Thiết kế chung cư cao tầng tecco miền trung, TP vinh, nghệ an

Hình 1.6: Mặt đứng kiến trúc công trình Căn cứ vào tình hình địa chất công trình, thủy văn khu vực xây dựng, hình dángkiến trúc công trình, khả năng thi công tại địa phương...Ta sử dụng

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp đại học Bộ môn XDDD&CN

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của đất nước, ngành xây dựng cũngtheo đà phát triển mạnh mẽ Trên khắp các tỉnh thành trong cả nước các công trình mớimọc lên ngày càng nhiều Đối với một số sinh viên như em việc chọn đề tài tốt nghiệpphù hợp với yêu cầu đề ra và phù hợp với bản thân và thực tế cuộc sống là một vấn đềquan trọng Dưới sự tư vấn tận tình, cặn cẽ của các thầy cô giáo trong bộ môn, em đã

chọn lựa đề tài: “Thiết kế Chung cư cao tầng Tecco Miền Trung, TP.Vinh, Nghệ An”

Nội dung của đồ án gồm 4 phần:

- Phần 1: Kiến trúc công trình 10%

- Phần 2: Kết cấu công trình 45%

- Phần 3: Nền móng 15%

- Phần 4: Thi công 30%

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện trong 14 tuần với nhiệm vụ tìm hiểu kiến trúc, thiết

kế kết cấu, lập biện pháp kỹ thuật, biện pháp tổ chức thi công công trình Kết hợp nhữngkiến thức được các thầy, cô trang bị trong 4 năm học cùng sự nỗ lực của bản than và đặcbiệt là sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của các thầy cô giáo hướng dẫn đã giúp em hoànthành tốt đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Xây Dựng Dân Dụng Và CôngNghiệp đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý giá cho em cũng như cácbạn sinh viên khác trong suốt những năm học qua Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn

sự tận tình hướng dẫn của thầy giáo Th.S ĐOÀN XUÂN QUÝ – Bộ môn XDDD & CNtrường Đại Học Thủy Lợi đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này Xin cám ơn gia đình, bạn

bè đã hỗ trợ và động viên trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành đồ án ngàyhôm nay

Do còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh nghiệm nên đồ án của em khôngtránh khỏi những khiếm khuyết và sai sót Em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp,chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hoàn thiện hơn trong quá trình công tác

Hà Nội, ngày… tháng… năm… Sinh viên thực hiện

Đặng Ngọc Tuấn

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I 13

KIẾN TRÚC (10%) 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 14

1.1 THÔNG TIN CÔNG TRÌNH 14

1.2 ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 14

1.2.1 Đặc điểm xây dựng 14

1.2.2 Đặc điểm khí hậu tự nhiên 14

1.2.3 Đánh giá hiện trạng khu đất lựa chọn 15

1.3 NỘI DUNG VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH 15

CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 16

2.1 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG 16

2.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC 16

2.2.1 Giải pháp mặt bằng 16

2.2.2 Giải pháp mặt đứng 19

2.2.3 Giải pháp kết cấu và mặt cắt 19

2.2.4 Các giải pháp kỹ thuật khác 20

2.3 CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 21

2.4 KẾT LUẬN 22

PHẦN II 23

KẾT CẤU (45%) 23

CHƯƠNG 1: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH 24

1.1 ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG 24

1.1.1 Tải trọng đứng 24

1.1.2 Tải trọng ngang 24

1.1.3 Hạn chế chuyển vị ngang 24

1.1.4 Giảm trọng lượng của bản thân 24

1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 24

1.2.1 Lựa chọn phương án kết cấu chung 24

1.2.2 Lựa chọn phương án kết cấu cột, dầm sàn 26

1.3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẬT LIỆU 27

1.4 CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM DÙNG TRONG TÍNH TOÁN 28

1.5 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 29

Trang 3

1.5.1 Lựa chọn sơ đồ tính 29

1.5.2 Các giả thuyết dung trong tính toán nhà cao tầng: 29

1.5.3 Phương pháp tính toán xác định nội lực: 29

1.5.4 Lựa chọn công cụ tính toán: 31

1.5.5 Nội dung tính toán: 31

1.5.6 Tải trọng: 31

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN 33

2.1 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU 33

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 33

2.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn 33

2.2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm 34

2.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột 35

2.1.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diên vách 43

2.3 LỰA CHỌN, LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CHO CÁC CẤU KIỆN CHỊU LỰC 46 2.3.1 Lựa chọn sơ đồ tính toán 46

