6 THUYET MINH

- Công trình được sử dụng làm nhà khách của ngân hàng với chức năng cụ thể của các tầng như sau: + Hai tầng hầm là khu vực để ôtô và xe máy, kết hợp với các phòng kỹthuật nước, kỹ thuật

MỤC LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

PHẦN I:

KIẾN TRÚC (10%) GVHD : ThS.BÙI SĨ MƯỜI SVTH : LÊ THỊ THÚY MSSV : 1051012642 LỚP : S13 K52_CXD

Nhiệm vụ:

1 Nghiên cứu giải pháp kiến trúc công trình.

2 Chỉnh sửa kiến trúc theo yêu cầu của giáo viên hướng dẫn.

3 Phân tích giải pháp kiến trúc của công trình.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 TÊN CÔNG TRÌNH

- Nhà khách ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Công trình Nhà khách ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam được xây dựng tại số 635B Nguyễn Trãi, phường 11-quận 5-TP.HCM

1.3 QUY MÔ CÔNG TRÌNH

- Công trình với tổng vốn đầu tư hơn 113 tỷ đồng được VietinBank khởi công xây dựng vào 13/5/2011 và dự kiến hoàn thành vào 31/12/2014

- Chủ đầu tư: Ngân hàng thương mại cổ phần công thương Việt Nam

- Đơn vị tư vấn thiết kế: Công ty cổ phần tư vấn thiết kế và xây lắp CDS (477 Minh Khai-quận Hai Bà Trưng-Hà Nội)

- Đây là công trình kiến trúc hiện đại, tổng diện tích sàn xây dựng trên 500.000 m2, có quy mô đầu tư lớn nhất trong Ngành tài chính ngân hàng Việt Nam

- Kiến trúc công trình gồm 13 tầng nổi và 2 tầng hầm, 1 tầng tum

- Toàn bộ diện tích khu đất của công trình khoảng 1152m2,hai tầng hầm được mở rộng thêm diện tích so với diện tích của các tầng nổi

- Các tầng nổi được thu hẹp lại, khoảng thu hẹp xung quanh tạo không gian cho sân công trình

- Chiều cao công trình: 48,3m tính từ cốt mặt đất tự nhiên

- Công trình được sử dụng làm nhà khách của ngân hàng với chức năng cụ thể của các tầng như sau:

+ Hai tầng hầm là khu vực để ôtô và xe máy, kết hợp với các phòng kỹthuật nước, kỹ thuật điều hòa,kỹ thuật điện, thông gió, hố ga đặt máybơm nước thải, phòng camera an ninh…

+ Tầng 1A là khu vực bố trí 1 phòng kỹ thuật, 2 nhà kho còn lại là sảnhđón, sảnh chờ,bar cafe wifi, lưu niệm,tra cứu internet

+ Tầng 1B bố trí dịch vụ văn phòng, phòng thể dục thể thao, phòng giặt

là, thư giãn, kho, sảnh…

+ Tầng 2 bố trí các phòng ban: phòng giám đốc, phòng phó giám đốc,phòng tiếp khách phòng hành chính- quản trị, phòng giao ban, kho,phòng phục vụ…

+ Tầng 3 đến tầng 10 bố trí 1 kho đồ còn lại là bố trí các phòng ngủ.+ Tầng 11 bố trí phòng hội thảo, hội trường nhỏ, sảnh kết hợp với phòngtrưng bày, phòng phục vụ

+ Tầng 12 bố trí các phòng ăn, bếp, nhà kho, phòng kỹ thuật

+

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KIỆN

TỰ NHIÊN

2.1.ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ XÂY DỰNG

- Công trình được xây dựng trên khu đất khá bằng phẳng trên đường Nguyễn Trãi- quận 5- TP.HCM Khu đất có các mặt tiếp giáp như sau:

+ Phía Tây Bắc :Hướng ra trục đường chính Nguyễn Trãi

+ Phía Tây Nam: Tiếp giáp với trục đường Tản Đà

+ Phía Đông Nam: Tiếp giáp với trục đường Trần Hưng Đạo

+ Phía Đông Bắc: Tiếp giáp với đường Ngô Quyền

- Công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư

- Đây là tòa nhà có vị trí đắc địa tại trung tâm quận 5, nằm trên trục đường chính có nhiều ngân hàng, khách sạn, văn phòng công ty, khu trung tâm thương mại

2.2.ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

2.2.1 Đặc điểm địa hình

- Địa hình tương đối phẳng, thấp, hướng đổ dốc không rõ rệt

2.2.2 Đặc điểm địa chất

- Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, bề mặt địa hình khá bằng phẳng

2.2.3 Đặc điểm thủy văn

- Hệ thống thủy văn trên địa bàn tập trung chủ yếu ở phía Tây Bắc gồm:

+ Mực nước trên các kênh , rạch chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ bánnhận triều không đều Thủy triều có biên độ khá lớn từ 1,7 – 2,5m vàtối đa là 3,95m Trong một năm, thủy triều được chia làm 3 thời kỳ:thủy triều cao từ tháng 9 đến tháng 12; thấp từ tháng 4 đến tháng 8 vàtrung bình từ tháng 1 đến tháng 3

+ Chất lượng nước trên các tuyến kênh, rạch đang ô nhiễm bởi các cơ sởsản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp đóng trên địa bàn quận

2.2.4 Khí hậu thời tiết

- Khu vực khảo sát nằm ở TP.HCM nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng Đây là vùng có nhiệt độ tương đới ôn hòa Nhiệt độ trung bình hàng năm 280C – 290C chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng cao nhất ( tháng 4 ) và tháng thấp nhất( tháng 12 ) khoảng 100C

- Khu vực TP.HCM nắng nhiều, hàng năm có từ 2500 – 2700 giờ nắng Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 trung bình có 160 ngày mưa trong năm ) Độ ẩm trung bình từ 75% – 80%

- Chế độ gió :Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi 2 hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc - Đông Bắc

+ Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào trong mùa mưa,khoảng từ tháng 6 đến tháng 10 Tốc độ gió trung bình 3,6m/s Gió thổimạnh nhất vào tháng 8 Tốc độ gió trung bình 4,5m/s

+ Gió Bắc – Đông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từtháng 11 đến tháng 2 Tốc độ trung bình 2,4m/s

+ Ngoài ra có gió hướng Nam – Đông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng

5 Tốc độ trung bình 3,7m/s

- Nhìn chung TP HCM ít chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và áp thấp nhiệt đới mà chỉ chịu ảnh hưởng gián tiếp, điển hình là các đợt không khí lạnh bất thường những cơn mưa kéo dài

2.3.ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Với vị trí khu đất xây dựng nằm trong thành phố, bằng phẳng và các điều kiện khí hậu, địa chất, thuỷ văn như trên rất thuận lợi cho việc tiến hành xây dựng công trình

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

3.1.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG

- Diện tích khu đất xây dựng là : 1152 m2.Trên diện tích khu đất xây dựng đựơc bố trí gồm các hạng mục như:

- Khu nhà chính : gồm 13 tầng nổi và 1tầng tum có diện tích mặt bằng là 16,8 x 33,55 = 563,64 m2

- Sân và vườn cây xanh đựoc bố trí xung quanh , vừa tạo cảnh quan xung quanh vừa tạo bóng râm xung quanh công trình

3.2.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC

3.2.1.Giải pháp thiết kế mặt bằng

- Công trình Nhà khách ngân hàng TMCP công thương Việt Nam sử dụng giải pháp mặt bằng hình chữ nhật Hình khối công trình mang dáng dấp bề thế, hoành tráng, tổ chức theo khối chữ nhật chạy dài và phát triển theo chiều cao.

