(Đồ án hcmute) chung cư quốc cường 2

Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò: + Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

-*** -

GVHD: Th.S HUỲNH PHƯỚC SƠN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

LỜI CẢM ƠN

Đối với mỗi sinh viên ngành Xây dựng, luận văn tốt nghiệp chính là công việc kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt mỗi người một hướng đi mới vào cuộc sống thực tế trong tương lai Thông qua quá trình làm luận văn đã tạo điều kiện để em tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức đã được học, đồng thời thu thập bổ sung thêm những kiến thức mới mà mình còn thiếu sót, rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề có thể phát sinh trong thực tế

Trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận văn của mình, em đã nhận được rất nhiều sự chỉ dẫn, giúp đỡ tận tình của Thầy Hà Duy Khánh cùng với quý Thầy Cô bộ môn khoa Xây dựng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất của mình đến quý thầy cô Những kiến thức và kinh nghiệm mà các thầy cô đã truyền đạt cho em là nền tảng, chìa khóa để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó luận văn tốt nghiệp của em khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý Thầy Cô để em cũng cố, hoàn hiện kiến thức của mình hơn

Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy Cô thành công và luôn dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ sau

Em xin chân thành cám ơn

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2018

Sinh viên thực hiện

DƯƠNG ANH TỨ

SUMMARY OF THE GRADUATION PROJECT

Faculty : CIVIL ENGINEERING

Speciality : CONSTRUCTION ENGINEERING AND TECHNOLOGY

1 CONTENT THEORETICAL AND COMPUTATIONAL PARTS:

a Architecture

Reproduction of Architectural Drawings

b Structure

Calculate and Design the Typical Floor

Calculate and Design the Typical Staircase

Make Model, Calculate and Design the Typical Frame Walls

c Foundation

Synthesis of Geological Data

Design of Driven Piles

2 PRESENT AND DRAWING

01 Present and 01 Appendix

14 Drawing A1: ( 06 Architecture, 08 Structure )

3 INSTRUCTOR: Dr HA DUY KHANH

4 DATE OF START OF THE TASK: 14/02/2018

5 DATE OF COMPLETION OF THE TASK: 01/07/2018

HCMC, July, 2018

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1

1.1 Nhu cầu xây dựng công trình 1

1.2 Địa điểm xây dựng công trình 1

1.3 Giải pháp kết cấu 1

1.3.1 Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng 1

1.3.2 Hệ kết cấu chịu lực ngang 2

1.3.3 Hình dạng công trình 2

1.3.3.1 Theo phương ngang 2

1.3.3.2 Theo phương đứng 3

1.3.4 Mặt bằng và phân khu chức năng 3

1.3.5 Mặt đứng của công trình 3

1.3.6 Hệ thống giao thông 3

1.4 Giải pháp kỹ thuật 4

1.4.1 Hệ thống điện 4

1.4.2 Hệ thống nước 4

1.4.3 Hệ thống thông gió 4

1.4.4 Hệ thống chiếu sáng 4

1.4.5 Phòng thoát hiểm 4

1.4.6 Chống sét 5

1.4.7 Hệ thống thoát rác 5

Chương 2 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, VẬT LIỆU SỬ DỤNG & KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 6

