Cao ốc văn phòng SURWAH TOWER (2)

1.4 Giải pháp thiết kế : 1.4.1Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng : Là một yếu tố quan trọng phải thõa mãn dây chuyền công năng, tổ chức không gian cho toàn bộ công trình, vận dụng thể hiện

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2011

LỜI MỞ ĐẦU

"""""E D#####

Ngành xây dựng là một trong những ngành lâu nhất của lịch sử loài người Có thể nói khi chúng ta đi bất cứ nơi đâu trên trái đất này cũng có bóng dáng của ngành xây dựng Để đánh giá sự phát triển của một thời kì lịch sử hay một quốc gia nào đó nào đó chúng ta cũng dựa vào ngành xây dựng Nó luôn luôn đi cùng với sự phát triển của lịch sử

Đất nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc phát triển cơ sở

hạ tầng , nhà máy, xí nghiệp, điện đường, trường trạm…là một phần tất yếu nhằm mục đích xây dựng đất nước ta trở nên phát triển, có cơ sở hạ tầng vững chắc , tạo điều kiện cho sự phát triển của đất nước Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần quan trọng trong đời sống con người chúng ta, từ việc mang lại mái ấm cho từng gia đình đến việc xây dựng bộ mặt đất nước Ngành xây dựng đã chứng tỏ được sự cần thiết của mình Trong xu thế hiện nay hoạt động xây dựng đang diễn ra với tốc độ khẩn trương, ngày càng rộng khắp với quy mô xây dựng ngày càng lớn đã cho sự lớn mạnh của ngành xây dựng nước ta

Bởi vậy ngay từ khi ngồi trên ghế giảng đường đại học chúng em đã được thầy cô truyền đạt những kiến thức hết sức bổ ích giúp em hiểu và thêm yêu ngành xây dựng mà

em đang theo học Do đó Đồ Án Tốt Nghiệp như một bài tổng kết lại quá trình học tập của sinh viên trong suốt quá trình học trên ghế giảng đường đại học, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp các kiến thức đã học vào thực tế Để khi ra trường một người kỹ sư có thể đảm trách tốt công việc của mình, góp phần tích cực vào sự phát triển của nền kinh tế đất nước

LỜI CẢM ƠN

"""""E D#####

Người xưa đã có câu :

“ Mẹ cha công đức sinh thành

Ra trường thầy dạy học hành cho hay”

sức tận tình của nhà trường, của khoa và những kiến thức quý báu của quý thầy cô Em xin

tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô, người đã mang đến cho em kiến thức và tri thức , giúp em vững bước trong cuộc sống cũng như trên con đường lập nghiệp sau này

Em xin tỏ lòng thành kính và lòng biết ơn sâu sắc thầy Lê Văn Bình người đã cung cấp tài liệu và định hướng cho em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn tới tất cả quý thầy cô đã truyền đạt những kiến thức và dạy dỗ em trong suốt quá trình học tập, đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn tới mài trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh thân yêu đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi trong suốt quá trình học, giúp em vững bước trên những chặng đường của cuộc sống

Em xin gởi lời cảm ơn đến tất ca các cô chú, anh chị bạn bè đã luôn bên em, động viên giúp đỡ em trong cuộc sống cũng như trong suốt quá trình học tập để đồ án tốt nghiệp này được hoàn tất

Lời cuối cùng con xin cảm ơn cha mẹ và những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất và là chỗ dựa vững chắc để cho con có được những thành quả như ngày hôm nay

MỤC LỤC

Lời mở đầu Lời cảm ơn Mục lục CHƯƠNG 1 : KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 Sự cần thiết đầu tư ……… 1

1.2 Vị trí, địa điểm và tự nhiên khu đất……… 1

1.2.1 Vị trí, địa điểm……… 1

1.2.2 Điều kiện tự nhiên khu đất……… 1

1.2.2.1 Về địa hình địa chất khu vực……… 1

1.2.2.2 Về khí hậu……… 2

1.3 Nội dung thiết kế công trình……… 2

1.4 Giải pháp thiết kế……… 3

1.4.1 Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng……… 3

1.4.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc……… 3

1.4.2.1 Giải pháp thiết kế mặt bằng……… 3

1.4.2.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng……… 3

1.4.2.3 Giao thông nội bộ……… 3

1.4.3 Các giải pháp kỹ thuật khác……… 3

1.4.3.1 Hệ thống cấp thoát nước……… 3

1.4.3.2 Hệ thống điện……… 3

1.4.3.3 Hệ thống phòng chống cháy nổ……… 4

1.4.3.4 Giải pháp về chiếu sáng và thông gió……… 4

1.4.3.5 Giải pháp thoát rác……… 4

1.5 Kết luận và kiến nghị……… 4

1.6 Cơ sở thiết kế……… 4

1.7 Lựa chọn vật liệu……… 4

1.8 Hình dáng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu……… 5

1.8.1 Sơ đồ mặt bằng và sơ đồ kết cấu……… 5

1.8.2 Tương tác giữa các bộ phận trong hệ kết cấu chịu lực……… 6

1.8.3 Cấu tạo các bộ phận liên kết……… 6

1.8.4 Tính toán kết cấu nhà cao tầng……… 6

CHƯƠNG 2 : TÍNH SÀN 2.1 Phân loại sàn……… 7

2.1.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn……… 7

2.1.2 Tải trọng……… 7

2.2 Bản làm việc một phương……… 8

2.2.1 Xác định nội lực cho bản làm việc một phương (S6)……… 9

2.2.2 Tính cốt thép……… 9

2.3 Bản kê 4 cạnh……… 11

2.3.1 Tính nội lực……… 11

2.3.2 Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép……… 12

2.3.3 Tính toán và kiểm tra độ võng……… 14

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CẦU THANG 3.1 Mặt bằng cầu thang……… 16

3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang……… 16

3.2.1 Tỉnh tải……… 16

3.2.2 Hoạt tải……… 17

3.3 Tính toán cốt thép vế thang……… 17

3.4 Tính toán dầm chiếu nghỉ và dầm sàn……… 20

3.4.1 Xác định tải trọng tác dụng……… 20

3.4.2 Tính cốt thép……… 22

3.4.3 Tính cốt đai……… 22

CHƯƠNG 4 : HỒ NƯỚC MÁI 4.1 Cấu tạo hồ nước mái……… 23

4.2 Tính bản nắp……… 23

4.2.1 Bố trí hệ dầm bản nắp……… 23

4.2.2 Tải trọng tác dụng bản nắp……… 23

4.2.3 Tính nội lực và cốt thép bản nắp……… 23

4.3 Hệ dầm nắp……… 24

4.3.1 Tải trọng tác dụng lên dầm nắp……… 24

4.3.2 Tính nội lực……… 24

4.3.3 Tính cốt thép……… 26

4.3.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai……… 26

4.4 Bản thành……… 26

4.4.1 Tải trọng……… 26

4.4.2 Sơ đồ tính……… 27

4.4.3 Tính toán cốt thép……… 27

4.5 Bản đáy……… 28

4.5.1 Tải trọng tác dụng bản đáy……… 28

4.5.2 Tính toán cốt thép bản đáy……… 28

4.6 Hệ dầm đáy……… 29

4.6.1 Tải trọng tác dụng lên dầm đáy……… 29

4.6.2 Tính nội lực……… 29

4.6.3 Tính cốt thép……… 31

4.6.4 Tính cốt đai……… 31

4.6.5 Kiểm tra độ võng của dầm đáy……… 31

4.7 Cột chống……… 32

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC B 5.1 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm trục B……… 33

5.2 Xác định sơ bộ tiết diện dầm……… 33

5.3 Xác định tải trọng lên dầm dọc trục B……… 33

5.3.1 Tỉnh tải……… 33

5.3.2 Hoạt tải truyền vào dầm……… 35

5.4 Xác định nội lực……… 36

5.4.1 Sơ đồ tính……… 36

5.4.2 Sơ đồ chất tải………36

5.4.3 Tổ hợp tải trọng………38

5.5 Tính cốt thép……… 38

5.6 Tính toán khả năng chịu cắt và đặt cốt đai……… 39

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG TRỤC 2 6.1 Phân tích hệ chịu lực của khung……… 40

6.2 Sơ đồ tính của khung chịu lực trục2……… 40

6.3 Xác định tải trọng tác dụng lên khung trục 2……… 41

6.3.1 Tỉnh tải……… 41

6.3.2 Hoạt tải……… 41

6.4 Xác định sơ bộ kích thước cột……… 43

6.5 Tải trọng sàn truyền vào dầm(Tầng 2)……… 44

6.6 Xác định lực tập trung tại các nút khung(Tầng 2)……… 45

6.7 Tải trọng tầng mái……… 47

6.7.1 Tải trọng tập trung tại các nút……… 47

6.7.2 Tải trọng sàn mái truyền vào dầm mái trục 2……… 48

6.8 Hoạt tải gió……… 48

6.9 Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng……… 50

6.9.1 Tiết diện cột và dầm……… 50

6.9.2 Các trường hợp tải trọng……… 51

6.9.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng……… 59

6.9.10 Kết quả tính toán……… 60

6.10 Kết quả tính toán thép dầm……… 63

6.11 Tính toán khả năng chịu cắt và đặt cốt đai……… 64

6.12 Tính toán cốt thép cột……… 65

6.12.1 Tính toán cốt thép cho cột A/2……… 65

6.12.2 Bản tính cốt thép cột……… 67

6.12.3 Kiểm tra lực cắt……… 67

CHƯƠNG 7 : NỀN MÓNG 7.1 Cấu tạo địa chất……… 69

7.2 Tính toán phương án móng cọc đài thấp……… 71

7.2.1 Xác định chiều sâu chôn đài……… 71

7.2.2 Chọn cọc bê tông cốt thép……… 71

7.2.3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu……… 72

7.2.4 Khả năng chịu tải của cọc theo đất nền……… 72

7.2.4.1 Theo phụ lục A……… 72

7.2.4.2 Theo phụ lục B……… 73

7.2.5 Tính toán móng 2/C……… 75

7.2.5.1 Xác định số lượng , tải trọng cọc……… 75

7.2.5.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài……… 77

7.2.5.3 Kiểm tra ứng suất dưới đáy mũi cọc……… 77

7.2.5.4 Kiểm tra độ lún cọc……… 79

7.2.5.5 Tính cốt thép đài cọc……… 81

7.2.6 Tính toán móng D/2……… 82

7.2.6.1 Xác định số lượng , tải trọng cọc……… 84

7.2.6.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài……… 86

7.2.6.3 Kiểm tra ứng suất dưới đáy mũi cọc……… 86

7.2.6.4 Kiểm tra độ lún cọc……… 88

7.2.6.5 Tính cốt thép đài cọc……… 90

7.2.7 Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển cẩu lắp……… 92

7.3 Tính toán phương án cọc khoan nhồi……… 97

7.3.1 Đặc điểm chung của cọc khoan nhồi……… 97

7.3.2 Xác định khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu……… 98

7.3.3 Khả năng chịu tải theo đất nền……… 99

7.3.3.1 Theo phụ lục A (TCVN 205-1998)……… 99

7.3.3.2 Theo phụ lục B (TCVN 205-1998)………101

7.3.4 Thiết kế móng D/2……….101

7.3.4.1 Tải trọng thiết kế cho cột………101

7.3.4.2 Kiểm tra ứng suất dưới đáy mũi cọc……… 103

7.3.4.3 Độ lún của móng cọc……… 104

7.3.4.4 Kết cấu móng……… 106

7.3.5 Thiết kế móng C/2 và B/2……… ….110

7.3.5.1 Tải trọng tính toán cho cột……….110

7.3.5.3 Độ lún của móng cọc……… … 114

7.3.5.4 Kết cấu móng……… … 115

Phụ lục……… 119

Tài liệu tham khảo……… ….133

CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Sự cần thiết đầu tư :

- Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển nhanh chóng của thành phố

Hồ Chí Minh về kinh tế và xã hội thì nhu cầu về nhà ở càng trở nên cấp thiết

Đặc biệt là nhà ở cần phải đáp ứng đủ được các điều kiện sống hiện đại Những

chung cư hiện đại như vậy góp phần nâng cao bộ mặt mới của thành phố : văn

minh hiện đại Đồng thời thúc đẩy sự phát triển của ngành xây dựng trong nước, góp phần tạo thêm công ăn việc làm cho người dân.Vì vậy chung cư

Phan Văn Trị được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu này

Mặt đứng của chung cư

1.2 Vị trí, địa điểm và điều kiện tự nhiên của khu đất :

1.2.1 Vị trí, địa điểm :

- Chung cư Phan Văn Trị nằm ở phường 2, quận 5 Thành Phố Hồ Chí Minh

Phía bắc : Giáp với khu dân cư phường 2

Phía tây : Giáp với khu dân cư phường 2

Phía đông : Giáp với đường Lê Hồng Phong

1.2.2 Điều kiện tự nhiên khu đất :

1.2.2.1 Về địa hình và địa chất khu vực :

- Khu đất được san ủi bằng phẳng và được đắp cao hơn trục đường chính

Qua thăm dò và khảo sát khu đất nhận thấy khu đất trên gồm 3 lớp

Độ ẩm tương đối trung bình : 48,5 %

Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79 %

Độ ẩm tương đối cao nhất : 100 %

Lượng bốc hơi trung bình : 28mm / ngày đêm

- Mùa khô :

- Gió :

Thịnh hành trong mùa khô :

Thịnh hành trong mùa mưa :

Hướng gió Tây Nam, Đông Nam có vận tốc gió trung bình 2,15 m/s

Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ

Khu vực thành phố Hồ Chí Minh ít chịu ảnh hưởng của gió bão

1.3 Nội dung thiết kế công trình

- Công trình gồm 7 tầng :

Tầng trệt : Dùng để xe, sinh hoạt cộng đồng, kho, phòng nghỉ nhân viên

Tầng 1 đến tầng 6: Giống hệt nhau, mỗi tần có 2 nhà loại A, 2 nhà loại B, 2 nhà loại C, 2 nhà loại D, 2 nhà loại E, 2 nhà loại F Tổng cộng có 12x7 căn hộ Tầng mái là mái bằng có sử dụng, có hồ nước

1.4 Giải pháp thiết kế :

1.4.1Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng :

Là một yếu tố quan trọng phải thõa mãn dây chuyền công năng, tổ chức không gian cho toàn bộ công trình, vận dụng thể hiện các hình thức không gian, khi thiết kế tổng mặt bằng cần nhìn nhận toàn diện, tổng hợp mọi ý kiến của kiến trúc sư, các kỹ sư : kết cấu, nền móng, điện nước nhưng người kiến trúc phải giữ vai trò chủ đạo

1.4.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc :

1.4.2.1 Giải pháp thiết kế mặt bằng :

- Mặt bằng công trình là một khâu quan trọng, tổ chức không gian bên trong và dây chuyền công năng Mặt bằng bố trị mạch lạc, rõ ràng, thuận tiện, cho việc bố trí giao thông công trình, đơn giản hơn cho giải pháp kiến trúc và kết cấu

- Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lý Mặt bằng có diện tích phụ ít

- Công trình có hành lang nối trực tiếp các phòng với nhau đảm bảo thông thoáng tốt, giao thông hợp lý ngắn gọn

- Tạo khoản thông tần để giải quyết vấn đề phơi phóng và thoáng mát cho mỗi phòng 1.4.2.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng:

- Hình khối được tổ chức theo khối vuông phát triển theo chiều ngang và chiều cao tạo

vẻ cân đối và mang tính bề thế và hoành tráng cho công trình

- Việc xử lý các chi tiết mặt đứng thống nhất và có nhịp điệu tạo nên hình khối kiến trúc rõ ràng, hiện đại mà không đơn điệu

1.4.2.3 Giao thông nội bộ :

- Giao thông trên từng tầng thông qua hành lang rộng 1,8 m nằm giữa mặt bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng phòng

- Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống thang bộ bố trí 2 bên của nhà xe

1.4.3 Các giải pháp kỹ thuật khác:

1.4.3.1 Hệ thống cấp thoát nước :

9 Hệ thống cấp nước sinh hoạt :

- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được đưa vào bể của chung cư

- Nước được bơm thẳng lên bể chứa trên sân thượng, việc điều khiển quá trình bơm được thực hiện hoàn toàn tự động thông qua hệ thống van phao tự động

- Ống nước được đi trong các hộp kĩ thuật

9 Hệ thống thoát nước :

- Nước mưa trên mái, ban công…được thu vào phểu và chảy riêng theo một ống

- Nước mưa được dẫn thẳng ra hệ thống thoát nước của thành phố

- Nước sinh hoạt từ các buồn vệ sinh có riêng hệ thống dẫn để đưa về bể xử lý nước thải rồi mới thải ra hệ thống thoát nước thải của thành phố

1.4.3.2 Hệ thống điện :

- Hệ thống điện sử dụng trực tiếp từ lưới điện thành phố Bố trí thêm máy phát điện

có công suất 100KA để đảm bảo hệ thống phòng cháy chữa cháy được hoạt động liên tục

- Hệ thống cấp điện nội bộ được đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải đảm bảo an toàn , không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi

sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp hệ thống an toàn điện được bố trí theo tầng và theo khu vực để đảm bảo an toàn chống cháy nổ

1.4.3.3 Hệ thống phòng chống cháy nổ:

- Hệ thống báo cháy

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng Ở nơi công cộng

và mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy khi phát hiện cháy Khi nhận được tín hiệu báo cháy thì phòng trực nhanh chóng thông báo cho mọi người và cơ quan chức năng kiểm soát đám cháy

- Hệ thống chữa cháy : bằng nước và hóa chất

Nước được cung cấp từ bể chứa của công trình, sử dụng máy bơm xăng lưu động Các ống vải dẫn nước được đặt ở mối tần, vị trí ở 2 bên cầu thang

Hóa chất : Sử dụng số lượng lớn các bình cứu hỏa hóa chất đặt tại các nơi quan yếu ( cửa ra vào, cầu thang)

1.4.3.4 Giải pháp về chiếu sáng và thông gió :

- Việc đảm bảo ánh sáng ở mỗi căn hộ phục vụ cho sinh hoạt của gia đình là hết sức cần thiết Phải két hợp giữa chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo, bố trí 4 đèn huỳnh quang loại 1,2 m và các cửa sổ cao và thoáng

- Tận dụng thông gió tự nhiên bằng các cửa chính và cửa sổ kết hợp với thông gió nhân tạo bằng hệ thống quạt điện

1.4.3.5 Giải pháp thoát rác:

- Ống thoát rác thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa rác của tần trệt sau đó có xe vận chuyển đi

1.5 Kết luận và kiến nghị:

- Về mặt bằng tổng thể phù hợp với quy hoạch của thành phố

- Về mặt bằng kiến trúc đảm bảo dây chuyền công năng, tận dụng được diện tích khu đất xây dựng

- Về mặt đứng kiến trúc phù hợp với kiến trúc hiện đại, tạo được vẻ đẹp riêng cân đối và thể hiện được tính bề thế của công trình

1.6 Cơ sở thiết kế :

Công việc thiết kế phải tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng Những tiêu chuẩn sau đây được sử dụng trong quá trình tính

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

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

- TCVN 198-1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

- TCVN 195-1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

- TCVN 205-1998 : Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 229-1999 : Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

Ngoài tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau ( Trình bày trong phần tài liệu tham khảo)

1.7 Lựa chọn vật liệu :

- Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

- Vật liệu có tính biến dạng cao : Khả năng biến dạng dẽo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp : Có tác dụng rất tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao : Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

9 Bê tông sàn, dầm, cột dùng mác 250(B20) với các chỉ tiêu như sau :

+ Khối lượng riêng : γ = 25 KN/m3

+ Cường độ tính toán : Rn = 115daN/cm2 (Rb=11.5 Mpa)

+ Cường độ chịu kéo tính toán : Rk = 9 daN/cm2 (Rk=0.9 Mpa)

+ Modun đàn hồi : Eb = 270 x 103 daN/cm2

+ Hệ số làm việc của bê tông γb =0.9

9 Cốt thép loại A2 với các chỉ tiêu :

+ Cường độ chịu nén tính toán Ra’ = 2800 daN/cm2, (RSC = 280 Mpa)

+ Cường độ chịu kéo tính toán Ra = 2800 daN/cm2, (RS = 280 Mpa)

+ Cường độ tính cốt thép ngang Rđ = 2200 daN/cm2, (RSW = 225 Mpa)

+ Modun đàn hồi Ea = 2.1 x 106 daN/cm2 (Es = 210000 MPa)

+ Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép : γsi=1

- Vữa xi măng – cát : y = 1600 daN/m3

- Gạch xây tường – ceramic : y = 1800 daN/m3

1.8 Hình dáng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu :

1.8.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu :

+ Nhà cao tầng cần có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn các hình có tính đối xứng cao Trong các trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản

+ Các bộ phận kết cấu chịu lực chính cho nhà cao tầng như lõi, khung cần được bố trí đối xứng Trong trường hợp các kết cấu này không thể bố trí đối xứng thì cần phải có các biện pháp đặc biệt chống xoắn cho công trình theo phương đứng

+ Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các bộ phận két cấu rõ ràng , mạch lạc và truyền tải một cách mau chóng nhất tới móng công trình

+ Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có các cánh mỏng và kết cấu dạng congson theo phương ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất

1.8.2 Tương tác giữa các bộ phận trong hệ kết cấu chịu lực (hệ kết cấu, khung, giằng):

+ Với các nhà còn thấp tầng thì hệ kết cấu khung tỏ ra ưu việt nhưng đến khi chiều cao tầng tăng lên đến một mức độ nhất định thì kết cấu khung cứng tỏ ra kém hiệu quả ( vì kết cầu này có khả năng chịu cắt kém )

Hệ kết cấu gồm “khung cứng” gọi là hệ kết cấu khung giằng

1.8.3 Cấu tạo các bộ phận liên kết:

+ Kết cấu nhà cao tầng cần phải có bậc siêu tĩnh cao để trong trường hợp bị hư hại do các tác động đặc biệt nó không bị biến dạng thành các hệ biến hình

+ Các bộ phận kết cấu được cấu tạo làm sao để khi bị phá hoại do các trường hợp tải trọng thì các kết cấu nằm ngang sàn , dầm bị phá hoại trước so với các kết cấu thẳng đứng, cột

1.8.4 Tính toán kết cấu nhà cao tầng :

- Tải trọng : kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây :

+ Tải trọng thẳng đứng ( thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

+ Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

+ Do ảnh hưởng của từ biến

+ Do sinh ra trong quá trình thi công

1 Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn ( tỉnh tải, hoạt tải)

2 Xác định tải trọng thang máy, thang bộ, hồ nước mái

3 Xác định tải trọng ngang của gió ( gồm gió tĩnh và gió động)

4 Đưa các giá trị đã xác định trên đặt lên khung để tính toán nội lực

5 Sử dụng phần mềm SAP để giải tìm nội lực

6 Sau khi tính khung tải trọng sẽ được truyền theo cột xuống móng từ đó bắt đầu tiến hành tính móng

CHƯƠNG 2:TÍNH SÀN Tính sàn tầng 2:

Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải này sẽ truyền lên dầm, rồi từ dầm truyền lên cột, xuống móng

Sàn bê tông cốt thép được sử dụng rỗng rãi trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp Nó có những ưu điểm quan trọng như bền vững, có độ cứng lớn , có khả năng chống cháy tốt, chống thấm tương đối tốt , thõa mãn các yêu cầu thẫm mỹ,

vệ sinh và các điều kiện kinh tế Tuy nhiên, nó có khả năng cách âm không cao

Theo sơ đồ kết cấu có thể phân thành nhiều loại , song loại thường gặp nhất đó

là bảng loại dầm và bản kê bốn cạnh

Bản loại dầm : Khi bản sàn được liên kết ở một cạnh hoặc ở 2 cạnh đối diện (

kê tự do hoặc ngàm ) và chịu tải phân bố đều Bản chỉ uốn theo phương có liên kết Bản kê bốn canh : Khi bản có liên kết ở cả 4 cạnh ( tựa tự do hoặc ngàm ), tải trọng tác dụng trên bản truyền đến các liên kết theo cả 2 phương

2.1 Phận loại sàn:

- Căn cứ vào cấu tạo điều kiện liên kết, kích thước và hoạt tải của từng ô bản ta chia

ra làm 10 loại ô bản

2.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn :

+ Ta chọn chiều dày sàn như sau : Hành lan : 10cm

: Phòng vệ sinh : 10cm : Các phòng còn lại : 12 cm

2.1.2 Tải trọng :

Tải trọng tác dụng lên ô bản gồm có tỉnh tải và hoạt tải :

- Các số liệu về tải trọng được lấy trong TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động-Tiêu chuẩn thiết kế

- Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1- trang 10 – TCVN 2737-1995

- Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo lấy theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” (PGS-TS VŨ MẠNH HÙNG )

- Theo mục đích sử dụng, các ô sàn có chức năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn

khác nhau, do đó tĩnh tải sàn tương ứng cũng có giá trị khác nhau

Trọng lượng bản thân của sàn được xác định theo công thức:

Liên kết được xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà có

- Tải trọng tác dụng lên bản sàn là :

Tĩnh tải : Gs= gs x b (daN/m)

Hoạt tải : Ps= ps x b (daN/m)

Lưu ý : b=1m

Tổng tải trọng tính toán : Qs = Gs + Ps (daN/m)

- Xác định momen ở nhịp và gối theo công thức cơ học kết cấu :

Ngàm-ngàm :

24

2 1

qL

M n =

12

2 1

qL

M n =

8

2 1

2.2)6.3683.3(24

2 2

qL

)(937.212

2.2)6.3683.3(12

2 2

.08010005.119.0

10469.1

b m

h b R

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

022.0022.021(1)21(

o b b S

R

h b R

65.057( mm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

s

b b R o

s

R

R h

057.65

%05.0

Chọn d6-200

• Tính cốt thép ở gối :

0.044 0.441

8010005.119.0

10937.2

b m

h b R

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

045.0044.021(1)21(

s

o b b

h b R

s

R

R h

071.133

%05.0

kN/m 2

Momen mm a mm h αm ξ mmAs 2 /m u% Chọn thép

Mn 1.469 0.022 0.022 65.057 0.081 φ6a200 S.6 6 2.2 6.4 2.9 3.683 3.6

Mg 2.937 20 100 0.044 0.045 133.071 0.166 φ8a200

Mn 0.595 0.009 0.009 26.614 0.033 φ6a200 S.3 22 1.4 6.55 4.7 3.683 3.6

Mg 1.19 20 100 0.018 0.018 53.229 0.067 φ8a200

phương Ta tính toán bản theo sơ đồ đàn hồi.Tùy theo điều kiện liên kết của bản với các dầm xung quanh mà chọn các liên kết cho phù hợp

Momen dương lớn nhất ở giữa bản :

M1 = mi1 x P = 0.0195 x 217.68 = 466.4 (daNm/m)

M2 = mi2 x P = 0.0158 x 217.68 = 379.4 (daNm/m) Momen âm lớn nhất ở gối :

MI = ki1 x P = 0.0452 x 217.68 = 1080.4 (daNm/m)

MII = ki2 x P = 0.0367 x 217.68 = 877.8 (daNm/m)

Trong đó : L1 là cạnh ngắn

L2 là cạnh dài (KẾT CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP –TẬP 2 – CẤU KIỆN NHÀ CỬA – VÕ BÁ TẦM)

2.3.2 Tính toán cốt thép và bố trí cốt thép :

• Cốt thép cũng được tính toán với dải bản có bề rộng b=1m được tính toán theo

cả hai phương và tính toán như cấu kiện chịu uốn

9 Theo phương cạnh ngắn :

+ Tính thép ở nhịp :

441.0045

.010010005.119.0

10664.4

b

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

046.0045.021(1)21(

s

o b b S

R

h b R

s

R

R h

03.170

%05.0

Chọn d6-200

+ Tính cốt thép ở gối :

0.104 0.441

10010005.119.0

1080.10

b

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

11.0104.021(1)21(

s

o b b

h b R

s

R

R h

6.406

%05.0

Chọn d8-140

9 Theo phương cạnh dài :

+ Tính thép ở nhịp :

441.0037

.010010005.119.0

10794.3

b

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

038.0037.021(1)21(

s

o b b

h b R

s

R

R h

4.140

%05.0

Chọn d6-200

+ Tính cốt thép ở gối :

0.085 0.441

10010005.119.0

1077.8

b

γα

Tra bảng được ξ hoặc tính từ

089.0085.021(1)21(

s

o b b

h b R

s

R

R h

98.828

%05.0

Chọn d8-160

Tương tự như trên ta tính cho những ô sàn còn lại.Tuy nhiên lực P tác dụng lên

phòng sẽ có cách tính khác nhau do có cấu tạo và công năng khác nhau

k92 0.0367 8.77

120 20

0.085 0.09 328.982 0.329 d8-160 m91 0.0199 1.19 0.018 0.02 53.229 0.067 d6-200 m92 0.0068 0.41 0.006 0.01 17.743 0.022 d6-200 k91 0.0436 2.62 0.04 0.04 121.243 0.152 d8-200 S.2 2200 3750 1.71 60.1

k92 0.0149 0.9

100 20

0.014 0.01 41.4 0.052 d8-200 m91 0.0192 3.9 0.038 0.04 144.161 0.144 d6-200 m92 0.0163 3.30 0.032 0.03 121.982 0.122 d6-200 k91 0.0447 9.06 0.088 0.09 340.071 0.34 d8-160 S.4 5900 6400 1.09 203

k92 0.0376 7.62

120 20

0.074 0.08 284.625 0.285 d8-200 m91 0.0209 3.214 0.031 0.03 229.179 0.229 d6-140 m92 0.0105 1.617 0.016 0.02 118.286 0.118 d6-200 k91 0.0472 7.234 0.07 0.07 269.83 0.27 d8-200 S.5 4200 5900 1.41 153

k92 0.0236 3.625

120 20

0.035 0.04 266.143 0.266 d8-200 m91 0.0187 4.308 0.042 0.04 158.946 0.159 d6-200 m92 0.0171 3.939 0.038 0.04 144.161 0.144 d6-200 k91 0.0437 10.07 0.097 0.1 377.036 0.377 d8-140 S.7 5900 6200 1.05 230

k92 0.0394 9.077

120 20

0.088 0.09 340.071 0.34 d8-160 m91 0.0203 0.475 0.007 0.01 20.7 0.026 d6-200 m92 0.0075 0.176 0.003 0 8.871 0.011 d6-200 k91 0.0447 1.049 0.016 0.02 47.314 0.059 d8-200 S.8 1400 2300 1.64 23.5

k92 0.0167 0.391

100 20

0.006 0.01 17.743 0.022 d8-200 m91 0.0187 3.82 0.037 0.04 140.464 0.14 d6-200 m92 0.0171 3.493 0.034 0.04 129.375 0.129 d6-200 k91 0.0437 8.927 0.086 0.09 332.679 0.333 d8-160 S.9 5600 5900 1.05 204

k92 0.0394 8.049

120 20

0.078 0.08 299.411 0.299 d8-200 m91 0.0195 4.6 0.044 0.05 166.339 0.166 d6-200 m92 0.0159 3.742 0.036 0.04 136.768 0.137 d6-200 k91 0.0452 10.66 0.103 0.11 402.911 0.403 d8-140 S.10 5900 6550 1.11 236

k92 0.0367 8.658

120 20

0.084 0.09 325.286 0.325 d8-160

2.3.3 Tính toán và kiểm tra độ võng:

Độ võng của bản ngàm 4 cạnh được xác định theo công thức sau :

D q w

4α

55.6

1

2 = =

L L

Tra bảng được α=0.0015

2.0112

12.0107.21

3 7 2

Độ võng của bản :

mm m

D q

4050

9.5183.60015

q : là tải trọng tính toán của ô bản kN/m2

E : Modun đàn hồi của bê tông E = 270 x 103 daN/cm2

Kiểm tra:

200

15900

77.2

max = ≤

L y

Đạt yêu cầu

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CẦU THANG 3.1 Mặt bằng cầu thang :

MẶT BẰNG CẦU THANG

3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang :

Tải trọng tác dụng lên bản thang gòm có tỉnh tải và hoạt tải :

3.2.1 Tỉnh tải :

Đá hoa cương dày 2cm Vữa xi măng lót dày 2cm Bản sàn BTCT dày 12cm Lớp trát dày 1.5 cm

Đá hoa cương dày 2cm Vữa xi măng lót dày 2cm Bậc thang xây gạch Bản thang BTCT dày 12cm Lớp vữa trát dày 1.5cm

Bản thang :

Bậc thang được xây bằng gạch thẻ , chiều dày bậc và các lớp cấu tạo được quy đổi

thành tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bản thang

8944,0300150

300cos

8944,0152

δ ( m )

γi

daN/m3

Hệ số vượt tải

n

gtt (daN/m2)

δ ( m )

γi

daN/m3

Hệ số vượt tải

n

gtt (daN/m2)

™ Dùng SAP 2000 để giải tìm momen và lực cắt :

Vế 2: Lực cắt

Vế 2: Momen

Vế 1: Lực cắt

™ Tính cốt thép:

Giả thiết a=2 cm, ho = 12-2 = 10 cm

441.0254

.010010005.119.0

1030.26

h b R

s

o b b

h b R

s

R

R h

1103

%05.0

Ta chọn sơ bộ kích thước ban đầu bxh = 200 x 300

Phản lực do bản chiếu nghỉ truyền vào : q1= 20.62 kN/m

Trọng lượng tường xây trên dầm :

gt = bthtnγt = 0,2 × 1 × 1,1 × 18 = 3.96 kN/m

Vế 1: Mommen

Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ:

gd = bdhdnγb = 0,2( 0,3 – 0,12)1,1 × 25 = 1 kN/m

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

qCN = q1 + gd + gt =20.62 + 3.96 + 1 = 25.58 kN/m

+ Dầm sàn :

Ta cũng chọn sơ bộ kích thước ban đầu bxh = 200 x 300

Phản lực do vế thang truyền vào : q2 =23.84 kN/m

Tải trọng bản thân dầm chiếu nghỉ:

×

S q

Gối 34.77 53.78 260 0.2484 0.290 558.85 1.074 2φ14, 1φ18

441.0442

.02602005.119.0

10986.61

2

30260280

2602005.119.0442.010986.61

a h R

h b R M

A

o SC

o b

b R

)30260(2.22628010986.61'

2

6 2

o s sc

a h A R

γ

α

432.0339.02112

mm A

R

h b R

S

o b b

f n R h b R

o k

150

283.021800260

20098

8× × × 2× × × = × × × 2× × × =

=

™ Dựa vào kết quả trên ta kết luận cốt đai đã chọn đủ khả năng chịu cắt

CHƯƠNG 4

HỒ NƯỚC MÁI 4.1 Cấu tạo hồ nước mái:

Ta nhận thấy 3

8.1

qL

M n =

12

2 1

qL

M g =

Ta tính tương tự như tính sàn một phương như phần tính sàn :

Lúc này ta giả thiết lớp bảo vệ cốt thép a=15mm

KT Q Tên L1

(m)

L2 (m)

Tỉ

số

G kN/m 2 P

kN/m 2

Momen mm a mm h αm ξ mmAs 2 /m u% Chọn thép

Mn 0.539 0.012 0.012 28.832 0.044 φ 6a200 Bản

8.1

8.1

1= × = × =

4.3.2 Tính nội lực :

Ta có sơ đồ tải trọng các dầm nắp như sau :

™ Dầm nắp 1

™ Dầm nắp 2

Ta dung SAP 2000 để giải tìm nội lực:

Dầm nắp 1

Dầm nắp 2 4.3.3 Tính cốt thép :

Dầm Vị trí kNm M h0

mm2 µ% Chọn thép DN1 Nhịp 8.53 0.1245 0.1335 155.44 0.49 2φ12

4.3.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai:

chọn cốt đai φ6 có n=2; u=250mm; Ra= 1800daN/cm2

kN u

f n R h b R

o k

25

283.02180026

2098

10001

h n

p n = ×γn× = × × =

+ Tải gió : Tải trọng gió tác dụng lên bản thành xét trường hợp nguy hiểm nhất là gió hút, có phương cùng chiều với áp lực nước

Gió hút :

162.846.03.13.183'= × × × =

2162.8415

222008

15

2 2

2 2

2162.8496.33

22200128

96.33

2 2

2 2

=

×

×+

×

=

×+

Gối 6.2874 105 0.055 0.0567 220.097 0.21 φ8@200

4.5 Bản đáy :

Ta cũng tính bản đáy như bản loại dầm như bản nắp, lúc này ta chọn chiều dày của bản đáy là 12 cm

4.5.1 Tải trọng tác dụng vào bản đáy :

Mn 3.558 0.0343 0.0349 129.33 0.129 φ 6a200 Bản

đáy 1.8 4 2.2 26.359 Mg 7.117 20 120 0.0687 0.0713 263.575 0.263 φ 8a200

4.6 Hệ dầm đáy :

4.6.1 Tải trọng tác dụng lên các dầm đáy :

Tải trọng tác dụng lên dầmđáy gồm có trọng lượng bản thân dầm và tải trọng sàn truyền vào

8.1

8.1

Ta dùng SAP 2000 để giải tìm nội lực :

™ Dầm đáy 1

™ Dầm đáy 2

DD2 Nhịp 7.84 360 0.029 0.0292 78.9 0.11 2φ12

4.6.4 Tính tốn cốt đai

+ Chọn cốt đai φ6 cĩ n=2; u=250mm; Ra= 1800daN/cm2

kN u

f n R h b R

o k

25

283.02180026

2098

8× × × 2× × × = × × × 2× × × =

=

™ Dựa vào kết quả trên ta kết luận cốt đai đã chọn đủ khả năng chịu cắt

4.6.5 Kiểm tra độ võng của dầm đáy :

+ Độ võng của dầm đáy được kiểm tra theo điều kiện

ql 5 f

4 max =

Trong đó q – tải trọng tác dụng trên dầm, q = 2372.31 (daN/m)

L – nhịp dầm, l = 4 m

E – mođun đàn hồi của bêtông, E = 2,65 × 109 kG/m2

J – momen quán tính của vật liệu

00106,012

4,02,012

3 3

431.23725

0 = 0,0007 < [

200

1

] = 0,005 Vậy dầm thỏa yêu cầu về độ võng

4.7 Cột chống :

Chọn tiết diện cột chống là 200x200

Cột chịu tác dụng của toàn bộ hồ nước bên trên Cột được tính toán đơn giản xem cột như là cấu kiện chịu nén đúng tâm (bỏ qua momen do tải trọng gió gây ra) Lực nén tác dụng lên mỗi cột là :

N= R1 + R2 + R3 + R4 + gc = 7.23 + 3.09 + 33.18 + 13.86 + 2.75 = 60.11 (kN)

Trong đó :

R1 – Phản lực gối tựa do dầm nắp theo phương cạnh L1

R2 – Phản lực gối tựa do dầm nắp theo phương cạnh L2

R3 – Phản lực gối tựa do dầm đáy theo phương cạnh L1

R4 – Phản lực gối tựa do dầm đáy theo phương cạnh L2

gc – trọng lượng bản thân cột

gc= 0.2 x 0.2 x 2.5 x 25 x 1.1 = 2.75 kN

Bố trí 4φ12 (452.4 mm2)

[ ]N =200×200×11.5+280×804.4=68.5 (kN) (Thõa)

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC B 5.1 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm trục B

5.2 Xác định sơ bộ tiết diện dầm :

( )mm L

13

110

113

110

4

12

g t = t× t× g×γt =0.1× 3−0.5 ×1.1×18=4.95 /

+ Tải trọng do sàn truyền vào :