CHUNG CƯ 11 TẦNG-CỔ NHUẾ-TỪ LIÊM-HÀ NỘI

Hệ thống kết cấu cần đợc bố trí làm sao để trong mỗi trờng hợp tải trọng sơ đồ làm việc củacác kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền một cách mau chóng nhất tới móng công trình.. Kết luận:

Đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

khoá 2005-2010

Đề tài: chung c 11 tầng-cổ nhuế-từ liêm-hà nội

Phần kiến trúc

1 Phần phụ lục 283 2

2 i-phần kiến trúc 3

1 giới thiệu công trình 3

3 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình: 4

4 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn: 4

5 Giải pháp kết cấu : 5

ii-phần kết cấu 6

phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng 6

1 Lựa chọn vật liệu 6

2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu 6

3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 6

4 Tải trọng 9

5 Nội lực và chuyển vị : 9

6 Tổ hợp và tính cốt thép: 9

Phần 2: xác định sơ bộ kết cấu công trình 10

1 Chọn kích thớc sàn 10

2 Chọn sơ bộ kích thớc dầm: 10

3 Chọn sơ bộ kích thớc cột : 11

4 Chọn sơ bộ kích thớc lõi thang máy: 14

Phần 3: tải trọng và tác động 15

1 Xác định tĩnh tải 15

2 hoạt tải 20

3 Xác định tải trọng gió 20

1 Tải trọng nhập vào: 23

2 tính toán cốt thép cho các cấu kiện 25

Phần 6: tính toán cốt thép cho các cấu kiện khung k-f 27

1 Tính cột khung K-F 27

2 Tính toán dầm khung K-f 34

Phần 5: Tính toán lõi thang máy 42

1 Các phơng pháp tính toán 42

2 Tính thép cho lõi thang máy 45

3 Tính thép cho vách trục 5 45

TíNH toán SàN TầNG ĐIểN HìNH 54

1 Vật liệu dùng: 54

2 Sơ đồ tính: 54

3 Phân loại các ô sàn: 55

4 Tải trọng tác dụng lên sàn 57

5 Tính toán các ô sàn 59

ph ần 3: Tính toán cầu thang bộ 74

1 Lựa chọn giải pháp kết cấu của cầu thang: 74

2 Mặt bằng kết cấu cầu thang 75

3 Chọn vật liệu: 75

4 Chọn sơ bộ kích thớc các bộ phận cầu thang: 75

5 Tính toán bản thang 76

6 Tính toán bản chiếu nghỉ: 78

7 Tính toán cốn thang 81

8 Tính toán dầm chiếu nghỉ: 83

9 Tính toán dầm chiều tới: 86

1 thiết kế bể nớc máI : 90

2 đánh giá đặc điểm công trình 114

3 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn: 115

4 Lựa chọn giải pháp nền móng 122

5 thiết kế cọc khoan nhồi 123

iV - PHầN THI CÔNG 146

Phần i - Giới thiệu công trình 146

1 Vị trí xây dựng công trình 146

2 Phơng án kiến trúc, kết cấu, móng công trình 146

3 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văno 146

4 Công tác chuẩn bị trớc khi thi công 148

Phần ii - Thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công 151

A Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công 151

I Thi công phần ngầm 151

1 Lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi 151

2 Lập biện pháp thi công đất 170

3 Lập biện pháp thi công móng, giằng móng 184

II Thi công phần thân 198

1 Giải pháp công nghệ 198

2 Tính toán côp pha, cây chống 208

3 Công tác cốt thép, côp pha cột, dầm, sàn 219

4 Công tác bê tông cột, dầm, sàn 221

5 Công tác bảo dỡng bê tông 222

6 Tháo dỡ côp pha 224

7 Sửa chữa khuyết tật trong bê tông 225

B Thiết kế tổ chức thi công 227

I Mục đích và ý nghĩa của thiết kế tổ chức thi công 227

1 Mục đích 227

2 ý nghĩa 227

II Yêu cầu, nội dung và những nguyên tắc chính trong thiết kế tổ chức thi công 227

1 Yêu cầu 227

2 Nội dung 227

3 Những nguyên tắc chính 227

III Lập tiến độ thi công công trình 228

1 ý nghĩa của tiến độ thi công 228

2 Yêu cầu và nội dụng của tiến độ thi công 228

3 Lập tiến độ thi công 228

IV Lập tổng mặt bằng thi công 235

1 Cơ sở để tính toán 235

2 Mục đích 235

3 Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 235

Phần 3 – An toàn lao động và vệ sinh môi tr ờng 244

1 An toàn lao động 244

2 Vệ sinh môi trờng 248

1 Phần phụ lục

283

đất nớc hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại và đáp ứng nhu cầu ở của ngời dân thủ đô cho nên sự đầu t xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng , các khu dân c đã xuống cấp là rất cần thiết để giải quyết nhu cầu ở của ngời dân cũng nh thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tơng xứng với tầm vóc thủ đô của một đất nớc.

