Thiết kế bản vẽ thi công tòa nhà văn phòng cho thuê khánh hội hoa lư ninh bình

Còn trong kết cấu cao tầng , nội lực chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra rất nhanh theo độ cao , áp lực gió động đất là tác nhân chủ yếu thiết kế kết cấu.. Do vậy tải trọng ngang cuả tò

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: Đinh Văn An

1

Chương 1 – KIẾN TRÚC

1.1 Giới thiệu công trình

Những năm gần đây Việt Nam đã đẩy mạnh quan hệ ngoại giao với nhiều quốc gia và xây dựng nền kinh tế thị trường, nhờ đó mà nền kinh tế đã có những bước phát triển vượt bậc.Sự phát triển của nền kinh tế đã kèm theo sự phát triển của cơ sở hạ tầng , do vậy mà những tòa nhà văn phòng mang tính kinh doanh đã mọc lên để phục vụ cho những công ty chưa thể theo kịp nhu cầu cơ sở hạ tầng Vì thế với dự án công trình tòa nhà văn phòng cho thuê Khánh Hội – Hoa Lư – Ninh Bình sẽ được triển khai để hợp lý hóa những yêu cầu đòi hỏi trên và góp phần đẩy mạnh sự phát triển của nước ta

Hình 1.1 Mặt bằng tổng thể

Trong những năm gần đây ở nước ta,mô hình nha cao tầng đã trở thành xu thê cho ngành xây dựng Muốn phát triển đất nước cũng như tổng công ty muốn hoạch định thành phố với những công trình nhà cao tầng ,trước hết bởi do nhu cầu xây dựng ,sau là khẳng định tầm vóc của đất nước trong thời kì CNH-HĐH

lèi vµo

2 1

SVTH: Đinh Văn An

2

1.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng:

- Tòa nhà văn phòng cho thuê Khánh Hội – Hoa Lư – Ninh Bình

Tọa lạc tại Thị trấn Thiên Tôn,Huyện Hoa Lư, Tỉnh Ninh Bình

Trong đó :

Lớp 6 là lớp địa chất tốt bao gồm cát thô có lẫn sỏi, cuội có khả năng chịu tải lớn Với chiều dày lớn và chưa kết thúc trong phạm vi lỗ khoan 60m Do đó rất đáng tin cậy làm nền móng cho các công trình cao tầng

1.3 Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng :

- Công trình xây dựng tại Thị trấn Thiên Tôn, Huyện Hoa Lư, Tỉnh Ninh Bình Tỉnh Ninh Bình phía Đông giáp tỉnh Nam Định qua sông Đáy, phía Tây giáp tỉnh Thanh Hóa, phía Nam giáp biển (vịnh Bắc Bộ), phía Bắc giáp tỉnh Hòa Bình và Hà Nam

SVTH: Đinh Văn An

6

Chương 2 : LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầng

2.1.1 Tải trọng ngang

- Trong kết cấu thấp tầng tải trọng ngang sinh ra rất nhỏ theo sự tăng lên của độ cao Còn trong kết cấu cao tầng , nội lực chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra rất nhanh theo độ cao , áp lực gió động đất là tác nhân chủ yếu thiết kế kết cấu

- Nếu công trình được xem như một thanh công xôn , ngàm tại mặt đất thì lực dọc tỷ lệ nghịch với chiều cao , momen do tải trọng ngang tỷ lệ với bình phương chiều cao

M = P x H (tải trọng tập trung )

M = q x H2/2 ( tải trọng phân bố đều )

- Chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc bốn của chiều cao

P – tải trọng tập trung ; q – tải trọng phân bố ; H- chiều cao công trình

Do vậy tải trọng ngang cuả tòa nhà cao tầng trở thành nhân tố chủ yếu để thiết kế kết cấu

2.1.2 Hạn chế chuyển vị

Theo sự tăn lên của chiều cao nhà , chuyển vị ngang tăng lên rất nhanh Trong thiết

kế kết cấu , không chỉ yêu cầu thiết kế đủ khả năng chịu lực mà còn yêu cầu kết cấu

có đủ độ cứng cho phép Khi chuyển vị ngang lớn thường ngây ra những hậu quả sau

- Làm kết cấu tăng thêm những chuyển vị phụ đặc biệt là kết cấu đứng Khi chuyển vị tăng lên , độ lệch tâm tăng lên do vậy nếu nội lực tăng lên vượt quá khả năng chịu lực của kết cấu sẽ bị sụp đổ công trình

- Làm cho người ở và làm việc cảm thấy khó chịu và hoảng sợ ảnh hưởng đến công tác và sinh hoạt

- Làm tường và một số trang trí xây dựng bị nứt và phá hỏng , làm cho ray thang máy bị biến dạng , đường ống và đường điện bị phá hoại

 Do vậy phải hạn chế việc chuyển vị ngang

SVTH: Đinh Văn An

7

2.1.3 Giảm trọng lượng bản thân

- Xem xét từ sức chịu tải của nền đất Nếu cùng một cường độ thì khi giảm trọng lượng bản thân có thể tăng lên một số tầng khác

- Xét về dao động , giảm trọng lượng bản thân tức là giảm khối lượng tham gia dao động như vậy sẽ giảm được thành phần của gió và động đất

- Xét về mặt kinh tế , giảm trọng lượng bản thân tức là tiết kiệm được vật liệu , giảm giá thành công trình bên cạnh đó còn tăng không gian sử dụng

 Từ các nhận xét trên ta thấy trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến giảm trọng lượng bản thân kết cấu

2.2 Giải pháp móng cho công trình

2.3 Giải pháp kết cấu phần thân công trình

2.3.1 Các lựa chọn giải pháp kết cấu

2.3.1.1 Các lựa chọn giải pháp kết cấu chính

Căn cứ theo thiết kế ta chia ra các giải pháp kết cấu chính như sau :

a Hệ tường chịu lực

SVTH: Đinh Văn An

8

- Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện chịu lực theo phương thẳng đứng của nhà

là các tường phẳng.Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn được xem là cứng tuyệt đối.Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là các vách tường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn Với hệ kết cấu này thì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp để đảm bảo yêu cầu kết cấu

- Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng tuy nhiên theo điều kiện kinh tế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phương án này không thỏa mãn

có thể sử dụng được cho công trình này

- Hệ kết cấu khung chịu lực có thể áp dụng cho công trình này

c Hệ lõi chịu lực

d Hệ kết cấu hỗn hợp

Sơ đồ giằng :Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng

tương ứng với diện tích truyền tải đến nó còn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi tường chịu lực Trong sơ

đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén

Sơ đồ khung - giằng :Hệ kết cấu khung - giằng ( khung và vách cứng )được tạo

ra bằng sự kết hợp giữa khung và vách cứng Hai hệ thống khung và vách cứng được liên kết qua hệ kết cấu sàn Hệ thống vách cứng đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hóa kết cấu , giảm bớt kích thước cột và dầm , đáp ứng được yêu cầu kiến trúc Sơ đồ này khung có liên kết cứng tại các nút

SVTH: Đinh Văn An

9

Sơ đồ khung – giằng có khả năng dùng cho nhà cao tầng trên 50 m

2.4 Các lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

2.7 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.7.1 Xác định chiều dày bản theo công thức :

- Dựa vào mặt bằng tầng điển hình ta có thể thấy diện tích chịu tải của cột trục 1

và trục A Ta chọn diện tích chịu tải cột trục C1 làm diện tích chịu tải tính toán:

- Dựa vào mặt bằng tầng điển hình ta có thể thấy diện tích chịu tải của cột trục 2

và trục C.Ta chọn diện tích chịu tải cột trục 2C làm diện tích chịu tải tính toán:

Hệ số vượt tải n

Tính toán (T/m2)

-Djlà kích thước các cạnh của công trình theo phương x, y tương ứng ( m) -Thời gian sử dụng giả định của công trình 30 năm

-Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió n =1,1

c k W

W j tc  o* *

SVTH: Đinh Văn An

18

Hình 2-1 Xây dựng mô hình etabs

2.8.2.2 Khai báo và gán các tải trong

TT, HT1, HT2, HT3, GXT,GXP, GYT,GYP

SVTH: Đinh Văn An

22

Hình 2.5 Sơ đồ gán HT2 của tầng điển hình

Hình 2.6 Sơ đồ gán HT3 của tầng điển hình

SVTH: Đinh Văn An

26

Bảng 2-8 Nội lực tính toán cho cột

b(cm) h(cm)

B13

0.25 -23.896 -22.25 35 70 4.00 27.766 -0.16 35 70 7.75 -36.647 25.71 35 70

A

D350x700 D350x700

D350x700

D350x700 D220x500

D220x500

D350x700 D350x700

D350x700

D350x700 D220x500

D220x500 D350x700

C700x700 C700x700

C700x700 C700x700

3.3.2 Tính toán cốt thép

3.3.2.1 Tính toán cốt thép chịu mô men dương

SVTH: Đinh Văn An

34

- Lớp bê tông bảo vệ a = 2 cm -> ho = 18-2 =16 cm

3.4.2 Kích thước và sơ đồ liên kết

l

l   < 2 bản làm việc theo Hình 3.3 Sơ đồ tính toán sàn phòng

2 phương tính cho bản kê 4 cạnh,tính theo sơ đồ khớp dẻo

3.4.3.1 Ứng với giá trị momen M01 = 1102 kg.m

3.4.3.2 Ứng với giá trị momen M02 = 1025 kg.m

3.4.3.3 Ứng với giá trị momen M 1 = 1289 kg.m

366, 47.10

22250,905 280 650

.

b s

ø8a150 6

3-3

2ø22 2 2ø22

2 2ø22 1

1ø22 3 2ø22 4

4-4

2ø221

2ø12 5 2ø224ø8a200 7

5-5

2ø223

2ø22 2 2ø22 1

2ø22 3

ø8a200 7 ø8a150

6

2ø12 5 2ø22 4 2ø22

4

2ø22

2 2ø22 1 2ø222

2ø22 2 2ø22 1

9

9 8

6-6

2ø221

4ø22 2 2ø12 5 2ø224ø8a150 6

2ø221

2ø12 5 2ø224ø8a200

2ø222 2ø221

2ø22 3

ø8a2007ø8a150

2ø125

2ø221 ø8a2003ø8a150

2ø224

2ø1252ø125

2 2ø22 1

1

3 2

; cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn

Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, tính được hệ số x, y Mômen đã gia tăng

Mx1; My1

Mx1 = x.Mx; My1 = y.My Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh được đưa

về một trong hai mô hình tính toán Điều kiện và kí hiệu theo bảng sau:

x x y

y C

M C



Rb, Rs, Rsc, R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

My Mx

b sc

b e e

R R

bh R N A

Z R k

x h bx R e N A

SC

b

.

) 2 (

h x e N A

S

)5

,0

Trong đó: min lấy theo độ mảnh

max: khi cần hạn chế việc sử dụng quánhiều thép người ta lấy max=3%

Để đảm bảo sự làm việc chung giữa thép và bêtông thường lấy max=6%

5.2.2 Kiểm tra cột theo khả năng chịu cắt:

Lực cắt lớn nhất lấy trong bảng tổ hợp nội lực từ etabs : Qmax.(THBAO) Kiểm tra điều kiện : Qmax<0,6.Rbt.b.h0 thì bê tông đủ khả năng chịu cắt nên cốt đai đặt theo cấu tạo

Trong đó: Rbt(kG/cm2): cường độ chịu kéo của bê tông Bê tông B25 có

Rbt=10,5(kG/cm2)

(c m) (kg.m) (kg.m) (cm) (kg.m) hợp (cm 2 ) (%) (cm 2 ) 20 22 25 28 (cm 2 )

119.4 20 123 -5793 5591 -680370 -5793 5591 X 70 70 2.52 -5793 5591 2.80 8029 ĐT 6.771 0.15%

119.4 20 123 -5793 5591 -680370 -5793 5591 X 70 70 2.3 -5793 5591 2.80 8029 ĐT 6.771 0.15%

-3866 5192 -611710 -3866 5192 Y 60 60 2.3 5192 -3866 2.40 6738 ĐT 49.5 1.50%

6414 -8859 -614050 6414 -8859 Y 60 60 2.3 -8859 6414 2.40 11425 ĐT 50.42 1.53%

6285 -7648 -617350 6285 -7648 Y 60 60 2.3 -7648 6285 2.40 10162 ĐT 51.73 1.57%

( c m )

-5582 14155 -80850 -5582 14155 Y 45 45 2.3 14155 -5582 23.13 18700 L.T.L 23.96 1.33%

5522 -6214 -80300 5522 -6214 Y 45 45 2.3 -6214 5522 13.35 10717 L.T.L 4.023 0.22%

4919 -810 -258940 4919 -810 X 45 45 2.3 4919 -810 2.03 5247 ĐT 3.6 -0.21%

SVTH: Đinh Văn An

61

Chương 6 :TÍNH TOÁN THANG ĐIỂN HÌNH

6.1 Đặc điểm cấu tạo kết cấu và kiến trúc cầu thang bộ

Hình 6-1 Chi tiết thang bộ tầng điển hình

6.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cầu thang bộ

6.2.1 Các giải pháp kết cấu của cầu thang bộ:

6.2.2 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các bộ phận

SVTH: Đinh Văn An

62

Hình 6-2 Mặt bằng kết cấu cầu thang tầng điển hình

6.3 Tính toán các bộ phận cầu thang

q1=q.cosa

SVTH: Đinh Văn An

65

Kích thước của bản chiếu nghỉ: l2 = 3 m; l1 = 1,19 m

Ta có: l2/l1 = 3/1,19 =2,52 > 2 bản chiếu nghỉ thuộc bản loại dầm

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm

q = (g+p).1m = 0,75.1=0,75 (t/m2)

Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

Nội lực trong dải bản xác định như sau:

s s

Hình 6-4 Sơ đồ truyền tải từ các bản thang và bản chiếu nghỉ về dầm DCN

Tải trọng do bản thang BT1 truyền về:

2

Trong đó: k = 5/8 với tải trọng hình tam giác và 2 3

hai đầu dầm tựa lên vách nên xem 2 đầu dầm là gối Momen tại gối =0

c Tính cốt thép cho tiết diện dầm:

Kích thước tiết diện dầm: bxh = 220x400 mm

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ abv = h0  h abv 40 2 38 cm

Bê tông sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5MPa, Rbt = 1,05MPa, E= 31x103 MPa

Thép nhóm AII có Rs = 280 MPa, Rsw = 225 MPa, E= 21x104 MPa;

Bê tông B25 và thép AII có:  R 0, 418; R 0,595

Tính toán thép chịu mô men ở nhịp:

s s

SVTH: Đinh Văn An

69

Hình 6.6 Mặt bằng truyền tải từ bản thang và bản sàn truyền về dầm DCT

b Sơ đồ tính: tương tự như khi tính toán dầm DCN

Ta xác định được nội lực do tải trọng gây ra trên dầm DCT như sau:

Mô men tại nhịp và gối:

-17.25

-25.25 -5.75

SVTH: Đinh Văn An

72

7.1.1 Đánh giá điều kiện địa chất:

o Hệ số nén lún: m = 0,04 MPa-1 < 0,05 MPa-1  Sét pha có khả năng chịu nén tốt

- Môđun biến dạng: E = 22 Mpa > 5MPa

o Kết Luận: Lớp 2 là sét pha dẻo cứng có khả năng chịu tải lớn, tính năng xây dựng tốt, nhưng với công trình cao tầng thì chiều dày lớp đất này khá mỏng nên việc làm móng trong lớp đất này là không thích hợp

- Môđun biến dạng: E = 10 Mpa > 5MPa

- KL: Lớp 3 là sét pha dẻo mềm có khả năng chịu tải yếu, tính năng xây dựng yếu Không phù hợp để làm nền cho công trình

- Môđun biến dạng: E = 14 Mpa > 5MPa

- Kết Luận: Lớp 4 là cát pha có khả năng chịu tải trung bình, tính năng xây dựng trung bình, biến dạng lún trung bình Lớp đất này cũng không phù hợp làm nền móng của công trình

- LỚP ĐẤT 5: CÁT HẠT NHỎ VÀ TRUNG CÓ CHIỀU DÀY 8 M

- Môđun biến dạng: E = 30 MPa > 5MPa

- Kết Luận: Lớp 5 là lớp cát vừa và hạt trung chặt vừa có khả năng chịu tải lớn, tính năng xây dựng tốt, biến dạng lún nhỏ, chiều dày tương đối lớn (8m) Nền móng công trình đặt ở lớp đất này là phù hợp

- Môđun biến dạng: E = 37 MPa >> 5MPa

- KL: Lớp 6 là lớp cát thô lẫn cuội sỏi chặt, có khả năng chịu tải lớn, tính năng xây dựng tốt, biến dạng lún nhỏ, chiều dày lớp đất lớn, chưa kết thúc trong phạm vi lỗ khoan 60m Do đó rất đáng tin cậy làm nền móng cho các công trình cao tầng

7.1.2 Lựa chọn mặt cắt để tính móng:

- Trên mặt bằng chỉ bố trí một số hố khoan thăm dò chưa xem xét được hết điều kiện địa chất ở dưới tất cả các cọc Tuy nhiên do giới hạn của phạm vi đồ án là gần đúng vậy nền đất của công trình có thể xem chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình với các chỉ tiêu cơ lý như trên Do vậy ta có thể dựa vào kết quả trên để tính móng

7.2 Lựa chọn giải pháp nền móng:

và 6 (cát thô lẫn cuội sỏi chặt) là các lớp đất tốt, nhất là lớp 6 Với điều kiện địa chất như vậy giải pháp móng sâu là giải pháp hợp lý nhất cho qui mô và tải trọng công trình cao tầng Giải pháp móng sâu cụ thể ta sử dụng là móng cọc đài thấp

- Hiện nay có hai phương án móng cọc đang được sử dụng rất phổ biến với trình độ

và thiết bị thi công phong phú ở nước ta, đó là: móng cọc tiền chế sử dụng phương pháp ép và móng cọc khoan nhồi Trong phạm vi của đồ án em xin trình bày cả hai phương án móng cọc trên, sau đó sẽ tiến hành so sánh các chỉ tiêu để lựa chọn phương án móng thích hợp nhất cho công trình

7.3.2 Các loại tải trọng tính toán

vách.Tính toán với 1 trong 3 tổ hợp có:

o (Nmax,MXtu,MYtu,QXtu,QYtu)

o (|MX|max,MYtu,Ntu,QXtu,QYtu)

o (|MY|max,MXtu,Ntu,QXtu,QYtu)

Tùy tình hình số liệu chọn 1 tổ hợp để tính rồi kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại

o Kích thước đà kiềng đỡ tường và sàn tầng hầm chọn sơ bộ bxh = 40x80cm cho toàn bộ các đà kiềng trong công trình (Nhịp khung lớn nhất 8.5m) Đà kiềng làm việc

o Dựa vào bảng tổ hợp nội lực:

=>Tải trọng truyền xuống móng theo hai phương X và Y:

Trường hợp tải Tổ hợp NoZtt MoXtt MoYtt QoXtt QoYtt

(Nmax,MXtu,MYtu,QXtu,QYtu) TH3 -662.93 -4.694 -6.987 -5.37 -4.51 (|MX|max,MYtu,Ntu,QXtu,QYtu) TH17 -626.69 -16.114 -19.472 -11.73 -10.01 (|MY|max,MXtu,Ntu,QXtu,QYtu) TH19 -495.12 -14.82 -23.922 -15.19 -9.73

Tổ hợp TH3 có N max và giá trị moment 2 phương tương đối lớn

Tổ hợp TH17 tuy có |Mx|max nhưng lực dọc N nhỏ hơn so với Nmax

Tổ hợp TH19 tuy có |My|max nhưng lực dọc N nhỏ hơn rất nhiều so với Nmax

Chọn tổ hợp TH3 để tính móng

Tính thêm tải trọng do tầng trệt truyền xuống móng:

Chọn sàn tầng trệt có chiều dày hs = 25cm

o Tĩnh tải trên sàn: gtt = 1.1 x 2.5 x 0.25 + 1.3 x 1.8 x 0.02 = 0.73 T/m2

o Hoạt tải trên sàn: ptt = 1.2 x 0.5 = 0.6 T/m2

Diện tích chịu tải: 4,25x4 = 17m2