NGHIÊN cứu PHÂN TÍCH các GIẢI PHÁP THIẾT kế KIẾN TRÚC CHO CÔNG TRÌNH

1.1.2.Tải trọng ngang 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

PHẦN I:KIẾN TRÚC (10%)

GVHD: ThS.ĐOÀN XUÂN QUÝ SVTH: NGUYỄN VIẾT KHUÊ LỚP :53C-XD

MSSV:1151011793

Nhiệm vụ :

1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

2 NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CHO CÔNG TRÌNH

3 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁCBản vẽ A1 :

- KT01:MẶT ĐỨNG TRỤC A-D VÀ TRỤC 1-7: KT01

- KT02:MẶT BẰNG KIẾN TRÚC TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2-10)

- KT03:MẶT BẰNG KIẾN TRÚC TẦNG MÁI

- KT04:MẶT CẮT A-A,MẶT CẮT B-B

1.1.Giới thiệu về công trình

-Tên công trình : Chung cư HADICO Hoàng Văn Thái – Thanh Xuân – Hà Nội

-Địa điểm xây dựng : Ngõ 183 Đường Hoàng Văn Thái – quận Thanh Xuân – Hà Nội-Quy mô công trình :Công trình 10 tầng nổi và 1 tầng hầm, được xây dựng trên khu đất khoảng 3000m2 , diện tích xây dựng khoảng 1087 m2 ,diện tích sàn xây dựng 10420 m2

kết cấu bằng bê tông cốt thép

Công trình được đầu tư xây dựng mới nằm trong khu dân cư Đây là công trìnhchung cư cao tầng của thành phố

1.2.Đặc điểm ,vị trí xây dựng và điều kiện tự nhiên

3.2.1 1.2.1.Đặc điểm xây dựng

- Khu đất xây dựng ở phía Tây trung tâm thành phố Hà Nội, nằm trong khu đất trống thuộc phường Yên Hòa,quận Cầu Giấy,Hà Nội

phê duyệt cho phép để xây dựng công trình

- Vị trí xây dựng gần với đường Trường Chinh, Ngã Tư Sở giao thông đi lạithuận tiên

- 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

3.2.2 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

- 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

3.2.3 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

CHƯƠNG 2:CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Căn cứ theo bản vẽ quy hoạch đã được duyệt, công trình dự kiến xây dựng sẽ là mộtkhối nhà cao 10 tầng, bám các trục đường nội bộ trong khu đô thị Phần diện tích đấttrong khuôn viên nhà sẽ tổ chức sân vườn, bãi đỗ xe, đường nội bộ quanh khu nhà để xecứu hoả có thể tiếp cận trực tiếp đến chân công trình khi có sự cố, phần diện tích sát mặtđường chủ yếu giành để tổ chức đường vào, thảm cỏ tạo cảnh quan và tầm nhìn cho côngtrình

Mục đích của dự án là xây dựng nhà cao tầng phục vụ tái định cư cho các đối tượng didân, giải phóng mặt bằng nên tại công trình này dành tầng 1 để phục vụ cho chính khốicao tầng bao gồm: trông xe đạp, xe máy, các phòng kỹ thuật của công trình, không giandịch vụ công cộng, …

Các chỉ tiêu kỹ thuật nhà

Diện tích xây dựngTổng diện tích sànTầng cao trung bìnhTổng số căn hộ

1.087m2.10,620m2

công năng là dịch vụ công cộng nhằm tôn lên sự tương phản về vật liệu cũng như mảngđặc và khoảng rỗng của những mảng tường, mảng kính lớn Sự tương phản đó kết hợpvới các khung bê tông phô trương kết cấu, các băng cửa sổ tường mặt ngoài và các dãylôgia có hoa sắt là các thanh theo chiều đứng tôn lên sự hài hòa của kiến trúc hiện đại,khang trang.