Công trình đợc Xây dựng tại vị trí thoáng và đẹp, tạo nên sự hài hoà, hợp lý cho tổng thể khu chung c

Tầng 211 là dùng bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

2.4 Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình:

2.4.1 Giải pháp mặt bằng :

Công trình có kích thớc theo 2 phơng 33ì31,2 m Mặt bằng công trình đợc bố trí mạch lạc Hệ thống giao thông đứng bao gồm 2 thang máy, 2 cầu thang bộ, phục vụ cho dân c sinh sống trong công trình …

Mặt bằng công trình đợc tổ chức nh sau:

Tầng hầm có chiều cao 3 m dùng làm chỗ để xe đạp, xe máy và xe ôtô

Tầng 1 có chiều cao 4 m đợc bố trí các phòng dịch vụ

Tầng 2 – 11 chiều cao tầng 3,2 m: mỗi tầng bố trí 7 căn hộ:

Căn hộ A1: diện tích 115,15 m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung, 2 phòng ngủ, 3phòng

Căn hộ A6 : diện tích 70,16 m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung, 2 phòng ngủ, 1 phòng

vệ sinh, 1 kho,1 ban công

Căn hộ A7 : diện tích 76,98 m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung, 2 phòng ngủ, 2 phòng

vệ sinh, 1 lô gia

Khu vệ sinh đợc bố trí cho từng căn hộ riêng biệt Hộp kỹ thuật bố trí trong khu WC để thu nớc thải ở các tầng xuống

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

Công trình với hình khối kiến trúc đợc thiết kế theo kiến trúc hiện đại tạo nên từ các khối lớn kếthợp với kính và màu sơn tạo nên vẻ đẹp của công trình

3 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình:

3.1 Hệ thống chiếu sáng:

Các phòng ở, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều đợc tận dụng hết khả năng chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài

Mặt khác công trình có giếng thông tầng lấy ánh sáng từ trên đỉnh nhà xuống, tạo cảm giác có

ánh sáng tự nhiên cho ngời sống trong các căn hộ

Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng đợc bố trí sao cho có thể phủ hết đợc những điểm cần chiếu sáng

3.4.1 Hệ thống cấp nớc sinh hoạt:

Nớc từ hệ thống cấp nớc chính của thành phố đợc nhận vào bể ngầm đặt tại chân công trình.Nớc đợc bơm lên bể nớc trên mái công trình Việc điều khiển quá trình bơm đợc thực hiện hoàntoàn tự động

Nớc từ bồn trên trên phòng kỹ thuật theo các ống chảy đến vị trí cần thiết của công trình.3.4.2 Hệ thống thoát nớc và sử lý nớc thải công trình:

Nớc ma trên mái công trình, trên ban công, logia, nớc thải của sinh hoạt đợc thu vào sênô và

đa về bể xử lý nớc thải, sau khi xử lý nớc thoát và đa ra ống thoát chung của thành phố

3.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy:

3.5.1 Hệ thống báo cháy:

Thiết bị phát hiện báo cháy đợc bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng Mạng lới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện đợc cháy, phòng quản lý, bảo vệnhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

3.5.2 Hệ thống cứu hoả:

Nớc: Đợc lấy từ bể nớc xuống, sử dụng máy bơm xăng lu động và các hệ thống cứu cháy khác

nh bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng

Thang bộ: Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập.Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng đợc thiết

kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt

4 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn:

Công trình nằm ở thành phố Hà nội, nhiệt độ bình quân hàng năm là 27c chênh lệch nhiệt độgiữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa ma và mùa khô Mùa ma từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80% Hai hớng gió chủ yếu là gió Tây-Tây nam,

B¾c-§«ng B¾c.Th¸ng cã søc giã m¹nh nhÊt lµ th¸ng 8, th¸ng cã søc giã yÕu nhÊt lµ th¸ng 11.Tèc

ii-phần kết cấu

phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng

Vật liệu xây cần có cờng độ cao, trọng lợng nhỏ, khả năng chống cháy tốt

Nhà cao tầng thờng có tải trọng rất lớn nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm đ

