công trình thiết kế trường học

3 IV.Xác định nội lực và tính toán cốt thép sàn.... Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang.... Kiểm tra sức chịu tải của cọc .... Kiểm tra ổn định mũi cọc của móng khối quy ước ....

Lời cảm ơn

Em chân thành càm n đ n t t c quý th y (cơ) tr ng I H C M TP H CHÍ MINH đã t n tình ch d y em trong nh ng n m h c v a qua.C m n quý th y (cơ) đã trang b cho em m t hành trang vào đ i đ y ý ngh a

Em vơ cùng t lịng bi t n đ n quý th y : TS Phan Tr ng S n

Phần 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC

I Vị trí khu vực xây dựng công trình

II Vị trí,quy mô công trình

III.Khí hậu khu vực xây dựng công trình

IV.Giải pháp kỹ thuật cho công trình

V Giải pháp kết cấu cho công trình

VI.Tài liệu tham khảo

Phần 2: TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Chương 1 : TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

I Mặt bằng hệ dầm sàn 1

II Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm sàn 2

III Chi tiết cấu tạo sàn 3

IV.Xác định nội lực và tính toán cốt thép sàn 6

Chương 2: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ I Các đặc trưng của cầu thang bộ 13

II Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang 14

III Xác định nội lực tác dụng lên cầu thang 17

IV.Tính toán cốt thép cho bản thang 18

V.Tính toán dầm chiếu nghỉ 20

I Tính toán bản nắp hồ nước mái 23

II Tính toán dầm nắp 27

III Tính toán bản thành 32

IV.Tính toán bản đáy 35

V.Tính toán dầm đáy 40

Chương 4: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN I Chọn sơ bộ tiết diện dầm và cột 48

II Xác định tải trọng tác dụng lên khung 51

III Tính toán thép dầm và cột 71

Chương 5: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP BTCT I Sơ bộ về móng cọc ép 89

II Báo cáo địa chất công trình 90

III Tính toán móng cọc 91

1.Chọn vật liệu và kích thước cọc 91

2.Tính thép trọng cọc theo điều kiện cẩu lắp 92

3.Sức chịu tải của cọc 95

A Móng M1 100

1.Nội lực 100

2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 100

3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 101

4 Kiểm tra ổn định mũi cọc của móng khối quy ước 103

5 Kiểm tra lún của khối móng quy ước 106

6 Tính toán đài cọc 108

7 Tính toán cốt thép đài cọc 109

1.Nội lực 112

2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 114

3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 116

4 Kiểm tra ổn định mũi cọc của móng khối quy ước 118

5 Kiểm tra lún của khối móng quy ước 121

6 Tính toán đài cọc 124

7 Tính toán cốt thép đài cọc 125

Chương 6 : TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I Sơ bộ về móng cọc khoan nhồi 132

A Móng M1 138

1.Nội lực 138

2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 138

3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 139

4 Kiểm tra ổn định mũi cọc của móng khối quy ước 140

5 Kiểm tra lún của khối móng quy ước 144

6 Tính toán đài cọc 146

7 Tính toán cốt thép đài cọc 147

B Móng M2,M3 150

1.Nội lực 150

2.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 150

3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 152

4 Kiểm tra ổn định mũi cọc của móng khối quy ước 154

5 Kiểm tra lún của khối móng quy ước 158

6 Tính toán đài cọc 161

7 Tính toán cốt thép đài cọc 161

PH N I: GI I THI U KI N TRÚC

- oOo - I/ V trí c a khu v c xây d ng và s c n thi t c a vi c xây d ng công trình:

- TP.HCM là m t trong nh ng n i t p trung đông dân nh t trong c n c Gi i quy t t t các v n đ v đ i s ng và xã h i cho nhân dân là m t yêu c u c p bách đòi h i chính quy n ph i có nh ng quy ho ch h p lý Càng đ c bi t h n trong nh ng n m g n đây,

Vi t Nam đã và đang hoà nh p vào c ng đ ng th gi i Và càng đ c bi t h n n a khi Vi t Nam v a gia nh p vào h th ng th ng mai l n nh t th gi i, đó là WTO M t trong

nh ng v n đ c a xã h i hi n nay là v n đ h c h i c a nhân dân V i h th ng các tr ng trong n c và Qu c T hi n nay thì ch a th đáp ng đ y đ cho nhu c u h c Vì v y, vi c xây d ng tr ng ti u h c Vi t -Úc là m t v n đ c p bách hi n nay Tr ng đ c xây

d ng m i s đáp ng đ đ nhu c u h c h i c a nhân dân hi n nay và t ng lai

- Tr ng đ c xây d ng m i s trang b đ y đ ti n nghi, c s v t ch t, ………

áp ng đ c các yêu c u v m t tr òng ti u h c c a qu c t Phòng h c thoáng mát, s ch

s , h th ng giao thông đ m b o

II/ V trí, quy mô công trình:

- Công trình n m trên đ ng Tr n Cao Vân, Qu n 1, Tp HCM

IV/ Gi i pháp k thu t cho công trình:

- H th ng đi n n c đ c b trí trong các h p ghen xung quanh c t

- H th ng c p thoát n c: n c l y t h th ng c p n c c a thành ph qua x lý r i b m vào h n c mái N c th i đ c thu t các ng nhánh n i t p trung l i ng thoát n c chính, đ c x lí c n th n tr c khi đ a ra ng thoát n c chung c a thành ph i n

đ c đ m b o b ng đ ng dây đ c bi t c a thành ph và h th ng máy phát đi n d phòng

- H th ng thông thoáng và chi u sáng: t t c các phòng đ u đ c thông thoáng t nhiên

10 ≤ φ ≤ 28 dùng thép CII có:

Ra=R’a= 2800 (daN/cm2)

- Cách th c thi công: bêtông đ c đ toàn kh i

PH N II: TÍNH TỐN K T C U CƠNG TRÌNH

- oOo -

CH NG I: TÍNH TỐN SÀN I N HÌNH I/ M t b ng h d m sàn đi n hình (t ng 1->6):

PHÒNG 6PHÒNG 7

SẢNH

+9.700 +13.100 Gen điện

- Chi u dày sàn ph i tho các yêu c u sau:

+ Yêu c u v c u t o: trong tính toán không xét vi c sàn b gi m y u do các l khoan treo móc các thi t b k thu t ( ng đi n, n c, thông gió,…)

+ Yêu c u v truy n l c: đ m b o cho gi thi t sàn tuy t đ i c ng trong m t

ph ng c a nó (đ truy n t i ngang, chuy n v …) Sàn ph i đ đ c ng đ không b rung

đ ng, d ch chuy n khi ch u t i tr ng ngang (gió, bão, đ ng đ t ) làm nh h ng đ n k t

c u công trình c ng trong m t ph ng sàn ph i đ l n đ khi truy n t i tr ng ngang vào

c t, d m, vách c ng,… giúp chuy n v các đ u c t b ng nhau

+ Ngoài ra còn có các yêu c u v : ch ng cháy, ch ng th m, v sinh, đi u ki n kinh t và các yêu c u khác khi s d ng

- Ch n s b chi u dày sàn theo công th c:

1( ÷ l Trong đó l là nh p tính toán c a d m Ch n d m có nh p l n nh t là l = 8,2m đ tính cho các d m còn l i V y hdc = 68,33 ÷ 51,25 (cm)

Ch n hdc = 60 (cm)

- B r ng d m chính: bdc= )

4

12

1( ÷ hdc = 30 ÷ 15 (cm)

Ch n bdc = 30(cm)

- Chi u cao d m ph ch n theo công th c g n đúng sau: hdp= 1 )

16

1(

20

÷ l Trong đó l là nh p tính toán c a d m ph V i l = 5,2m => hdp = 32,5 ÷ 26 (cm)

Ch n hdp = 40 (cm)

- B r ng d m ph : bdp= )

4

12

1( ÷ hdp = 20 ÷ 10 (cm)

Ch n bdp = 20(cm)

III/ Chi ti t c u t o b n sàn:

ây là công trình tr ng h c bao g m 2 lo i sàn khác nhau

Hình 1.1 Các l p c u t o sàn th ng

- Sàn v sinh

Tấm áp trần thạch caoLớp vữa trát trần dày 15

SÀN VỆ SINH, BAN CÔNG

Gạch Ceramic dày 10Lớp vữa lót dày 20Bản bêtông dày 100Lớp vữa tạo dốc + lớp chống thấm dày 40

Tr ng l ng riêng (daN/m3)

T i tr ng tiêu chu n

gtt(daN/m2)

Tr ng l ng riêng (daN/m3)

T i tr ng tiêu chu n

T ng t nh t i tính toán tác d ng lên sàn g(daN/m2) 599

2/Ho t t i: Ho t t i tác d ng lên sàn đ c t ng h p d i b ng sau:

180(daN/m2), h s v t t i 1,2 L p v a tô t ng dày 1cm hai bên có

tr ng l ng tiêu chu n 32(daN/m2), h s v t t i 1,3.)

- Sàn đ c tính toán theo s đ đàn h i, nh p tính toán là kho ng cách t tr c c a

g i t a này đ n tr c c a g i t a kia (l y theo tr c)

- N i l c c a sàn đ c tính toán theo ph ng pháp tra b ng

- D a trên c s đó ta phân chia các ô sàn nh sau:

+ Sàn làm vi c hai ph ng g m các ô: Ô1 → Ô10

+ Sàn làm vi c m t ph ng g m các ô:Ô11 ,Ô12 và Ô13

(m)

Chi u dài Lt

MI = k i1xP

MII = k xP i2

Trong đó:

+ M1,M2 : Momen gi a nh p theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

+ MI,MII: Momen t i g i theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

g (daN/m2)

p (daN/m2)

q=g+p (daN/m2)

m92

M2=

m92.P (daN.m/m)

k91

MI=

k91.P (daN.m/m)

k92

MII=

k92.P (daN.m/m)

L L

g (daN/m2)

P (daN/m2)

q=g+p (daN/m2)

q=q*b (daN/m)

Mg i =

-ql21/12 (daN/m)

Mnh p=

ql21/24 (daN/m)

- Ch n a = 1,5 (cm) cho sàn, ho = h – a = 10 – 1,5 = 8,5 (cm)

b = 1m = 100 cm

- Tính thép cho sàn b ng các công th c sau:

2 o

nbhR

σ

ω

−+

85.01(400

2251

758.0

−+

⇒

a

o n

bhR

CH NG II: TÍNH TOÁN C U THANG B

Theo thi t k ki n trúc, công trình có hai lo i c u thang b C u thang b 1 g n thang

máy và c u thang b 2 (thoát hi m) Sau đây là ph n thi t k c u thang 1

I/ Các đ c tr ng c a c u thang b 1 t l u 1 lên l u 9:

- D a theo m t b ng và chi u cao nhà ta ch n c u thang d ng b n g m 2 v thang có 21

II/ Xác đ nh t i tr ng tác d ng lên c u thang:

T i tr ng tác d ng lên c u thang g m hai lo i t i tr ng t nh t i và ho t t i T i tr ng

g tt (daN/m 2 )

g 6 6 1 4 8

g 7 2 8 6 5 d a N / m

c o s 0 8 3 9 2

2/.Ho t t i tác d ng lên b n thang:

ây là công trình tr ng h c, theo TCVN 2737 : 1995 ta có ho t t i tác d ng lên

III/ Xác đ nh n i l c tác d ng lên c u thang

A

q L (L L /2) qL /2cos

αcos2

2

2x q x R

M x = A − (1)

¬ Mômen l n nh t nh p đ c xác đ nh t đi u ki n:” đ o hàm c a mômen là l c c t và l c c t t i đó ph i b ng không”

¬ L y đ o hàm c a Mx theo x và cho đ o hàm đó b ng không, ta tìm

đ c x:

αcos

2x q R

2 2 max

x q x R

M = A − =2175,5(daNm/m)

Ta có bi u đ momen v 1,v 2 c a c u thang 1 nh sau:

2600 1300

VEÁ 2

VEÁ 1

MmaxMmax

IV/ Tính toán c t thép cho b n thang:

R

­ Tính c t thép cho b n thang nh p:

-Ta l y : M = Mmax = 2175.5 (daNm/m)

­ Tính c t thép cho b n thang g i:(đ phòng xu t hi n momen âm)

n R

108.1378

x x

5.262011509

a

n R

*

*24

*

2 2

*27

10

*210

3

10

*88,115

*20

565,0

µ

073,110

*88,1778,7

*515

*01,011

b β ϕ

h=300mm → không c n tính toán,ch n theo c u t o

ch n s=250mm

B TRÍ C T THÉP XEM B N V KC02

CH NG III: TÍNH TOÁN H N C MÁI

Theo thi t k ki n trúc, công trình bao g m m t b n c n i đ t t ng h m và b n c

mái, n c đ c l y t đ ng ng n c thành ph cung c p vào b n c n i sau đó b m

lên h n c mái H n c mái có th tích 40(m3) ph c v cho sinh ho t và phòng cháy

ch a cháy H n c mái đ t t i tr c 3-4 và tr c A-B, cách t ng sân th ng 1(m) Chi u cao

BT

BT

BT

BTBÑ

I/.Tính toán b n n p h n c mái:

1/ Ch n s b kích th c b n n p:

- B n n p có kích th c l2xl1 = 5,1x5,7(m)

- Chi u dày b n n p ch n s b : hbn = 8 (cm)

B ng 3.1 T nh t i tác d ng lên b n n p

L p

c u t o

B dày(m)

Tr ng l ng riêng (kG/m3)

T i tr ng tiêu chu n

+ M1,M2 : Momen gi a nh p theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

+ MI,Mii: Momen t i g i theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

nbhR

bhR

F = (Di n tích c t thép trên m t dãi b n có b r ng b = 1m)

- C t thép trong ô b n n p đ c t ng h p trong b n sau:

- Do b n n p truy n vào : i v i các ô b n có t s 2 c nh 2 <

1

L2

L , t i truy n theo 2 ph ng:

q = 751.8 (daN/m)

= 2 = × 2 =

1 max

⇒ β = = =

×

1 2

2L 2 5.7 ⇒ = × × − × 2+ 3=

td

q 395.8 2.55 1 2 0.447 0.447 696 (daN/m)

- T ng t i tr ng:

q2 =g d2+q bn =121 696 817+ = (daN/m)

- S đ tính: d m đ n gi n:

= 2 = × 2 =

2 max

a

R bhF

Ch n thép µ% µmin% µmax% K.tra

s s

R

b o

R A bh R

(1 0.5 ) 0.206* (1 0.5*0.206) 0.185

m ξ ξ

[ ] 2 2

0.185*115* 20* 27.2 314876( )

b o m

244476

,3148100

*][

][

6,0

*

*24

*

2 2

*27

10

*210

3

10

*88,115

*20

565,0

µ

073,110

*88,1778,7

*515

*01,011

b β ϕ

Suy ra Qmax=2328.45(daN)< 86332(daN) =ϕb (1+ϕf +ϕn) Rbbho

Hình 3.9 B n thành h n c mái

1/ T i tr ng tác d ng lên b n thành:

- H n c đ t trên mái có chi u cao so v i m t đ t là 36(m)

- đ n gi n tính toán, b qua tr ng l ng b n thân c a b n thành, xem b n thành

làm vi c nh c u ki n ch u u n ch ch u t i tác d ng theo ph ng ngang g m áp l c ngang

R bhF

- B n đáy đ c chia làm hai ô b n có kích th c l2xl1 = 5,1x 2,85(m)

- D m n p đ c ch n s b theo công th c sau: hd = 1 1

DÑ2(250x450)DÑ1(250x450)

DÑ1(250x450)

A

B 4

B ng 3.4 T nh t i tác d ng lên b n đáy

L p

c u t o

B dày (m)

Tr ng l ng riêng (daN/m3)

T i tr ng tiêu chu n

100 = 4.5>3 Do đó xem b n đáy ngàm vào d m đáy

- B n đáy làm vi c nh b n sàn hai ph ng theo s đ s 9

+ M1,M2 : Momen gi a nh p theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

+ MI,Mii: Momen t i g i theo theo ph ng l1,l2 (l2>l1)

- C t 1 d i b n có b r ng b = 1(m) xem nh 1 d m có kích th c ti t di n 100x12

(cm) ch u u n Ch n a = 1,5 (cm) cho toàn b n đáy, ho = h – a = 12 – 1.5 = 10.5 (cm)

- Tính thép cho b n n p b ng các công th c sau:

2 o

nbhR

bhR

F = (Di n tích c t thép trên m t dãi b n có b r ng b = 1m)

- C t thép trong ô b n n p đ c t ng h p trong b n sau:

B ng 3.5 K t qu tính toán c t thép trong b n đáy

Kho ng sàn (kG.m/m) (cm2) (cm2) cách a

Chi u cao(m)

Tr ng l ng riêng (daN/m3)

T i tr ng tiêu chu n

*) T i tr ng truy n t b n đáy vào t ng d m đáy:

Hình 3.19 M t b ng truy n t i t b n đáy vào d m đáy

- T i t p trung do d m D2 truy n vào:

Do t i sàn truy n vào d m D2 có d ng 2 hình thang:

Hình 3.22 Bi u đ l c c t Q(daN) và momen M(daNm) d m D1(250x450)

Hình 3.24 Bi u đ l c c t Q(daN) và momen M(daNm) d m D2(250x450)

Hình 3.28 Bi u đ l c c t Q(daN) và momen M(daNm) d m D3(200x400)

R R

2800 *12.69

0.302 0.623115* 25* 40.9

s s

R

b o

R A bh R

1121088

,12311100

*][

]

M

M M

Ki m tra kh n ng ch u c t c a c t đai t i g i :

Suy ra Qmax=7550(daN)<32780(daN) = 0,3ϕW1ϕb1Rbbho

CH NG IV: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN

S b v k t c u khung

- Khung g m có các c t, d m liên k t v i nhau và liên k t v i móng Trong s đ

khung các c t và d m đ c thay b ng đ ng tr c

- Công trình có m t tr t, m t t ng l ng, 8 t ng l u và m t t ng mái Chi u cao công

trình nh h n 40m nên theo đi u 6.2 c a TCVN 2737-1995 ta không c n tính gió đ ng

Nh p l n nh t c a d m là 8.2m nên ch n k t c u khung bêtông c t thép ch u l c cho k t

c u là h p lý

- Nhi m v đ c giao : Tính toán c t thép cho khung tr c 4 và khung tr c B

I/ Ch n s b ti t di n c t và d m

- Khung là k t c u siêu t nh b c cao N i l c trong khung không ch ph thu c vào

s đ , t i tr ng tác d ng mà còn ph thu c vào đ c ng c a các c u ki n khung Do đó khi

1( ÷ l Trong đó l là nh p tính toán c a d m

1( ÷ hdc = 15 ÷ 30 (cm)

1( ÷ hdc = 11,25 ÷ 22,5 (cm)

Ch n bdc = 30(cm)

- Chi u cao d m ph ch n theo công th c g n đúng sau: hdp = 1)

16

1(

20

÷ l Trong đó l là nh p tính toán c a d m ph V i l = 5,2m => hdp =26 ÷ 32,5(cm)

Ch n hdp = 35(cm)

- B r ng d m ph : bdp= )

4

12

1( ÷ hdp = 8,75 ÷ 17,5(cm)

i S q g g g

Vì ta đang ti n hành xác đ nh kích th c s b nên b qua gd và gc Do đó:

t s i n

NFR

II/ Xác đ nh t i tr ng tác d ng lên khung

Ch n s đ tính là công vi c h t s c quan tr ng trong khâu thi t k vì nó nh h ng

tr c ti p đ n k t qu tính toán Công trình này có =L 18.5 =1.06<1.5

B 17.5 ch ng t đ

c ng c a khung ngang và khung d c chênh l ch nhau không nhi u nên ta ti n hành gi i

khung không gian

ây là khung bêtông c t thép toàn kh i, s đ tính là tr c c a d m và c t, liên k t

gi a c t và móng là liên k t ngàm, liên k t gi a c t và d m xem là ngàm (nút c ng)

Xác đ nh t i tr ng tác d ng lên khung: c n tính toán t i tr ng tác d ng lên t t c các

d m ,sàn c a t t c các t ng

1./ T nh t i g m :

D m , c t , sàn : khai báo tr c ti p trong ph n m m tính k t c u SAP b ng h s : 1.1

-Tr ng l ng b n thân b n sàn truy n vào khung đ c khai báo tr c ti p trong SAP

Tr ng l ng tiêu chu n (daN/m2)

n

Tr ng l ng tính toán (daN/m2)

Tr ng

l ng tính toán(T/m2)

d m tiêu

chu n

n

tính toán

n v

tính toán