Đồ án tốt nghiệp nhà ở chung cư cao tầng N105 Ngõ 105, đường Nguyễn Phong Sắc, Phường Dịch Vọng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội.

Giải pháp kết cấu công trình của kiến trúc Với mặt bằng hình chữ nhật đối xứng theo hai phương của công trình.Với chiều cao của công trình lớn.Sơ bộ chọn hệ lưới cột đều nhau.Để giảm ch

MỤC LỤC

PHẦN 1 1

PHẦN KIẾN TRÚC 1

(10%) 1

1.1 Giới thiệu về công trình 2

1.2 Các giải pháp kiến trúc của công trình 2

1.2.1 Giải pháp mặt bằng 2

1.2.2 Giải pháp mặt cắt và cấu tạo 3

1.2.3 Giải pháp mặt đứng và hình khối 3

1.2.4 Giải pháp kết cấu công trình của kiến trúc 4

1.2.5 Các giải pháp kỹ thuật khác của công trình 4

PHẦN 2 7

PHẦN KẾTCẤU 7

(70%) 7

2.1 Cơ sở tính toán kết cấu 8

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân 8

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân 8

2.2.1.1 Phân tích các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng 8

2.2.1.2 Lựa chọn phương án kết cấu chịu lực 9

2.2.2 Vật liệu sử dụng cho công trình 11

2.2.2.1 Yêu cầu về vật liệu trong nhà cao tầng: 11

2.2.2.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình: 11

2.2.3 Kích thước các cấu kiện công trình 12

2.2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước sàn : 12

2.2.3.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm 12

2.2.3.3 Chọn sơ bộ kích thước cột 13

2.2.4 Tải trọng tác dụng 14

2.2.4.1 Tải trọng thường xuyên 14

2.2.4.2 Tải trọng do tường xây 15

2.2.4.3 Hoạt tải sử dụng 16

2.2.4.4 Tải trọng tính toán 17

2.2.4.5 Tải trọng gió 25

2.3 Tính toán kết cấu khung trục B 32

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện khung: 32

2.3.2 Phương pháp tính toán cốt thép cột: 33

2.3.3 Tính toán cốt thép dọc 35

2.3.4 Tính toán cốt đai dầm: 37

2.3.5 4 Áp dụng tính toán 39

2.3.6 Tính toán đại diện cho cột C11-Tầng hầm 39

2.3.7 5 tính toán thép dầm khung 44

2.4 Tính toán thiết kế cầu thang bộ 48

2.4.1 Tính toán thiết kế bản thang 49

2.4.1.1 Tính toán bản thang 49

2.4.1.2 Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang: 50

2.4.1.3 Tính toán bản chiếu nghỉ: 53

2.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG 58

2.5.1 Lựa chọn phương án móng 58

2.5.1.2 Phân tích lựa chọn phương án móng 63

2.5.2 THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI 1 65

2.5.2.1 Cơ sở tính toán 65

2.5.2.2 Mặt bằng kết cấu móng 66

2.5.2.3 Tính toán sức chịu tải cọc 67

2.5.2.4 Xác định số lượng và bố trí cọc cho cột D2 70

2.5.2.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 71

2.5.2.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc: 74

2.5.2.7 Tính toán đài móng 75

2.5.2.8 Giằng móng 77

2.5.3 THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI PHƯƠNG ÁN 2 78

2.5.3.1 Cơ sở tính toán 78

2.5.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc 80

2.5.3.3 Xác định số lượng và bố trí cọc cho cột C13 83

2.5.3.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 84

2.5.3.5 Kiểm tra độ lún của móng cọc: 86

2.5.3.6 Tính toán đài móng 86

PHẦN 3 90

THI CÔNG 90

(20%) 90

3.1 Đặc điểm kiến trúc và kết cấu công trình 91

3.1.1 Kiến trúc: 91

3.1.2 Kết cấu: 91

3.2 Điều kiện thi công 91

3.2.1 Điều kiện khí tượng và địa chất thủy văn 91

3.2.2 Điều kiện cơ sở hạ tầng và khu vực thi công 92

3.2.3 Điều kiện cung ứng vật tư 93

3.2.4 Điều kiện máy móc và thiết bị thi công 93

3.2.5 Điều kiện nhân lực thi công 93

3.3 Công nghệ thi công phần ngầm 93

3.3.1 Lựa chọn phương án thi công phần ngầm 93

3.3.2 Lựa chọn công tác thi công cọc khoan nhồi 93

3.3.3 Các yêu cầu kỹ thuật cọc khoan nhồi 95

3.3.4 Quy trình thi công cọc khoan nhồi và các biện pháp kỹ thuật ứng với từng giai đoạn 97

3.3.4.1 Công tác chuẩn bị 98

3.3.4.2 Định vị hố khoan tim cọc 98

3.3.4.3 Hạ ống vách: 99

3.3.4.4 Công tác khoan: 99

3.3.4.5 Xác định độ sâu hố khoan và nạo vét đáy hố 100

3.3.4.6 Hạ lồng cốt thép 100

3.3.4.7 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan 102

3.3.4.8 Công tác đổ bê tông 103

3.3.4.9 Rút ống vách: 104

3.3.4.10 Xử lý bentonite thu hồi: 105

3.3.4.11 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi: 105

3.3.4.12 Thu dọn mặt bằng: 107

3.3.4.13 Phá bê tông đầu cọc: 107

3.4 Chọn máy thi công cọc 107

3.4.1.1 Chọn máy khoan: 107

3.4.1.2 Chọn ô tô vận chuyển bê tông 108

3.4.1.3 Chọn máy xúc 108

3.4.1.4 Chọn máy trộn và máy bơm bentonite 108

3.4.1.5 Chọn máy khí nén: 109

3.4.1.6 Chọn cần cẩu: 109

3.4.1.7 Số lượng công nhân thi công cọc trong 1 ca 110

3.5 Công tác đào đất 111

3.5.1 Giới thiệu phương án thi công đào đất 111

3.5.2 Thiết kế hình dáng , kích thước hố đào 111

3.5.3 Tổ chức thi công đào đất 111

3.5.4 Biện pháp đào đất: 112

3.5.5 Xác định khối lượng thi công đất 113

3.6 Biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm 113

3.6.1 Biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép đài, giằng ,móng 113

3.6.1.1 Đổ bê tông lót móng: 113

3.6.1.2 Công tác gia công lắp đặt cốt thép đài , dầm móng 113

3.6.1.3 Công tác gia công, lắp dựng ván khuôn đài, giằng móng 114

3.6.1.4 Đổ bê tông đài giằng móng 114

3.6.1.5 Tháo cốp pha 115

3.6.1.6 Lấp đất hố móng tạo cốt nền sàn tầng hầm 115

3.6.1.7 Biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép sàn, tường tầng hầm 115

3.6.1.8 Đổ bê tông lót sàn tầng hầm 115

3.6.1.9 Công tác cốt thép sàn, tường tầng hầm 116

3.6.1.10 Công tác ván khuôn tường tầng hầm 116

3.6.1.11 Đổ bê tông sàn và tường tầng hầm 116

3.6.1.12 Tháo cốp pha 116

3.6.2 Biện pháp kỹ thuật thi công lấp đất hố móng 117

3.6.3 Tổ chức thi công các công tác thi công tầng ngầm 117

3.6.3.1 Thiết kế ván khuôn đài giằng móng 117

3.7 Chọn máy thi công 120

3.7.1.1 Chọn máy bơm hiệu DC-750SM 120

3.7.1.2 Chọn xe chở bê tông như phần bê tông cọc nhồi SB-92B 120

3.7.1.3 Chọn đầm bê tông 121

3.7.1.4 Cần trục phục vụ vận chuyển ván khuôn và cốt thép móng xuống đáy móng 121

3.8 An toàn lao động 121

PHẦN 4 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 123

4.1 Bảng tính toán thép các ô sàn 123

4.1.1 Bảng tính ô sàn loại bản kê 4 cạnh 123

4.1.2 Ô sàn loại bản dầm: 125

Phụ lục 2 : Bảng tính thép cột khung trục B 126

4.1.3 Bảng tính thép cột C6 126

4.1.4 Bảng tính thép cột C11 128

4.1.5 Bảng tính thép cột C12 130

4.1.6 Bảng tính thép cột C13 132

4.1.7 Bảng tính thép cột C13 134

Phụ lục 3 Bảng tính toán cốt thép dầm 136

4.1.8 Bảng tính thép dầm B2 136

4.1.9 Bảng tính thép dầm B11 138

4.1.10 Bảng tính thép dầm B28 140

4.1.11 Bảng tính thép dầm B38 142

4.1.12 Bảng tính thép dầm B41 144

4.1.13 Bảng tính thép dầm B49 145

4.2 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm 146

4.2.1 kiếm tra khả năng chịu lực dầm B2 146

4.2.2 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm B11 148

4.2.3 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm B28 150

4.2.4 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm B38 152

4.2.5 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm B41 154

4.2.6 Bảng kiếm tra khả năng chịu lực dầm B49 155

PHẦN 1 PHẦN KIẾN TRÚC

(10%)

Nhiệm vụ :

- Tìm hiểu thiết kế công trình kiến trúc có sẵn

- Tìm hiểu các giải pháp kiến trúc

- Lựa chọn các giải pháp thể hiện

1.1 Giới thiệu về công trình

- Tên công trình: Nhà ở chung cư cao tầng N105

- Địa điểm xây dựng:

Ngõ 105, đường Nguyễn Phong Sắc, Phường Dịch Vọng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội

- Chức năng nhiệm vụ của công trình:

Khu chung cư cao tầng N105 được xây dựng trong nội thành thành phố Hà Nội,theo tổng quy hoạch phát triển chung của thành phố.Công trình đã góp phần giải quyết được những nhu cầu cấp thiết về nhà ở cho người dân,đưa các khu dân cư đã xuống cấp, làm hiện đại cho bộ mặt đô thị.Tạo điều kiện cơ sở cho việc phát triển các loại hình kiến trúc

đa chức năng nhà ở,dịch vụ,văn phòng

- Vị trí giới hạn khu vực xây dựng công trình:

Mặt chính công trình tiếp giáp với Ngõ 105 đường Nguyễn Phong Sắc quay về hướng Tây Nam.Mặt sau công trình tiếp giáp với khu chung cư thấp tầng.Bên trái tiếp giáp với công ty xăng dầu Quân Đội.Bên phải là đất chưa xây dựng

- Quy mô , công suất và cấp công trình:

+Diện tích xây dựng công trình là: 1945 m2

+Tổng diện tích sàn: 16182 m2

+Chiều cao công trình: 47,9m

+Chiều cao tầng điển hình: 3,3m

- Hình dạng và diện tích khu đất :

Khu đất xây dựng công trình có hình chữ nhật.Diện tích khu đất 1945m2

1.2 Các giải pháp kiến trúc của công trình

Nhưng với mặt bằng hình chữ nhật các căn hộ có điều kiện tiếp xúc nhiều hơn với thiên nhiên Hành lang dẫn tới các căn hộ bố trí xung quanh nút giao thông đứng ,với sảnh chờ thang máy với diện tích lớn sẽ là một tụ điểm thích hợp cho việc giao tiếp giữa các cộng đồng dân cư trong công trình

Mỗi căn hộ là một không gian có quan hệ khép kín phục vụ đời sống độc lập cho từng hộ gia đình.Công năng của từng hộ gia đình được sơ đồ hóa như sau:

Qua đó ta thấy giải pháp tổ chức liên hệ không gian trong mỗi căn hộ là : Dùng phòng khách,phòng sinh hoạt chung để tập hợp các không gian khác quanh nó.Giải pháp này tạo được không gian đầm ấm cho gia đình,đồng thời tạo được sự biệt lập kín đáo cần thiết cho việc sinh hoạt riêng - chung của mỗi thành viên trong gia đình

1.2.2 Giải pháp mặt cắt và cấu tạo

Công trình gồm 15 tầng ,trong đó có chiều cao tầng điển hình là 3.3m ,chiều cao tầng hầm là 3m , tầng 1 có chiều cao tầng 5m ,tầng áp mái chiều cao là 3.6m Tổng chiều cao của công trình là 47,9m tính từ cốt ±0.00 (cốt sàn tầng 1) Tầng 1 có chiều cao lớn với sự bố trí ngăn cách giữa không gian trong nhà và ngoài phố bằng những cửa kính cao lớn tạo ra một không gian mở cho công trình giảm sự yên tĩnh vốn có của chung cư

Qua mặt cắt công trình ta thấy lối vào các căn hộ có cùng một mức cao ,đòi hỏi người thiết kế diện tích giao thông đủ rộng để phân phối dòng người vào các căn hộ khác nhau

1.2.3 Giải pháp mặt đứng và hình khối

Mặt đứng công trình có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thể hiện ý đồ kiến

trúc,phong cách kiến trúc của một cao ốc hiện đại và sang trọng

WS1

Phòng ngủ Con

Phòng ngủ

Bố Mẹ

VS Phòng ngủ

Con

Mặt đứng công trình được sơn màu sắc tươi sáng ,kết hợp với sử dụng các ô cửa kính khung và ở mặt ngoài nhà với sự tương phản màu sắc hợp lý giữa các mảng

tường.Đồng thời những không gian mở của ban công lô gia tạo nên một nhịp điệu đều

đã giảm đi sự đơn điệu của hình khối công trình có dáng vẻ thanh thoát ,nhẹ dàng

Với tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều cao rất hợp lý của công trình không những tạo cảm giác hài hòa mà còn nhấn mạnh vẻ bề thế của công trình

1.2.4 Giải pháp kết cấu công trình của kiến trúc

Với mặt bằng hình chữ nhật đối xứng theo hai phương của công trình.Với chiều cao của công trình lớn.Sơ bộ chọn hệ lưới cột đều nhau.Để giảm chuyển vị ngang và giao động của công trình.Sơ bộ chọn kết cấu tổng thể của công trình là khung,

vách,lõi kết hợp

- Vật liệu dự kiến: Công trình sử dụng vật liệu bê tông cốt thép là vật liệu chính

- Giải pháp kết cấu sàn: sàn sườn toàn khối

- Giải pháp móng: Do công trình có số tầng khá lớn nên tải trọng sẽ rất lớn ,giải pháp móng dự kiến sẽ là móng sâu ,để truyền tải trọng bên trên xuống đến các tầng đất tốt

1.2.5 Các giải pháp kỹ thuật khác của công trình

 Giải pháp giao thông:

- Giao thông theo phương ngang:

Là kiểu kiến trúc nhà tháp có các căn hộ tập trung quanh nút giao thông đứng gồm cầu thang bộ và cầu thang máy vì vậy giao thông theo phương ngang là khu vực xung quanh hệ thống cầu thang dẫn trực tiếp vào từng căn hộ

- Giao thông theo phương đứng:

Theo phương đứng công trình được bố trí 3 cầu thang máy ,2 cầu thang bộ

 Giải pháp thông gió chiếu sáng:

Công trình sử dụng cả 2 biện pháp chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo

+ Thông gió tự nhiên được đặc biệt chú ý trong thiết kế kiến trúc Với các cửa sổ lớn có vách kính, lô gia chìm,các phòng đều được tiếp xúc với không gian ngoài

nhà,tận dụng tốt khả năng thông gió tự nhiên,tạo cảm giác thoải mái cho người dân khi phải sống ở trên cao

+ Thông gió nhân tạo nhờ sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm được xử

lý làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo cầu thang theo phương đứng và chạy theo phong trần theo phương ngang đến các vị trí tiêu thụ

 Giải pháp cấp, thoát nước:

- Hệ thống cấp nước:

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được dẫn vào bể ngầm đặt gần bên ngoài công trình Nước được bơm lên mái và được giữ trữ tại 2 nơi này Qua hệ thống bơm dẫn đến đáp ứng nhu cầu sử dụng của các căn hộ Lượng nước dữ trữ được tính toán đảm bảo nhu càu sử dụng ,cứu hỏa khi cần thiết

- Hệ thống thoát nước:

Nước mưa từ tầng mái ,trên ban công lô gia được thu qua sê nô ,cùng với nước thải sinh hoạt thu vào hệ thống đường ống thoát đưa vào bệ sử lý và sau khi sử lý cho thoát vào hệ thống ống thoát chung của thành phố

 Giải pháp cấp điện ,thông tin liên lạc:

Tuyến điện trung thế 15 KV và hệ thống đường dẫn thông tin liên lạc được dẫn vào công trình qua hệ thống ống dẫn ngầm ,các đường ống được hợp khối từ dưới lên

và tại các tầng theo các nhánh đến vị trí sử dụng Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm máy phát điện Diesel cung cấp ,máy phất điện được đặt bên ngoài gần công trình Khi nguồn điện bị mất máy phát điện sẽ cung cấp cho các trường hợp sau :

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Nước được lấy từ bể xuống và từ bể ngầm đặt gần công trình.Các đầu phun nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách thường 3m 1 cái

 Giải pháp thoát người:

Khi có sự cố xảy ra thì phải tổ chức thoát người qua hệ thống thang máy,thang bộ

và tổ chức thoát người lên tầng mái chờ phương tiện đến cứu

PHẦN 2

PHẦN KẾTCẤU

(70%) Nhiệm vụ :

- Chọn giải pháp tổng thể của công trình

2.1 Cơ sở tính toán kết cấu

- TCVN 2737:1995-Tải trọng và tác động

- TCXD 229:1999-Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo

TCVN 2737:1995

- TCXDVN 5574:2012-Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép

- TCXD 198:1997-Nhà cao tầng - thiết kế kết cấu BTCT toàn khối

- TCXD 205:1998-Tiêu chuẩn thiết kế Móng cọc

- TCXD 195:1997-Nhà cao tầng - thiết kế cọc khoan nhồi

- TCXDVN 305:2004-Bê tông khối lớn-Quy phạm thi công và nghiệm thu

- Các giáo trình, và tài liệu khác

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

2.2.1.1 Phân tích các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

- Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

- Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng

và kết cấu hộp (ống)

- Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống

lõi và kết cấu ống tổ hợp

- Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết

cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

- Phân tích một số hệ kết cấu để chọn hình thức chịu lực cho công trình

a) Phương án 1: Kết cấu khung

Bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang Loại kết cấu này có ưu điểm là tải trọng ngang lớn ,bố trí mặt bằng linh hoạt ,có thể đáp ứng đủ yêu cầu sử dụng công trình ,tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ ,khả năng

chống lại tác động của tải trọng ngang kém ,hệ dầm thường có chiều cao lớn ảnh

hưởng đến công năng sử dụng và chiều cao nhà Các công trình sử dụng kết cấu

khung thường là những công trình có chiều cao lớn ,với khung BTCT không quá 20 tầng ,với khung thép không quá 30 tầng

b) Phương án 2 :Kết cấu vách cứng

Là hệ thống kết cấu vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang.Loại kết cấu này có ưu điểm là chịu tải trọng ngang lớn, khả năng chịu động đất tốt.Nhưng

do khoảng cách của tường nhỏ ,không gian của mặt bằng công trình nhỏ, việc sử

dụng bị hạn chế,kết cấu vách cứng còn có trọng lượng lớn,độ cứng kết cấu lớn nên tải trọng động đất tác dụng lên công trình cũng lớn và đây là đặc điểm bất lợi cho công trình chịu tác động cử động đất.Lọai kết cấu này được sử dung nhiều trong

công trình nhà ở,công sở khách sạn

d) Phương án 4: Kết cấu khung - giằng:

Là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng,lấy ưu điểm của loại này bổ

xung cho nhược điểm của loại kia, công trình vừa có không gian sử dụng tương dối lớn,vừa có khả năng chống lực bên tốt Vách cứng trong kết cấu này có thể bố trí

đứng riêng,cũng có thể lợi dụng tường thang máy,thang bộ, được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại công trình

2.2.1.2 Lựa chọn phương án kết cấu chịu lực

Tận dụng ưu thế và khả năng thi công chọn giải pháp kết cấu là hệ

khung,vách,lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng Trong đó,hệ thống lõi và vách cứng được bố trí đối xứng ở khu vực giữa và theo cả 2 phương,chịu phần lớn tải trọng

ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của vách.Hệ thống khung bao gồm các hàng cột và hệ thống dầm sàn tăng độ ổn

định cho kết cấu

 Phân tích và lựa chọn hệ sàn chịu lực:

 Phương án sàn sườn toàn khối BTCT

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

- Ưu điểm: Lý thuyết 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 đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây

- Nhược điểm :Chiều cao dầm và độ võng 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 thủy 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 về thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn

 Phương án sàn ô cờ BTCT

Cấu tạo hệ kết cấu bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo 2 phương,chia bản sàn thành các ô bản kê 4 cạnh có nhịp bé,theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m.Các dầm chình có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng phòng

- Ưu điểm: Tránh được quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử

dụng và có kiến trúc đẹp,thích hợp với công trình yêu cầu độ thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ,khả năng chịu lực tốt thuận tiện cho khả năng 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 võng.Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chièu cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí sẽ cao vì

+ Dễ phân chia không gian

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

+ Do thiết kế điển hình không có dầm giữa sàn nên công tác thi công ghép ván khuôn cũng dễ dàng và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuôn được tổ chức thành các mảng lớn,không bị chia cắt,do đó lượng tiêu hao vật tư giảm đáng kể,năng suất lao động được tăng cao

+ Khi bê tông đạt cường độ nhất định ,thép ứng lực trước được kéo căng và nó chịu toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không chờ bê tông đạt cường độ 28 ngày Vì vậy thời gian tháo dỡ cốp pha sẽ được rút ngắn tăng khả năng luân chuyển

và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo tiến hành sớm hơn

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

- Nhược điểm :

+ Tính toán tương đối phức tạp ,mô hình tính mang tính quy ước cao ,dòi hỏi nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài

+ Thi công phức tạp đòi hỏi quá trình giám sát chất lượng nghiêm ngặt

+ Thiết bị và máy móc thi công chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề cao.Giá cả đắt và những bất ổn khó lường trước được trong quá trình thiết kế, thi công và sử

dụng

 Lựa chọn phương án kết cấu sàn

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.Nên hệ thống kết cấu sàn em chọn là sàn

sườn toàn khối bê tông cốt thép phù hợp với hệ lưới cột lớn nhất là 7,2 × 7,2 m.Để thỏa mãn yêu cầu kiến trúc những dầm đi qua phòng ngủ và phòng khách ta nên bỏ

đi một số dầm.Khi dùng kết cấu sàn sườn độ cứng ngang của công trình sẽ tăng do

có sự liên kết tốt giữa các cột chịu lực nhờ cácdầm,do chuyển vị ngang sẽ giảm.Khối lượng bê tông ít hơn dẫn đến khối lượng tham gia dao động giảm so với dùng

phương án sàn phẳng không ứng lực trước

2.2.2 Vật liệu sử dụng cho công trình

2.2.2.1 Yêu cầu về vật liệu trong nhà cao tầng:

- Vật liệu tận dụng được nguồn vật liệu địa phương,nơi công trình đang được

xây dựng có giá thành hợp lý,đảm bảo được khả năng chịu lực và biến dạng

- Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng 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

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

2.2.2.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình:

 Bêtông(TCXDVN 356:2005)

- Bêtông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25÷B60

- Dựa theo đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bêtông

phần thân và đài cọc cấp độ bền mác B25 có các số liệu kĩ thuật như sau:

+ Cường độ chịu nén tính toán:Rb = 14,5(MPa) + Cường độ chịu kéo tính toán:Rbt = 1,05(MPa) + Module đàn hồi ban đầu: Eb = 30000(MPa)

 Cốt thép(TCXDVN 356:2005)

- Đối với cốt thép Φ < 8(mm) dùng làm cốt ngang loại AI:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225(MPa) + Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225(MPa) + Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 175(MPa) + Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

- Đối với cốt thép Φ ≥ 8(mm) dùng cốt khung, đài cọc và cọc loại AII:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280(MPa)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280(MPa) + Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 225(MPa) + Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

- Đối với cốt thép Φ ≥ 16(mm) dùng cốt thép sàn loại AII:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280(MPa) + Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280(MPa) + Module đàn hồi: Es = 210000(MPa)

2.2.3 Kích thước các cấu kiện công trình

- Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức : hb= l.

m D

D = (0,8 ÷ 1,4 ) hệ số phụ thuộc tải trọng,lấy D = 1

M = (40 ÷ 45 ) là hệ số phụ thuộc loại bản , với bản kê 4 cạnh ta chọn m = 45

Chọn bdp = 200 mm

- Dầm phụ: 200x500 mm

- Dầm chiếu tới cầu thang: 200x400 mm

Kích thước các dầm khác xem bản vẽ kết cấu

Ta có bảng sau:

Nhóm cột

Diện tích sơ

bộ Ac (m2 )

Tiết diện sơ bộ b×h (m)

Diện tích sơ bộ sau khi

chọn A'c (m2 )

2.2.4.1 Tải trọng thường xuyên

Tải trọng phân bố đều trên sàn

Tĩnh tải khu hành lang ,ban công ,phòng ở sàn ,WC

STT Loại tải trọng

Chiều dày lớp (mm)

g (daN/m3)

T.T tiêu chuẩn (daN /m2)

Hệ số vượt tải

T.T tính toán (daN /m2)

1

Lớp lát nền

Ceramic 300x300

T.T tiêu chuẩn Hệ số

T.T tính toán (mm) (daN /m3) daN /m2 Vượt tải daN /m2

- Sàn bể nước lấy chiều dày 20cm

- Nước trong bể giả thiết cao 2m , nên tải trọng tác dụng lên sàn bể 2t/m 2

- Thành bể do vách thang máy kéo từ dưới lê.Chọn bề dày thành bể 30cm

2.2.4.2 Tải trọng do tường xây

- Tải trọng phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn:

Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ, nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn vì vậy một số tường này không có dầm đỡ bên dưới

Do đó khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn Tải trọng ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn, tải này được quy về phân bố đều trên toàn bộ ô sàn.Được xác định theo công thức :

Trong đó:

+ gttt: trọng lượng quy đổi tải tường thành phân bố đều trên ô bản sàn

+ (daN/m2)

+ Lt: chiều dài tường (m)

+ ht: chiều cao tường (m)

Chiều cao tường : ht = 3.3m

Chiều dày tường : bt=0.11(m)

Trọng lượng riêng của tường: γ=1800 (daN /m3)

(m) ht (m)

Lt (m)

(daN /m2) n gt

tt(m2)

Tầng điển hình 0.11 3.3 160.3 900.1 1800 1.3 151.04 Tầng mái 0.22 2.4 205 900.1 1800 1.3 281.42

2.2.4.3 Hoạt tải sử dụng

Dựa vào công năng sử dụng của các phòng và của công trình trong mặt bằng kiến trúc

và theo TCVN 2737 – 95 về tiêu chuẩn tảu trọng tác động ,ta có số liệu hoạt tải cho các loại sàn như sau :

5005100

d s

S13 Một Phương 10 1,55 7,5 4,8

 Nội lực ô bản làm việc một phương

- Đối với các ô bản làm việc 1 phương thì cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán

Nội lực ô bản làm việc hai phương

Đối với các ô bản làm việc 2 phương thì cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán

- Moment dương ở giữa nhịp:

M P

P M

n n d d

n

g n

d

g d

αn , αd , βn , βd: hệ số tra bảng theo sơ đồ tính và tỉ số L2/L1

Hình Error! No text of specified style in document 2

Bảng Error! No text of specified style in document 2 Kết quả xác định nội Sơ đồ tính ô

bản làm việc hai phương lực ô bản hai phương

αd = 0.0068 M2= 117.1591

 Xác định nội lực và tính thép sơ đồ bản kê 4 cạnh theo sơ đồ đàn hồi :

Cắt 1 dải bản 1m theo hướng ld, ln (tiết diện b=100cm;h=10cm)

Với sơ đồ này ta thấy các nội lực M1, M2 , , để tính thép chịu mô men âm cho vùng mép biên tự do

Tra bảng và nội suy theo giáo trình ( Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối do nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật biên tập ) sơ đồ 9 phụ lục 16 trang 118 :

 Tính cốt thép cho vùng chịu mô men dương

Xét tiết diện có b = 100 cm.Tính với tiết diện chữ nhật b × h=100 ×10cm

 Mô men âm (theo phương cạnh ngắn ) M = M1 =270.25(daN.m)

 Tính cốt thép cho vùng chịu mô men âm

Xét tiết diện có b = 100 cm.Tính với tiết diện chữ nhật bxh=100x10cm

 Mô men âm (theo phương cạnh ngắn ) M = M1 =578.90 (daN.m)

F

b h

Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn ta chọn 8a250

b) Tính toán thiết kế ô sànS10 (các ô sàn tính toán tương tự )

Cạnh ngắn : Ln = 2,65 m ; cạnh dài Ld = 7,5 m ; chiều dày sàn S = 100 mm

Tỷ lệ : α = Ld/Ln = 7,5 / 3 = 2,8> 2 nên ô bản chủ yếu làm theo phương cạnh ngắn.Ta tính toán theo bản loại dầm

Cắt 1 dải bản 1m theo hướng ln (tiết diện b=100cm ; h=10cm)

 Mô men dương : ( chọn a= 1cm => ho=10 - 1 = 9 cm)

2 0

 Chiều dài đoạn neo thép lấy như sau:

- Neo thép vào vùng chịu kéo ≥ 20Ф  lấy 245 (mm)

- Neo thép vào vùng chịu nén≥ 15Ф  lấy 200 (mm)

 Đoạn thép nối chồng lấy theo mục 4.4.2 TCVN 4453-1995

- Chiều dài đoạn nối

 30

)(250



 mm  Ф8 lấy 300 (mm), Ф6 lấy 250 (mm)

- Vị trí nối thép sàn thể hiện như hình sau:

Hình Error! No text of specified style in document 3 Vị trí nối chồng cốt thép sàn

A- vị trí được phép nối thép lớp dưới B- vị trí được phép nối thép lớp trên

- Chiều dài của các thanh thép mũ lấy như sau:

4

1 L1 với L1 là chiều dài cạnh ngắn ô bản

Hình Error! No text of specified style in document 4 Chiều dài thép mũ sàn

 Thép cấu tạo:

- Thép giá: lấy Ф6a250

- Thép mũ theo phương cạnh dài (ô bản làm việc một phương)

3 , 50 ( 200 8

,

%.

50 ,

mm a

n gôicanhnga A

e) Thành phần tĩnh của tải trọng gió

Theo TCVN 2737 – 1995 , giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở

độ cao z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức :

c k W

W  0

Trong đó :

W0 – giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4

K – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao ,lấy theo bảng 5

C – hệ số khí động lấy theo bảng 6

Trong trường hợp này của công trình có :

- Do xây dựng ở Hà Nội nên vùng áp lực gió là IIB , W0 = 95 ( daN/ m2 )

- Hệ số k thay đổi theo độ cao Zi , với Zi = Z0 + 0,75 m với Z0 là cốt cao độ của sàn

- Do công trình có mặt dứng thẳng và đơn giản , nên lấy ch = + 0.8 , cđ = - 0.6

Giá trị tính toán tải trọng gió được quy về phân bố đều tại mức sàn :

k p kt

 hệ số tin cậy lấy bằng 1,2

h - chiều cao diện truyền tải gió

1 hệ số diều chỉnh ứng với thời hạn sử dụng công trình giả sử 50 năm

Bề rộng đón gió theo phương X là : Lx = 24,00m

Bề rộng đón gió theo phương Y là : Ly = 37,50m

Chiều cao công trình là 47,9

f) Thành phần động của tải trọng gió

Thành phần gió động của tải trọng gió được tính toán với sự hỗ trợ của chương trình etabs Để xác định dao động riêng của công trình , em sử dụng mô hình tính toán không gian

Để tính được thành phần động của tải trọng gió thì cần biết số dao động theo phương X,Y Ngoài ra còn phải biết được khối lượng các tầng Mj ( ở tầng thứ j)

Theo TCVN 2737 – 1995 và TCXD 229 – 1999

Khối lượng tham gia tính toán : 100 % Tĩnh tải + 50% Hoạt tải

Cách xác định dao động riêng bằng mô hình ETABS

- Chạy chương trình ETABS 9.7 ,khai báo đơn vị tính toán là ( T,m)

- Thiết lập mô hình không gian mô phỏng công trình thực tế

- Chia nhỏ các ô sàn ở các tầng ( mesh shell )

- Định nghĩa các trường hợp tải trọng Tĩnh tải và Hoạt tải, tiến hành gán các tải trọng tương ứng với từng trường hợp tải này cho các tầng nói trên ( ETABS tự tính cho ta tải trọng bản thân ( hệ số shellwight = 1.1 ) ta chỉ cần nhập tĩnh tải của các lớp vật liệu cấu tạo sàn )

- Khai báo khối lượng tham gia dao động TT + 0.5 HT

- Khai báo tâm cứng cho tất cả các ô sàn

- Tiến hành chạy phân tích dao động , chọn 12 mode dao động đầu tiên.Có kết quả

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ k của

công trình ở độ cao z ứng với dạng dao động thứ I theo công thức của TCVN 2737 –

1995 :

y m

Wk

Trong đó :

- Wpk: giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió

- Mk: khối lượng phần công trình mà trọng tâm có độ cao z

- ξ: Hệ số động lực , xác định theo mục 6.13.2 TCVN 2737 – 1995 , phụ thuộc vào thông số ε và độ giảm loga của dao

W







- Y: Chuyển vị ngang của công trình ở độ

cao z , ứng với dạng dao động riêng thứ nhất

- Ψ: Hệ số có được bằng cách chia công trình thành r phần trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió không đổi:

k

2 k

r

1 k

pk k

M y

W y

Trong đó :

- Mk:Khối lượng phần thứ k của công trình

- Yk: Chuyển vị ngang của trọng tâm phần thứ k ứng với dao động riêng thứ nhất

- Wpk: Thành phần động phân bố đều của tải trọng gió ở phần thứ k của công trình xác định bằng công thức :





W

W pk Trong đó :

- W: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao tính toán

- ξ: hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z lấy theo bảng 8 , TCVN 2737 –

1995

- υ: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió xác định theo bảng

10 ,TCVN 2737 – 1995 , phụ thuộc các tham số ρ và χ các tham số này xác định theo bảng 11 TCVN 2737 – 1995

- Ứng với công trình này có :

 Với mặt phẳng tọa độ song song với bề mặt tính toán zoy ,có :

ρ = b = 37,5 (m ) ,χ = h = 47.9 m, nội suy ta được υ = 0,667

 với mặt phẳng tọa độ song song với bề mặt tính toán zox , có :

ρ = 0,4a = 0,4 x 24 = 9.6 (m ) ,χ = h = 47.9 m, nội suy ta được υ = 0,7604

 Gía trị tính toán thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ k của công trình ở độ cao z ,ứng với dạng dao động thứ I xác định theo công thức

k p kt

W Trong đó :

- Wktp: giá trị tính toán của thành phần động tải trọng gió

- Wkp: giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió

- γ hệ số tin cậy lấy bằng 1,2

- Kết quả tính toán được thể hiện ở phụ lục

g) Xác địng nội lực khung

1) Phương pháp xác định nội lực

- Hệ kết cấu của nhà là hệ khung kết hợp lõi chịu lực Hình dáng mặt bằng nhà

có tính đối xứng cao nên ta tính toán nội lực bằng khung không gian ngàm tại móng

- Khung không gian được mô tả vào chương trình ETABS với các phần tử dầm, cột khai báo là fame và các phần tử sàn , vách lõi ,cột theo tỷ lệ độ cứng của chúng Lúc này ta coi khối lượng tập trung của 1 tầng đặt trên mức sàn

- Tải trọng bản thân các kết cấu chịu lực Khai báo khung không gian các phần

tử fame ( dầm cột ) các phần tử shell ( các sàn có khai báo ) , etabs 9.7 tính tải trọng bản thân của chúng với hệ số vượt tải khai báo là selfweight = 1,1

- Tĩnh tải phụ thêm và hoạt tải được khai báo phân bố đều lên các mức sàn

- Tải trọng gió tĩnh được khai báo là tải trọng phân bố đều gán lên các dầm biên

- Tải trọng gió động phụ thuộc cao trình được đặt tại tâm khối lượng của mỗi tầng

- Cụ thể ta nhập tải trọng cho các công trình như sau :

+ Tĩnh tải (TT) + Hoạt tải ( HT) + Gió tĩnh X ( GTX ) + Gió tĩnh Y ( GTY ) + Gió động X ( GDX ) + Gió động Y ( GDY ) Chương trình Etabs chạy cho ta kết quả nội lực các cấu kiện của công trình

2) Tính toán nội lực

a) Tổ hợp nội lực khung

Nội lực của các phần tử được xuất ra và được tổ hợp theo các quy định trong TCVN

2737 – 1995 và tiêu chuẩn 5574 – 2012

- Cơ sở và nguyên tắc tổ hợp nội lực :

Tổ hợp nội lực nhằm tạo ra các nội lực nguy hiểm nhất có thể xuất hiện trong qua trình làm việc của kết cấu Từ đó dùng để thiết kế thép cho các cấu kiện

 Tổ hợp cơ bản 1 : ( TT ) + ( HT )

 Tổ hợp cơ bản 2 : ( TT ) + nhiều hơn 2 nội lực được gây ra bởi tải trọng tạm thời với hệ số tổ hợp 0,9 Tải trọng tạm thời gồm : hoạt tải , gió tĩnh , gió động

2.3 Tính toán kết cấu khung trục B

2.3.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện khung:

h (cm)

b (cm)

h (cm)

+ Qmax để tính toán cốt đai

 Đối với cột: mỗi phần tử được tính toán ở 2 mặt cắt, mặt cắt tại chân cột và mặt cắt tại đầu cột

Do sự làm việc không gian của cột, ta cần xác định các cặp nội lực sau từ bản tổ hợp: + Mxmax , Mytư , Ntư

+ Mxtư , Mymax , Ntư

+ Mxtư , Mytư , Nmax

Nhiệm vụ được giao thiết kế trong đồ án : tính toán cốt thép cho khung trục B

2.3.2 Phương pháp tính toán cốt thép cột:

Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép.Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn của nước Anh BS 8110 và của Mỹ ACI 318, tác giả Nguyến Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356 – 2005

Xét tiết diện có cạnh Cx , Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là: 0,52