Do phần diện tích khu đất của công trình không lớn nên diện tích cây xanh đượcnghiên cứu trong khuôn viên trên mặt đất của công trình Đây là giải pháp đưa cây xanhvào công trình đồng thời cải thiện cảnh quan tầm nhìn từ trên cao xuống, tạo mối quan hệhài hoà giữa cây xanh trong khuôn viên, công trình và cây xanh trên các hạng mục côngtrình nội bộ khu đô thị và hệ thống cây xanh của toàn dự án

a Dây chuyền công năng:

Giao thông vào công trình được chia làm 3 luồng giao thông chính:

- Giao thông vào sảnh chính khối ở

- Giao thông vào khu vực để xe

- Giao thông cho khối dịch vụ công cộng

Hệ giao thông đứng của công trình gồm 2 cụm thang máy và thang bộ kết hợp với hố

* Tầng hầm: Bố trí hai lối lên xuống có độ dốc i = 12% cho xe đạp, xe máy ở hai đầu

tiếp giáp với đường nội bộ tạo sự thuận lợi cho việc gửi và lấy xe cho các căn hộ Tầng

phát điện dự phòng, máy bơm, có phòng nghỉ và trực cho người trông giữ xe

Gồm:

* Tầng 1: Phía đường nhánh rộng 17,5m được bố trí lối vào chính của các căn hộ tầng

2-10 rất tiện lợi, gần với sảnh chính và cụm giao thông của khối ở gồm thang máy vàthang bộ, thang thoát hiểm, đảm bảo sự độc lập giữa khối ở và khối dịch vụ Mặt bằngdành cho khu vực ở gồm lối vào sảnh chính, có lối vào bên cho người dùng xe lăn Sảnhchính được gắn với giao thông đứng gồm cụm thang máy, thang bộ, phòng thường trực

vệ sinh

Khối dịch vụ công cộng gồm hai sảnh ở hai đầu gần với đường nội bộ, rất thuận tiệncho người ở trong khuvà cho dân cư khu vực lân cận Khu dịch vụ có đầy đủ các phòngquản lý, kho hàng vệ sinh công cộng

thiên nhiên, nhiều hộ được quay ra hướng Nam và Đông Nam, giảm thiểu hướng Tây,chỉ có 2 hộ hoàn toàn quay ra hướng tây nhưng được bố trí lô gia chắn nắng làm giảmthiểu ánh nắng trực tiếp và bức xạ.

Lôgia 2

WC1

WC2

Diệntích ở

DTphụcvụ1

15,51012,712,713,212,720

11,312,312,312,318,2

14,21317,61618,516,814,7

910108,71013,510

47,35,45,45,45,45,4

3333,433,7

36,742,350,6447,75257,768

912,310,410,810,412,617,4

- Tầng tum cao 3,3m

c Quy mô các căn hộ

Tường bao che xây gạch đặc, tường ngăn xây gạch rỗng

Bê tông các cấu kiện chính dùng BT thương phẩm

Thép liên doanh

b Phần hoàn thiện:

Tường trần vữa xi măng mác 75#, lăn sơn

Nền không gian sảnh tầng 1 là tầng dịch vụ công cộng lát gạch granit nhân tạo,không gian để xe lát gạch ceramic Các tầng ở lát gạch ceramic liên doanh

Các khu vệ sinh lát gạch ceramic chống trơn, tường ốp gạch men ceramic liêndoanh

Cửa mặt ngoài nhà, tầng 1 và khu vệ sinh dùng cửa kính khuôn nhôm, trong nhà căn

hộ ở cửa gỗ nhóm 2 sơn 3 nước màu trắng, tay nắm ổ khóa, chốt, bản lề thép đúc

Các thiết bị vệ sinh liên doanh

Các vật tư nước bằng nhựa PVC

Công tắc điện, ổ cắm liên doanh

Tôn lợp mái chống nóng dầy 0,5mm màu xanh

CHƯƠNG 3 :`CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Thông gió và chiếu sáng là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc,nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con người khi làm việc và nghỉ ngơi

Do các mặt của tòa nhà đều tiếp giáp với hệ thông đường giao thông và đất lưu thông nênđiều kiện thông gió và chiếu sáng tự nhiên rất thuận lợi.Các tầng đều được lắp kính, dovậy các căn phòng đều được thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên tốt kết hợp với hệ thốngchiếu sáng nhân tạo từ các đèn trần và hệ thống điều hoà không khí được lắp đặt tại khutrần giả, đảm bảo điều kiện làm việc của con người trong toà nhà được thoải mái, tiệnnghi

Giao thông theo phương ngang trên mặt bằng được thực hiện bởi hệ thống hành langgiữa được nối với hệ thống giao thông theo phương đứng tại các điểm nút giao thông tạo

ra sự lưu thông thông suốt trong toàn bộ công trình

* Giao thông theo phương đứng :

- Thang bộ và thang máy tại khối giao thông giữa là bộ phận giao thông chính của côngtrình Giao thông theo phương đứng của công trình thang bộ được thiết kế theo cácnguyên tắc sau:

- Thang bộ: Số lượng, vị trí và hình thức cầu thang phải đáp ứng yêu cầu sử dụng thuậntiện và thoát người an toàn Chiều rộng thông thủy của cầu thang ngoài việc đáp ứng quyđịnh của quy phạm phòng cháy, còn phải dựa vào đặc trưng sử dụng của công trình

nghỉ không nhỏ hơn 1,2m Chiều cao thông thủy của phía trên và phía dưới chiếu nghỉcầu thang không nhỏ hơn 2m Chiều cao thông thủy của vế thang không nhỏ hơn 2,2m.Thang bộ được bố trí ở giữa nhà.Thang trục 4-5 gồm hai vế, hỗ trợ cùng thang máy trongviệc vận chuyển người và đồ đạc được thuận lợi cũng như là lối thoát hiểm trong trườnghợp khẩn cấp.

Công trình bao gồm 2 thang bộ, 1 thang máy thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ

bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi,hợp lý và bảo đảm thông thoáng Hệ thống thang máy được bố trí trên suốt chiều cao nhà

từ tầng trệt đến tầng mái, gồm 2 chiếc chính có trọng tải là 1200kG, từ thang máy dẫnđến các hành lang giữa, dẫn vào các phòng

* Giao thông theo phương ngang : Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thốnghành lang

=> Như vậy việc bố trí hệ thống 2 thang bộ ở giữa là hợp lý

3.3 Giải pháp cung cấp điện nước và hệ thống thông tin

o Hệ thống vệ sinh: Hệ thống vệ sinh được thiết kế bố trí ở đầu trục của toà

nhà và bố trí liên tục cho các tầng Các thiết bị vệ sinh và vật liệu dùng trong các khu vệsinh được thiết kế theo tiêu chuẩn quy định đối với cấp công trình

Vị trí xa nhất từ các phòng làm việc đến khu vệ sinh trong toà nhà là 40m, nhỏ hơn so vớiyêu cầu của tiêu chuẩn là 45m

o Hệ thống cấp nước: nước cấp được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố qua

đến các điểm tiêu thụ nước (có van điều khiển tự động) Nước từ bể sẽ được phân phốitheo các ống chính, ống nhánh đến các thiết bị dùng nước của công trình Nước cấp chomỗi tầng đều được lắp đồng hồ đo lưu lượng để tiện cho việc sử dụng, kiểm soát lượngnước tiêu thụ và thanh toán tiền dùng nước Nước nóng sẽ được cung cấp bởi các bìnhđun nước nóng được bố trí ở các phòng vệ sinh các tầng Đường ống cấp nước dùng ống

tường, trần giả Đường ống sau khi lắp đặt xong phải thử áp lực và khử trùng trước khi sửdụng, điều này đảm bảo yêu cầu lắp đặt và yêu cầu vệ sinh Nhìn chung, việc thiết kếđường ống cấp và thoát nước cho nhà làm việc dễ dàng hơn nhiều so với nhà chung cư.

o Hệ thống thoát nước: hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho 2

khu vệ sinh chính trong toà nhà Có hai hệ thống thoát nước thải là hệ thống thoát nướcthải và hệ thống thoát phân Toàn bộ nước thải sinh hoạt từ các xí tiểu vệ sinh được thuvào hệ thống ống dẫn qua xử lý cục bộ ở bể tự hoại đặt dưới tầng hầm sau đó được đưavào hệ thống cống thoát nước thành phố Dùng ống nhựa để chứa nước thải sinh hoạt,ống gang để chứa phân Nước mưa trên mái được thu vào ống dẫn bằng hệ thống thoátnước mái xuống hệ thống thoát nước bề mặt xung quanh công trình

o Hệ thống cấp điện: nguồn điện tiêu thụ của công trình là điện 3 pha 4 dây

380V/220V Nguồn cung cấp điện động lực (thang máy, bơm nước, cửa tự động), chiếusáng cho toàn bộ công trình lấy từ máy phát điện trung tâm đặt tại tầng hầm thứ nhất.Phân phối điện từ máy phát điện trung tâm đến các bảng phân phối điện các tầng, rồi thì

từ các tầng đến các phòng Dây dẫn được bọc trong ống nhựa, đi trong trần giả và chônngầm trong các tường Tại tủ điện tổng đặt các đồng hồ đo điện toàn nhà, cho thang máy,bơm nước và chiếu sáng Mỗi văn phòng đều có một đồng hồ đo điện năng đặt tại hộpcông tơ phòng kỹ thuật của từng tầng

Hệ thống điện nước sử dụng lấy từ mạng lưới của thành phố Tuy nhiên để đảm bảo antoàn cấp điện nước cho công trình, người ta bố trí thêm một máy phát điện công suất100KVA và một giếng khoan để lấy nước, đồng thời phục vụ cho quá trình thi công

o Hệ thống thông tin liên lạc: phòng kỹ thuật xử lý đầu vào đầu ra hệ thống

đường dây điện thoại, các đường truyền tín hiệu của công trình Các dây điện thoại, dâythông tin được thiết kế cùng với hệ thống đường điện của công trình, từ phòng xử lýtrung tâm sẽ dẫn đến các văn phòng

o Giải pháp phòng hoả: Công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn “Phòng

cháy chữa cháy cho nhà và công trình TCVN 2622-1978.”

Tiêu chuẩn TCVN6401-1988 quy định:

cho 100 người.

nạn

Các biện pháp phòng cháy chữa cháy thiết kế cho công trình:

có hai vế, không xoáy ốc, dễ dàng lên xuống

tiêu chuẩn

các hộp vòi chữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng, nhanhchóng Mỗi họp vòi chữa cháy được trang bị một cuộn vòi chữa cháy đường kính 50mm,dài 30m, vòi phun đường kính 13mm có van góc, ngoài ra còn bố trí thêm hai bình bột

cho xe cứu hoả để đảm bảo chữa cháy kịp thời, từ nhiều phía

ống chữa cháy bên trong với nguồn nước cấp bên ngoài

3.4 Giải pháp kỹ thuật môi trường

Rác tại mỗi tầng được thu vào các ống rác trong hộp kỹ thuật Tại các tầng, trước cửa hốrác đều được đặt vòi rửa hố rác đảm bảo vệ sinh Nước của hố rác được thu vào phễu thuInox D100 theo ống nhựa P200 thoát ra rãnh đậy đan B400 ngoài nhà

Việc xử lý rác thải và chất rắn theo phương án xử lý tập trung thông qua hợp đồng vớiCông ty Môi trường Đô thị của Thành phố Hà Nội

KẾT LUẬN

Hadico sẽ đảm bảo sự tiện nghi cũng như thoải mái cho người sử dụng.

PHẦN II:KẾT CẤU (50%)

GVHD: Th.S ĐOÀN XUÂN QUÝSVTH: NGUYỄN VIẾT KHUÊ LỚP: 53C-XD

MSSV: 1151011793

Nhiệm vụ :

1 THIẾT KẾ CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2

2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2)

3 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ KHUNG TRỤC 4-5 VÀ A-B

4 THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Bản vẽ A1 :

- KC-01:MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG ĐIỂN HÌNH

- KC-02-CHI TIẾT CỐT THÉP KHUNG TRỤC 2

- KC-03:KẾT CẤU THANG BỘ KHUNG TRỤC 4-5 VÀ A-B, BỂ NƯỚC

- KC-04:MẶT BẰNG BỐ TRÍ THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

CHƯƠNG 1: PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

1.1.ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG

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 mặt bằng và giá thành của công trình

3.2.4 1.1.1.Tải trọng đứng

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

3.2.5 1.1.2.Tải trọng ngang

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 rấtnhanh 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

3.2.6 1.1.3.Hạn chế chuyển vị ngang

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 trọng thẳng đứng và chúng ảnh hưởng tới việc chọn hệ kết cấu cho công trình

3.2.7 1.1.4.Giảm trọng lượng của bản thân

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…

1.2.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

3.2.8 1.2.1.Lựa chọn phương án kết cấu chung

a Các giải pháp kết cấu

Theo các dữ liệu về kiến trúc như hình dáng, chiều cao nhà, không gian sử dụng thì giải pháp kết cấu có thể là:

 Hệ tường chịu lực

được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế được để chịu tải trọng đứng Nhưng trong thực tế đối với nhà cao tầng tải trọng ngang bao giờ cũng chiếm ưu thế nên 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 ngang tạo 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 khung

 Sơ đồ khung giằng:

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

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 hiệu 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

3.2.9 1.2.2.Lựa chọn phương án kết cấu cột ,dầm, sàn

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 động

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

mỹ kiến trúc

*) Sàn sườn

Do độ cứng ngang của công trình lớn nên khối lượng bê tông khá nhỏ vì vậy

Cũng do độ cứng công trình khá lớn nên chuyển vị ngang sẽ giảm tạo tâm lýthoải mái cho người sử dụng Nhược điểm của sàn sườn là chiều cao tầng lớn thi công phức tạp hơn phương án sàn nấm, tuy nhiên đây cũng là phương án khá phổ biến do phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của các Công ty xây dựng

*) 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

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

- 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 3,6m, 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

Trên cơ sở phân tích các phương án kết cấu sàn, đăc điểm của công trình, em đề xuấtphương án sàn là dùng phương án SÀN SƯỜN BÊ TÔNG thường, dễ thực hiện, đảm bảokhả năng chụi lực cũng như yêu cầu không gian, phù hợp với khả năng của em Cácphương án còn lại do sinh viên còn chưa được nghiên cứu nhiều trong nhà trường nên sẽgặp nhiều khó khăn trong việc nghiên cứu thực hiện và trình bày

- Về hệ kết cấu chiu lực: sử dụng hệ kết cấu khung – vách chịu lực Trong đó, hệ thống

vách được bố trí đối xứng ở xung quanh nhà theo cả hai phương, chịu phần lớn tải trọngngang tác dụng vào công trình Hệ thống khung bao gồm các hàng cột biên, dầm bo bố tríchạy dọc quanh chu vi nhà và hệ thông dầm sàn, chịu tải trọng đứng là chủ yếu, tăng độ

ổn định cho hệ kết cấu

1.3.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẬT LIỆU

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

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, chông 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)

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 tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

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 dầm sàn, B30 cho cột, lõi,vách với các chỉ tiêu như sau :

- Với bê tông B30

+ Mô đun đàn hồi : E = 32,5 10 (kN/ m )b  7 2

- Với bê tông B25Khối lượng riêng : = 25(kN/ m )3

Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén :

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

2.1 Các tài liệu sử dụng trong tính toán

- Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

- TCVN 2737-1995 : Tải trọng và tác động

- TCVN 356-2005 : Kết cấu bê tong cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

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

- TCXDVN 356- 2005:Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu bê tông cốt thép

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

- TCXD 205-1998 : Móng cọc Tiêu chuẩn thiết kế

2.2 Tài liệu tham khảo

- Hướng dẫn sử dụng chương trình ETABS 2000

- Phương pháp phần tử hữu hạn Trần Bình, Hồ Anh Tuấn

- Giáo trình kết cấu bê tong cốt thép-Tập 1,2

( GS.TS Ngô Thế Phon ( chủ biên)-NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2000)

- Sàn sườn bê tong cốt thép toàn khối Nguyễn Đình Cống chủ biên- Nhà xuất bản khoahọc kỹ thuật Hà Nội 2000

2.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.3.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn

cho thi công Ngoài ra cũng cần h >hb mintheo 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

- 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 điểm trên sàn là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang

Kết luận : Ta lựa chọn chiều dày sàn cho toàn bộ sàn là h b 120mm12cm

2.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Chiều cao sơ bộ chọn theo công thức sau :

- Các dầm phụ ở thang máy, các lỗ kỹ thuật chọn kích thước dầm cho tất cả là

(b h ) (220 300)  mm

2.3.3 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 tiếtdiện 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

yêu 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 lắp dựng 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

- Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của

b

k N A

R



- Trong đó :

trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem

kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q  1 1, 4( /T m2)

tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q1,5 1,8( / T m2)

có thể lên đến 2( /T m hoặc hơn nữa.2)

+ - 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

2.3.4 Chọn sơ bộ kích thước tiết diên vách

- 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…

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

Ta có bảng thống kê kích thước các cấu kiện như sau :

Sàn hành lang S2 120

CHƯƠNG 3 :XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 3.1 CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cứ Tiêu chuẩn về tải

trọng và tác động TCVN 2737-1995:

- Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu

- Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn theo công năng sử dụng

- Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh

3.2 TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

3.2.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm sàn và tảitrọng do tường, vách kính đặt trên công trình Khi xác định tĩnh tải, ta xác định

trọng lượng đơn vị để từ đó làm cơ sở phân tải sàn về các dầm theo diện phân tải

và độ cứng Tải trọng bản thân các phân tử vách, cột và dầm sẽ được phần mềm

tự động cộng vào khi khai báo hệ số trọng lượng bản thân

Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Trọng lượng phân bố

đều các lớp sàn cho trong bảng sau: ( Chưa kể trọng lượng bản thân sàn BTCT ) Tĩnh tải của sàn BTCT :

d.Tải trọng của tường dày 220mm :

dàng trong tính toán ta nhân thêm hệ số giảm tải 0,7.

- Khi kể đến hệ số giảm tải ta có tải trọng tường tính được như sau :

+ Tường 220 : g tc 11,7 0,7 8,18(  kN m/ )

g tt 13,15 0,7 9, 22(  kN m/ )

+ Tường 110 : g tc 8,316 0,7 5,8(  kN m/ )

g tt 9,51 0,7 6,66(  kN m/ )

g.Tính tải tường 110 phân bố trên sàn.

Chọn ô sàn điển hình có nhiều tường nhất để tính (4,23x8,1m)

- Tổng chiều dài tường : l = 8,1 m

- Diện tích ô sàn : S 4,23 8,1 34, 26  m2

- Tải trọng phân bố trên sàn : g tt (9,51 8,1) / 34,26 2,25(  kN m/ 2)

+ Kể đến hệ số giảm tải : g tt 2, 25 0,7 1,575(  kN m/ 2)

3.2.2 Tải trọng gió

- Nội dung phần tính toán tải trọng gió bao gồm :

- Tính toán thành phần động và tĩnh của tải trọng gió tác động lên mỗi khối cao tầng

- Phần tĩnh luôn kể đến với mọi công trình nhà cao tầng

- Phần động được kể đến với nhà cao tầng cao trên 40 m

a Thành phần tĩnh của tải trọng gió

- Trong đó :

vực nội thành Hà Nội, thuộc vùng II-B, dạng địa hình B (tra bảng TCVN

+ k : Hệ số tính đến sự thay đổi gió theo độ cao (tra bảng 5 TCVN 1995)

- Kích thước của công trình :

+ Chiều cao công trình H 39,6( )m tính từ mặt đất.

Bảng tính gió tĩnh tác dụng lên phương trục ox, oy.

Sơ đồ tính là hệ khung không gian gồm hệ khung - sàn - vách cứng Trong đó trục khung theo phương đứng là trục cột Trục khung theo phương ngang được lấy trùng với cốt sàn tương ứng Khi xét tác dụng của tải trọng gió thì sàn được coi là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó nên sàn kết hợp với dầm có nhiệm vụ truyền tải trọng ngang vào khung.

Thực tế trục tường lệch so với trục cột Tải trọng từ tường truyền xuống dầm sau đó truyền xuống cột ngoài tải thành phần tải trọng tập trung đúng tâm còn gây ra mômen xoắn cho dầm và mômenuốn cho cột Tuy nhiên do độ cứng của nút khung rất lớn nên có thể bỏ qua tác dụng của mômen lệch tâm lên dầm và xem ảnh hưởng chỉ là cục bộ

Sơ đồ làm việc bao gồm:

+ Cột , dầm là phần tử thanh

+ Sàn vách là phần tử tấm

+ Liên kết chân cột với móng là liên kết ngàm

3.3.2 .Chất tải vào sơ đồ tính

Sơ đồ làm việc bao gồm các phần tử thanh (cột và dầm), các phần tử tấm (sàn ,váchcứng ,lõi)

+ Tĩnh tải (TT): là tải trọng bê tông của các cấu kiện khai báo kích thước, các thông

+ Cấu tạo sàn (CTS): tải trọng của các lớp cấu tạo

+ Tải trọng tường (TUONG):bao gồm tải trọng tường 220,tường 110 phân bố đề trên dầm và tải trọng tương 110 phân bố đều trên sàn

+ Hoạt tải sàn, mái khai báo dưới dạng lực phân bố đều trên shell.

+ Tải trọng ngang:

Gió tĩnh được khai báo phân bố trên chiều dài dầm biên Gió động được khai báo vào tâm cứng của mỗi tầng Theo phương ngang nhà chia làm 4 trường hợp tải:

GX: gió tĩnh theo phương X

GAX: gió tĩnh theo phương X,ngược hướng với X

GY: gió tĩnh theo phương Y

GAY: gió tĩnh theo phương Y,ngược hướng với Y

3.3.3 Kết quả tính và tổ hợp tải trọng.

khung trục 2 của các trường hợp tải trọng Tĩnh Tải, Hoạt Tải, Gió Việc tổ hợp nộilực, tổ hợp tải trọng được tiến hành theo các tiêu chuẩn thiết kế

- Tổ hợp nội lực là một phép cộng có lựa chọn nhằm tìm ra những giá trị nội lực bấtlợi nhất để tính toán cốt thép hoặc kiểm tra khả năng chịu lực.Việc tổ hợp nội lực(Hoặc tổ hợp tải trọng )được tiến hành theo các tiêu chuẩn thiết kế

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động qui định tổ hợp như sau:

+ Tổ hợp cơ bản 1: Gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do một trường hợp của hoạt tải có lựa chọn

+ Tổ hợp cơ bản 2: Gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do ít nhất hai hoạt tải (có lựa chọn trường hợp bất lợi nhất) trong đó nôi lực của hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp 0,9

+ Tổ hợp đặc biệt: Gồm nội lực do tĩnh tải, nội lực do hoạt tải và nội lực do tải trọng đặc biệt Trong đó nội lực do hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp 0,65 và nội lực dotải trọng đặc biệt có tính cả đến ảnh hưởng theo phương còn lại và được nhân với hệ số tổ

Trong mỗi tổ hợp, tuỳ theo trạng thái giới hạn được dùng để tính toán mà còn dùng

hệ số độ tin cậy (hệ số vượt tải) của tải trọng Tải trọng tính toán bằng hệ số tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải

Tổ hợp nội lực cho cột khung không gian, cột có tiết diện đối xứng

cần xét các trường hợp sau:

+ Mxmax ; Mytư; Ntư

+ Mymax ; Mxtư ; Ntư

+ Nmax ; Mxtư và Mytư

Biểu đồ nội lực khung trục 2 với các trường hợp tải trọng:THTT,HT,GX,GAX,GY,GAY

Biểu đồ M của khung trục 2 với trường hợp THTT

Biểu đồ M của khung trục 2 với trường hợp HT

Biểu đồ M của khung trục 2 với trường hợp GTY

Biểu đồ M của khung trục 2 với trường hợp GTAY

Biểu đồ N của khung trục 2 với trường hợp TTHT

Biểu đồ N của khung trục 2 với trường hợp HT

Biểu đồ N của khung trục 2 với trường hợp GTY

Biểu đồ N của khung trục 2 với trường hợp GTAY

Bảng tổ hợp nội lực dầm B105-khung trục 2

Phần

tử Mặt cắt Tên nội

lực Nội lực dotĩnh tải Nội lực dohoạt tải