Thiết kế chung cư cao tầng avalon

Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao đ

HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP -

HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

LỚP : 04DXD1 MSSV : 103104166

THÁNG1 - 2009

HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

LỚP : 04DXD1 MSSV : 103104166

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2009

Ký tên

LỜI CẢM ƠN

- Với tất cả lòng chân thành, em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhàtrường, và các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Công Trình, đã tạo mọithuận lợi để em có thể học hỏi nhiều kiến thức quí báu trong suốthơn 4 năm qua

- Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫnTh.S Khổng Trọng Toàn và Cô Trần Thạch Linh, đã tận tình giúp

đỡ, truyền đạt cho em có được những kiến thức, kinh nghiệm vànhững lời khuyên quí báu để em có thể hoàn thành đồ án này

- Và với lượng kiến thức còn hạn chế, do vậy không thể tránh khỏinhững thiếu sót trong quá trình làm đề tài, em xin đón được nhậnnhững lời phê bình của quý thầy cô cùng các bạn, để kiến thức của

em ngày càng hoàn thiện hơn

- Lời cuối, em xin kính chúc các Thầy Cô và đặc biệt là Thầy KhổngTrọng Toàn và Cô Trần Thạch Linh lời chúc sức khỏe và hạnhphúc

Tp HCM Tháng 01/2009

Sinh Viên

PHẠM ĐỨC THUẬN

MỤC LỤC

PHẦN I: KIẾN TRÚC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư……… 3

1.2.Sơ lược về công trình ……… 3

1.3.Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng……….3

1.4.Giải pháp đi lại……… 3

1.5.Đặc điểm khí hậu, khí tượng, thuỷ văn tại TP.Hồ Chí Minh……… 4

1.6.Các giải pháp kỹ thuật……….5

PHẦN II: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH 6

1.1 Những đặc điểm cơ bản của nhà cao tầng ………7

1.2.Hệ chịu lực chính cua nhà cao tầng……….7

1.3.Lựa chọn vật liệu cho công trình……… 10

1.4.Phương pháp xác định nội lực……… 10

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ……… 13

2.1.Sàn sườn bê tông cốt thép có hệ dầm trực giao………14

2.2.Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn……….14

2.1 .Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm……… 14

2.2 .Chiều dày bản sàn hb……… 15

2.3 .Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn……….16

2.3.1 Tải trọng thường xuyên……… 16

2.3.2 Hoạt tải……….……… 17

2.3.3 Trọng lượng tường ngăn……….………18

2.4 .Tính toán các ô bản sàn……… ……….19

2.4.1 Tính toán ô bản kê 4 cạnh S1……… 19

2.4.2 Tính toán ô bản 1 phương S2……… 21

2.4.3 Tính toán biến dạng(độ võng)……….23

2.4.4 Kết luận……… 27

2.4.5 Bố trí cốt thép sàn tấng điển hình………28

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG 30

3.1 Cấu tạo cầu thang 29

3.2 Xác định tải trọng 30

3.2.1 Tải trọng thường xuyên 31

3.2.2 Hoạt tải 33

3.2.3 Tải trọng toàn phần 34

3.3 Tính toán các bộ phận cầu thang 33

3.3.1 Bản thành, bản chiếu nghĩ và và bản chiếu tới 34

3.3.2 Dầm thang 36

3.3.3 Kết luận 40

3.4 Bố trí cốt thép cầu thang tầng điển hình 41

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI 42

4.1 Công năng và kích thước hồ nước mái 43

4.2 Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận hồ nước mái 42

4.2.1 Xác định sơ bộ chiều dày bản nắp, bản thành và bản đáy 42

4.2.2 Xác định kích thước các dầm hồ nước 44

4.2.3 Xác định sơ bộ kích thước cột hồ nước 44

4.3 Tính toán các bộ phận hồ nước mái 46

4.3.1 Tính toán bản nắp 46

4.3.2 Tính toán dầm đỡ bản nắp 48

4.3.3 Tính toán bản đáy 50

4.3.4 Tính toán dầm đỡ bản đáy 53

4.3.5 Tính toán bản thành 60

4.3.6 Kết luận 64

4.4 Bố trí cốt thép hồ nước mái 64

CHƯƠNG 5: CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HOẠC CÔNG TRÌNH VÀ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐÔNG VÀO CÔNG TRÌNH 66

5.1 Trình tự tính toán 66

5.2 Xác định dao động riêng của công trình 66

5.2.1 Khai báo đặc trưng vật liêu 69

5.2.2 Khai báo tiết diện phần tử cột và dầm 67

5.2.3 Khai báo tiết diện vách cứng và sàn 72

5.2.4 Mô hình tổng thể khung không gian 73

5.2.5 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình 74

5.2.6 Khai báo hệ số chiết giảm khối lượng 75

5.2.7 Khai báo khối lượng tham gia dao động 76

5.2.7 Kết quả phân tích dao động 77

5.3 Kiểm tra chu kỳ, tần số của các dao động riêng và độ cứng của vách 77

5.4 Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió 80

5.5 Xác định thành phần động của tải trọng gió 81

5.5.1 Xác định i 82

5.5.2 Xác định hệ số động lực i 88

5.5.3 Xác định thành phần động của tải trọng gió 91

5.6 Kết quả tải trọng gió tác động vào công trình theo từng phương 94

5.7 Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu 95

5.7.1 Kiểm tra ổn định chống lật 95

5.7.1 Kiểm tra chuyển vị ngang 95

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC D 96

6.1 Trình tự tính toán 97

6.2 Hệ chịu lực chính của công trình 97

6.2.1 Sàn 97

6.2.2 Cột 97

6.2.3 Vách cứng 94

6.3 Xác định giá trị tải trọng tác dụng lên công trình 97

6.3.1 Tĩnh tải 97

6.3.2 Hoạt tải 98

6.3.3 Tải trọng gió 98

6.3.3 Tải trọng hồ nước 98

6.4 Xác định nội lực công trình 98

6.4.1 Các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình 98

6.4.2 Các cấu trúc tổ hợp 99

6.5 Tính toán cốt thép cho khung trục D 99

6.5.1 Phương pháp tính cốt thép cho khung trục D 99

6.5.2 Chọn cặp nội lực để tính toán 102

6.5.3 Tính toán cốt thép cho cột chịu lệch tâm xiên 104

6.5.4 Tính toán cốt đai 113

6.6 Tính toán cốt thép cho dầm khung trục D 114

6.6.1 Chọn nội lực để tính toán 114

6.6.2 Tính cốt thép dọc cho dầm khung trục D 114

6.6.3 Tính toán cốt thép đai cho dầm khung trục D 121

6.7 Bố trí cốt thép cho khung trục D 125

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG 126

7.1 Sơ đồ bố trí vách cứng trên bề mặt công trình 127

7.2 Khái niện về vách cứng 131

7.3 Sự làm việc của vách cứng 131

7.4 Phương pháp xác định nội lực vách cứng 131

7.5 Tính toán vách cứng 131

7.5.1 Một số phương pháp tính cốt thép dọc cho vách 131

7.5.2 Kiểm tra lại với M22 141

7.5.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của vách 142

7.5.4 Tính toán cốt thép ngang cho vách 144

7.5.5 Kiểm tra tiết diện vách 144

7.6 Kết luận 144

7.7 Bố trí cốt thép vách cứng 144

PHẦN III: TÍNH TOÁN NỀN MÓNG CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH 146

8.1 Số liệu địa chất công trình 147

8.2 Phân tích và lựa chọn phương án móng cho công trình 149

8.2.1 Móng cọc ép 150

8.2.2 Móng cọc barrette 150

8.2.3 Móng cọc khoan nhồi 150

8.3 Thiết kế móng cọc khoan nhồi đài đơn (2-D) 151

8.3.1 Tải trọng tác dụng lên móng 152

8.3.2 Xác định sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc, chiều sâu đặt đài cọc……… .152

8.3.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo đặc trưng cơ lý đất nền(Phụ lục A) 152

8.3.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền(Phụ lục B) 155

8.3.5 Xác đinh số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài 157

8.3.6 Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm 159

8.3.7 Xác định độ lún(Theo trạng thái giới hạn 2) 160

8.3.8 Tính toán cọc chịu tác dụng lực ngang và moment 164

8.3.9 Tính khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu 172

8.3.10 Tính toán đài cọc đơn 172

8.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi đài bè khu vực thang máy và thang bộ 175

8.4.1 Tải trọng tác dụng lên móng 175

8.4.2 Xác định sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc, chiều sâu đặt đài cọc……… .175

8.4.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo đặc trưng cơ lý đất nền(Phụ lục A) 176

