Thiết kế bản vẽ thi công nhà ở cán bộ công nhân viên bệnh viện ung thư đà nẵng

10.7.6.5 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

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là phần quan trọng nhất trong qúa trình học tập và nghiên cứu của sinh viên, bởi vì nó giúp sinh viên củng cố lại nhưng kiến thức đã học Đồng thời giúp người làm đúc kết thêm những kiến thức mới bổ ích trong quá trình thực hiện Vì vậy đồ án tốt nghiệp là chiếc cầu nối giữa lý thuyết và thực tế, nó giúp cho sinh viên mới ra trương tự tin hơn và bớt đi sự bở ngỡ khi mới bắt đầu đi làm Đặc biệt đối với chuyên nghành xây dựng dân dụng và công nghiệp là hết sức quan trọng

Em được giao thiết kế đề tài là: “Nhà ở cán bộ công nhân viên bệnh viện ung

thƣ - thành phố Đà Nẵng” Trong giới hạn nhiệm vụ thiết kế:

Phần I: Kiến trúc: 10% -Giáo viên hướng dẫn: THS.KTS Nguyễn Xuân Lộc Phần II: Kết cấu: 60% -Giáo viên hướng dẫn: THS Nguyễn Tiến Thành

Phần III: Thi công: 30% -Giáo viên hướng dẫn: THS Nguyễn Tiến Thành

Trong quá trình thiết kế, tính toán nhiệm vụ, tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng dokiến thức còn hạn chế, và chưa có kinh nghiệm nên chắc chắn em không tránh được những sai sót

Nên em kính mong được sự chỉ bảo của các quý thầy, cô để em có thể hoàn thiện tốt hơn đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam ,trong Khoa Công Trình đã cho em những kiến thức bỗ ích, đặc biệt là các thầy đã trực tiếp hướng dẫn em làm đề tài tốt nghiệp này

Hải Phòng, ngày 20 tháng 05 năm 2016

Sinh viên:

Nguyễn Đình Văn

CHƯƠNG 1 : KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1.Tổng Quan Về Công Trình

1.1.1 Sự cần thiết đầu tư xây dựng công trình

Bệnh viện ưng thư Đà nẵng được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu khám chữa

bệnh cho người dân cả khu vực miền Trung – Tây Nguyên cần một lượng lớn các nhân

viên cán bộ y tế đầu ngành trong cả nước

Để đáp ứng nhu cầu nhà ở muốn cán bộ công nhân viên bệnh viện chưa nơi ở ổn định,

vấn đề ưu tiên hàng đầu của Bệnh viện ung thư Đà Nẵng là phát triển cơ sở hạ tầng

nhằm giải quyết nhu cầu to lớn về nhà ở cho nhân viên cũng như các nhân viên nước

ngoài đến làm việc và sinh sống

Với quỹ đất hạn hẹp như ngày nay, việc lựa chọn hình thức xây dựng công trình

nhà ở cho người dân cũng được cân nhắc và lựa chọn kỹ càng sao cho đáp ứng được

nhu cầu ở đa dạng của người dân, tiết kiệm đất và đáp ứng được yêu cầu thẩm mỹ, phù

hợp với tầm vóc của một thành phố, một trung tâm kinh tế lớn

Trong hoàn cảnh đó, việc lựa chọn xây dựng hình thức chung cư cao tầng là một

giải pháp thiết thực bởi nó có những ưu điểm sau:

- Tiết kiệm đất xây dựng: đây là động lực chủ yếu của việc phát triển kiến trúc

cao tầng của thành phố, ngoài việc mở rộng thích đáng ranh giới đô thị, xây dựng nhà

cao tầng là một giải pháp được lựa chọn vì trên một diện tích có hạn có thể xây dựng

nhà cửa nhiều hơn và tốt hơn

- Có lợi cho công tác xây dựng và sử dụng: Một chung cư cao tầng có thể bố trí

nhiều công năng khác nhau nên thuận tiện cho công việc và sinh hoạt của mọi nguời

Tiết kiệm được thời gian đi lại

- Làm phong phú thêm bộ mặt đô thị: Việc bố trí các kiến trúc cao tầng có số tầng

khác nhau và hình thức khác nhau có thể tạo được những hình dáng đẹp cho thành

phố Những tòa nhà cao tầng có thể đưa đến những không gian tự do mặt đất nhiều

hơn, phía dưới làm sân bãi nghỉ ngơi công cộng hoặc trồng cây cối tạo nên cảnh đẹp

cho đô thị

Với sự chấp thuận của UBND TP Đà Nẵng dự án xây dựng Nhà ở Cán Bộ Công

Nhân Viên Bệnh Viện Ung Thư – TP Đà Nẵng được ra đời nhằm giải quyết chổ ở cho

nhân viên,cán bộ y tế bệnh viện ung thư

1.2 Vị Trí- Đặc Điểm- Điều Kiện Tự Nhiên Khu Vực Xây Dựng

1.2.1 Vị trí:

Dự án chung cư hiện đại cao 10 tầng và 1 tầng hầm xây dựng trên đường qui hoạch

- Phía Bắc tiếp giáp đường biển D60

- Phía Nam tiếp giáp khu dân cư

- Phía Đông tiếp giáp với đường Nguyễn Tất Thành

- Phía Tây tiếp giáp với khu dân cư

1.2.2 Đặc điểm:

1.2.2.3 Hệ thống giao thông:

- Công trình nằm tại vị trí giao nhau của hai tuyến đường Nguyễn Tất Thành và

Đường D 60 nên rất thuận lợi trong giao thông

1.3 Điều kiện tự nhiên:

1.3.1 Khí hậu:

Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình,

nhiệt độ cao và ít biến động Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng

12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những dợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài

1.3.2 Thủy văn:

- Các yếu tố khí tượng:

+ Nhiệt độ trung bình năm: 25,90C

+ Nhiệt độ thấp nhất vào các tháng 12,1,2: trung bình từ 18-230C

+ Nhiệt độ cao nhất vào các tháng 6,7,8: trung bình từ 28-300C

+ Lượng mưa trung bình: 2504.57mm/năm

+ Độ ẩm không khí trung bình: 83,4%

+ Độ ẩm không khí thấp nhất vào các tháng 6, 7: 76.67 -77.33%

+ Độ ẩm không khí cao nhất vào các tháng 10, 11: 85.67 -87.67%

+ Số giờ nắng trung bình trong năm là 2156,2 giờ; nhiều nhất là vào tháng 5, 6 trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11, 12 trung bình từ 69 đến

165 giờ/tháng

- Hướng gió chính:

+ Gió Đông và Đông Nam từ tháng 4 đến tháng 8

+ Gió Đông Bắc từ tháng 9 đến tháng 3 sang năm

+ Tần suất lặng gió trung bình hàng năm là 26%, lón nhất là tháng 8 (34%), nhỏ nhất là tháng 4 (14%) Tốc độ gió trung bình 1,4÷1,6m/s Hầu như không

có gió bão, gió giật và gió xoáy thường xảy ra vào đầu và cuối mùa mưa (tháng 9)

- Thủy triều tương đối ổn định ít xảy ra hiện tương đột biến về dòng nước Hầu như không có lụt chỉ ở những vùng ven thỉnh thoảng có ảnh hưởng

1.3.3 Địa chất:

-Địa chất công trình thuộc loại đất khá tốt:

1 Lớp Á sét: chiều dày 4,6m, đất ở trạng thái chảy nhão

2 Lớp Sỏi sạn: chiều dày 2 m

3 Lớp Á sét: chiều dày 2 m, trạng thái dẻo mềm

4 Lớp cát hạt vừa: chiều dày 8m, trạng thái chặt vừa

- Mực nước ngầm ở độ sâu -3,0 m so với cốt thiên nhiên

Chương 2 : LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu

5.2.3 2.1.1 Phân tích các dạng kết cấu khung

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

10.7.6.2 Hệ kết cấu khung

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

10.7.6.3 Hệ 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

10.7.6.4 Hệ 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 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

10.7.6.5 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

10.7.6.6 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 là hệ thống khung hoặc vách cứng

Hệ kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp cho các công trình cao từ 25 đến 70 tầng

10.7.6.7 Hệ kết cấu hình hộp

Đối với các công trình có độ cao và mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành ống, người ta còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng

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

2.1.2 Các phương án kết cấu sàn

- Phương án 1: Phương án sàn có dầm 2 phương(Đây là phương án từ trước đến nay chúng ta hay dùng)nó hầu như có mặt khắp các công trình và chiếm đa số đối với các công trình là nhà dân dụng

- Phương án 2: Hệ sàn gồm dầm chính dầm phụ.Trường hợp này thường sử dụng cho các nhà công nghiệp,nhà kho,tầng hầm các nơi cần khoảng không gian lớn hạn chế bố trí các cột giữa nên một trong những giải pháp kết cấu được lựa chọn

là phương án dầm chính phụ

- Phương án 3: Hệ sàn không dầm có mũ cột(hay trước đây còn gọi là sàn nấm).Ngày nay đã đượng sử dụng rất nhiều nhất là trong các trung tâm thương mại,các khối tổng hợp phía trên là căn hộ nhưng phía dưới là các tầng thương mại.Nó có ưu điểm giải quyết được không gian vượt nhịp lớn,lại không thấy các

hệ đà ngang,dọc phía trên mà tăng tính thẩm mỹ kiến trúc công trình

- Phương án 4: Là một loại biết thể khác của sàn có mũ cột.Nhưng loại này được kết hợp thêm với hệ dầm bản rộng theo 2 phương nhằm góp phần làm tăng thêm

độ cứng không gian cho hệ sàn và tạo 1 hình thức trang trí cho trần bê tông cốt thép.Nó cũng thường được sử dụng ở các trung tâm thương mại,siêu thị,sảnh khách sạn hoặc hầm để xe

2.1.3 Phương án lựa chọn

Công trình “Nhà ở cán bộ công nhân viên bệnh viện ung thư - thành phố Đà Nẵng là một công trình cao 10 tầng với độ cao 34,8 m Đây là một công trình nhà ở mang tính chất hiên đại Mặt khác, công trình lại xây dựng trong khu dân cư đông đúc vì vậy yêu cầu đặt ra khi thiết kế công trình là phải chú ý đến độ an toàn của công trình

Hệ kết cấu chịu lực của công trình phải được thiết kế với bậc siêu tĩnh cao để khi chịu tác động của các tải trọng ngang lớn công trình có thể bị phá hoại ở một số cấu kiện

mà không bị sụp đổ hoàn toàn

Theo TCXD 198 : 1997 điều 2 “Những nguyên tắc cơ bản trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT toàn khối” điểm 2.3.3 thì “Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng Nếu công trình được thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng ” Do đó khi thiết kế hệ kết cấu cho công trình này, em quyết định sử dụng hệ kết cấu khung - giằng (khung và lõi cứng)

Về hệ kết cấu chiu lực: Sử dụng hệ kết cấu khung – lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng

và phương án sàn có dầm 2 phương Trong đó, hệ thống lõi và vách cứng được bố trí ở khu vực đầu hồi nhà, chịu phần lớn tải trọng ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của vách Hệ thống khung bao gồm các hàng cột biên, dầm bo bố trí chạy 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

2.1.4 Kích thước sơ bộ của kết cấu

+ q: tải trọng tường tính trên mỗi mét vuông mặt sàn (q =1 1, 4  T/m2)

+ F: Diện tích truyền tải của một sàn vào cột, lấy đối với trục 7B

R

N = n x q x F

+ n: Số tầng : n =10

+ q: tải trọng tường tính trên mỗi mét vuông mặt sàn (q =1 1, 4  T/m2)

+ F: Diện tích truyền tải của một sàn vào cột, lấy đối với cột 7-A

+ md= (8 12  ) với dầm chính

Bảng chọn kích thước dầm khung

ld (cm)

h sơ bộ(cm)

h chọn (cm)

chọn (cm)

1 12

1 20

1 12

1

cm l

) ( 60

cm b

cm h

dp dp

Vậy tiết diện dầm phụ nhịp l=2.7m là: 40( )

Trong đó: lấy cho ô sàn nguy hiểm nhất L /B = 6800/4200 = 1,62

D: là hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D 0 , 8  1 , 4 lấy D=1

Bản BTCT của các sàn và mái khi nhập vào mô hình Etabs tự tính,ta chỉ cần tính tải trọng các lớp còn lại

Các giá trị tính toán tĩnh tải như sau:

hệ số độ tin cậy n

gtt (kN/m2)

hệ số độ tin cậy n

gtt (kN/m2)

hệ số độ tin cậy n

gtt (kN/m2)

+ hd: chiều cao dầm trên tường tương ứng

Ngoài ra khi tính trọng lượng tường, ta cộng thêm hai lớp vữa trát dày 2cm/lớp

Tải trọng tt (kN/m)

Tải phân bố trên dầm

Tầng 2,3,4,-

Tum

Tải phân bố trên dầm

Tải phân bố trên dầm

(KN/m2)

Hệ số vượt tải

n

Tính toán (kN/m2)

+ Wo là áp lực tiêu chuẩn Với địa điểm xây dựng tại Thành Phố ĐÀ NẴNG

Wo =0,95 kN/m2 ứng với vùng áp lực gió II và dạng địa hình B

Thời hạn sử dụng của công trình là 50 năm ta có

+ Hệ số vượt tải của tải trọng gió n = 1,2

+ Hế số điều chỉnh tải trọng gió = 1

+ Hệ số khí động C được tra bảng theo tiêu chuẩn và lấy :

C = + 0,8 (gió đẩy),

C = - 0,6 (gió hút)

+ Hế số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao k được nối suy từ bảng tra theo các độ cao Z của cốt sàn tầng và dạng địa hình C

Giá trị áp lực tính toán của thành phần tĩnh tải trọng gió được tính tại cốt sàn từng tầng

kể từ cốt 0.00 Kết quả tính toán cụ thể được thể hiện trong bảng:

+ Tải trọng gió tính toán qui về lực phân bố trên dầm viên của sàn từng tầng:

Bảng 2-6 Tải trọng tác đông của gió

Tầng Cốt cao

độ

Cao trình sàn

Tính toán nội lực cho công trình

Tính toán nội lực cho các kết cấu chính của công trình

Để tính toán kết cấu một công trình xây dựng dân dụng có nhiều phần mềm kết cấu trong và ngoài nước để các nhà thiết kế lựa chọn như: SAP 2000 (CSI-Mỹ), STAAD III/PRO (REI-Mỹ), PKPM (Trung Quốc), ACECOM (Thái Lan), KPW (CIC - Việt 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 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 và cùng

họ với SAP 2000 Điểm nổi bật của ETABS ở đây mà các phần mềm kết cấu khác 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

-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 Fa (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

-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

Mặc dù mới xuất hiện ở Việt Nam, xong có thể khẳng định 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

10.7.6.13 Tĩnh 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 = 3.106 T/m2;  =2,5 T/m3 chương trình tự động dồn tải dồn tĩnh tải về khung nút

Do vậy trong trường hợp Tĩnh tải ta đưa vào hệ số Selfweigh = 1,1; có nghĩa là trọng lượng của bản sàn BTCT dày 10 cm đã được máy tự động tính với hệ số vượt tải 1,1; Như vậy chỉ cần khai báo TL các lớp cấu tạo: gạch lát, vữa lót, vữa trát, tường trên sàn, sàn Vệ sinh, thêm vào Tĩnh tải.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

10.7.6.14 Hoạt tải đứng:

Chương trình ETABS có thể tự động dồn tải về các cấu kiện cho nên hoạt tải thẳng đứng tác dụng lên các bản sàn được khai báo trên phần tử shell (Bản sàn) với thứ nguyên lực trên đơn vị vuông; chương trình tự động dồn tải trọng về khung nút Các ô sàn khác nhau được gán giá trị hoạt tải sử dụng thực tế của ô sàn ấy

10.7.6.15 Tải trọng gió:

- Thành phần gió tĩnh (GT; GP)

Do kích thước công trình theo phương X lớn hơn phương Y nhiều lần nên ta chỉ cần xét đến gió tác dụng vào công trình theo phương Y là GT và GP

10.7.6.16 Mô hình tính toán nội lực

Sơ đồ tính được lập trong phần mềm tính kết cấu ETABS 9.7.1 dưới dạng khung không gian có sự tham gia của phần tử frame là dầm, cột và các phần tử shell là sàn, vách thang máy, vách thang bộ

Tải trọng được nhập trực tiếp lên các phần tử chịu tải theo các trường hợp tải trọng Phần tải trọng bản thân do máy tự tính nên ta chỉ nhập tĩnh tải phụ thêm ngoài tải trọng bản thân Hoạt tải tính toán được nhân với hệ số giảm tải trước khi nhập vào máy Nội lực của các phần tử được xuất ra và tổ hợp theo các quy định trong TCVN 2737-

1995 và TCXD 198-1997

Hình 2-2 Mô hình khung không gian

Hình 2-3 Sơ đồ tĩnh tải tầng điển hình

Hình 2-4 Sơ đồ tĩnh tải tường tầng điển hình

Hình 2-5 Sơ đồ hoạt tải 1 tầng điển hình

Hình 2-6 Sơ đồ hoạt tải 2 tầng điển hình

Hình 2-7 Sơ đồ gió GT tầng điển hình

Hình 2-8 Sơ đồ gió GP tầng điển hình

Kết xuất biểu đồ nội lực

Hình 2-9 Các phần tử khung trục 7

Hình 2-10 Biểu đồ momen 3-3 tổ hợp BAO (T)

Hình 2-11 Biểu đồ lực dọc của tổ hợp BAO (T.m)

Hình 2-12 Biểu đồ momen M2-2 của tổ hợp BAO (T.m)

Hình 2-13 Biểu đồ lực cắt V2-2 của tổ hợp BAO (T)

Tổ hợp nội lực

10.7.6.17 Cơ sở cho việc tổ hợp nội lực

Tổ hợp nội lực nhằm tạo ra các cặp nội lực nguy hiểm có thể xuất hiện trong quá trình làm việc của kết cấu Từ đó dùng để thiết kế thép cho các cấu kiện

Bảng 2-9 Nội lực tính toán cho cột

hệ số độ tin cậy n

gtt(kN/m2)

hệ số độ tin cậy n

gtt(kN/m2)

p KG/m2

q KG/m2

Sàn phòng làm việc 4,2 6,8 1,62 Bản kê 4 cạnh 280 240 520

.Tính toán cốt thép sàn

3.1.4 Lựa chọn vật liệu tính toán

Bêtông sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5MPa, Rbt = 1,05 MPa , E= 30x103MPa ;

Cốt thép:

10

  sử dụng thép nhóm AI có: Rs = 225 MPa, Rsc = 225MPa, E= 21x104MPa;

  sử dụng thép nhóm AII có: Rs = 280MPa, Rsc = 225MPa, E= 21x104MPa

Với: bê tông B25 và thép AI có:  R 0, 427; R 0,618

bê tông B25 và thép AII có:  R 0, 417; R 0,593

3.2 Tính toán sàn vệ sinh

3.2.1 Xác định nội lực

- Ta có : 2,19

1,3

8,6

Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 100cm:

(1,95.10 )

64, 45 225 0,996.135

tt s s

min 0

Sơ đồ tính :

- Tĩnh tải: gtt =280 KG/m2

- Hoạt tải: p= 240 KG/m2

-Tổng tải trọng : q = 280 +240 = 520 KG/m2

1 2

1

2 2

1

2 2

1

1 1

1 1

/

;

;

; 1

M M

M M

M

M B M

M A M

M B M

Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép chịu kéo của bản là: a=1,5 cm

chiều cao làm việc của bản sàn là:h0 = h - a= 15 – 1,5 = 13,5cm

3.2.2.2.1 Tính toán cốt thép chịu mô men dương

967, 035 10

324,53

225 0,976 135

s s

Ta chọn thép Ø6a200 theo phương l1 có As = 3,02cm2

Theo phương l2 có M = -553,14 KG.m ta tính tương tự như thép chịu mô men âm bên trên và chọn Ø6a100 có As = 3,02cm2

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN DẦM

4.1 Cơ sở tính toán

- Dựa vào bảng Tổ hợp nội lực dầm ta chọn ra giá trị mômen ở 2 đầu nhịp và

giữa nhịp để tính toán cốt thép

- Cốt thép ở 2 đầu nhịp ta chỉ cần tính với đầu có giá trị mômen lớn hơn

* Ta thiết kế dầm sàn đúc liền với bản theo tiết diện chữ T

* Ta tính thép dầm B51; B64; B44; B135 rồi bố trí cho toàn bộ khung

4.1.1 Công thức tính toán tiết diện chịu mômen dương:

Tính tiết diện chữ T, cánh nằm trong vùng nén hf

- Để tính bề rộng cánh chữ T ta lấy giá trị C1 là min trong 2 giá trị sau:

+ Một nửa khoảng cách giữa 2 mép trong dầm: (B – b)/2

M  Mf  trục trung hoà qua sườn

Tính theo tiết diện chữ T

  n

a s

R

= abh + b - b h

R

4.1.2 Công thức tính toán tiết diện chịu mômen âm:

Cánh nằm trong vùng kéo nên tính theo tiết diện chữ nhật b x h:

min 0

(m)

M (T.m) Q (T) b(cm) h(cm) B51

0,3 -16.717 -15.63 30 60

7,05 -22.982 17.65 30 60 B64

- Với mômen âm

Chọn cặp mômen âm lớn nhất để tính toán: M max= -229,8 KN.m

2 0

229,8.10

16,160,907 280 560

Tính tiết diện chữ T, cánh nằm trong vùng nén, hf= 15cm

- Để tính bề rộng cánh chữ T ta lấy giá trị C1là min trong 2 giá trị sau:

+ 1/2 khoảng cách 2 mép dầm: 7050,5 = 350cm