đồ án tốt nghiệp - xây dựng cao ốc tân thịnh lợi

Được xây dựng trên một diện tích đất khoảng 3200m2, công trình là một toà nhà cao 18 tầng , toà nhà là một quần thể kiến trúc khang trang và thuận lợi cho nhu cầu sinh hoạt cũng như giải

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI

VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN KẾT CẤU-XÂY DỰNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -oOo -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1 Đầu đề luận văn: Cao ốc Tân Thịnh Lợi

2 Nhiệm vụ:

1 Kiến trúc (10%): Thiết kế sơ bộ mặt đứng, mặt cắt và mặt bằng cho phù hợp

với công năng và tính chất của công trình

2 Kết cấu bên trên và Nền móng (70%): Tính toán các cấu kiện chịu lực cơ bản (sàn,

cầu thang ,khung, lõi cứng) theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 Tính toán thiết kế nền

móng cho công trình theo phương án móng cọc khoan nhồi và cọc ép

3 Thi công (20%): Thi công đất và phần ngầm

3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 25/9/2013

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 02/01/2014

5 Họ tên giảng viên hướng dẫn: ĐOÀN TẤN THI

LÊ BÌNH TÂM

Nội dung và yêu cầu luận văn tốt nghiệp đã được thông qua Bộ môn

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GVHD1 GVHD 2

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:

Người duyệt (chấm sơ bộ): _

Đơn vị:

Ngày bảo vệ : _

LỜI CẢM ƠN

Khoảng thời gian học tập tại trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Cở Sở II là khoảng thời gian để em học hỏi những kiến thức mới, nâng cao sự hiểu biết, tư duy cho bản thân Trong môi trường Giao Thông Vận Tải Cở Sở II không những em được học tập, trao dồi về chuyên môn mà còn giúp em rèn luyện được tác phong đạo đức cho bản thân Được sự giảng dạy , giúp đỡ tận tình của quý thầy cô ở bộ môn Kết Cấu - Xây Dựng thuộc Viện Kỹ Thuật Xây Dựng đã giúp em tích lũy và nâng cao được vốn kiến thức chuyên môn – những kiến thức rất cần thiết cho em để có bước chân vào đời, để có thể hoạt động trong lĩnh vực xây dựng

Em xin gửi lời cảm ơn đến :

Ban Giám Hiệu trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở II

Quí thầy cô ở bộ môn Kết Cấu Xây Dựng

Thư viện trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở II

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến :

Thầy ĐOÀN TẤN THI – Giáo viên hướng dẫn luận văn tốt nghiệp

Thầy LÊ BÌNH TÂM – Giáo viên hướng dẫn luận văn tốt nghiệp

Con xin gửi lời biết ơn đến cha , mẹ, anh, chị, tất cả người thân trong gia đình và cảm

ơn tất cả các bạn bè cùng lớp – những người đã đô ̣ng viên , gắn bó, giúp đỡ và cùng tôi học tập, nghiên cứu trong suốt thời gian qua

Cuối lời , em xin kính chúc quí thầy cô luôn dồi dào sức khỏe để có thể tiế p tu ̣c sự nghiê ̣p truyền đa ̣t kiến thức cho các thế hê ̣ mai sau