-ợc đáng kể tải trọng cho công trình kể cả tải trọng đứng cũng nh tải trọng ngang do lực quán tính.Vật liệu có tính biến dạng cao Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịulực thấp

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tải trọng lặp lại (động đất, gióbão)

Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trờng hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bịtách rời các bộ phận của công trình

Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí

Trong điều kiện tại Việt Nam hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc vật liệu thép là các loạivật liệu đang đợc các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

để chống xoắn cho công trình theo phơng đứng

Hệ thống kết cấu cần đợc bố trí làm sao để trong mỗi trờng hợp tải trọng sơ đồ làm việc củacác kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền một cách mau chóng nhất tới móng công trình

Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có cánh mỏng và kết cấu dạng công xon theo phơng ngang vìcác loại kết cấu này dễ bị phá hoại dới tác dụng của động đất và gió bão

2.2 Theo phơng đứng :

Độ cứng của kết cấu theo phơng thẳng đứng cần phải đợc thiết kết giảm dần lên phía trên Cần tránh sự thay đổi độ cứng của hệ kết cấu đột ngột (nh làm việc thông tầng hoặc giảm cộtcũng nh thiết kế dạng hẫng chân, dạng giật cấp )

Trong trờng hợp đặc biệt nói trên ngời thiết kế cần phải có biện pháp tích cực làm cứng thân hệkết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu

3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu.

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và hồ sơ kiến trúc

Căn cứ vào tải trọng tác dụng (TCVN2737-1995)

Căn cứ vào tiêu chuẩn, chỉ dẫn, tài liệu đợc ban hành

Căn cứ vào cấu tạo bêtông cốt thép và các vật liệu

3.2 Phơng án sàn:

Trong công trình hệ sàn có ảnh hởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựachọn phơng án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Do vậy cần phải có sự phân tích đúng để lựachọn ra phơng án phù hợp với kết cấu của công trình

Ta xét các phơng án sàn sau:

3.2.1 Sàn sờn toàn khối:

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

Không tiết kiệm không gian sử dụng

Nhợc điểm:

Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố tríthêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh đợc những hạn chế do chiều cao dầm chính phảicao để giảm độ võng

3.2.3 Sàn không dầm (sàn nấm):

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm:

Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm đợc chiều cao công trình

Tiết kiệm đợc không gian sử dụng

Dễ phân chia không gian

Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6ữ8 m)

Đợc sự đồng ý của thầy giáo hớng dẫn

Em lựa chọn phơng án sàn sờn toàn khối để thiết kế cho công trình

3.3.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)

Hệ khung lõi chịu lực thờng đợc sử dụng hiệu quả cho các nhà có độ cao trung bình và thật lớn,

có mặt bằng hình chữ nhật hoặc hình vuông Lõi có thể đặt trong hoặc ngoài biên trên mặt bằng

Hệ sàn các tầng đợc gối trực tiếp vào tờng lõi – hộp hoặc hoặc qua các hệ cột trung gian Hệ kếtcấu khung giằng đợc tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thốngvách cứng thờng đợc tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ởcác tờng biên là khu vực có tờng liên tục nhiều tầng Hệ thống khung đợc bố trí tại các khu vực cònlại của ngôi nhà

Hệ kết cấu khung-giằng tỏ ra là kết cấu tối u cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấunày sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng đợc thiết kế cho vùng có động đất ≤ cấp 7

Kết luận:

Qua xem xét các đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểm công trình vàyêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kết cấu khung giằng với vách đ-

ợc bố trí là cầu thang máy

Đặc điểm của hệ kết cấu khung vách:

Kết cấu khung vách là tổ hợp của 2 hệ kết cấu “kết cấu khung và kết cấu vách cứng”.Tận dụngtính u việt của mỗi loại,vừa có thể cung cấp một không gian sử dụng khá lớn đối với việc bố trí mặtbằng kiến trúc lại có tính năng chống lực ngang tốt.Vách cứng trong kết cấu khung vách có thể bốtrí độc lập,cũng có thể lợi dụng vách của giếng thang máy.Vì vậy loại kết cấu này đã đợc sử dụngrộng rãi trong các công trình

