẢI KHU VỆ SINH Các lớp vật liệu d (cm) g
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
Tĩnh tải tiêu chuẩn
Hệ số độ tin cậy
Tĩnh tải tính toán
Theo Bảng 3 TCVN 2737:1995 hoạt tải sử dụng, sửa chữa lấy như sau:
Bảng 2.5- Hoạt tải phân bố trên sàn:
Loại sàn p tc (kN/m 2 ) n p tt (kN/m 2 ) Phòng khách, ngủ, bếp, vệ sinh, sân thượng 1.50 1.3 1.95 Sảnh, hành lang, phòng họp… 3.00 1.2 3.60 Ban công, lô gia… 4.00 1.2 4.80 Kho, phòng kỹ thuật, sàn hầm… 5.00 1.2 6.00
Trang 202.4 Mô hình kết cấu sàn bằng phần mềm safe:
2.4.1 Thông số thiết kế:
Đối với vật liệu bê tông:
Đối với vật liệu bê tông, các thông số cần khai báo gồm:
- Weight per Unit Volume: 25 kN/m3
Tổ hợp tải trọng khi thiết kế cốt thép: COMB1( 1DEAD + 1 LIVE)
Tổ hợp tải trọng khi tính chuyển vị theo TCVN 5574 – 2012 : COMB 2 ( 1f1 - 1f2 + 1f3)
Trong đó:
f1: là độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng gây ra
f2: là độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn gây ra
f3: là độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn gây ra
2.5 Thiết kế cốt thép sàn tầng điển hình:
2.5.1 Cắt dãy Strip cho sàn:
Để xuất giá trị nội lực momen trong các ô sàn, ta dựng các dãy Strip theo 2 phương: phương X chọn dãy Strip A, phương Y chon dãy Strip B Sau đó tính thép cho sàn với giá trị momen lấy từ các dãy Strip
Nguyên tắc chia dãy Strip:
- Dãy Strip có bề dày tối thiểu 4.h s (với h s là chiều dày sàn)
- Bề rộng dãy Strip bằng L/4 về 2 phía (với L là nhịp tính toán của sàn)
- Chia dãy Strip sao cho bề rộng dãy đi qua vùng có cùng màu nội lực sàn
Đối với công trình này, sinh viên chọn các dãy Strip có bề rộng 1m và chọn sao cho bề rộng của dãy Strip đi qua vị trí có chuyển vị lớn nhất
Trang 21Mặt bằng strip sàn
Nội lực dãy Strip A
Trang 22Nội lực trên dãy Strip B
2.5.2 Tính toán thép cho sàn:
Tính thép cho 1m bề rộng sàn với tiết diện bxh = 1000x120(mm)
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 25 => h 0 = 120 – 25 = 95 mm
s
s
R b h A
R R
2.5.3 Kết quả thiết kế:
Do các bước tính toán là như nhau nên sinh viên lập bảng excel để tính toán
Chọn dãy Strip trong ô sàn S1 để tính:
Nội lực tính theo phương Y là dãy Strip CSB11, span 1:
Trang 23Tại M2:
6 M2
5.475 10
0.042 14.5 1000 95
Tại MII:
6 MII
12.58 10
0.096 14.5 1000 95
Trang 24S1
CSB11 Span 1 Middle 120 25 4.808 0.037 0.037 1.842 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 1 Middle 120 25 5.475 0.042 0.043 2.103 Ø8a200 2.51 0.264 CSB11 Span 1 End 120 25 9.44 0.072 0.075 3.687 Ø10a200 3.93 0.414 CSA1 Span 1 End 120 25 12.58 0.096 0.101 4.982 Ø10a150 5.23 0.551
S2
CSB12 Span 1 Middle 120 25 3.363 0.026 0.026 1.281 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 2 Middle 120 25 4.234 0.032 0.033 1.618 Ø8a200 2.51 0.264 CSB12 Span 1 End 120 25 7.474 0.057 0.059 2.895 Ø10a200 3.93 0.414 CSA1 Span 2 End 120 25 12.455 0.095 0.100 4.929 Ø10a150 5.23 0.551
S3