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 01 năm 2014

Sinh viên thực hiê ̣n

HUỲNH VĂN THIỆN

MỤC LỤC

PHẦN I -KIẾN TRÚC (10%) 6

Chương 1 - Giải pháp kiến trúc 7

1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình 7

2.giới thiệu công trình 7

3.Các giải pháp kiến trúc công trình 9

4.Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình 10

4 1Hệ thống chiếu sáng 10

5.Đặc điểm về khí hậu 11

6.Các chỉ tiên kinh tế kỹ thuật 11

7.Kết luận 11

PHẦN II - KẾT CẤU (70%) 13

Chương 1 - Lựa chọn giải pháp kết cấu 14

1.1 Giải pháp về vật liệu 14

1.2 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu 15

1.2.1 Lựa chọn hệ khung chịu lực 15

1.2.2 Giải pháp móng cho công trình 15

1.2.3 Kết cấu sàn 16

1.3 Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện 16

1.3.1.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm 17

1.3.2 Chọn chiều dày bản sàn 18

1.3.3.Kích thước vách cứng thang máy ,thang bộ 19

1.3.4.Chọn kích thước tiết diện cột 19

Chương 2 - Tính toán sàn tầng điển hình 25

2.1.Kích thước sơ bộ 25

2.2.Xác định tải trọng tác dụng lên sàn 27

2.3.tính toán nội lực và cốt thép cho sàn 29

2.4.Kiểm tra độ võng cho sàn 34

2.5.Kiểm tra khả năng chịu uốn của sàn 36

2.6.Bố trí thép 36

Chương 3 - Xác định tải trọng tác dụng và nội lực kết cấu 38

3.1.Trọng lượng bản thân 38

3.2 Trọng lượng các lớp hoàn thiện 38

3.3Trọng lượng tường xây 39

3.4 Hoạt tải 40

3.5 Tải trọng ngang tác dụng 40

3.6.Tính toán động đất cho công trình 45

3.7.Xác định nội lực 48

3.8.Kết quả nội lực 50

Chương 4 - Tính dầm dọc khung trục B 51

4.1.Tính toán dầm 52

4.2.Tính toán cột 56

Chương 5 - Thiết kế nền móng 62

5.1 Chuẩn bị số liệu tính toán 62

5.2.Thiết kế móng theo phương án cọc ép 65

5.3.Thiết kế móng theo phương án cọc khoan nhồi 87

Chương 6 - Tính Toán vách thang máy 103

6.1.Quá trình tính toán 103

chương 7 110

7.1 Vật liệu sử dụng 110

7.2.Kích thước cấu kiện 110

7.3.Tính toán và bố trí thép cho dầm khung trục B 110

Chương 8 - Tính toán bể nước ngầm 114

8.1.Thể tích yêu cầu 114

8.2.Xác định kích thước và chọn vật liệu bể 114

8.3.Tính bản nắp 115

8.4.Tính toán dầm nắp 120

8.5.Tính toán bản thành 121

8.6.Tính toán bản đáy 125

8.7.Tính toán dầm đáy 129

8.8.Tính cột 131

PHẦN III - THI CÔNG (20%) 132

Chương 1 - Tổng quan về điều kiện thi công 133

1.1.Vị trí xây dựng công trình 133

1.2.Địa chất công trình 133

1.3.Đặc điểm cấu tạo công trình 133

1.4.Điều kiện thi công 134

1.5.Nhận xét 135

Chương 2 - Biện pháp thi công 136

2.1.Biện pháp thi công cọc ép 136

2.2 Biện pháp thi công đất 141

2.3 Biện pháp thi công móng 146

Chương 3 - U Kế hoạch tiến độ 159

3.1.Mục đích của lập tiến độ 159

3.2.Nội dung của lập kế hoạch tiến độ 159

3.3.Các bước tiến hành 159

3.4.Thể hiện tiến độ thi công 160

Chương 4 - An toàn lao động 162

4.1.An toàn lao động trong thi công ép cọc 162

4.2.An toàn lao động trong thi công đất 162

4.3 An toàn lao động khi thi công bê tông 163

4.4 An toàn lao động khi thi công cốt thép 163

4.5 An toàn lao động khi thi công cốp pha 164

Phụ lục 1 165

Phụ lục 2 167

Phụ lục 3 180

Phụ lục4 185

Phụ lục 5 193

TÀI LIỆU THAM KHẢO 192

TÓM TẮT LUẬN VĂN

ĐỀ TÀI: CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI QUẬN 6, TP HCM

Công trình cao ốc Tân Thịnh Lợi có 18 tầng trong đó có 1 tầng hầm,17 tầng nổi

Thực hiện tự động hóa thiết kế bằng các chương trình tính toán (viết bằng ngôn ngữ VBA) theo TCXDVN 356:2005

o Chương trình tính toán cột bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên (đọc kết quả phân tích từ file nội lực xuất ra từ Etabs) theo 2 phương pháp: theo tài liệu của GS Nguyễn Đình Cống đưa ra

o Excel tính toán cốt đai cho dầm, cột theo tiêu TCXDVN 356:2005, TCXDVN197:1998

o Chương trình tính toán cốt thép cho vách (đọc kết quả phân tích xuất

ra từ Etabs) theo phương pháp phần tử biên chịu mô men (phần tử giữa có chịu nén)

 PHẦN NỀN MÓNG:

Tính toán móng cọc khoan nhồi, cọc ép BTCT cho cột

- Thực hiện tự động hóa thiết kế bằng các hàm Excel tự lập theo TCXD 205:1998 và TCXD 198:1997:

o Excel tính toán móng đơn

 PHẦN THI CÔNG:

Thiết kế, lập biện pháp thi công, tổ chức đào đất

Biện pháp kỹ thuật va tổ chức thi công móng

Lập tiến độ và nhân lực công tác đào đất, và thi công phần ngầm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN :KẾT CẤU XÂY DỰNG

-oOo -

PHẦN I KIẾN TRÚC (10%) Nội dung:

Chương 1 Giải pháp kiến trúc

1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình

Trong những năm gần đây, dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày càng nhiều ,trong khi đó quỹ đất của thành phố có hạn ,chính vì vậy mà giá đất ngày càng leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng nhà sinh sống ,đặc biệt là cán bộ công nhân ,viên chức nhà nước và người có thu nhập thấp

Để giải quyết vấn đề cấp thiết này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng là hợp lý nhất

Bên cạnh đó ,cùng với sự đi lên của nền kinh tế của Thành phố và tình hình đầu tư của nước ngoài vào thị trường ngày càng mở rộng ,đã mở ra một triển vọng thật nhiều hứa hẹn đối với việc đầu tư xây dựng các cao ốc dùng làm văn phòng làm việc ,các khách sạn cao tầng ,các chung cư cao tầng , với chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của mọi người dân

Nhằm giải quyết các yêu cầu và mục đích trên ,CÔNG TY MAY TOÀN THẮNG

đã nghiên cứu và xây dựng CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI ,là một cao ốc hiện đại ,đầy đủ

tiện nghi ,cảnh quan đẹp , thích hợp cho sinh sống ,giải trí và làm việc Cao ốc được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao ,đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho một cộng đồng dân cư sống trong đó

2.giới thiệu công trình

Tên công trình: CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI

2.1Vị trí xây dựng công trình

Vị trí xây dựng :đường Bà Hom ,quận 6,thành phố Hồ Chí Minh

Công trình được xây dựng ở nội thành thành phố Hồ Chí Minh Được xây dựng trên một diện tích đất khoảng 3200m2, công trình là một toà nhà cao 18 tầng , toà nhà là một quần thể kiến trúc khang trang và thuận lợi cho nhu cầu sinh hoạt cũng như giải trí của người dân trong khu vực Toà nhà cùng với các khu nhà cao tầng khác chắc chắn sẽ tạo nên một quần thể kiến trúc mới của thành phố mang dáng vẻ công nghiệp, hiện đại, phù hợp với lối sống mới hiện nay ở nước ta

Công trình nằm trong quy hoạch tổng thể, phù hợp với cảnh quan đô thị và có mối liên hệ chặt chẽ với các công trình xung quanh, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống giao thông, điện, nước, thông tin liên lạc và an ninh

Hình 1.1-Phối cảnh Cao ốc TÂN THỊNH LỢI

Hình 1.2-Vị trí công trình

2.2 Qui mô công trình

Công trình 16 tầng và một tầng hầm, cao 57.5m gồm các văn phòng, phòng quản lý, các khu kinh doanh, khu giữ trẻ,… và các căn hộ chung cư cao cấp :

- Tầng hầm cao 3,0m là nơi đậu xe máy và xe hơi cho dân cư sinh sanh trong cao

ốc, nơi tập trung vận chuyển rác ra khỏi cao ốc, làm vị trí đặt bể nước ngầm ,hầm phân tự hoại

- Tầng 1 cao 2,9m là khu vực cho những hộ kinh doanh, nhà trẻ, có nhà để xe cho khách, các sân chơi và sảnh rộng

- Tầng lửng cao 2,6 m là nơi đặt những phòng quản lý cao ốc, văn phòng nhà trẻ và các hộ

- Tầng 2-15 cao 3,4 m là nơi đặt các căn hộ dành cho những người có thu nhập tương đối khá ,mỗi tầng có 6 căn hộ ,2 căn hộ A diện tích khoảng 146 m2,2 căn hộ

C có diện tích khoảng 90 m2,2 căn hộ B có diện tích khoảng 137 m2 Bố trí các phòng trong căn hộ cũng như bố trí các căn hộ trong 1 tầng vừa đảm bảo tính riêng

tư của người sử dụng xong vẫn có sự liên hệ cần thiết phù hợp với truyền thống của người Việt Nam

- sân thượng cao 2,7 m là nơi đặt phòng kỹ thuật và có hồ nước mái

3.Các giải pháp kiến trúc công trình

3.1.Giải pháp mặt bằng

Công trình có tổng diện tích xây dựng khoảng 645m2, có kích thước 30.5x21 m Mặt bằng công trình được bố trí đối xứng tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí giao thông trong công trình, đồng thời có thể làm đơn giản hoá trong các giải pháp về kết cấu của công trình Mặt khác, mặt bằng các tầng được bố trí không thay đổi nhiều do đó không làm thay đổi trọng tâm cũng như tâm cứng của nhà trên các tầng

Tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng của công trình: L/B = 30.5/21 = 1,45

Tận dụng triệt để diện tích đất xây dựng và sử dụng công trình hợp lý

Giao thông trên mặt bằng của các sàn tầng được thực hiện thông qua hệ thống sảnh hành lang chung

Công trình có hai buồng thang máy và hai cầu thang bộ phục vụ cho việc giao thông theo phương đứng Hệ thống giao thông này kết hợp với hệ thống sảnh hành lang của các sàn tầng tạo thành nút giao thông đặt tại trọng tâm của công trình

3.2.Giải pháp mặt đứng

Công trinh có chiều cao 57,5m ,có 18 tầng ,hình dáng cân đối

Mặt đứng công trình được tổ chức theo kiểu khối đặc chữ nhật, kiến trúc đơn giản phát triển theo chiều cao mang tính bề thế, hoành tráng

Cả bốn mặt công trình đều có các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mãng, trang trí độc đáo cho công trình

4.Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình

4 1Hệ thống chiếu sáng

Hầu hết các căn hộ, các phòng làm việc được bố trí xung quanh lõi cứng cầu thang,

có mặt thoáng không gian tiếp xúc bên ngoài lớn nên phần lớn các phòng đều sử dụng được nguồn ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài công trình

Ngoài ra hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ được những chổ cần được chiếu sáng

4.3.Hệ thống cấp thoát nước

 Cấp nước

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

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

 Thoát nước

Thoát nước mưa bằng hệ thống rãnh trên sân thượng theo đường ống kỹ thuật dẫn xuống đất và dẫn ra cống khu vực Đường ống thoát nước đặt dưới đất sử dụng bằng ống PVC chịu áp lực cao Tất cả các ống đi trong hộp kỹ thuật có chỗ kiểm tra, sữa chữa khi

có sự cố

4.4.Phòng cháy chữa cháy

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

Hệ thống báo cháy được đặt biệt quan tâm, công trình được trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy trên mỗi tầng và trong mỗi phòng, có khả năng dập tắt mọi nguồn phát lửa trước khi có sự can thiệp của lực lượng chữa cháy Các miệng báo khói và nhiệt tự động được bố trí hợp lý cho từng khu vực

Để đảm bảo an toàn, công trình còn lắp đặt hệ thống cột thu thu lôi (chống sét) trên mái

5.Đặc điểm về khí hậu

Công trình xây dựng thuộc Quận 6 – Thành phố Hồ Chí Minh, nên chịu ảnh hưởng chung của khí hậu miền Nam Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều

Thời tiết trong năm chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5  11, có gió mùa Đông Nam và Tây Nam Mùa khô từ tháng 12  4, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

 Nhiệt độ : Nhiệt độ trung bình của vùng là 270C

- Nhiệt độ cao nhất vào tháng 4: 390C;

- Thịnh hành trong mùa mưa là gió Tây Nam chiếm 66%

6.Các chỉ tiên kinh tế kỹ thuật

Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những trung tâm kinh tế, văn hoá, chính

trị-xã hội của cả nước Những năm gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế luôn ở mức độ cao

Cùng với nó mật độ dân số ngày càng tăng nhanh để đáp ứng nhu cầu về nhân lực cho sự phát triển đó

Vì vậy, việc xây dựng CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI có đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật nêu trên là hoàn toàn hợp lí và hết sức cần thiết nhu cầu về nhà ở hiện tại cũng như trong tương lai

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN :KẾT CẤU XÂY DỰNG

-oOo -

PHẦN II KẾT CẤU (70%)

Nhiệm vụ:

- Thiết kế phần thân:

+ Thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

+ Thiết kế vách thang máy

+ Thiết kế bể nước ngầm

+ Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép khung trục 2

+ Thiết kế dầm dọc khung trục B

- Thiết kế phần ngầm:

+ Thiết kế móng cọc bê tông cốt thép đúc sẳn

+ Thiết kế móng cọc khoan nhồi

Chương 1 Lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Giải pháp về vật liệu

- Nhà cao tầng thường sử dụng vật liệu kim loại hoặc bê tông cốt thép

- Công trình làm bằng thép hoặc các kim loại khác có ưu điểm là độ bền tốt, công trình nhẹ nhàng đặc biệt là tính dẻo lớn Do đó công trình này khó bị sụp đổ hoàn toàn khi có chấn động địa chất xảy ra

- Nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối là khó khăn, mặt khác giá thành của công trình xây dựng bằng thép cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là tốn kém đặc biệt với môi trường khí hậu ở nước ta Kết cấu nhà cao tầng bằng thép chỉ thực sự có hiệu quả khi nhà có yêu cầu

về không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà rất lớn ở Việt Nam chúng ta hiện nay chưa có công trình nhà cao tầng nào được xây dựng bằng thép hoàn toàn do điều kiện kỹ thuật, kinh tế chưa cho phép hay do điều kiện khí hậu khống chế

- Kết cấu bằng BTCT thì công trình nặng nề hơn, do đó kết cấu móng phải lớn Tuy nhiên kết cấu BTCT khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép: Kết cấu BTCT tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo tốt của thép bằng cách đặt

nó vào vùng kéo của bê tông

- Từ những phân tích trên ta chọn vật liệu cho kết cấu công trình bằng BTCT Dự kiến các vật liệu xây dựng chính sử dụng như sau:

a.Bê tông :

