CHUNG cư BẠCH ĐẰNG ĐÔNG

Mặt bằng công trình đơn giản, các kết cấu chịu lực được bố trí đối xứng theo phương trục C-Dcủa hệ lưới cột.. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH: -Công trình thiết kế theo phương án khung BTCT

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là công trình tổng hợp tất cả kiến thức thu nhận được trong suốt quá trình học tập của mỗi một sinh viên dưới mái trường Đại Học Đây cũng là sản phẩm đầu tay của mỗi sinh viên trước khi rời ghế nhà trường để đi vào công tác thực tế Giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp là sự tiếp tục quá trình học bằng phương pháp khác ở mức độ cao hơn, qua đó chúng

em có dịp hệ thống hoá kiến thức, tổng quát lại những kiến thức đã học, những vấn đề hiện đại và thiết thực của khoa học kỹ thuật , nhằm giúp chúng

em đánh giá các giải pháp kỹ thuật thích hợp

Đồ án tốt nghiệp là công trình tự lực của mỗi sinh viên, nhưng vai trò của các thầy cô giáo trong việc hoàn thành đồ án này có một vai trò hết sức to lớn

Với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, em đã hoàn thành đề tài : CHUNG CƯ BẠCH ĐẰNG ĐÔNG

Sau cùng em nhận thức được rằng, mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng

vì kiến thức còn non kém, kinh nghiệm ít ỏi và thời gian hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và bạn bè, để em có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sác đến thầy giáo BÙI TRƯỜNG GIANG ( hướng dẫn phần kiến trúc), thầy giáo BÙI TRƯỜNG GIANG (hướng dẫn phần kết cấu), và TRẦN THỊ PHƯƠNG LAN (hướng dẫn phần thi công) đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Đồng thời

em cũng xin được cảm ơn những thầy, cô giáo, các bạn sinh viên trong khoa

đã chỉ bảo em rất nhiều trong quá trình học tập để trở thành một người kỹ sư xây dựng.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô !

Hải Phòng, ngày 04 tháng 06 năm 2016

Sinh viên:

HÀ THANH HOÀN

I SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ:

- Đà Nẵng là một trong những Thành phố trực thuộc TW của nước ta,

là trung tâm kinh tế trọng điểm của khu vực Miền Trung và Tây Nguyên Các hoạt động sản xuất kinh doanh ở đây phát triển rất mạnh, có nhiều Công ty, Nhà máy, Xí nghiệp, Khu công nghiệp đã được thành lập, đo đó đã thu hút được một lực lượng lao động rất lớn về đây học tập và làm việc Đây chính là một trong những nguyên nhân chính khiến dân số ở Thành phố Đà Nẵng tăng rất nhanh trong những năm gần đây và một trong những vấn đề mà Thành phố phải giải quyết thật cấp bách là vấn đề về chổ ở của người dân, đặc biệt là giải quyết chổ ở cho người có thu nhập trung bình và thấp

- Đứng trước tình hình thực tế kể trên thì việc xây dựng các khu chung

cư nhằm giải quyết vấn đề chổ ở cho người có thu nhập trung bình và thấp là thật cần thiết Đồng thời, ưu điểm của loại hình nhà ở chung cư là không tiêu tốn quá nhiều diện tích mặt bằng, tạo được môi trường sống sạch đẹp, văn minh phù hợp với xu thế hiện đại hoá đất nước

- Chung cư Bạch Đằng Đông – TP Đà Nẵng là một trong những công

trình xây dựng nhằm giải quyết vấn đề kể trên, góp phần vào công cuộc ổn định và phát triển của Thành phố Đà Nẵng nói riêng và của đất nước ta nói chung

II ĐẶC ĐIỂM ,VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH:

1.Vị trí xây dựng công trình:

Công trình xây dựng trên khu vực thuộc khu cuối tuyến Bạch Đằng Đông, Quận Sơn Trà –Tp Đà Nẵng

2.Các điều kiện khí hậu tự nhiên:

Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng

ẩm với các đặc trưng của vùng khí hậu miền trung chia làm hai mùa rõ rệt:

+Mùa mưa: tháng 9-12

+Mùa khô : đầu tháng 3 đến cuối tháng 8

*Các yếu tố khí tượng:

- Nhiệt độ không kí:

+Nhiệt độ trung bình năm :25,6oC

+Nhiệt độ tối thấp trung bình năm :22,7 oC

+Nhiệt độ tối cao trung bình năm :29,8oC

+Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối :40,9 oC

+Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối :10,2oC

- Lượng mưa:

+Lượng mưa trung bình năm :2066 mm/năm

+Lượng mưa lớn nhất :3307 mm

+Lượng mưa thấp nhất :1400 mm

+Lượng mưa ngày lớn nhất :332 mm

+Số ngày mưa trung bình năm :140-148

+Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng: trung bình 22 ngày tháng 10 hàng năm

- Độ ẩm không khí:

+Độ ẩm không khí trung bình năm :82%

+Độ ẩm cao nhẩt trung bình :90%

+Số giờ nắng trung bình :2158 giờ/năm.

+Số giờ nắng trung bình tháng nhiều nhất: 248giờ/tháng

III.NỘI DUNG VÀ QUY MÔ ĐẦU TƯ:

1 Tên công trình: Chung cư Bạch Đằng Đông – TP Đà Nẵng.

2 Chủ đầu tư: Công ty cổ phần đầu tư tài chính & bất động sản

VINCON

3 Hình thức đầu tư: Xây dựng mới hoàn toàn

4 Quy mô đầu tư:

Công trình “ Nhà ở cho người thu nhập thấp” tại khu dân cư cuối tuyến Bạch Đằng Đông có 7 đơn nguyên, trong đó khu A có 5 đơn nguyên mẫu A, Khu B có 2 đơn nguyên mẫu B

Diện tích đất sử dụng để xây dựng công trình khu A khoảng 21500m2, Diện tích xây dựng là 7760m2 ( bao gồm 5 đơn nguyên), diện tích còn lại dụng làm đường giao thông nội bộ, khuôn viên, cây xanh

Mỗi đơn nguyên có quy mô 7 tầng, có tất cả 88 căn hộ

- Tầng 1 có cốt nền ±0.000m Gồm khu vực để xe, dịch vụ thương mại,

1 phòng sinh hoạt cộng đồng, 2 phòng kỹ thuật, 2 phòng quản lý chung cư, 1 phòng bảo vệ và 4 căn hộ Diện tích tầng 1: 1696,5m2

- Các tầng từ tầng 2-tầng 7, mỗi tầng gồm 14 căn hộ khép kín Mỗi căn

hộ gồm 1 tiền phòng, 1 phòng khách, 1 phòng ngủ cho cha mẹ, 1 phòng ngủ cho con, 1 phòng bếp+ăn, 1 phòng vệ sinh, 1 ban công.Diện tích tầng: 1696,5m2

IV CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ:

IV.1 GIẢI PHÁP QUI HOẠCH THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG:

-Mặt bằng khu đất xây dựng công trình ngoài phần đất bố trí công trình, phần còn lại dùng để bố trí lối vào cho xe và người, và trồng một số cây xanh tạo cảnh quan cho công trình và tạo bóng mát

-Công trình có kích thước là: 62830m x 27000m

-Công trình được ngăn cách với các trục tuyến đường giao thông bởi hệ thống tường rào bao quanh công trình, có một cổng chính & 1 cổng phụ tạo điều kiện cho việc ra vào của người dân trong các căn hộ Nhà bảo vệ được bố trí bên cạnh cổng chính để dễ quản lý và hướng dẫn việc ra vào

-Để tăng tính mĩ quan cho công trình, các vườn hoa cây cảnh được bố trí dọc theo khuôn viên khu đất, dọc hệ thống đường nội bộ còn trồng các cây

có tán thân cao tạo cảm giác mát mẻ khi đi lại trong khuôn viên công trình

DUONG QUY HOACH

DUONG QUY HOACH

1 1

CHUNG CU KHU A 1

KHU VUI CHOI - THE THAO 2

4

NHA BAO VE 3

GHI CHU:

THAM CO VA CAY XANH 4

MAT BANG TONG THE

IV.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC:

1 Giải pháp thiết kế mặt bằng:

-Mặt bằng công trình có kích thước là 62830 x 27000m Mặt bằng công trình đơn giản, các kết cấu chịu lực được bố trí đối xứng theo phương trục C-Dcủa hệ lưới cột Giải pháp thiết kế mặt bằng như vậy là thích hợp với kết cấu nhà cao tầng Vì đây là tiêu chí quan trọng trong giải pháp kết cấu nhằm tránh được những bất lợi do biến dạng xoắn cũng như giảm bớt độ lệch tâm của công trình mà trong tính toán cấu tạo không dễ khắc phục được

-Ngoài ra, giải pháp mặt bằng của công trình còn thỏa mãn những yêu cầu theo các Tiêu chuẩn, Quy chuẩn, Quy phạm hiện hành của Nhà nước về việc thiết kế công trình xây dựng Mặt bằng công trình được thiết kế phù hợp với công năng của 1 nhà chung cư

-Hệ thống giao thông chính của công trình được tập trung ở hai đầu của công trình, hệ thống giao thông đứng là thang máy được bố trí tạị vị trí hai đầu của nhà Hai cầu thang bộ được bố trí đối xứng nhau

-Sàn mái được đổ sàn mái bằng dốc 2% về phía các ống thoát nước mái Riêng phần vị trí lõi thang máy được đổ bê tông

-Các căn hộ ở trong khu chung cư được thiết kế đảm bảo các yêu cầu chức năng của 1 khu căn hộ ở Mỗi căn hộ đều có đầy đủ các phòng: phòng khách, phòng bếp, phòng vệ sinh, phòng ngủ mỗi loại căn hộ có từ 2 phòng ngủ Tại mỗi căn hộ đều được bố trí ít nhất là 1 ban công đảm bảo được yêu cầu về chiếu sáng tự nhiên cũng như tạo nên độ thông thoáng cho căn hộ

Mặt bằng các tầng được phân chia chi tiết như sau:

+ 01 khu vực thương mại dịch vụ: 468m2

+ 02 cầu thang bộ và 02 cầu thang máy

Diện tích phòng giặt, phơi: 3,4m2

+ Căn hộ loại B ( 12 căn hộ): S1Căn = 93,6m2

C D E F

7800 7800 7800 230 7800 7800 7800

62830

WC B? P

P.NG? 1 WC

P.KHÁCH

P.NG? 2

WC WC

P.NG? 2 P.NG? 2

P.NG? 2

B? P B? P

P.NG? 1 B? P

P.NG? 1 P.KHÁCH P.NG? 1

P.KHÁCH P.KHÁCH

P.NG? 2 P.NG? 2

P.NG? 2

B?P B?P

B? P

WC WC

WC

P.NG? 1 P.NG? 1

P.NG? 1

P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH

MAT BANG TANG DIEN HINH

P GI? T P GI? T P

GI? T

P GI? T

P GI?T

P GI?T P

7800 7800 7800 230 7800 7800 7800

62830

S?NH T? NG S?NH T? NG

-Sảnh vào công trình được bố trí 2 cửa đi rộng đảm bảo đủ phục vụ cho lượng người ra vào chung cư Đồng thời 2 bên sảnh vào được trồng hoa trang trí

SÂN THU ? NG T? NG 7 T? NG 6 T? NG 5 T? NG 4 T? NG 3 T? NG 2

T? NG 1

± 0.000 + 3.600 + 6.900 +10.200 +13.500 +16.800 +20.100 +23.400

-Mặt cắt công trình dựa trên cơ sở mặt đứng và mặt bằng đã thiết kế, thể hiện mối liên hệ bên trong công trình theo phương đứng giữa các tầng, thể hiện sơ đồ kết cấu làm việc bên trong công trình cũng như các bộ phận kết cấu: cột, dầm, sàn, cửa…

-Vì mặt bằng tầng điển hình của công trình bố trí khá phức tạp nhằm phù hợp với hình dáng và yêu cầu sử dụng của công trình nên các mặt cắt rất khó để thể hiện hết các chi tiết bên trong công trình Ở đây em chỉ thể hiện hai mặt cắt A-A và B-B để thể hiện những chi tiết chính bên trong công trình như cầu thang bộ, cầu thang máy,…

T?NG 1

± 0.000

SÂN THU ? NG

T?NG 6 T?NG 5 T?NG 4 T?NG 3

T?NG 2

+ 3.600 + 6.900 +10.200 +13.500 +16.800

IV.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH:

-Công trình thiết kế theo phương án khung BTCT toàn khối chịu lực và thiết kế theo sơ đồ khung phẳng do kích thước nhà theo hai phương khác nhau

-Hệ thống tường gạch bao che bên ngoài với nhũng mảng dày 200mm, 100mm xen kẽ với nhũng mảng tưưòng kính

-Sàn tầng bằng BTCT toàn khối đổ tại chỗ B25 đá 10x20

-Cầu thang đổ bản bằng BTCT toàn khối, bậc cấp xây gạch đặc ốp đá Granit.-Móng dùng móng cọc thi công bằng phương pháp ép tĩnh

IV.4 GIẢI PHÁP VẬT LÝ KIẾN TRÚC:

*Thông gió:

Kết hợp giữa hệ thống điều hoà không khí và thông gió tự nhiên Gió tự nhiên được lấy bằng hệ thống cửa sổ, các khoảng trống được bố trí ở các mặt của công trình Ngoài ra, để tăng thêm độ thông thoáng tự nhiên cho công trình, ta sử dụng biện pháp thông tầng

IV.5 CÁC GIẢI PHÁP KHÁC:

1 Giải pháp hoàn thiện:

-Sử dụng thép mạ kẽm, thép không rỉ ở những bộ phận trang trí hoặc kính phản quang độ an toàn cao

-Hệ thống cửa dùng hai lớp kính chớp gỗ nhóm II

-Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng sử dụng lâu dài Nền lát gạch Ceramic Tường được quét sơn chống thấm

-Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men trắng cao 2m

-Vật liệu trang trí dùng loại cao cấp, sử dụng vật liệu đảm bảo tính kĩ thuật cao, màu sắc trang nhã trong sáng tạo cảm giác thoải mái khi nghỉ ngơi

2 Cấp điện, cấp nước, chống sét cho công trình:

*Điện:

Sử dụng mạng điện quốc gia thống qua hệ thống đường dây và máy phát điện dự phòng Việc thiết kế phải tuân theo qui phạm thiết kế hiện hành, chú ý đến nguồn dự trữ cho việc phát triển và mở rộng Hệ thống đường dây điện được chôn ngầm trong tường có hộp nối, phần qua đường được chôn trong ống thép

*Cấp nước:

Sử dụng nước cấp từ hệ thống cấp nước thành phố theo đường ống cấp nước và bể nước dự phòng Để tăng áp lực nước, tại các tầng kĩ thuật bố trí máy bơm áp lực Ngoài hệ thống đường ống cấp nước sinh hoạt còn có đường ống cấp nước phục vụ cứu hoả

*Giải pháp thoát nước cho công trình:

Nước sinh hoạt được thu gom từ hệ thống hố ga rồi thoát ra ngoài

3 Phòng chống cháy nổ cho công trình:

Thiết kế tuân theo các yêu cầu phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan khác(bao gồm các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn, cấp nước chữa cháy) Tất cả các tầng đều đặt các bình CO2, đường ống chữa cháy tại các nút giao thông Các phòng chức năng đều có đầu báo cháy

Ta nhận thấy mật độ xây dựng không vượt quá 40%

Điều này phù hợp với TCXDVN 323: 2004

2 Hệ số sử dụng đất:

HSD: là tỷ số sàn toàn công trình trên diện tích lô đất

38800

1,8 21500

S SD

LD

S H

S

Trong đó: SS = 38800m2 là diện tích sàn toàn công trình ( bao gồm cả 5 đơn nguyên) không bao gồm diện tích tầng mái

Ta nhận thấy hệ số sử dụng đất không vượt quá 5

Điều này phù hợp với TCXDVN 323: 2004

VI KẾT LUẬN :

Qua đánh giá về mặt thẫm mỹ kiến trúc, khả thi về mặt kết cấu và sự phù hợp của các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật công trình, cũng như ý nghĩa về mặt kinh tế xã hội mà công trình đem lại.Cho thấy việc xây dựng công trình là hoàn toàn hợp lí và hết sức cần thiết về nhu cầu nhà ở hiện tại cũng như trong tương lai

PHẦN II - KẾT CẤU

45%

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TH.S BÙI TRƯỜNG GIANG

SINH VIÊN THỰC HIỆN : HÀ THANH HOÀN

Chương 2:Lựa chọn giải pháp kết cấu

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu.

2.1.1 Lựa chọn phương án sàn:

Trong kết cấu nhà cao tầng sàn là vách cứng ngang, tính tổng thể yêu

cầu tương đối cao Hệ kết cấu sàn được lựa chọn chủ yếu phụ thuộc vào, chiều cao tầng, nhịp và điều kiện thi công.

2.1.1.1 Phương án sàn sườn toàn khối

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

+ Ưu điểm: tính toán đơn giản, chiều dày sàn nhỏ nên tiết kiệm vật liệu

bê tông và thép, do vậy giảm tải đáng kể do tĩnh tải sàn Hiện nay đang được

sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú công nhân lành nghề, chuyên nghiệp nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ, tổ chức thi công

+Nhược điểm: chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn gây bất lợi cho công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu nhưng tại các dầm là các tường phân cách tách biệt các không gian nên vẫn tiết kiệm không gian sử dụng

2.1.1.2 Phương án sàn ô cờ

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m

+Ưu điểm: tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu tính thẩm mĩ cao và không gian sử dụng lớn: hội trường, câu lạc bộ

+Nhược điểm: không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải cao để giảm độ võng

2.1.1.3 Phương án sàn không dầm (sàn nấm)

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

+Ưu điểm: chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình Tiết kiệm được không gian sử dụng, dễ phân chia không gian Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6-8m).Kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình hiện đại

+Nhược điểm: tính toán phức tạp, chiều dày sàn lớn nên tốn kém vật liệu, tải trọng bản thân lớn gây lãng phí Yêu cầu công nghệ và trình độ thi công tiên tiến Hiện nay, số công trình tại Việt Nam sử dụng loại này còn hạn chế.

2.1.1.4 Kết luận

Căn cứ vào:

+ Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng

+ Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên

+ Mặt khác, dựa vào thực tế hiện nay Việt nam đang sử dụng phổ biến là phương án sàn sườn bêtông cốt thép đổ toàn khối Và dựa trên cơ sở thiết kế mặt bằng kiến trúc và yêu cầu về chức năng sử dụng của công trình có nhịp lớn

Do vậy, lựa chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối cho các tầng

Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng điển hình là 3,3m là phù hợp với nhà làm việc, đồng thời để đảm bảo tính linh hoạt khi bố trí các vách ngăn tạm, tạo không gian rộng, ta chọn phương án sàn sườn toàn khối với các

ô sàn điển hình

2.1.2 Phân tích các dạng kết cấu khung.

- Lập mặt bằng kết cấu

Thiết kế kết cấu nhà cao tầng so với thiết kế nhà thấp tầng thì vấn đề chọn giải pháp kết cấu có vị trí rất quan trọng Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao các tầng, thiết bị điện, đường ống, yêu cầu về kỹ thuật thi công, tiến độ thi công

và giá thành công trình

Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hình hộp Đồng thời, với đặc điểm cụ thể của công trình gồm 9 tầng: 3 tầng phục vụ + 6 tầng là phòng ngủ với 1 thang máy Ta nhận thấy có 3 phương án hệ kết cấu chịu lực có thể áp dụng cho công trình

2.1.2.1.Hệ kết cấu khung:

Hệ kết cấu thuần khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng, hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn, khả năng chịu tải trọng ngang kém, biến dạng lớn Do đó, để đáp ứng được yêu cầu biến dạng nhỏ thì mặt cắt tiết diện , dầm cột phải lớn nên lãng phí không gian vật liệu, thép phải đặt nhiều Trong thực tế kết cấu thuần khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất ≤ 7 và có chiều cao15 tầng đối với nhà trong vùng

có chấn động động đất đến cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9

2.1.2.2 Hệ kết cấu vách và lõi cứng:

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc liên kết lại thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng

cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng Tuy nhiên, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra không gian rộng

2.1.2.3 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng):

- Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy Khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được

bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn trong trường hợp này hệ sàn liền khối có

ý nghĩa rất lớn Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang Hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân công trình và hoạt tải sử dụng) Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiên để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm nhằm đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

- Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các công trình đến

40 tầng, nếu công trình được thiết kế cho vùng động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng và cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng

2.1.2.4 Phương án lựa chọn

Kết luận:

Qua phân tích đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểm công trình và yêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kết cấu không gian

2.1.3 Phương pháp tính toán hệ kết cấu

2.1.3.1 Lựa chọn sơ đồ tính

Để tính toán nội lực trong các cấu kiện của công trình, nếu xét đến một cách chính xác và đầy đủ các yếu tố hình học của các cấu kiện thì bài toán rất phức tạp Do đó trong tính toán ta thay thế công trình thực bằng sơ đồ tính

hợp lý.

Với độ chính xác cho phép và phù hợp với khả năng tính toán hiện nay,

đồ án sử dụng sơ đồ đàn hồi Hệ kết cấu gồm sàn sườn BTCT toàn khối liên kết với lõi thang máy và cột

Chuyển sơ đồ thực về sơ đồ tính toán cần thực hiện theo hai bước sau:+Bước 1: Thay thế các thanh bằng các đường không gian gọi là trục.Thay tiết diện bằng các đại lượng đặc trưng E, J Thay các liên kết tựa bằng liên kết lý tưởng.Đưa các tải trọng tác dụng lên mặt kết cấu về trục cấu kiện Đây là bước chuyển công trình thực về sơ đồ tính toán

+Bước 2: Chuyển sơ đồ công trình về sơ đồ tính bằng cách bỏ qua và thêm một số yếu tố giữ vai trò thứ yếu trong sự làm việc của công trình

Quan niệm tính toán: Do ta tính theo khung phẳng nên khi phân phối tải trọng thẳng đứng vào khung, ta bỏ qua tính liên tục của dầm dọc hoặc của dầm ngang, nghĩa là tải trọng truyền vào khung được tính như phản lực của dầm đơn giản với tải trọng đứng truyền từ hai phía lân cận vào khung

Nguyên tắc cấu tạo các bộ phận kết cấu, phân bố độ cứng và cường độ của kết cấu:

+ Bậc siêu tĩnh: các hệ kết cấu nhà cao tầng phải thiết kế với các bậc siêu tĩnh cao, để khi chịu tác dụng của tải trọng ngang lớn, công trình có thể

bị phá hoại do một số cấu kiện mà không bị sụp đổ hoàn toàn

+Cách thức phá hoại: kết cấu nhà cao tầng cần phải thiết kế sao cho khớp dẻo hình thành ở cột, sự phá hoại ở trong cấu kiện trước sự phá hoại ở nút

2.1.3.2 Tải trọng đứng

+Tải trọng thẳng đứng trên sàn gồm tĩnh tải và hoạt tải

+Tải trọng chuyển vào dầm rồi từ dầm vào cột

+Tải trọng truyền từ sàn vào khung được phân phối theo diện truyền tải:Bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái Tải trọng tác dụng lên sàn kể cả tải trọng vách ngăn, thiết bị đều quy về tải trọng phân bố đều trên diện tích ô sàn

2.1.3.3 Tải trọng ngang:

Tải trọng gió tĩnh (với công trình có chiều cao nhỏ hơn 40 m nên theo TCVN 2737-1995 ta không phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và

tải trọng do áp lực động đất gây ra).

2.1.3.4 Nội lực và chuyển vị

Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng các chương trình phần mềm tính kết cấu như SAP hay ETABS Đây là những chương trình tính toán kết cấu rất mạnh hiện nay Các chương trình này tính toán dựa trên cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn, sơ đồ đàn hồi

Lấy kết quả nội lực ứng với phương án tải trọng do tĩnh tải (chưa kể đến trọng lượng dầm, cột)

Hoạt tải toàn bộ (có thể kể đến hệ số giảm tải theo các ô sàn, các tầng) để xác định ra lực dọc lớn nhất ở chân cột, từ kết quả đó ta tính ra diện tích cần thiết của tiết diện cột và chọn sơ bộ tiệt diện cột theo tỉ lệ môđun, nhìn vào biểu đồ mômen ta tính dầm nào có mômen lớn nhất rồi lấy tải trọng tác dụng lên dầm đó

và tính như dầm đơn giản để xác định kích thước theo công thức

2.1.3.5 Tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép

Ta có thể sử dụng các chương trình tự lập bằng ngôn ngữ EXEL, PASCAL các chương trình này có ưu điểm là tính toán đơn giản, ngắn gọn, dễ dàng và thuận tiện khi sử dụng chương trình hoặc ta có thể dựa vào chương trình phần mềm SAP2000 để tính toán và tổ hợp sau đó chọn và bố trí cốt thép có tổ hợp và tính thép bằng tay cho một số phần tử hiệu chỉnh kết quả tính

2.1.4 Chọn vật liệu sử dụng:

Nhà cao tầng thường sử dụng vật liệu là kim loại hoặc bê tông cốt thép Công trình làm bằng kim loại có ưu điểm là độ bền cao, công trình nhẹ, đặc biệt là có tính dẻo cao do đó công trình khó sụp đổ hoàn toàn khi có địa chấn Tuy nhiên thi công nhà cao tầng bằng kim loại rất phức tạp, giá thành công trình cao và việc bảo dưỡng công trình khi đã đưa vào khai thác sử dụng là rất khó khăn trong điều kiện khí hậu nước ta

Công trình bằng bê tông cốt thép có nhược điểm là nặng nề, kết cấu móng lớn, nhưng khắc phục được các nhược điểm trên của kết cấu kim loại và đặc biệt là phù hợp với điều kiện kĩ thuật thi công hiện nay của ta

Qua phân tích trên chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình Sơ bộ

chọn vật liệu như sau :

+ Sử dụng bêtông cấp độ bền B25 có:

Rb = 14,5 MPa, Rbt = 1,05 MPa, Eb = 30.10-3 MPa

+ Sử dụng thép :

- Thép φ < 12nhóm AI : Rs = Rsc = 225 MPa, Es = 21.10-4 MPa

- Thép φ ≥ 12nhóm AII : Rs = Rsc = 280 MPa, Es = 21.10-4 MPa

- Thép φ ≥ 22nhóm AIII : Rs = Rsc = 365 MPa, Es = 20.10-4 MPa

( 1MPa = 100 T/m2 )

+ Các loại vật liệu khác thể hiện trong các hình vẽ cấu tạo

2.1.5 Các tài liệu, tiêu chuẩn sử dụng trong tính toán kết cấu

- Phần mềm tính toán kết cấu ETABS

2.1.3.Kích thước sơ bộ của kết cấu

Trong đó:

k - hệ số; k = 1,2 ÷ 1,5 cho cột nén lệch tâm

N - lực dọc trong cột

Rb- cường độ chịu nén của bê tông

+ Để đơn giản cho tính toán và theo kinh nghệm ta tính N bằng cách

ta cho tải trọng phân bố đều lên sàn là q =1(T/m2)

- Do các cột ở các tầng khác nhau nhận tải khác nhau, cụ thể là cột tầng trên sẽ nhận tải nhỏ hơn cột tầng dưới Tuỳ theo vị trí của cột mà tiết diện cột

sẽ khác nhau

Cột giữa C1: N= 6.7,8.7(tầng)= 327,6 T

Bê tông cột sử dụng cấp độ bền B25 co Rb = 145(Kg/cm2)

→ Fb= 327, 6.1, 2

1450 = 0,271m2Chọn sơ bộ tiết diện cột ( 50×50) cm

Cột biên C2: N= 4,75.7,8.7(tầng)= 259,35T

Bê tông cột sử dụng cấp độ bền B25 co Rb = 145(Kg/cm2)

→ Fb= 259,35.1, 2

1450 = 0,22 mChọn sơ bộ tiết diện cột ( 45×45) cm

Diện truyền tải của cột giữa C1 Diện truyền tải của cột giữa C2

Trong kết cấu nhà cao tầng, cột giữa chịu tải trọng đứng lớn hơn cột biên, tuy nhiên cột biên chịu ảnh hưởng do tải trọng ngang gây ra lớn hơn cột giữa Mômen chân cột có độ lớn tỷ lệ với chiều cao nhà Để đảm bảo chịu tải

* Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh

Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh λđược hạn chế như sau :

l b

Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định

2.1.3.2 Sơ bộ chọn kích thước các bộ phận của sàn:

+ D = (0,8 ÷ 1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1,2

l m

h = 1 , Trong đó: ld : nhịp tính toán của nhịp dầm đang xét

md : hệ số: + Dầm phụ md =12 ÷ 16

b = (0.3 0.5)h÷ =180~300 mm, chọn b = 300mm.

Kích thước dầm chính theo nhịp là bxh =30x60cm (D1) Tương tự kích thước dầm chính theo bước cột(7,8m) là bxh= 30x60cm (D1)

+Dầm chính nhịp 3m (dầm CD):

h = ( 1 ~ 1

10 12)l = ( 1 ~ 1

10 12).3000 = 300~250 mm; chọn h = 350 mm.Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu:

b = (0.3 0.5)h÷ =90~150 mm, chọn b = 300mm.

Kích thước dầm chính theo nhịp là bxh =30x40cm (D3) Tương tự kích thước dầm chính theo bước cột(6,5m) là bxh= 30x60cm (D2)

b = (0.3-0.5)h= 135-225mm, chọn b = 220mm

Kích thước dầm phụ bxh = 22 x45cm (D4)

Tương tự kích thước dầm phụ theo bước cột(7,8m) là bxh= 22x45cm (D3)

D3 (30 x4 0)

D3 (30 x4 0)

D3 (3 0x40 )

D3 (30 x4 0)

D3 (30 x4 0)

D3(

30x 40 )

D3 (30 x4 0)

D1(

30x6 0)

D1 (30 x60 )

D1 (30 x60 )

D1 (30 x60 )

2.2.Tính toán tải trọng

2.2.1.Tĩnh tải:

Tĩnh tải tác động lên công trình bao gồm trọng lượng bản thân của các kết cấu chịu lực gồm cột, dầm, sàn và vách (Do tính toán nội lực sử dụng phần mềm Sap nên các tải trọng này sẽ được chương trình nhập vào khi ta khai báo hệ số vượt tải là 1,1) Ngoài ra còn có trọng lượng của tường ngăn, các lớp vật liệu của các lớp sàn và mái Sau đây sẽ thống kê cho từng loại tĩnh tải đã nêu trên:

2.2.1.1 Tĩnh tải của khối tường xây :

Tên CK Tên chi

tiết tải

Chiều dày (m)

TL riêng (kg/m3 )

Tải TC (kg/m2 )

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2 )

Tổng tải TT (kg/m2)

Hệ số cửa

Tổng tải TT(kg/m 2 )

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2 )

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2 )

Tổng tải TT (kg/m2 )

Tĩnh tải sàn phòng ở

Tên chi tiết tải

Chiều dày (m)

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2 )

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2 )

Tổng tải TT (kg/m2 )

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2)

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2)

Tổng tải

TT (kg/m2)

Gạch

103,2Vữa xi

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2)

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2)

Tổng tải

TT (kg/m2)

Tĩnh tải sàn mái M1

Tên chi tiết tải

Chiều dày (m)

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2)

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2)

Tổng tải TT (kg/m2 )

Tĩnh tải cầu thang:

Tên chi tiết tải

Chiều dày (m)

Trọng lượng riêng (kg/m3)

Tải TC (kg/m2 )

Hệ số vượt tải

Tải TT (kg/m2 )

Tổng tải TT (kg/m2 )

hệ số vượt tải

tải trọng tt(kg/m2)

6 Hành lang,khu sảnh, cầu thang 300 1.2 360

Trường hợp trên một ô sàn có nhiều hoạt tải khác nhau, để đơn giản hóa việc nhập số liệu đồng thời cũng thiên về an toàn, ta lấy hoạt tải lớn nhất

để đặt cho cả ô sàn

- Hoạt tải của bể nước trên mái:

Áp lực nước : Pn = γn.h.n = 10.3,2.1,1 = 35,2KN/m2) = 3520(Kg/m2) 2.2.3.Tải trọng gió

Tải trọng gió tác dụng lên công trình gồm 2 thành phần: Thành phần tĩnh và thành phần động Công trình có tổng chiều cao H = 25,8m < 40m do

đó theo TCXDVN -356 không cần xét đến thành phần động của gió Tải trọng gió tác dụng lên công trình ta xem như không đổi trong suốt chiều dài đoạn cột trong một tầng Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm:

+ Gió thổi lên tường dọc thành lực phân bố tác dụng lên cột khung.+ Gió thổi lên mái được chuyển thành lực tập trung nằm ngang đặt ở cao trình đỉnh cột tầng

Tải trọng gió tiêu chuẩn:

n: Hệ số tin cậy của tải trọng, n = 1,2

W0: Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng ( Phụ lục E – TCVN 2737-1995)

Công trình được xây dựng trên Thành Phố Đà Nẵng ta có:

W0 = 950(N/m2) – TP Đà Nẵng thuộc vùng IIB

k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao ( Tra bảng 5 - bảng

hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình – TCVN 2737-1995)

c1, c2: Hệ số khí động Lấy c1 = 0,8: đối với gió đẩy

c2 = -0,6: đối với gió hút

- Tải trọng gió tĩnh tác dụng theo phương OX được tính theo :

h : chiều cao tính toán của mỗi tầng

Tầng 1 có chiều cao 3,6m Mặt đất thiên nhiên nằm thấp hơn cốt nền hoàn thiện của tầng 1 là 0,3m  Tải trọng gió tác dụng lên cột tầng 1 trong đoạn 3,9m từ mặt đất thiên nhiên

Bảng xác định áp lực gió tĩnh tác dụng lên công trình

2.3 Tính toán nội lực cho công trình

2.3.1 Tính toán nội lực cho các kết cấu chính của công trình

Dùng phần mềm Sap để tính toán nội lực khung

2.3.1.1.Tải trọng đứng:

Chương trình Etabs tự động tính tải trọng bản thân của các cấu kiện nên đầu vào ta chỉ cần khai báo kích thước của các cấu kiện dầm, cột Đặc trưng của vật liệu được dùng thiết kế như mô đun đàn hồi, trọng lượng riêng, hệ số poatxông: với bê tông B25 ta nhập E = 3,0109 kg/m2; γ = 2,5 T/m 3

Khai báo tĩnh tải sàn cho từng loại sàn với các lớp vật liệu khác nhau.Khai báo tĩnh tải tường xây cho từng loại tường tác dụng lên dầm

Hoạt tải đứng tác dụng lên sàn tầng và trên mái cũng được khai báo cho từng loại sàn

Sơ đồ tính được lập trong phần mềm tính kết cấu Etabs dưới dạng khung không gian có sự tham gia của phần tử frame là dầm, cột; phần tử shell

là sàn và lõi thang máy Sơ đồ khung bố trí qua các trục định vị của công trình

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CỘT KHUNG TRỤC 3

3.1 Lý thuyết tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên.

Công trình có mặt bằng kết cấu gần như đối xứng, các cột chịu mômen theo cả 2 phương Mx, My đều lớn Tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên nếu tính riêng như cột chịu hai trường hợp tải trọng riêng là Mx, N và My rồi đem cộng kết quả thép tính được là không an toàn cho cả vùng chịu kéo và chịu nén Khi chịu nén lệch tâm xiên, cánh tay đòn ngẫu lực thường bé hơn so với cánh tay đòn khi cột chịu nén uốn phẳng Mặt khác nếu cộng cốt thép như vậy thì vùng góc phần tư chéo của cột sẽ tính chịu 2 lần lực dọc N

Các tài liệu tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên trước đây chủ yếu là phương pháp chọn và bố trí trước cốt thép cho cột sau đó kiểm tra lại nén lệch tâm xiên bằng cách xác định vị trí đường trung hoà của tiết diện cột ở trạng thái giới hạn dựa trên việc xác định ứng suất trong cốt thép vùng chịu nén và chịu kéo Phương pháp này có nhược điểm là dài dòng, nặng về tính toán và yêu cầu phải có kinh nghiệm chọn trước cốt thép

Hiện nay, tính cốt thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn

BS 8110-85 của Anh đã được GS TS Nguyễn Đình Cống chỉnh sửa phù hợp với TCVN - Tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép - 2006 Cơ sở tính toán như sau:

3.1.1 Số liệu tính toán.

- Chiều dài tính toán của cột được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột

lo = ϕ l

+ l: Chiều cao tầng

+ ϕ: phụ thuộc vào liên kết

hai đầu cấu kiện

Cét BTCT

- Hàm lượng cốt thép trong cột:

.100%

s c

A

A

µ =

Hàm lượng cốt thép đảm bảo µmin = 0,4% < µ < µmax = 3%

- Xuất kết quả chạy nội lực của phần mềm Etab dưới dạng bảng của EXCEL Lập bảng tổ hợp nội lực của cột khung trục tại 2 mặt cắt nguy hiểm nhất

- Các cặp nội lực được chọn để tính toán cho một tiết diện là:

+ Cặp 1: Mxmin; Mytư; Ntư + Cặp 4: Mymax; Mxtư; Ntư

+ Cặp 2: Mymin; Mxtư; Ntư + Cặp 5: Nmax; Mxtư; Mytư

+ Cặp 3: Mxmax; Mytư; Ntư

-Tiết diện cột là hình vuông ,bố trí đều theo chu vi nên các cặp nội lực được chọn để tính toán sẽ là:

N

= hoặc 1 y

y

M e

N

= lớn

3.1.2 Nguyên tắc tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên:

Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép

Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là

y

C C

Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương , tính được hệ số ηx, ηy Mômen đã

Mx1= ηx.Mx; My1 = ηy My

Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc theo phương y) Điều kiện và ký hiệu theo bảng sau:

ĐIỀU KIỆN x1 y1

M M

ea = eax + 0,2eay

h = Cy ; b = CxM1 = My1 ; M2 = Mx1

ea = eay + 0,2eax

Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính ho = h - a ; Z = h - 2a chuẩn bị các

số liệu Rb Rs, Rsc, ξR như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng.

Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

= , Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea)

Tính toán độ mảnh theo hai phương x ox

x

l i

λ = ; oy

y y

l i

λ =

R b h A

sc

Ne R bx ho x A

R Z

=

+ Trường hợp 3:

Khi o 0,30

o

e h

ε = > và đồng thời x1 < ξRho Tính toán theo trường hợp nén

lệch tâm lớn Tính Ast với hệ số k = 0,4: st ( 0, 40,5 1 o)

Lực cắt trong cột là nhỏ, cốt đai được xác định như sau:

+ Trong vùng tới hạn: ở hai đầu mút cột cách mép cột hoặc mép dầm (nếu có) một khoảng

+ Trong khoảng giữa cột đặt cốt đai ∅8 a200

+ Không cần kiểm tra chịu cắt khi M/N < 0,75h và lực cắt không vượt qua giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị

3.2 Tính toán cột khung trục 3

3.2.1 Số liệu đầu vào

- Bê tông, cột, vách, lõi, dầm, sàn cấp độ bền B25có