CSB13 Span 1 Middle 120 25 3.13 0.024 0.024 1.191 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 3 Middle 4.660 25 4.373 0.033 0.034 1.672 Ø8a200 2.51 0.264 CSB13 Span 1 End 1.471 25 6.976 0.053 0.055 2.696 Ø10a200 3.93 0.414 CSA1 Span 3 End 120 25 11.808 0.090 0.095 4.660 Ø10a150 5.23 0.551
S4
CSB14 Span 1 Middle 120 25 3.854 0.029 0.030 1.471 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 4 Middle 120 25 5.475 0.042 0.043 2.103 Ø8a200 2.51 0.264 CSB14 Span 1 End 120 25 2.618 0.020 0.020 0.994 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 4 End 120 25 8.89 0.068 0.070 3.464 Ø10a200 3.93 0.414
S5
CSB15 Span 1 Middle 120 25 4.978 0.038 0.039 1.908 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 5 Middle 120 25 6.846 0.052 0.054 2.645 Ø8a180 2.79 0.294 CSB15 Span 1 End 120 25 2.933 0.022 0.023 1.115 Ø8a200 2.51 0.264 CSA1 Span 5 End 120 25 9.5 0.073 0.075 3.711 Ø10a200 3.93 0.414
S6
CSB11 Span 2 Middle 120 25 5.502 0.042 0.043 2.114 Ø8a200 2.51 0.264 CSA7 Span 1 Middle 120 25 5.111 0.039 0.040 1.960 Ø8a200 2.51 0.264 CSB11 Span 2 End 120 25 10.5 0.080 0.084 4.120 Ø10a150 5.23 0.551 CSA7 Span 1 End 120 25 1.731 0.013 0.013 0.655 Ø8a200 2.51 0.264
S7
CSB12 Span 2 Middle 120 25 3.329 0.025 0.026 1.268 Ø8a200 2.51 0.264 CSA7 Span 2 Middle 120 25 3.337 0.026 0.026 1.271 Ø8a200 2.51 0.264 CSB12 Span 2 End 120 25 7.932 0.061 0.063 3.078 Ø10a200 3.93 0.414 CSA7 Span 2 End 120 25 7.275 0.056 0.057 2.816 Ø10a200 3.93 0.414 S8
CSB13 Span 2 Middle 120 25 3.418 0.026 0.026 1.302 Ø8a200 2.51 0.264 CSA7 Span 3 Middle 120 25 4.1 0.031 0.032 1.566 Ø8a200 2.51 0.264 CSB13 Span 2 End 120 25 7.626 0.058 0.060 2.956 Ø10a200 3.93 0.414
Trang 25CSA7 Span 3 End 120 25 7.312 0.056 0.058 2.830 Ø10a200 3.93 0.414
S9
CSB14 Span 2 Middle 120 25 4.655 0.036 0.036 1.782 Ø8a200 2.51 0.264 CSA7 Span 4 Middle 120 25 4.727 0.036 0.037 1.810 Ø8a200 2.51 0.264 CSB14 Span 2 End 120 25 7.512 0.057 0.059 2.910 Ø10a200 3.93 0.414 CSA7 Span 4 End 120 25 7.316 0.056 0.058 2.832 Ø10a200 3.93 0.414
S10
CSB15 Span 2 Middle 120 25 5.862 0.045 0.046 2.255 Ø8a200 2.51 0.264 CSA7 Span 5 Middle 120 25 6.16 0.047 0.048 2.373 Ø8a200 2.51 0.264 CSB15 Span 2 End 120 25 3.464 0.026 0.027 1.320 Ø10a200 3.93 0.414 CSA7 Span 5 End 120 25 9.608 0.073 0.076 3.755 Ø10a200 3.93 0.414
S11
CSA8 Span 1 Middle 120 25 4.667 0.036 0.036 1.787 Ø8a200 2.51 0.264 CSB11 Span 3 Middle 120 25 6.84 0.052 0.054 2.642 Ø8a200 2.51 0.264 CSA8 Span 1 End 120 25 2.691 0.021 0.021 1.022 Ø10a200 3.93 0.414 CSB11 Span 3 End 120 25 10.817 0.083 0.086 4.250 Ø10a150 5.23 0.551
S12
CSA8 Span 2 Middle 120 25 3.371 0.026 0.026 1.284 Ø8a200 2.51 0.264 CSB12 Span 3 Middle 120 25 6.14 0.047 0.048 2.365 Ø8a200 2.51 0.264 CSA8 Span 2 End 120 25 7.379 0.056 0.058 2.857 Ø10a200 3.93 0.414 CSB12 Span 3 End 120 25 8.902 0.068 0.071 3.469 Ø10a200 3.93 0.414
S13
CSA8 Span 3 Middle 120 25 4.07 0.031 0.032 1.555 Ø8a200 2.51 0.264 CSB13 Span 3 Middle 120 25 5.921 0.045 0.046 2.279 Ø8a200 2.51 0.264 CSA8 Span 3 End 120 25 6.475 0.049 0.051 2.498 Ø10a200 3.93 0.414 CSB13 Span 3 End 120 25 8.644 0.066 0.068 3.365 Ø10a200 3.93 0.414
S14
CSA8 Span 4 Middle 120 25 4.919 0.038 0.038 1.885 Ø8a200 2.51 0.264 CSB14 Span 3 Middle 120 25 2.838 0.022 0.022 1.079 Ø8a200 2.51 0.264 CSA8 Span 4 End 120 25 5.883 0.045 0.046 2.264 Ø10a200 3.93 0.414 CSB14 Span 3 End 120 25 6.274 0.048 0.049 2.418 Ø10a200 3.93 0.414
S15
CSA19 Span 6 Middle 120 25 6.656 0.051 0.052 2.569 Ø10a200 3.93 0.414 CSB3 Span 2 Middle 120 25 2.116 0.016 0.016 0.802 Ø8a200 2.51 0.264 CSA19 Span 6 End 120 25 1.881 0.014 0.014 0.712 Ø8a200 2.51 0.264 CSB3 Span 2 End 120 25 13.705 0.105 0.111 5.455 Ø10a140 5.61 0.591
SA1
CSB16 Span 4 Middle 120 25 2.731 0.021 0.021 1.038 Ø8a200 2.51 0.264 CSA2 Span 3 Middle 120 25 1.913 0.015 0.015 0.725 Ø8a200 2.51 0.264 CSB16 Span 4 End 120 25 6.268 0.048 0.049 2.416 Ø8a200 2.51 0.264 CSA2 Span 3 End 120 25 17.271 0.132 0.142 6.989 Ø10a110 7.14 0.752
Trang 262.6 Kiểm tra chuyển vị cho sàn:
2.6.1 Kết quả chuyển vị khi tính toán thủ công:
Theo TCVN 5574:2012 trạng thái giới hạn thứ 2 nhằm đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường của kết cấu: không cho hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức, không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt và dao động) Trong đồ án này, sinh viên thực hiện việc kiểm tra nứt và độ võng cho nứt trong sàn
Về nguyên tắc cần kiểm tra cho tất cả các ô sàn, tuy nhiên nếu ô bản cho nội lực nhịp lớn nhất thỏa trạng thái giới hạn hai thì tất cả các ô sàn còn lại đều thỏa Sinh viên tiến hành kiểm tra với
ô sàn (8 x 9m)
Kiểm tra sự hình thành vết nứt của sàn S11: (L1 = 4m, L2 = 4.5m)
2 1
trưng
Bản sàn
Nhịp (Ln=4m)
giới hạn II
Es 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo AI E's 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu nén AI
Eb 30000 Mpa Mô đun đàn hồi bê tông B25
b 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán
h 120 mm Chiều cao tiết diện tính toán
a 25 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê
tông a' 0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê
tông
Trang 27As 252 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,tại vị trí đang xét -
d8a200 A's 0 mm 2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét
M 9.69 kNm M là momen do ngoại lực trên tiết diện đang xét ( tính với tải
tiêu chuẩn )
ho 95 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê
tông chịu nén, h 0 = h - a h'o 120 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê
tông chịu nén, h' 0 = h -a'
α 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α = Es
/Eb α' 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α' = E's
/Eb
A red 121764 mm 2 Diện tích tiết diện ngang quy đổi khi coi vật liệu đàn hồi,
A red = bh + αAs + α'A's
ξ 0.507 Chiều cao tương đối của vùng chịu nén, ξ = 1 - [bh +
2(1-a'/h)α'A's]/2A red
x 50.72 mm Chiều cao của vùng chịu nén, x = ξh 0
I b0 43503907.7 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng
bê tông chịu nén, I b0 = bx 3 /3
I s0 611878.5 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt
thép chịu kéo, I s0 = A s (h - x - a) 2 I' s0 0 mm 4 Momen quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt
thép chịu nén, I' s0 = A' s (x - a') 2
S b0 2399557.7 mm 3 Momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích vùng bê
tông chịu kéo, S bo = b(h-x) 2 /2
W pl 3779178.36 mm 3
Momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài
cùng có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo, W pl = 2(I bo + αI s0 +
Trang 28Bảng 2.8- Bảng kiểm tra sự hình thành độ võng
KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỨNG (ĐỘ VÕNG) Các đặc
Rbt,ser 1.6 Mpa Cường độ kéo tính toán của bê tông B25 tính theo trạng thái
giới hạn II
Es 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chiu kéo AII E's 210000 Mpa Mô đun đàn hồi thép vùng chịu nén AII
Eb 30000 Mpa Mô đun đàn hồi bê tông B25
b 1000 mm Bề rộng tiết diện tính toán
h 120 mm Chiều cao tiết diện tính toán
a 25 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu kéo đến mép ngoài bê
tông a' 0 mm Khoảng cách từ tâm thép vùng chịu nén đến mép ngoài bê
tông
As 251 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu kéo,tại vị trí đang xét -
d8s200 A's 0 mm2 Diện tích thép bố trí trong vùng chịu nén, tại vị trí đang xét
ho 95 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê
tông chịu nén, h 0 = h - a h'o 120 mm Khoảng cách từ tâm thép chịu kéo đến mép ngoài của bê
tông chịu nén, h' 0 = h -a'
α 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α = Es
/Eb α' 7 Tỷ số mô đun đàn hồi thép/ mô đun đàn hồi bê tông, α' = E's
/Eb
I red 145844850 mm 4
Momen quán tính của tiết diện quy đổi đối với trục trọng tâm
của tiết diện,
I red = bh 3 /12 + (α-1)As(h/2-a) 2 +(α'-1)A's(h/2-a') 2
φ b1 0.850 Hệ số xét đến từ biến nhanh của bê tông; lấy bằng 0,85 đối
với bê tông nặng
φ b2 2.00
Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông đến
biến dạng của bê tông có khe nứt vùng kéo
+ Khi tác dụng của tải trọng không kéo dài φ b2 = 1,0; + Khi tác dụng của tải trọng là kéo dài thì:
φ b2 = 2,0 đối với độ ẩm của môi trường là 40 - 75%; φ b2 =
3,0 đối với độ ẩm dưới 40%
B sh 3.71E+12 kNm 2 B sh là độ cứng ngắn hạn của bê tông cốt thép; B sh = φ b1 E b I red
Trang 29B 1 1.86E+12 kNm 2 B l là độ cứng dài hạn của bê tông cốt thép; B l = φ b1 E b I red / φ b2
J 144000000 mm 4 Momen quán tính của tiết diện sàn: 1000x140
k 1 =E b J/B s h
1.16 Hệ số điều chỉnh độ võng đàn hồi do tải trọng ngắn hạn so
với độ võng thực của cấu kiện BTCT k2=E b J/B l 2.32 Hệ số điều chỉnh độ võng đàn hồi do tải trọng dài hạn so với
độ võng thực của cấu kiện BTCT f1 0.00 mm Độ võng đàn hồi của tải trọng ngắn hạn (hoạt tải ngắn hạn) f2 8.531 mm Độ võng đàn hồi của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm
thời dài hạn (hoạt tải dài hạn)
f 19.82 mm Độ võng toàn phần: f = f sh + f l = k 1 f 1 + k 2 f 2
[f] 32 mm Độ võng cho phép quy định tại mục 2a bảng C.1 T CVN
5574 : 2012 , Ln/250 Kết luận: Thõa độ võng cho phép theo TCVN 5574:2012
2.6.2 Kết quả kiểm tra độ võng bằng phần mềm safe:
Độ võng có xét đến từ biến co ngót:
- Tổ hợp tải trọng theo TCGH II (tải trọng tiêu chuẩn)
- Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện
và làm tăng độ võng của cấu kiện
Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng Theo TCVN 356 – 2005, độ võng toàn phần f được xác định theo công thức như: f = f 1 – f 2 + f 3 = 21.57mm < [f] = 32 mm ( Thỏa)
Chuyển vị sàn tính bằng phần mềm safe
Trang 30THIẾT KẾ CẦU THANG
3.1 Thiết kế sơ bộ:
3.1.1 Kiến trúc cầu thang:
Kiến trúc cầu thang
Trang 31Chiều dài bậc l b = 260 (mm) Chiều cao bậc: bậc đầu cao 160mm, các bậc còn lại h b = 159 (mm) + Tg = 1750 0.673
2600 = 33.9⁰ (Thỏa 28 o 35 o )
3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang:
3.2.1 Tải trọng trên bản chiếu nghĩ:
Bao gồm tĩnh tải và hoạt tải:
Thành phần tĩnh tải được xác định theo công thức:
4
1 i i i 1
Bảng 3.1- Tĩnh tải trên bản chiếu nghĩ
Tên lớp hoàn thiện i
Trang 32Bảng 3.2- Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ
q tc = g tc +p tc (kN/m 2 )
5 1
- Đối với bậc thang :
b td
h cos 2
Ta có : l b = 260 mm; h b = 159 mm; cos(33.9 o ) = 0.83
Trang 33Bảng 3.3- Tĩnh tải trên bản thang
Tên lớp hoàn thiện b (m)
Lớp vữa trát dày 0.015 18 0.0150 1.3 0.27 0.35 Lan can, tay vịn
0.30kN/m: quy tải theo m2 phân bố trên bản xiên: 0.30/1.25=
0.24 kN/m2
1.3 0.24 0.31
Hoạt tải : Được lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995 về tải trọng và tác động
Bảng 3.4- Hoạt tải trên bản thang
p tc (kN/m 2 ) n p tt (kN/m 2 )
Bảng 3.5- Tổng tải trọng trên bản thang
3.3 Thiết kế cầu thang:
- Nếu < 3 thì liên kết giữa bản thang và dầm là liên kết khớp
- Nếu ≥3 thì liên kết giữa bản thang và dầm là liên kết ngàm Tuy nhiên quan niệm tính toán và sơ đồ tính là tùy thuộc vào người thiết kế, thiết kế với sơ đồ tính như thế nào thì phải bố trí thép đúng như vậy
Cầu thang là cấu kiện đổ bê tông sau, do đó liên kết giữa cầu thang với dầm được sinh viên chọn là liên kết khớp
q tc = g tc + p tc (kN/m 2 )
q tt =g tt + p tt (kN/m 2 )
Trang 34Sơ đồ tính 2 vế thang
Cơ sở tính toán:
- Sàn sử dụng bêtông số hiệu B25, Cường độ chịu nén R b = 14.5 MPa
- Thép AII, Cường độ chịu kéo R s = 280 Mpa
- Thép AI, Cường độ chịu kéo R s = 225 Mpa
3.3.2 Tính toán cho vế thang:
Bảng 3.6- Tải trọng trên sơ đồ tính:
Tải trọng phân bố đều trên bản chiếu nghỉ q 1
(kN/m)
Tải trọng phân
bố đều theo chiều dài trên bậc q 2 (kN/m)
A max
Trang 35Thép AII : R s = 280 MPa Tra bảng có: R = 0.595; R = 0.418
Bố trí thép theo cấu tạo 8a200
3.3.3 Tính toán cho dầm chiếu nghỉ:
Tải trọng do tường truyền vào:
t t t t
g b h n
Bảng 3.8- Tải trọng tường truyền vào dầm chiếu nghỉ
TẢI TRỌNG TƯỜNG TRUYỀN VÀO DẦM
b t (m) h t (m) t (kN/m 3 ) n g t tc (kN/m) g t
tt
(kN/m)
Trang 36 Tải trọng bản thang truyền vào:
Là phản lực tại gối tựa C do bản chiếu nghỉ có bề rộng b = 1m truyền vào Tổng tải trọng tác dụng lên dầm là:
Trang 38THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4, TRỤC C
4.1 Thông số đầu vào thiết kế khung:
4.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm:
Kích thước dầm chính, dầm phụ đã chọn ở chương 2
4.1.2 Chọn sơ bộ kích thước vách:
Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chủ yếu của nhà cao tầng Để tránh bị mất ổn định ngang,
bề dày bụng vách cứng không được bé hơn:
B W = min(h t /20;150mm), trong đó h t là chiều cao tầng
Vậy B w = min(h t /20;150mm) = min(3500/20;150mm)
Chọn B w = 300(mm)
4.1.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột:
Chia hệ cột ngôi nhà thành 2 loại: cột biên, cột giữa
Tính diện truyền tải S cho mỗi loại cột ở mỗi tầng (các cột có diện truyền tải gần giống nhau
có thể chọn cột điển hình có diện truyền tải lớn nhất để tính:
B 1 , B 2 là bề rộng hai nhịp cạnh cột theo phương dọc nhà
Tải trọng tính toán bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải q (kN/m 2 ), lực dọc tính toán tác dụng lên cột
A c =
b
N n R Trong đó:
N: lực nén tác dụng lên cột quy đổi theo diện truyền tải
R b : Cường độ chịu nén của bê tông n: Chọn theo kinh nghiệm, với cột biên chọn n = 1.3, cột giữa chọn n = 1.2
Từ A c ta có thể chọn b h cột bằng cách chọn trước bề rộng b và suy ra h Vì đây là chọn sơ bộ nên không cần quan tâm đến trọng lượng bản thân dầm, cột liên quan
Cứ 3 tầng thay đổi tiết diện cột 1 lần
Trang 404.2 Quan điểm tính toán:
Đây là công trình thuộc hệ khung chịu lực, để tính toán công trình làm việc gần như thực tế Sinh viên tiến hành mô hình tính toán theo hệ khung không gian Liên kết giữa dầm và cột là các nút cứng, công trình được ngàm tại vị trí đáy tầng hầm Giá trị nội lực tại mặt ngàm dùng cho việc thiết kế móng lõi thang, móng cột
4.3 Tải trọng tác dụng:
4.3.1 Tải trọng cơ bản:
Tải trọng tĩnh tải, hoạt tải sử dụng tác dụng vào khung được sinh viên trình bày ở chương 2 Ở mục này sinh viên trình bày hai loại tải quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng là tính toán tải gió theo TCVN 273-1995 (kết hợp chỉ dẫn 229-1999 tính toán gió động) và tải động đất theo TCVN 9386-2012
4.3.2 Tải gió:
Công trình có độ cao h = 57.8m so với mặt đất tự nhiên > 40m nên phải tính phần gió tĩnh và
cả gió động do dao động riêng của công trình gây ra (theo điều 6.2 TCVN 2737-1995: Tải trọng
và tác động) Tải trọng gió gồm 2 thành phần: Gió tĩnh và gió động
4.3.2.1 Gió tĩnh:
Quan niệm sàn tuyệt đối cứng sinh viên gán tải trọng gió vào tâm khối lượng sàn
Gió tĩnh được xác định theo công thức:
W tc = WjBh = W o kcBh (kN)
W tt = nWjBh = n.W o k.c.B.h (kN) Trong đó:
W o : Giá trị áp lực gió, lấy theo bản đồ phân vùng (phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737-1995)
Do công trình được xây dựng tại TPHCM thuộc vùng áp lực gió IIA nên lấy W o = 0.83 kN/m 2 (bảng E1-TCVN 2737-1995 kết hợp điều 6.4.1 của tiêu chuẩn này)
k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió (tra bảng 5 TCVN 2737-1995), theo dạng địa hình B c: Hệ số khí động, c = 0.8 + 0.6=1.4 (tra bảng 6 TCVN 2737-1995)
n: Hệ số vượt tải, n = 1.2 (theo điều 6.3 TCVN 2737-1995) B: Bề rộng đón gió của khung đang xét (B = 19.4m theo phương X và B=51.35m theo phương Y)
h: Diện truyền tải (tương ứng với chiều cao đoán gió mỗi tầng)