Công trình “Chung cư An Định Hải Dương

Trường Đại Học Hàng Hải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa Công Trình ThủyCông trình được thiết kế hệ thống chuông báo cháy tự động, kết hợp với các họng nước cứu hoả được bố trí trên tất cả các tầng

Trang 1

Trường Đại Học Hàng Hải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa Công Trình Thủy

Chương 1

Tổng quan về kiến trúc

1.1 Ý nghĩa, vai trò của công trình

+ Nghỉ ngơi tái tạo sức lao động

+ Thoả mãn nhu cầu về tâm sinh lý

+ Giao tiếp xã hội

+ Giáo dục con cái

+ Kết tụ các thành viên trong gia đình

Đặc biệt với con người trong đô thị hiện đại, nơi mà các hoạt động xã hội, điều kiện khí hậu v.v rất nhạy cảm đến nhiều con người, thì những tính năng trên càng cần phải đáp ứng với yêu cầu cao để văn minh thủ đô dần tiến kịp với khu vực và châu lục

Từ điều kiện thực tế ở Việt Nam và cụ thể là ở TP.Hải Dương đang trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa, đồng thời nhằm giải quyết vấn đề thiếu nhà, xây dựng nhà chung cư (do các căn hộ hợp thành) sẽ tiết kiệm đất đai, tài chính, hạ tầng kỹ thuật Nhất là sự phát triển theo chiều cao cho phép các đô thị tiết kiệm đất xây dựng, tăng khu vực cây xanh, vui chơi giải trí Đồng thời thu hẹp bớt một cách hợp lý diện tích của chúng, giảm bớt quá trình lấn chiếm đất đai nông nghiệp – một vấn đề lớn đặt ra cho một nước đông dân cư như Việt Nam

Vị trí xây dựng công trình

Công trình “Chung cư An Định Hải Dương“ được xây dựng trên khu đất trên

đường ngã tư Hiệp Sơn, thuộc huyện Kinh Môn, TP Hải Dương Khu đất xây dựng công trình nằm trong dự án quy hoạch và sử dụng của TP

1.2 Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

Khí hậu:

Công trình nằm ở TP.Hải Dương Khí hậu mang tính chất cận nhiệt đới ẩm, nhiệt

độ trung bình 25,5o

C

Gió mùa Hải Dương thổi từ Đông Nam qua Tây Bắc hết sức mát mẻ

Điều kiện địa chất thủy văn

Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng không san lấp nhiều nên thuận tiện cho việc bố trí kho bãi, xưởng sản xuất, nằm kề đường giao thông

1.2.2 Điều kiện xã hội

Trang 2

Tình hình an ninh chính trị xung quanh khu vực xây dựng rất đảm bảo, không có

gì gây ảnh hưởng tới công tác tổ chức thi công dự án

1.3 Quy mô và đặc điểm công trình

Diện tích sử dụng để xây dựng công trình khoảng 6570 m2, diện tích xây dựng là

1600 m2, diện tích còn lại dùng làm hệ thống khuôn viên, cây xanh, và giao thông nội bộ

Công trình gồm 11 tầng trong đó có một tầng hầm dùng làm gara để xe Công trình có tổng chiều cao là 40,9 (m) kể từ cốt 0,000

Công trình là đặc trưng điển hình của quá trình đô thị hoá theo xu hướng hiện đại Đây là công trình tương đối hoàn thiện về bố cục kiến trúc qui hoạch chung của toàn đô thị, đạt yêu cầu về thẩm mỹ

Vị trí:

- Công trình dự kiến được xây dựng thuộc một phần lô đất có tổng diện tích là

6570 m2, khu đất nằm trên đường Ngã Tư Hiệp Sơn Huyện Kinh Môn thành phố Hải Dương

- Lô đất nằm trong khu vực được quy hoạch để xây dựng khu đô thị mới với các trung tâm chính của các nghành như chung cư, y tế, thể thao, thương mại, đào tạo của vùng…

-Quy mô công trình:

Đặc điểm khu đất có hai mặt tiền.Mặt đứng chính chủ đạo hướng Bắc tại tầng 1

bố trí nhiều lối vào ở chính diện và có đường dẫn lên tầng 2 tạo vẻ độc đáo cho công trình và còn được bố trí mái che ở sảnh được thiết kế theo phong cách hiện đại

Công trình có hình khối không gian vững khoẻ, cân đối Mặt đứng chính sử dụng các ô cửa lớn, các khối nổi chìm có kích thước và khoảng cách hợp lý tạo nhịp điệu cho công trình

1.4.2 Giải pháp về mặt bằng công trình

Mặt bằng công trình là dạng nhà khối hình vuông, bố trí hành lang giữa, rất thuận tiện cho việc bố trí các không gian kiến trúc của hộ dân và phòng ở, cũng như xử lý kết

Trang 3

cấu công trình Mặt phía tây của công trình bố trí 1 thang bộ, ở giữa công trình bố trí 2 thang máy; mặt phía Đông bố trí 1 thang bộ tiện cho việc giao thông đi lại giữa các tầng cũng như thoát hiểm phục vụ cho nhu cầu đi lại của khách hang được thuận tiện

Công trình được xây dựng với mục đích làm nơi ở cho dân cư nên tất yếu phải đạt yêu cầu về công năng trong quá trình sử dụng:

Cung cấp diện tích làm hộ dân và một số đơn vị thành phần trong nhà

Tầng Hầm: Gara để xe và các hộ dân

Tầng 1-11: Các hộ dân

Nhà sử dụng hệ khung bê tông cốt thép đổ theo phương pháp toàn khối, có hệ lưới cột khung dầm sàn, kết cấu tường kính bao che nhẹ Vì vậy đảm bảo tính hợp lý của kết cấu và phù hợp với chức năng của công trình

Hệ khung sử dụng cột dầm có tiết diện vuông hoặc chữ nhật kích thước tuỳ thuộc điều kiện làm việc và khả năng chịu lực của từng cấu kiện

- Chiều cao tầng 1 cao 3,9m

- Chiều cao tầng 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 cao 3,4 m

- Các tầng được bố trí hệ thống cửa đi, cửa sổ hợp lí tạo ra không gian thông thoáng cho việc kinh doanh buôn bán và giải trí của khách hàng

1.4.3 Giải pháp về giao thông công trình

Theo phương đứng, công trình được bố trí 2 cầu thang máy, 3 thang bộ phục vụ giao thông và thoát hiểm

1.4.4 Hệ thống thông gió

Công trình ở Hải Dương nên có điều kiện khí hậu chung và cũng cụ thể nên các giải pháp phải bao gồm đầy đủ các yếu tố cho một ngôi nhà với đặc thù là chung cư Trước hết là vấn đề chống nóng, chủ yếu bằng cách tránh hướng gió nóng.Vấn đề cách nhiệt chống nóng không yêu cầu cao nên ta chọn kết cấu bao che là tường gạch rỗng, không cần dùng kết cấu dày và nặng hoặc dùng lớp vật liệu cách nhiệt ngay cả khi sử dụng thiết bị sưởi ấm

Vì công trình có mặt chính quay về hướng Bắc nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc chống nóng

Vì vậy ta lựa chọn giải pháp chống nóng sau:

Trang 4

+ Để che BXMT trực tiếp lên mái ta lát 2 lớp gạch lá nem trên mái, đồng thời sử dụng các kết cấu che nắng hợp lý như ban công,lanh tô,cửa sổ, rèm,dùng sơn chống nóng

+Giải pháp cách nhiệt: Các kết cấu được sử dụng sao cho cách nhiệt tốt về ban ngày và thải nhiệt nhanh về cả ban ngày lẫn đêm.Vì vậy chọn biện pháp như trên là hợp

lý và hiệu quả về mạt thẩm mỹ của một công trình điển hình

Công trình được thiết kế tận dụng tốt khả năng chiếu sáng tự nhiên Tất cả các phòng ở đều có cửa sổ kính lấy sáng

Thông gió tự nhiên được đặc biệt chú ý trong thiết kế kiến trúc Với các cửa sổ lớn

có vách kính, các phòng đều được tiếp xúc với không gian ngoài nhà, tận dụng tốt khả năng thông gió tự nhiên

Công trình có mặt đứng quay về hướng Bắc là một thuận lợi rất cơ bản cho việc sử dụng gió tự nhiên để thông gió cho ngôi nhà

Bố trí mặt bằng tiểu khu: Xét đến những vấn đề cơ bản trong tổ chức thông gió tự nhiên cho công trình có gió xuyên phòng.Công trình hướng nằm trong quần thể kiến trúc của một khu vực quy hoạch có 2 mặt giáp đường lớn tạo điều kiện thuận lợi cho việc thông gió

Về mặt bằng: Chọn lựa kích thước cửa đi và cửa sổ phù hợp với tính toán để đảm bảo lưu lượng thông gió qua lỗ cửa cao thì vận tốc gió cũng tăng Cửa sổ ba lớp: Chớp -song -kính

Bố trí chiều cao cửa sổ bằng 0,4 – 0,5 chiều cao phòng là hợp lý và khi đó cửa sổ cách mặt sàn 0,8m

Bên cạnh đó còn tận dụng cầu thang làm giải pháp thông gió và tản nhiệt theo phương đứng

1.4.5 Giải pháp chiếu sáng

1.4.5.1 Chiếu sáng tự nhiên :

Yêu cầu chung khi sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng các phòng là đạt được

sự tiện nghi cuả môi trường sáng phù hợp với hoạt động của con người trong các phòng

đó Chất lượng môi trường sáng liên quan đến việc loại trừ sự chói loá, sự phân bố không gian và hướng ánh sáng, tỷ lệ phản quang nội thất để đạt được sự thích ứng tốt của mắt

Độ rọi tự nhiên theo yêu cầu: Là độ rọi tại thời điểm tắt đèn buổi sáng và bật đèn buổi chiều; Vậy công trình phải tuân theo các yếu tố để đảm bảo :

+Sự thay đổi độ rọi tự nhiên trong phòng một ngày

Trang 5

+Số giờ sử dụng chiếu sáng tự nhiên trong một năm

+Độ đồng đều của ánh sáng trên mặt phẳng làm việc

+Phân bố không gian và hướng ánh sáng

+Tỷ lệ độ chói nội thất

+Loại trừ độ chói loá mất tiện nghi

+Tránh ánh nắng chiếu vào phòng lên mặt phẳng làm việc, lên các thiết bị gây chói loá

+Hướng cửa sổ, hướng làm việc không về phía bầu trời quá sáng hoặc phía có các

bề mặt tường sáng bị mặt trời chiếu vào

+Không sử dụng các kết cấu che nắng có hệ số phản xạ quá cao

Tổ chức chiếu sáng hợp lý đạt được sự thích ứng tốt của mắt

Vì vậy có thể sử dụng:

+Hướng cửa sổ, vị trí cửa sổ, chiều dài và góc nghiêng của ô văng, lanh tô

+Chiều rộng phòng, hành lang, cửa mái

1.4.5.2 Chiếu sáng nhân tạo:

Ngoài công trình có sẵn: Hệ đèn đường và đèn chiếu sáng phục vụ giao thông tiểu khu.Trong công trình sử dụng hệ đèn tường và đèn ốp trần, bố trí tại các nút hành lang

…

Chiếu sáng nhân tạo cho công trình phải giải quyết ba bài toán cơ bản sau:

-Bài toán công năng: Nhằm đảm bảo đủ ánh sáng cho các công việc cụ thể, phù hợp với chức năng các nội thất

-Bài toán nghệ thuật kiến trúc: Nhằm tạo được một ấn tượng thẩm mỹ của nghệ thuật kiến trúc và vật trưng bày trong nội thất

-Bài toán kinh tế: Nhằm xác định các phương án tối ưu của giải pháp chiếu sáng nhằm thoả mãn cả công năng và nghệ thuật kiến trúc

1) Giải pháp che mưa:

Để đáp ứng tốt yêu cầu này, ta sử dụng kết hợp với giải pháp che nắng.Lưu ý phaỉ đảm bảo yêu cầu cụ thể: Che mưa hắt trong điều kiện gió xiên

1.4.6 Hệ thống điện và thông tin liên lạc

Hệ thống điện cấp nguồn cho toàn nhà thông qua hai nguồn chính

Trang 6

Một nguồn cung cấp điện của công trình là điện 3 pha 4 dây 380V/ 220V cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho toàn công trình được lấy từ trạm biến thế đã xây dựng cạnh công trình Phân phối điện từ tủ điện tổng đến các bảng phân phối điện của các phòng bằng các tuyến dây đi trong hộp kỹ thuật điện Dây dẫn từ bảng phân phối điện đến công tắc, ổ cắm điện và từ công tắc đến đèn, được luồn trong ống nhựa đi trên trần giả hoặc chôn ngầm trần, tường Tại tủ điện tổng đặt các đồng hồ đo điện năng tiêu thụ cho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng công cộng Mỗi phòng đều có 1 đồng

hồ đo điện năng riêng đặt tại hộp công tơ tập trung ở phòng kỹ thuật của từng tầng

Nguồn thứ hai để dự phòng cấp nguồn cho công trình khi mất điện ở lưới điện lực, nguồn này sử dụng là một máy điện diesel công suất 1250kVA, cos = 0.8, Pđm = 1000kW Hai nguồn cấp sẽ được chuyển đổi hoàn toàn tự động thông qua bộ ATS, với thứ tự ưu tiên như sau: ưu tiên sử dụng nguồn từ lưới trung thế 22kV, nếu nguồn lưới không có sẽ sử dụng nguồn từ máy phát diesel

Dây điện thoại dùng loại 4 lõi được luồn trong ống PVC và chôn ngầm trong tường, trần Dây tín hiệu angten dùng cáp đồng, luồn trong ống PVC chôn ngầm trong tường Tín hiệu thu phát được lấy từ trên mái xuống, qua bộ chia tín hiệu và đi đến từng phòng Trong mỗi phòng có đặt bộ chia tín hiệu loại hai đường, tín hiệu sau bộ chia được dẫn đến các ổ cắm điện

Hệ thông thoát nước: Nước mưa từ tầng mái được thu qua sênô và đường ống thoát đưa về bể phốt Nước thải công trình được thu gom toàn bộ về các bể xử lý nội bộ

ở tầng hầm, trước khi được thải ra hệ thống chung của thành phố

Nước thoát chia làm hai hệ thống riêng biệt nước xí tiểu theo ống đứng xuống bể phốt và thoát ra sau khi đã được sử lý sinh học; nước mưa được dẫn theo ống PVC xuống rãnh thoát nước quanh công trình và ra ống chung của tiểu khu, ống cấp được dùng loại ống tráng kẽm, ống thoát dùng ống nhựa Tiền Phong.Đường ống sau khi lắp đặt xong đều phải được thử áp lực và khử trùng trước khi sử dụng, điều này đảm bảo yêu cầu lắp đặt và yêu cầu vệ sinh

1.4.8 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

Trang 7

Công trình được thiết kế hệ thống chuông báo cháy tự động, kết hợp với các họng nước cứu hoả được bố trí trên tất cả các tầng Lượng nước dùng cho chữa cháy được tính toán và dự trữ trong các bể nước cứu hoả ở tầng hầm Hệ thống máy bơm luôn có chế độ

dự phòng trong các trường hợp có cháy xảy ra sẽ tập trung toàn bộ cho công tác cứu hoả

Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng Vị trí của hộp vòi chữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng Các hộp vòi chữa cháy đảm bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra Mỗi hộp vòi chữa cháy được trang bị 1 cuộn vòi chữa cháy đường kính 50mm, dài 30m, vòi phun đường kính 13mm có van góc

Bố trí một bơm chữa cháy đặt trong phòng bơm bơm nước qua ống chính, ống nhánh đến tất cả các họng chữa cháy ở các tầng trong toàn công trình Bố trí một máy bơm chạy động cơ điezel để cấp nước chữa cháy khi mất điện Bơm cấp nước chữa cháy

và bơm cấp nước sinh hoạt vệ sinh được đấu nối kết hợp để có thể hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết

Bể chứa nước chữa cháy được dùng kết hợp với bể chứa nước sinh hoạt vệ sinh luôn đảm bảo dự trữ đủ lượng nước cứu hoả yêu cầu, trong bể có lắp bộ điều khiển khống chế mức hút của bơm sinh hoạt

Bố trí hai họng chờ bên ngoài công trình Họng chờ này được lắp đặt để nối hệ thống đường ống chữa cháy bên trong với nguồn cấp nước chữa cháy từ bên ngoài Trong trường hợp nguồn nước chữa cháy ban đầu không đủ khả năng cung cấp, xe chữa cháy sẽ bơm nước qua họng chờ này để tăng cường thêm nguồn nước chữa cháy, cũng như trường hợp bơm cứu hoả bị sự cố hoặc nguồn nước chữa cháy ban đầu đã cạn kiệt

1.4.9 Giải pháp chống sét

Công trình có hệ thống chống sét đảm bảo cho các thiết bị điện,thông tin liên lạc không bị ảnh hưởng : Kim thu sét, lưới dây thu sét chạy xung quanh mái, hệ thống dây dẫn và cọc nối đất theo quy phạm chống sét hiện hành

1.4.10 Giải pháp hoàn thiện:

-Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng

sử dụng lâu dài Nền lát gạch Ceramic Tường được quét sơn chống thấm

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

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

- Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm

1.5 Giải pháp kết cấu:

Trang 8

Kết cấu bê tông cốt thép là một trong những hệ kết cấu chịu lực được dùng nhiều nhất trên thế giới Các nguyên tắc quan trọng trong thiết kế và cấu tạo kết cấu bê tông cốt thép liền khối cho nhà nhiều tầng có thể tóm tắt như sau:

+ Kết cấu phải có độ dẻo và khả năng phân tán năng lượng lớn (Kèm theo việc giảm

độ cứng ít nhất )

+ Dầm phải bị biến dạng dẻo trước cột

+ Phá hoại uốn phải xảy ra trước phá hoại cắt

+ Các nút phải khoẻ hơn các thanh (cột và dầm )qui tụ tại đó

- Việc thiết kế công trình phải tuân theo những tiêu chuẩn sau:

+ Vật liệu xây dựng cần có tỷ lệ giữa cường độ và trọng lượng càng lớn càng tốt + Tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể khắc phục được tính chịu lực thấp của vật liệu hoặc kết cấu

+ Tính thoái biến thấp nhất là khi chịu tải trọng lặp

+ Tính liền khối cao: Khi bị dao động không nên xảy ra hiện tượng tách rời các bộ phận công trình

+ Giá thành hợp lý: Thuận tiện cho khả năng thi công

Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng trở nên rất phổ biến Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Chính vì các lý do trên mà công trình sử dụng giải pháp hệ khung bằng BTCT đổ toàn khối

1.6 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật:

Trang 9

HSD =

D

17600

2, 676570

S L

Trang 10

Chương 2

Giải pháp kết cấu công trình

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu

2.1.1Đặc điểm thiết kế

Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng , hình thể khối đứng , độ cao các tầng , thiết bị điện , đường ống , yêu cầu vẽ kĩ thuật thi công , tiến

độ thi công , giá thành công trình

Đặc điểm chủ yếu của nhà là

2.1.1.1Tải trọng ngang

Tải trọng ngang bao gồm : áp lực gió và động đất là nhân tố chủ yếu của thiết kế kết cấu Nhà ở phải đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Trong kết cấu nhà thấp tầng , ảnh hưởng của tải trọng ngang sinh ra rất nhỏ , nói chung có thể

bỏ qua Theo sự tăng lên của độ cao , nội lực và chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tăng lên rất nhanh

2.1.1.2Chuyển vi ̣ ngang

Dưới tác dụng của tải trọng ngang , chuyển vị ngang của công trình cao tầng cũng

là 1 vấn đề cần quan tâm Cũng như trên , nếu xem công trình như một thanh công xôn ngàm cứng tại mặt đất thì chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc 4 của chiều cao

Chuyển vị ngang của công trình làm tăng thêm nội lực phụ do tạo ra độ lệch tâm cho lực tác dụng thẳng đứng , làm ảnh hưởng đến tiện nghi của người làm việc trong công trình , làm phát sinh các nội lực phụ sinh ra do các rạn nứt các kết cấu như cột , dầm , tường , làm biến dạng các hệ htống kĩ thuật như các đường ống nước , đường điện Chính vì thế khi thiết kế công trình không những chỉ quan tâm đến cường độ của các cấu kiện mà còn quan tâm đến độ cứng tổng thể của công trình khi công trình chịu tải trọng ngang

2.1.1.3Giảm trọng lượng bản thân

Công trình càng cao , trọng lượng bản thân càng lớn thì càng bất lợi về mặt chịu lực Trước hết , tải trọng đứng từ các tầng trên truyền xuống tầng dưới cùng làm cho nội lực dọc trong cột tầng dưới lớn lên , tiết diện cột tăng lên vùa tốn vật liệu làm cột ,vừa chiếm không gian sử dụng của tầng dưới , tải trọng truyền xuống kết cấu móng lớn thì sẽ phải sử dụng loại kết cấu móng có khả năng chịu tải cao do đó càng tăng chi phí cho công trình Mặt khác nếu trọng lượng bản thân lớn , sẽ làm tăng tác dụng của các tải trọng

Trang 11

động như là tải trọng gió động , tải trọng động đất Đây là 2 loại tải trọng nguy hiểm thường quan tâm trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Vì vậy thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọng lượng bản thân kết cấu , chẳng hạn như sử dụng các loại vách ngăn có trọng lượng riêng nhỏ như vách ngăn thạch cao , các loại trần treo nhẹ ,vách kính khung nhôm

2.1.2Phân tích các dạng kết cấu

Theo TCXD 198 : 1997, các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung-vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng nào phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang như gió và động đất

2.1.2.1Hệ kết cấu khung chịu lực

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn

Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 10 tầng đối với cấp 9

2.1.2.2Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao trên 20 tầng

Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt

ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được

Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất cao hơn

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

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

Trang 12

ngôi nhà Trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang còn hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng

Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 30 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 20 tầng đối với cấp 9

2.1.2.4 Hệ thống kết cấu đặc biệt

(Bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới, phía trên là hệ khung giằng) Đây là loại kết cấu đặc biệt, được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi các không gian lớn; khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung sang hệ thống khung giằng Nhìn chung, phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này khá phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

2.1.2.5 Hệ kết cấu hình ống

Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một ống bao xung quanh nhà bao gồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ống trong ống Trong nhiều trường hợp, người ta cấu tạo hệ thống ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà

Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho những công trình rất cao, có khi tới 100 tầng

2.1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu:

Kết cấu khung chịu lực

Với loại kết cấu này hệ thống chịu lực chính của công trình là hệ khung bao gồm cột dầm sàn toàn khối chịu lực , lõi thang máy được đổ bê tông Ưu điểm của loại kết cấu này là tạo được không gian lớn và bố trí linh hoạt không gian sử dụng Mặt khác đơn giản việc tính toán khi giải nội lực và thi công đơn giản

Trang 13

Cốt thép dầm nhóm AII có Ra = 2800 kG/cm2 , Rad = 2250 kG/cm2

Cốt thép cột nhóm AIII có Ra = 3650 kG/cm2 , Rad = 2900 kG/cm2

2.1.4 Sơ bộ kích thước các cấu kiện

2.1.5.1Mặt bằng kết cấu

Trang 14

D1:30x70 D1:30x70

2800 3200 3600 4500

4 3

C2:60x60

C2:65x65 C1:75x75 C1:75x75 C2:65x65

B' C' D'

Trang 15

Vậy kết luận chọn tiết diện dầm phụ là:bxh(200x500)mm

Dầm phụ để chia nhỏ các ô sàn chọn bxh(200x400)mm

2.1.4.4 Bản sàn

Chọn ô bản 2 phương có phương cạnh ngắn lớn nhất S5(4200x5700mm) để tính Nhận thấy 2

1

5700

1,35 24200

2.1.4.5 Cột

a Cột giữa.(C1)

Trang 16

2.1.4.5.1 Diện chịu tải của cột giữa

Cột giữa tầng hầm-5(chịu tải đứng tâm là chính nên ta nhân với hệ số k là 1,1)

Trong đó: +Bê tông B25 – Rb=145 (daN/cm2)

+ k =1.11.5 hệ số kể đến các ảnh hưởng khác như mômen uốn,hàm lượng cốt thép , độ mảnh của cột , độ lệch tâm của cấu kiện

+q=(11,4) T/m2 => chọn q=1 T/m2 (vì mác bê tông là B25) +F= 2

1,1.12.0,1.5751.10

5234145

Trang 17

1,1.7.0,1.5751.10

3054145

c

Chọn kích thước tiết diện cột từ tầng 6 đến mái là: (600x600)mm

b Cột biên.(C2)

2.1.4.5.2 Diện chịu tải của cột biên

Cột biên tầng (hầm-5).(vì cột biên chịu tải lệnh tâm lớn nên ta nhân với hệ số k là 1,3

1, 3.12.0,1.3783, 75.10

4070145

2250 C2

Trang 18

1, 3.7.0,1.3783, 75.10

2374145

c

Chọn tiết diện cột biên từ tầng 6 lên tầng mái là (500x500)mm

c Cột biên.(C3)

2.1.4.5.3 Diện chịu tải của cột biên

Cột biên này nhỏ không thay đổi tiết diện.(vì cột biên chịu tải lệnh tâm lớn nên ta nhân với hệ số k là 1,3)

1, 3.12.0,1.1382, 65.10

1487145

Trang 19

Ta có bảng chọn vật liệu và sơ bộ kích thước các cấu kiện như sau:

2.1.4.6 Chọn vật liệu và sơ bộ kích thước các cấu kiện Tầng C1 (Cm2) C2 (Cm2) C3 (Cm2) C4 (Cm2)

2.2.1.1Tải trọng bản thân kết cấu

- Trong đồ án ta xét đến tải trọng của tĩnh tải, hoạt tải, gió

- Trọng lượng bản thân cấu kiện không cần phải tính vì ta đã khai báo để phần mềm Etabs tự tính

- Tải trọng gió động và động đất liên quan tới dao động riêng của công trình nên tĩnh tải và hoạt tải được tính toán trước sau đó dùng phần mềm ETABS 9.7.4 tính

toán dao động công trình

Trang 21

Tải trọng phân bố trên 1m 2.8x295.8 = 828,24 (kg m/ )

Tường 220mm không có cửa:

Trang 22

Chiều cao tường ( m ) 2.8m

Tải trọng phân bố trên 1m 2.8x513.6 = 1438,08 (kg m/ )

Tải trọng phân bố trên 1m 0.7x2.8x295.8 = 580 (kg m/ )

Tải trọng phân bố trên 1m 0.7x2.8x513.6 = 1007 (kg m/ )

Tải trọng tác dụng trên 1m dài dầm là : 1x1,5x513,6 = 770,4 (kg/m)

Tải trọng trên 1m dài dầm là : 1x0,9x513,6 = 0,410 (kg/m)

2.2.2 Hoạt tải

Trang 23

- Giá trị hoạt tải cho sàn từng sàn :

- Hoạt tải nước trong bể nước mái :

Chiều cao chứa nước trong bể là 1,6m

2 nc

2.2.3.1 Phân tích phương án gán tải trọng gió

Vì chỉ tính khung trục C nên ta gán tải gió theo phương trùng với phương của trục đang xét cụ thể như sau

2.2.3.1.1 Tải trọng gió X tác dụng lên công trình

Trang 24

2.2.3.1.2 Tải trọng gió XX tác dụng lên công trình

2.2.3.2 Tính toán tải trọng gió

Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là : W = n Wo.k.C,

Ta sử dụng phương án dồn tải gió về các dầm

Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang lấy là phân bố đều :

p = W.h = n Wo.k.C.h

Trong đó: h là diện chịu tải của dầm thep phương ngang

Đối với dầm tầng hầm độ cao là 1,1 khá nhỏ h=1,1m

Đối với dầm tầng hầm: h=3,05m, tầng 1 h= 3,65m

Đối với dầm các tầng giữa: h=3,4m

Đồi với dầm mái: h=1,5m

Trang 25

Bảng thống kê kết quả tính toán áp lực gió đẩy và hút

Nam), VINASAS (CIC - Việt Nam) Song việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng sẽ phức tạp hơn rất nhiều bởi trong quá trình tính toán phải kể đến các thành phần tải trọng động như: gió động, động đất tác dụng lên công trình, cũng như việc thiết kế kiểm tra các cấu kiện dầm, cột, vách cứng, sàn sau khi đã có kết quả nội lực Do đó việc lựa chọn một phần mềm kết cấu đáp ứng được các điều kiện như: dễ sử dụng, độ tin cậy cao và đáp ứng được các yêu cầu thực tế trong tính toán và thiết kế kết cấu nhà cao tầng là một lựa chọn cần cân nhắc đối với các kĩ sư kết cấu

Ra đời từ đầu những năm 70, ETABS (Extended 3D Analysis of Building

Systems) là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng ETABS có xuất xứ từ trường Đại học Berkeley (Mỹ) và cùng họ với SAP 2000 Điểm nổi bật của ETABS ở đây mà các phần mềm kết cấu khác (SAP 2000, STAAD III/PRO) không có như:

- ETABS là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng

- Giao diện được tích hợp hoàn toàn với môi trường Windows 95/98/NT/2000/XP

Trang 26

- Tất cả các thao tác được thực hiện trên màn hình đồ hoạ thân thiện

- Tính năng vượt trội khi vào số liệu, chỉnh sửa và sao chép dễ dàng, thuận tiện theo khái niệm tầng tương tự

- Tối ưu mô hình hoá nhà nhiều tầng Có thể mô hình các dạng kết cấu nhà cao tầng: Hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; Hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toàn khối…

- Các thư viện kết cấu sẵn có hoặc xây dựng sơ đồ kết cấu: dầm, sàn, cột, vách trên mặt bằng hoặc mặt đứng công trình bằng các công cụ mô hình đặc biệt

- Kích thước chính xác với hệ lưới và các lựa chọn bắt điểm giống AutoCAD Đặc biệt là hệ trục định vị mặt bằng kết cấu

- Xuất và nhập sơ đồ hình học từ môi trờng AutoCAD (file *.DXF)

- Tự động tính toán tải trọng cho các kiểu tải sau: tải trọng bản thân, gió tĩnh, động đất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response Spectrum Function), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History Function)…

- Tự động xác định khối lượng và trọng lượng các tầng

- Tự động xác định tâm hình học, tâm cứng và tâm khối lượng công trình

- Tự động xác định chu kì và tần số dao động riêng theo hai phương pháp Eigen Vectors và Ritz Vectors theo mô hình kết cấu không gian thực tế của công trình

- Đặc biệt có thể can thiệp và áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng khác như: tải trọng gió động theo TCVN 2737-95, tải trọng động đất theo dự thảo tiêu chuẩn tính động đất Việt Nam hoặc tải trọng động đất theo tiêu chuẩn Nga (SNIPII-87 hoặc SNIPII-95)

- Phân tích và tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn với lựa chọn phân tích tuyến tính hoặc phi tuyến

- Thời gian thực hiện phân tích, tính toán công trình giảm một cách đáng kể so với các chương trình tính kết cấu khác

- Đặc biệt việc kết xuất kết quả tính toán một cách rõ ràng, khoa học giúp cho việc thiết kế, kiểm tra cấu kiện một cách nhanh chóng, chính xác

- Thiết kế và kiểm tra cấu kiện dầm, sàn, cột, vách theo các tiêu chuẩn:

ACI318-99, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 456-2000, CSA-A23.3-94 … Trong đó: cấu kiện dầm tính ra đến diện tích thép Fa, cấu kiện cột tính ra đến diện tích thép As (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện cột), cấu kiện vách tính

ra đến diện tích thép Fa theo tiêu chuẩn ACI318-99, UBC97, BS8110 (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện vách)

- Thiết lập một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn thuyết minh tính toán công trình

- Kết xuất dữ liệu ra các môi trường khác như: SAP 2000, SAFE, AUTOCAD, ACCESS, WORD, NOTEPAD

- Đặc biệt là việc kết xuất các mức sàn tầng của công trình sang chương trình phụ trợ SAFE để tính toán sàn bê-tông cốt thép Kết quả cuối cùng đạt được là biểu đồ nội lực, diện tích thép Fa, bố trí triển khai thép sàn

Ghi chú: SAFE là phần mềm kết cấu chuyên dụng tính toán cho các loại bản sàn

bê-tông cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn như sàn giao thoa, sàn không dầm, sàn nấm, … ngoài ra SAFE còn có thể tính nội lực và tính thép cho đài móng đơn hoặc móng tổ hợp, móng bè SAFE nằm trong bộ phần mềm SAP, ETABS, SAFE của trường Đại học Berkeley (Mỹ)

Trang 27

- Ngoài ra, ETABS có thể tính toán và thiết kế cho cấu kiện dầm tổ hợp (Composite Beam), thực hiện thiết kế chi tiết liên kết tại các nút đối với kết cấu thép (Joint Steel Design) theo các tiêu chuẩn thông dụng trên thế giới

ETABS là phần mềm kết cấu nổi trội và tiện dụng hơn hẳn so với các phần mềm kết cấu khác như: SAP 2000, STAAD III/PRO, PKPM trong việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng

Mục tiêu của việc phát triển và xây dựng nhà cao tầng ngoài việc đảm bảo các yêu cầu về kiến trúc, môi trường, cảnh quan, … thì vấn đề tính toán thiết kế kết cấu công trình vẫn được đặt lên hàng đầu Do đó việc lựa chọn một phần mềm phù hợp, rút ngắn thời gian, tiết kiệm tiền bạc và có độ tin cậy cao hoàn toàn do các kĩ sư kết cấu và các đơn vị tư vấn quyết định

2.3.2 Sơ đồ tính

2.3.2.1Tĩnh tải

Chương trình ETABS tự động dồn tải trọng bản thân của các cấu kiện nên đầu vào ta chỉ cần khai báo kích thước của các cấu kiện dầm sàn cột và lõi …đặc trưng của vật liệu được dùng thiết kế như mô đun đàn hồi, trọng lượng riêng, hệ số poatxông, nếu không theo sự ngầm định của máy: với bê tông B25 ta nhập E = 3.105

T/m2;  =2,5 T/m3chương trình tự động dồn tải dồn tĩnh tải về khung nút

Do vậy trong trường hợp Tĩnh tải ta đưa vào hệ số Selfweigh = 1; có nghĩa là hệ

số vượt tải đã được thêm vào tính sẵn ở các giá trị bên trên;

Tải trọng tường ngoài và vách ngăn đã tính và đưa về dải phân bố trên đơn vị dài tác dụng lên các dầm tương ứng có tường ngăn

Tĩnh tải được chất lên sơ đồ tính bao gồm có tĩnh tải sàn phòng ở, sàn phòng vệ sinh, sàn hành lang, mái, tường 110, tường 220 và tường lan can, trong đó trọng lượng bản thân dầm và cột được ETABS tự động tính

Sơ đồ tính được biểu thị trong các hình dưới đây:

Trang 28

2.3.2.1.1 Mô hình công trình

Trang 29

Trang 30

2.3.2.2.1 Sơ đồ tính hoạt tải 1

2.3.2.2.2 Sơ đồ tính hoạt tải 2

Trang 31

Trường Đại Học Hàng Hải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khoa Công Trình Thủy

2.3.2.2.3 Sơ đồ tính hoạt tải mái 1

2.3.2.2.4 Sơ đồ tính hoạt tải mái 2

Trang 32

2.3.2.2.5 Sơ đồ tính gió X tầng 1

Trang 33

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

2.3.2.2.16 Sơ đồ tính gió X tầng Thượng

2.3.2.2.17 Sơ đồ tính gió X tầng Mái Các sơ đồ tính của gió XX, được gán theo phương ngược lại đối với gió X như trên

Trang 38

2.3.3 Tổ hợp tải trọng

Để tìm ra trường hợp tải trọng gây ra nội lực lớn nhất ta sử dụng các tổ hợp sau THTT1=TINHTAI+HOATTAI

GIOX: gió theo phương X

GIOXX: gió theo phương -X

Thống kê và tổ hợp tải trọng

Sau khi sử dụng phần mềm ETABS để xuất ra nội lực, ta chọn ra các trường hợp nguy hiểm nhất để tính toán, kết quả được ghi vào bảng tổ hợp tải trọng sau

Trong mỗi tổ hợp xét đến ba cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán cột:

-Cặp Mx lớn nhất, My và lực dọc N tương ứng (Mxmax;Mytư,Ntư)

-Cặp My lớn nhất, Mx và lực dọc N tương ứng (Mymax; Mxtư ;Ntư)

-Cặp lực dọc lớn nhất và mômen Mx, My tương ứng (Nmax;Mxtư;Mytư )

Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp ở 3 tiết diện Trên cơ sở bảng tổ hợp nội lực,

ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại từng tiết diện để tính toán thép

Kết quả thống kê và tổ hợp tải trọng xem tại phụ lục

Trang 39

Chương 3

Tính toán sàn

3.1 Quan niệm tính toán:

Khi tính toán BTCT có thể tính nội lực theo 1 trong 2 sơ đồ sau:

-Sơ đồ đàn hồi: quan niệm vật liệu đồng nhất, đẳng hướng, liên tục và làm việc trong miền đàn hồi Có thể vận dụng các kiến thức của môn học cơ kết cấu và sức bền vật liệu để giải, tuy nhiên kết quả cũng chỉ là gần đúng vì bê tông không phải vật liệu đồng nhất và đẳng hướng Cấu kiện tính theo sơ đồ đàn hồi được coi là không đạt điều kiện khi

bê tông không đủ khả năng chịu lực, xảy ra hiện tượng nứt Sơ đồ đàn hồi thường được

áp dụng với các loại cấu kiện như: dầm chính, sàn phòng vệ sinh, sàn mái, sàn ban công

-Sơ đồ khớp dẻo: xét đến sự chảy dẻo của cốt thép, tận dụng hết khả năng chịu lực của vật liệu, khi tính theo sơ đồ này bê tông vùng chịu kéo thường bị nứt (do bê tông chỉ

có khả năng chịu nén, không chịu được kéo) Kết quả tính cũng chỉ là gần đúng vì rất khó đánh giá mức độ chảy dẻo của cốt thép Sơ đồ khớp dẻo thường được sử dụng để tính cho các cấu kiện như: dầm phụ, sàn phòng ở không yêu cầu chống thấm

-Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn

l2-kích thước theo phương cạnh dài

Trang 40

3.1.1 Mặt bằng bố trí ô sàn

Mặt bằng bố trí ô sàn tầng điển hình

Bêtông mác ( B25) có Rn = 145 kG/cm2, Rk = 10,5 kG/cm2.Eb = 3.105 kG/cm2 + Nhóm AI có Ra = 2250 kG/cm2 , Rad = 1750 kG/cm2

2 1

S5 S7

S3 S2

S17 S15

S16 S14 S13 S12 S10 S11 S9

2800 3200 3600 4500

H 1500

S2 S3 S4 S6 S8

S5 S7

S3 S2

S17 S15

S16 S14

S13 S12

S10 S11

2 1 G

S8 S5

S7

S3 S2

S17

S15

S16 S14 S13 S12 S10 S11 S9

2800 3200 3600 4500

S2 S3 S4 S6

S8

S5 S7

S3 S2

S17

S15 S16

S14

S13 S12

S10 S11

Định dạng
Số trang	254
Dung lượng	5,38 MB