2.3.2 Cơ sở tính toán kết cấu 46

CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 47

3.1 CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 47

3.2 TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 47

3.2.1 Tĩnh tải 47

3.2.2 Hoạt tải 49

3.2.3 Tải trọng gió 49

3.2.4 Tải trọng động đất 64

CHƯƠNG 4: CHẤT TẢI VÀO SƠ ĐỒ TÍNH 74

4.1 SƠ ĐÔ TÍNH TOÁN 74

4.2 CHẤT TẢI VÀO SƠ ĐỒ TÍNH 74

4.3 MÔ HÌNH HÓA 74

4.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ TỔ HỢP 79

4.4.1 Kiểm tra kết quả tính toán 79

4.4.2 Tổ hợp nổi lực 79

CHƯƠNG 5 :THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN 84

5.1 THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH (TẦNG 3) 84

5.1.1 Mặt bằng kết cấu sàn tầng 3 84

5.1.2 Phân loại ô bản 85

5.1.3 Tải trọng tác dụng lên ô bản 85

Trang 4

5.1.4 Thiết kế ô bản 86

5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 96

5.2.1 Sơ đồ hình học 96

5.2.2 Giải pháp kết cấu 97

5.2.3 Vật liệu sử dụng 97

5.2.4 Tải trọng 97

5.2.5 Tính toán bản chiếu nghỉ 99

5.2.6 Tính toán bản thang 100

5.2.7 Tính toán dầm chiếu nghỉ 103

5.3 TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI 105

5.3.1 Giới thiệu chung 105

5.3.2 Sơ bộ chọn kích thước các bộ phận của bể nước mái 106

5.3.3 Tính bản nắp 106

5.3.4 Tính bản đáy 108

5.3.5 Tính bản thành 111

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2 116

6.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 116

6.2 THIẾT KẾ CỘT 117

6.2.1 Quy trình tính toán 117

6.2.2 Một số quy định với cốt thép dọc : 119

6.2.3 Tính toán cốt thép cho cấu kiện điển hình: 120

6.2.4 Tính cốt thép dọc cho các phần tử cột C5 (500x800mm) tầng một: 120

6.3 THIẾT KẾ DẦM 132

6.3.1 Tính thép cho dầm 132

6.4 TÍNH TOÁN NÚT KHUNG 143

6.4.1 Nút khung biên trên cùng 143

6.4.2 Nút khung biên và dầm ngang: 143

6.4.3 Bố trí cốt đai cột, vách 144

PHẦN III 146

NỀN MÓNG (15%) 146

CHƯƠNG I: QUY TRÌNH VÀ TÀI LIỆU THIẾT KẾ MÓNG 147

1.1 QUY TRÌNH CHUNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC: 147

1.2 TÀI LIỆU CHO VIỆC THIẾT KẾ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH: 147

1.2.1 Vật liệu dùng thiết kế móng : 147

1.2.2 Tải trọng dùng thiết kế móng : 147

1.3 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 147

Trang 5

1.3.1 Điều kiện địa chất công trình 147

1.3.2 Lựa chọn phương án móng 149

1.3.3 Các giả thiết tính toán 150

1.3.4 Chọn đường kính cọc, chiều dài cọc và kích thước đài cọc 151

1.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 151

1.4.1 Theo vật liệu làm cọc 151

1.4.2 Theo đất nền 152

1.4.3 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 154

1.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC CHO ĐÀI 156

1.5.1 Nguyên tắc bố trí cọc trong đài: 156

1.5.2 Tải trọng tác dụng: 156

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÓNG TRỤC 2 158

2.1 TÍNH TOÁN MÓNG M1 CHO CỘT BIÊN C5 158

2.1.1 Nội lực tính toán 158

2.1.2 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc trong đài 158

2.1.3 Tính toán kiểm tra 159

2.2 TÍNH TOÁN MÓNG M2 CHO CỘT GIỮA C15 167

2.2.1 Nội lực tính toán 167

2.2.2 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 167

2.2.3 Tính toán kiểm tra 168

2.2.4 Tính toán đài cọc 172

PHẦN IV 177

THI CÔNG(30%) 177

CHƯƠNG I: THI CÔNG PHẦN NGẦM 178

1.1 LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC 178

1.1.1 Lựa chọn phương án thi công cọc 178

1.1.2 Công tác chuẩn bị thi công cọc 180

1.1.3 Lựa chọn thiết bị thi công cọc 180

1.2 THI CÔNG CỌC THỬ 183

1.2.1 Mục đích 183

1.2.2 Thời điểm, số lượng và vị trí cọc thử 183

1.2.3 Quy trình thử tải cọc 183

1.3 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC 184

1.3.1 Quy trình thi công cọc 184

1.4 TỔ CHỨC THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 196

1.4.1 Thể tích đất đào 196

1.4.2 Thể tích dung dịch bentonite 196

1.4.3 Thể tích bê tông 196

Trang 6

1.4.4 Ô tô chở đất 196

1.4.5 Thời gian thi công một cọc khoan nhồi 197

1.4.6 Số lượng nhân công trên công trường 198

1.4.7 Xác định lượng vật liệu cho một cọc 198

1.5 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC 200

1.5.1 Kiểm tra trong giai đoạn thi công 200

1.5.2 Kiểm tra chất lượng cọc sau khi đã thi công xong 201

1.6 CÁC SỰ CỐ KHI THI CÔNG CỌC VÀ BIỆN PHÁP GIẢI QUYẾT 203

CHƯƠNG II: THI CÔNG PHẦN THÂN 204

2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG BÊTÔNG CỐT THÉP 204

2.1.1 Chia đợt thi công 204

2.1.2 Chọn vật liệu làm ván khuôn 204

2.1.3 Chọn hệ đỡ cho dầm, sàn, cột 205

2.1.4 Chọn Bêtông thi công phần thân 206

2.1.5 Chọn phương tiện thi công kết cấu thân, mái 207

2.1.6 Chọn phương tiện thi công công tác kiến trúc và hoàn thiện khác 207

2.2 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 207

2.2.1 Tính toán ván khuôn 207

2.3 TÍNH TOÁN MÁY MÓC PHỤC VỤ THI CÔNG 225

2.3.1 Tính toán phương tiện vận chuyển lên cao 225

2.3.2 Lựa chọn phương tiện vận chuyển vữa bê tông 227

2.3.3 Lựa chọn máy đầm bê tông 227

2.4 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU CÔNG TÁC THI CÔNG 228

2.4.1 Quy trình thi công BTCT theo phương án đã chọn 228

2.4.2 Các yêu cầu kỹ thuật khi thi công 229

2.4.3 Các biện pháp kỹ thuật thi công 233

2.4.4 Nghiệm thu cốp pha, cốt thép, bê tông và kết cấu BTCT sau khi thi công xong 237 2.4.5 Các sự cố xảy ra và cách xử lý 240

2.4.6 Các biện pháp an toàn lao động trong thi công BTCT toàn khối phần thân 1

2.5 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU CÔNG TÁC KIẾN TRÚC VÀ HOÀN THIỆN 243

2.5.1 Công tác xây 243

2.5.2 Công tác trát 244

2.5.3 Công tác lát nền sàn 244

2.5.4 Công tác quét sơn 244

CHƯƠNG III : TỔ CHỨC THI CÔNG 246

2.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG 246

2.1.1 Mục đích 246

Trang 7

2.1.2 Ý nghĩa 246

2.2 NỘI DUNG, NGUYÊN TẮC CHÍNH TRONG THIẾT KẾ TỔ CHỨC XÂY DỰNG 246

2.2.1 Nội dung 246

2.2.2 Những nguyên tắc chính 246

2.3 TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN THÂN 247

2.4 THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG XÂY DỰNG 253

2.4.1 Cơ sở tính toán lập mặt bằng thi công công trình 253

2.4.2 Mục đích 253

2.4.3 Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế tổng mặt bằng thi công 254