- Tổng mặt bằng sàn có 2 nhịp theo phương ngang và có 5 nhịp theo phương dọc nhà

- Mặt bằng bố trí mạch lạc, rõ ràng, không chồng chéo thuận lợi cho việc bố trí giao thông trong công trình đơn giản giúp cho giải pháp kết cấu và kiến trúc được bố trí thuận tiện

- Tận dụng triệt để đất đai sử dụng một cách hợp lý

- Măt bằng công trình nhìn chung là đối xứng, công trình có 5 lồng thang máy và 2 thang bộ.Giải pháp mặt bằng trên rất phù hợp với kết cấu công trình nhà cao tầng

a Tầng hầm

- Tầng hầm của công trình được thiết kế vươn rộng hơn so với diện tích của các tầng nổi ở phía trên.Diện tích mặt bằng tầng hầm là 20,8 x 36,050 = 749,84 m2

- Tầng hầm 1 cao 3,3m bố trí các phòng kĩ thuật,thang ôtô và khu vực gara xe máy Khu vực gara được bố trí xung quanh khu vực lõi thang, lối xuống tầng hầm 1 được bố trí từ góc Tây Bắc của công trình có độ dốc i=19,5%, hành lang được bố trí chạy xung quanh lõi thang rộng 3,95m đảm bảo cho các phương tiện lưu thông thuận tiện, tránh ùn tắc

- Tầng hầm 2 được bố trí tương tự tầng hầm 1, lối xuống từ tầng hầm 1 được bố trí thang ôtô cho ôtô xuống tầng hầm 2, lối vào rộng 2,5m đảm bảo cho xe lên xuống thuận tiện

b Tầng 1

- Diện tích mặt bằng tầng 1 là 596,4m2

- Tầng 1A bố trí sảnh đón, sảnh chờ, khu vực café lưu niệm… Khu vực sảnh đón được bố trí ngay tại lối lên tầng 1 với diện tích 75m2.Đi sâu vào phía bên trong là sảnh chờ, khu dịch vụ Giao thông trong khu vực nhà khách nhờ thang máy và bố trí bên ngoài công trình, cầu thang bộ thoát hiểm, thang bộ gần vị trí lõi thang trung tâm Thang máy trung tâm chỉ phục vụ giao thông cho khu vực căn hộ các tầng trên

- Tầng 1B bố trí các phòng dịch vụ, phòng thể dục thể thao,thư giãn, kho đồ…Hành lang giao thông rộng 2,2m thuận tiện cho việc đi lại trong tầng

c Tầng 2

- Bố trí các phòng ban, phòng họp, kho đồ… bố trí xung quanh lõi thang ngoài ra còn bố trí phòng vệ sinh,hệ thống thang máy, thang bộ thoát hiểm

- Tương tự như mặt bằng tầng 1 thì diện tích mặt bằng tầng 2 là 596,4m2

- Bố trí các phòng với diện tích cụ thể như sau:

+ Sảnh giải lao kết hợp không gian trưng bày có diện tích 103m2

+ Phòng hội trường nhỏ có diện tích 145 m2

+ Phòng hội thảo có diện tích 106 m2

+ Phòng phục vụ có diện tích 11m2

+ Phòng ăn vip 1 có diện tích 25m2.

+ Phòng ăn vip 1 có diện tích 25m2

- Ngoài ra còn có các các phòng kĩ thuật và khu vệ sinh

h Tầng tum

- Mặt bằng được bố trí các phòng kỹ thuật thang máy, phòng kỹ thuật,lắp đặt các thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời

- Diện tích mặt bằng tầng tum là 596,4m2

3.2.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng

- Mặt đứng công trình được thiết kế hài hoà theo phong cách hiện đại Mặt trước nhà với các cửa sổ được lắp hệ khung nhôm kết hợp với sơn tường để tạo cho công trình vẻ sang trọng, uy nghi cùng với đó là hệ thống lôgia được thiết kế tạo vẻ đẹp thẩm mỹ cho công trình Hình thức kiến trúc phù hợp với chức năng và tính chất của công trình

- Công trình sử dụng giải pháp mặt đứng không đều đặn, tránh sự đơn điệu trong kiến trúc

- Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần tạo thành quần thể kiến trúc quyết định đến nhịp điệu kiến trúc của toàn bộ khu vực.Các mặt đứng phát triển theo chiều cao công trình và tạo thành một khối độc lập nhưng lại đối xứng nhau.Tạo nên tính khỏe khoắn cho công trình

- Với tầng hầm 1 và 2 cao 3,3m đủ để bố trí các hệ thống kỹ thuật cũng như không gian gara ôtô, xe máy

- Tầng 1A cao 4,2m tạo sự thông thoáng cho không gian do tầng này bố trí các sảnh nên tập trung đông người

- Tầng 2, tầng 11 có chiều cao 3,6 m do hai tầng này bố trí phòng họp,hội trường,sảnh nên cũng cần không gian thông thoáng

- Tầng tum với chiều cao 2,7m đảm bảo việc bố trí các thiết bị là phù hợp

- Những tầng còn lại chiều cao 3,3m,chiều cao này đảm bảo tiện nghi sử dụng cho các phòng ngủ

+ Căn cứ tài liệu khoan khảo sát địa chất, dự kiến móng công trình được

xử lý bằng cọc bêtông cốt thép

- Kết cấu phần thân: Kết cấu chịu lực của công trình là hệ khung, sàn bêtông cốt thép đổ tại chỗ Các kết cấu lồng thang máy tạo nên những vách lõi cứng của công trình, quy cách và cường độ cốt thép theo tiêu chuẩn hiện hành

- Kết cấu bao che và tường ngăn:

+ Tường bao che xây dựng bằng gạch dày 200mm, tường ngăn giữa cácphòng dày 200mm, tường ngăn giữa các phòng trong phòng dày 110mm

+ Toàn bộ tường được xây bằng gạch rỗng, trừ tường móng, tường bểphốt, bể nước khu vệ sinh và các viên gạch quay ngang tường ngoài thìđược xây bằng gạch đặc

+ Ngoài ra còn bố trí vách ngăn di động ở một số vị trí cụ thể

i Giải pháp mặt cắt.