- Công trình được sử dụng bê tông Bê tông B25 cho tất cả các cấu kiện kết cấu bao gồm cột, dầm sàn và vách với các chỉ tiêu như sau :

+ Khối lượng riêng :  2,5( /T m3)

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén : R b 14,5MPa14,5.10 (3 kN m/ 2)

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: R bt 1,05MPa1,05.10 (3 kN m/ 2)

+ Hệ số làm việc của bê tông : b 1

+ Mô đun đàn hồi : E b 30.103MPa30.10 (6 kN m/ 2)

- Bê tông cấp độ bền B25, phụ gia chống thấm cho bản sàn và vách tầng hầm

- Bê tông cấp độ bền B25 cho cấu kiện đài và giằng móng

b.Cốt thép :

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

- Thép gân AIII  10:

+ Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc :

Mọi loại vật liệu sử dụng đều phải có nguồn gốc xuất xứ, có qua thí nghiệm kiểm định để xác định cường độ thực tế cũng như các chỉ tiêu cơ lý khác và độ sạch Khi đạt tiêu chuẩn thiết kế mới được đưa vào sử dụng

1.2 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu

1.2.1 Lựa chọn hệ khung chịu lực

- Hệ kết cấu khung – vách kết hợp tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng

- Qua phân tích trên với quy mô công trình 18 tầng có tổng chiều cao 55.8 m, chọn hệ

kết cấu khung - vách cứng kết hợp Trong đó vách cứng là hệ thống lõi thang máy,thang

bộ Hệ thống khung bao gồm cột và dầm bố trí quanh chu vi nhà

1.2.2 Giải pháp móng cho công trình.

- Vì công trình là nhà cao tầng nên tải trọng truyền xuống móng sẽ rất lớn, mặt khác

do chiều cao lớn đòi hỏi có độ ổn định cao mới chịu được tải trọng ngang (gió, động đất)

Vì vậy phương án móng sâu là duy nhất phù hợp để chịu được tải trọng từ công trình truyền xuống Theo báo cáo địa chất công trình (xem phần thiết kế móng) và tính chất của công trình, ta có thẻ sử dụng phương án kết cấu móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc phương án kết cấu móng cọc khoan nhồi Ta cần có tính toán cụ thể cho từng phương án , sau đó so sánh các điều kiện kinh tế kĩ thuật để chọn ra phương án tối ưu nhất

S7 S8

1.3.1.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau:

trong đó:

md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;

md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp;

md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp;

md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ;

ld - nhịp dầm

Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau:

Bảng 1.1-Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm tầng điển hình

Loại dầm Kí hiệu Số lượng

Nhịp dầm

1( 



1.3.2 Chọn chiều dày bản sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau:

s s

D : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng (0.8-1.4)

ms = 30 † 35 :đối với bản loại dầm

ms = 40 † 45 :đối với bản kê bốn cạnh

l : nhịp cạnh ngắn của ô bản

Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 6cm

Chọn ô sàn S2(3.75m x 7.0m) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn:

= 1 3.75

35 = 0.107m=10.7cm

Vậy chọn hs = 12cm cho toàn sàn nhằm thỏa mãn truyền tải trọng ngang cho các kết cấu đứng và thuận tiện cho thi công Riêng sàn tầng hầm, ram dốc chọn dày 20cm, bản thang dày 10cm

Bảng 1.2-Kích thước các ô sàn

Kí hiệu Số

lượng

Cạnh dài l2 (m)

Cạnh ngắn l1 (m)

Diện tích (m2)

Tỷ số l2/l1 Loại sàn

D h

s

1.3.3.Kích thước vách cứng thang máy ,thang bộ

Theo "TCXD 198-1997 Nhà cao tầng- Thiết kế BTCT toàn khối " , độ dày của vách

không nhỏ hơn 150 mm và 1/20 chiều cao tầng nhà

Chiều dày lõi cầu thang máy:

Các hệ vách chịu lực khác được chọn sơ bộ theo định hình kiến trúc

1.3.4.Chọn kích thước tiết diện cột

hi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

ptc : tải trọng tiêu chuẩn

np : hệ số độ tin cậy

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2

n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.4:

Bảng 1.4: Hoạt tải tác dụng lên sàn

(m)

L2 (m)

ptc (daN/m2) n

ptt (daN/m2)

c Tải tường xây trên sàn

Bảng 1.5: Tĩnh tải do tường xây trên sàn

Tầng Khu vực Ltường

(m)

dtường (m)

H tường (m)

Trừ cửa

Sphòng (m2)

gtường (daN/m2)

Tầng 2

đến

tầng 15

Căn hộ loại A 22,42 0,1 3,23 0,9 61,32 191,32 Căn hộ loại B 36,40 0,1 3,23 0,9 79,52 239,52 Căn hộ loại C 33,6 0,1 3,23 0,9 68,22 257,72

Lấy giá trị lớn nhất gtường = 257,72 daN/m2, để tính cho tất cả các ô sàn

1.3.4.2 Lựa chọn sơ bộ kích thước cột

Công thức xác định sơ bộ tiết diện cột:

b

N

A k R



Trong đó:

A: diện tích tiết diện cột

N: Lực nén được tính toán gần đúng theo công thức: N m q F s s

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

s

m : số sàn phía trên tiết diện đang xét

q: tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn, gồm: tải trọng thường xuyên, hoạt tải trên bản sàn, trọng lượng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn

qs= qs+qt+ ptt

qs : tải trọng bản thân sàn qs=477,8 (daN/m2)

qt : tải do tường xây trên sàn qt=257,72 (daN/m)

ptt : hoạt tải sàn ptt=360 (daN/m2)

Ngoài ra còn có tải dầm chính và dầm phụ truyền vào :

qdc : tải dầm chính trong ô sàn đó (daN/m)

qdp : tải dầm phụ trong ô sàn (daN/m)

Rb Cường độ chịu nén của bê tông cột R  145 kG/cm b 2 = 1450000 (daN/m2 )

Chọn sơ bộ tiết diện cột là 0.4x0.8 với Ac=0.32 m2

Kiểm tra điều kiện về độ mảnh cột:

Kiểm tra điều kiện về độ mảnh cột:

Chọn sơ bộ tiết diện cột là 0.6x0.9m với Ac=0.54m2

Kiểm tra điều kiện về độ mảnh cột:

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định

Để tránh lãng phí vật liệu cứ lên cao 6 tầng thay đổi tiết diện cột 1 lần (lượng thay đổi là giảm 1 bên 10cm)

Ta có bảng thống kê tiết diện cột

Bảng 1.6- Tiết diện cột sơ bộ

Chương 2 Tính toán sàn tầng điển hình

Hình 2.1-Mặt bằng phân chia các ô sàn tầng điển hình

2.1.Kích thước sơ bộ

Với hệ dầm đã chọn ơ chương trước ,bản sàn được chia thành các ô bản nhỏ hơn Dựa vào kích thước ô bản lớn nhất trên mặt bằng là bản S2(3.75x7.0)và công năng của công trình (chung cư),chọn chiều dày của sàn tầng điển hình là 120mm

S7 S8

Cạnh ngắn L1 (m)

Diện tích (m2)

Tỷ số L2/L1 Loại sàn

gi - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i

hi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

kết quả tính tốn được trình bày ở bảng 2.3

Bảng 2.3-Tĩnh tải sàn

STT Các lớp

cấu tạo gi (daN/m

3) hi (m) ni gitc (daN/m2)

ptc - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3.2

np - hệ số độ tin cậy

Vữa trát dày 1.0cmBản BTCT dày 12cmVữa lót dày 3cmGạch ceramic dày 1cm

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2

n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.4:

Bảng 2.4- Hoạt tải tác dụng lên sàn

(m)

L2 (m)

ptc (daN/m2) n

ptt (daN/m2)

2.2.3.Trọng lượng tường xây trên sàn

Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản

mang tình chất gần đúng ) Tại vị trí tường xây sẽ có gia cường cốt thép theo hai phương

Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải ( trừ đi 10% diện tich lỗ cửa ),được tính theo

Bảng2.5-Trọng lượng tường xây trên các ô sàn

Kí hiệu Công năng dt(m) lt(m) ht(m) tc

t

g (daN/m3 ) S(m2) qd

t

g (daN/m2) S1 PN,VS,SHC 0.1 2.8 3.23 1800 14.63 100.2 S2 PN,VS,SHC 0.1 8.53 3.23 1800 26.25 170 S3 PN,VS,SHC 0.1 7.35 3.23 1800 22.75 169.1

S5 PN,VS,SHC 0.1 7.9 3.23 1800 18.75 220.47 S6 PN,VS,SHC 0.1 7.16 3.23 1800 16.25 230.49

Theo bảng 2.2 thì các ô sàn S3,S4,S8,S9,S10 là bản làm việc 1 phương

Các giả thiết tính toán:

- Các ô bản loại dầm được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bản kế cận

- Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

- Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tính

- Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

a Xác định sơ đồ tính

Xét tỉ số để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm Theo đó:

> 3 => Xem bản sàn liên kết ngàm với dầm

 3 => Xem bản sàn liên kết khớp với dầm

Trong đó : tt tt tt tt

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.7

Bảng 2.7-Nội lực trong các ô bản một phương

Ô

Sàn

Tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng Mô men

tt s

g

(daN/m2)

tt t

- Cốt thép trong bản sàn được tính toán theo chỉ dẫn của TCVN 365:2005

- Trình tự tính toán ô bản loại dầm được tính toán như cấu kiện chịu uốn

- Giả thiết tính toán :

a=20(mm) khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo

h0:chiều cao có ích của tiết diện ,h0=hs-a=120-20=100(mm)

b:bề rộng tính toán của dải bản

- Diện tích cốt thép được tính theo công thức sau:

0

b s

s

R bh A

    ,giá trị nằm trong khoảng 0.3%    0.9%

Kết quả tính được trình bày trong bảng 1.1 xem phụ lục 1,trang 167

2.3.2.Tính các ô bản 2 phương

Theo bảng 2.2 thì các ô bản S1,S2,S5,S6,S7 là các ô bản làm việc hai phương

Các giả thiết tính toán :

Các ô bản loại bản kê bốn cạnh tính toán như ô bản đơn ,không xét đến ảnh hưởng của các

ô bản kế cận

Các ô bản được tính theo sơ đồ đán hồi

Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán

Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

a.Xác định sơ đồ tính

-Xét tỉ số để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm Theo đó:

> 3 => Xem bản sàn liên kết ngàm với dầm

 3 => Xem bản sàn liên kết khớp với dầm

-Sơ đồ tính bản sàn 2 phương được lập thành bảng 1.2,xem phụ lục 1 ,trang 164

b.Xác định nội lực

Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản để tính nội lực ,sơ đồ làm việc coi là ngàm ở hai đầu.Do các cạnh ô bản liên kết ngàm với dầm nên chúng thuộc

ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Hình 2.3-Sơ đồ tính bản kê bốn cạnh có liên kết bốn cạnh là ngàm

-Trình tự tính toán nội lực trong các ô bản như sau:

+ Mô men dương lớn nhất ở giữa bản :

Kết quả nội lực trong các ô sàn được thể hiện trong bảng 2.10

Bảng 2.10-Bảng nội lực trong các ô sàn hai phương

Cốt thép trong bản sàn được tính toán theo chỉ dẫn của TCXDVN 365:2005

Giả thiết tính toán :

- a=20(mm) khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo

- h0:chiều cao có ích của tiết diện ,h0=hs-a=120-20=100(mm)

- b:bề rộng tính toán của dải bản

Diện tích cốt thép được tính theo công thức sau:

0

b s

s

R bh A

giá trị  nằm trong khoảng 0.3%    0.9%

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 1.3,xem phụ lục 1 trang 166

2.4.Kiểm tra độ võng cho sàn

Kiểm tra cấu kiện theo trạng thái giới hạn II bao gồm 2 việc :đảm bảo độ võng của cấu kiện không vượt quá giới hạn cho phép cũng như không hình thành và mở rộng khe nứt quá lớn

Theo chỉ dẫn trong TCXDVN 356:2005,trong quá trình tính toán trạng thái giới hạn II tải trọng được sử dụng để tính toán là tải trọng tiêu chuẩn

Trong phần này ,độ võng của sàn sẽ được xác định bằng 2 phương pháp :phương pháp đàn hồi và phương pháp dẻo

Ta sẽ tiến hành xác định độ võng của ô bản lớn nhất đó là ô bản S2(3.75x7.0)m2 được xác định theo cả 2 phương pháp trên để kiểm tra độ võng sàn

L L :chiều dài 2 cạnh của ô bản

:độ võng của bản tính theo phương pháp đàn hồi

Áp dụng tính cho ô sàn S2 như sau:

2 2

142.8 7.0

0.0013 1000 2.06( )4419

a.Kiểm tra nứt cho sàn

Xem sàn làm việc như tiết diện chứ nhật ,trình tự tính toán sự hình thành vết nứt như sau :

Vì sàn làm việc như cấu kiện chịu uốn ,nên khi so sánh mo men uốn tại giữa nhịp M với Mcr:

+Nếu M M crthì tại tiết diện giữa nhịp không hình thành khe nứt ,lúc này không cần tính

Áp dụng tính cho ô sàn S2 như sau :

210000

730000

1.448 10

2.454 10 ( ) 0.12 0.061

2.454 10

2.012 10 ( ) 0.122

red red

4 1

0.0128( ) 1.28 10 ( ) (1 0.01 14.5) 3000000 1.445 10

2.4.3.So sánh kết quả tính toán độ võng của bản theo 2 phương pháp

Kết quả tính toán độ võng tại giữa nhịp của ô bản S2 theo phương pháp đàn hồi(2.06mm) nhỏ hơn theo phương pháp dẻo (3.75mm),tuy nhiên giá trị này vẫn nhỏ hơn độ võng cho phép của sàn 3750 9.375( )

L

f    mm

2.5.Kiểm tra khả năng chịu uốn của sàn

- Ta chọn ô sàn lớn nhất để kiểm tra khả năng chịu cắt :ô sàn S2 có kích thước lớn nhất S2(7000mmx3750mm)