8.4.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền(Phụ lục B) 179

8.4.5 Xác đinh số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài 181

8.4.6 Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm 182

8.4.7 Xác định độ lún(Theo trạng thái giới hạn 2) 183

8.4.8 Tính toán cọc chịu tác dụng lực ngang và moment 187

8.4.9 Tính khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu 195

8.4.10 Tính toán đài cọc bè khu vực thang máy và thang bộ 196

8.4 Kết luận 203

8.5 Bố trí cốt thép 203

PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC 205

9.1 Đại cương về bê tông ưng suất trước 206

9.1.1 Đăc điểm của kết cấu bê tông cốt thép thường 206

9.1.2 Khái niệm bê tông ứng suất trước 206

9.1.3 Ưu điểm – khuyết điểm của bê tông ứng suất trước 207

9.2 Các phương pháp gây ứng lực trước 208

9.2.1 Phương pháp căng trước 208

9.2.2 Phương pháp căng sau 209

9.3 Lựa chọn phương pháp tính 211

9.4 Sơ đồ tính 212

9.5 Ký hiệu và đơn vị sử dụng teo tiêu chuẩn ACI318-02 213

9.5.1 Ký hiệu sử dụng 213

9.5.2 Chuyển đổi đơn vị tự hệ US sang hệ SI 215

9.6 Trình tự thiết kế 215

9.6.1 Xác định các đặc trưng hình học sàn và tải trọng của khung tương đương 216

9.6.2 Chọn sơ bộ chiều dày sàn 216

9.6.3 Chon sơ bộ cáp 216

9.6.4 Xác định các đặc tính của khung tương đương 216

9.6.5 Xác định hệ số phân bố mômen cho sàn 217

9.6.6 Lập bảng phân bố moment, điều chỉnh moment phân bố tại các tiết diện tới hạn của cột 217

9.6.7 Tính moment ngàm của tải trọng cân bằng 217

9.6.8 Tính moment ngàm của tải trong đã nhân hệ số 217

9.6.9 Xác định cường độ moment danh nghĩa 218

9.6.10 Kiểm tra cường độ chịu căt của sàn tại mỗi cột 218

9.6.11 Xác định ứng suất cắt giới hạn dựa vào chu vi chịu cắt 219

9.7 Tính toán bằng phương pháp giải tích 222

9.8 Tính toán bằng phần mềm ADAPT-PT version8.0 256

9.9 So sánh 2 phương pháp tính toán bằng giải tích và bằng phần mềm 272

9.10.Một số hình ảnh thi công sàn ứng suất trước tại công trường 272

9.11.Bố trí cốt thép cho sàn ứng lực trước 277

Tài liệu tham khảo 278

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC

CÔNG TRÌNH AVALON

1.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ

Trong một vài năm trở lại đây, cùng với sự đi lên của nền kinh tế của đất nước nói chung và của thành phố nói riêng, mức sống của người dân cũng được nâng cao, nhất là về nhu cầu nhà ở, giao thông, cơ sở hạ tầng… Trong đó, về nhà ơ, không còn đơn thuần là nơi để ở, mà nó còn phải đáp ứng một số yêu cầu về tiện nghi, về mỹ quan, … mang lại tâm trạng thoải mái cho người ở Và sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc chung cư, văn phòng trong các thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về nơi ở cho một thành phố đông dân như Thành Phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về cơ sở hạ tầng … (để tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà đầu tư nước ngoài) mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới của các thành phố: một thành phố hiện đại, văn minh, xứng đáng là trung tâm số 1 về kinh tế, khoa học kỹ thuật của cả nước Bên cạnh đó, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng ở các thành phố và cả nước thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong thiết kế, tính toán , thi công và xử lý

thực tế Chính vì thế mà CAO ỐC CHUNG CƯ CAO CẤP AVALON,53 Nguyễn Thị Minh Khai ra đời đã tạo được qui mô lớn cho cơ sở hạ tầng, cũng

như cảnh quan đẹp của thành phố.

1.2 SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH

Mặt chính công trình tiếp giáp với đường Nguyễn Thị Minh Khai, các mặt bên tiếp giáp với công trình lân cận Mặt bằng công trình hình chữ nhật, có tổng diện tích khoảng 960m2 Toàn bộ bề mặt chính diện công trình được lắp các cửa sổ bằng nhôm để lấy sáng (cao 2m) xen kẽ với tường xây (cao1,2m), các vách ngăn phòng bằng tường xây, kiếng hoặc nhôm.

1.3 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Số tầng : 1 tầng trệt + 17 tầng lầu +1 tầng thượng

- Phân khu chức năng:

công trình được chia khu chức năng từ dưới lên

 Tầng trệt: dùng làm văn phòng, sảnh, và nơi để xe;

 Tầng 1- 17: dùng làm căn hộ, có 3 căn hộ mỗi tầng;

 Tầng thượng: có hệ thống thoát nước mưa cho công trình và hồ nước sinh hoạt, cây thu lôi chống sét.

1.4 GIẢI PHÁP ĐI LẠI

1.4.1 Giao thông đứng

Toàn công trình sử dụng 2 thang máy và 1 cầu thang bộ Bề rộng cầu thang bộ

là 1.2m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra Cầu thang máy, thang bộ này được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo

khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 20m để giải quyết việc phòng cháy chữa cháy.

1.4.2 Giao thông ngang

Bao gồm các hành lang đi lại, sảnh, hiên.

1.5 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU –KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ

 Nhiệt độ trung bình năm: 260C;

 Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 220C;

 Nhiệt độ cao nhất trung bình năm : 300C.

 Lượng mưa trung bình: 1000 - 1800 mm/năm

 Độ ẩm tương đối trung bình : 78%;

 Độ ẩm tương đối thấp nhất vào mùa khô: 70 -80%;

 Độ ẩm tương đối cao nhất vào mùa mưa: 80 -90%;

 Số giờ nắng trung bình khá cao, ngay trong mùa mưa cũng có trên

4 giờ/ngày, vào mùa khô là trên 8giờ /ngày.

- Hướng gió chính thay đổi theo mùa:

 Vào mùa khô, gió chủ đạo từ hướng Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam;

 Vào mùa mưa, gió chủ đạo theo hướng Tây – Nam và Tây;

 Tần suất lặng gió trung bình hàng năm là 26%, lớn nhất là tháng 8 (34%), nhỏ nhất là tháng 4 (14%) Tốc độ gió trung bình 1,4 –1,6m/s;

 Hầu như không có gió bão, gió giật và gió xóay thường xảy ra vào đầu

và cuối mùa mưa (tháng 9).

- Thủy triều tương đối ổn định ít xảy ra hiện tượng đột biến về dòng nước Hầu như không có lụt chỉ ở những vùng ven thỉnh thoảng có ảnh hưởng.

1.6 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1.6.1 Điện

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện thành phố và máy phát điện riêng có công suất 150KVA (kèm thêm 1 máy biến áp, tất cả được đặt dưới tầng trệt để tránh gây tiếng ồn và độ rung làm ảnh hưởng sinh hoạt) Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện

dễ dàng khi cần sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ

thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).

1.6.2 Hệ thống cung cấp nước

- Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt ngầm dưới sảnh Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước đặt ở mái và từ đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính.

- Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp Gaine Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí

ở mỗi tầng.

1.6.3 Hệ thống thoát nước

Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy ( bề mặt mái được tạo dốc )

và chảy vào các ống thoát nước mưa (  =140mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng.

1.6.4 Hệ thống thông gió và chiếu sang

Chiếu sáng

Toàn bộ toà nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng.

Thông gió

Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên Ở tầng lửng có khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tầng trệt là nơi có mật độ người tập trung cao nhất Riêng tầng hầm có bố trí thêm các khe thông gió và chiếu sáng.

1.6.5 An toàn phòng cháy chữa cháy

Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài khoảng 20m, bình xịt CO2, ) Bể chứa nước trên mái, khi cần được huy động

để tham gia chữa cháy Ngoài ra, ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo cháy (báo nhiệt) tự động.

1.6.6 Hệ thống thoát rác

Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm, có bộ phận đưa rác ra ngoài Gaine rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm.

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG

“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng” Đó là định nghĩa về nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra.

Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường xung quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,…

mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở đây là móng cọc.

Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể Do vậy, đối với các nhà cao hơn 40m thì phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn một khi chịu tác động của động đất Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền của công trình.

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng.

Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức tạp, nguy hiểm Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất lượng công trình khi đưa vào sử dụng.

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình.

1.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG

- Chung cư AVALON là một công trình nhiều tầng, với chiều cao 65.9m, diện tích mặt bằng tầng điển hình nhỏ 30mx30m, do vậy, không những sẽ chịu tải trọng đứng lớn, mômen lật do tải trọng tải trọng gió gây ra cũng tăng lên đáng

kể Do đó, đòi hỏi móng và nền đất phải đủ khả năng chịu lực đứng và lực ngang lớn Đồng thời, sự lún và nghiêng của công trình phải được khống chế trong một phạm vi cho phép, đảm bảo công trình đủ ổn định dưới tác dụng của

tải trọng gió Nên, thường phải chọn những phương án móng sâu cho nhà nhiều tầng, cụ thể là phương án móng cọc cho công trình này.

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như không xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh hưởng của gió bão Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết.

- Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn

sẽ làm tăng giá trị các nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng

sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng.

- Do đó, việc lựa chọn một hệ chịu lực hợp lý cho công trình là điều rất quan trọng.Xét một số hệ chịu lực đã được sử dụng cho nhà nhiều tầng như:

 Hệ khung chịu lực

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa chịu tải trọng ngang Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình Yếu điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng

[17] Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết cấu chịu

lực chính cho công trình này.

 Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính của công trình Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực; tường ngang và dọc cùng chịu lực.

Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng Khi

đó, vách cứng không những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng Số tầng có thể xây dựng được của hệ tường chịu lực đến

Nên cần xem xét kỹ khi chọn hệ chịu lực này.

 Hệ khung - tường chịu lực

Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực:

Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng, tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chịu chịu lực (vách cứng) gọi là sơ đồ giằng; Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang với tường, gọi là sơ đồ khung giằng;

Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp cho các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu được lớn nhất lên đến 50 tầng.

- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu thang, hồ nước ,hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường chịu lực theo sơ đồ giằng, vì hệ này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép,vì khung có độ cứng chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém Sự tương tác giữa khung và vách khi chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu hỗn hợp khung – vách Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các vách cứng chỉ chịu lực trong mặt phẳng Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian cho công trình, thì phải bố trí các vách cứng theo cả hai phương và được liên kết với nhau tạo thành lõi cứng.

- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt bằng công trình, trong đồ án bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau tạo thành lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng EJ theo hai

phương gần bằng nhau, tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động.[14]

- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những kết cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng Không những có chức năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải trọng ngang khác sang hệ vách cứng Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực trong hệ vách cứng Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho công trình kinh tế nhất, ổn định nhất, và mỹ quan nhất… Trong đồ án này chọn 2 phương án sàn để thiết kế:

 Phương án sàn sườn có hệ dầm trực giao, (vì diện tích các ô sàn lớn);

 Phương án sàn bê tông ứng lực trước (theo tiêu chuẩn ACI318-02).

- Đồ án chọn thêm phương án sàn bê tông ứng lực trước để thiết kế vì: hiện nay,

xu hướng xây dựng các công trình cao tầng ngày càng nhiều, và sàn căng cũng

là một trong những giải pháp kết cấu mang lại nhiều thuận lợi cho công trình cao tầng như :

 Giảm được chiều dày của cấu kiện và tăng được chiều dài nhịp dầm, tạo được khoảng không sử dụng theo yêu cầu;

 Giảm được trọng lượng bản thân của công trình, đưa đến giảm được tải trọng tác dụng lên móng;

 Giảm giá thành xây dựng;

 Nâng cao chất lượng thẩm mỹ, kiến trúc của công trình;

 Giảm thời gian thi công và có nhiều thuận lợi hơn trong lúc thi công;

 Nâng cao được số tầng, khống chế được chiều cao mà vẫn đảm bảo được

1.3 LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH

Vật liệu cho kết cấu chịu lực của công trình có thể dùng kết cấu thép, hoặc dùng :

 Kết cấu thép: ưu điểm của kết cấu thép là cường độ chịu lực cao, tải trọng bản thân tương đối nhẹ, tính đàn hồi tốt, chống động đất tốt, độ chính xác cao do chế tạo trong nhà máy, tốc độ lắp dựng nhanh, ít tốn công, hiện trường gọn nhẹ và ngăn nắp, thích hợp với các loại nhà cao tầng và siêu cao tầng.Nhưng công trình cao tầng-kết cấu thép, lượng thép sử dụng lớn, phải quét thêm lớp sơn bảo vệ phòng hoả, trong khi công nghệ thi công công trình cao tầng kết cấu thép chưa phổ biến ở nước

ta nên giá thành cao hơn công cùng loại bằng BTCT gấp 3 lần;

 Kết cấu bê tông cốt thép: trong kiến trúc cao tầng chiếm vị trị chủ đạo

do nguồn nguyên liệu phong phú, lượng thép sử dụng tương đối thấp, độ cứng kết cấu lớn, khả năng phòng hoả tốt, giá thành vừa phải Song kết cấu loại này có nhược điểm là trọng lượng bản thân lớn, số công nhân sử dụng tại hiện trường nhiều, thời gian thi công tương đối dài.

 Vậy vật liệu sử dụng cho kết cấu chịu lực chính của công trình AVALON

là BTCT: B30, Rn=170daN/cm2, E=3,2.5x105daN/cm2.

1.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

- Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện theo ba mô hình như sau :

- Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu

là dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh Khi giải quyết theo mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn Đó chính là giới hạn của mô hình này Tuy nhiên, mô hình này chính là cha đẻ của các phương pháp tính toán hiện nay.

- Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu

lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và chuyển vị Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có

thể giải quyết được tất cả các bài toán Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài toán kết cấu như STAADPRO, FEAP, ETABS, SAP2000

- Mô hình Rời rạc - Liên tục: Từng hệ chịu lực được xem là Rời rạc , nhưng các

hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt (lỗ cửa, mạch lắp ghép , ) xem là liên tục phân bố liên tục theo chiều cao Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực.

- Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH): Trong phương pháp phần tử hữu hạn vật thể thực liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn, chúng được nối với nhau bằng một số điểm quy định được gọi là nút Các vật thể này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục trong phạm vi của mỗi phần tử, nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn các quan hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi) Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần

tử được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng ( hoặc ma trận độ mềm) của phần tử Các ma trận này được dùng để ghép các phần tử lại thành một

mô hình rời rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng (hoặc

ma trận độ mềm) của cả kết cấu Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được quy đổi về các thành các ứng lực tại các nút và được mô tả trong

ma trận tải trọng nút tương đương Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị nút (hoặc nội lực) tại các điểm nút được xác định trong ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút) Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vị nút được liên hệ với nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tùy theo ứng xử thật của kết cấu Sau khi giải hệ phương trình tìm được các ẩn số, người ta có thể tiếp tục xác định được các trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học Sau đây là thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH.

1 Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù hợp với hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán.

2 Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút, ma trận chuyển vị nút ) theo trục tọa độ riêng của phần tử.

3 Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung của cả kết cấu.

4 Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của nó.

5 Giải hệ phương trình để xác định ma trận chuyển vị nút cả kết cấu.

6 Từ chuyển vị nút tìm được, xác định nội lực cho từng phần tử.

7 Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu.

Thật toán tổng quát trên được sử dụng cho hầu hết các bài toán phân tích kết cấu: phân tích tĩnh, phân tích động và tính toán ổn định kết cấu.

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển và thuận lợi của máy vi tính,

ta có rất nhiều chương trình tính toán khác nhau, với các quan niệm tính toán và

sơ đồ tính khác nhau Trong nội dung của đồ án tốt nghiệp này với sự trợ giúp

của phần mềm SAP 2000 vesion 10.0.1, ETABS vesion 9.14, SAFE 8.0.8, ADAPT-PT version 8.00 để xác định nội lực của hệ kết cấu.

- Đôi nét về phần mềm SAP2000: SAP (Structural Analysis Program) là chương

trình phân tích thiết kế kết cấu chịu tác động của tải trọng: tĩnh di động, động lực học, ổn định công trình, nhiệt độ, động đất , với giả thuyết kết cấu có biến dạng nhỏ (tuyến tính) hoặc có biến dạng lớn (phi tuyến) Sap được khởi thảo từ năm

1970 của một nhóm các nhà khoa học do giáo sư Edward L.Winlson chủ trì thực hiện tại Trường đại học Berkley bang California Hệ thống Sap đã qua nhiều thế

hệ, từ các chương trình SAP, SOLID SAP, SAPIII và SAPIV – chạy trên các máy tính điện tử thế hệ cũ có trước những năm 80 và sau đó là SAP80, SAP86, SAP90

và sau cùng là SAP2000 chạy trên WINDOWS SAP2000 là một đột phá của họ phần mềm SAP do hãng CSI đưa ra vào cuối những năm 90 đầu năm 2000.

- Đôi nét về phần mềm ETABS: là phần mềm rất mạnh để tính toán kết cấu nhà

cao tầng, cũng như SAP phần mềm ETABS do hãng CSI đưa ra vào những năm

80 được phát triển từ TABS Cũng dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn nhưng ETABS có đặc điểm nổi trội hơn so với SAP là có thể mô hình nhà cao tầng một cách dễ dàng nhờ tính năng “similar”, có thể phân biệt dầm, sàn, cột, vách cứng làm điều này giảm thời gian mô hình và thiết kế kết cấu.

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

PHƯƠNG ÁN 1 SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP

CÓ HỆ DẦM TRỰC GIAO

2.1 SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ HỆ DẦM TRỰC GIAO.

Trong thực tế thường gặp các ô có kích thuớc mỗi cạnh lớn hơn 6m, về nguyên tắc ta vẫn có thể tính toán được Nhưng với nhịp lớn, nội lực trong bản lớn, chiều dày bản tăng lên, độ võng của bản cũng tăng, đồng thời trong quá trình sử dụng, bản sàn dễ bị rung Để khắc phục nhược điểm này, người

ta thường bố trí thêm các dầm ngang và các dầm dọc thẳng góc giao nhau,

để chia ô bản thành nhiều ô bản nhỏ có kích thước nhỏ hơn Trường hợp

này gọi là sàn có hệ dầm trực giao[9].

8 Tính toán, kiểm tra độ võng ô sàn.

2.2 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẦN SÀN

- Việc bố trí mặt bằng kết cấu của sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và

việc bố trí các kết cấu chịu lực chính;

- Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác

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;

m

- Để thuận tiện thi công, chọn hd và bd là bội số của 50 mm Kích thước tiết diện dầm chọn sơ bộ theo bảng sau:

- Trong tính toán nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem sàn tuyệt

đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để:

 Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn;

 Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất ) ảnh hưởng đến công năng sử dụng.

- Chiều dày của bản sàn còn được tính toán sao cho trên sàn không có hệ dầm

đỡ các tường ngăn mà không tăng độ võng của sàn.

- Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Sơ bộ xác định

chiều dày hs theo biểu thức:

l m

D h

s

trong đó:

D - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

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

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 = 6 cm.

- Chọn ô sàn S1 (5m x 5m) làm ô sàn điển hình để tính toán chiều dày bản sàn:

)(138500040

1.1

2.3.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải ) bao gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo sàn (các lớp hoàn thiện):

i i i

tt

s n

g    . (2.4) trong đó:

i - trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i;

i - chiều dày lớp cấu tạo thứ i;

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i.

ptc- tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3/[1], phụ thuộc vào công

năng cụ thể các phòng;

np - hệ số độ tin cậy lấy theo 4.3.3/[1]:

n= 1.3 khi ptc < 200 daN/m2n= 1.3 khi ptc 200 daN/m2

Theo 4.3.4/[1] khi tính bản sàn, tải trọng toàn phần trong bảng 3 được phép giảm như sau:

 Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số A1

A – diện tích chịu tải.

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.4

Bảng 2.4: Hoạt tải tác dụng lên sàn

Ký Hiệu Diện tích Hệ số Hoạt tải tiêu

2.3.3 Trọng lượng tường ngăn

- Tường ngăn dày 10cm, g =180 (kG/m2), chiều cao của tường là 3.3m, tổng chiều dài của tường là 82m (theo bản vẽ kiến trúc).

- Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều

trên sàn (mang tính chất gần đúng) Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa) tính theo công thức sau:

.70%

qd t t t t

n l h g

A



trong đó:

n - hệ số độ tin cậy, n = 1.3;

lt - chiều dài tường;

ht- chiều cao tường;

3.37.03

- Sau khi đã bố trí hệ dầm trực giao, các ô sàn có kích thước nhỏ hơn 6m, các

ô sàn này thuộc loại bản kê 4 cạnh, có thể tính theo bản độc lập hoặc bản

liên tục [9]

- Ở dây các ô bản kê được tính như bản liên tục.

- Tính bản theo sơ đồ đàn hồi Các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục

Hình 2.4: Sơ đồ tính và vị trí moment ở nhịp và của bản 2 phương

Bản thuộc loại kê 4 cạnh do tỉ số ld/lng < 2, thuộc loại ô bản số 9.

P - tổng tải trọng tác dụng lên ô bản;

mi1, mi2, mk1, mk2- các hệ số được xác định bằng cách tra bảng phụ

thuộc vào tỷ số l2/l1;

mi1- i là số ký hiệu loại ô bản đang xét.

Bảng 2.5: Nội lực của ô bản sàn 2 phương

0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 388.16 388.16 904.26 904.26

c) Tính toán cốt thép

- Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng b = 1m theo cả 2 phương

và được tính toán như cấu kiện chịu uốn.

a h

h o  s    ;

b = 100cm: bề rộng tính toán của dải bản

R bh A

 :phụ thuộc vào cấp độ bền của bê tông.

- Sau khi tính toán cốt thép phải kiểm tra hàm lượng cốt thép  :

max 0 min  

170596.0100

max      

s

b R

R

R



- Giá trị hợp  hợp lý nằm trong khoảng từ 0.3% đến 0.9%.

- Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.7:

Bảng 2.7: Bảng tính toán cốt thép các ô bản kê bốn cạnh

b

(cm) (cm) h (cm) a (cm) ho m (cm A2 s/m) (mm)

a (mm) A

chọn s

- Các giả thiết tính toán:

 Các ô bản 1 phương được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến

- Các giá trị moment tính theo công thức sau:

tt

g

q   (2.15) Kết quả tính toán và được trình bày trong bảng 2.8:

Bảng 2.8: Bảng tính toán nội lực cho ô bản 1 phương

M nh (daNm)

M g (daNm)

Giá trị moment Tổng tải

- Ô bản loại dầm được tính toán như cấu kiện chịu uốn.

- Giả thiết tính toán:

 a=2 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép

bê tông gần nhất;

 ho - chiều cao có ích của tiết diện;

 b=1000 (mm) - bề rộng tính toán của dải bản.

- Lựa chọn vật liệu như bảng 2.6 đã trình bày ở trên.

- Tính toán và kiểm tra hàm lượng cốt thép  tương tự như phần 2.3.1.c.

- Kết quả tính toán được trình bày như bảng 2.9.

Bảng 2.9: Bảng tính toán cốt thép ô bản 1 phương

b (cm) (cm) h (cm) a (cm) h o

A s (cm 2 /m)

A s chọn (cm 2 /m) (mm) a (%) Kiểm tra

- Tính toán về độ võng cần phân biệt 2 trường hợp: một là khi bê tông vùng

chịu kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt và hai là khi bê tông vùng chịu kéo đã có khe nứt hình thành Ở đồ án này ta chỉ xét độ võng f của sàn

ở trường hợp thứ nhất.

- Ta cắt 1 dải bản rộng 1 đơn vị và coi dải bản làm việc như một dầm đơn

giản với 2 đầu khớp chịu tải trọng phân bố đều Độ võng toàn phần:

l l

l

2

4 1

4 2



 là tải tiêu chuẩn theo phương cạnh ngắn

l1 = 5 (m);

b b

b s s s o

A E A E

Z h B

s= 1;

1 



a a

S





(2.19) Giá trị của S và  lấy theo bảng sau:

Tính với tác dụng ngắn hạn của tải trọng

Tính với tác dụng dài hạn của tải trọng

A - hàm lượng cốt thép trong bê tông;

Rsc- cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của cốt thép ;

Rkc- cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông.

b=0.9 - hệ số xét đến sự làm việc của cốt thép;

 -là hệ số đàn hồi của bê tông  = 0.15 khi tính toán với tải trọng tác dụng dài hạn và  =0.45 khi tính toán với tải trọng tác dụng ngắn hạn;

ho=h-a=14-2=12(cm);

Z -là cánh tay đòn nội lực(khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu

kéo đến điểm đặt của hợp lực vùng nén gồm lực nén của bê tôn vùng nén và lực nén của thép chịu nén

''

c

bh R

c

bh

A n h b

b' ) ' ( / ) '

 Tính độ võng f1 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

3003.1

11

4 4

4 4

2

4 1

4 2

L L

1007

c

bh R

19

4

 =0.0035;

1025.3

101.2

)0037.0(518.1

110

)(518.1

14.001)

'(2

''

66.065.04.0

1681025.345.0

9.019

.4101.2

5

0 12 11.16

2 9

5 6

1

daNcm

A E A E

Z h B

b b

b s s s o

1001043.1384

56.852

384 B L

q

Vậy f1=1.05(cm).

 Tính độ võng f2 do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

3.1

)/(95.565592111.5

11

4 4

4 4

2

4 1

4 2

2 q daN m

L L

10035

c

bh R

19

4

 =0.0035;

1025.3

101

)0025.0(518.1

110

)(518.1

148.001)

'(2

''

S=0.4,  =0.65;

12

22500035

656.065.04

6.1771025.345.0

9.019

.4101.2

5

0 12 11.12

2 9

5 6

1

daNcm

A E A E

Z h B

b b

b s s s o

1

1001046.1384

95.565

384 B L q

Vậy f2=0.68 (cm).

 Tính độ võng f3 do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

3.1

)/(95.565592111.5

11

4 4

4 4

2

4 1

4 2

3 q daN m

L L

10035.613

c

bh R

19.4

 =0.0035;

n= 6.46

1025.3

101

)0025.0(518.1

110

)(518.1

148.001)

'(2

''

S=0.8,  =1;

12

22500035

656.018

6.1771025.315.0

9

019

.4101.2

88

0 12 11.12

2 6

5 6

1

daNcm

A E A E

Z h B

b b

b s s s o

3

1001024.654384

95.565

384 B L

q

Vậy f3=1.15 (cm).

 Độ võng toàn phần f= f1-f2+f3=1.05-0.68+1.15=1.52 (cm);

Độ võng giới hạn [f] = 510 2.55( )

200

1200

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CẦU THANG