CHUNG cư CAO TầNG duy thành – THÁI BèNH

Việc xây dựng công trình là phù hợp với nhu cầu về nơi làm việc và giải quyết một phần về nhu cầu nhà ở phục vụ công tác giải phóng mặt bằng cho các dự án của Thành phố.. Giải phỏp kiến

Chương 1 : Kiến trỳc

1.1 Giới thiệu về cụng trỡnh

Công trình với quy mô 9 tầng mang tên “CHUNG CƯ CAO TầNG Duy Thành – THÁI BèNH”, vị trí xây dựng tại số 08 ,đ- ờng Lí Bôn,Thành Phố Thỏi Bỡnh Khu cụng nghiệp đang phát triển mạnh mẽ về tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội.Lực lơng thanh niên trong độ tuổi lao động ngày càng đông.Xã hội phát triển kéo theo nhu cầu về nhà ở,chung c cao tầng Duy Thành đơc xâyđựng đáp ứng một phần nhu cầu này và nó sẽ đóng góp một vai trò hết sức quan trọng cho không gian đô thị cũng nh cảnh quan kiến trúc của Thành Phố Thỏi Bỡnh Khu đất xây dựng

có tổng diện tích khoảng 1528,6(m2), diện tích xây dựng khoảng 988(m2), tổng diện tích sàn là 5500(m2).

Vị trí xây dựng hết sức thuận lợi cho việc đặt trụ sở, văn phòng thơng mại cũng nh thuận lợi cho việc sinh hoạt nhân dân Việc xây dựng công trình là phù hợp với nhu cầu về nơi làm việc và giải quyết một phần về nhu cầu nhà ở phục vụ công tác giải phóng mặt bằng cho các dự án của Thành phố Công trình góp phần tạo nét mới trong sự phát triển chung của Thành phố.

+Trên mái là nơi bố trí các bể nớc mái.

Về cấp độ công trình đợc xếp loại “nhà cao tầng loại I” (cao dới 50m).

Công trình đợc nghiên cứu để bố trí mặt bằng tổng thể, mặt đứng có một sự cân xứng nghiêm túc.

1.2 Điều kiện tự nhiờn, kinh tế xó hội

+ Điều kiện tự nhiên :

- Công trình đợc xây dựng trên một khu đất bằng phẳng rộng rãi bên cạnh đờng giao thông chính của thành phố Cạnh công trình là các khu văn phòng khác đã và đang xây dựng.

Do vậy rất thuận lợi cho quá trình thi công công trình đợc

đảm bảo về chất lợng và tiến độ thi công.

- Vì công trình đợc xây dựng gần trục đường quốc lộ nên nguồn cung cấp nguyên vật liệu, máy móc thiết bị thi công luôn đảm bảo đợc liên tục, không gián đoạn làm ảnh hởng tới thi công công trình.

- Địa điểm xây dựng công trình không ảnh hởng đặc biệt của điều kiện tự nhiên, cho phép công trình xây dựng

và sử dụng bình thờng trên cơ sở khảo sát địa chất

+ Điều kiện kinh tế xó hội :

Khu chung cư Duy Thành là khu kinh tế đang phỏt triển mạnh mẽ , đươc

sự đầu tư của cỏc doanh nghiệp trong và ngoài nước,cụng trỡnh xõy dưng được

sự quan tõm của Thành phố Thỏi Bỡnh Đú là những thuận lợi trong quỏ trỡnh thi cụng xõy dựng cụng trỡnh

1.3 Giải phỏp kiến trỳc

1.3.1 Giải pháp mặt bằng:

-Mặt bằng công trình là hình vuụng do đó đơn giản và rất gọn.Các tầng đợc bố trí các phòng dịch vụ, , các căn hộ một cách hợp lý thuận tiện cho công việc và sinh hoạt.

Hệ thống lõi cứng đợc bố trí ở giữa đảm bảo cho công trình có độ đối xứng cần thiết, hạn chế đợc biến dạng do xoắn gây ra do trọng tâm hình học trùng với tâm cứng của công trình.

-Các phòng kỹ thuật phụ trợ: Phòng điều khiển điện, trạm biến thế, máy phát điện dự phòng, phòng máy bơm, phòng lấy rác.