- Cắt bản sàn ra dải có bề rộng theo phương cạnh ngắn b 1000(mm)để tính toán khả năng

chịu cắt của sàn Bản sàn rộng 1000(mm) dài 7000(mm) coi như dầm chịu uốn

- Đặc trưng tiết diện

0

1000( ); 120( )100( )

-Vậy tại giữa sàn :M g  438.045 10 ( x 4 N mm) M gh  7.1050 10 ( x 6 N mm),

đảm bảo khả năng chịu uốn

2.6.Bố trí thép

2.6.1.Khoảng cách lớp bảo vệ

abv là khoảng cách từ mép BT đến đáy cốt thép

abv = 1 cm đối với h  10 cm

abv = 1,5 cm đối với h > 10 cm

 Khoảng cách từ mép bêtơng đến trọng tâm cốt thép a :

a=abv+d1/2=15+8/2=19(mm).Đã chọn a=20(mm)

(ho = h – a=120-20=100 mm)

Đối với cốt thép chịu momen dương thì a của 2 phương khác nhau Do momen cạnh ngắn lớn hơn momen cạnh dài nên người ta thường đặt thép cạnh ngắn nằm dưới để tăng ho

- Cốt thép phân bố đặt vuơng gĩc với cốt chịu lực

- Cốt thép phân bố khơng ít hơn 10% cốt chịu lực nếu l2/l1  3; khơng ít hơn 20% cốt chịu lực nếu l2/l1 < 3 Khoảng cách các thanh a = 250 – 300 mm (a 350mm), đường

kính cốt thép phân bố  đường kính cốt thép chịu lực.Cốt phân bố cĩ tác dụng:

+ Chống nứt do bêtơng co ngĩt

+ Cố định cốt chịu lực

+ Truyền tải sang vùng xung quanh tránh tập trung ứng suất

+ Chịu ứng suất nhiệt

+ Cản trở sự mở rộng khe nứt

Chiều dài thép mủ:

Tại vùng giao nhau để tiết kiệm cĩ thể đặt 50% As của mỗi phương nhưng khơng ít hơn 3

thanh/1m dài

Cốt thép sau khi tính tốn được thể hiện ở bản vẽ : KC02

d (đường kính lớp trên)2

d (đường kính lớp dưới)1

L1

L2 L14

L2 4

Chương 3 Xác định tải trọng tác dụng và nội lực kết cấu 3.1.Trọng lượng bản thân

Trọng lượng bản thân của các cấu kiện BTCT có trong sơ đồ tính được Etabs tự xác định với hệ số vượt tải 1.1; trọng lượng riêng  2500(daN m/ 3)

Riêng áp lực ngang tĩnh của đất tác dụng vào vách tầng hầm (dày 200mm)

3.2 Trọng lượng các lớp hoàn thiện

Bảng 3.2-Trọng lượng các lớp hoàn thiện

Tầng Các lớp cấu tạo Chiều dày

(m)

Trọng lượng riệng (daN/m3)

Hệ số tin cậy

Trọng lượng các lớp hoàn thiện trên cầu thang, ram dốc lấy bằng 130 daN/m2

3.3Trọng lượng tường xây

a.Tường xây trên sàn

Tường xây trên sàn được quy thành tải phân bố đều trên sàn (daN/m2)

Bảng 3.3- Tĩnh tải do tường xây trên sàn

Tầng Khu vực Ltường

(m)

dtường (m)

H tường (m)

Trừ cửa

Sphòng (m2)

gtường (daN/m2)

Tầng 2

đến

tầng 15

Căn hộ loại A 22.42 0.1 3.23 0.9 61.32 191.32 Căn hộ loại B 36.40 0.1 3.23 0.9 79.52 239.52 Căn hộ loại C 33.6 0.1 3.23 0.9 68.22 257.72

b.Tường xây trên dầm

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

Bảng 3.4-Tĩnh tải do tường xây trên dầm

Trừ cửa

gtường

(daN/m)

Tường gạch ống dày 200 có cửa 1800 0.2 3.23 0.8 930.24 Tường gạch ống dày 200 không có cửa 1800 0.2 3.23 1 1162.8 Tường lan can sân thượng cao 1.5m 1800 0.2 1.5 1 540

3.4 Hoạt tải

Tải trọng phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 như sau:

ptt = ptc.np trong đó:

ptc - tải trọng tiêu chuẩn

np - hệ số độ tin cậy

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2

n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Bảng 3.5- Hoạt tải tác dụng trên sàn, mái, cầu thang, ram dốc…

Hoạt tải sử dụng trên sàn, mái, cầu thang,ram dốc,…

3.5.1.Thành phần tĩnh

Gồm 2 phương X và Y (phương ngang nhà và dọc nhà)

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: W W n k C i  0  i

Trong đó: