Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép bao gồm những công việc chính : Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình.. Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu Chương 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU S
Trang 1Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
NHIỆM VỤ MÔN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH
Thiết kế cầu thang bộ
Thiết kế khung trục 4 Sử dụng mô hình khung không gian, tính toán thành phần động của gió và vách cứng
III Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 09/11/2015
IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 11/03/2016
V Họ và tên giáo viên hướng dẫn:
2 THS NGUYỄN TRỌNG NGHĨA Hướng dẫn phần NỀN MÓNG (40 %)
VI Kết luận: Sinh viên được bảo vệ Sinh viên không được bảo vệ
(Quý Thây/Cô vui lòng ký tên vào bản thuyết minh và bản vẽ trước khi sinh viên nộp về VP.Khoa) Nội dung và yêu cầu môn Thiết Kế Công Trình đã được thông qua BCN Khoa
Tp Hồ Chí Minh, Ngày 11 tháng 03 năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH
Trang 2Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng với thời gian quy định của khoa, Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đối với các thầy cô của trường Đại học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô khoa Xây Dựng và Điện của trường đã tạo điều kiện cho em để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp Và em cũng xin gởi lời cám ơn chân thành ơn tới Thầy ThS LÊ THANH CƯỜNG và ThS NGUYỄN
TRỌNG NGHĨA đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được
ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô trong khoa để em có thể học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn trong công việc sau này
Cuối cùng em xin kính chúc Thầy ThS LÊ THANH CƯỜNG và ThS NGUYỄN TRỌNG NGHĨA dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý Đồng thời em xin kính chúc các thầy cô trong khoa Xây Dựng và Điện trường Đại học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh luôn dồi dào sức khỏe, đạt được nhiều thành công tốt đẹp trong công việc và cuộc sống
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp,Hồ Chí Minh, Ngày 11 Tháng 03 Năm 2016
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Trang 3Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
MỤC LỤC
Chương 1: KIẾN TRÚC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1
1.2 HÌNH DÁNG CÔNG TRÌNH 2
1.2.1 Mặt Đứng Chính Công Trình 2
1.2.2 Mặt Bằng Tầng Điển Hình Điển Hình 3
1.2.3 Mặt Cắt Công Trình 4
1.3 HỆ THỐNG GIAO THÔNG 5
Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 6
2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG 6
2.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 6
2.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 6
2.5 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN – DẦM – CỘT 7
2.5.1 Chọn Sơ Bộ Chiều Dày Bản Sàn 7
2.5.2 Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Dầm 9
2.5.3 Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Vách 11
2.5.4 Chọn Sơ Bộ Kích Thước Tiết Diện Cột 11
Chương 3 : THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 15
3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 15
3.2.1 Tĩnh Tải 15
3.2.1.1 Trọng Lượng Các Lớp Cấu Tạo Sàn Thông Thường 15
3.2.1.2 Tĩnh Tải Do Tường Truyền Vào 21
3.2.2 Tổng Tải Trọng Tác Dụng Lên Sàn 24
3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Ô SÀN 25
3.3.1 Đối Với Ô Sàn Làm Việc 2 Phương 25
3.3.2 Đối Với Ô Sàn Làm Việc 1 Phương 28
Trang 4Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
3.3.3 Nội Lực Các Ô Sàn Một Phương 28
3.3.4 Nội Lực Các Ô Bản Ban Công , Lô Gia Công Xôn 29
3.4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 29
3.4.1 Các Công Thức Tính Toán 29
3.4.2 .Tính Toán Cụ Thể Cho Ô Sàn 30
3.5 KIỄM TRA ĐỘ VÕNG CỦA SÀN 34
3.5.1 Đặc Trưng Hình Học, Tính Toán Khả Năng Kháng Nứt Của Sàn 34
3.5.2 Tính Toán Độ Võng Sàn Theo Cấu Kiện Không Có Vết Nứt 36
Chương 4 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 4.1 CHỌN KÍCH THƯỚC CHO CẦU THANG 40
4.1.1 Mặt Bằng Và Mặt Cắt Cầu Thang 40
4.1.2 Xác Định Kích Thước Cầu Thang 41
4.1.3 Chọn Kích Thước Cho Bản Thang – Dầm Chiếu Nghĩ 42
4.2 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 42
4.2.1 Các Lớp Cấu Tạo Bản Thang Và Chiếu Nghĩ 42
4.2.2 Tải Trọng Tác Dụng Lên Chiếu Nghĩ : 43
4.2.3 Tải Trọng Tác Dụng Lên Bản Thang 43
4.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CẦU THANG : 45
4.4 NỘI LỰC TRONG CẦU THANG 46
4.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 49
4.5.1 Tính Cốt Thép Cho Vế Thang 49
4.5.2 Tính Toán Cốt Thép Cho Dầm Chiếu Nghĩ 51
4.5.2.1 Tính Toán Cốt Thép Dọc 51
Chương 5 : THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4 5.1 MÔ HÌNH CÔNG TRÌNH 55
5.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 67
5.2.1 Tính Toán Tải Trọng Tác Dụng Lên Sàn 67
5.2.2 Các Lớp Cấu Tạo Sàn Nền Tầng Hầm : 68
5.2.3 Tải Trọng Tường Xây Trên Dầm 68
Trang 5Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
5.2.4 Tải Trọng Thành Phần Động Của Gió 70
5.3 GIẢI MÔ HÌNH 84
5.4 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO DẦM KHUNG 85
5.5 NỘI LỰC 88
5.5.1 Nội Lực Trong Dầm 88
5.5.2 Tính Toán Cốt Thép Dọc Trong Dầm 90
5.5.3 Tính Toán Cốt Đai 95
5.6 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC 4 98
5.6.1 Nội Lực Trong Cột 98
5.6.2 Tính Toán Và Bố Trí Cốt Thép Cột 103
5.6.2.1 Tính Toán Cốt Thép Dọc 103
5.6.2.2 Tính Toán Cụ Thể Cho Cột C18 Sân Thượng 105
5.6.2.3 Tính Toán Cụ Thể Cho Cốt Đai Cột C18 Sân Thượng 113
5.7 TÍNH TOÁN THÉP CHO VÁCH 115
5.7.1 Lý Thuyết Tính Toán Vách 115
5.7.2 Tính Toán Cụ Thể Cho Vách P1 Tầng Trệt 126
5.7.2.1 Tính Thép Dọc Cho Vách 126
5.7.2.2 Tính Cốt Thép Ngang Cho Vách 127
5.8 KIỂM TRA KẾT CẤU 136
5.8.1 Kiểm Tra Độ Võng Dầm 136
5.8.2 Kiểm Tra Ổn Định Chống Lật 137
5.8.3 Kiểm Tra Chuyển Vị Ngang Ta ̣i Đỉnh Công Trình 137
Chương 6 : THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 6.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 139
6.2 TÍNH TOÁN SỐ BÚA SPT HIỆU CHỈNH N60, 146
6.2.1 Chuẩn Hóa Số Búa SPT Thành SPT Hiệu Chỉnh: 146
6.3 TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC Cu 150
Chương 7 : THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 7.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA CỌC ÉP 159
Trang 6Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
7.1.1 Vật Liệu Sử Dụng 159
7.1.2 Chọn Kích Thước Sơ Bộ 159
7.1.3 Kiểm Tra Cọc Theo Điều Kiện Cẩu Và Dựng Cọc 160
7.2 TÍNH TOÁN MÓNG M2 CHÂN CỘT C18 163
7.2.1 Nội Lực Tính Móng 1633
7.2.2 Tính Toán Sức Chịu Tải Của Cọc 164
7.2.2.1 Theo Điều Kiện Vật Liệu 164
7.2.2.2 Theo Chỉ Tiêu Cường Độ Đất Nền 166
7.2.2.3 Theo Kết Quả Xuyên Động Tiêu Chuấn SPT 172
7.2.3 Tính Toán Sơ Bộ Số Lượng Cọc 178
7.2.4 Kiểm Tra Tải Trọng Tác Dụng Lên Cọc Trong Móng 180
7.2.5 Kiểm Tra Ứng Suất Dưới Móng Khối Quy Ước 182
7.2.6 Kiểm Tra Độ Lún Của Móng Cọc 185
7.2.7 Kiểm Tra Cọc Chịu Tải Ngang Theo Mô Hình Winkler 187
7.2.8 Kiểm Tra Xuyên Thủng 195
7.2.9 Tính Cốt Thép Trong Đài Móng 197
7.3 TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG 198
7.3.1 Xác Định Sơ Bộ Cọc Và Diện Tích Đài Móng 199
7.3.2 Tải Trọng Tác Dụng Lên Đầu Cọc 200
7.3.3 Kiểm Tra Ứng Suất Dưới Móng Khối Quy Ước 202
7.3.4 Kiểm Tra Độ Lún Của Móng Cọc 205
7.3.5 Kiểm Tra Cọc Chịu Tải Ngang Theo Mô Hình Winkler 208
7.3.6 Kiểm Tra Xuyên Thủng: 216
7.3.7 Tính Thép Cho Đài Móng 224
Chương 8 : THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 8.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA CỌC KHOAN NHỒI 226
8.2 TÍNH TOÁN MÓNG M2 CHÂN CỘT C18 227
8.2.1 Nội Lực Tính Móng 227
8.2.2 Tính Toán Sức Chịu Tải Của Cọc 228
Trang 7Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
8.2.2.1 Theo Điều Kiện Vật Liệu 228
8.2.2.2 Theo Chỉ Tiêu Cường Độ Đất Nền 229
8.2.2.3 Theo Kết Quả Xuyên Động Tiêu Chuấn SPT 239
8.2.3 Tính Toán Sơ Bộ Số Lượng Cọc 247
8.2.4 Kiểm Tra Tải Trọng Tác Dụng Lên Cọc Trong Móng 248
8.2.5 Kiểm Tra Ứng Suất Dưới Móng Khối Quy Ước 250
8.2.6 Kiểm Tra Độ Lún Của Móng Cọc 253
8.2.7 Kiểm Tra Cọc Chịu Tải Ngang Theo Mô Hình Winkler 2555
8.2.8 Kiểm Tra Xuyên Thủng 264
8.2.9 Tính Cốt Thép Trong Đài Móng 266
8.3 TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG 267
8.3.1 Xác Định Sơ Bộ Cọc Và Diện Tích Đài Móng 268
8.3.2 Tải Trọng Tác Dụng Lên Đầu Cọc 269
8.3.3 Kiểm tra ứng suất dưới móng khối quy ước 271
8.3.4 Kiểm Tra Độ Lún Của Móng Cọc 273
8.3.5 Kiểm Tra Cọc Chịu Tải Ngang Theo Mô Hình Winkler 277
8.3.6 Kiểm Tra Xuyên Thủng: 285
8.3.7 Tính Toán Thép Đài Bằng Safe 288
Trang 8Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 1: KIẾN TRÚC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Công trình nằm tại TpHCM, phía trước công trình giáp với đường Tân Phước , phía bên phải
công trình giáp với đường Nguyễn Kim
Quy mô công trình
Loại công trình: Công trình dân dụng - cấp 2
Chức năng: Chung cư
Công trình gồm:
Số tầng: 1 tầng hầm (3 m), 1 tầng trệt (3.1 m), 1 tầng lửng (3.1m), 11 tầng lầu(3.2m) và 1
tầng dành cho thang máy 4 (m)
Chiều cao tổng thể: 45.4 m – tính từ mặt đất tự nhiên đến sàn mái công trình
Phân khu chức năng
Tầng hầm: Dùng làm chỗ để xe, máy biến thế, máy bơm nước, bể nước, hệ thống xử lý nước thải
Tầng trệt: Sảnh lớn,cửa hàng, phòng sinh hoạt công cộng, phòng vệ sinh, ban quản trị chung
cư
Tầng lửng : Nhà sinh hoạt công cộng, phòng họp dân phố, cửa hàng, vườn hoa
Lầu 1: căn hộ chung cư,vườn hoa
Lầu 2 => lầu 11: căn hộ chung cư
Trang 9Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
1.2 HÌNH DÁNG CÔNG TRÌNH
1.2.1 Mặt Đứng Chính Công Trình
Hình 1.1: Mặt đứng chính của công trình
Trang 10Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
1.2.2 Mặt Bằng Tầng Điển Hình
Hình 1.2: Mặt bằng tầng điển hình của công trình
Trang 11Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
1.2.3 Mặt Đứng Bên Công Trình
Hình 1.3: Mặt đứng bên của công trình
Trang 12Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
1.3 HỆ THỐNG GIAO THÔNG
Giao thống ngang trong công trình: là hệ thống hành lang được bố trí ở giữa Hệ thống hành lang rộng rãi rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng
Hệ thống giao thông đứng: là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang phía hai bên công
trình đủ để di chuyển lượng người lên xuống và cả thoát hiểm, ở giữa có một thang bộ chính Toàn công trình có 4 phòng thang máy (1 thang rác và 3 thang để sử dụng) Thang máy đủ cung ứng cho việc vận chuyển người và hàng hóa Thang máy bố trí ở giữa công trình nên rất thuận tiện cho việc di chuyển, các căn hộ bố trí xung quanh đảm bảo khoảng cách đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý, đảm bảo thông thoáng
Trang 13Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ
2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Mã đề 242-CC, công trình là chung cư có quy mô 15 tầng, trong đó có một tầng hầm, mặt bằng
thông thoáng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép bao gồm những công việc chính :
Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình
Tính toán, thiết kế cầu thang bộ với đề tài được giao
Tính toán, thiết kế cột, dầm cho khung được giao nhiệm vụ thiết kế
Tính toán, thiết kế một móng điển hình theo 2 phương án
2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG
[1] TCXDVN 5574 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế - kết cấu bê tông và kết cấu bê tông cốt thép
[2] TCXDVN 2737 : 1995 Tiêu chuẩn thiết kế - Tải trọng và tác động
[3] TCXDVN 10304 : 2014 Móng cọc tiêu chuẩn thiết kế
[4] TCXDVN 356 : 2005 Tiêu chuẩn thiết kế - kết cấu bê tông và kết cấu bê tông cốt thép
[5] TCXDVN 229 : 1999 Tiêu chuẩn tính toán thành phần động của gió
[6] TCXDVN 198 : 1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối
2.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có nhiều loại, mỗi loại kết cấu đều có những
ưu điểm, nhược điểm tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình Đối với công trình chung cư này, giải pháp kết cấu chịu lực chính được chọn lựa là hệ kết cấu khung – giằng gồm hệ thống vách cứng tại thang máy và hệ kết cấu khung được bố trí xung quanh Hệ thống khung vách được liên kết nhau qua hệ thống dầm, sàn
2.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Bê tông cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu như sau:
Khối lượng riêng: 𝛾 = 25 (KN/m2)
Cường độ tính toán nén dọc trục: R b 17MPa
Cường độ tính toán kéo dọc trục: R bt 1.2MPa
Môđun đàn hồi: 𝐸𝑏= 3250MPa
Trang 14Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Cốt thép chịu lực loại AI (thép tròn trơn < Ø10) các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo, cốt thép dọc: R s 225MPa
Cường độ chịu kéo, cốt thép ngang: R sw175MPa
Cường độ chịu nén tính toán: R sc 225MPa
21 10
s
Cốt thép chịu lực loại AII (thép gân ≥ Ø10) với các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo, cốt thép dọc: R s 280MPa
Cường độ chịu kéo, cốt thép ngang: R sw225MPa
Cường độ chịu nén tính toán: R sc 280MPa
21 10
s
Cốt thép chịu lực loại AIII (thép gân ≥ Ø10) với các chỉ tiêu:
Cường độ chịu kéo, cốt thép dọc: R s 365MPa
Cường độ chịu kéo, cốt thép ngang: R sw 290MPa
Cường độ chịu nén tính toán: R sc 365MPa
20 10
s
2.5 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN – DẦM – CỘT
2.5.1 Chọn Sơ Bộ Chiều Dày Bản Sàn
Ta chọn chiều dày bản sàn theo công thức h s D L1
m 30 35 với bản loại dầm.(sàn một phương)
m 40 45 với bản kê bốn cạnh(sàn hai phương)
Gọi L2, L1 lần lượt là chiều dài cạnh dài và cạnh ngắn của các ô bản
Nếu L2/L1 2: ô bản thuộc loại bản kê bốn cạnh, bản làm việc hai phương
Nếu L2/L1 > 2: ô bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương
Trang 15Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Lưu ý : ô bản sàn ban công, logia chúng ta tính toán như bản dầm công xôn
Kết quả tính toán chiều dày sơ bộ Sàn được lập thành bảng sau :
Bảng 2.1 : Chiều dày sơ bộ sàn
Vì để đảm bảo hàm lượng cốt thép không quá bé nên ta chọn chiều dày sàn là: h s = 100 mm
Trang 16Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Mặt bằng phân chia ô sàn của công trình
Hình 2.1 : Mặt bằng phân chia ô sàn tầng điển hình
2.5.2 Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Dầm
Chiều cao và bề rộng dầm được chọn dựa vào công thức sau:
m d: phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng
S3
S1 S2
S3 S4
S1 S2
S3
S1 S2
S3 S1
S1
S6 S7
S8 S9
S11
S13 S14
S14
S14 S14
S15
Trang 17Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Trang 18Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
2.5.3 Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Vách
Sơ bộ chiều dày vách
Theo TCXD 198-1997; quy định độ dày của thành vách không chọn nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng Chiều cao tầng điển hình của công trình là 3200mm; nên bề rộng vách không nên nhỏ hơn 3200/20 = 160mm
Chọn vách cứng có bề dày b = 300mm không đổi từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên
toàn bộ chiều dài của nó
2.5.4 Chọn Sơ Bộ Kích Thước Tiết Diện Cột
Theo “ TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT BTCT “- Gs Nguyễn Đình Cống thì tiết diện sơ bộ
của cột được xác định theo công thức sau:
Công thức tính sơ bộ tiết diện cột:
Acột = Kt N
Rb Trong đó :
Tổng lực dọc tại chân cột N = n.F.q
Hệ số xét đến ảnh hưởng khác
Cột biên và cột góc Kt = (1.3÷ 1.5) ; cột giữa Kt = (1.1÷ 1.2) lấy (Kt = 1.2)
Số tầng phía trên tầng đang xét kể cả tầng mái: n
Diện tích truyền tải: F
Tải tương đương (khi sàn có chiều dày 10 – 14cm), q = 10 – 14 KN/m2
Ta chọn q = 13 KN/m2 (Giáo trình etabs thầy Lương Văn Hải)
Cường độ chịu nén của bê tông B30 : Rb= 17MPa = 17000 KN/m2
Trang 19Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Mặt bằng diện chịu tải của cột :
Hình 2.3 : Mặt bằng diện chiu tải cột
Kết quả tính toán tiết diện sơ bộ của cột:
Bảng 2.2: Kết quả sơ bộ kích thước cột
Vị trí cột F của 1
tầng (m2) Số tầng
Rb(KN/m2) ∑ N (KN) Kt Acột tính toán
(m2)
Kích thước chọn(mm2)Cột góc
Trang 20Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Mặt bằng định vị vách và cột tầng điển hình được bố trí như sau :
P4 P2
Trang 21Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Sau nhiều lần chạy phần mềm Etabs và để đảm bảo độ cứng công trình ta chọn được tiết diện cột hợp lí như bảng sau :
Trang 22Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
3.1 MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 : Mặt Bằng Tầng Điển Hình
3.2 Xác Định Tải Trọng Tác Dụng Lên Sàn
3.2.1 Tĩnh Tải
3.2.1.1 Trọng Lượng Các Lớp Cấu Tạo Sàn Thông Thường
Hình 3.2 Cấu tạo sàn thông dụng
S3
S1 S2
S3 S4
S1 S2
S3
S1 S2
S3 S1
S1
S6 S7
S8 S9
S11
S13 S14
S14
S14 S14
S15
Trang 23Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 16
Sàn tầng trệt và lầu ( Diện tích công cộng)
Bảng 3.1 : Cấu tạo sàn tầng trệt và lầu
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Sàn bồn hoa, sê nô mái
Bảng 3.2 : Cấu tạo sàn bồn hoa
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Trang 24Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Sàn phòng căn hộ
Bảng 3.3 : Cấu tạo sàn căn hộ
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Trang 25Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 18
Sàn ban công và khu giặt phơi căn hộ
Bảng 3.5 : Cấu tạo sàn ban công
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Trang 26Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Sàn sân thượng
Bảng 3.7 : Cấu tạo sàn sân thượng
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Sàn mái cầu thang
Bảng 3.8 : Cấu tạo sàn mái cầu thang
Lớp cấu tạo
Bề dày
δ
Trọng lượng riêng tiêu chuẩn
γ tc
Tĩnh tải tiêu chuẩn
g tc
Hệ số độ tin cậy
n
Tĩnh tải tính toán
Trang 27Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 20
Kết quả tính toán các lớp cấu tạo của các loại sàn được tổng hợp như bảng sau :
Bảng 3.9 : Kết quả tính toán các loại sàn
Trang 28Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
3.2.1.2 Tĩnh Tải Do Tường Truyền Vào Sàn
Để thuận tiện cho việc tính toán và mô hình trong phần mềm Etabs Ta sẽ quy đổi tải tường về thành tải tương đương phân bố đều trên ô sàn Theo công thức sau :
𝑔𝑡= 𝛾𝑡 𝛿𝑡 ℎ𝑡 𝐿𝑡
𝐿1 𝐿2
𝛾𝑡= 18 KN/𝑚2 : Trọng lượng riêng của tường
ℎ𝑡: Chiều cao tường
𝐿𝑡 ∶ Tổng chiều dài tường xây trên ô sàn đang xét
𝐿1; 𝐿2 : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô sàn đang xét
𝛿𝑡= Chiều dày của tường
𝛿𝑡= 0.08(m) đối với tường 10
𝛿𝑡= 0.18(m) đối với tường 20
Dựa theo mặt bằng kiến trúc ta thấy các ô bản sau có tường ngăn là tường 10 Còn tường 20 chỉ xây trên dầm Do đó :
Chiều cao tường 10 : ℎ𝑡 = ℎ𝑡ầ𝑛𝑔− ℎ𝑠 = 3.2 − 0.1 = 3.1𝑚
Chiều cao tường 20 : ℎ𝑡 = ℎ𝑡ầ𝑛𝑔− ℎ𝑑 = 3.2 − 0.7 = 2.5𝑚
Bảng 3.10 : Kết quả tính toán tải trọng tường 10 lên sàn
Trang 29Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 22
Tải trọng tường 20 tác dụng lên dầm được xác định theo công thức sau :
𝑔𝑡 = 𝛾𝑡 𝛿𝑡 ℎ𝑡 = 18×0.18×2.5 = 8.4 (KN/m)
Tổng tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn
𝑔𝑠 = 𝑔1+ 𝑔2
𝑔1: Tải trọng của các lớp cấu tạo sàn
𝑔2: Tải trọng của tường được quy về sàn
Do các ô sàn S1, S2, S3, S4, S5 bao gồm sàn nhà vệ sinh và cả sàn căn hộ Để thiên về an toàn nên ta chọn tải trọng lớn nhất là tĩnh tải sàn nhà vệ sinh để tính toán cho cả ô sàn
Trang 30Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
n
Tải trọng tính toán
ptt (kN/m2) Toàn phần Phần dài hạn
Các ô sàn có xét đến hệ số giảm tải được tính toán như bảng sau :
Bảng 3.13 : Hoạt tải giảm tải của các ô sàn
Ô sàn
Diện tích Chịu tải A
m2
Diện tích tiêu chuẩn A1
m2
Hệ số giảm tải
Ψ
Hoạt tải tính toán KN/m2
Hoạt tải giảm tải KN/m2
Trang 31Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 24
3.2.2 Tổng Tải Trọng Tác Dụng Lên Sàn
𝐪𝐬 = Tĩnh tải tính toán(𝐠𝐬) + Hoạt tải tính toán (𝐩𝐬)
Bảng 3.14 : Tải trọng tính toán của các ô sàn
Trang 32Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
𝐿 1 < 2 : Sàn làm việc hai phương
3.3.1 Đối Với Ô Sàn Làm Việc Hai Phương
Do chiều cao dầm nhỏ nhất của công trình là hd= 400(mm) và hs = 100(mm)
Nên tỉ số luôn lớn hơn 3 Vậy các ô sàn được xem là liên kết ngàm với các dầm
Sơ đồ tính như sau :
Trang 33Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 26
Moment âm lớn nhất ở gối
91 92
Trang 34Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Xét tỷ số L2 / L1 tra bảng phụ lục 15 trang 451 sơ đồ 9 sách “ kết cấu bê tông cốt thép tập 2 ” (cấu kiện nhà cửa) của thầy Võ Bá Tầm,
nhà xuất bản Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh Nội lực các ô sàn ta lập thành bảng sau :
Bảng 3.15 : Kết quả tính toán mô men các ô sàn hai phương
Ô sàn
Cạnh dài
L 2 (m)
Cạnh ngắn
Trang 35Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 28
3.3.2 Đối Với Ô Sàn Làm Việc 1 Phương
Các bản sàn làm việc 1 phương 𝐿2
𝐿1 ≥ 2
Cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm
Hình 3.4 : sơ đồ tính toán sàn một phương
Moment :
- Tại nhịp
2 124
Trang 36Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
3.3.4 Nội lực các ô bản ban công , lô gia công xôn
Đối với ô sàn dạng bản công xôn S13, S14, S15 ta tính toán với sơ đồ tính như sau :
Nội lực trong các ô bản đươc tính toán như sau :
Bảng 3.17 : Mô men ô bản công xôn
Trang 37Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Chương 3: Thiết Kế Kết Cấu Sàn Tầng Điển Hình Trang 30
ξ = 1 − √1 − 2αm = 1 − √1 − 2 × 0.048 = 0.049
Diện tích cốt thép 𝐴𝑠:
As =ξ γb Rb b h0
Rs =0.049 × 0.9 × 17 × 1000 × 1 × 0.08
280 × 1000 = 2.14× 10−4(m) = 214(mm2)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tính toán :
Ta thấy : μmin = 0.05% < μ = 0.38% < μmax= 3.34%
Kết luận : Hàm lượng cốt thép đạt yêu cầu
Trang 38Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu Kết quả tính toán các ô sàn ta lập thành bảng sau :
Đối với sàn hai phương
Bảng 3.18 : Kết quả tính toán thép sàn hai phương
Trang 39Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Trang 40Báo cáo Thiết kế công trình SVTH : Võ Trung Hiếu
Đối với sàn một phương
Bảng 3.19 : Kết quả tính toán thép sàn một phương
tính
𝜇 Chọn Thép chọn As chọn Bố trí
Đối với ô sàn công xôn
Bảng 3.20 : Kết quả tính toán thép sàn công xôn
tính
𝜇 Chọn Thép chọn As chọn Bố trí