Tầng 2-9:

- Bao gồm các căn hộ phục vụ sinh hoạt gia đình Các căn

hộ đợc bố trí không gian khép kín, độc lập và tiện nghi cho sinh hoạt gia đình 1 tầng cú 6 căn hộ.

- Căn hộ 1,2,5,6: Rộng 100 m2 Bao gồm 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, 1 phòng ăn và bếp, 1 nhà vệ sinh,1 phòng tắm ,1 lôgia không gian nghỉ ngơi, th giãn tốt nhất sau một ngày học tập, làm việc Ngoài ra, khu bếp kết hợp phòng ăn cũng đợc u tiên tiếp xúc với bên ngoài thông qua 1 lô gia phơi Việc đủ ánh sáng, thông thoáng sẽ đảm bảo vệ sinh cho khu vực bếp núc cũng nh toàn căn hộ Phòng khách, kết hợp làm nơi sinh hoạt chung của cả gia đình đợc bố trí tại trung tâm căn hộ ngay lối cửa ra vào Phòng khách và phòng ngủ sát hành lang chung sẽ

đợc thiết kế cửa sổ trên cao để thông thoáng ra hành lang Trong mỗi căn hộ đều u tiên các phòng ngủ đợc tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng tự nhiên Giải pháp thiết kế mặt bằng này thuận tiện cho việc sinh hoạt và trang trí nội thất phù hợp với mục đích sử dụng của từng phòng

-Căn hộ 3,4: Rộng 80 m2 Bao gồm 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, 1 phòng ăn và bếp, 1 vệ sinh và tắm (trong đó 1 nhà tắm dùng chung cho cả gia đình bố trí tắm đứng còn của trực tiếp vào phòng ngủ bố trí phòng tắm nằm).

Mỗi căn hộ đợc thiết kế với dây chuyền sử dụng bao gồm: phòng khách - phòng ngủ - phòng bếp - khu vệ sinh Các phòng với công năng sử dụng riêng biệt đợc liên kết với nhau thông qua tiền sảnh của các căn hộ

1.3.2Giải pháp mặt đứng.

-Về mặt đứng, công trình đợc phát triển lên cao một cách liên tục và đơn điệu: không có sự thay đổi đột ngột nhà theo chiều cao do đó không gây ra những biên độ dao động lớn tập trung ở đó Tuy nhiên công trình vẫn tạo ra đợc một sự cân đối cần thiết Việc tổ chức hình khối công trình đơn

giản, rõ ràng Sự lặp lại của các tầng tạo bởi các ban công, cửa

sổ suốt từ tầng 2 9 tạo lại vẻ đẹp thẩm mỹ cho công trình Các mặt đứng của công trình có các ban công nhô ra, các ban công này đợc phát triển từ dới lên trên tạo cho công trình bớt đi

sự đơn điệu về mặt kiến trúc Phần mái có tum nhô cao,

nh-ng cha phải là sự đánh dấu của kết thúc mà có vẻ nh cônh-ng trình sẽ còn phát triển cao lớn hơn

1.3.3 Giải pháp về giao thông.

-Bao gồm giải pháp về giao thông theo phơng đứng và theo phơng ngang trong mỗi tầng

-Theo phơng đứng: công trình đợc bố trí hai cầu thang bộ

và hai cầu thang máy, đảm bảo nhu cầu đi lại cho sinh hoạt hàng ngày và đáp ứng nhu cầu thoát ngời khi có sự cố xảy ra -Theo phơng ngang: bao gồm sảnh tầng và hành lang dẫn tới các phòng.

Việc bố trí sảnh và thang máy ở giữa công trình đảm bảo cho việc đi lại theo phơng ngang đến các phòng ban là nhỏ nhất

Việc bố trí cầu thang ở hai đầu công trình đảm bảo cho việc đi lại theo phơng ngang là nhỏ nhất, đồng thời đảm bảo

đợc khả năng thoát hiểm cao nhất khi có sự cố xảy ra

1.3.4 Giải pháp chiếu sáng, thông gió cho công trình.

-Kết hợp chiếu tự nhiên và nhân tạo Các phòng đều có cửa sổ để tiếp nhận ánh sáng bên ngoài , toàn bộ cửa sổ đợc lắp khung nhôm kính nên phía trong nhà thờng luôn luôn có

đầy đủ ánh sáng tự nhiên Ngoài ra các hành lang cầu thang

đợc bố trí lấy ánh sáng nhân tạo , có các đèn trần phục vụ ánh sáng Sử dụng hệ thống điều hoà trung tâm đặt ở tầng một

có các đờng ống kỹ thuật nằm cạnh với lồng thang máy dẫn đi các tầng Từ vị trí cạnh thang máy có các đờng ống dẫn đi tới các phòng, hệ thống này nằm trong các lớp trần giả bằng xốp nhẹ dẫn qua các phòng.

-Thỏi Bỡnh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên đòi hỏi công trình phải đảm bảo thông gió cũng nh nhiệt độ trong

các phòng ổn định quanh năm Thông hơi thoáng gió là yêu cầu vệ sinh đảm bảo sức khoẻ cho công việc và nghỉ ngơi đợc thoải mái nhanh chóng phục hồi sức khoẻ sau những giờ làm việc căng thẳng

-Về quy hoạch xung quanh trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió , che nắng , chắn bụi , chống ồn Về thiết kế thì các phòng ngủ , sinh hoạt , làm việc đợc đón gió trực tiếp và tổ chức lỗ cửa hành lang.

1.3.5 Thông tin liên lạc.

Liên lạc với bên ngoài từ công trình đợc thực hiện bằng các hình thức thông thờng là: Điện thoại, Fax, Internet, vô tuyến vv Trong công trình bố trí hệ thống điện thoại với dây dẫn

đợc bố trí trong các hộp kỹ thuật, dẫn tới các phòng theo các ờng ống chứa đây điện nằm dới các lớp trần giả.

1.3.6 Giải pháp về cây xanh.

Để tạo cho công trình mang dáng vẻ hài hoà, chúng không

đơn thuần là một khối bê tông cốt thép, xung quanh công trình đợc bố trí trồng cây xanh vừa tạo dáng vẻ kiến trúc, vừa tạo ra môi trờng trong xanh xung quanh công trình.

1.3.7 Giải pháp về cấp điện.

Trang thiết bị điện trong công trình đợc lắp đầy đủ trong các phòng phù hợp với chứ năng sử dụng, đảm bảo kỹ thuật, vận hành an toàn Trạm điện đợc đặt ở tầng trệt thông

ra phía ngoài công trình đảm bảo yêu cầu về phòng cháy Dây dẫn điện trong phòng đợc đặt ngầm trong tờng, có lớp

vỏ cách điện an toàn Dây dẫn theo phơng đứng đợc đặt trong các hộp kỹ thuật Điện cho công trình đợc lấy từ lới điện thành phố, ngoài ra để đề phòng mất điện còn bố trí một máy phát điện dự phòng đảm bảo công suất cung cấp cho toàn nhà.

1.3.8 Giải pháp về cấp thoát nớc.

-Cấp nớc: Nguồn nớc đợc lấy từ hệ thống cấp nớc thành phố thông qua hệ thống đờng ống dẫn xuống các bể chứa đặt

ngầm dới đất, từ đó đợc bơm lên các bể trên mái Dung tích của bể(V 120m3) đợc thiết kế trên cơ sở số lợng ngời sử dụng

và lợng dự trữ đề phòng sự cố mất nớc có thể xảy ra Hệ thống

đờng ống đợc bố trí chạy ngầm trong các hộp kỹ thuật xuống các tầng và trong tờng ngăn đến các phòng chức năng và khu

vệ sinh.

-Thoát nớc: Bao gồm thoát nớc ma và thoát nớc thải sinh hoạt -Thoát nớc ma đợc thực hiện nhờ hệ thống sênô dẫn nớc từ ban công và mái theo các đờng ống nằm ở góc cột chảy xuống

hệ thống thoát nớc toàn nhà rồi chảy ra hệ thống thoát nớc của thành phố.

- Xung quanh nhà có hệ thống rãnh thoát nớc có kích thớc 38038060 cách tờng 900 làm nhiệm vụ thoát nớc mặt.

- Thoát nớc thải sinh hoạt: nớc thải sinh hoạt từ các khu vệ sinh trên các tầng đợc dẫn vào các đờng ống dấn trong các hộp kỹ thuật dấu trong nhà vệ sinh từ tầng 10 xuống đến tầng trệt, các đờng ống dẫn nớc thải từ các tầng trên xuống sẽ đi tới hộp

kỹ thuật ở đầu nhà với một độ dốc đảm bảo cho việc thoát

n-ớc, sau đó nớc thải đợc đa vào bể xử lý ở dới rồi từ đây đợc dẫn ra hệ thống thoát nớc chung của thanh phố.

1.3.9 Giải pháp phòng hoả.

Để phòng chống hoả hoạn cho công trình trên các tầng

đều bố trí họng cứu hoả và các bình cứu hoả cầm tay nhằm nhanh chóng dập tắt đám cháy khi mới bắt đầu.

Về thoát ngời khi có cháy, công trình có hệ thống giao thông ngang là sảnh tầng có liên hệ thuận tiện với hệ thống giao thông đứng là 2 cầu thang bộ.

nó, còn tải trọng ngang thì khung và lõi cùng chịu, phân tải truyền cho mỗi cấu kiện là tuỳ thuộc vào độ cứng của chúng Vật liệu sử dụng cho công trình: toàn bộ các loại kết cấu dùng bêtông mác 300 (Rn=130 kg/cm2), cốt thép AI cờng độ tính toán 2100 kg/cm2, cốt thép AIII cờng độ tính toán 3600 kg/cm2.

*Giải pháp kết cấu móng:

Thông qua tài liệu khảo sát địa chất, căn cứ vào tải trọng công trình (Do nhà chịu tải trọng đứng và ngang rất lớn) có thể thấy rằng phơng án móng nông không có tính khả thi nên

dự kiến dùng phơng án móng sâu (móng cọc) Nên giải pháp kết cấu móng hợp lý nhất là dùng móng cọc khoan nhồi Thép móng dùng loại AI và AII, thi công đài móng đổ bê tông toàn khối tại chỗ.

Chương 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 VẬT LIỆU CẦN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN

2.1.1 BÊ TÔNG:

Theo tiêu chuẩn TCVN: 5574-1991.

+ Bê tông với các cốt liệu đá cùng với các chất kết dính là xi măng, cát vàng và được tạo nên được một cấu trúc đặc trắc Với cấu trúc như này, bê tông có khối lượng riêng là 2500 KG/m3.

+ Mác bê tông với cường độ chịu nén, tính theo đơn vị KG/cm2, bê tông được dưỡng hộ cũng như thí nghiệm theo quy định , tiêu chuẩn của nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Mác bê tông dùng trong tính toán cho công trình là 300.

- Cường độ của bê tông mác 300:

a/ Theo trạng thái nén:

+ Có cường độ tiêu chuẩn về nén : 167 KG/cm2.

+ Có cường độ tính toán về nén : 130 KG/cm2.

b/ Theo trạng thái kéo:

+ Có cường độ tiêu chuẩn về kéo : 15 KG/cm2.

+ Có cường độ tính toán về kéo : 10 KG/cm2.

- Môđun đàn hồi của bê tông:

Được xác định theo điều kiện khô cứng trong điều kiện tự nhiên, bê tông nặng Với mác 300 thì Eb = 290000 KG/cm2.

2.1.2 Thép :

Thép làm cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép được dùng loại thép với sợi

thông thường theo tiêu chuẩn TCVN 5575 - 1991 Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột

dùng nhóm AII, AIII, cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản

Cèt thÐp nµy dïng lµm cèt chÞu lùc chÝnh cho hÖ khung

Môđun đàn hồi của cốt thép:

2.2 Sơ bộ phương án kết cấu

2.2.1 Phân tích các dạng kết cấu khung

Việc chọn sơ đồ kết cấu nhà cao tầng không đơn giản chỉ dựa vào đặc điểm làm

viêc của nó Giải pháp cho sự lựa chọn nói chung phụ thuộc vào các yêu cầu về kỹ

thuật, kinh tế, xã hội và văn hoá.

Công trình là nhà cao tầng phục vụ cho mục đích ở, vì vậy nó có thể phù hợp với

kết cấu khung, kết cấu vách cứng Kết cấu khung có không gian lớn, bố trí mặt bằng

linh hoạt nhưng độ cứng ngang nhỏ, khả năng chịu tải trọng ngang tương đối kém

Kết cấu vách cứng có độ ngang tương đối tốt nhưng khoảng cách giữa các tường nhỏ,

không gian của mặt bằng công trình nhỏ, việc sử dụng bị hạn chế.

* Dựa vào mặt bằng kiến trúc của công trình ta có thể đưa ra 2 phương án kết

cấu sau:

2.2.2 Phương án 1:

- Kết cấu chịu lực chính của công trình là kết cấu khung BTCT kết hợp với vách cứng (lõi thang máy và vách thang bộ) Loại kết cấu này rất phù hợp với kiến trúc nhà cao tầng được XD với mục đích dân sinh, cho phép công trình có không gian sử dụng lớn, đồng thời tăng độ cứng ngang của công trình.

- Nhà làm việc theo sơ đồ khung - giằng: khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang cùng với kết cấu lõi, vách cứng Khung có các liên kết cứng tại các nút (khung cứng).

- Khi thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu 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 & dầm) quy tụ vào nó.

2.2.3 Phương án 2:

- Kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ tường chịu lực kết hợp với lõi và vách cứng Các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các tấm tường phẳng Do mặt bằng bố trí nhiều căn hộ nên ta có thể sử dụng hệ kết cấu tường ngang và dọc cùng chịu lực

- Vách cứng và tường đều chịu cả tải trọng ngang và tải trọng đứng Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường chịu tải thông qua hệ các bản sàn được xem như là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng.

- Phương án này có ưu điểm là thi công đơn giản nhưng có nhiều nhược điểm :

 Không tạo được không gian lớn phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt.

 Kết cấu tường đặc nên rất nặng nề, không khả thi cho nhà cao tầng.

 Do tường phải chịu cả tải trọng ngang và tải trọng thẳng đứng nên kích thước rất lớn do vậy rất tốn diện tích.

2.2.4 Phương án lựa chọn

Ta thấy rằng có nhiều phương án kết cấu để áp dụng cho công trình với mặt bằng kiến trúc đã có, tuy nhiên qua so sánh các chỉ tiêu về kinh tế, tính khả thi, thuận lợi cho việc bố trí các căn hộ, thi công không quá phức tạp, tận dụng được mặt bằng không gian rộng rãi ta thấy phương án 1 là hợp lý hơn cả với công trình này.

- Hai hệ thống chịu lực này bổ sung và tăng cường cho nhau tạo thành một hệ chịu lực kiên cố Hệ sàn dày 10  12cm với các ô sàn tạo thành một vách cứng ngang liên kết các kết cấu với nhau và truyền tải trọng ngang về hệ lõi

- Do mặt bằng công trình có 2 cạnh xấp xỉ bằng nhau, do đó sơ đồ làm việc của

hệ khung giằng này là sơ đồ không gian, với các giả thiết sau đây:

 Xem hệ sàn như cứng vô cùng trong mặt phẳng của nó

 Các cấu kiện thẳng đứng được ngàm vào 1 móng cứng.

- m = 40 - 45 cho bản kê bốn cạnh Chọn m lớn với bản liên tục m = 43.

10 - 18 cho bản công son Chọn m = 14.

- D = 0.8 - 1.4 phụ thuộc vào tải trọng; Chọn D = 1.

- L : cạnh ngắn của ô sàn.

* Do sự phân bố của hệ giằng dọc và ngang theo các trục nhà nên các ô bản trong công trình chủ yếu là bản kê 4 cạnh có các kích thước: 3565 x 4700(phòng ngủ); 3080 x 4200(phòng ngủ); 2768 x 3300(bếp); 5035 x 5410(phòng khách);

và các bản kê 2 cạnh có các kích thước: ; ; 3480 x 8400(bản cầu thang);riêng dải bản hành lang có kích thước cạnh ngắn là 2400mm và ô bản ban công có kích thước 1000 x 3300mm.

cm





=> Để đảm bảo yêu cầu cách âm giữa các tầng nhà, thuận lợi trong thi công, ta chọn thống nhất chiều dày toàn bộ sàn của công trình là h b = 12cm; riêng khu vệ sinh có h b = 10cm,Ban công h b = 8cm,

Chiều cao của tường xây : H tường = H t - h d = 3,6 - 0.75 = 2,85 m

 Tiết diện cột sơ bộ chọn theo công thức: F c = k  N / R n

+ k = 1.2  1.5 hệ số kể đến mômen uốn( Trong đó: cột góc k = 1,5; cột biên k

B C

2 1

B C D

3 2

1, 2 1596,7( )

Chọn cột có b x h = 100 x 30 cm; có F b = 3000cm 2 .

 Kiểm tra điều kiện ổn định :

Độ mảnh  được hạn chế như sau :  = l 0 /b 0

Đối với cột nhà 0b = 31.

l 0 : chiều dài tính toán của cấu kiện; với cột hai đầu ngàm l 0 = 0.7l

Ta chỉ cần kiểm tra cho cột có b min = 30 cm.

* Trọng lượng bản thân mái : g i = n ii h I

Bảng 2.2 :Bảng tính tĩnh tải sân thượng

* Trọng lượng bản thân sàn WC, sàn ban công: g i = n ii h I

Bảng 2.3 :Bảng tính tĩnh tải sàn ban công

2.2.1.2) Tĩnh tải cầu thang:

* Sơ bộ chọn bề dày bản thang 12 cm, dựa vào chiều cao tầng H=3,6m và chiều dài L=4.6 m vế thang ta chọn chiều cao bậc thang là h=18mm, rộng bậc thang b=280.

* Diện tích dọc 1 bậc thang

)(0476.028.02

08.018.008

0476.028.018

Trong đó : W : Thành phần tĩnh của tải trọng gió

W p : thành phần động của tải trọng gió

Do nhà có chiều cao 33m < 40m nên ta không phải xét đến thành phần gió động,

 Các bước tính tải trọng gió :

- Tính thành phần gió tĩnh : W ts

- Tính tổng tải trọng gió : W = W t

- Phân tải trọng gió về dầm

k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao,

c : Hệ số khí động phụ thuộc vào hình dạng công trình,

h i : chiều cao tầng thứ i (m).

Phía gió đẩy : c = 0,8;

Phía gió hút : c = - 0,6;

n : hệ số vượt tải n = 1,2

Bảng2.9 Tải trọng gió đẩy và gió hút tác dụng vào công trình

Tầng h i (m) Cao Tên tải Wo n k (kG/m) W đ (kG/m) W h

Hình 3: Gió trái X tầng 1

Hình 4:Gió phải X tầng 1

Hình 5: Gió trái Y tầng 1

Hình 6: Gió phải Y tầng 1

Hình 7 : Mô hình khung không gian

2.4 Tính toán nội lực cho công trình

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

Nội lực của khung K2 được tính toán dựa vào phần mềm Etabs

Để tính toán kết cấu một công trình xây dựng dân dụng có nhiều phần mềm kết cấutrong và ngoài nước để các nhà thiết kế lựa chọn như: SAP 2000 (CSI-Mỹ), STAADIII/PRO (REI-Mỹ), PKPM (Trung Quốc), ACECOM (Thái Lan), KPW (CIC - ViệtNam), VINASAS (CIC - Việt Nam) Song việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng sẽphức tạp hơn rất nhiều bởi trong quá trình tính toán phải kể đến các thành phần tảitrọng động như: gió động, động đất tác dụng lên công trình, cũng như việc thiết kếkiểm tra các cấu kiện dầm, cột, vách cứng, sàn sau khi đã có kết quả nội lực Do đóviệc lựa chọn một phần mềm kết cấu đáp ứng được các điều kiện như: dễ sử dụng, độtin cậy cao và đáp ứng được các yêu cầu thực tế trong tính toán và thiết kế kết cấu nhàcao tầng là một lựa chọn cần cân nhắc đối với các kĩ sư kết cấu Ra đời từ đầu nhữngnăm 70, ETABS (Extended 3D Analysis of Building Systems) là phần mềm kết cấuchuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng ETABS có xuất xứ từ trường Đạihọc Berkeley (Mỹ) và cùng họ với SAP 2000 Điểm nổi bật của ETABS ở đây mà cácphần 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

- 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 theokhái niệm tầng tương tự

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

- 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 đấttheo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response SpectrumFunction), 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 EigenVectors 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 gióđộng 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 phântích tuyến tính hoặc phi tuyến

- Thời gian thực hiện phân tích, tính toán công trình giảm một cách đáng kể so với cácchương 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

Ghi chú: SAFE là phần mềm kết cấu chuyên dụng tính toán cho các loại bản sànbê-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 hoặcmóng tổ hợp, móng bè SAFE nằm trong bộ phần mềm SAP, ETABS, SAFE củatrường Đại học Berkeley (Mỹ)

- 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 mềmkết 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 trìnhvẫn được đặt lên hàng đầu Do đó việc lựa chọn một phần mềm phù hợp, rút ngắn thờigian, tiết kiệm tiền bạc và có độ tin cậy cao hoàn toàn do các kĩ sư kết cấu và các đơn

=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 làtrọng lượng của bản sàn BTCT dày 12 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 trênsàn, sàn Vệ sinh, thêm vào Tĩnh tải, bằng cách lấy toàn bộ tĩnh tải đã tính trừ đi trọnglượng tính toán của bản sàn BTCT

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

Sơ đồ các tĩnh tải tác động lên công trình :

Hình 8 : tĩnh tải sàn

Hình 9 : Tĩnh tải mái

11.1.1.2 2.4.2.2 Hoạt tải đứng:

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

Hình 10: hoạt tải 1 ( tầng 1,3,5,7 )và hoạt tải 2( tầng 2,4,6,8)

Hình 11 : hoạt tải 2 ( tầng 1,3,5,7) và hoạt tải 1 ( tầng 2,4,6,8)

Hình 12: hoạt tải mái 1

Hình 13 : hoạt tải mái 2

Ta có các trường hợp như sau:

THTT1: add (TT + HTS1)THTT2: add (TT+ HTS2)THTT3: add (TT+ HTS3)THTT4: add (TT+ GTX)THTT5: add (TT+ GPX)THTT6: add (TT+ GTY)THTT7: add (TT+ GPY)THTT8: add (TT + 0,9HTS1 + 0,9GTX)THTT9: add (TT + 0,9HTS1 + 0,9GPX)THTT10: add (TT + 0,9HTS1 + 0,9GTY)THTT11: add (TT + 0,9HTS1 + 0,9GPY)THTT12: add (TT + 0,9HTS2 + 0,9GTX)THTT13:add (TT + 0,9HTS2 + 0,9GPX)THTT14 :add (TT + 0,9HTS2 + 0,9GTY)THTT15 :add (TT + 0,9HTS2 + 0,9GPY)THTT16 :Add (TT + 0,9HTS3 + 0,9GTX)THTT17: add (TT + 0,9HTS3+ 0,9GPX)THTT18:add (TT + 0,9HTS3 + 0,9GTY)THTT19:add (TT + 0,9HTS3 + 0,9GPY) THBAO:envelop(TH1+TH2+TH3+TH4+TH5+TH6+TH7+TH8+TH9+TH10+TH11+TH12+TH13+TH14+TH15+TH16+TH17+TH18+TH19)

Nội lực của các phần tử được xuất ra và tổ hợp trong Exel theo các quy địnhtrong TCVN 2737-1995 và TCXD 198-1997.( chỉ xuất ra nội lực những cấu kiện cầntính toán trong đồ án)

Kết quả tổ hợp nội lực cho các dầm và cột điển hình xem phần phụ lục PL-I , II :

Chương 3: TÍNH TOÁN SÀN

3.1 Số liệu tính toán

3.1.1 Cơ sở thiết kế :

Công trình được thiết kế dựa theo tiêu chuẩn : TCVN 5574 - 1991 ( Tiêu chuẩn thiết

kế kết cấu bê tông cốt thép ).

Tải trọng và tác động được lấy theo tiêu chuẩn : TCVN 2737 - 1995 ( Tiêu chuẩn tải trọng và tác động ).

3.1.2 Vật liệu sử dụng :

Đối với hệ chịu lực sử dụng vật liệu :

+, Bê tông : Bê tông mác M300, đá 1x2 có :

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc và kích thước hình học ta thành lập được mặt bằng kết cấu tầng điển hình và mặt bằng kết cấu tầng thượng như bản vẽ KC- 01.

3.2 Xác định nội lực

Trên cơ sở mặt bằng kiến trúc, do công năng công trình là nhà ở và do các ô bản có kích thước tương tự như nhau nên ta chỉ cần tính toán cho 1 số ô bản điển hình rồi suy ra ô bản khác tương tự.

- Tính toán theo sơ đồ biến dạng dẻo, xét dải bản rộng 1 m trong từng ô bản

e

c d g

250X500 D5-7 250X500 D6-7

250X500 D15-7

250X500

D5-7

250X500 D15-7

D9-7

D14-7 220X300 220X300D14-7

220X300 D8-7

250X500 D7-7

CT1

CT2

Hình 1 :Mặt bằng kết cấu sàn

q

12

)3

M II = M II = 0,86M 1

 q

12

)3( 2 1

2

1 l l

= (2M 1 + 1,23M 1 + 1,23M 1 )l 2 + (2.0,687M 1 + 0,86M 1 + 0,86M 1 )l 1

 = 100%

.h0b

F a

= 100%

10.100

51,2

 = 100%

.h0b

F a

= 100%

10.100

51,2

= 0,25% > min = 0,1%.

Theo phương l 2 :

M

-max = M II = 279,1 kGm

h

R

M

a = 2300.0,989.1027910 = 1,16 cm 2 Chọn 5  8 , F a = 2,51 cm 2 , a = 200

 = 100%

.h0b

F a

= 100%

10.100

51,2

 = 100%

.h0b

F a

= 100%

10.100

51,2

l l

 M 1 = 0,05.619,3 1,33 2,32 = 94,72 (kgm) mô men ở nhịp theo phương ngắn.

M 2 = 0,02.619,3 1,33 2,32 = 37,89 (kgm) mô men ở nhịp theo phương dài

M 3 = 0 (kgm) mô men ở gối theo phương ngắn.

M 4 = 0 (kgm) mô men ở gối theo phương dài.

M

n

8.100.130

9472

= 0,0114 < pl = 0,3

 = 0,994  F a =

0

h

R

M

a = 23009472.0,994.8 = 0,52 cm 2 Chọn 5 8 a200 , F a = 2,51 cm 2 , bố trí theo hai phương.

 = 100%

.h0b

F a

= 100%

10.100

51,2

25

L7920 Ø8 a200

L2260 Ø8a200 36

L20200

9

Ø8a200 L2260 L1880 Ø8 a200

32 Ø8a200 36

L20200 L2160

Ø8 a200 16 9

Ø8a200 L2260 Ø8a200 9

L2260 L2510 Ø8 a200

L1400

5

L1910 Ø8 a200

7 7

Ø8a200

L1910MÆt c ¾t 1-1 (t l :1/50)

L21520 Ø8 a200

10 Ø8a200 L2510 8

e

c d

g

CT2

CT1

Ø8 a200 L5920 4

Ø8 a200 L21520 1

Ø8 a200 L16220 17

Ø8 a200 L12900 23

Ø8 a200 L10820 19

L1060 Ø8 a200 6

14 L2260 Ø8 a200 Ø8 a200

L1810

15 14 L2260 Ø8 a200

11 L3330 Ø8 a200

11 L3330 Ø8 a200

L1060 Ø8 a200 6

32

Ø8 a200 L1910 7

Ø8 a200 L1910 7

Ø8 a200 L20200 24

L1060 Ø8 a200 6

Ø8 a200 L2260

L2260 9

Ø8 a200 L2260 9

Ø8 a200 L2260 9

14 L2260 Ø8 a200

14 L2260 Ø8 a200 L1200

Ø8 a200 30

6 11 L3330 Ø8 a200

L1060 Ø8 a200 6

Ø8 a200 L5920 4

Ø8 a200 L21520 1

13 11 L3330

Ø8 a200

14 L2260 Ø8 a200 Ø8 a200

L1810

15 14 L2260 Ø8 a200

L1060 Ø8 a200 6

Ø8 a200 L2260

L2260 9

Ø8 a200 L1910 7

11.2 Chơng 4 Tính toán Dầm 4.1Cơ sở tính toán

Giả thiết khoảng cách từ mép ngoài bê tông đến trọng tâm cốtthép :

a = a, = 5 cm

tính toán dầm chính theo sơ đồ đàn hồi

4.1.2 Công thức tính toán

 Tính toán với tiết diện chịu mô men âm:

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi.Vì cánh nằm trong vùng kéo nên

bỏ qua, tính toán với tiết diện b x h

Tính giá trị: A = 2

0

h b R