Biến dạng của kết cấu khung vách là biến dạng cắt uốn: Biến dạng của kết cấu khung là biếndạng cắt,biến dạng tơng đối giữa các tầng bên trên nhỏ,bên dới lớn Biến dạng của vách cứng làbiến dạng uốn cong ,biến dạng tơng đối giữa các tầng bên trên lớn,bên dới nhỏ Đối với kết cấukhung vách do điều tiết biến dạng của hai loại kết cấu này cùng làm việc tạo thành biến dạng cắtuốn ,từ đó giảm tỉ lệ biến dạng tơng đối giữa các tầng của kết cấu và tỉ lệ chuyển vị của điểm đỉnhlàm tăng độ cứng bên của kết cấu

Tải trọng ngang chủ yếu do kết cấu vách chịu.Từ đặc điểm chịu lực có thể thấy độ cứng chốnguốn của vách lớn hơn nhiều độ cứng chống uốn của khung trong kết cấu khung – vách dới tácdụng của tải trọng ngang Nói chung vách cứng đảm nhận trên 80%,vì vậy lực cắt của tầng mà kếtcấu khung phân phối dới tác động của tải trọng ngang đợc phân phối tơng đối đều theo chiều caomômen uốn của cột dầm tơng đối bằng nhau, có lợi cho việc giảm kích thớc dầm cột ,thuận lợi khithi công

3.4 Phơng pháp tính toán hệ kết cấu.

Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hoá của công trình, đợc lập ra chủ yếu nhằm thực hiện hoá khảnăng tính toán các kết cấu phức tạp Nh vậy với cách tính thủ công, ngời thiết kế buộc phải dùngcác sơ đồ tính toán đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành các phần nhỏ hơn bằng cách

bỏ qua các liên kết không gian Đồng thời sự làm việc của vật liệu cũng đợc đơn giản hoá, cho rằng

nó làm việc trong gian đoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sựphát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhậnphơng pháp tính toán công trình Khuynh hớng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trờng hợp riêng lẻ

đợc thay thế bằng khuynh hớng tổng quát hoá Đồng thời khối lợng tin toán số học không còn làmột trở ngại nữa Các phơng pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới

sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian Về

độ chính xác cho phép và phù hợp với khả năng tính toán hiện nay, đồ án này sử dụng sơ đồ tínhtoán cha biến dạng(sơ đồ đàn hồi)

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc, và các bản vẽ kiến trúc ta thấy kích thớc mặt bằng 2 phơngcủa công trình gần bằng nhau, do vậy ta đi tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung khônggian làm việc theo 2 phơng

Chiều cao các tầng : Tầng 1 cao 4 m Tầng 2 đến tầng mái cao 3,2 m,

Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, trong mỗi ô bản chính có bố trí dầm phụ theo 2 phơngdọc, ngang nhằm đỡ tờng và tăng độ cứng của sàn và giảm chiều dày tính toán của sàn Ngoài ra

ta bố trí các dầm chạy trên các đầu cột, liên kết lõi thang máy và các cột là bản sàn và các dầm

(đ-ợc trình bày rõ hơn ở phần tính toán sàn tầng điển hình)

4.1 Tải trọng đứng

Gồm trọng lợng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái Tải trọng tác dụng lênsàn, kể cả tải trọng các thiết bị, thiết bị vệ sinh… đều qui và tải phân bố đều trên diện tích ô sàn Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tờng bao trên dầm (220mm),tờng ngăn …,coi phân bố đều trên dầm

4.2 Tải trọng ngang:

Gồm tải trọng gió đợc tính theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-95

Tải trọng gió đợc tính toán qui về tác dụng tập trung tại các mức sàn tầng

5 Nội lực và chuyển vị :

Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng chơng trình tính kết cấu ETABS V9.5(Non-Linear)

Đây là một chơng trình tính toán kết cấu rất mạnh hiện nay và đợc ứng dụng khá rộng rãi để tínhtoán kết cấu công trình

Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phơng án tải trọng

Sử dụng chơng trình tự lập bằng ngôn ngữ EXCEL Chơng trình này có u điểm là tính toán đơngiản, ngắn gọn, dễ dàng và thuận tiện khi sử dụng

Trong đó: D = (0,8 ữ 1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1.

m: là hệ số phụ thuộc loại bản

3530

m= ữ với bản loại dầm

4540

Do có nhiều ô bản có kích thớc và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày bản sàn khácnhau, nhng để thuận tiện thi công cũng nh tính toán ta thống nhất chọn một chiều dày bản sàn

( )d

A=Trong đó :

A – Diện tích tiết diện cột

N – Lực nén đợc tính toán gần đúng theo công thức

s

s.q.Fm

N=

fs – diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét

q – tải trọng tơng đơng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng thờngxuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, trọng lợng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trênsàn Để đơn giản cho tính toán và theo kinh nghiệm ta tính N bằng cách ta cho tải trọngphân bố đều lên sàn là q =8 (kN/m2)

Rb – Cờng độ chịu nén của vật liệu làm cột Bêtông cột có cấp bền B25, có

k= ữ : chịu nén đúng tâm

5,12,1

k= ữ : chịu nén lệch tâm

Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh

Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh λđợc hạn chế nh sau:

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.

Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh

Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh λđợc hạn chế nh sau:

l b

Chiều dày lõi cầu thang máy đợc xác định theo công thức sau:

Chọn chiều dày vách cầu thang bộ d=250mm

Phần 3: tải trọng và tác động

1 Xác định tĩnh tải

1.1 tĩnh tải phân bố đều trên một đơn vị diện tích sàn

1.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn mái cos 36 m

1.2 Tĩnh tảI tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang bộ

1.3 Trọng lợng tờng ngăn và tờng bao che

Tờng bao chu vi nhà dày 220, tờng nhà vệ sinh và tờng nội bộ trong các phòng dày 110 đợcxây bằng gạch rỗng có γ = 15 kN/m3

Trọng lợng tờng ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng lên 1 m dài tờng

Chiều cao tờng đợc xác định : ht = H – hd

Trong đó :

ht : Chiều cao của tờng

H : chiều cao của tầng nhà

hd : chiều cao dầm trên tờng tơng ứng

Và mỗi bức tờng cộng thêm 3cm vữa trát ( 2 bên ): có γ = 18kN/m3)

Ngoài ra khi tính trọng lợng tờng 1 cách gần đúng ta coi tờng xây đặc( không trừ đi lỗ cửa vàcác cửa sổ ) Kết quả tính toán khối lợng( kN/m) trên các loại dầm đợc thể hiện qua bảng 4 :

1.3.1 Trọng lợng tờng ngăn phân bố đều lên dầm tầng 1

STT Vật liệu Chiều dày (m) H (m) γ (kN/m3) (kN/m)gtc n (kN/m)gtt

1.3.3 Trọng lợng tờng bao che tầng mái phần bố đều lên dầm biên cốt +36.00m

STT Vật liệu Chiều dày (m) H (m) γ (kN/m3

1.4 áp lực đất lên tờng tầng hầm

Dùng lý thuyết của coulomb để tính toán áp lực chủ động của đất rời lên tờng tầng chắn Đấtphía ngoài tầng hầm là lớp cát pha ,lẫn bụi chảy có γ =20,05kN / m3; gócma sát trong làφ =22 23'o Phía ngoài do có các phơng tiện đi lại nên đợc kể đến tải trọng tác dụng lên tờng chắn Theo tải trọng tiêu chuẩn tác dụng phía ngoài do xe cộ lấy bằng qtc =10kN / m2 Dựa theo phơng pháp tính toán cơ học đất ta coi tải trọng đó nh nền phía ngoài có thêm chiều cao quy đổi là:

tc qd

áp lực đất lên tờng là H 0,6 1,6 2,2m= + =

Cờng độ áp lực đất tại cốt -0,9m là p1=0

Cờng độ áp lực đất tại chân tơng tầng hầm cốt -2,5 là

2 a

áp lực đất đợc quy về phơng án tĩnh tảI

3.1.1 Xác định áp lực tiêu chuẩn của tải trọng gió :

Căn cứ vào vị trí xây dựng công trình (Từ Liêm - Hà nội)

Căn cứ vào TCVN2737-95 về tải trọng và tác động (Tiêu chuẩn thiết kế )

Ta có địa điểm xây dựng thuộc vùng II-B có W0 = 95 kG/m2

Căn cứ vào độ cao của công trình, các tiêu chuẩn thiết kế Công trình có độ cao tính từ cốt ±0,00 đến sàn mái tầng tum là +39,7m

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió đợc xác định theo công thức:

.k.cW

Wtc = 0 (kN/m2)Giá trị tính toán của phần gió tĩnh đợc xác định theo công thức:

.k.cn.W

Wtt = 0 (kN/m2)Trong đó:

n: hệ số độ tin cậy, n = 1,2(Theo TCVN2737-1995)

Công trình đợc xây dựng ở Hà Nội thuộc vùng áp lực gió II-B, có W0 = 0,95 (kN/m2) (giá trịcủa áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió phụ lục D và điều 6.4 TCVN2737-1995), dạng địahình C

k- hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5-TCVN-2737-95

C-hệ số khí động lấy theo bảng 6-TCVN-2737-95

Cđ=0,8 phía đón gió

Ch=0,6 phía hút gió

Ký hiệu các phơng X, Y vuông góc với nhau trên mặt bằng nhà nh hình vẽ dới đây Ta tính giá trị gió trái theo 2 phơng, gió phải lấy cùng giá trị và ngợc chiều với gió trái

bậc thang, tuy nhiên để đơn giản tính toán ta xem tải trọng gió (hệ số k) không đổi trong giới hạn từ

2 nửa tầng liền kề với mức sàn tơng ứng Tải trọng gió tĩnh đợc tính toán quy về mức sàn tầng tơngứng theo công thức: Wti = Wtti

2

)HH( ti−1+ ti (kN/m)

s3 d6

d7 dw

d5 d5

¸p lùcgiã

Phần 4: Tính toán nội lực cho các cấu kiện của công trình

Với sự trợ giúp của máy tính điện tử và các phần mềm tính toán chuyên ngành - hiện nay cónhiều chơng trình tinh toán kết cấu cho công trình nh : ETABS ,SAP90 ; SAP2000 ; STAAPIII ;KP…

Trong đó đồ án này để tính kết cấu cho công trình em dùng chơng trình ETABS Version 9.5, vàRDW Vào các phơng án tổ hợp tải trọng trên máy và tính toán cốt thép Sau đó sẽ tổ hợp nội lựcmột số thanh và tính toán cốt thép theo công thức để so sánh kết quả

Với đặc điểm của công trình nhà cao tầng, chịu gió động; mặt khác để công trình làm việc gầngiống với mô hình ngoài thực tế và sự cho phép khả năng tính toán của chơng trình ETABS nên tatính toán nội lực theo sơ đồ không gian

Tuy công trình có kích thớc mặt bằng theo 2 phơng gần bằng nhau nhng để phù hợp hơn với

sự làm việc thực tế ta tính tải trọng gió theo cả phơng X và phơng Y

Đầu vào đa vào máy:

Chọn sơ đồ tính cho công trình

Định nghĩa kích thớc, nhóm các cấu kiện (C70x70, C60x60, S100, S200 , V250 …)

Đặc trng của các vật liệu dùng để thiết kế công trình

Nhập các phần tử của công trình (phần tử Frame, Shell)

Khai báo tải trọng tác dụng lên công trình

Sau khi đã khai báo đầy đủ các số liệu thì cho chơng trình chạy khi chơng trình chạy kết thúccho in kết quả; nếu muốn chỉnh sửa kết cấu thì điều chỉnh rồi cho chơng trình chạy lại; khi in kếtquả có thể cho ra kết quả dới dạng TEXT hay hình vẽ; có thể cho ra toàn bộ nội lực hay trích từngphần một tuỳ ý

Do vậy trong trờng hợp Tĩnh tải ta đa vào hệ số Selfweigh = 1,1; có nghĩa là trọng lợng của bảnsàn BTCT dày 10 cm đã đợc máy tự động tính với hệ số vợt tải 1,1 Nh vậy chỉ cần khai báo tảitrọng các lớp cấu tạo: gạch lát, vữa lót, vữa trát, tờng trên sàn, sàn Vệ sinh, thêm vào Tĩnh tải,bằng cách lấy toàn bộ tĩnh tải đã tính trừ đi trọng lợng tính toán của bản sàn BTCT

Trong đó: trọng lợng tính toán của bản sàn BTCTđã tính là 3,3 kN/m2

Tải trọng tờng ngoài và vách ngăn đã tính và đa về dải phân bố trên đơn vị dài tác dụng lêncác dầm tơng ứng có tờng ngăn.

1.2 Hoạt tải đứng:

Sàn có bề dày 12cm nên có độ cứng chống uốn đáng kể Do vậy khi tải trọng cách nhịp thì tải

đợc phân phối khá đều cho toàn bộ bản sàn.Nhà cao tầng là kết cấu không gian 3 chiều phức tạp,nhiều tầng nhiều nhịp,lại không phải là khung phẳng, khả năng bố trí hoạt tải quá nhiều, không thểtính toán từng trờng hợp một, không những không thể tính tay mà cả máy tính cũng khó thực hiện.Mặt khác trong nhà cao tầng trọng lợng bản thân kết cấu chiếm tỷ lệ rất lớn, tỷ lệ hoạt tải rất nhỏnên vị trí bất lợi của hoạt tải ảnh hởng tới nội lực cũng rất nhỏ

Vì vậy trong phạm vi đồ án, căn cứ vào những đặc điểm đã nêu em đề ra một phơng án Hoạttải và tải trọng hoạt tải đợc phân bố đều cho toàn bộ ô sàn

Chơng trình ETABS Version 9.5 có thể tự động dồn tải về các cấu kiện cho nên hoạt tải thẳng

đứng tác dụng lên các bản sàn đợc khai báo trên phần tử shell (Bản sàn) với thứ nguyên lực trên

đơn vị vuông; chơng trình tự động dồn tải trọng về khung nút

Giá trị hoạt tải chất vào từng ô sàn của tầng điển hình đợc cho trong bảng sau:

áp lựcgió

4.KếT QUả CHạY MáY

Kết quả chạy máy nội lực xem phụ lục :

Kết quả in ra trích một số phần tử đặc trng đủ số liệu để thiết kế cho công trình (sơ đồ côngtrình, nội lực đợc in ra cho các cấu kiện cần thiết)

Căn cứ vào kết quả nội lực ta chọn một số phần tử để tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép

Tổ hợp nội lực gồm :

Tổ hợp cơ bản 1: Tĩnh tải +1,0 hoạt tải

Tổ hợp cơ bản 2: Tĩnh tải +0,9 hoạt tải + 0,9 gió

Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS Version 9.5 Kết quả nội lực xem phần phụ lục Sử dụng phần mềm RDW để tính toán cốt thép cho các cấu kiện của khung Sau đó sẽ tổ hợp nội lực các thanh cột tầng hầm khung K-F, thanh dầm B789 tầng 2 và tính toán cốt thép theo công thức

để so sánh kết quả Kết quả tổ hợp nội lực của các thanh dầm, cột dùng để tính toán so sánh đợc thể hiện ở các bảng sau:

Phần 6: tính toán cốt thép cho các cấu kiện khung k-f

1.1 Cơ sở tính toán:

Bảng tổ hợp tính toán (Các bảng tổ hợp NL cột và phần phụ lục)

TCVN 356 - 2005: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép

d > 0,25d1 (d1: đờng kính lớn nhất của cốt dọc chịu lực)

Khoảng cách giữa các cốt đai:

15d2 (d2:đờng kính bé nhất của cốt dọc)

a < h/4

150(mm)

Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc, khoảng cách cốt đai không vợt quá 10d2 Để giữ ổn định, tốt nhất

là cốt dọc đợc nằm ở góc của cốt đai Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cứ cách một cốt dọc phải có một cốt dọc nằm ở góc cốt đai Chỉ khi cạnh của tiết diện không quá 40cm và trên mỗi cạnh có không quá bốn cốt dọc mới cho phép dùng một cốt đai bao quanh tất cả các cốt dọc

1.2 Nguyên tắc tính toán:

Với bài toán không gian, khi tính thép nhất thiết phải tính theo giá trị nội lực của tải trọng hai phơngtác dụng lên công trình, các giá trị nội lực đó là mômen, lực dọc, lực cắt; do vậy thép cột đợc tính theo giátrị nội lực nguy hiểm đợc tổ hợp từ hai phơng (xem chi tiết các bảng tổ hợp nội lực cho cột khung) Nội lực để tính thép dọc gồm mômen và lực dọc, còn lực cắt để tính cốt ngang Khi bê tông cột đủkhả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo yêu cầu cấu tạo

1.3 Tính toán cốt thép dọc:

1.3.1 Chọn vật liệu:

Chọn bêtông có cấp độ bên B25: có

2 3

3 b

2 bt

R =280MPa 28kN / cm ;R= =225MPa 22,5kN / cm ; E= =21.10 MPa 2,1kN / cm =

Với bêtông cấp độ bền B25 làm việc ở điều kiện bình thờng, thép CII có:

R 0,595; R 0,418

Cốt thép đai CI có: Rs = Rsw = 225 103 (kN/m2)

Chiều dài tính toán lo = 0,7 Htầng = 0,7.400 = 280(cm) trong công thức trên ta đã tính toán l0 cho cột

có chiều dài lớn nhất (tầng 1) (sơ đồ tính cột đầu ngàm đầu khớp), ta có lo/bmin = 280/70 = 4 < 8 nên bỏqua ảnh hởng của uốn dọc (η = 1) ở đây ta tính thép cho tất cả các cặp nội lực nguy hiểm, sau đó chọngiá trị lớn nhất để bố trí cốt thép cho cột

TANG HAM C27 COMB6 0 -7683.76 76.03 51.91 -3.356 24.929 159.739

Tính tơng tự cho cặp nội lực : N tu = -6666,51 kN ; M ytu = 16,123 kNm ; M xmax = 124,409 kNm

Trong các tầng tuỳ theo tiết diện cột, đờng kính cốt thép dọc cụ thể mà ta bố trí cốt thép đai cho phù hợp

Để đơn giản và tránh nhầm lẫn trong thi công trong đoạn giữa cột chọn đai ∅8 a200 thép AI cho toàn bộkhung

Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

0 b 1 1 w max 0,3 .R b.h

Q < ϕ ϕTrong đó:

w 1

w =1+5.α.à

ϕ

100.100

503,0.2S.b

A

;710.30

10.21E

w 3

4 b

=

α

3,11001,0.7.51

1

86,05,14.01,01R

1.6 Xác định vùng tới hạn :

Vùng tới hạn H1 là vùng có khả năng xuất hiện khớp dẻo để tạo ra khả năng phân tán năng lợng lớn Vùng này phải đợc đặt cốt đai mau:

u

min däc

1.7 CÊu t¹o cña nót ë gãc trªn cïng:

§Æc ®iÓm cña nót nµy lµ gi¸ trÞ m«men ë ®Çu dÇm (cét) lín, viÖc neo cèt thÐp chÞu kÐo cña dÇm (cét) ph¶i thËn träng v× ë cét kh«ng cã lùc nÐn truyÒn tõ tÇng trªn xuèng ChiÒu dµi neo cèt thÐp phô thuéc vµo tØ sè

2.2 Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế dầm B789-tầng 2

2.3 Vật liệu:

Cấp độ bền bê tông B25 có: Rb =14,5Mpa, Rbt = ,105 Mpa, Eb =30MPa

Thép dọc chịu lực nhóm AIII có: RS=RSC =280 MPa, 4

m9,311,04,01,82

1l21

m3,111,04,01,86

1l

61

s

f tt

tt

f

Xác định vị trí trục trung hoà Mf =Rb.bf.hf.(h0−0,5.hf)

Khi M<Mf trục trung hoà đi qua cánh lúc này ta tính theo tiết diện hình chữ nhầt có bể rộng bf đợcxác định nh công thức trên

Khi đó ta có 2

0 b m

h.b.R

≤

ξ khi mômen xác định theo sơ đồ đàn hồi

Dξ

h R

MA

ζ

= Khi M>Mf: trục trung hoà qua sờn, tính theo tiết diện chữ T

αm đựoc tính theo công thức ( ) ( )

2 0 b

f 0

f f b m

h.b.R

h.5,0h.h.bb.R

=α

ξ Tính theo công thức ξ=1− 1−2.αm và đợc kiểm tra theo điều kiện:

Rξ

≤

ξ khi mômen xác định theo sơ đồ đàn hồi

Dξ

s

R

h.bb.Rx.b.R

=

2.4.2 Víi tiÕt diÖn chÞu m«men ©m:

C¸nh n»m trong vïng kÐo nªn bá qua ta tÝnh theo tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt bxh

C¸nh n»m trong vïng kÐo nªn ta tÝnh to¸n theo tiÕt diÖn ch÷ nhËt ( ) (bxh = 22x60 cm)

Gi¶ thiÕt a0 =5cm chiÒu cao lµm viÖc h0= - =60 5 55cm

ùùùùợ

Chọn sf =0,72m

f dc f

b =b +2.s =0,22 2.0,72 1,66m+ =

Giả thiết a0 =5cm chiều cao làm việc h0= - =60 5 55cm

Xác định vị trí trục trung hoà

Bớc đai cấu tạo S C T :

Đối với đoạn đầu dầm, với dầm chịu tải phân bố đều

Chọn đai Φ8, n= 2, asw =0,503 cm2 , S min S ,S= ( CT max)=200 mm

Kiểm tra điều kiện hạn chế

0 b 1 1 w max 0 , 3 R bh

Q < ϕ ϕ

Trong đó:

3,1 5

200000E

w1 1 5.6,7.0,000114 1,038 1,3

855,05,14.01,01R

⇒ ở khu vực gần gối tựa chọnΦ8,n=2,s=100mm

Kiểm tra lại điều kiện hạn chế

0 b 1 1 w max 0 , 3 R bh

Q < ϕ ϕ

Trong đó: