Cao ốc văn phòng 151 VP

Xác định tải trọng tác dụng lên công trình .... Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler .... Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler .... Kiểm tra cọc chịu

Trang 1

liên quan đến tất cả các ngành sản xuất khác; sản phẩm của ngành xây dựng góp phần nâng cao năng lực sản xuất, năng lực phục vụ cho các ngành, các lĩnh vực khác của nền kinh tế Các công trình do ngành Xây dựng tạo ra còn là bộ mặt và đặc điểm văn hóa của một quốc gia để phản ánh, thể hiện quá trình phát triển, hiện đại hóa, và bản sắc dân tộc

Sau hơn 4 năm tiếp thu những kiến thức quý báu ở ghế nhà trường, đồng thời trải qua kỳ thực tập tốt nghiệp để bám sát thực tế, giờ đây em bước vào giai đoạn thực hiện Đồ án tốt nghiệp, nhằm vận dụng, phát huy những kiến thức đã học để thiết kế một công trình cụ thể

từ phần móng đến thân Đây có thể xem là một công trình đầu tiên mà em – một người kỹ

sư tương lai – thực hiện, dù việc thiết kế có phần bỡ ngỡ, kiến thức đôi chỗ không vững vàng để tìm ra giải pháp tối ưu cho công trình, nhưng em cảm thấy rất hào hứng, đam mê nghiên cứu cho công trình đầu tay của chính mình

Với hơn 15 tuần làm đồ án, cùng với sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Lương Văn Hải,

em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp của mình Em xin gửi lời tri ân đến Thầy Hải vì đã giúp

đỡ chúng em rất nhiệt tình với giọng nói rất nhẹ nhàng của Thầy Những lời hướng dẫn, kiến thức Thầy dạy chúng em, cả về lý thuyết lẫn thực tế bên ngoài là rất quý báu, nó không chỉ

hỗ trợ em làm tốt Đồ án, mà còn giúp em chuẩn bị cho hành trang Kỹ sư xây dựng sau này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy, các Cô khoa Xây Dựng và Điện trường Đại học Mở TP.HCM đã giảng dạy em trong những năm trên giảng đường đại học Dù thời gian

có trôi đi em vẫn luôn mãi nhớ các Thầy Cô!

Lần đầu tiên tự tay thiết kế một công trình cụ thể, chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, bất hợp lý Dù vậy, em đã dốc toàn bộ tâm sức, mày mò nghiên cứu để cố gắng hoàn thành nó một cách tốt nhất theo khả năng của mình, cầm quyển Đồ án hoàn thành trên tay,

em rất vui sướng và hạnh phúc Mong các Thầy góp ý chỉnh sửa để em hoàn thiện hơn Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn đến Thầy PGS.TS Lương Văn Hải, cùng các Thầy

cô Trường Đại học Mở TP HCM!

TP Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016

Sinh viên

Lê Vũ Lâm

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC 1

1.1 Mục đích xây dựng 1

1.2 Quy mô công trình 1

1.3 Mặt bằng các tầng 2

1.4 Giao thông trong công trình 9

1.5 Giải pháp kỹ thuật 9

1.5.1 Hệ thống điện 9

1.5.2 Hệ thống nước 9

1.5.3 Hệ thống thoát rác 9

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ 10

2.1 Nhiệm vụ thiết kế 10

2.2 Tiêu chuẩn sử dụng 10

2.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 11

2.4 Vật liệu sử dụng 11

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu sử dụng cho công trình 11

2.4.2 Vật liệu Bê tông (BT) 11

2.4.3 Cốt thép (theo TCVN 5574:2012) 12

2.4.4 Lớp bê tông bảo vệ 12

2.5 Chọn sơ bộ tiết diện sàn, dầm, cột 13

2.5.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn 13

2.5.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 14

2.5.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột 16

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 19

3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình 19

3.2 Xác định tải trọng 20

3.2.1 Tĩnh tải 20

Trang 3

3.2.2 Hoạt tải 22

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn 23

3.3 Sơ đồ tính ô sàn 23

3.3.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương 23

3.3.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương 24

3.3.3 Đối với ô sàn tam giác 25

3.4 Nội lực các ô sàn 26

3.4.1 Ô sàn làm việc 2 phương 26

3.4.2 Ô sàn làm việc 1 phương 26

3.4.3 Ô sàn hình tam giác 27

3.5 Tính toán cốt thép 27

3.5.1 Các công thức tính toán 27

3.5.2 Tính toán cốt thép cụ thể cho các ô sàn 28

3.6 Kiểm tra nứt theo TTGH II 31

3.6.1 Kiểm tra nứt cho ô sàn có diện tích lớn nhất S1 31

3.6.2 Kiểm tra nứt cho ô sàn có tải trọng lớn nhất S2 36

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG 38

4.1 Chọn các kích thước của cầu thang 38

4.1.1 Xác định các kích thước cấu kiện cầu thang 38

4.1.2 Mặt bằng và mặt cắt cầu thang 39

4.2 Xác định tải trọng lên cầu thang 40

4.2.1 Các lớp cấu tạo cầu thang 40

4.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 40

4.2.3 Tải trọng tác dụng lên bản thang 41

4.3 Sơ đồ tính cầu thang 42

4.4 Xác định nội lực trong cầu thang 43

4.4.1 Tính nội lực bằng phương pháp cơ kết cấu 43

4.4.2 Tính nội lực bằng mô hình không gian trong phần mềm SAP2000 46

Trang 4

4.5 Tính chọn và bố trí cốt thép 50

4.5.1 Bản thang 50

4.5.2 Bản chiếu nghỉ 51

4.5.3 Dầm chiếu nghỉ 51

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 3 53

5.1 Mô hình công trình 53

5.1.1 Dựng lưới trục, khai báo vật liệu, tiết diện 53

5.1.2 Dựng mô hình khung không gian 55

5.2 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình 57

5.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn 57

5.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 58

5.2.3 Tải trọng thành phần tĩnh của gió 58

5.2.4 Tải trọng thành phần động của gió 60

5.3 Tổ hợp tải trọng 66

5.3.1 Các trường hợp tải trọng 66

5.3.2 Tổ hợp tải trọng 67

5.4 Giải mô hình 68

5.5 Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm khung trục 3 74

5.5.1 Nội lực trong dầm 74

5.5.2 Tính toán và bố trí cốt thép 74

5.6 Tính toán và bố trí cốt thép cho cột 94

5.6.1 Nội lực trong cột 94

5.7 Tính toán và bố trí cốt thép cho vách 104

5.7.1 Nội lực trong vách 104

5.8 Kiểm tra kết cấu 110

5.8.1 Kiểm tra độ võng dầm 110

Trang 5

CHƯƠNG 6 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÓNG 115

6.1 Cấu tạo địa chất 115

6.1.1 Lớp đất A 115

6.1.2 Lớp đất 1A 115

6.1.3 Lớp đất 1 116

6.1.4 Lớp đất 2 117

6.1.5 Lớp đất số 3 117

6.2 Bảng tổng hợp thống kê 118

6.3 Lựa chọn giải pháp thiết kế móng 119

6.3.1 Móng cọc ép 119

6.3.2 Móng cọc nhồi 119

6.3.3 Móng cọc Barrette 120

6.3.4 Lựa chọn phương án 120

CHƯƠNG 7 MÓNG CỌC ÉP 121

7.1 Các thông số của cọc ép 121

7.1.1 Vật liệu sử dụng 121

7.1.2 Chọn kích thước sơ bộ 121

7.1.3 Kiểm tra điều kiện cẩu và dựng cọc 121

7.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 122

7.2.1 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu 122

7.2.2 Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất nền 123

7.3 Tính toán móng M2 (cột trục B của khung trục 3) 128

7.3.1 Nội lực tính móng 128

7.3.2 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 129

7.3.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 130

7.3.4 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc 132

7.3.5 Kiểm tra độ lún của móng cọc 135

7.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình Winkler 138

7.3.7 Kiểm tra xuyên thủng 146

Trang 6

7.3.8 Tính cốt thép trong đài móng 147

7.4 Tính toán móng M1 (cột trục A của khung trục 3) 149

7.5 Tính toán móng lõi cứng M3 161

7.5.2 Tính toán sức chịu tải cọc 162

CHƯƠNG 8 MÓNG CỌC NHỒI 178

8.1 Các thông số của cọc nhồi 178

8.1.1 Vật liệu sử dụng 178

8.1.2 Chọn kích thước sơ bộ 178

8.2 Tính toán sức chịu tải của cọc 179

8.2.1 Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu 179

8.2.2 Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất nền 180

8.3 Tính toán móng M1 (cột trục B của khung trục 3) 185

Trang 7

8.4 Tính toán móng lõi cứng M2 198

CHƯƠNG 9 CHUYÊN ĐỀ 213

9.1 Tóm tắt 213

9.2 Khái niệm 213

9.3 Nguyên nhân 214

9.4 Phương pháp giải quyết 215

9.5 Các bước thực hiện 216

9.6 Áp dụng cụ thể vào công trình của đồ án 218

9.7 Kết luận 225

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 226

TÀI LIỆU THAM KHẢO 226

CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ 226

Trang 8

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC

1.1 Mục đích xây dựng

Đi cùng với sự phát triển của đất nước, văn hóa – xã hội luôn đi cùng với tầm cao tri thức của con người Việc xây dựng một không gian làm việc cao cấp là một việc làm rất cần thiết trong thời đại ngày nay Thị trường Việt Nam ngày càng mở rộng và

sự phát triển nhanh chóng của các doanh nghiệp trong và ngoài nước trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh đã thúc đẩy nhu cầu văn phòng trên địa bàn, việc thuê văn phòng trong các cao ốc nơi cung cấp các tiện ích hiện đại, môi trường làm việc chuyên nghiệp, việc tiếp xúc với các đối tác làm ăn sẽ hiệu quả hơn là một vấn đề hết sức nóng và cấp thiết hiện nay Từ đó, công trình được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu này

1.2 Quy mô công trình

Địa điểm công trình: công trình được tọa lạc tại góc đường Huỳnh Thúc Kháng giao cắt Nam Kỳ Khởi Nghĩa, hướng nam tiếp giáp đường Hàm Nghi, thuộc khu vực trung tâm quận 1, nơi nhu cầu thuê văn phòng cao cấp là rất lớn

Quy mô công trình:

- Công trình gồm 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lửng, 10 tầng lầu, 1 tầng thượng và tầng mái Tổng chiều cao công trình là +44.6m chưa kể tầng hầm

Trang 9

PHÒNG ĐẶT MÁY PCCC

NẮP THĂM THU NƯỚC SÀN

HẦM XỬ LÝ NƯỚC THẢISEWAGE TANK

3 HỒ CHỨA NƯỚC CỨU HỎA 5Om WATER TANK BỂ CHỨA NƯỚC

ELECTRIC ROOM PHÒNG ĐIỆN

GANG ĐÚC CH?U LỰC 600 600

4 NẮP THĂM HẦM THU DẦU CẶN NƯỚC RỬA SÀN GARAGE

TẦNG 1,2,3 VÀ TẦNG HẦM HẦM THU DẦU CẶN GAIN ĐIỆN

GAIN THÔNG GIÓ ĐẶT PHỂU THU

NƯỚC SÀN LỔ 500 500

BUỒNG CHỨA RÁC

PHÒNG ĐẶT MÁY

Trang 10

VĂN PHÒNG - SẢNH TRIỂN LA?M OFFICE - EXHIBITION HALL

KHOẢNG TRỐNG THÔNG TẦNG

GAIN THÔNG GIÓ GAIN ĐIỆN

GAIN ĐIỆN GAIN THÔNG GIÓ

+13200 + 7200 PARKING SPACE

ỐP ĐÁ GRANIT

Å 500 500 CHỪA LỔ

ĐỀU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CH?U LỬA TƯỜNG BAO VÀ VÁCH NGĂN CỦA PHÒNG MÁY NÂNG HẠ XE

Hình 1.3: Mặt bằng tầng lửng

Hình 1.4: Mặt bằng tầng 1-3

Trang 11

OFFICE VĂN PHÒNG

OFFICE AND COMMERCIAL CENTER VĂN PHÒNG VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI

+21000

LƯỚI CHẮN RÁC

VER

VER VER

VER

OFFICE VĂN PHÒNG THOÁT NƯƠ

ÙC V ÀO REN

PHỂU THU D150

OFFICE VĂN PHÒNG

Hình 1.5: Mặt bằng tầng 4

Hình 1.6: Mặt bằng tầng 5

Trang 12

+57000 +49800 +42600 +35400 +28200

OFFICE VĂN PHÒNG

+60600 +67800 +75000 +82200 +89400 GAIN ĐIỆN

GAIN THÔNG GIÓ

PHỂU THU NƯỚC D150

THANG LÊN HỒ

+97200

Hình 1.7: Mặt bằng tầng điển hình từ tầng 6-10

Hình 1.8: Mặt bằng tầng thượng

Trang 13

TẦNG 2

TẦNG TRỆT TẦNG LỬNG TẦNG 1

TẦNG 4 TẦNG 5 TẦNG 6

Hình 1.9: Mặt cắt A-A

Trang 14

7250 8325

TẦNG 2

TẦNG TRỆT TẦNG LỬNG TẦNG 1

TẦNG 4 TẦNG 5 TẦNG 6

Hình 1.10: Mặt cắt B-B

Trang 15

(+ 2.400 SO VỚI COTE GIẢ Đ?NH)

HUỲ

KHA ÙNG

ÙI Đ ƯƠ ØN Đ

OÛ ĐƯƠ ØN N A KY

Ø KH Ơ

ÛI NGĨA CHỈ GIỚI ĐƯỜNG ĐỎ ĐƯỜNG HÀM NGHI

COTE GIẢ Đ?NH

NAM KỲ KH ỞI NG HĨ A

CHỈ G

IƠÙI ĐØNG Đ

Ỏ ĐƯƠØNG H

UYØNG

THÚC

KHÁNG

Hình 1.11: Mặt bằng định vị cơng trình

Trang 16

1.4 Giao thông trong công trình

Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy, bao gồm 01 thang bộ, 02 thang máy Thang máy bố trí ở chính giữa công trình thuận tiện cho việc tỏa ra các hướng, đồng thời về mặt kết cấu cũng là lõi cứng để chịu lực ổn định

Thang bộ được bố trí đối diện thang máy, là cầu thang 2 hướng, vừa lên vừa xuống đảm bảo cho nhiều người sử dụng cầu thang một lúc, và thuận tiện sử dụng nếu thang máy bị sự cố hay hỏa hoạn

1.5 Giải pháp kỹ thuật

1.5.1 Hệ thống điện

Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào nhà thông qua phòng máy điện Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ

Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng hầm để phát

1.5.2 Hệ thống nước

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước ở tầng hầm rồi bằng hệ bơm nước tự động, nước được bơm đến từng phòng thông qua hệ thống gen chính

Nước thải được đưa xuống hầm xử lý ở tầng hầm, sau khi xử lý nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

1.5.3 Hệ thống thoát rác

Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống buồng chứa rác, gian rác được

bố trí ở tầng hầm và có bộ phận đưa rác ra ngoài Gian rác được thiết kế kín đáo, bao che kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

Trang 17

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ

- Kiến trúc: Yêu cầu của phần kiến trúc là hiểu rõ cấu tạo kiến trúc của công trình

đã cho, và đặc biệt là phải thấy rõ những đặc điểm sử dụng – tự nhiên – xã hội của công trình để có giải pháp hợp lý trong quá trình thực hiện môn học

- Kết cấu:

 Yêu cầu khung tối thiếu 15 tầng trở lên (cao trên 40m)

 Thiết kế sàn tầng điển hình

 Thiết kế cầu thang

 Thiết kế 1 khung trục : sử dụng mô hình khung không gian, tính thành phần động của tải trọng gió, thiết kế vách cứng

- Nền móng: Tính toán 2 phương án móng cọc ép và cọc khoan nhồi của khung thiết

kế và lõi thang máy

Trong các phần trên: Kiến trúc + Kết cấu chiếm 60%; Nền móng chiếm 40%

2.2 Tiêu chuẩn sử dụng

Tính toán tải trọng dựa vào tiêu chuẩn sau:

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

Tính toán và thiết kế thép cho các cấu kiện dầm, cột sàn, cầu thang… dựa vào tiêu chuẩn sau:

- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

Thiết kế móng cho công trình dựa vào tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10304–2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- Cấu tạo thép dầm, cột sàn, nút khung dựa vào tiêu chuẩn sau:

- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

Trang 18

2.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu

Đối với phần khung: để phù hợp với kiến trúc công trình, đồng tận dụng những ưu điểm nổi bật trong thiết kế nhà cao tầng, đồ án này dùng phương án hệ khung – lõi cứng BTCT Lõi cứng chịu tải trọng ngang rất tốt, phù hợp khi thiết kế cho công trình Lõi cứng cũng đồng thời dùng để bố trí thang máy ở trung tâm công trình

Đối với kết cấu sàn: để đảm bảo công năng sử dụng, thi công dễ dàng, tiết kiệm, lựa chọn phương án hệ sàn sườn cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn

Đối với kết cấu móng: móng nhà cao tầng chịu tải trọng lớn, dựa vào địa chất công trình, và đảm bảo yêu cầu chất lượng, thi công, đồ án sử dụng 2 phương án móng cọc

ép và móng cọc khoan nhồi Sau khi tính toán sao sánh và chọn ra phương án tối ưu

2.4 Vật liệu sử dụng

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu sử dụng cho công trình

Vật liệu được tận dụng nguồn vật liệu của địa phương nơi công trình được xây dựng

và có giá thành hợp lý, đảm bảo về khả năng chịu lực và biến dạng

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

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

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu 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

Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn nên nếu dùng các vật liệu trên tạo điều kiện giảm đáng kể tải trọng do công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

2.4.2 Vật liệu Bê tông (BT)

Bê tông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền từ B25 ÷ B60

Dựa vào đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bê tông để sử dụng cấp độ bền B30 với các thông số kỹ thuật như:

- Trọng lượng riêng (kể cả cốt thép):  = 25 kN/m³

- Cường độ tiêu chuẩn chịu nén dọc trục: Rbn = Rb,ser = 22 MPa

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo dọc trục: Rbtn = Rbt,ser = 1.8 MPa

Trang 19

- Cường độ tính toán khi chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa

- Cường độ tính toán khi chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.2 MPa

- Mô đun đàn hồi: Eb = 32.5×10³ MPa

2.4.3 Cốt thép (theo TCVN 5574:2012)

Cốt thép trơn Ø < 10mm dùng loại AI với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: Rsn Rs,ser 235 MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: Rs  225 MPa

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: Rsc 225 MPa

- Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw  175 MPa

- Mô đun đàn hồi: Es 21 10 MPa 4

Cốt thép gân Ø ≥ 10mm dùng loại AII với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: Rsn Rs,ser 295 MPa

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: Rs 280 MPa

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: Rsc  280 MPa

- Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw 225 MPa

- Module đàn hồi: Es 21 10 MPa 4

Cốt thép gân Ø ≥ 10mm AIII với các chỉ tiêu:

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo: Rsn Rs,ser 390 MPa

- Cường độ tính toán chịu kéo cốt thép dọc: Rs  365 MPa

- Cường độ tính toán chịu nén cốt thép dọc: Rsc 365 MPa

- Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw  290 MPa

- Module đàn hồi: Es 20 10 MPa 4

2.4.4 Lớp bê tông bảo vệ

Trích theo TCVN 5574 – 2012: Bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế - điều 8.3: Đối với cốt thép dọc chịu, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép và không nhỏ hơn:

- Trong bản và tường có chiều dày >100 mm: 15mm (20mm);

- Trong dầm và dầm sườn có chiều cao > 250mm: 20mm(25mm);

Trang 20

- Trong móng:

+ Toàn khối khi có lớp bê tông lót: 35mm;

+ Toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70mm;

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép này và không nhỏ hơn:

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: 10mm(15mm);

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện > 250mm: 15mm(20mm);

Chú thích: Giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho cấu kiện ngoài trời hoặc những nơi

ẩm ướt

2.5 Chọn sơ bộ tiết diện sàn, dầm, cột

2.5.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

Hình 2.1: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng điển hình

Trang 21

Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo công thức kinh nghiệm sau:

D  0.8 1.4  phụ thuộc vào tải trọng

m  30 35  đối với bản loại dầm và l1 là nhịp bản

m40 45 đối với bản kê 4 cạnh và l1 là chiều dài cạnh ngắn

m 10 15   đối với bản công xôn

Bảng 2.1: Sơ bộ chiều dày các ô sàn

Diện tích (m²) L d /L n Loại sàn D m Chiều dày sàn

hs (mm)

S1 4900 5150 25.24 1.05 2 phương 1.1 43 125.3 S2 3000 5150 15.45 1.72 2 phương 1.1 43 76.7 S3 3850 3950 15.21 1.03 2 phương 1.1 43 98.5 S4 3950 4475 17.68 1.13 2 phương 1.1 43 101 S5 3950 4163 16.44 1.05 2 phương 1.1 43 101 S6 4163 5150 21.44 1.24 2 phương 1.1 43 106.5 S7 2425 10300 24.98 4.25 1 phương 1.1 33 80.8 S8 3950 5250 20.74 1.33 2 phương 1.1 43 101 S11 1650 2050 3.38 1.24 2 phương 1.1 43 42.2

Chọn bề dày sàn: h s = 120 mm

2.5.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức kinh nghiệm sau:

Trang 23

2.5.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Công thức sơ bộ kích thước cột:

c b

kN A R



Trong đó:

- N là lực dọc tại chân cột đang sơ bộ

- K là hệ số kể đến ảnh hưởng của moment, lấy bằng 1.4 cho cột biên và 1.1 cho cột giữa

- Si là diện tích truyền tải của sàn vào cột

Tính sơ bộ tải trọng q như sau

- Tĩnh tải sàn:

Bảng 2.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn văn phòng

Chiều dày (m)

Trọng lượng riêng (kN/m³)

Tải trọng tc (kN/m²)

Hệ số vượt tải

Tải trọng tt (kN/m²)

Trang 24

Hoạt tải tính toán (kN/m²)

Hình 2.3: Diện tích truyền tải vào cột

Trang 25

Chọn sơ bộ tiết diện cột biên

Trang 26

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình

Hình 3.1: Mặt bằng sàn tầng điển hình

Trang 27

3.2.1.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn văn phòng

Tĩnh tải được xác định từ trọng lượng của bản sàn bê tông, các lớp hoàn thiện và tải tường phân bố trên sàn

Từ mặt cắt cấu tạo của sàn như hình vẽ bên dưới, tĩnh tải phân bố đều được xác định như sau

Hình 3.2: Cấu tạo bản sàn

Trang 28

Bảng 3.2: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn văn phòng

3.2.1.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng vệ sinh

Bảng 3.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn khu vệ sinh

3.2.1.3 Tải trọng do kết cấu bao che

Trọng lượng tường ngăn trên sàn được quy đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn Cách tính này là gần đúng, khi quy đổi ta còn xét đến sự giảm tải do các lỗ cửa bằng cách nhân với các hệ số lỗ cửa

Bảng 3.4: Tải trọng các loại tường

cao (m)

Hệ

số cửa

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m)

Tải trọng tính toán (kN/m)

1 Tường 100 không cửa 3.48 1 6.264 1.1 6.8904

2 Tường 100 có một cửa 3.48 0.9 5.6376 1.1 6.20136

3 Tường 100 có hai cửa 3.48 0.8 5.0112 1.1 5.51232

4 Tường 200 không cửa 3.48 1 11.484 1.1 12.6324

5 Tường 200 có một cửa 3.48 0.8 9.1872 1.1 10.10592

6 Tường 200 có hai cửa 3.48 0.7 8.0388 1.1 8.84268

Trang 29

Bảng 3.5: Tải trọng tường quy đổi phân bố đều trên sàn

Loại tường

Tải trọng tường tiêu chuẩn(kN/m²)

Tải trọng tường tính toán(kN/m²)

Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²)

Trang 30

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn

Bảng 3.8: Tổng tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

Ô sàn Tĩnh tải tính toán (kN/m²) Tổng tĩnh tải sàn (kN/m²) toán (kN/m²) Hoạt tải tính q (kN/m²) Tổng tải

Các lớp cấu tạo Tường

3.3.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi

Các bản làm việc 2 phương 2

1

l2l

Trang 31

Hình 3.3: Sơ đồ tính sàn 2 phương theo sơ đồ 9

Moment dương lớn nhất ở giữa bản

3.3.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương

Cắt theo phương cạnh ngắn một dải bản có bề rộng b = 1 m để tính Khi đó sơ đồ tính là một dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều

→ Liên kết giữa bản sàn với dầm bao xung quanh được xem là liên kết ngàm Ta có

sơ đồ tính như sau:

Trang 32

Hình 3.4: Sơ đồ tính sàn 1 phương loại bản dầm

Với:

2 1 n

qLM

24 kNm

2 1 g

qLM

12 kNm



3.3.3 Đối với ô sàn tam giác

Ô sàn S9 và S10 là 2 ô sàn đặc biệt có dạng hình tam giác chịu tải phân bố đều Có thể xem xét liên kết giữa các cạnh bản tam giác giống như liên kết của cạnh bản chữ nhật với các dầm đỡ Các cạnh của bản tam giác liên kết với các dầm bao xung quanh bằng liên kết ngàm

Hình 3.5: Sơ đồ tính bản hình tam giác chịu tải phân bố đều

- Moment nhịp theo phương L1: M1 = α1 × P (kN.m)

- Moment nhịp theo phương L2: M2 = α2 × P (kN.m)

- Moment gối theo phương L1: MI = βI × P (kN.m)

- Moment gối theo phương LII: MII = βII × P (kN.m)

Trang 33

Mg (kN.m)

Mn (kN.m)

Trang 34

P

Moment (kN.m)

Giả thiết lớp bê tông bảo vệ a = 20 mm, ho = hs – a = 120 – 20 = 100mm; b = 1m

R





s 0

Trang 35

3.5.2 Tính toán cốt thép cụ thể cho các ô sàn

Tính toán cốt thép cho ô sàn S1

Ta có các giá trị moment lớn nhất tại nhịp và gối của ô sàn S1 như sau:

- Moment nhịp theo phương L1: M1 = 3.55 (kN.m)

- Moment nhịp theo phương L2: M2 = 3.24 (kN.m)

- Moment gối theo phương L1: MI = 8.3 (kN.m)

- Moment gối theo phương LII: MII = 7.47 (kN.m)

Tính thép chịu lực tại nhịp theo phương cạnh ngắn L1:

Trang 36

Bảng 3.13: Tổng hợp kết quả tính toán cốt thép sàn tầng điển hình

Hệ số moment

Moment

cm²

Ø (mm)

Khoảng cách mm

Chọn thép

A s

chọn cm²

k 91 0.04380 M I 5.42 0.032 0.032 1.97 10 200 Ø10a200 3.93 0.39

m 91 0.01875 M 1 2.32 0.014 0.014 0.83 8 150 Ø8a150 3.35 0.34

k 92 0.03923 M II 4.85 0.029 0.029 1.76 10 200 Ø10a200 3.93 0.39

m 92 0.01702 M 2 2.11 0.012 0.012 0.76 8 150 Ø8a150 3.35 0.34 S6 9 4.163 5.15 1.24 7.523

Trang 38

3.6 Kiểm tra nứt theo TTGH II

3.6.1 Kiểm tra nứt cho ô sàn có diện tích lớn nhất S1

3.6.1.1 Tính toán về sự hình thành khe nứt

Nội lực dùng để xác định độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra (không nhân hệ số vượt tải), trong đó cần phân biệt tác dụng dài hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng Tải trọng dài hạn gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và phần dài hạn của tải trọng tạm thời (hoạt tải) Tải trọng ngắn hạn là tải trọng tạm thời toàn phần trừ đi phần dài hạn của nó Trong bảng 3 của TCVN 2737:1995 cho giá trị tiêu chuẩn của giá trị toàn phần và phần dài hạn của hoạt tải phân bố đều

Dùng bảng tính Excel để tính moment lớn nhất tại nhịp và gối ở phần trước, ta thay giá trị tải trọng tính toán (đã nhân hệ số vượt tải) bằng các giá trị tải trọng tiêu chuẩn

để tìm ra các giá trị moment theo các tổ hợp để tính nứt Ta được kết quả như sau:

- Moment do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng: M 1t = 7.183 kN.m

- Moment do tác dụng ngắn hạn của tĩnh tải và hoạt tài dài hạn: M 1d = 6.080 kN.m

- Moment do tác dụng dài hạn của tĩnh tải và hoạt tài dài hạn: M 2 = 6.080 kN.m

Khả năng chống nứt của sàn: Mcrc Rbt.ser.WplMrp

Trong đó, Wpl là moment kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng

có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo

Trang 40

- Moment chống uốn của tiết diện lấy với mép chịu kéo:

3 red

-   1 : với cấu kiện chịu uốn

- l : hệ số lấy bằng 1 với tải trọng tác dụng ngắn hạn, lấy 1.541 với tải trọng tác dụng dài hạn

-  1: đối với cốt thép có gờ

- s: ứng suất trong các thanh cốt thép ngoài cùng, được tính như sau

s s

M MPa

Định dạng
Số trang	322
Dung lượng	10,98 MB