2.4.4 Tính toán chi tiết tổng mặt bằng xây dựng 254

2.4.5 Bố trí tổng mặt bằng xây dựng 261

2.5 AN TOÀN LAO ĐỘNG 261

2.4.1 An toàn lao động trong thi công đào đất 261

2.4.2 An toàn lao động trong công tác bê tông 263

2.4.3 Vệ sinh môi trường 265

CHƯƠNG IV: LẬP KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 267

4.1 TIẾN ĐỘ THI CÔNG PHẦN NGẦM 267

4.1.1 Khối lượng đào đất 267

4.1.2 Khối lượng bê tông, cốt thép, ván khuôn móng, giằng móng 269

4.2 NHU CẦU LAO ĐỘNG TRONG THI CÔNG LAO ĐỘNG PHẦN MÓNG 270 4.3 TIẾN ĐỘ THI CÔNG PHẦN THÂN 271

4.3.1 Trình tự các công việc khi thi công phần thân cho một tầng điển hình 271

4.3.2 Chọn biện pháp kỹ thuật xây lắp cho công tác thi công 277

4.3.3 Tra định mức để xác định nhu cầu 277

4.1.4 Lập bảng kế hoạch tiến độ thi công công trình 279

4.1.5 Vẽ biểu đồ tiến độ thi công phần ngầm và 3 tầng điển hình 280

[TÀI LIỆU THAM KHẢO] ……….288

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp đại học Phần Kiến Trúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH NGHÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

PHẦN I

KIẾN TRÚC (10%)

GVHD: ĐOÀN XUÂN QUÝ SVTH: ĐẶNG NGỌC TUẤN LỚP : 54CXD2

MSSV:1251010515

Nhiệm vụ:

1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

2 ĐẶC ĐIỂM ,VỊ TRÍ XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CHO CÔNG TRÌNH

Bản vẽ A1 :

Trang 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 THÔNG TIN CÔNG TRÌNH

*) Tên công trình: Chung cư cao tầng Tecco Miền Trung

*) Địa điểm xây dựng công trình:

Đường Võ Thị Sáu – Phường Trường Thi – Thành phố Vinh – Nghệ An

*) Quy mô công trình:

Công trình 14 tầng, khoảng 17000m2 sàn, kết cấu bằng bê tông cốt thép

1.2 ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.2.1 Đặc điểm xây dựng

- Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận tiện cho việc cung cấpvật liệu xây dựng trong quá trình thi công tòa nhà và việc đi lại của người dân sinhsống khi tòa nhà đưa vào sử dụng

- Khu đất có hình dạng là hình chữ nhật với diện tích 2400m2 (30m x 80m) + Hướng đông: giáp với khu dân cư

+ Hướng nam: giáp với khu dân cư

+ Hướng tây: giáp với khu dân cư

+ Hướng bắc: giáp với công viên Nguyễn Tất Thành.

- Toàn bộ khu đất tương đối bằng phẳng Hệ thống cơ sở hạ tầng: đường điện,

hệ thống cấp thoát nước, đường sá tại khu vực đã hoàn chỉnh

Vậy, nếu chọn địa điểm này làm nơi xây dựng thì rất phù hợp do vị trí thuận lợi,diện tích đất lớn, khí hậu tương đối thuận lợi, không tốn đầu tư xây dựng cơ sở hạtầng phía ngoài hỗ trợ cho khu vực

1.2.2 Đặc điểm khí hậu tự nhiên

*) Nhiệt độ: Nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm, biên độ dao động nhiệt độlớn

- Nhiệt độ trung bình hằng năm : 28,1oC

- Nhiệt độ cao nhất : 42,8oC

- Nhiệt độ thấp nhất : 2,7oC

- Tháng có nhiệt độ cao nhất : tháng 7

- Tháng có nhiệt độ thấp nhất : tháng 1

*) Mùa mưa: Từ tháng 10 đến tháng 4

- Lượng mưa trung bình hằng năm : 1676mm

- Lượng mưa cao nhất trong năm : 2240mm

- Lượng mưa thấp nhất trong năm : 1420mm

- Số ngày mưa trung bình trong năm : 140-148 ngày

*) Gió: Có 2 mùa chính

- Gió Tây Nam : gió khô xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 9

- Gió Đông Bắc : Mang theo mưa phùn ẩm ướt từ tháng 10 đến tháng 4

Trang 10

*) Độ ẩm : Độ ẩm trung bình hằng năm là 85-90%

1.2.3 Đánh giá hiện trạng khu đất lựa chọn

Khu đất có mặt bằng bằng phẳng thuận lợi về giao thông, giao dịch có hệ thống

hạ tầng hoàn chỉnh gồm hệ thống đường, hệ thống cấp thoát nước, hệ thống điện,điện chiếu sáng của thành phố Khu đất nằm trên tuyến đường chính của thành phố

sẽ tận dụng tốt các phương tiện đi lại như taxi, xe buýt Cùng với khung cảnh thiênnhiên tươi đẹp, đó sẽ là nhân tố tốt để tận dụng tối đa công năng của tòa nhà khi chocông trình khi đi vào hoạt động

1.3 NỘI DUNG VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH

Công trình nằm trên khu đất quy hoạch với diện tích 2400m2 (30m x 80m)

Toàn bộ công trình gồm các hạng mục :

+Khu cửa hàng ở tầng 1 và Nhà ở từ tầng 2 đến tầng 14

+Công trình cấp II, khung bêtông toàn khối kết hợp vách cứng + lõi thangmáy

Trang 11

CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Khu đất xây dựng công trình nằm ở phía Tây Nam trung tâm thành phố nhưng lạinằm trong vùng trọng tâm ưu tiên phát triển của thành phố Trong khu đất quy hoạchxây dựng bao gồm các hạng mục sau:

Khu chung cư được xây dựng 14 tầng có một mặt đứng trùng với trục đườngtrong khu đô thị, một mặt đứng khác hường về phía Bắc

Hệ thống đường nội bộ được bố trí bao quanh chung cư, việc bố trí hệ thống giaothông như vậy thuận tiên cho việc đi lại và phòng cháy chữa cháy tốt

Tóm lại, với việc tổ chức tổng mặt bằng khu đất như vậy đã tạo ra được một sựliên hệ tốt giữa các hạng mục trong khu đất xây dựng và công trình

Giải pháp bố trí phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, chiếu sáng cho côngtrình, thuận tiện cho việc sinh sống bên trong, tạo sự dễ dàng cho công tác quản lý vàbảo vệ công trình Mặt khác, chung cư với dáng dấp hình khối của nó cùng với cáccông trình lân cận sẽ góp phần tạo không gian kiến trúc cho khu đô thị

Chung cư Tecco Miền Trung là một công trình được thiết kế với cấp công trình

II, có chất lượng sử dụng bậc II, đáp ứng yêu cầu cao về trang thiết bị hiện đại, có độbền vững bậc II, niên hạn sử dụng trên 100 năm và bậc chịu lửa II Công trình mangtính hiện đại, thõa mãn những yêu cầu cao về thẩm mỹ

Về mặt tổng thể, công trình được bố trí theo dạng , mặt chính công trình quay vềmặt đường Công năng và diện tích các phòng như sau :

Bảng 1.1: Công năng và diện tích các phòng

Tổng Diệntích sử dụng(m2)

Trang 12

Trang 13

Hình 1.4: Mặt bằng kiến trúc tầng kỹ thuật

Hình 1.5: Mặt bằng kiến trúc tầng kỹ mái

Trang 14

Hình thức kiến trúc của công trình mạch lạc, rõ ràng Công trình bố cục chặt chẽ

và quy mô phù hợp chức năng sử dụng góp phần tham gia vào kiến trúc chung củatoàn thể khu đô thị Tầng 1-14 có diện tích bằng nhau tạo không gian sử dụng đồngnhất theo phương đứng

Hình 1.6: Mặt đứng kiến trúc công trình

Căn cứ vào tình hình địa chất công trình, thủy văn khu vực xây dựng, hình dángkiến trúc công trình, khả năng thi công tại địa phương Ta sử dụng hệ kết cấu khung bêtông cốt thép chịu lực kết hợp với các lõi cứng thang máy Dầm sàn mái đổ bê tông toànkhối, tường bao che xây gạch Móng công trình là móng cọc bê tông cốt thép

Chiều cao các tầng :

+Tầng 1 : 4,8 (m)

+Tầng 2 – 14 : 3,3 (m)

Trang 15

+Tầng mái : 4,4 (m)

Chiều cao toàn bộ công trình :+52,1 (m)

Hình 1.7: Mặt cắt kiến trúc công trình

a Thông gió, chiếu sáng

Bao gồm thông gió, chiếu sáng tự nhiên và thông gió chiếu sáng nhân tạo

 Thông gió và chiếu sáng tự nhiên:

Trên mặt bằng các phòng được bố trí ở mép xung quanh chu vi công trình có cửa

sổ rộng hướng ra bên ngoài Cửa sổ bằng kính màu xanh tạo cảm giác mát mẻ và sángsủa

 Thông gió và chiếu sáng nhân tạo:

+ Chiếu sáng nhân tạo ở đây là dùng hệ thống đèn điện nhằm đảm bảo tiện nghi ánhsáng về ban đêm

+ Cách bố trí các phòng đáp ứng được yêu cầu về thông thoáng không khí Các cửa

sổ, cửa đi thoáng rộng để đảm bảo điều kiện tiện nghi vi khí hậu một cách tốt nhất.Yêu cầu về thông thoáng đủ lượng ánh sáng tự nhiên là điều kiện khí hậu giúp chocon người nghỉ ngơi Công trình đã đáp ứng được các điều kiện tiện nghi vi khí hậu

 Công trình được thông gió tự nhiên bằng các hệ thống cửa sổ, khu cầu thang

và sảnh giữa, đảm bảo các nguyên tắc kiến trúc cơ bản

b Cấp điện và chống sét.

Hệ thống điện của Chung cư được dẫn từ nguồn điện đô thị có biến áp riêng Có

hệ thống đóng ngắt điện tự động cho các tầng để đảm bảo tuyệt đối cho công trình.Toàn bộ hệ thống dây dẫn, đặt ngầm đúng yêu xầu kỹ thuật, mỹ thuật và phải có tiếpđất Việc lắp đặt các thiết bị điện và đường dây dẫn áp dụng đúng tiêu chuẩn hiệnhành Thiết kế hệ thống chiếu sáng độc lập với hệ thống điện máy và thiết bị điện

Trang 16

Hệ thống thu lôi chống sét được thiết lập cấp 1, trên mái bố trí kim thu sét thép

18, dài 1m, chôn sâu 0,3m, chiều cao sử dụng 1m, được tráng kẽm và dây dẫn sắttrên mái dùng thép 10, tráng kẽm, chân đỡ dây thép có đường kính 8 dài 0,2 mđược tráng kẽm Các dây dẫn xuống đất đặt trong trụ thép ống 100 dài 12m, chônbằng phương pháp khoan sâu đặt ở độ sâu từ 1 13 m, bên trong láng sơn chống rỉ.Phần tiếp đất dùng tia và cọc thép ống 5060 dài 12m

c Cấp thoát nước.

Nguồn nước dự trữ lấy từ hệ thống cấp nước đô thị được đưa vào các bể chứanước ngầm Phân cho các tầng sử dụng Chung cư được thiết kế có đầy đủ các hệthống cấp nước cung cấp nước đủ suốt ngày đêm cho các khu vệ sinh, sinh hoạt, phục

vụ, phòng cháy, chữa cháy

Việc thoát nước mưa thực hiện bằng các hệ thống ống nhôm tráng kẽm :

100120, đặt trong hộp đường ống kỹ thuật nối từ mái xuống đất và có đường dẫn

ra hệ thống thoát nước đô thị

Nước thải sinh hoạt theo đường ống thoát nước ở khu vự vệ sinh đi vào các bể bốtrí tại tầng hầm được xử lý kỹ trước khi đưa ra hệ thống thoát nước đô thị

Các máy phát điện dự phòng, máy bơm nước được đặt tại phòng kỹ thuật ở 1

d Hệ thống điều hòa nhiệt độ

Bố trí các máy điều hòa nhiệt độ cho các căn hộ chung cư đế tạo ra điều kiện vikhí hậu tốt cho sinh sống và làm việc Có một hệ thống điều hòa trung tâm đặt ở tầng

kỹ thuật Tiến hành xử lý cách âm, cách nhiệt, chống truyền chấn động từ phòng kỹthuật đến các phòng và các phòng công cộng khác

e Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Bên trong Chung cư có đặt các thiết bị báo cháy tự động để phát hiện kịp thờinguyên nhân khởi đầu có thể đưa đến hỏa hoạn

Các cửa đi, lối đi hành lang, cầu thang được kết hợp làm lối thoát khi có cháy xảy

ra Các cửa đi ở các phòng vệ sinh có bề rộng 0,8m, hành lang rộng 2m, chiều rộngthang 1,5m đảm bảo các yêu cầu đi lại và thoát hiểm Ngoài ra còn có them một cầuthang thoát hiểm bố trí cuối hang lang với chiều rộng thang 900mm

Khoảng cách xa nhất từ các phòng có người ở đến các lối thoát nạn xa nhất là 22mtại những điểm xa nhất từ các phòng giữa đến lối thoát hiểm, thoả mãn yêu cầu thoátngười

Thiết kế buồng thang đảm bảo không tụ khói khi cháy Để thoát người từ hànhlang giữa chung cư có hệ thống thông gió và van mở ở tường, được mở tự động khi cócháy

Trong Chung cư ngoài hệ thống cấp nước chữa cháy, có trang bị các bình chữacháy cầm tay bằng hóa chất được bố trí ở các tầng, cao hơn mặt sàn khoảng 1,5 m đặtchìm trong tường có kính bên ngoài, dễ thấy, đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ và thuận tiệnkhi sử dụng

Trang 17

Hệ số mặt bằng k1 là tỉ số diện tích làm việc trên diện tích sử dụng :

k1 = (diện tích các phòng làm việc)/ (diện tích có ích)

Trang 18

Đồ án tốt nghiệp đại học Phần Kết Cấu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH NGHÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

PHẦN II

KẾT CẤU (45%)

GVHD: ĐOÀN XUÂN QUÝ SVTH: ĐẶNG NGỌC TUẤN LỚP: 54C-XD2

MSSV: 1251010515

Nhiệm vụ :

1 THIẾT KẾ CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2

2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 3)

3 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ KHUNG TRỤC 4

4 THIẾT KẾ LÕI THANG MÁY

Trang 19

CHƯƠNG 1: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

Trong thiết kế nhà cao tầng thì việc lựa chọn giải pháp kết cấu là rất quan trọng vì việc lựa chọn giải pháp kết cấu khác nhau có liên quan tới các vấn đề khác như bố trí mặtbằng và giá thành của công trình

Tải trọng đứng được truyền xuống đất qua hệ thống các cấu kiện thẳng đứng hoăc các cấu kiện nằm nghiêng được liên kết lại Các cấu kiện thẳng đứng này có thể là khung tạo bởi cột và dầm hoặc là những tường cứng có dạng đặc hoặc dạng mạng lưới

Một nhân tố chủ yếu của nhà cao tầng là tải trọng ngang vì tải trọng ngang gây ra nội lực và chuyển vị lớn Theo sự tăng lên của chiều cao thì chuyển vị ngang cũng tăng lên rất nhanh gây ra một số hậu quả bất lợi như: làm tăng nội lực của các cấu kiện dẫn đến chất lượng công trình giảm Mặt khác chuyển vị quá lớn sẽ gây khó chịu cho người sống

và sinh hoạt trong đó

Các kết cấu chịu lực của ngôi nhà phải chịu được tất cả các tải trong ngang như gió, động đất…Vì vậy phải bố trí hệ thống giằng ngang đặc biệt theo phương dọc và phương ngang của ngôi nhà Hệ thống sàn dưới dạng dầm cao sẽ truyền tải trọng ngang cho các kết cấu thẳng đứng và các lực này sẽ truyển xuống móng.Việc lựa chọn đúng đắn cấu kiện sàn có ý nghĩa rất quan trọng vì nó quyết định sơ đồ truyền tải trọng ngang, tải trọngthẳng đứng và chúng ảnh hưởng tới việc chọn hệ kết cấu cho công trình

Việc giảm trọng lượng bản thân có ý nghĩa rất quan trọng vì nó sẽ làm giảm áp lực xuống đất nền đồng thời làm giảm ảnh hưởng các tải trọng ngang ngang như gió ,động đất Nên kết cấu nhỏ gọn hơn, tiết kiệm vật liệu, tăng hiệu quả kiến trúc…

Trang 20

các tấm tường được thiết kế chịu cả tải trọng ngang và tải trọng đứng Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường qua bản sàn Các tường cứng làm việc như các dầm consol có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp này thích hợp với công trình có chiều cao không lớn và yêu cầu các khoảng không gian bên trong không quá lớn

+ Hệ khung chịu lực

Hệ này tạo được tạo bởi các thanh đứng vào thanh ngang là các dầm liên kết với nhau tại các chỗ giao nhau gọi là nút Các khung phẳng liên kết với nhau bằng các thanh ngangtạo thành khung không gian Hệ kết cấu này khắc phục được nhược điểm của hệ kết cấu tường chịu lực Nhưng nhược điểm của phương án này là tiết diện cấu kiện lớn (do phải chịu phần lớn tải trọng ngang), độ cứng ngang bé nên chuyển vị ngang lớn và chưa tận dụng được khả năng chịu tải trọng ngang của lõi cứng

+ Hệ lõi chịu lực

Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác dụng nhận toàn bộ tải trọng lên công trình truyền xuống đất Hệ lõi chịu lực được tải trọng ngang khá tốt và tận dụng vách tường bê tông cốt thép làm vách cầu thang Tuy nhiên để hệ kêt cấu tận dụng được hết tính năng thì sàn phải dày và chất lượng khi thi công giữa chỗ giao của sàn và vách phải đảm bảo

+ Hệ hộp chịu lực

Hệ này truyền lực trên nguyên tắc các bản sàn được gối vào kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngoài mà không cần các gối trung gian bên trong Hệ này chịu tảitrong rất lớn thích hợp cho xây cao toàn nhà siêu cao tầng (thường trên 80 tầng)

b Lựa chọn giải pháp kết cấu công trình.

Qua sự phân tích sơ bộ như trên ta thấy mỗi hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng đều có

ưu, nhược điểm riêng Đối với chung cư cao tầng yêu cầu chịu tải trọng ngang và sự thông thoáng nên sử dụng tường chịu lực là không hợp lý.Với hệ kết cấu khung có chuyển vị ngang lớn và kích thước tiết diện lớn không phù hợp với công trình Dùng giải pháp hệ lõi kết cấu thì công trình cần phải thiết kế với độ dày sàn lớn, lõi phải được phân bố hợp lý trên mặt bằng Vậy để thỏa mãn các yêu cầu của kiến trúc và kết cấu đặt ra cho một nhà cao tầng ta chọn biện pháp sử dụng hệ hỗn hợp là hệ được tạo thành sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản Dựa trên phân tích thực tế thì có hai hệ hỗn hợp có tính khả thi cao là:

+ Sơ đồ giằng:

Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng vớidiện tích truyền tải đến nó cón tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kếtcấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khungđều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột có độ cứng chống uốn vô cùng bé

+ Sơ đồ khung giằng:

Sơ đồ này coi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng với xà ngang

Trang 21

và các kết cấu chịu lực cơ bản khác Trường hợp này có khung liên kết cứng tạicác nút (gọi là khung cứng)

+ Lựa chọn kết cấu chịu lực chính:

Qua việc phân tích trên ta nhận thấy sơ đồ khung giằng là hợp lý Ở đây

việc sử dụng kết cấu lõi (lõi cầu thang) chịu tải trọng đứng và ngang với

khung sẽ làm tăng hiệu quả chịu lực của toàn hệ kết cấu lên rất nhiều đồng

thời nâng cao hiêu quả sử dụng khung không gian Đặc biệt có sự hỗ trợ của

lõi làm giảm tải trọng ngang tác dụng vào từng khung Sự làm việc đồng thời

của khung và lõi là ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này Do vậy ta lựa chọn hệ

khung giằng là hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình này

a Chọn giải pháp kết cấu dầm, sàn

*) Sàn nấm

Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm, nên cùng chiều cao nhà sẽ có

số tầng lớn hơn, đồng thời cũng thuận tiện cho thi công Tuy nhiên để cấp nước

và cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên ưu điểm này không có giá trị cao

Nhược điểm của sàn nấm là khối lượng bê tông lớn dẫn đến giá thành cao

và kết cấu móng nặng nề, tốn kém Ngoài ra dưới tác dụng của gió động và độngđất thì khối lượng tham gia dao động lớn, lực quán tính lớn  Nội lực lớn làm

cho cấu tạo các cấu kiện nặng nề kém hiệu quả về mặt giá thành cũng như thẩm

*) Sàn ô cờ

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao 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 tạokhoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m Các dầm chính có thể làm ở dạng

dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng trong phòng

- 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 thẩm mỹ

cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt,thuận tiện cho bố trí mặt bằng

Trang 22

- Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn

quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được

những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp

sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện

nhưng chi phí cũng sẽ tăng cao vì kích thước dầm rất lớn

*) Với sàn ứng lực trước

Hệ thống sàn bê tông ƯLT là phù hợp lý tưởng cho kết cấu nhà nhiều tầng

Ưu điểm của hệ thống sàn bê tông ƯLT là tiết kiệm chi phí do giảm độ dày sàn,

đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ, cho phép sử dụng nhịp lớn hơn và giảm thời gian xây

dựng do tháo dỡ ván khuôn sớm Ngoài ra, sử dụng hệ thống sàn bê tông ƯLT

cũng hạn chế độ võng và nứt tại tải trọng làm việc

*) Lựa chọn giải pháp dầm sàn

Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng điển hình là 3,3m, công trình

với công năng chính là nơi ở, đồng thời để đảm bảo tính linh hoạt khi bố trí cách vách giữa các phòng và thi công dễ dàng phù hợp với các nhà thầu thi công ta chọn phương án:sàn sườn toàn khối

b Kết luận

Phương án chịu lực theo phương đứng là hệ kết cấu chịu lực khung vách hỗn hợp đồng thời kết hợp với lõi cứng

Phương án chịu lực theo phương ngang là phương án hệ sàn sườn có dầm

Nhà cao tầng thưởng sử dụng vật liệu là kim loại hoặc bê tông cốt thép Công trình làm bằng kim loại có ưu điểm là độ bền, công trình nhẹ đặc biệt là có tính dẻo cao do đó công trình chịu tải trọng ngang rất tốt Tuy nhiên thi công nhà cao tầng bằng kim loại rất phức tạp, giá thành cao và yêu cầu về bảo dưỡng công trình khi đưa vào sử dụng và khai thác rất khó khăn ở nước ta

Công trình 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: độ bền lâu, độ cứng lớn, chống cháytốt, dễ cơ giới hóa xây dựng, kinh tế hơn và đặc biệt là phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của nước ta

Vật liệu xây dựng có cường độ cao, trọng lượng khá nhỏ, khả năng chống cháy tốt.Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

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

Trang 23

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

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

Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong kết cấu nhà cao tầng

a Bê tông

Công trình được sử dụng bê tông Bê tông B25 cho cột, lõi,vách với các chỉ tiêu như sau :

+ Khối lượng riêng :   25( / ) kN m3

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén : Rb  14,5 Mpa  145( daN cm / 2)

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rbt  1,05 Mpa  10,5( daN cm / 2)

+ Cường độ chịu lực của cốt thép dọc : Rs  R,s  225 Mpa  2250( daN cm / 2)

+ Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép TCVN 5574-2012

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

+ Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 45:1978

+ Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 10304:2014

+ Tiêu chuẩn thiết kế và thi công nhà cao tầng TCXD 198:1997

Trang 24

+ Tiêu chuẩn tính toán gió động TCXD 229-1999

- Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình Khuynh hướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẻ được thay thế bằng khuynh hướng tổng quát hoá Đồng thời khối lượng tính toán số học khôngcòn là một trở ngại nữa Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn

- Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kếtngàmvới các phần tử cột, vách cứng ở cao trình sàn Không kể biến dạng cong (ngoàimặtphẳng sàn) lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong)

- Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên

- Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau

- Các cột và vách cứng đều được ngàm ở chân cột, vách cứng ngay trên mặt đàimóng

- Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào côngtrìnhdưới dạng lực phân bố trên các sàn (vị trí tâm cứng của từng tầng) vì có sàn nêncáclực này truyền sang sàn và từ đó truyền sang vách

- Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể

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

- Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu làdựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh Khi giải quyết theo

mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn Đó chính là giới hạn của mô hìnhnày

- Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu lựccủa nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực vàchuyển vị Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyếtđược tất cả các bài toán Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết cácbài toán kết cấu như ETABS, SAP, SAFE

- Mô hình rời rạc - liên tục (Phương pháp siêu khối): Từng hệ chịu lực được xem làrời rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượtxem là phân bố liên tục theo chiều cao Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển hệ

Trang 25

phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân Từ

đó giải các ma trận và tìm nội lực

- Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH)

Trong các phương pháp kể trên, phương pháp phần tử hữu hạn hiện được sử dụng phổ biến hơn cả do những ưu điểm của nó cũng như sự hỗ trợ đắc lực của một số phần mềm tính toán dựa trên cơ sở phương pháp tính toán này

Theo phương pháp phần tử hữu hạn, vật thể thực liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn, chúng được nối với nhau bằng một số điểm quy định được gọi là nút Các vật thể này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục trong phạm vi của mỗi phần

tử, nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn các quan hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi) Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và

mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của phần tử Các ma trận này được dùng để ghép các phần tử lại thành một mô hình rời rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của cả kết cấu Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được quy đổi về các thành các ứng lực tại các nút và được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương Các ẩn số cần tìm

là các chuyển vị nút (hoặc nội lực) tại các điểm nút được xác định trong ma trận chuyển

vị nút (hoặc ma trận nội lực nút) Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vị nút được liên hệ với nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tínhhay phi tuyến tùy theo ứng xử thật của kết cấu Sau khi giải hệ phương trình tìm được các

ẩn số, người ta có thể tiếp tục xác định được các trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học

- Sau đây là thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH:

+ Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù hợp với hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán.+ Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút, ma trận chuyển vị nút…) theo trục tọa độ riêng của phần tử

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

+ Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến củanó

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

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

+ Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu

Trang 26

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

Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực.Các bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1) Trongtrường hợp đặc biệt do yêu cầu sử dụng thì mới tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai(TTGH 2)

Khác với nhà thấp tầng, trong thiết kế nhà cao tầng thì tính chất ổn định tổng thểcông trình đóng vai trò hết sức quan trọng và cần phải được tính toán kiểm tra

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)

+ Tải trọng gió (gió tĩnh và nếu có cả gió động)

Trang 27

+ Ngoài ra khi có yêu cầu kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải được tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau:

+ Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

+ Do ảnh hưởng của từ biến

+ Do sinh ra trong quá trình thi công

+ Do áp lực của nước ngầm và đất

Khả năng chịu lực của kết cấu cần được kiểm tra theo từng tổ hợp tải trọng, được quy định theo các tiêu chuẩn hiện hành

Trang 28

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

2.1 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU

+ Mặt bằng kết cấu của tầng 1

+ Mặt bằng kết cấu của các tầng 2-14

+ Mặt bằng kết cấu của tum mái và mái

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn

- Đặt hblà chiều dày bản Chọn hbtheo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện

cho thi công Ngoài ra cũng cần h > hb min

theo điều kiện sử dụng

- Tiêu chuẩn TCXDVN 5574 – 2012 quy định :

+ h =40mmmin đối với sàn mái.

+ h =50mmmin đối với sàn nhà ở và công trình công cộng.

+ h =60mmmin đối với sàn của nhà sản xuất.

+ h =70mmmin đối với bản làm từ bê tông nhẹ.

- Để thuận tiện cho thi công thì hbnên chọn là bội số của 10 mm.

- Quan niệm tính : Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang Sàn không bị rung động, không bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểmtrên sàn là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang

- Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Có thể chọn chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức :

h = l m

D

Với D = (0.8 1.4)

Trang 29

- Với bản chịu uốn 1 phương có liên kết 2 cạnh song song lấy m = 30÷35

- Với ô bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn 2 phương m = 40÷45 và lt là nhịp theo

- Để tạo sự đồng bộ cho kết cấu và dễ thi công ta chọn Chọn hb 120( mm )

(Thõa mãn chiều dày bản sàn với nhà dân dụng)

Hình 2.1: Phân loại ô sàn tầng điển hì

2.2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Bảng 2.1: Công thức chọn sơ bộ tiết diện

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦMLoại dầm Nhịp L

(m)

Chiều cao h Chiều rộng

bMột nhịp Nhiều nhịp

ký hiÖu « sµn tÇng ®iÓn h×nh

s1 s2 s1 s1 s2 s1

s1 s3 sw2 s3 s1 s9 s10 s10 s9 s9 s10 s10 s9

sw1 s6 s6 sw1 sw1 s6 s6 sw1

s4 s4 s5 s5 s4 s4 s4 s4 s5

s11 s12 sbc1 sbc1

sbc2 sbc2 sbc2 sbc2 sbc2 sbc2

s1 s2 s1 s1 s2 s1

s1 s3 sw2 s1 s3

s9 s10 s10

s7 s8 s7 s8

sw1 s6 sw1 s6

s4 s4 s5 s4 s4 s5 s4

s4 s5

s11

sbc1 sbc1

Trang 30

Trang 31

 Chọn h = 450 mm và b = 220mm

2.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

- Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cũng có thể gặp cột có tiết diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên

- Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kếtcấu và thi công

- Về kiến trúc, đó là yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian Với cácyêu cầu này người thiết kế kiến trúc định ra hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận được, thảo luận với người thiết kế kết cấu để sơ bộ chọn lựa

- Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định

- Về thi công, đó là việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và lắpdựng ván khuôn, việc đặt cốt thép và đổ bê tông Theo yêu cầu kích thước tiết diệnnên chọn là bội số của 2, 5 hoặc 10 cm

- Việc chọn kích thước sơ bộ kích thước tiết diện cột theo độ bền theo kinh nghiệm thiết kế hoặc bằng công thức gần đúng

- Tiết diện cột A0được xác định theo công thức :

0 t

b

k N A

R



- Trong đó :

+ Rb - Cường độ tính toán về nén của bê tông

+ kt - Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ

mảnh của cột Xét sự ảnh hưởng này theo sự phân tích và kinh nghiệm của người thiết kế, khi ảnh hưởng của mômen là lớn, độ mảnh cột lớn thì lấy kt

lớn, vào khoảng 1, 3 1,5 Khi ảnh hưởng của mômen là bé thì lấy k   t 1,1 1,2

+ N - Tổng lực dọc tác dụng lên cột

+ Với cột góc C1:

- Diện truyền tải: S1 = 3,5.4 = 14 ( m2 )

Trang 32

Hình 2.2: Diện chịu tải cột C1

- Lực dọc phân bố đều do tĩnh tải của sàn phòng ở gây ra: N1

Bảng 2.2: Các lớp cấu tạo sàn tâng điển hình

s

+ N1 = (436,1 + 300).14 = 10305(daN)

- Lực phân bố đều do tĩnh tải của sàn mái gây ra:

Bảng 2.3: Các lớp cấu tạo sàn tâng mái

Trang 33

Tĩnh tải tính toán: g1tt  4,894( kN m / 2) 489, 4(  daN m / 2)

Hoạt tải tính toán: ps  97,5(daN/ m2)

+ N2 = (489,4 + 97,5).14 = 8217(daN)

- Lực phân bố đều do tĩnh tải của tường 220mm gây ra: N3

Bảng 2.4 Tải trọng tường dày 220 mm

Các lớp

tường

Chiều dày T.L riêng TT tiêu chuẩn Hệ số

vượt tảin

TT tínhtoán

Chiều cao tường: h = 2,6m

Tải trọng tường / 1m dài , lấy 75 % che phủ 10,52+ Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N3 = 13,15.100.7 = 9205 (daN)

Bảng 2.5 Tải trọng tường dày 110 mmCác lớp

tường

Chiều dày T.L riêng TT tiêu chuẩn Hệ số

vượt tảin

TT tínhtoán

Chiều cao tường: h = 2,85m

Tải trọng tường / 1m dài , lấy 75 % che phủ 7,02+ Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N4 = 7,02.100.3.5 = 3069 (daN)

- Lực phân bố đều do tĩnh tải của dầm chính (300x600) và dầm phụ (220x450) là:N5

Trang 34

Đồ án tốt nghiệp đại học Phần Kết Cấu+ N5 = 0,3.0,6.7,5.2500 + 0,22.0,45.3.5.2500 = 4804(daN)

 Tổng lực tác dụng: Nhà có 13 tầng và 1 tầng mái

N = 13(10305+3069+9205+4804) +8217= 364204 (daN)

- Chọn sơ bộ tiết diện cột gócC1:

2 0

1,5.364204

3768( )145

t b

Hình 2.3: Tiết diện C1

+ Cột biên trục B, C: C2

- Diện truyền tải: S2 = 6.4 = 24 ( m2 )

Hình 2.4: Diện chịu tải cột C 2

Trang 35

+ Tĩnh tải tính toán: g1tt  4,819( kN m / 2) 481,9(  daN m / 2)

+ Hoạt tải tính toán lấy trung bình:

2

240 360

300(daN/ )2

s

 N1 = (481,9 + 300).24 = 18766(daN)

+ Hoạt tải tính toán: ps  97,5(daN/ m2)

 N2 = (489,4 + 97,5).24 = 14086(daN)

Tải trọng tường gtt = 13,15 kN/m

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N3 = 13,15.100.6 = 7890 (daN)

Tải trọng tường có lỗ cửa gtt = 7,02 kN/m

Tải trọng tường không có lỗ gtt = 8,77 kN/m

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N4 = (8,77.3,75 + 7,02.2,5).100 = 5044(daN)

- Lực phân bố đều do tĩnh tải của dầm chính (300x600) và dầm phụ (220x450) là:N5

Trang 36

1,3.526611

47214,34( )145

t b

- Diện truyền tải: S3 = 3,5.8 = 28 ( m2 )

2

240 360

300(daN/ )2

s

 N1 = (436,1 + 300).28 = 20611(daN)

+ Tĩnh tải tính toán: g1tt  4,894( kN m / 2) 489, 4(  daN m / 2)

Trang 37

 N2 = (489,4 + 97,5).28 = 16433(daN)

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N3 = 13,15.100.3,5 = 15123 (daN)

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung:

1,3.760531

6819( )145

t b

- Chọn sơ bộ tiết diện cột giữaC4:

+ Diện truyền tải: S4 = 6.8 = 48 ( m2 )

Trang 38

2

240 360

300(daN/ )2

s

 N1 = (436,1 + 300).48 = 35333(daN)

 N2 = (489,4 + 97,5).48 = 28171(daN)

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung: N3 = 13,15.100.6,0 = 7890 (daN)

 Quy đổi lực phân bố về lực tập trung:

1,1.864456

6558( )145

t b

2.1.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diên vách

a Vách tại thang máy

- Kích thước vách được chọn và bố trí chịu được tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất…

Trang 39

- Yêu cầu về chiều dày vách δ >15cm và

- Chọn chiều dày vách δ = 35 cm để tham gia chịu lực ngang

b Vách tại vị trí cầu thang bộ

Hình 2.9: Kích thước tiết diện vách tại vị trí cầu thang bộ

Trang 40

Hình 2.10: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

Định dạng
Số trang	301
Dung lượng	8,73 MB