2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 6

2.2 Lựa chọn vật liệu 6

2.2.1 Bê tông 6

2.2.2 Cốt thép 6

2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 7

2.3.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn 7

2.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 8

2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện vách 9

3.1.1 Tĩnh tải 10

3.1.2 Hoạt tải 10

3.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình 11

3.2.1 Tĩnh tải 11

3.2.2 Hoạt tải 13

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn 14

3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn trung tâm thương mại 14

3.3.1 Tĩnh tải 14

3.3.2 Hoạt tải 14

3.3.3 Tổng tải tác dụng lên sàn TTTM 14

3.4 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng mái 15

3.4.1 Tĩnh tải 15

3.4.2 Hoạt tải 15

3.4.3 Tổng tải tác dụng lên sàn tầng mái 15

3.5 Mô hình và tính toán sàn bằng phần mềm SAFE 15

3.5.1 Mô hình 15

3.5.2 Tổng hợp momen và thép 19

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 21

4.1 Tổng quan 21

4.2 Đặc trưng hình học 21

4.3 Tải trọng tác dụng lên bản thang 22

4.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng 22

4.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 23

4.4 Tính toán bản thang 24

4.4.1 Xác định nội lực 24

4.4.2 Tính toán cốt thép 25

Chương 5 THIẾT KẾ KHUNG 26

5.1 Đặc trưng động học công trình 26

5.1.1 Tải trọng tác động vào công trình 26

5.1.2 Cơ sở lý thuyết 26

5.1.3 Khảo sát các dạng dao động riêng 27

5.2 Tính toán tải trọng gió 28

5.2.1 Thành phần tĩnh của tải gió 28

5.2.2 Thành phần động của tải gió 30

5.3 Tính toán tải trọng động đất 36

5.3.1 Tổng quan 36

5.3.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng 36

5.3.3 Tải động đất theo phương pháp phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi 38

5.4 Tổ hợp tải trọng 39

5.4.1 Các trường hợp tải trọng 39

5.4.2 Tổ hợp nội lực tải trọng 39

5.5 Chuyển vị công trình 40

5.6 Thiết kế khung 41

5.6.1 Thiết kế dầm 41

5.6.1.1 Cở sở lý thuyết 41

5.6.1.2 Tính toán cốt dọc 41

5.6.1.3 Tính toán cốt thép đai 44

5.6.2 Thiết kế vách cứng 46

5.6.2.1 Giả thuyết tính toán 46

Chương 6 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG 52

6.1 Kết quả thống kê địa chất 52

6.2 Cơ sở lý thuyết 52

6.3 Phương án móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn 54

6.3.1 Kích thước và chiều dài cọc 54

6.3.2 Tính toán sức chịu tải của cọc ép 54

6.3.2.1 Theo sức chịu tải của vật liệu 54

6.3.2.2 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 55

6.3.2.3 Theo chỉ tiêu cường độ 56

6.3.2.4 Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT 57

6.3.2.5 Kiểm tra cẩu lắp 58

6.4 Tính móng M1 tại vị trí vách P1 trục K 59

6.4.1 Sơ bộ kích thước móng M1 59

6.4.2 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc móng M1 60

6.4.3 Xác định nội lực của đài cọc 60

6.4.4 Kiểm tra phản lực đầu cọc 60

6.4.5 Khả năng chịu tải của đất nền tại mũi cọc 60

6.4.6 Kiểm tra lún cho khối móng quy ước 62

6.4.7 Kiểm tra xuyên thủng cho đài cọc 63

6.4.8 Tính thép cho đài cọc móng M1 64

6.5 Tính móng M2 tại vị trí vách P3 trục 12 64

6.5.1 Sơ bộ kích thước móng M2 64

6.5.1.1 Chọn sơ bộ số lượng cọc và kích thước đài cọc 64

6.5.1.2 Xác định chiều sâu chôn móng 65

6.5.2 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc móng M2 65

6.5.3 Xác định nội lực của đài cọc 65

6.5.4 Kiểm tra phản lực đầu cọc 65

6.5.5 Khả năng chịu tải của đất nền tại mũi cọc 66

6.5.6 Kiểm tra lún cho khối móng quy ước 67

6.5.7 Kiểm tra xuyên thủng cho đài cọc 68

6.5.8 Tính thép cho đài cọc móng M2 69

6.6 Tính móng lõi thang máy móng M3 70

6.6.1 Sơ bộ kích thước móng M3 70

6.6.1.1 Chọn sơ bộ số lượng cọc và kích thước đài cọc 70

6.6.1.2 Xác định chiều sâu chôn móng 70

6.6.2 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc móng M3 71

6.6.3 Xác định nội lực của đài cọc 71

6.6.4 Kiểm tra phản lực đầu cọc 71

6.6.5 Khả năng chịu tải của đất nền tại mũi cọc 72

6.6.6 Kiểm tra lún cho khối móng quy ước 73

6.6.7 Kiểm tra xuyên thủng cho đài cọc 75

6.6.8 Tính thép cho đài cọc móng M3 76

Chương 7 VẬN THĂNG TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 77

7.1 Tổng quan 77

7.2 Thông số vận thăng lựa chọn cho công trình 77

7.2.1 Cấu tạo 77

7.2.2 Thông số kỹ thuật 78

7.3 Tải trọng tác dụng lên vận thăng 78

7.3.1 Tải trọng bản thân 78

7.3.2 Tải trọng do vật nâng 78

7.3.3 Lực quán tính 78

7.3.4 Tải trọng gió 79

7.3.5 Tải trọng tác dụng tại đỉnh khung 79

7.4 Trường hợp tải trọng 79

7.5 Kiểm tra khung vận thăng 80

7.5.1 Kiểm tra thanh đứng 81

7.5.2 Kiểm tra thanh giằng chéo 81

7.6 Tính toán bu lông neo 82

7.7 Thiết kế móng cho vận thăng 82

7.7.1 Sơ bộ kích thước 83

7.7.1.1 Chọn sơ bộ số lượng cọc và kích thước đài cọc 83

7.7.1.2 Kiểm tra chiều sâu chôn móng 83

7.7.2 Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc móng M1 83

7.7.3 Xác định nội lực của đài cọc 84

7.7.4 Kiểm tra phản lực đầu cọc 84

7.7.5 Khả năng chịu tải của đất nền tại mũi cọc 84

7.7.6 Kiểm tra lún cho khối móng quy ước 86

7.7.7 Tính thép cho đài cọc móng M1 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 Nhu cầu xây dựng công trình

- Ngày nay, trong tiến trình hội nhập của đất nước, kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao Một bộ phận lớn nhân dân có nhu cầu tìm kiếm một nơi an cư với môi trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích hỗ trợ để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều khu căn hộ cao cấp Trong xu hướng đó, nhiều công ty xây dựng những khu chung cư cao cấp đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân Chung

cư QUỐC CƯỜNG 2 là một công trình xây dựng thuộc dạng này

- Với nhu cầu về nhà ở tăng cao trong khi quỹ đất tại trung tâm thành phố ngày càng ít

đi thì các dự án xây dựng chung cư cao tầng ở vùng ven là hợp lý và được khuyến khích đầu tư Các dự án nói trên, đồng thời góp phần tạo dựng bộ mặt đô thị nếu được tổ chức tốt và hài hòa với môi trường cảnh quan xung quanh

- Như vậy việc đầu tư xây dựng khu chung cư QUỐC CƯỜNG 2 là phù hợp với chủ trương khuyến khích đầu tư của TP.HCM, đáp ứng nhu cầu bức thiết về nhà ở của người dân và thúc đẩy phát triển kinh tế, hoàn chỉnh hệ thống hạ tầng đô thị

1.2 Địa điểm xây dựng công trình

- Nằm trên trục đường Phạm Hùng nối dài, cách Nguyễn Văn Linh 800m

- Đi Quận 5, Chợ lớn (3km) bằng đường Phạm Hùng nối dài

- Đi Quận 1, Quận 2 (5km) bằng đường Nguyễn Văn Cừ nối dài

- Đi Phú Mỹ Hưng (1.5km) bằng đường Nguyễn Văn Linh

- Đi Miền Tây bằng đường Nguyễn Văn Linh hoặc Vành Đai ngoài

1.3 Giải pháp kết cấu

1.3.1 Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng

- Kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò rất lớn trong kết cấu nhà cao tầng quyết định gần như toàn bộ giải pháp kết cấu Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò:

+ Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng

+ Tiếp nhận tải trọng từ dầm, sàn để truyền xuống móng, xuống nền đất

+ Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng)

+ Giữ vai trò trong ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động, hạn chế gia tốc đỉnh và chuyển vị đỉnh

- Các kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp.Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà

và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió)

- Công trình chung cư QUỐC CƯỜNG 2 được sử dụng hệ chịu lực chính là hệ kết cấu

1.3.2 Hệ kết cấu chịu lực ngang

- Trong nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang (sàn dầm) có vai trò:

+ Tiếp nhận tải trọng thẳng đứng trực tiếp tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, người đi lại, làm việc trên sàn, thiết bị đặt trên sàn…) và truyền vào các hệ chịu lực thẳng đứng để truyền xuống móng, xuống đất nền

+ Đóng vai trò như một mảng cứng liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng

để chúng làm việc đồng thời với nhau

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn đến đến sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Do vậy cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

- Ta xét các phương án sàn sau: hệ sàn sườn

- Cấu tạo: Gồm hệ dầm và bản sàn

- Ưu điểm:

+ Tính toán đơn giản

+ Được sử dụng phổ biến với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

- Nhược điểm:

+ Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu

+ Không tiết kiệm không gian sử dụng

- Phương án chịu lực theo phương ngang là phương án hệ sàn sườn có dầm

1.3.3 Hình dạng công trình

1.3.3.1 Theo phương ngang

- Mặt bằng công trình chung cư QUỐC CƯỜNG 2 có tích chất đối xứng cao

- Công trình được bố trí các vách cứng xung quanh lõi cứng nên khả năng chịu tải trọng ngang và tính chống xoắn của công trình tốt

- Đối với nhà cao tầng có mặt bằng chử nhật thì tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng phải thỏa mãn điều kiện : Theo “TCXD 198-1997”

1.3.3.2 Theo phương đứng

- Hình dáng công trình theo phương đứng đồng đều nhau, mặt bằng các tầng bố trí không thay đổi từ tầng 2 đến tầng 26,còn những tầng dưới có thêm phần mở rộng hai bên công trình nhưng vẫn đối xứng nhau

- Không thay đổi trọng tâm cũng như tâm cứng của nhà trên các tầng

- Không mở rộng các tầng trên và tránh được phần nhô ra cục bộ

- Tỉ số giữa độ cao và bề rộng của ngôi nhà hay còn gọi là độ cao tương đối chỉ nên nằm trong giới hạn cho phép Giá trị giới hạn tỉ số chiều cao và bề rộng của công trình đối với kết cấu khung – vách thuộc cấp kháng chấn 8 & 9 theo “TCXD 198-1997” là

1.97 6

B  46.9   là thỏa mãn

1.3.4 Mặt bằng và phân khu chức năng

- Mặt bằng của công trình có 2 trục đối xứng hình học vì vậy công trình cũng được bố trí phân khu chức năng đối xứng nhau

- Công trình chung cư quốc cường 2 có 27 tầng nổi và 1 tầng hầm trong đó:

+ Hầm dùng làm nhà xe và phòng kỹ thuật điện nước là nơi lắp đặt hệ thống xử lý nước thải như: hố ga, rảnh thoát nước ngoài ta cũng là nơi đặt máy phát điện duy trì hoạt động của mọi người trong tòa nhà khi mất điện như là đảm bảo cho thang máy hoạt động bình thường

+ Tầng trệt làm trung tâm thương mại, siêu thị bao gồm khu buôn bán, trưng bày, kho, phòng quản lý

+ Tầng 2 - 26 là căn hộ cho thuê,bán trong đó mổi tầng sẽ có 12 căn hộ trong đó + 2 - 26 mỗi tầng có 12 căn hộ được chia thành ba loai là CH - A, CH - B, CH - C Mỗi loại có 4 căn ở mỗi tầng

- Công trình có dạng hình khối thẳng đứng Chiều cao công trình là 92.6m

- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quan xung quanh

- Công trình sử dụng vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, lam nhôm, khung inox trang trí và kính an toàn cách âm cách nhiệt tạo màu sắc hài hòa, tao nhã

- Cốt cao độ 0.000 lấy từ mặt trên của sàn tầng trệt hoàn thiện, cốt 4200 lấy mặt trên của sàn tầng hầm hoàn thiện, cốt 92600 là cốt đỉnh công trình

- Cao độ của tầng trên cao hơn tầng dưới là 3.4m, ngoài ra cao độ của tầng hầm thấp hơn

- Hệ thống giao thông phương đứng là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 4 thang bộ hai bên công trình từ tầng trệt lên tầng 27, từ tầng hầm lên tầng trệt bằng một thang bộ, thang máy gồm 2 thang máy được đặt vị trí hai bên công trình sát cầu thang bộ tủ tầng hầm lên tầng thượng

- Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng trong công trình

1.4 Giải pháp kỹ thuật

1.4.1 Hệ thống điện

- Hệ thống nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào công trình thông qua phòng máy điện Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng hầm để phát cho công trình, máy phát điện luôn sẳn sàng 24/24 để thấy thế khi có

sự cố công trình không thể nhân được điện từ bên ngoài

- Hệ thống điện được 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

1.4.2 Hệ thống nước

- Cấp nước: Nước sử dụng được lấy về từ trạm cấp nước thành phố, dùng máy bơm đưa

nước từ hệ thống lên 2 bể chứa nước mái,và hồ nước ngầm Hai bể nước này vừa có chức năng phân phối nước sinh hoạt cho các phân khu, và phòng ngừa có chức năng lưu trữ nước khi hệ thống nước ngưng hoạt động, và quan trọng hơn nữa là lưu trữ nước phòng cháy chữa cháy

- Thoát nước: Thoát nước mưa bằng hệ thống rãnh trên sân thương theo đường ống kỹ

thuật dẫn xướng đất và dẫn ra cống khu vực Đường ống thoát nước đặt dưới đất sử dụng bằng ống PVC chịu áp lực cao Tất cả các ống đi trong hộp kỹ thuật có chỗ kiểm

tra, sủa chữa khi có sự cố

- Nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

1.4.3 Hệ thống thông gió

- Công trình không bị hạn chế nhiều bởi các công trình bên cạnh nên thuận lợi cho việc đón gió, công trình sử dụng gió chính là gió tự nhiên, và bên cạnh vẫn dùng hệ thống gió nhân tạo (nhờ hệ thống máy điều hòa nhiệt độ) giúp hệ thống thông gió cho công trình được thuận lợi và tốt hơn

1.4.4 Hệ thống chiếu sáng

- Giải pháp chiếu sáng cho công trình được tính riêng cho từng khu chức năng dựa vào

độ rọi cần thiết và các yêu cầu về màu sắc

- Phần lớn các khu vực sử dụng đèn huỳnh quang ánh sáng trắng và các loại đèn compact tiết kiệm điện Hạn chế tối đa việc sử dụng các loại đèn dây tóc nung nóng Riêng khu vực bên ngoài dùng đèn cao áp lalogen hoặc sodium loại chống thấm

1.4.5 Phòng thoát hiểm

- Vì đây là nơi tập trung đông người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng, bố trí theo tiêu chuẩn quốc gia

- Hệ thống báo cháy được đặt biệt quan tâm, có khả năng dập tắt mọi nguồn phát lửa trước khi có sự can thiệp của lực lượng chữa cháy

- Công trình bê tông cốt thép bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt

- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2

- Các tầng đều có đủ 3 cầu thang bộ để đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ

- Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có bể nước lớn phòng cháy chữa cháy

- Các miệng báo khói và nhiệt tự động được bố trí hợp lý cho từng khu vực

- công trình được trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy trên mỗi tầng và trong mỗi phòng

Chương 2 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, VẬT LIỆU SỬ DỤNG & KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 2.1 Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5574 – 2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế

- TCXD 198 – 1997 – Nhà cao tầng – thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

- TCVN 2737 – 1995 – Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9386 – 2012 – Thiết kế công trình chịu động đất

- TCVN 10304 – 2014 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9362 – 2012 – Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- TCXD 229 – 1999 – Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

2.2 Lựa chọn vật liệu

Lựa chọn vật liệu như bê tông, cốt thép, gạch xây, … đảm bảo các điều kiện sau:

- Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng khá nhỏ, khả năng chống cháy tốt

- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng dẻo 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 dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

- Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong kết cấu nhà cao tầng

2.2.1 Bê tông

- Công trình được sử dụng bê tông B30 với móng có các chỉ tiêu như sau:

+ Khối lượng riêng: 2.5 T/m3

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén: Rb 170 kg/cm2

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rs 12 kg/cm2

+ Hệ số làm việc của bê tông:  b 1

+ Mô đun đàn hồi: 325000 kg/cm2

- Công trình được sử dụng bê tông B25 với cột, vách, dầm, sàn có các chỉ tiêu như sau: + Khối lượng riêng: 2.5 T/m3

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén: Rb 145 kg/cm2

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rs 10.5 kg/cm2

+ Hệ số làm việc của bê tông:  b 1

+ Mô đun đàn hồi: 300000 kg/cm2

2.2.2 Cốt thép

Công trình được sử dụng thép gân AIII, AII 10 và thép trơn AI  10

- Thép gân AIII  10:

s

R 3650 kg/cm+ Cường độ chịu cắt của cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên): Rsw 2900 kg/cm2+ Cường độ chịu nén của cốt thép: Rsc 3650 kg/cm2

sw

R 1750 kg/cm+ Cường độ chịu nén của cốt thép: Rsc 2250 kg/cm2

+ Hệ số làm việc của cốt thép:  s 1

s

E 2100000 kg/cm

2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.3.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

- Đặt hs là chiều dày bản Chọn hs theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công Ngoài ra cũng cần hs hmin theo điều kiện sử dụng

- Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2012 lựa chọn chiều dày sàn

- Để thuận tiện cho thi công thì hs nên chọn là bội số của 10 mm

- Quan niệm tính: Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang Sàn không bị rung động, không bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn

là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang

- Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Có thể chọn chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức:

- Từ đó ta chọn được kích thước sơ bộ dầm chính – dầm phụ như sau:

+ Dầm chính: 300 700

+ Dầm phụ: 250 500

2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện vách

- Kích thước vách được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất…

- Kích thước tiết diện vách cứng: bề dày của vách cứng lấy theo công thức:

Chương 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 Phương pháp tính toán tải trọng

- Tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình bao gồm tĩnh tải (g) và hoạt tải (p)

- Trong đó tĩnh tải tính toán gồm trọng lượng bản thân sàn BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện và trọng lượng tường xây trên sàn

- Với g: tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn

- Nếu ô bản có chứa nhiều tĩnh tải hoặc hoạt tải khác nhau thì phân bố lại cho đều trên toàn bộ diện tích ô bản:

g S g S g Sg

 i: chiều dày các lớp cấu tạo sàn

 i: khối lượng riêng

 n: hệ số tin cậy

- Trọng lượng tường xây trên ô sàn:

+ Các vách ngăn trong phòng mà không có hệ dầm đỡ được quy về phân bố đều trên sàn theo công thức:

 lt: chiều dày tường

 ht: chiều cao tường

3.1.2 Hoạt tải

- Hoạt tải tiêu chuẩn p của sàn được tra trong “TCVN 2737 – 1995” dựa vào chức năng sử dụng của từng ô sàn

 Tổng tĩnh tải tác dụng lên mỗi ô sàn

Bảng 3.3 Tổng tĩnh tải tác dụng lên mỗi ô sàn

- Giá trị của hoạt tải được 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”:

p 2 (kN/m ) n 1.3 + Khi ptc 2 (kN/m )2  n 1.2

- Giá trị hoạt tải trên sàn theo chứng năng:

Bảng 3.4 Giá trị hoạt tải trên từng ô chức năng

 Hoạt tải trên từng ô sàn

Bảng 3.5 Tổng hoạt tải tác dụng lên mỗi ô sàn

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn

Bảng 3.6 Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn

3.4 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng mái

Hình 3.5 Khai báo giá trị tĩnh tải

Hình 3.6 Khai báo giá trị hoạt tải

Hình 3.7 Khai báo giá trị tải tường

Hình 3.8 Chuyển vị sàn theo phương đứng

Hình 3.9 Momen theo phương X

Hình 3.10 Momen theo phương Y

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 4.1 Tổng quan

- Công trình có hệ giao thông theo phương đứng gồm thang máy và thang bộ, phục vụ cho việc giao thông trong nhà

- Có 2 thang máy và 2 thang bộ Thang bộ gồm 2 loại bố trí loại 1 từ tầng trệt đến tầng 4

và loại 2 từ tầng 4 trở lên.Ở đây trình bày cách tính cầu thang tầng điển hình, các tầng khác tính tương tự

- Phân tích nội lực kết cấu cầu thang bộ 2 vế tầng điển hình

- Tính toán và bố trí thép cho kết cấu cầu thang bộ

4.2 Đặc trưng hình học

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang

13 15 17 19 21

+91.700

+19.100

+88.400

+19.100 +12.500

+90.127

+20.827 +14.227

- Các lớp cấu tạo cầu thang:

Bảng 4.1 Các lớp cấu tạo cầu thang

-

Chi tiết bậc thang:

Hình 4.3 Chi tiết bậc thang

4.3 Tải trọng tác dụng lên bản thang

4.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Hình 4.3 Chi tiết tải trọng tác dụng lên cầu thang

- Tĩnh tải:

n i 1

gg+ Lớp gạch Ceramic:

pp+ Hoạt tải lên bản thang:

2 tc

4.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Hình 4.4 Chi tiết tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

- Tĩnh tải:

n i 1

gg+ Lớp gạch Ceramic:

- Hoạt tải: i

1

pp

2 tc

h 120  nên ta chọn liên kết đầu dưới cũng là liên kết ngàm

Hình 4.5 Sơ đồ tính cầu thang

C'

Chương 5 THIẾT KẾ KHUNG 5.1 Đặc trưng động học công trình

5.1.1 Tải trọng tác động vào công trình

- Tải trọng tác dụng lên công trình gồm những tải trọng cơ bản sau:

+ Tĩnh tải

+ Hoạt tải

+ Tải trọng gió

+ Tải trọng động đất

+ Tải trọng khác (mưa, tuyết, nước, nhiệt độ…)

- Trong bài ta chỉ xét đến tải trọng của tĩnh tải, hoạt tải, gió và động đất Trọng lượng bản thân cấu kiện không cần phải tính vì ta đã khai báo để phần mềm Etabs tự tính

riêng cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức: fs fL fs 1 thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

Bảng 5.1 Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL

5.1.3 Khảo sát các dạng dao động riêng

Bảng 5.2 Chu kì dao động của các mode

- Qua Etabs ta xuất ra được 12 Mode dao động của công trình:

Bảng 5.3 Chuyển vị các mode dao động theo các phương

5.2 Tính toán tải trọng gió

Nội dung phần tính toán tải trọng gió bao gồm:

- Tính toán thành phần động và tĩnh của tải trọng gió tác động lên mỗi tầng

- Phần tĩnh luôn kể đến với mọi công trình nhà cao tầng

- Phần động được kể đến với nhà cao tầng cao trên 40m

5.2.1 Thành phần tĩnh của tải gió

 Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió Wj ở độ cao z so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

W k.c.WTrong đó:

+ W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Công trình ở Bình Chánh, TP.HCM, thuộc vùng IIA, địa hình loại B ta được W0 0.83 (kN/m )2

+ k: Hệ số tính đến sự thay đổi gió theo độ cao

+ c: Hệ số khí động phía đón gió và hút gió cdon  0.8 và chut  0.6

c 0.8 0.6 1.4

+ Gió tính toán theo các phương Wtt  .W S j j với hệ số  1.2, Sj là diện tích đón gió phần j của công trình,  1 là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng 50 năm

 Kích thước của công trình:

+ Chiều dài mặt đón gió:

 Tầng 1 đến tầng thượng là 53.4m

 Tầng tum là 18.6m + Chiều rộng mặt đón gió:

 Tầng 1 đến tầng thượng là 46.9m

 Tầng tum là 7.9m + Chiều cao công trình H92.6m tính từ mặt ngàm của công trình Bảng 5.5 Thành phần gió tĩnh gắn vào tâm hình học công trình

Tên tầng

Chiều

cao tầng (m)

W tĩnh (kN)

Tải tính toán

W tĩnh (kN)

Tải tiêu chuẩn

W tĩnh (kN)

Tải tính toán

5.2.2 Thành phần động của tải gió

- Sơ đồ tính toán được chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

Hình 5.2 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không đổi

- Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình (sàn nhà, mặt bằng bố trí giằng ngang, sàn thao tác), hoặc trọng tâm của các kết cấu, các thiết bị cố định…

- Độ cứng của thanh công xôn lấy bằng độ cứng tương đương của công trình Có thể xác định độ cứng tương đương trên cơ sở tính toán sao cho sự chuyển dịch ở đỉnh của công trình và đỉnh của thanh công xôn cùng một lực ngang

- Tùy mức độ nhạy cảm công trình đối với tác dụng động học của tải trọng gió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hay hơn cả với lực quán tính của công trình Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn

- Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL ứng với vùng II và độ giảm loga của

0.3

  ứng với công trình bê tông cốt thép fL 1.3(Hz)

Bảng 5.6 Chu kì và tần số các mode dao động