- Chiều cao công trình là 48,3m tính từ mặt đất tự nhiên cốt +0.00

- Cao độ của tầng hầm 1 và tầng hầm 2 là 3,3m

- Cao độ của tầng 1A là 4,2m, của tầng 1B là 3,0m Tầng 2 là 3,6m, tầng 3-10 và tầng 12 cao 3,3m.Tầng 11 cao 4,2m và tầng tum cao 2,7m, tầng mái 0,9m

- Các tầng đều có hệ thống cửa sổ và cửa đi đều lưu thông và nhận gió, ánh sáng Có cầu 2 thang bộ cùng với 5cầu thang máy phục vụ thuận lợi cho việc di chuyển theo phương đứng

3.3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KĨ THUẬT KHÁC

3.3.1 Điều hòa không khí

- Do đặc điểm công trình Nhà khách Ngân hàng TMCP công thương Việt Nam có chức năng sử dụng các tầng tương tự nhau Giải pháp thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình là: Các tầng được bố trí trần treo để đi các đường ống kỹ thuật

- Nhìn chung giải pháp điều hòa không khí được thiết kế như trên là hợp lý

3.3.2 Hệ thống điện

- Hệ thống điện cho toàn bộ công trình được thiết kế và sử dụng điện trong toàn bộ công trình tuân theo các nguyên tắc sau:

+ Đường điện được đi ngầm trong tường, có lớp bọc bảo vệ

+ Đặt ở nơi khô ráo, với những đoạn hệ thống điện đặt gần nơi có hệthống nước phải có biện pháp cách nước

+ Tuyệt đối không đặt gần nơi có thể phát sinh hỏa hoạn

+ Dễ dàng sử dụng cũng như sửa chữa khi có sự cố

+ Phù hợp với giải pháp Kiến trúc và Kết cấu để đơn giản trong thi cônglắp đặt, cũng như đảm bảo thẩm mỹ công trình

+ Hệ thống điện được thiết kế theo dạng hình cây Bắt đầu từ trạm điệncao thế đặt tại tầng ngầm 2 đưa đến bảng điện hạ thế chính đặt tại tầngnày, từ đây dẫn đến các tầng thông qua các dây dẫn đặt trong hộp kỹthuật điện và tiếp tục dẫn đến toàn bộ các phòng trong tầng đó

3.3.3 Hệ thống cấp thoát nước

- Sử dụng nguồn nước từ hệ thống cung cấp nước của Thành phố thông qua trạm bơm trung chuyển đặt tại tầng hầm cung cấp đến bể nước tại tầng hầm 1, sau đó đến từng nơi sử dụng

- Mạng lưới cấp thoát nước được thiết kế phù hợp với yêu cầu sử dụng cũng như các giải pháp Kiến trúc, Kết cấu Trạm xử lý nước thải được đặt tại đáy sàn tầng hầm thứ 2 Toàn bộ hệ thống thoát nước trước khi ra hệ thống thoát nước thành phố phải qua trạm xử lý nước thải để nước thải ra đảm bảo các tiêu chuẩn của ủy ban môi trường thành phố

- Hệ thống thoát nước mưa có đường ống riêng đưa thẳng ra hệ thống thoát nước thành phố

- Đường ống nước cứu hỏa được dẫn từ bể nước tầng hầm 1 tới các họng nước cứu hỏa trong từng tầng

3.3.4 Hệ thống giao thông nội bộ

- Hệ thống giao thông theo phương đứng bao gồm 5 thang máy và 2 cầu thang bộ được bố trí sát lõi thang máy

- Sự kết hợp linh hoạt của hệ thống giao thông đứng và hệ thống giao thông ngang trong các tầng đã giải quyết được các vấn đề về bảo đảm sự an toàn cho người trong công trình

3.3.5.Thông gió và chiếu sáng.

- Thông gió và chiếu sáng được thực hiện bằng các biện pháp tự nhiên và nhân tạo:

Tự nhiên :

+ Tất cả các phòng đều có hai mặt thoáng đồng thời có rất nhiều cửa sổ cho nên việc thông gió và chiếu sáng tự nhiên dễ dàng được đáp ứng Các phòng đều có sân và lôgia để nhận ánh sáng tự nhiên, tiện cho việcphơi phóng, trồng cây cảnh…

+ Công trình được đảm bảo thông gió tự nhiên nhờ hệ thống hành

lang,mỗi căn hộ đều có ban công, cửa sổ có kích thước, vị trí hợp lí

Nhân tạo:

+ Nhờ có các thiết bị thông gió, các máy điều hòa nhiệt độ, hệ thống đènphù hợp nên việc thông gió và chiếu sáng được đảm bảo

+ Công trình có hệ thống quạt đẩy hút khói phòng bếp để điều tiết nhiệt

độ và khí hậu đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho làm việc, nghỉ ngơi.+ Tại các buồng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió

3.3.6 Hệ thống phòng cháy,chữa cháy.

- Tại mỗi tầng nhà được bố trí các hộp kỹ thuật bao gồm các bình chống cháy và các hệ thống đường ống phục vụ công tác chữa cháy.Số lượng các hộp kỹ thuật tại mỗi tầng nhà được tính toán thiết kế cụ thể, đặc biệt chú trọng tại các nơi dễ gây cháy như các hộp điện áp ở các tầng nhà thì được đặt nhiều hơn

- Trong giải pháp kiến trúc, vấn đề mạng lưới giao thông,hành lang đi lại đã được tính toán bố trí hợp lý đảm bảo vấn đề sơ tán con người là nhanh nhất và an toàn nhất

- Trong giải pháp kết cấu,việc sử dụng các vật liệu chống cháy được đề cao.Vì vậy, vách ngăn giữa các căn phòng được bố trí rất ít, được làm từ các vật liệu có khả năng chống cháy cao

- Với đội ngũ bảo vệ đã được qua đào tạo, các vấn đề bảo quản thiết bị kỹ thuật công trình được quản lý chặt chẽ kết hợp các kỹ năng phòng cháy tại chỗ làm nâng cao hiệu quả phòng cháy cho công trình

3.3.7 Thông tin liên lạc

- Ngoài ra trong công trình còn bố trí hệ thống điện thoại với dây dẫn được bố trí trong các hộp kỹ thuật, dẫn tới các phòng theo các đường ống chứa đây điện nằm dưới các lớp trần giả.

3.3.8.Giải pháp về cây xanh.

- Để tạo cho công trình mang dáng vẻ hài hoà, chúng không đơn thuần là một khối bêtông cốt thép, xung quanh công trình được bố trí trồng cây xanh vừa tạo dáng vẻ kiến trúc, vừa tạo ra môi trường trong xanh xung quanh công trình

3.3.9.Vật liệu sử dụng trong công trình

- Với phần thô, sử dụng các vật liệu truyền thống: ximăng, cát, đá, sỏi và sắt thép

- Với phần hoàn thiện, người ta sử dụng các loại vật liệu như:

+ Sơn phủ cho tường

+ Đá granit cho cầu thang

+ Đá marble silkercream ốp chân tường

+ Gạch đá hoa cho sàn

+ Sàn polyflor và sàn gỗ công nghiệp

+ Hệ giàn khung nhôm

+ Vách cứng cường lực hệ spyder

+ Trần thạch cao khung xương nổi,chìm chịu nước

3.3.10 Hệ thống chống sét và nối đất

- Hệ thống chống sét gồm: kim thu lôi, hệ thống dây thu lôi, hệ thống dây dẫn bằng thép, cọc nối đất ,tất cả được thiết kế theo đúng qui phạm hiện hành

- Toàn bộ trạm biến thế, tủ điện, thiết bị dùng điện đặt cố định đều phải có hệ thống nối đất an toàn, hình thức tiếp đất: dùng thanh thép kết hợp với cọc tiếp đất

3.4 CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT

- Diện tích khu đất: 1152 m2

- Diện tích sàn: 596,4×13 = 7753,2m2 ( không kể sàn tầng hầm và tầng mái)

- Diện tích cầu thang: 27 x 13 =351 m2

- Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế nhà ở cao tầng 323- 2004, tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế nhà ở căn hộ có chiều cao từ 9tầng đến 40 tầng Ta có:

- Diện tích xây dựng công trình được tính theo hình chiếu mặt bằng mái công trình

sàn khudat

- Về tổng thể: công trình được xây dựng trong khu quy hoạch của thành phố nhằm giải quyết vấn đề về nhà ở cho dân cư trong thành phố Xây dựng và đưa công trình vào sử dụng mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư cũng như thành phố

- Về kiến trúc: công trình mang dáng vẻ hiện đại Quan hệ giữa các căn hộ trong công trình rất thuận tiện nhưng cũng mang tính độc lập cao, hệ thống đường ống kỹ thuật

ngắn gọn, thoát nước nhanh

 KẾT LUẬN: Công trình Nhà khách ngân hàng TMCP công thương Việt Nam đáp ứng được yêu cầu về công năng , hệ kết cấu

đảm bảo khả năng chịu lực, phù hợp về kiến trúc Vì vậy việc đầu tưxây dựng công trình là hoàn toàn đúng đắn, hợp lý Công trình khiđưa vào sử dụng sẽ tạo nhiều điều kiện hơn nữa cho các doanh

nghiệp, các hộ kinh doanh tại địa phương tiếp cận các nguồn vốn,các hoạt động thanh toán và các dịch vụ khác một cách thuận tiện,nhanh chống hiệu quả.

