trụ sở làm việc công ty tư vấn thiết kế - thi công xây dựng thành phong

Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất.. Hệ kết cấu khung Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các

GVHD:Ths.PHẠM BÁ LINH SVTH: ĐỖ THỊ TUYẾT

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH TRỤ SỞ CTY TƯ VẤN THIẾT KẾ - THI CÔNG XÂY DỰNG

I.1.1 Địa Điểm Xây Dựng

- Địa danh hành chính: 20 ngách 56, đường 102 Trường Chinh, phường Phương Mai - Đống Đa

- Vị trí địa lý:

+ Phía Bắc giáp với Ngách 102/56 - Đường Trường Chinh

+ Phía Nam giáp với khu dân cư

+ Phía Đông giáp với khu dân cư

+ Phía Tây giáp với mặt Ngõ 102 - Đường Trường Chinh

- Diện tích khu đất:

Khu đất có diện tích 4125 m2

I.1.2 Sự Cần Thiết Phải Đầu Tư Xây Dựng

a Nhiệm vụ, chức năng của công trình

Công trình là trụ sở làm việc của công ty tư vấn thiết kế- thi công xây

dựngTHÀNH PHONG Chức năng chính của công trình là văn phòng làm việc, nơi

nghiên cứu, cất trữ hồ sơ, phòng mô hình,phòng họp…

b Hiện trạng của khu vực xây dựng.

Công trình trụ sở làm việc của công ty tư vấn thiết kế- thi công xây dựngTHÀNH PHONG được xây dựng mới trên khu đất còn đang để trống, xung quanh hiện có một công trình phục vụ công tác xây dựng

c Nhu cầu phải đầu tư xây dựng

Nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại hóa đất nước ngành xây dựng trên phương diện một ngành có đóng góp cao về kinh tế

kỹ thuật đối với sự phát triển của đất nước.ngành xây dựng đã rất chú trọng hoàn thiện thể chế chính sách trong đó đã chú trọng phát triển quy hoạch và đô thị Công

ty tư vấn thiết kế- thi công xây dựng THÀNH PHONG ra đời từ năm 2008 là 1 công

ty cổ phần với 50% vốn nước ngoài Chuyên tư vấn thiết kế,lập dự án, thiết kế giám sát kỹ thuật,giám định, đánh giá chất lượng công trình Đầu tư các dự án tòa nhà cao tầng, chung cư , văn phòng và cụm công nghiệp.thi công xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp, hạ tầng kỹ thuật, quân sự và giao thông như: cầu cống, đường sá, cầu cảng, sân bay………

Công ty có một đội ngũ kỹ sư, kiến trúc sư và công nhân kỹ thuật đông đảo và

có chuyên môn cao, nhiều kinh nghiệm thi công trên nhiều địa hình,thổ nhưỡng khác nhau.công ty còn có nhiều thiết bị thi công lớn nhỏ khác nhau, đang trong thời gian hoạt động tốt, đảm bảo thi công cho các loại công trình theo yêu cầu của Chủ Đầu

Tư

I.1.3 Giới Hạn Của Đồ Án Tốt Nghiệp

I.1.3.1 Mục tiêu, nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp

- Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp:

+ Củng cố hệ thống hóa, mở rộng và đi sâu tìm hiểu nội dung công tác thiết kế

và tổ chức thi công công trình xây dựng

+ Vận dụng một cách tổng hợp kiến thức đã học vào việc thiết kế công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp

+ Giúp sinh viên làm quen với khả năng bảo vệ một vấn đề khoa học

- Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp:

Thiết kế kết cấu và tổ chức thi công công trình Công ty tư vấn thiết kế- thi

công xây dựngTHÀNH PHONG

I.1.3.2 Phạm vi giải quyết vấn đề của đồ án tốt nghiệp

- Do thời gian thực hiện đồ án có hạn, với yêu cầu và nhiệm vụ đã được giao nên trong đồ án này chỉ giải quyết một số nội dung cơ bản sau:

- Kiến trúc: (chiếm 10%)

Trình bày các giải pháp thiết kế mặt bằng, mặt đứng, quy hoạch, giải pháp kết cấu Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, các giải pháp môi trường, ánh sáng, phòng cháy, chữa cháy

- Kết cấu: (chiếm 50%)

+ Thiết kế một kết cấu khung chịu lực điển hình

+ thiết kế cầu thang hoặc bể nước

+ Tính toán và cấu tạo bản sàn toàn khối

+ Tính toán và thiết kế nền móng

- Thi công: (chiếm 30%)

- Dự toán: (chiếm 5-10%).Căn cứ vào các giải pháp kết cấu, nền móng đã thực hiện tiến hành lựa chọn và quyết định giải pháp kỹ thuật, tổ chức thi công cho công trình

I.2.Điều Kiện Tự Nhiên, Kinh Tế Xã Hội

I.2.1 Điều kiện tự nhiên

I.2.1.1 Địa hình khu vực

Công trình Công ty tư vấn thiết kế- thi công xây dựngTHÀNH PHONG được xây dựng trên ô đất bỏ trống, có điều kiện địa hình tương đối bằng phẳng, rộng rãi thuận

tiện cho việc tổ chức thi công

I.2.1.2 Địa chất thuỷ văn

- Địa chất công trình thuộc loại đất tương đối tốt, có bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất như sau:

Tên gọi Độ sâu

m

 KN/m3

SKN/m3

0 II

Sét pha 1,24,8 18,2 26,7 31 39 26 2,7.10-8 17 19 14.10-5 10000 Cát pha 4,811,2 19,2 26,5 23 24 18 2,1.10-7 18 25 9.10-5 14000 Cát hạt trung 11,225 19,2 26,5 18 - - 2,0.10-4 38 2 3.10-5 40000

I.2.1.4 Môi Trường Sinh Thái

Công trình được xây dựng ở trong ngõ, quanh khu dân cư, chung quanh trồng nhiều cây xanh nên có môi trường không khí thông thoáng, mát mẻ, dễ chịu Môi trường sinh thái xung quanh công trình không có sự ô nhiễm về không khí và nguồn nước gây ảnh hưởng đến việc khai thác công trình sau này Mặt khác trụ sở làm việc Công ty tư vấn thiết kế- thi công xây dựngTHÀNH PHONG là một công trình phục vụ cho môi trường văn phòng nên không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái

I.2.2 Điều kiện xã hội, kỹ thuật

I.2.2.1 Điều kiện xã hội

- Nhân dân có truyền thống cách mạng, chấp hành tốt chính sách của Đảng, pháp luật của Nhà nước, trình độ dân trí cao

- Nhân dân có nếp sinh hoạt văn hoá lành mạnh Tình hình an ninh chính trị

tương đối ổn định

I.2.2.2 Điều kiện kỹ thuật

a Đường giao thông

Khu vực xây dựng công trình nằm trong hệ thống giao thông đã được quy hoạch và phân chia hết sức rõ ràng, cụ thể như: đường chính rộng 8(m), đường nhỏ rộng 3(m) do đó điều kiện giao thông là tương đối thuận lợi cho thi công và khai thác sử dụng công trình sau này

b Thông tin liên lạc

Trong những năm gần đây hệ thống bưu chính viễn thông của nước ta phát triển rất mạnh, đặc biệt là ở các thành phố lớn Vì vậy việc thông tin liên lạc của khu vực xây dựng công trình rất thuận lợi và dễ dàng

c Mặt bằng xây dựng

Khu vực xây dựng công trình có địa hình bằng phẳng, thoát nước tốt, mặt bằng xây dựng thuận lợi cho tổ chức thi công, không gian và tầm nhìn thoáng đãng góp phần làm đẹp cho thành phố Hà Nội, có đường giao thông thuận tiện cho việc chuyên chở vật liệu xây dựng

d Hệ thống điện

Hệ thống cung cấp điện được lấy từ mạng điện chung của thành phố sau đó đưa

về trạm điện của cơ quan và dẫn đến từng dãy nhà

f Nguồn cung cấp vật liệu

Khu vực xây dựng nằm trong trung tâm thành phố, lại nằm gần trục đường giao thông nên việc cung cấp vật liệu xây dựng rất thuận lợi

g Tình hình nhân lực xây dựng

Thành phố Hà Nội là một trung tâm văn hóa chính trị của cả nước, để xứng đáng với vai trò này thì thành phố đang tiến hành xây dựng, quy hoạch cơ sở hạ tầng một cánh nhanh chóng Các công trình xây dựng mới mọc lên ngày càng nhiều nên thu hút được rất nhiều lao động từ các tỉnh lân cận tập trung tại đây Do đó việc tìm kiếm nhân lực xây dựng rất thuận lợi, dễ dàng

I.2.3 Biên Chế, Tổ Chức

I.2.3.1 Tổ chức quản lý

Bộ máy quản lý của Công ty cổ phần tư vấn thiết kế & thi công xây dựng

THÀNH PHONG đứng đầu là Giám đốc tiếp theo là Phó giám đốc, sau đó là các bộ

phận, phòng ban chức năng như: phòng thiết kế, phòng tài chính, phòng kỹ thuật, phòng bảo vệ, phòng mô hình, phòng tư vấn Mỗi phòng ban lại được phân ra thành Trưởng phòng, phó phòng, nhân viên…

I.2.3.2 Tổ chức biên chế

Tùy vào chức năng và nhiệm vụ của từng phòng ban mà phòng tổ chức nhân sự

sẽ bố trí số lượng nhân viên sao cho hợp lý với cơ cấu tổ chức, hoạt động của phòng banđó

I.3.Giải Pháp Kiến Trúc

I.3.1 Quy Hoạch Tổng Mặt Bằng

- Chung quanh công trình được bố trí các đường giao thông có chiều rộng đủ lớn

để phục vụ việc đi lại và sinh hoạt của cán bộ công nhân viên của công ty Ngoài ra còn phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy khi gặp sự cố xảy ra

- Sát với hàng rào phía trước, phía sau và phía giáp ngách 102/56 bố trí trồng một hàng cây xanh trong bồn có bề rộng 2m chạy dọc theo chiều dài tường rào Trước mặt tiền tòa nhà ta bố trí thêm hai bồn cây cảnh nữa, ngoài ra còn bố trí trồng cây ở những chỗ khác như trên bản vẽ tổng mặt bằng

- Đằng sau có bố trí một sân chơi thể thao có diện tích 450m2 (15x30m) Phía trước mặt tòa nhà hiện đã có một công trình đã xây dựng có diện tích 200m2(10x20m) Lối vào ta bố trí hai cổng vào, trước cổng có bố trí phòng bảo vệ với diện tích 24m2 (4x6m), ngay sau phòng bảo vệ bố trí thêm một bãi để xe ôtô ngoài trời có diện tích 180m2 (6x30m) Các công trình khác bố trí như ở trên bản vẽ tổng mặt bằng

I.3.2 Dây chuyền công năng, cấp công trình

- Dây chuyền công năng

ghi chó:

thang m¸y thang bé hµnh lang

Lèi vµo gara

Cấp công trình là cấp 2, có tuổi thọ là 100 năm

I.3.3 Xác định diện tích công trình

a Tiêu chuẩn diện tích

Việc bố trí diện tích các phòng áp dụng theo tiêu chuẩn TCVN 4450 : 1987

b Tính toán diện tích làm việc của công trình

Từ các bản vẽ mặt bằng các tầng ta tiến hành tính toán diện tích sử dụng, diện tích làm việc của từng tầng, sau khi tính toán ta có kết quả như sau:

I.3.4 Phương Án Thiết Kế Công Trình

I.3.4.1 Giải Pháp Thiết Kế Kiến Trúc, Điện, Nước

a Hình thức mặt bằng, mặt cắt

+ Công trình bao gồm 1 tầng hầm và 11 tầng làm việc được bố trí thành 1 đơn nguyên có chiều rộng theo trục định vị là 24,6(m), chiều dài theo trục định vị là 33(m)

+ Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình :

Mặt đứng của công trình ở khối cao tầng đối xứng tạo được sự hài hoà phong nhã Xen kẽ các cột là cửa sổ các tầng kết hợp các đường soi vữa, kết hợp với lôgiao trồng cay xanh làm cho công trình không đơn điệu Hình khối của công trình không nhưng không đối xứng làm cho công trình trở nên vững chắc trang trọng nhưng vẫn linh hoạt Ta có thể thấy mặt đứng của công trình là hợp lý và hài hoà kiến trúc với tổng thể kiến trúc quy hoạch của các công trình xung quanh

+Thông gió:Là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con người khi làm việc và nghỉ ngơi Về nội bộ công trình, các phòng đều có cửa sổ thông gió trực tiếp Trong mỗi phòng làm việc đều được bố trí các quạt treo tường, hệ thống điều hoà để thông gió nhân tạo về mùa hè

+ Chiếu sáng: Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo trong đó

chiếu sáng tự nhiên là chủ yếu

Về chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua

hệ thống cửa sổ và các vách kính

Chiếu sáng nhân tạo: được tạo ra từ hệ thống bóng điện lắp trong các phòng và tại hành lang, cầu thang bộ, cầu thang máy

b Giải pháp giao thông

Công trình bố trí hai thang máy và hai cầu thang bộ Một cầu thang bộ sử dụng để đi lại, còn một cầu thang làm thang thoát hiểm Trên mỗi tầng có hệ thống hành lang rộng rãi

- Diện tích sàn từng tầng, chiều cao mỗi tầng

* Lát gạch liên doanh 400x400 màu nâu sáng

* Lớp vữa xi măng 75# dày 20mm

* Sàn bê tông cốt thép dày 150mm

* Lát gạch ceramic liên doanh

* Vữa xi măng lót nền 50# dày 20mm

* Bê tông cốt thép chống thấm dày 100mm

* Bê tông gạch vỡ vữa tam hợp 25# dày 100mm

* Đất đầm kỹ

+ Sơn tường ngoài màu kem, chân tường ốp đá tự nhiên, tường ngoài tầng 1, 2

ốp đá granit màu đỏ

+ Sơn tường trong nhà bằng sơn trắng, chân tường ốp gạch men cao 200

+ Riêng tầng hầm không đóng trần giả bằng thạch cao

- Giải pháp cung cấp điện, cấp thoát nước

+ Cấp điện:

Cung cấp điện và chiếu sáng cho công trình được lấy từ trạm điện sau đó đưa vào phòng kỹ thuật điện dưới tầng hầm Dây dẫn điện từ phòng kỹ thuật đến các bảng phân phối điện ở các tầng dùng dây cáp cách điện đi trong hộp kỹ thuật Dây

dẫn điện đi sau bảng phân phối ở các tầng dùng dây lõi đồng luồn trong ống nhựa mềm chôn trong tường, trần hoặc sàn dây dẫn ra đèn phải đảm bảo tiếp diện tối thiểu 1.5mm2

Hệ thống chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang và đèn dây tóc để chiếu sáng tuỳ theo chức năng của từng phòng, tầng, khu vực

Trong các phòng có bố trí các ổ cắm để phục vụ cho chiếu sáng cục bộ và cho các mục đích khác

Hệ thống chiếu sáng được bảo vệ bằng các Aptomat lắp trong các bảng phân phối điện Điều khiển chiếu sáng bằng các công tắc lắp trên tường cạnh cửa ra vào hoặc ở trong vị trí thuận lợi nhất

+ Cấp nước:

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố thông qua hệ thống đường ống dẫn lên bể chứa trên mái Sử dụng hệ thống cấp nước thiết kế theo mạch vòng cho toàn ngôi nhà, dùng máy bơm bơm trực tiếp từ hệ thống cấp nước thành phố lên trên bể nước trên mái sau đó phân phối cho các phòng cần sử dụng nước như: phòng thí nghiệm, phòng vệ sinh… nhờ hệ thống đường ống

Đường ống cấp nước dùng ống thép tráng kẽm Đường ống trong nhà đi ngầm trong tường và các hộp kỹ thuật Đường ống sau khi lắp đặt song đều phải thử áp lực

và khử trùng trước khi sử dụng Tất cả các van, khoá đều phải sử dụng các van, khóa chịu áp lực

+ Thoát nước: Bao gồm thoát nước mưa và thoát nước thải sinh hoạt

Nước thải ở khu vệ sinh được thoát theo hai hệ thống riêng biệt: hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân Nước bẩn từ các phễu thu sàn được thoát vào

hệ thống ống đứng thoát riêng ra hố ga thoát nước bẩn rồi thoát ra hệ thống thoát nước chung Phân từ các xí bệt được thu vào hệ thống ống đứng thoát riêng về ngăn chứa của bể tự hoại Có bố trí ống thông hơi  60 đưa cao qua mái 70cm

Thoát nước mưa được thực hiện nhờ hệ thống sênô  110 dẫn nước từ mái theo các đường ống nhựa nằm ở góc cột chảy xuống hệ thống thoát nước

toàn nhà rồi chảy ra hệ thống thoát nước của thành phố

Xung quanh nhà có xây hệ thống đường rãnh thoát nước có kích thước 3830(cm) làm nhiệm vụ thoát nước mặt

- Hệ thống chống sét và nối đất

Chống sét cho công trình bằng hệ thống các kim thu sét bằng thép  16 dài 600

mm lắp trên các kết cấu nhô cao và đỉnh của mái nhà Các kim thu sét được nối với nhau và nối với đất bằng các thép  10 Cọc nối đất dùng thép góc 65 x 65 x 6 dài 2.5 m Dây nối đất dùng thép dẹt 40  4 điện trở của hệ thống nối đất đảm bảo nhỏ hơn 10 

Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện dược nối riêng độc lập với hệ thống nối đất chống sét Điện trở nối đất của hệ thống này đảm bảo nhỏ hơn 4  Tất cả các kết

cấu kim loại, khung tủ điện, vỏ hộp Aptomat đều phải được nối tiếp với hệ thống này

1.3.4.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

- Hệ số mặt bằng k0:

L V 0

Chống sét cho công trình bằng hệ thống các kim thu sét bằng thép  16 dài 600

mm lắp trên các kết cấu nhô cao và đỉnh của mái nhà Các kim thu sét được nối với nhau và nối với đất bằng các thép  10 Cọc nối đất dùng thép góc 65 x 65 x 6 dài 2.5 m Dây nối đất dùng thép dẹt 40  4 điện trở của hệ thống nối đất đảm bảo nhỏ hơn 10 

Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện dược nối riêng độc lập với hệ thống nối đất chống sét Điện trở nối đất của hệ thống này đảm bảo nhỏ hơn 4  Tất cả các kết cấu kim loại, khung tủ điện, vỏ hộp Aptomat đều phải được nối tiếp với hệ thống này

1.3.4.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

- Hệ số mặt bằng k0:

L V 0

GVHD: Ths PHẠM BÁ LINH SVTH: ĐỖ THỊ TUYẾT

Nhiệm vụ:

-Thiết kế sàn bê tông tầng điển hình (sàn tầng 3) -Tính khung không gian, triển khai cấu kiện trục 2 -Thiết kế móng cho cột khung trục 2

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU



II.1 Sơ Bộ Lựa Chọn Phương Án Kết Cấu

II.1.1 Cơ sở lựa chọn sơ đồ kết cấu

- Dựa vào đặc điểm công trình

- Tải trọng tác dụng vào công trình

- Yêu cầu của kiến trúc về hình dáng, công năng, tính thích dụng

II.1.2 Phân tích lựa chọn sơ đồ kết cấu

Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất Nó được tạo thành từ một hoặc nhiều loại cấu kiện cơ bản Có thể phân loại các hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng thành hai nhóm chính:

+ Nhóm các hệ cơ bản: hệ khung, hệ tường, hệ lõi, hệ hộp

+ Nhóm các hệ hỗn hợp: được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hay nhiều hệ cơ bản trên

A Hệ kết cấu khung

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn

Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 10 tầng đối với cấp 9

B Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao trên 20 tầng

Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt

ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải

có kích thước đủ lớn, mà điều đó khá cụ thể thực hiện được

Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất cao hơn

C Hệ kết cấu khung –giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường nhiều tầng liên tục hệ thống khung được bố trí tại các khu

vực còn lại của ngôi nhà Trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang còn hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng

Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòngchống động đất  7; 30 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 20 tầng đối với cấp 9

D Hệ tường chịu lực:

Ở hệ kết cấu này các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các vách cứng, lõi cứng hoặc kết hợp vách với lõi Sự ổn định của công trình phụ thuộc phần lớn vào hình dạng tiết diện ngang của chúng, ngoài ra các vách cứng thường hay bị giảm yếu

do có các lỗ cửa

Hệ khung và tường chịu lực: Đây là hệ kết cấu được tạo thành từ sự kết hợp của hai hệ trên Nó là hệ kết cấu rất có hiệu quả với các công trình nhà nhiều tầng, cao tầng Sự làm việc của hệ kết cấu này đa số theo dạng sơ đồ giằng với các khung chỉ chịu tải trọng thẳng đứng trong diện chịu tải của nó còn toàn bộ tải trọng ngang

và một phần tải trọng đứng xem như dồn về cho hệ lõi chịu lực

Do đặc điểm của công trình là trụ sở làm việc nên có yêu cầu cao về mặt kiến trúc, công năng, tính thích dụng, ngoài ra công trình thuộc loại nhà nhiều tầng vì vậy

ta chọn giải pháp kết cấu cho công trình là hệ kết cấu khung vách

II.1.3 Phân tích lựa chọn vật liệu

Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép

- Nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối là rất khó khăn, mặt khác giá thành công trình bằng thép thường cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là rất tốn kém

- Kết cấu bằng bê tông cốt thép thì làm cho công trình có trọng lượng bản thân lớn, công trình nặng nề hơn dẫn đến kết cấu móng phải lớn Tuy nhiên, kết cấu bê tông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép:như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách đặt nó vào vùng kéo của cốt thép

Từ những phân tích trên, ta lựa chọn bê tông cốt thép là vật liệu cho kết cấu công trình, và để hợp lý với kết cấu nhà cao tầng ta sử dụng bê tông mác cao Dự kiến sử dụng bê tông mác 300 có cường độ tính toán: Rn=130kG/cm2, Rk=10(kG/cm2),

II.1.4.Phân tích lựa chọn kết cấu sàn

*Đề xuất phương án kết cấu sàn :

Công trình có bước cột khá lớn, ta có thể đề xuất một vài phương án kết cấu sàn thích hợp với nhịp này là:

+ Sàn BTCT có hệ dầm chính, phụ (sàn sườn toàn khối)

+ Hệ sàn ô cờ

+ Sàn phẳng BTCT ứng lực trước không dầm

+ Sàn BTCT ứng lực trước làm việc hai phương trên dầm

Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của từng loại phương án kết cấu sàn để lựa chọn

ra một dạng kết cấu phù hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật, phù hợp với khả năng thiết kế

và thi công của công trình

A Phương án sàn sườn toàn khối BTCT:

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm chính phụ và bản sàn

Ưu điểm: Lý thuyến tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công Chất lượng đảm bảo do đó có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây

Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ vững của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng Quá trình thi công chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuân

B.Phương án sàn ô cờ BTCT:

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bộ, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m.Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm khụng gian sử dụng trong phòng

Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao

và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho bố trí mặt bằng

Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy,nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ vững Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí cũng sẽ tăng cao về kích thước dầm rất lớn

C.Phương án sàn không dầm ứng lực trước :

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột (có mũ cột hoặc không)

*Ưu điểm:

+ Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

+ Tiết kiệm được không gian sử dụng

+ Dễ phân chia không gian

+ Tiến độ thi công sàn ƯLT (6 - 7 ngày/1 tầng/1000m2 sàn) nhanh hơn so với thi công sàn BTCT thường

+ Do có thiết kế điển hình không có dầm giữa sàn nên công tác thi công ván khuân cũng dễ dàng và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuân được tổ hợp thành những mảng lớn, không bị chia cắt, do đó lượng tiêu hao vật tư giảm đáng

kể, năng suất lao động được nâng cao

+ Do sàn phẳng nên bố trí hệ thống kỹ thuật như điều hoà trung tâm, cung cấp nước, cứu hoả, thông tin liên lạc được cải tiến và đem lại hiệu quả kinh tế cao

D.Phương án sàn ứng lực trước hai phương trên dầm:

Cấu tạo hệ kết cấu sàn tương tự như sàn phẳng nhưng giữa các đầu cột có thể được

bố trí thêm hệ dầm, làm tăng độ ổn định cho sàn Phương án này cũng mang các ưu nhược điểm chung của việc dựng sàn BTCT ứng lực trước So với sàn phẳng trên cột, phương án này có mô hình tính toán quen thuộc và tin cậy hơn, tuy nhiên phải chi phí vật liệu cho việc thi công hệ dầm đổ toàn khối với sàn Vậy chọn sàn sườn toàn khối để tính toán

II.1.5 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện

A.Cơ sở lựa chọn kích thước các cấu kiện

- Đảm bảo điều kiện về cường độ

- Đảm bảo yêu cầu về độ cứng tức là trị số độ võng, nứt, biến dạng không vượt quá những trị số cho phép, đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường

- Đảm bảo yêu cầu về kiến trúc

B.Chiều dày bản sàn

Ta xét: = 2 bản làm việc theo 2 phương

- Chiều dày bản sàn chọn sơ bộ theo công thức:

C.Kích thước dầm

* Kích thước dầm được chọn theo công thức sau:

- Chiều cao tiết diện dầm h được chọn theo nhịp :

d d

- F : Diện tích tiết diện ngang của cột yêu cầu (cm2);

- k: Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen uốn k=1,21,5;

- Rn: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cột Rn=130kG/cm2;

- N: Lực dọc tính toán sơ bộ

* Xác định lực dọc : N = Schịu tải*qsàn*n

- Trong đó:

- Schịu tải: Diện tích chịu tải của cột (m2);

- qsàn: Tĩnh tải + hoạt tải sàn tác dụng, theo thực nghiệm thường lấy

- qsàn = 1,0  1,2 T/m2; ở đây ta chọn qsàn = 1,1 (T/m2);

* Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh  được hạn chế như sau :

0

0 

  

b l

Trong đó:

- Đối với cột nhà 0b = 30;

- l0 : chiều dài tính toán của cấu kiện; với cột hai đầu ngàm l0 = 0,7xl;

- b: kích thước nhỏ nhất của tiết diện cột

→ Kết luận:Vậy các cột đã chọn đều đảm bảo điều kiện ổn định

E.Vách lõi thang máy

- Theo tiêu chuẩn TCVN 198-1997 quy định độ dày của vách không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau:

qtt (kG/ )

1 Tấm đan bê tông 600x600 0,040 2500 100 1.1 110

qtt (kG/ )

qtt (kG/

II.2.2 Hoạt tải

Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 như sau:

+ Hoạt tải: Tải trọng sử dụng trên nhà

Bảng tính hoạt tải sử dụng trên sàn

Hoạt tải Dài hạn

Ptc (Kg/m2)

Hệ số tin cậy

Ptt (Kg/m2)

II.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÁC Ô SÀN:

II.3.1 tĩnh tải của tường xây, kính lên sàn

- Tĩnh tải do trọng lượng tường xây đặt trực tiếp lên sàn:

- Trọng lượng tường xây và cửa đặt trực tiếp lên sàn được quy về tải trọng phân bố đều lên sàn

- Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải trọng

đó phân bố đều trên sàn Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Công thức qui đổi tải trọng tường trên sàn về tải trọng phân bố trên sàn :

i

t tt t

Bảng Tĩnh Tải Tác Dụng Lên 1m 2 Tường

ô sàn ht bt lt a n gtt dt tường dt ô

sàn gt

s1 2.9 0.1 5.9 1.8 1.1 3.388 17.11 45.36 0.747 kính 3.6 0.08 3.4 0.075 1.1 0.081 12.24 45.36 0.022 s2 3.6 0.08 3.6 0.075 1.1 0.086 12.96 47.736 0.022 s3 3.6 0.08 7.2 0.075 1.1 0.171 25.92 50.472 0.042 tường 2.9 0.1 6.3 1.8 1.1 3.617 18.27 50.472 0.717 s4 3.6 0.1 4 1.8 1.1 2.851 14.4 54.678 0.521 s7 3.6 0.08 7.2 0.075 1.1 0.171 25.92 24.84 0.086 s9 3.6 0.08 3.6 0.075 1.1 0.086 12.96 45.318 0.024 s9 2.9 0.1 6.45 1.8 1.1 3.704 18.705 45.318 0.817 kính 3.8 0.08 6.75 0.075 1.1 0.169 25.65 45.318 0.047 s14 3.1 0.1 5.85 1.8 1.1 3.591 18.135 17.451 2.058 s13 3.6 0.1 2.1 1.8 1.1 1.497 7.56 6.3 2.376

II.3.2 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn:

BảngTổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn

TẦNG 3

ô sàn gbt gt gs=gbt+gt ps q=gs+ps

s1 1.689 0.769 2.46 2.4 4.86 s2 1.689 0.022 1.71 2.4 4.11 s3 1.689 0.759 2.45 2.4 4.85 s4 1.689 0.521 2.21 2.4 4.61 s5 1.689 0.000 1.69 3.6 5.29

s7 1.689 0.086 1.78 3.6 5.38 s8 1.689 0.000 1.69 3.6 5.29 s9 1.689 0.888 2.58 2.4 4.98 s10 1.689 0.000 1.69 2.4 4.09 s11 1.689 0.000 1.69 2.4 4.09 s12 1.689 0.000 1.69 3.6 5.29 s13 1.689 2.376 4.07 3.6 7.67 s14 2.169 2.058 4.23 2.4 6.63

II.4 Xác Định Nội Lực Các ô Sàn

- Việc tính toán nội lực cho các ô sàn được thực hiện theo sơ đồ đàn hồi Trình tự tính toán như sau:

Gọi l1: Chiều dài cạnh ngắn của ô sàn

l2: Chiều dài cạnh dài của ô sàn

Do sơ đồ đàn hồi nên kích thước lấy theo tim dầm

- Dựa vào liên kết sàn với dầm : có 3 loại liên kết

+ Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem đó là liên kết khớp Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là liên kết ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do

II.4.1 Đối Với Bản Kê Bốn Cạnh:(khi l2 / l1< 2)

Dựa vào liên kết cạnh bản ta chọn sơ đồ tính ( 9 sơ đồ trong giáo trình BTCT ) Dựa vào liên kết cạnh bản ta chọn sơ đồ tính ( 9 sơ đồ trong giáo trình BTCT )

M2, MII, MII

’ : Dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh dài

M1 = α1.(g+p).l1.l2= α1.q.l1.l2 (kN.m/m)

MI = -β1.(g+p).l1.l2= -β1.q.l1.l2 (kN.m/m)

M2 = α2.(g+p).l1.l2= α2.q.l1.l2 (kN.m/m)

MII = -β2.(g+p).l1.l2= -β2.q.l1.l2 (kN.m/m)

Trong đó các hệ số α1,α2,β1,β2 : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ liên kết 4 biên và tỷ

số l1/l2, xác định bằng các phụ lục 17 trang 388-391 trong giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép(phần cấu kiện cơ bản) do PGS, TS Phan Quang Minh(chủ biên) NXB KH&KT xuất bản năm 2006

Dựa vào liên kết cạnh bản ta có 9 sơ đồ sau:

II.4.2 Đối với bản loại dầm:(khi l2 / l1 2)

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm : q = (p+g).1m (N/m)

Tuỳ liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm :

1m

l1 1

2 min

M = - ql12

M = - ql

min 12

2 1 1

h b R

M



 ( kiểm tra điều kiện   m  R) Nếu  m> R: tăng tiết diện

(1 ) 0, 645(1 0, 645 / 2) 0, 4372

  thỏa mãn điều kiện không xảy ra phá hoại dòn

- Sau khi tính và thoả mãn  m  R:

suy ra  =

2

.21

1   m

h

S s

R

M A

0 

1

Nếu chọn đơn vị a là cm  1m đổi ra = 1000 mm  bt

s

s TT

- Tính hàm lượng cốt thép : 100%

.1000

%

o

btri s

5 Rb = 17.0 8 1 Rs=Rsc= 225 ξR= 0.596 αR= 0.419 mmin =

8 2 Rs=Rsc= 280 ξR= 0.573 αR= 0.409

TTH.lượng Ø aTT aBT As

CHH.lượng

2 S4

150

CHƯƠNG III: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN & KHAI TRIỂN KHUNG TRỤC 2

B Hoạt tải

Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 như sau:

+ Hoạt tải: Tải trọng sử dụng trên nhà

Bảng tính hoạt tải sử dụng trên sàn

Dài hạn P

tc (Kg/m2) Hệ số tin

tt (Kg/m2)

III.1.2 Tải trọng ngang:

+Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng Công trình xây dựng ở khu vực nội thành của Thành phố Hồ Chí Minh nên thuộc vùng II.A có Wo= 0,83(kN/m2)

+C: hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6

Phía đón gió : C= +0,8

Phía khuất gió: C= -0,6

+K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

+γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

+β: hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định công trình là 50 năm thì ta có β = 1

+S = B.L(m2):diện tích mặt đón gió theo phương đang xét

 B(m) : Bề rộng mặt đón gió theo phương đang xét

 L = 0,5(ht + hd) (m) : Chiều cao đón gió của tầng đang xét Với: L = 16,8(m), B = 31,8( m)

b Tải trọng gió động (TCVN 229:1999)

Phân tích dao động của hệ kết cấu:

Xây dựng mô hình bằng phần mềm ETAB 9.5 để xác định các đặc tính dao dộng của hệ kết cấu

Khối lượng các tầng để tính dao động được tổ hợp từ các trường hợp tải trọng và đặt tại tâm khối lượng của mỗi tầng

MassD = TT tc + 0,5HT tc

Phân tích 6 dao động đầu tiên theo từng phương, lấy kết quả từ sheet Modal Participacing Mass Ratios của ETABS 9.5 ta có

So sánh f 1 với tần số giới hạn f L (ta theo bảng 2, trang 7 TCXD 229-1999 với kết cấu BTCT có δ = 3 và vùng áp lực gió II thì f L = 1,3)

+Nếu f 1 > f L: công trình có độ cứng lớn, thành phần tải trọng gió chỉ do xung vận tốc gió gây ra

+Nếu f 1 ≤ f L : công trình có độ cứng bé, thành phần động của gió phải kể đến tác động của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của

công trình, và cần xét s dao động đầu tiên có tần số f ≤ f

Bảng: Các dạng dao động theo 2 phương x và y

Tính gió động theo phương x và y

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực Wpj tác dụng lên tầng thứ j của công trình xác định theo công thức: W p(ji) = M j ξ i ψ i y ji

Trong đó:

 M j : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j,

 Mj= g.MassD = 9,8066.MassD (MassD lấy từ sheet Center Mass Rigidity)

ξ i : Hệ số động lực học với dạng dao động thứ i, phụ thuộc vào thông số εi và độ giảm lôga của dao động, tra đồ thị để xác định

i

O

940f

W



Hệ số áp lực động ξ i (đường 1 đối với KC BTCT)

+y ji :Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phàn công trình thứ j ứng với dao động riêng thứ i

+ψ i :Hệ số được xác định bằng cách chia công trình ra n phần, trong phạm vi mỗi tầng coi như tải trọng gió không đổi

n

j

Fj ji i

M y

W y

1 2 1

).(



 W Fj:Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần tử thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió: W Fj W j.1.S j.

 W j: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần tử thứ j của công trình

 ζ j: Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần tử thứ j của công trình

 Sj- Diện tích đón gió của phần j của công trình

 ν: Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình

Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan ν

Ptt = Wp γ.β (kN) Trong đó:

+γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

+β: hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định công trình là 50 năm thì ta có β = 1

Bảng Tính Gió Tĩnh Theo Phương X Và Y

UX yji yji2 MX z WJ SI WFI YJI.FI (YJI)2.MX Y WP FX WTT TẦNG 2 -0.0004 7.2 -0.0001 0.00000001 1377.73 0.5034 160.877 97.2 6308.45 -0.63 0.138 -4.58 6851.0 115096.4 121.95 TẦNG 3 -0.0006 11.7 -0.0001 0.00000001 1254.28 0.4811 170.134 97.2 6375.91 -0.64 0.125 -5.08 6924.2 116327.2 123.25 TẦNG 4 -0.0005 15.3 -0.000033 1.089E-09 977.19 0.471 176.677 60.48 4033.31 -0.13 0.011 -12.51 4380.2 73587.01 77.97 TẦNG 5 -0.0007 18.9 -0.000037 1.369E-09 977.19 0.4602 182.263 60.48 4065.43 -0.15 0.013 -11.24 4415.1 74172.92 78.59 TẦNG 6 -0.0007 22.5 -0.000031 9.61E-10 977.19 0.4535 187.37 60.48 4118.49 -0.13 0.009 -13.60 4472.7 75141.1 79.61 TẦNG 7 -0.0008 26.1 -0.000031 9.61E-10 977.19 0.4485 192.637 60.48 4187.58 -0.13 0.009 -13.82 4547.7 76401.59 80.95 TẦNG 8 -0.0009 29.7 -0.00003 9E-10 964.51 0.4434 197.266 60.48 4239.45 -0.13 0.009 -14.65 4604.0 77347.83 81.95 TẦNG 9 -0.0009 33.3 -0.000027 7.29E-10 964.51 0.4384 200.17 60.48 4253.35 -0.11 0.007 -16.33 4619.1 77601.44 82.22 TẦNG 10 -0.001 36.9 -0.000027 7.29E-10 964.51 0.4333 203.713 60.48 4278.27 -0.12 0.007 -16.43 4646.2 78056.25 82.7 TẦNG 11 -0.001 40.5 -0.000025 6.25E-10 835.35 0.4286 207.225 60.48 4304.82 -0.11 0.005 -20.61 4675.0 15039.54 19.71 TẦNG 12 -0.0009 45.25 -0.00002 4E-10 1039.98 0.4251 207.065 60.48 4266.37 -0.09 0.004 -20.51 4633.3 14401.79 19.04

GIÓ ĐỌNG THEO PHƯƠNG OX

TẦNG 2 0.0003 7.2 0.000042 1.764E-09 1377.73 0.5034 160.877 143.1 7814.48 0.33 0.02 13.50 8486.52 27625.76 36.11 TẦNG 3 0.0007 11.7 0.0001 0.00000001 1254.28 0.4811 170.134 143.1 7898.04 0.79 0.13 6.30 8577.27 23372.27 31.95 TẦNG 4 0.0004 15.3 0.000026 6.76E-10 977.19 0.471 176.677 114.48 6423.68 0.17 0.01 25.28 6976.11 24271.21 31.25 TẦNG 5 0.0007 18.9 0.000037 1.369E-09 977.19 0.4602 182.263 114.48 6474.82 0.24 0.01 17.91 7031.66 25038.59 32.07 TẦNG 6 0.001 22.5 0.000044 1.936E-09 977.19 0.4535 187.37 114.48 6559.34 0.29 0.02 15.26 7123.44 25740.20 32.86 TẦNG 7 0.0013 26.1 0.00005 2.5E-09 977.19 0.4485 192.637 114.48 6669.37 0.33 0.02 13.65 7242.94 26463.73 33.71 TẦNG 8 0.0015 29.7 0.000051 2.601E-09 964.51 0.4434 197.266 114.48 6751.97 0.34 0.03 13.73 7332.64 27099.56 34.43 TẦNG 9 0.0018 33.3 0.000054 2.916E-09 964.51 0.4384 200.17 114.48 6774.11 0.37 0.03 13.01 7356.68 27498.60 34.86 TẦNG 10 0.0021 36.9 0.000057 3.249E-09 964.51 0.4333 203.713 114.48 6813.81 0.39 0.03 12.39 7399.80 27985.34 35.39 TẦNG 11 0.0011 40.5 0.000027 7.29E-10 835.35 0.4286 207.225 114.48 6856.10 0.19 0.01 30.40 7445.72 28467.69 35.91 TẦNG 12 0.0019 45.25 0.000042 1.764E-09 1039.98 0.4251 207.065 114.48 6794.86 0.29 0.02 15.56 7379.22 27260.53 34.64

GIÓ ĐỘNG THEO PHƯƠNG OY

III.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA KẾT CẤU:

III.2.1 Các Trường Hợp Tải Trọng Và Tổ Hợp Tải Trọng:

Hình 3.6: Các tổ hợp tải trọng(Load Combination)

III.2.2 Xác Định Nội Lực:

Nhập tải trọng và khai báo các tổ hợp tải trọng sau đó chạy chương trình để có các kết quả nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu: