đồ án tốt nghiệp - thiết kế xây dựng chung cư ct1

Các giải pháp kết cấu của kiến trúc công trình Kết cấu chính của ngôi nhà là hệ khung giằng kết hợp được đổ bê tông toàn khối liên tục từ phần móng lên tầng mái.. Hệ thống điện:  Hệ t

Mục lục

PHẦN 1 : KIẾN TRÚC (10%) 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 4

1.1 Giới thiệu công trình 4

1.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc 4

1.2.1 Giải pháp mặt bằng: 4

1.2.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối 6

1.2.3 Giải pháp về mặt cắt và cấu tạo: 7

1.2.4 Các giải pháp kết cấu của kiến trúc công trình 7

CHƯƠNG II: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA CÔNG TRÌNH 8

1.1 Hệ thống điện: 8

1.2 Hệ thống nước: 8

1.3 Hệ thống giao thông nội bộ: 8

1.4 Hệ thống thông gió chiếu sáng 9

1.5 Hệ thống chống sét, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống thông hơi 9

1.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy: 9

1.7 Giải pháp cây xanh 10

1.8 Điều kiện khí hậu thuỷ văn 10

PHẦN II: KẾT CẤU 11

CHƯƠNG I: CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU 11

1.1 Cơ sở tính toán kết cấu 11

1.2 Giải pháp kết cấu phần thân 11

1.2.1 Lựa chọn hệ kết cấu cho công trình 11

1.2.2 Vật liệu sử dụng 12

1.3 Lập mặt bằng kết cấu và chọn kích thước các cấu kiện 12

1.3.1 Chọn giải pháp kết cấu sàn 12

1.3.2 Chọn chiều dày sàn 12

1.3.3 Chọn kích thước sơ bộ tiết diện dầm: 13

1.3.4 Chọn kích thước sơ bộ cho vách cứng 14

Chọn t=300mm 14

1.3.5 Chọn kích thước sơ bộ cho cột 14

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN 16

2.2.Bố trí hệ lưới dầm 16

2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn 17

2.3.1.Tỉnh tải 2.3.2.Hoạt tải 19

2.4 Phương pháp tính toán 21

2.4.1.Quan điểm tính toán 21

2.4.2 Các sơ đồ tính 2.5 Tính nội lực cho sàn 22

2.5.1 Sử dụng phương pháp tra bảng 22

2.6 Tính toán cốt thép cho sàn 26

2.7 Kiểm tra độ võng của sàn 27

2.7.1 Độ võng của sàn bản kê 4 canh 27

2.7.2 Độ võng của sàn bản dầm 28

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH 29

3.1 Các thông số để làm cơ sở tính 29

3.2 Cấu tạo hình học 29

3.2.1 Kích thước cầu thang như hình vẽ 29

3.2.2.Cấu tạo thang 29

3.3.Tải trọng tác dụng lên cầu thang 30

3.3.1 Tải trọng tác dụng trên bản thang 30

3.3.2 Tải trọng tác dụng trên bản chiếu nghỉ 31

3.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH THÉP : 31

3.4.1 Sơ đồ tính và nội lực vế 1 ( mặt cắt A-A) : 31

3.4 2 Sơ đồ tính và nội lực vế 3 ( mặt cắt B-B) : 33

3.4.3 Sơ đồ tính và nội lực vế 2 : 33

Chương IV : THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN 35

4.1 PHẦN XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN GIÓ : 35

4.1 1 Gió tĩnh : 35

4.1.2 Gió động 37

4.2.2 Thành phần động theo phương OY 44

4.3 Tải trọng động đất 45

4.4 Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng 50

4.4.1 Các trường hợp tải trọng 50

4.5 Tính toán cốt thép 52

4.5.1 Thiết kế thép cột khung trục 3 52

4.5.2 Thiết kế thép dầm khung trục 3……… 55

4.5.3 Áp dụng tính dầm dọc khung trục B……….55

4.5.4 Thiết kế thép vách khung trục 3……… 55

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG BTCT KHUNG TRỤC 3 72

5.1 PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI 74

5.1.1 Tải trọng tác dụng lên chân cột và vách cứng khung trục 3 76

5.1 THIẾT KẾ CHI TIẾT MÓNG KHUNG TRỤC 3 74

5.2.1 Tính toán móng M1 dưới chân cột trục A.D 76

5.2.2 Tính toán Móng M2 dưới vách cứng trục BB1 và B3C 87

5.3 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 94

5.3.1 Tính toán móng M1 dưới chân cột trục A.D 94

5.3.2 Tính toán móng M2 dưới vách trục BB1.B3C 109

PHẦN III: THI CÔNG 116

CHƯƠNG 1: CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH ẢNH HƯỞNG TỚI GIẢI

PHÁP THI CÔNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG THI CÔNG TỔNG QUÁT 116

1.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC THI CÔNG CÔNG TRÌNH 116

1.1.1 Đặc điểm công trình 116

1.1.2 Điều kiện địa chất 116

1.1.3 Vị trí địa lý công trình 117

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÁC CÔNG TÁC NGẦM 118

2.1 THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 118

2.1.1 Lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi 118

2.1.2.Tính nhu cầu nhân lực và thời gian thi công cọc 131

2.2 THI CÔNG CÔNG TÁC ĐẤT 132

2.2.1 Lập biện pháp thi công đào đất 132

2.3 THI CÔNG KẾT CẤU MÓNG 138

2.3.1.Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 138

2.3.1.3 Công tác cốt thép móng 140

2.3.1.4 Công tác ván khuôn móng 141

2.3.1.5 Công tác bê tông móng 142

2.3.1.6 Thi công nền tầng hầm 146

CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 148

3.1 An toàn trong công tác đào hố móng 148

3.2 An toàn lao động khi lắp dựng,tháo dỡ ván khuôn,dàn giáo 148

3.3 An toàn lao động trong công tác cốt thép 148

3.4 An toàn lao động trong công tác bê tông 148

3.5 An toàn khi cẩu lắp vật liệu ,thiết bị 149

3.6 An toàn khi sử dụng điện 149

3.7 Vệ sinh môi trường 149

PHẦN PHỤ LỤC 150

Phụ lục 1: Bảng tính thép sàn

Phụ lục 2: Bảng tính thép dọc cột khung trục 3

Phụ lục 3: Bảng tính cốt đai cột khung trục 3

Phụ lục 4: Bảng tính thép dọc dầm khung trục 3

Phụ lục 5: Bảng tính thép đai dầm khung trục 3

Phụ lục 6: Bảng tính thép vách khung trục 3

Phụ lục 7: Bảng tính cốt thép dầm dọc

PHẦN 1 : KIẾN TRÚC (10%) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Giới thiệu công trình

 Tên công trình: CHUNG CƯ CT1

 Địa điểm xây dựng: XÃ XUÂN PHƯƠNG- HUYỆN TỪ LIÊM- HÀ NỘI

 Chức năng của công trình:

Công trình ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu thuê văn phòng cao cấp tại khu vực đang phát triển mạnh mẽ

Công trình tòa nhà văn phòng là một trong những công trình nằm trong chiến lược phát triển văn phòng cho thuê cao cấp trong đô thị của Thành Phố Hà Nội

Quy mô công trình xây dựng:

Công trình với quy mô 18 tầng ( có 1 tầng hầm, tầng 1 là siêu thị, từ tầng 2 đến tầng 17

là khu nhà ở) Các chức năng của các tầng được phân ra hết sức hợp lý và rõ ràng

Cấp công trình: Công trình thuộc cấp I

Vị trí giới hạn của công trình:

 Phía nam, tây giáp hệ thống đường giao thông

 Phía bắc và phía đông giáp với khu nhà ở dân cư

1.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc

1.2.1 Giải pháp mặt bằng:

Mặt bằng của công trình là 1 đơn nguyên hình liền khối chữ nhật Công trình gồm 17 tầng và 1tầng hầm Tầng hầm : khu vực để xe của nhân viên, phòng kỹ thuật Diện tích sàn

là 972m2 chiều cao tầng hầm là 3m (kể từ cốt -3,000m đến +0,000m).Các tầng từ 2 đến 17 là

các căn hộ, mỗi tầng có 8 căn hộ và 1 sảnh lớn

Tầng mái có lớp chống thấm, chống nóng, bể chứa nước các phương tiện kỹ thuật khác

Công trình được bố trí 2 thang máy và 2 thang bộ ở 2 bên để đảm bảo cho việc lưu thông theo phương đứng

MẶT BẰNG TẦNG HẦM ( -3.000)

TL: 1/100

P BẢO VỆ

TỦ ĐIỆN TỔNG

MÁY PHÁT ĐIỆN PHÒNG MÁY BƠM

1/20

KT-N1 N3

-LỐI LÊN HẦM

1 1

2300 3650 1000 500

S6

S5

S9 S9

S5 S9

S11 S5

KT-1.2.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối

Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần để tạo thành quần thể kiến trúc, quyết định đến nhịp điệu kiến trúc của toàn bộ khu vực kiến trúc

Công trình đƣợc phát triển lên cao một cách liên tục từ tầng 2 lên đến tầng 17

Mặt đứng công trình đƣợc bố trí vách kính bao quanh, vừa làm tăng thẩm mỹ, vừa có chức năng chiếu sáng tự nhiên rất tốt

Các phòng đều có 1 đến 2 cửa sổ đảm bảo lƣợng ánh sáng cần thiết

1.2.3 Giải pháp về mặt cắt và cấu tạo:

 Sàn lát gạch Ceramic liên doanh đồng màu 300x300 (mm)

 Chân tường ốp gạch Ceramic cao 150 (mm)

 Tường: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước theo chỉ định

 Trần: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng

 Lan can hoa sắt bằng thép 14x14, sơn dầu 3 nước theo chỉ định

 Vật liệu hoàn thiện ngoài nhà:

 Cửa sổ: Khung nhôm kính trong, dầy 5 (mm) có lớp hoa sắt bảo vệ

 Cửa đi:Cửa vào căn hộ và cửa trong nhà dùng cửa panô gỗ, khuôn đơn, cửa

vệ sinh dùng loại cửa nhựa có khuôn

 Tường: Trát vữa ximăng, lăn sơn 3 nước màu theo chỉ định

1.2.4 Các giải pháp kết cấu của kiến trúc công trình

Kết cấu chính của ngôi nhà là hệ khung giằng kết hợp được đổ bê tông toàn khối liên tục từ phần móng lên tầng mái Sàn là loại sàn thông thường không sử dụng sàn ứng lực trước có

chiều dày là 12cm

CHƯƠNG II: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 Hệ thống điện:

 Hệ thống điện cho toàn bộ công trình được thiết kế và sử dụng điện trong toàn bộ công trình được tuân theo các nguyên tắc sau đây:

 Đường điện trong công trình được đi ngầm trong công trình, có lớp bọc bảo vệ

 Hệ thống điện phải đặt ở nơi cao ráo, với những chỗ đặt gần nơi có hệ thống nước phải có biện pháp cách nước

 Tuyệt đối không đặt gần nơi có thể phát sinh hỏa hoạn

 Dễ dàng sử dụng và sửa chữa khi có sự cố

 Phù hợp với giải pháp kiến trúc và kết cấu để đơn giãn trong thi công lắp đặt cũng như đảm bảo thẩm mỹ công trình

 Hệ thống điện được lắp đặt theo dạng hình cây Bắt đầu từ trạm điều khiển trung tâm,

từ dây dẫn đến các tầng và dẫn đến các phòng để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho tòa nhà

1.2 Hệ thống nước:

Sử dụng nước từ hệ thống cung cấp nước của thành phố Nước được chứa trong bể ngầm riêng sau đó cung cấp đến từng nơi sử dụng theo mạng lưới được thiết kế phù hợp với yêu cầu sử dụng cũng như các giải pháp kiến trúc, kết cấu

Tất cả các khu vệ sinh đều được bố trí các ống thoát nước và cấp nước Đường ống cấp nước được nối với bể trên mái Bể nước ngầm được đặt bên ngoài để đơn giản hóa việc xử lý kết cấu và thi công cũng như dễ sửa chữa Tại đây lắp mấy bơm để bơm lên các tầng trên cao, Toàn bộ hệ thống thoát nước trước khi ra hệ thống thoát nước thành phố phải qua trạm

xử lý nước thải để đảm bảo nước thải đạt các tiêu chuẩn về nước thải

Hệ thống thoát nước cứu hỏa được thiết kế riêng biệt gồm 1 trạm bơm tầng 1, một bể chứa nước riêng trên mái và hệ thống đường ống riêng đi toàn bộ ngôi nhà Tại các tầng đều

có các hộp chữa cháy đặt tại 2 đầu hành lang

1.3 Hệ thống giao thông nội bộ:

Giao thông theo phương đứng bao gồm 2 cầu thang máy và 2 cầu thang bộ

Về mặt giao thông ngang trong công trình ( mỗi tầng) là các hành lang chạy xung

quanh giếng trời của công trình thông suốt từ trên xuống

Các cầu thang và hành lang được thiết kế đúng theo nguyên lý kiến trúc đảm bảo lưu thông thuận tiện cho sử dụng hàng ngày và khi xảy ra hỏa hoạn

2.4 Hệ thống thông gió chiếu sáng

Công trình được thông gió tự nhiên bằng các hệ thống cửa sổ Khu cầu thang và

sảnh được bố trí hệ thống chiếu sáng nhân tạo

Tất cả các căn hộ đều nằm xung quanh giếng trời có kích thước 1.6x12,8m suốt từ tầng mái đến tầng trệt sẽ phục vụ việc chiếu sáng và thông gió cho công trình

Ngoài ra tất cả các căn hộ đều có lỗ thông tầng để lấy ánh sáng tự nhiên, trên tầng mái tại các lỗ thông tầng ấy ta lắp đặt các tấm kiếng che nước mưa tạc vào công trình

2.5 Hệ thống chống sét, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống thông hơi

Khi thiết kế nhà ở cao tầng phải đặc biệt chú ý đến các giải pháp chống sét để tránh khả năng bị sét đánh thẳng, chống cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ và chống điện áp cao của sét lan truyền theo hệ đường dây cấp điện hạ áp trong công trình Khuyến khích sử dụng hệ thống chống sét tiên tiến, bảo đảm thẩm mỹ kiến trúc và chống thấm, dột mái Việc lựa chọn giải pháp chống sét được tính toán theo yêu cầu trong tiêu chuẩn chống sét hiện hành

Trong nhà ở cao tầng cần phải thiết kế đồng bộ hệ thống thông tin, liên lạc, phát thanh, truyền hình Trường hợp cần thiết có thêm hệ thống điều khiển từ xa các thiết bị kỹ thuật Ngoài các yêu cầu về các vấn đề nêu trên ta cũng cần phải chú ý thiết kế hệ thống thông hơi, điều hoà không khí theo tiêu chuẩn hiện hành

1.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

 Hệ thông phòng cháy chữa cháy cần được trang bị các thiết bị sau:

 Hộp đựng ống mềm và vòi phun nước được bố trí ở các vị trí thích hợp của các tầng

 Máy bơm nước được đặt ở tầng hầm

 Bể chứa nước chữa cháy

 Hệ thống chống cháy tự động bằng hóa chất

 Hệ thống báo cháy bao gồm: đầu báo khói,hệ thống báo động

 Thiết bị báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, hệ thống báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy

 Mỗi tầng đều có bình cứu hỏa ở mỗi tầng và phòng khi có hỏa hoạn xảy ra

 Các hành lang cầu thang đảm bảo lưu lượng người khi có hỏa hoạn, một cầu thang

bộ được bố trí bên cầu thang máy và 1 cầu thang bộ được bố trí cuối hành lang phù hợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hỏa hoạn hay có sự cố khác

 Các bể chứa nước trong công trình đảm bảo cung cấp nước cho công tác cứu hỏa trong 2 giờ

 Khi phát hiện cháy nổ,phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịp thời kiểm soát khống chế hỏa hoạn

 Hệ thống báo cháy tự động được đặt ở trung tâm tòa nhà, bao gồm: tủ báo cháy trung tâm, bảng tín hiệu các vùng, đầu báo khói, đầu báo nhiệt và nút báo cháy khẩn cấp Ngoài ra phải có thiết bị báo cháy bằng tín hiệu âm thanh và thiết bị liên lạc với đội phòng cháy- chữa cháy Yêu cầu kỹ thuật về lắp đặt hệ thống báo cháy phải tuân theo tiêu chuẩn hiện hành

 Đầu báo khói, đầu báo nhiệt được lắp đặt cho các khu vực công cộng khác và trong các phòng điều khiển điện, phòng điều khiển thang máy

 Các thiết bị báo động như loa truyền thanh, còi báo động và các nút báo động khẩn cấp được bố trí tại tất cả các khu vực, ở những nơi dễ thấy, dễ thao tác, dễ truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm xảy ra hoả hoạn

1.7 Giải pháp cây xanh

Để tạo cho công trình mang dáng vẻ hài hoà, chúng không đơn thuần là một khối bê tông cốt thép, các hành lang được bố trí các chậu cây xanh vừa tạo dáng vẻ kiến trúc, vừa tạo ra môi trường hài hòa bên trong văn phòng

1.8 Điều kiện khí hậu thuỷ văn

 Công trình này được xây tại Thành Phố Hà Nội nhiệt độ trung bình trong năm khoảng

270C chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4-5) và tháng 12 là 120C

 Độ ẩm trung bình trong năm từ 75%-80%

 Tháng có lưu lượng gió lớn nhất vào tháng 8 và tháng có lưu lượng gió yếu nhất là tháng 11,tốc độ gió lớn nhất là 28 m/s

PHẦN II: KẾT CẤU

CHƯƠNG I: CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU

1.1 Cơ sở tính toán kết cấu

 Các qui phạm và tiêu chuẩn để làm cơ sở cho việc thiết kế

 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép :TCVN 5574-2012

 Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động : TCVN 2737 - 1995

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

 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc : TCVN 205 - 1998

 Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế và thi công nhà cao tầng : TCXD 198 – 1997

 Nhà cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế móng cọc khoan nhồi : 195 – 1997

1.2 Giải pháp kết cấu phần thân

Trong thiết kế nhà cao tầng thì vấn đề lựa chọn giải pháp kết cấu là rất quan trọng bởi việc lựa chọn các giải pháp kết cấu khác nhau có liên quan đến các vấn đề khác như bố trí mặt bằng và giá thành công trình

1.2.1 Lựa chọn hệ kết cấu cho công trình

Các hệ kết cấu BTCT 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 chịu lực cho công trình 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( gió, động đất)

Hiện nay trên thế giới sử dụng rất nhiều loại sơ đồ kết cấu, tuy nhiên thông dụng nhất hiện nay như:

+ Hệ khung chịu lực

+ Hệ tường chịu lực

+ Hệ khung – tường kết hợp chịu lực

Lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lý cho công trình

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính được chọn như sau:

Công trình có mặt hình chữ nhật A x B = 27*36 (m) tỷ số B/A = 0,77.Chiều cao nhà

H >40m do đó ngoài tải trọng đứng khá lớn, tải trọng ngang tác dụng lên công trình cũng rất lớn và ảnh hưởng nhiều đến độ bền và độ ổn định của ngôi nhà

Từ đó ta thấy ngoài hệ khung chịu lực ta còn bố trí thêm hệ lõi thang máy ở giữa công

trình, vách ở biên là kết cấu chịu lực chính cho công trình CHUNG CƯ CT1

1.2.2 Vật liệu sử dụng

Chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình Sơ bộ chọn vật liệu như sau:

 Bê tông cột, dầm, sàn, vách thang máy: B25 có Rb = 14,5 (MPa) ; Rbt = 1,05(MPa)

 Nếu   10thì dùng thép AIII có Rs = Rsc = 365 (MPa)

1

Với L1 là chiều dài cạnh ngắn

Ứng dụng tính toán: ta chọn chiều dài sàn hs= 12cm

1.3.3 Chọn kích thước sơ bộ tiết diện dầm:

Việc lựa chọn sơ bộ kích thước dầm được tiến hành dựa vào kích thước nhịp và chiều cao tầng

Các kích thước dầm được lựa chọn sơ bộ theo công thức sau:

n h ip d

h b

L h

2

1418

1121

nhip d

h b

L h

2

14112

1161

Lưu ý: Theo (TCXD 198 – 1997) ta có:

Chiều rộng tối thiểu của tiết diện dầm không chọn nhỏ hơn 200 mm và tối đa

không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1,5 lần chiều cao tiết diện Chiều cao tối thiểu của tiết diện không nhỏ hơn 300 mm Tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng của tiết diện không lơn hơn 3

1.3.4 Chọn kích thước sơ bộ cho vách cứng

Chiều dày thành vách được chọn theo TCXD 198-1997 [Mục 4.4.1, TCXD 198-1997] thì chiều dày thành vách chọn không nhỏ hơn 150 và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng, tức là: Trong đó:

- Ht = 3400 mm là chiều cao tầng đang xét

a Kích thước tiết diện sơ bộ cho cột

Tổng quát lý thuyết: tiết diện cột chọn nhằm đảm bảo khả năng chịu và truyền tải

trọng cho công trình nhà cao tầng

Diện tích tiết diện được xác định theo công thức:

b R

N k

Trong đó: Rb:Cường độ tính toán chịu nén của bê tông Rb=14,5MPa

k :là hệ số xét đến ảnh hưởng khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột k=1,3-1,5 (cột biên, cột góc) k=1,1-1,2( cột giữa)

N n.q.S: Lực dọc trong cột do tải trọng đứng( lực nén)

Trong đó: n: số sàn phía trên tiết diện đang xét

q: tải trọng tương đương( hay còn gọi là tải trọng đơn vị) trên mỗi m2 mặt sàn,

gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường cột Đối với đồ án này giả thiết tải trọng phân bố trên sàn là 1-2T/m2

Chọn : q = 1,2 T/m2 = 12 kN/m2

S: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

Tiết diện cột nên chọn sao cho tỉ số giữa chiều cao thông thủy của tầng và

chiều cao tiết diện cột không lớn quá 25 Chiều rộng tối thiểu của tiết diện không

nhỏ nhỏ hơn hơn 220 mm

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN

2.1 Mở đầu

Sàn có sườn bao gồm hệ bản sàn và các dầm được đúc toàn khối Tải trọng tác dụng lên công trình sẽ được truyền trực tiếp lên bản sàn, rồi từ bản truyền sang các dầm, rồi từ dầm sang cột và cuối cùng truyền xuống móng Với những ưu điểm như sơ đồ tính đơn giản, tiết kiệm vật liệu, dễ thi công, giá thành rẻ … bản sàn sẽ được thiết kế theo phương án sàn bê tông cốt thép có sườn

sàn làm việc theo 2 phương  sàn bản kê 4 cạnh

: sàn làm việc theo 1 phương cạnh ngắn  sàn bản dầm

D1-2

D1-1 D1-1

D1-2 D1-2

D1-8 D1-8

D1-12 D1-12

*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

*Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng

Giá trị hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995 (Bảng 3)

*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 :

n

n n n

n n

S S

S

S p S

p S p p

S S

S

S g S

g S g g

2 2 1 1

2 1

2 2 1 1

g  fiii

Trong đó :

Hệ số vượt tải γfi: (Tra bảng 1, Trang 10 TCVN 2737-1995)

δi : chiều dày các lớp cấu tạo sàn

γi: khối lượng riêng lớp cấu tạo sàn

Bảng 2.2: Tĩnh tải phòng ngủ, phòng sinh hoạt chung, hành lang và bếp

Tải trọng phân bố do tường ngăn gây ra trên sàn

+ Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn

+ Đối với các tường đặt trên dầm, tính thành tải phân bố theo chiều dài dầm

+ Đối với các tường không đặt lên dầm, xem tải tường như tỉnh tải phân bố đều và lấy không nhỏ hơn 75 daN/m2 = 0,75 kN/m2

Đối với kết câu bao che là khung nhôm và kính ta lấy: q = 0,15 kN/m2=15daN/m 2

Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát):

g t n g.g.g 2.n tr.tr.tr(kN/m2)

+ Hệ sốvượt tải lấy theo (TCVN 2737:1995): ng=1,1 , ntr=1,3

2.4.1.Quan điểm tính toán

- Bản sàn được tính toán như ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi (nhịp tính toán lấy theo trục): Bản thuộc loại dầm : 2

1

l

l

(bản làm việc theo phương cạnh ngắn)

+ Để tính toán, ta cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng 1m, phân tích liên kết 2 đầu bản để đưa ra sơ đồ kết cấu kiểu dầm tương ứng

(bản làm việc theo hai phương)

+Tùy theo điều kiện liên kết của 4 cạnh mà ta chọn sơ đồ bản tương ứng, nội suy các giá trị dùng để tính toán Trong đó :

+Liên kết được xem là tựa đơn khi :

-Bản kê lên tường, bản lắp ghép

+Bản tựa lên dầm BTCT (đổ toàn khối) có  3

s

d h h

+Liên kết được xem là ngàm khi :Bản tựa lên dầm BTCT (đổ toàn khối) có :  3

s

d h h

- Tiến hành tính toán cho 2 ô sàn điển hình S1( bản kê 4 cạnh) và S2( bản dầm)

a Đối với bản kê 4 cạnh 

* Tổng quát:

-Trong trường hợp tổng quát công thức tính moment các loại ô bản có dạng như

M2 = mi2P (daNm/m)

 Moment âm lớn nhất ở gối:

Mômen ở gối theo phương cạnh ngắn L1

MI = ki1P(daNm/m) Mômen ở nhịp theo phương cạnh dài L2

MII = ki2P(daNm/m)

Trong đó:

i : Kí hiệu ô bản đang xét (i=1,2,…13)

1, 2 : Chỉ phương đang xét là L1 hay L2 L1, L2:Nhịp tính toán ô bản là khoảng cách giữa các trục gối tựa

P : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản

P = q×L1×L2 ( q: tải trọng tính toán (daN/m2))

mi1, mi2, ki1, ki2 : Các hệ số phụ thuộc vào tỷ số L2/L1( Tra “Sổ tay thực hành kết cấu công trình)

* Ứng dụng cho ô sàn S1

- Ta có: tỷ số 1 , 62 2

55 , 5

9

1

2   

L L

3 25 , 6 120

 bản là loại bản kê 4 cạnh và liên kết được xem là liên kết ngàm

 Ô sàn làm việc theo sơ đồ 9

Tính tương tự cho các ô sàn còn lại:

S1 5.6 9 1.62 7.148 1.95 0.0204 0.008 0.035 0.017 9.27 3.54 15.996 7.816 S4 5.6 9 1.61 5.674 1.95 0.0205 0.008 0.045 0.018 7.877 3.07 17.367 6.801 S5 4.5 5.6 1.23 4.527 1.95 0.0206 0.014 0.047 0.031 3.332 2.22 7.619 5.047 S6 1.9 3.5 1.82 12.560 3.6 0.0195 0.006 0.042 0.013 2.066 0.64 4.4807 1.388 S8 3.8 5.6 1.47 8.831 3.6 0.0208 0.01 0.047 0.021 5.502 2.54 12.327 5.634

 Cách tính: Cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính nhƣ dầm console Momen tại đầu ngàm : M- =

4

2 1

o b b

m

bh R



  2  ;  1  1  2

%100

s s

o b b s

bh

A bh

A R

bh R

Yêu cầu: min  0 05 %   100 % max

o

s bh A

Ứng dụng vào tính ta có bảng chọn thép sàn ở phần phụ lục

2.7 Kiểm tra độ võng của sàn

2.7.1 Độ võng của sàn bản kê 4 canh

* Tổng quát:

Độ võng sàn xác định theo công thức:

D

l q f

q (kN/m2) : Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô bản

δ: Bề dầy sàn δ=12cm và υ =0,2cm : hệ số poison

α: hệ số phụ thuộc vào tỉ số giữa cạnh dài và cạnh ngắn của sàn

(Tra phụ lục 22 trang 357 sách “bê tông tập 3” Võ Bá Tầm)

Ứng dụng cho sàn S6 điển hình để kiểm tra

2

3 6

2

3

/ 4275 2

, 0 1 12

12 , 0 10 5 , 28 1

Từ đó ta có

) ( 000056 ,

0 4275

9 , 1 544 , 14 00126 ,

4

m D

(Theo CT bảng tra sổ tay kết cấu công trình – PGS PTS Vũ Mạnh Hùng)

EI

l q f

12 , 0 1 12

4 4 3

3

m h

b

Với b=1m: bề rộng tính toán của sàn

h=0,12m: chiều cao tính toán của sàn

10 44 , 1 10 5 , 28

4 , 3 054 11 185

1 185

1

4 6

4 4

EI

l q f

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 Các thông số để làm cơ sở tính

- Chọn các kích thước dầm thang: 200x300

3.3.Tải trọng tác dụng lên cầu thang

- Tải trọng tiêu chuẩn: g tci =i h i (daN/m 2 )

Trong đĩ:

qtci: Tải trọng tiêu chuẩn lớp vật liệu thứ i

I: Trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i

hi: Bề dày lớp vật liệu thứ i

- Tải trọng tính tốn: g tti =q tci n i (daN/m 2 )

Trong đĩ : ni :hệ số vượt tải của lớp vật liệu thứ i lấy theo TCVN 2737-1995

3.3.1 Tải trọng tác dụng trên bản thang

n tt

i tdi i

g    h n (daN/m2)

Trong đĩ i : khối lượng lớp thứ i

ni : hệ số tin cậy của lớp thứ i

tdi : chiều dày tương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng,được xác định như sau :

 Đối với lớp gạch đá mài

td1 =  1 cos  25 17,1 1   1 0,8499

25

i b

 Đối với lớp gạch vữa XM

Gạch xây bậc Vữa lót dày 2cm Lớp đá mài dày 1cm

300

120 10

td2 =   cos  25 17,1  2 0,8499

25

i b

TĨNH

TẢI

Vữa xi măng 0.0286 1800 1.2 61 Bậc thang (gạch

Lớp bê tông cốt

Vữa xi măng 0.0286 1800 1.2 61 Tổng cộng g2tt  643daN/ m )2

q2 =g2tt p tt  cos  643 360 0.8438   = 947 (daN/m2)

 Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang : q2 = 947 (daN/m)

3.3.2 Tải trọng tác dụng trên bản chiếu nghỉ

TẢI TRỌNG Vật liệu hi(mm) g s(daNm3) n gttcn(daN/m2) TĨNH TẢI

Nhận xét : việc đưa ra sơ đồ tính như thế nào là do mỗi người, và từ sơ đồ tính này

ta phải cấu tạo chúng cho phù hợp với tính toán Việc quan niệm liên kết giữa bản thang và dầm hay bản thang là khớp (cố định ,di động) hay ngàm là là một vấn đề phức tạp tùy thuộc vào người thiết kế Ở bài này, căn cứ vào độ cứng giữa bản thang với dầm (vách cứng) mà ta coi liên kết giữa chúng là gối cố định hay di động

Sau khi tính toán ta phân phối lại Mômen : 100% nhịp và 40% gối

+ Tính cốt thép :

- Mômen nhịp : Mnh = Mmax = 1583 = 1583 daNm

- Mômen ở gối : Mg = 0,4 Mmax = 0,4x 1583 = 633.2 daNm

- Từ M ta tính

0

m b

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết diện M(daNm) m  AS(cm2) tính Chọn thép AS(cm2) chọn

Nhịp 1583 0.1091 0.9421 4.603 Ф10a150 5.23

- Mômen nhịp : Mnh = Mmax = 1559 = 1559 daNm

- Mômen ở gối : Mg = 0,4 Mmax = 0,4x 1559 = 623,6 daNm

- Từ M ta tính

0

m b

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết diện M(daNm) m  AS(cm2) tính Chọn thép AS(cm

2) chọn Nhịp 1559 0.1075 0.9430 4.53 10a150 5.23

Gối 623.6 0.0430 0.9780 2.83 8a150 3.59

3.4.3 Sơ đồ tính và nội lực vế 2 :

Sơ đồ tính vế 2 như một bản hai đầu khớp được đỡ bởi hai vách lõi thang Khi đó ta cắt một dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn và tải trọng tác dụng lên một dải bản rộng 1m là

q2’’ = q2 947 daN/ m 

B A

1450

B A

1450

M = 249 daNm max ''

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết diện M(daNm) A g Fa(cm2) tính Chọn thép Fa(cm2) chọn

KẾT QUẢ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐƢỢC THỂ HIỆN Ở BẢN VẼ KC

Chương IV : THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN

4.1 PHẦN XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN GIÓ :

Khu vực Hà Nội thuộc vùng II-B, có giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W0=95 daN/m2 Địa hình dạng C (ở trung tâm thành phố có nhiều công trình cao tầng chung quanh, bị che chắn mạnh)

Do công trình có tổng chiều > 40 m nên khi xét tải trọng gió ta phải xét ảnh hưởng

của cả hai thành phần gió động và gió tĩnh :

4.1 1 Gió tĩnh :

W = W0×n×k×C + Trong đó :

n : Hệ số độ tin cậy lấy n = 1,2

k :Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao và dạng địa hình

Ta có bảng tính áp lực gió theo hai phương

Bảng tính tải trọng gió theo phương OY

+Trong đó: - n = 1.2 (hệ số độ tin cậy )

- htt : chiều cao tính toán của mỗi tầng

- B : Bề rộng đón gió theo hai phương của công trình

4.1.2 Gió động

Đối với nhà cao tầng cao trên 40m, khi tính tải trọng gió phải kể đến thành phần động

của tải trọng gió

4.1.2.1 Công trình có tần số dao động riêng thứ nhất thoả mãn bất đẳng thức f1  f L

thì giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió W pj tác dụng lên phần thứ j của công trình được xác định theo công thức: W pj W jj

trong đó:

f L là giá trị giới hạn của tần số dao động riêng, tra bảng phụ thuộc vào vùng áp lực gió

và hệ số  , trong đó đối với nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép  0.3

Tần số dao động đầu tiên f1 sẽ nhận được từ chương trình Etabs

Mode: 12 dạng dao động của công trình

- Gió theo phương X : mode 1, có tần số f1 = 0.400 Hz < fL =1.3 Hz

- Gió theo phương Y : mode 2 , có tần số f2 =0.52606 Hz < fL =1.3 Hz

Vậy thành phần động của tải gió theo 2 phương X và Y bao gồm cả 2 thành phần xung của

vận tốc gió và lực quán tính của công trình , tính cho 1 mode dao động cơ bản

CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH

Ta có bất đẳng thức: f2 =0.52606 Hz < fL =1.3 Hz < f4=1.447867364 Hz

Cần tính toán thành phần động của tải trọng với 3 dạng dao động đầu tiên

Tuy nhiên, dao động 3 có phần trăm khối lượng tham gia dao động là 0 đối với cả 2 phương, chuyển vị tỉ đối của dao động 3 bằng 0 với cả 2 phương, do đó có thể bỏ qua dao động 3 trong qua trình tính toán

Tiến hành tính toán thành phần động của áp lực gió với 3 dạng dao động đầu tiên.Trong

đó thành phần động của áp lực gió sẽ được tính theo phương X đối với dạng dao động thứ nhất, tính theo phương Y đối với dạng dao động thứ hai

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió W p ji( ) tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

W p ji( ) M ji i y ji

Trong đó:

+Mj : khối lượng tập trung của phần tử thứ j, (T)

thuộc vào thông số i và độ giảm lôga của dao động :

i

o i