6 5 4 3 2 1 1'

tầng 2 tầng 1b

tầng 1a

tầng 3 tầng 4 tầng 5 tầng 6 tầng 7 tầng 8 tầng 9 tầng 10 tầng 11 tầng 12 tầng tum

mái sảnh đón xem chi tiết

Hỡnh I.3.2 : Mặt đứng trục 6-1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

PHẦN II:

KẾT CẤU (50%) GVHD : ThS BÙI SĨ MƯỜI SVTH : LÊ THỊ THÚY MSSV : 1051012642 LỚP : S13K 52_CXD

CHƯƠNG 1: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG

- Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình có vai trò quan trọng tạo tiền đề cơ bản để người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình, hệ kết cấu chịu lực cho công trình đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phù hợp với yêu cầu kiến trúc, thuận tiện trong sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế

- Trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng, việc chọn giải pháp kết cấu có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao tầng, thiết bị điện, đường ống, yêu cầu thiết bị thi công, tiến độ thi công, đặc biệt là đến giá thành của công trình và sự làm việc hiệu quả của kết cấu mà ta chọn

1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỆ KẾT CẤU

1.2.1 Cơ sở chọn sơ đồ kết cấu

- Theo TCXD 198: 1997 các hệ kết cấu bêtông 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 kết cấu khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống, hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng nào dựa trên cơ sở sau:

+ Điều kiện làm việc cụ thể của công trình

+ Độ lớn của tải trọng ngang tác dụng vào công trình như gió và động đất

+ Yêu cầu của kiến trúc về hình dáng, công năng sử dụng, tính thích dụng

+ Địa điểm xây dưng công trình (áp lực gió, gia tốc nền khi xảy ra động đất)

1.2.2 Phân tích các dạng hệ kết cấu

a Hệ kết cấu khung

- Hệ kết cấu thuần khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thiết kế 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, khả năng chịu tải trọng ngang kém, biến dạng lớn Để đáp ứng được yêu cầu biến dạng nhỏ thì mặt cắt tiết diện, dầm, cột phải lớn nên lãng phí không gian sử dụng, vật liệu, thép phải đặt nhiều

- Trong thực tế kết cấu thuần khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất ≤7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất đến cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9.

j Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng.

- Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống thành 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 có chiều cao trên 20 tầng

- Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của của các vách tường tỏ ra là hiệu quả ở những độ cao nhất định Khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cũng phải có kích thước đủ lớn mà điều đó khó có thể thực hiện được Ngoài ra hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra các không gian rộng

- 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

k Hệ kết cấu khung giằng

- 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 lõi thang máy, cầu thang bộ, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn trong trường hợp này hệ sàn liên khối có ý nghĩa rất lớn Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang Hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiên để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

- 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 Để sự làm việc của vách cứng hợp lý hơn có thể bố trí một số tầng cứng dọc theo chiều coa công trình, nhờ đó hệ kết cấu khung giằng trở nên tối ưu hơn.

l Hệ khung và tường chịu lực:

- Đây là hệ kết cấu được tạo thành từ sự kết hợp của hai hệ trên Nó là hệ kết cấu rất có hiệu quả với các công trình nhà nhiều tầng, cao tầng Sự làm việc của hệ kết cấu này đa số theo dạng sơ đồ giằng với các khung chỉ chịu tải trọng thẳng đứng trong diện chịu tải của nó còn toàn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng xem như dồn về cho hệ lõi chịu lực

m 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 bằng hệ thống ống trong ống.Trong nhiều trường hợp, người ta cấu tạo hệ thống ống phía ngoài còn hệ thống trong nhà là hệ kết cấu khung hoặc vách cứng

- Hệ kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn thích hợp với các công trình caotừ 25 đến 70 tầng

n 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 tạo 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 tải trọng ngang lớn thích hợp với các công trình rất cao có thể lên tới 100 tầng

1.2.3 Phương án lựa chọn

- Công trình: Nhà khách Ngân hàng TMCP công thương Việt Nam là một công trình cao tầng ( gồm 2 tầng hầm, 13 tầng nổi, 1 tầng tum) với độ cao lên tới 48.3m Chiều cao trung bình của mỗi tầng là 3.3m, riêng tầng 1A và tầng 11 cao 4,2m Bước nhịp trung bình theo phương ngang nhà là 7,8m, bước nhịp trung bình theo phương dọc nhà là 6m Vì vậy tải trọng theo phương đứng và phương ngang là khá lớn Đồng thời do đặc điểm công trình là nhà khách nên có yêu cầu cao về mặt kiến trúc, công năng, tính thích dụng Công trình được xây dựng trong khu dân cư đông đúc nên yêu cầu đặt ra khi thiết kế công trình là phải chú ý đến độ an toàn của công trình, theo điểm 2.6.1 TCXD 198: 1997 thì “ Kết cấu nhà cao tầng cần thiết kế tính toán với các tổ hợp tải trọng thẳng đứng, tải trọng gió và tải trọng động đất.’’ Do đó khi thiết kế hệ kết cấu công trình phải đảm bảo công trình chịu được động đất thiết kế mà không bị sụp đổ toàn phần hay sụp đổ toàn bộ, đồng thời giữ được tính toàn vẹn của kết cấu và còn khả năng chịu tải trọng sau động đất

- Chính vì các lý do trên mà sử dụng giải pháp hệ kết cấu khung - giằngbằng BTCT đổ toàn khối, hệ thống thang bộ thang máy là lõi trung tâm đảm bảo cho sự bền vững chắc chắn cho công trình

- Hệ kết cấu chịu lực: Sử dụng hệ kết cấu khung - lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng Trong đó hệ thống lõi chịu phần lớn tải trọng ngang tác dụng công trình và phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện chịu tải của vách Hệ thống khung bao gồm các hàng cột biên, dầm bố trí chạy dọc chu vi nhà và hệ thống dầm sàn chịu tải trọng đứng là chủ yếu tăng độ ổn định cho kết cấu.

1.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU SÀN

1.3.1 Cơ sở lựa chọn phương án dầm sàn hợp lý.

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc không gian của kết cấu

- Việc lựa chọn giải pháp sàn cho công trình cần cân nhắc dựa tên nhiều yếu tố:

+ Yêu cầu về kiến trúc

+ Kết cấu

+ Kinh tế

+ Khả năng thi công

+ Các giải háp kỹ thuật trong công trình như điện nước, kỹ thuật, điều hòa

1.3.2 Phân tích các phương án dầm sàn.

a Hệ sàn không dầm ( sàn phẳng, sàn nấm)

- Cấu tạo: Gồm các bản kê trực tiếp lên côt Hệ sàn tiếp nhận tải trọng và truyền trực tiếp lên cột mà không qua dầm.(sử dụng BTCT thường).

- Ưu điểm: Hệ sàn không dầm có ưu điểm là tạo bề mặt trần phằng, kiến trúc đẹp, tuy nhiên nếu sử dụng trần giả để bố trí hệ thống đường ống kỹ thuật thì ưu điểm này không có ý nghĩa nhiều Về mặt công năng sử dụng, sàn không dầm tạo chiều cao thông thủy cho tầng lớn hơn so với giải pháp sàn dầm, nếu cùng một chiều cao thông thủy thì sử dụng giải pháp sàn không dầm yêu cầu chiều cao tầng thấp hơn, giảm chi phí xây dựng công trình, giảm chi phí vận hành hệ thống điều hòa không khí Về các giải pháp kỹ thuật trong công trình (M&E), giải pháp sàn không dầm cho phép bố trí hệ thống đường ống kỹ thuật dễ dàng, không phải đục hoặc tạo lỗ qua dầm Thi công sàn không dầm cũng đơn giản, nhanh chóng hơn thi công sàn dầm, cấu tạo ván khuôn đơn giản, thi công nhanh, giảm thời gian và chi phí thi công công trình.

- Nhược điểm: Tuy nhiên sàn không dầm cũng bộc lộ nhiều nhược điểm Về mặt kết cấu, sàn không dầm gây ra võng, nứt lớn hơn nhiều so với giải pháp sàn dầm Kích thước sàn không dầm dày hơn sàn dầm, dẫn đến chi phí vật liệu tăng, tăng khối lượng dao động cho công trình, dẫn đến cấu tạo các kết cấu khác nặng nề hơn Một nhược điểm lớn của sàn không dầm là: Công trình sử dụng giải pháp sàn không dầm “mềm” hơn công trình sử dụng sàn dầm, tức là dao động của công trình có chu kỳ lớn hơn bình thường, các giá trị chuyển vị ngang cũng lớn.

o Hệ sàn không dầm ứng lực trước

- Cấu tạo: Giống như hệ sàn không dầm ( sử dụng BTCT ứng lực trước)

- Ưu điểm: pháp khắc phục những hạn chế của giải pháp sàn không dầm Bằng cách sử dụng cáp ứng lực trước, sàn không dầm ứng lực trước hạn chế độ võng, nứt, giảm chiều dày sàn so với giải pháp sàn không dầm thông thường Sàn không dầm ứng lực trước sử dụng có hiệu quả cho sàn nhịp lớn.

- Nhược điểm: Thứ nhất, giống như sàn không dầm thông thường, công trình sử dụng sàn không dầm ứng lực trước “mềm” hơn so với công trình sử dụng sàn dầm Các giá trị chu kỳ dao động, chuyển vị ngang đều lớn hơn bình thường Thứ hai, đối với các phòng có mục đích sử dụng làm căn hộ, các tường, vách ngăn bố trí nhiều, việc tính toán quỹ đạo cáp ứng lưc trước phức tạp Thông thường sàn ứng lực trước tính toán với tải trọng phân bố đều hoặc tải trọng tập trung trên sàn Các căn hộ thực tế có vách ngăn, tường xây bố trí bất kỳ, do đó việc tính toán quỹ đạo cáp ứng lực trước có thể thiếu tin cậy.

p Hệ sàn dầm ( hệ sàn sườn)

- Cấu tạo: Gồm dầm chính, dầm phụ và các bản sàn (có hoặc không có dầm phụ).

- Ưu điểm: Là hệ kết cấu phổ biến, tính toán khá đơn giản với sàn có khẩu độ không quá lớn, sàn dầm là giải pháp có hiệu quả, các giá trị võng, nứt đều nằm trong giới hạn cho phép; chi phí vật liệu cho giải pháp sàn dầm cũng không lớn.

- Nhược điểm: Nhược điểm của giải pháp sàn dầm là chiều cao chiếm chỗ của dầm lớn, dẫn đến giảm chiều cao thông thủy của tầng; tăng chi phí cho công trình, chi phí vận hành điều hòa không khí Khó lắp đặt hệ thống đường ống kỹ thuật trong công trình Về mặt kiến trúc, hệ sàn dầm tạo bề mặt trần không phẳng, giảm mỹ quan, tuy nhiên nếu sử dụng trần giả thì vấn đề này được khắc phục Thi công sàn dầm cũng khó khăn hơn sàn phẳng, tuy nhiên thực tế thi công sàn dầm đã trở nên phổ biến.

q Hệ sàn ô cờ

- Cấu tạo: Gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không vượt quá 2m để tiếp nhận tải trọng từ sàn truyền xuống.

- Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Hợp lý về kết cấu chi phí vật liệu là nhỏ nhất.

- Nhược điểm: Sàn ô cờ cũng có nhiều nhược điểm Việc bố trí hệ thống đường ống kỹ thuật trong công trình gặp khó khăn khi sử dụng hệ sàn ô cờ Thi công sàn ô cờ cũng khó khăn, cấu tạo ván khuôn phức tạp dẫn đến tăng chi phí thi công Sàn ô cờ tỏ ra không hợp lý với các căn hộ do khoảng chiếm chỗ lớn, tăng chiều cao tầng, tăng chi phí vận hành điều hòa không khí

r Hệ sàn dầm sử dụng dầm bẹt

- Ưu điểm: Dầm bẹt có ưu điểm là tăng được chiều cao thông thủy của tầng so với giải pháp sàn dầm thông thường.

- Nhược điểm: So với giải pháp sàn dầm thông thường, nhược điểm của giải pháp dầm bẹt là độ cứng của dầm giảm, dẫn đến độ cứng toàn công trình giảm Diện tích cốt thép cho dầm tăng lên do chiều cao dầm giảm Các hệ quả về võng, nứt lớn hơn so với sàn dầm thông thường Không hiệu quả khi vượt nhịp lớn.

1.3.3 Phương án chọn

- Căn cứ vào ưu, nhược điểm của từng loại sàn đã phân tích ở trên, đồng thời căn cứ vào mục đích sử dụng của công trình đang thiết kế.Lựa chọn phương án sàn dầm để thiết kế cho công trình.

1.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

- Kết cấu nhà cao tầng có thể sử dụng kết cấu bêtông cốt thép hoặc kết cấu thép

- Kết cấu thép có ưu điểm là cường độ cao, nhẹ, giảm chi phí cho kết cấu thân cũng như móng công trình, đặc biệt là tính dẻo của kết cấu thép rất cao, rất thích hợp cho các công trình có yêu cầu kháng chấn Tuy nhiên việc thi công, chế tạo, lắp dựng kết cấu thép rất phức tạp Kết cấu thép dễ bị ăn mòn dưới tác động của môi trường, ngay cả trong quá trình công trình đã xây dựng xong và đưa vào sử dụngthì việc bảo dưỡng công trình cũng vẫn tỏ ra khó khăn.Khả năng chống cháy của kết cấu thép kém Kết cấu thép phù hợp với các công trình siêu cao tầng

- Kết cấu bêtông cốt thép khắc phục được các nhược điểm của kết cấu thép Kết cấu bêtông cốt thép cũng có nhiều nhược điểm Tính nặng nề của kết cấu bêtông cốt thép làm tăng chi phí cho kết cấu thân cũng như móng công trình, tính dẻo thấp Khi chiều cao công trình tăng lên một giới hạn thì kết cấu bêtông cốt thép không phải là lựa chọn hợp lý Tuy nhiên với các ưu điểm nổi trội như: độ cứng cao, khă năng chống cháy tốt, thi công đơn giản, có thể áp dụng cơ giới hóa xây dựng, chi phí thấp hơn thì kết cấu bêtông cốt thép là giải pháp hợp lý trong điều kiện thi công ở nước ta

 Vậy lựa chọn kết cấu bêtông cốt thép cho công trình đang xét.

- Vật liệu sử dụng trong nhà cao tầng phải đảm bảo yêu cầu về các yếu tố:

+ Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng khá nhỏ, khả năng chống cháy tốt

+ Vật liệu có tính biến dạng cao : Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

+ Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

+ Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng

có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

+ Vật liệu có giái thành hợp lý

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính.Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong kết cấu nhà cao tầng Bêtông chịu lực trong kết cấu nhà cao tầng nên có mác 300 trở lên đối với kết cấu bêtông cốt thép thường và 350 trở lên với kết cấu bêtông cốt thép ứng lực trước.Cốt thép dùng trong kết cấu nhà cao tầng nên sử dụng thép cường độ cao Có thể sử dụng cốt thép hình (cốt cứng) trong một số trường hợp

- Bêtông: Bêtông cột, dầm, sàn, móng cấp độ bền B30 ; Bêtông sàn cầu thang có cấp bền B20

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

2.1 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU

- Cơ sở lựa chọn kích thước các cấu kiện:

+ Đảm bảo điều kiện về cường độ

+ Đảm bảo yêu cầu về độ cứng tức là trị số độ võng, nứt, biến dạng không vượt quá các trị số cho phép đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường

+ Đảm bảo yêu cầu về kiến trúc

a Lựa chọn sơ bộ chiều dày sàn

- Xác định chiều dày sàn chính xác có ý nghĩa rất quan trọng vì chỉ thay đổi chiều dày bản đi một vài centimet thì khối lượng bêtông của toàn bộ bản sàn cũng thay đổi một lượng đáng kể

- Đặt hb là chiều dày bản Chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công Ngoài ra cũng cần h hb ≥ min theo điều kiện sử dụng.

- Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 (điều 8.2.2) quy định

+ hmin = 40 đối với sàn mái

+ hmin= 50đối với sàn nhà ở và công trình công cộng

+ hmin = 60đối với sàn của nhà sản xuất

+ hmin = 70đối với bản làm từ bêtông nhẹ

- Để thuận tiện cho thi công thì nên chọn là bội số của 10 mm

- Quan niệm tính : Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang Sàn không bị rung động, không bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang

- Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Có thể chọn chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức: b t

D

m

=Trong đó:

+ Hệ số D phụ thuộc tải trọng : D=0,8-1,4 Chọn D = 1 với trường hợp tải trọng trung bình

+ L chiều dài phương chịu lực cơ bản (chiều dài theo phương cạnh ngắn)

+ Với bản chịu uốn 1 phương có liên kết 2 cạnh song song lấy

- Do có nhiều ô sàn có kích thước khác nhau dẫn đến chiều dày các ô sàn là khác nhau tuy nhiên để đơn giản trong thiết kế và thi công ta thống nhất chọn bề dày sàn giống nhau.Sơ bộ thiết kế hệ kết cấu sàn là kết cấu sàn dầm có bố trí dầm phụ ở giữa nhịp

- Chọn ô bản 2 phương có kích thước theo phương cạnh ngắn lớn nhất S1 (4125x7125)

Tỉ số

2 1

4125

l

 Ô sàn 1 là ô bản kê 4 cạnh ( chịu uốn 2 phương) đây cũng là ô bản

có phương cạnh ngắn lớn nhất trong tất cả các ô bản chịu uốn 2phương

Vậy chiều dày bản sàn

5925

2,55 22325

l

 Ô sàn 20 là ô bản loại dầm( bản chịu uốn 1 phương) đây cũng là ôbản có phương cạnh ngắn lớn nhất trong tất cả các ô bản chịu uốn 1phương

- Chọn hb = 120 mm sàn của toàn bộ công trình.

s Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

- Dựa vào cuốn “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình ” Trang 151

Bảng II.2.1: Kích thước b,h của tiết diện dầm.

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM

 Chọn hdc = 750mm+ Chiều rộng dầm :

Kích thước tiết diện dầm phụ

- Kích thước dầm phụ được chọn theo công thức sơ bộ

- Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cùng có thể gặp cột có tiết diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công

- Về kiến trúc, đó là yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian Với các yêu cầu này người thiết kế kiến trúc định ra hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận được, thảo luận với người thiết kế kết cấu để sơ bộ chọn lựa

- Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định

- Về thi công, đó là việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và lắp dựng ván khuôn, việc đặt cốt thép và đổ bêtông Theo yêu cầu kích thước tiết diện nên chọn là bội số của 2 ; 5 hoặc 10 cm

• Việc chọn kích thước sơ bộ kích thước tiết diện cột theo độ bền theo kinh nghiệmthiết kế hoặc bằng công thức gần đúng Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách

“Tính toán tiết diện cột bêtông cốt thép” của GS.TS Nguyễn Đình Cống, tiết diệncột A0được xác định theo công thức :

R - Cường độ tính toán về nén của bêtông

N - Lực nén, được tính toán bằng công thức như sau : N m qF = s s

s

F - Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét.

s

m - Số sàn phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái.

q - Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải

trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đemtính ra phân bố đều trên sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế:

+ Với nhà có bề dày sàn là bé ( 10 14cm ÷ kể cả lớp cấu tạo mặt sàn), có

ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q = ÷ 1 1,4( / ) T m2

+ Với nhà có bề dày sàn nhà trung bình ( 15 20cm ÷ kể cả lớp cấu tạo

mặt sàn) tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q = 1,5 1,8( / ÷ T m2)

+ Với nhà có bề dày sàn khá lớn ( ≥ 25cm), cột và dầm đều lớn thì qcó

thể lên đến 2 ( / ) T m2 hoặc hơn nữa.

+ kt Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt

thép, độ mảnh của cột Xét sự ảnh hưởng này theo sự phân tích và kinhnghiệm của người thiết kế, khi ảnh hưởng của mômen là lớn, độ mảnh cột lớn thì lấy kt lớn, vào khoảng 1,3 1,5÷ Khi ảnh hưởng của mômen là bé thì lấy kt = ÷ 1,1 1,2

- Chọn sơ bộ tiết diện cột biên C-1B, C-2A, C-3A, C-5A, C-2C, C-3C, C-4C,

C-5C, C-6B: (Chọn k t = 1,3)

+ Cột C-1B , C-6B có diện tích vùng chịu lực có kích thước gần đúng (300x840cm)

2 0

- Chọn sơ bộ tiết diện cột giữa C-2B, C-3B, C-4B, C-5B:

+ Cột C-2B, C-5B có diện tích vùng chịu lực có kích thước gần đúng (6x8,4m)

2 0

o b

l b

l b

Hình II.2.1: Sơ đồ diện chịu tải của cột C1 và cột C2.

u Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách.

- Theo TCVN 198-1997 tổng diện tích lõi và vách được xác định theo công thức: Fvl=0,015Fsd

32,53 2750

- Chọn chiều dài của vách thang máy dày: VTM1,VTM2 = 30 cm

- Thỏa mãn các điều kiện:

15 330

16,5

vl t vl

cm h

cm

δ δ

C-4C 600x800

C-5C 600x800

C-1B

600x800

C-2B 800x800

C-3B 800x800

C-4B 800x800

C-5B 800x800

C-2A 600x800

V - (300x2000)

C-3A 600x800 600x800C-5A

VTM-2 VTM-1

D-14 (220X450) D-15 (220X450)

D-15 (220X450) D-15 (220X450)

D-16 (200X400)

D-17 (200X400) D-17 (200X400)

200X300 C-TM3 200X300

C-TM3 200X300

THANG B? 1

hs = 120

S8 S9

S10 S11 S12 S13 S11

S21

S23 S24 S25

S26

S28

S27 S32 S29

Hình II.2.2 : Mặt bằng kết cấu tầng điền hình

2.2 LỰA CHỌN VÀ LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN

- Có thể phân loại các sơ đồ tính toán nhà nhiều tầng theo nhiều hướng khác nhau Sau đây là cách phân loại theo tính chất làm việc không gian:

- Sơ đồ tính toán một chiều: Công trình được mô hình há dưới dạng một thanh côngxon thẳng đứng Độ cứng của nó được xác định tính toán đơn giản nhất, chủ yếu dung để xác định các tính chất động học của công trình

- Sơ đồ tính toán hai chiều: Công trình được mô hình hóa dưới dạng một kết cấu phẳng với ngoại lực nằm trong mặt phẳng của nó Sơ đồ náy được dung rộng rãi nhất vì nó tương đối đơn giản lại xét được sự tác động tương hỗ giữa các loại cấu kiện thẳng đứng chịu tải khi uốn (bỏ qua tác động gây xoắn)

- Sơ đồ tính toán ba chiều: Công trình được xét như một hệ (thanh hoặc tấm) không gian chịu tác dụng của hệ lực không gian

 Bản chất của hệ kết cấu công trình là hệ chịu lực không gian baogồm hệ cột, hệ thống dầm theo các phương (thường chỉ bố trí haiphương ngang, dọc ) để có thể chịu được tải trọng và tác dộng bất

kỳ, ví dụ như gió, động đất theo các phương, biến dạng không đềucủa nền, các tác dụng cục bộ….Việc mô hình hóa hệ kết cấu khung

và tính toán nội lực, biến dạng của hệ đucợ thể hiệ trên máy vi tínhnhờ các chương trình như SAP, ETABS Trong đồ án tốt nghiệp này

em chọn sơ đồ tính ba chiều

2.2.2 Lập sơ đồ tính toán các cấu kiện.

- Sơ đồ tính toán hợp lý là khung – sàn – vách cứng Trong đó trục phương theo phương đứng lấy trùng với trục cột, còn trục phương theo phương ngang lấy cùng với trục dầm

- Trong trường hợp hai dầm có trục khác nhau thì lấy trùng với trục dầm gây nguy hiểm hơn cho kết cấu , tức là làm cho chiều dài tính toán của cột kề dưới lớn hơn Tương tự nếu cột thay đổi tiết diện thì trục khung được lấy trùng với cột nào làm cho chiều dài tính toán của dầm lớn hơn

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

+ Để xác định tải trọng đứng đơn vị ở một vị trí, cấu kiện nào đó nên tiến hành theo điều kiện sau:

+ Xác định cấu tạo kiến trúc, kết cấu của cấu kiện đó

+ Xác định chức năng sử dụng của cấu kiện đó (loại bản sàn sử dụng, tường cố định hay thay đổi)

+ Lập bảng để xác định tải trọng đơn vị

3.1.2 Cơ sở xác định hoạt tải đứng.

- Hoạt tải đứng tác dụng lên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 hoặc theo công nghệ quy định (ở phụ lục 14)

- Khi tính cần xác định trị số riêng cho từng loại sàn: phòng làm việc, phòng họp, họi trường, phòng ở, kho, khu vệ sinh, hành lang, cầu thang…

- Trị số cua hệ tin cậy lấy theo TCVN 2737:1995(tham khảo phụ lục 15)

3.1.3 Cơ sở xác định tải trọng ngang do gió.

- Theo TCVN 2737:1995 tải trọng gió được xác định gồm hai thành phần gió tĩnh và gió động

- Phần động của tải trọng gió gây ra do lực quán tính khi công trình dao động dưới tác dụng của tải trọng gió có gia tốc Khi công trình cao dưới 40m thì được phép

bỏ qua thành phần động , chỉ tính với thành phần tĩnh của gió Thành phần động của tải trọng gió được trình bày trong TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999 “ Hướng dẫn các xác định thành phần động của tải trọng gió.’’

3.2 XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỦA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

3.2.1 Xác định giá trị của tải trọng thẳng đứng.

a Tĩnh tải sàn

- Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm sàn và tải trọng do tường, vách kính đặt trên công trình Khi xác định tĩnh tải, ta xác định trọng lượng đơn vị để từ đó làm cơ sở phân tải sàn về các dầm theo diện phân tải và độ cứng Tải trọng bản thân các phân tử vách, cột và dầm sẽ được phần mềm tự động cộng vào khi khai báo hệ số trọng lượng bản thân

Trọng lượng bản thân sàn :

- Xác định tải trọng đơn vị:

- Để chuẩn bị cho việc xác định tải trọng tác dụng vào khung bằng phương pháp dồn tải hoặc đưa tải trọng trực tiếp vào trong chương trình tính cần phải xác định tải trọng đơn vị thật chính xác “Tải trọng đơn vị được hiểu là tải trọng tác dụng trên 1m2 sàn, tường hoặc trên một mét dài của cấu kiện thanh”

+ Tải trọng tiêu chuẩn phân bố trên 1 m2 sàn cho từng lớp: gtc = δi × γi

+ Tải trọng tính toán phân bố đều trên 1 m2 sàn cho từng lớp:

i tc

- Một số số liệu về trọng lượng riêng, kích thước,hệ số độ tin cậy của các vật liệu thông thường có thể tham khảo trong bảng 2.1 trang 22 sách Khung Bêtông Cốt Thép ToànKhối của PGS.TS Lê Bá Huế Từ đó ta xác định được tải trọng đơn vị của công trình như trong bảng sau

Bảng II.3.1: Xác định tải trọng đơn vị của sàn.

Chiều dày (cm)

Trọng lượng riêng

Tải trọng(daN/m 3 ) Tải

tiêu chuẩn

Tải tính toán

Tổng tải tiêu chuẩn

Tổng tải tính toán

- Tải trọng bản thân quy về phân bố đều trên các ô bản từ tầng 3 đến tầng 8.

Bảng II.3.2: Tải trọng bản thân phân bố trên các ô bản

Tải trọng tường xây

- Tải trọng đơn vị tường xây

Bảng II.3.3: Xác định tải trọng đơn vị tường xây

Chiều dày (cm)

Trọng lượng riêng daN/m 3

n

Tải trọng(daN/m 2 ) Tải

tiêu chuẩn

Tải tính toán

Tổng tải tiêu chuẩn

Tổng tải tính toán

- Tải trọng tường xây phân bố trên dầm

- Trọng lượng tường ngăn trên dầm được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.Giá trị tường xây phân bố trên dầm được xác định bởi công thức sau:

+ g = × × δ γ h n g ht = ×tt t

Trong đó:

+ ht: Chiều cao tường được tính ht = h - hd

+ h : Chiều cao tầng nhà

- Với các dầm có tường xây phía trên tải trọng thường xuyên được xem là phân bố đều trên dầm Giá trị tải trọng tường xây phân bố trên các dầm được tính toán trong bảng trên

Bảng II.3.4: Xác định tải trọng tường xây phân bố trên dầm

tầng

Chiều cao tường (m)

g tt

daN/m

Tải trọng gán vào etabs (kN/m)

- Quy đổi tải trọng tường về phân bố đều trên các ô sàn:

- Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100 và 200 riêng các tầng như tầng hầm 1 và 2 thì hầu như không có tường ngăn bên trong mặt bằng nhà nên bỏ qua trọng lượng tường ngăn các tầng từ tầng 1A trở lên cần tính toán tường ngăn phân bố trên sàn

- Các tầng 3 đến tầng 8 có mặt bằng kiến trúc các căn phòng phức tạp trên một ô bản có nhiều phòng chức năng khác nhau tường xây trực tiếp trên các ô bản thực tế thì sự truyền tải tường lên dầm sẽ rất phức tạp việc tính toán bản sàn cũng phức tạp do có lực tập trung Trong thực tế người ta chấp nhận quy đổi trọng lượng tường ngăn ra tải trọng tĩnh phân bố đều trên toàn bộ ô bản mà nó tác dụng theo công thức:

• Tải trọng của các mảng tường phân bố đều trên từng ô sàn được tính theo côngthức:

+ gt- Tải trọng tường phân bố trên ô bản

+ gt- tải trọng tiêu chuẩn hoặc tải trọng tính toán của tường

+ St- Diện tích mặt bằng của tường

+ Sb- Diện tích ô bản

- Đối với các tường có bố trí các cửa khi phân bố tải trọng ta nhân thêm hệ số 0.7

tt

st

- Tương tự cho các ô bản còn lại ta có:

- Đối với các ô 5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 23, 25, 28, 30, 31 không có tường nằm trong phạm vi ô sàn nên không có tải trọng tường xây phân bố trên các ô sàn này

Bảng II.3.5 : Tính tải trọng tường xây phân bố đều trên các ô bản từ tầng điển hình

daN/m 2

S t

m 2

tc t g

daN/

m 2

tt t g

S t

m 2

tc t g

daN/

m 2

tt t g

- Từ đó ta có bảng tổng hợp tĩnh tải của sàn như sau:

Bảng II.3.6: tĩnh tải sàn tầng điển hình

Tên ô Diện tích (m 2 ) Tĩnh tải tườngtt

- Tải trọng hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được lấy theo tiêu chuẩn về tác động và tải trọng của Việt Nam (TCVN 2737 : 1995) cho các loại phòng theo mục đích sử dụng như sau:

Bảng II.3.7: Xác định hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

Giá trị tiêu chuẩn P tc

2

(daN m/ )

Hệ số vượt tải

phần

Phần dài hạn

Toàn phần

Phần dài hạn

3.2.2 Xác định tải trọng gió tác dụng lên công trình

- Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737: 1995 (Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế).Vì chiều cao công trình lớn H = 48.3m>40m, do đó ngoài thành phần gió tĩnh, công trình còn được tính toán đến cả thành phần gió động.

a Thành phần tĩnh của tải trọng gió:

- Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng phân bố đều trên mộtđơn vị diện tích được xác định theo công thức sau:

W= n.Wo.k.c

Trong đó:

+ Wo: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn ở độ cao 10m so với mặt đất, lấy theobản đồ phân vùng áp lực gió Theo TCVN 2737:1995, khu vực nộithành của Thành Phố Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II-A cóWo=83daN/m2

+ n: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió : n =1.2 với công trình có tuổi thọthiết kế 50 năm

+ k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn

và dạng địa hình Hệ số k tra theo bảng 5 TCVN 2737:1995.( Công

+ c: Hệ số khí động, lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737:1995, phụthuộc vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió.Với côngtrình có các mặt thẳng đứng thì hệ số khí động đối với mặt đón gió làc=+0.8 và với mặt hút gió là c = - 0.6

- Tải trọng gió tĩnh được quy về thành phân bố đều theo chiều dài các dầm biên của các tầng (sử dụng khi gán gió tĩnh vào mô hình):

day

hut

W = × 1,2 WO× × × c k hh i

- Kết quả tính toán tải trọng gió tĩnh thể hiện trong bảng dưới:

Bảng II.3.8: Thành phần tải trọng gió tĩnh theo phương X ,Y

Mái 83 48,

9

1,35

1,4

- Để đơn giản trong tính toán, trong khoảng mỗi nửa tầng dưới và nửa tầng ngay trên

nó ta coi áp lực gió là phân bố đều, hệ số k lấy là giá trị ứng với độ cao tại caotrình sàn các tầng kể từ cốt mặt đất tự nhiên

- Trong bảng tính gió , độ cao z(m) tính từ cốt mặt đất tự nhiên Cốt +0.00 của côngtrình cao hơn cốt tự nhiên 1.5m

b Thành phần động của tải trọng gió

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, công trình có chiều cao 48.3 m > 40m nên taphải tính đến thành phần động của tải trọng gió Bản chất của thành phần động làphần tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình có dao động, xét đến ảnhhưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng bản thân công trình khi dao độngbởi các xung của luồng gió

- Công trình có f1< fL< f2 với f2 là tần số dao động riêng thứ hai của công trình, thànhphần động của tải trọng gió được xác định theo công thức:

k k

r k

pk k

xM y

xW y

1 2 1

Trong đó :

+ Mk- khối lượng phần thứ k của công trình ;

+ yk - dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thứ k ứng với dạng dao động riêngthứ nhất

+ Wpk - thành phần động phân bố đều của tải trọng gió phần thứ k của công trìnhđược tính theo công thức sau :

Wpk = W x ζ x ν

Trong đó :

+ W : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao tính toán

+ ζ : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z lấy theo bảng 8

TCVN 2737:1995

+ ν : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió xác định theođiều 6.15 TCVN 2737:1995

+ Công trình ở Tp.HCM thuộc vùng II-A

+ Đây là công trình bêtông cốt thép => δ=0,3

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao tính toán, thành phần này được quy về thành lực tập trung đặt tại tâm khối lượng của các tầng và được xác định như sau:

+ Wđ ,Wh áp lực gió tính toán ứng với hai mặt đón gió và hút gió

Bảng II.3.9: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió theo

(daN)

W tt x

Bảng II.3.10: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió

Z (m) (m) b i (m) h i daN/m W d 2 W h

y

tt y

- Ta cần phải tính với tất cả các dạng dao động có : fi < fL = 1.3

- Sử dụng chương trình etabs 9.7.4, dựng sơ đồ công trình, khai báo vật liệu, tiết diện các cấu kiện và nhập hai trường hợp tải trọng tĩnh tải và hoạt tải,khai báo khối lượng để phân tích dao động bằng 91% tĩnh tải + 42% hoạt tải, ta tìm được chu kì và tần số dao động như sau:

Bảng II.3.11 : Các dạng dao động của công trình

Bảng II.3.12: Các dạng dao động theo phương x:

Bảng II.3.13: Các dạng dao động theo phương y

- Gió động được tính theo TCXD 229:1999

- Công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức: