thiết kế cao ốc văn phòng số 9 đinh tiên hoàng quận 1

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, việc phát triển cơ sở hạ tầng, nhà máy, xí nghiệp, điện, đường, trường trạm...là một phần tất yếu nhằm mục đích xây

Ngành xây dựng là một trong những ngành xưa nhất của lịch sử loài người.Có thể nói bất cứ đâu trên trái đất này cũng có bóng dáng của ngành xây dựng Để đánh giá sự phát triển của một thời kỳ lịch sử hay một quốc gia nào đó chúng ta cũng thường dựa vào các công trình xây dựng của quốc gia đó Nó luôn luôn đi cùng với sự phát triển của lịch sử

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, việc phát triển cơ

sở hạ tầng, nhà máy, xí nghiệp, điện, đường, trường trạm là một phần tất yếu nhằm mục đích xây đất nước ta trở nên phát triển, có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện cho sự phát triển của đất nước Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần quan trọng trong đời sống con người chúng

ta, từ việc mang lại mái ấm cho từng gia đình đến việc xây dựng bộ mặt của đất nước.Ngành xây dựng đã chứng tỏ được sự cần thiết của mình.Trong xu thế hiện nay hoạt động xây dựng đang diễn ra với tốc độ khẩn trương, ngày càng rộng khắp với quy mô xây dựng ngày càng lớn đã cho thấy sự lớn mạnh của ngành xây dựng nước ta

Có cơ hội được ngồi trên ghế giảng đường đại học, em đã được thầy cô truyền đạt những kiến thức chuyên ngành tuy khó nhưng lại rất thú vị và hết sức bổ ích giúp bản thân hiểu và thêm yêu ngành xây dựng mà mình theo học Đồ án tốt nghiệp như một bài tổng kết quá trình học tập của sinh viên trong suốt quá trình học trên ghế giảng đường đại học, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp kiến thức đã học vào thực tế, và khi ra trường là một người kỹ sư

có trách nhiệm, có đủ năng lực để có thể đảm trách tốt công việc của mình, góp phần tích cực vào sự phát triển của đất nước

Qua hơn bốn năm ngồi trên ghế giảng đường đại học em đã được sự giúp đỡ hết sức tận tình của nhà trường, của khoa và những kiến thức quý báu của quý thầy cô.Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô - những người đã mang đến cho em kiến thức, giúp em vững bước trong cuộc sống cũng như trên còn đường lập nghiệp sau này

Đặc biệt, em xin được tỏ lòng thành kính và biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn đồ án tốt nghiệp – Tiến sĩ Lê Trọng Nghĩa – người đã cung cấp tài liệu và định hướng cho em trong suốt qua trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này Đó cũng là nền tảng cho em tự tin để hoàn thành đồ án, mặc dù trong lúc thực hiện cũng có những lúc gặp khó khăn do kiến thức còn hạn chế nhưng em luôn có lòng tin ở chính mình và nhận được sự chỉ dạy tận tình của thầy nên em đã vượt qua Đồng thời, kiến thức được hoàn thiện và chuyên sâu hơn để sau này là hành trang trong cuộc sống và công việc

Ngoài ra, em cám ơn các thầy cô đã giảng dạy và những người bạn đã cùng nhau chia sẽ kiến thức và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Cuối cùng, em xin chúc nhà trường luôn gặt hái được nhiều thành công, chúc các thầy,

cô luôn mạnh khỏe

Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2012 Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THANH PHƯƠNG

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

1.1 MỞ ĐẦU 1

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 1

1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH 1

1.4 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG 2

1.5 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3

1.6 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH 4

1.7 CƠ SỞ THIẾT KẾ 5

1.8 ĐẶC TÍNH HỆ CHỊU LỰC 9

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 11

2.2 CHIỀU DÀY SÀN - VẬT LIỆU 12

2.3 MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 12

2.4 TÍNH TOÁN BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 13

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 CÁCTHÔNG SỐ ĐỂ LÀM CƠ SỞ TÍNH 26

3.2 CẤU TẠO HÌNH HỌC 26

3.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 27

3.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH THÉP 29

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI 4.1 TÍNH DUNG TÍCH BỂ 37

4.2 TÍNH TOÁN BẢN NẮP 38

4.3 TÍNH TOÁN THÀNH HỒ 41

4.4 TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY 43

4.5 TÍNH TOÁN DẦM NẮP 49

4.6 TINH TOAN DẦM DAY 54

4.7 TÍNH TOÁN CỘT HỒ NƯỚC 59 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 4

5.1 GIỚI THIỆU VÀ GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN: 61

5.2 SƠ BỘ TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN: 62

5.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 67

5.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 92

5.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH 96

5.6 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 97

5.7 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 4 98

CHƯƠNG 6 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 6.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 135

6.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG 137

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 7.1 CÁC GIẢ THIẾT TINH TOÁN 141

7.2 CHỌN KÍCH THƯỚC, VẬT LIỆU, CHIỀU SÂU CHÔN CỌC: 141

7.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 142

7.4 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 143

7.5 TÍNH TOÁN MÓNG M1 147

7.6 TÍNH TOÁN MÓNG M2 157

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 8.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU, KÍCH THƯỚC CỌC 182

8.2 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 184

8.3 TÍNH MÓNG M1 187

8.4 TÍNH MÓNG M2 197 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN KẾT CẤU

CÁC TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM:

- TCXD 198 - 1997: Nhà cao tầng - Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối

- TCVN 2737 - 1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

- TCXD 356 - 2005: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

- TCXD 229 - 1999: Tiêu chuẩn chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

- TCVN 45 - 1978: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- TCXD 205 - 1998: Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc

- TCXD 195 - 1997: Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi

- TCVN 5572 - 1991: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bêtông cốt thép Bản vẽ thi công

CÁC TÀI LIỆU CHUYÊN MÔN:

- TG: Đỗ Kiến Quốc, Nguyễn Thị Hiền Lương, Bùi Công Thành, Lê Hoàng Tuấn, Trần Tấn Quốc, Sức Bền Vật Liệu, Nxb ĐH Quốc Gia Tp.HCM

- TG: GS.TS Lều Thọ Trình, Cơ học kết cấu (Tập 1 và 2), Nxb Khoa học và kỹ thuật

- TG: GS.TS Ngô Thế Phong, GS.TS Nguyễn Đình Cống, PGS.TS Phan Quang Minh, Kết cấu bêtông cốt thép 1 (Phần cấu kiện cơ bản), Nxb Khoa học và kỹ thuật

- TG: GS.TS Ngô Thế Phong - PGS.TS Lý Trần Cường - TS Trịnh Kim Đạm - PGS.TS Nguyễn Lê Ninh, Kết cấu bêtông cốt thép 2 (Phần kết cấu nhà cửa), Nxb Khoa học và

- TG: PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng, Cơ học kết cấu công trình, Nxb Xây dựng

- TG: Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân, Nguyễn Hải, Những phương phương pháp xây dựng công trình trên nền đất yếu, Nxb Xây dựng

- TG: GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng, Nền Móng Nhà Cao Tầng, Nxb Khoa học và kỹ thuật

- TG: Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, Nxb ĐH Quốc Gia Tp.HCM

- TG: Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nxb ĐH Quốc Gia Tp.HCM

- TG: Nguyễn Hữu Anh Tuấn, Đào Đình Nhân, Sap 2000 v10 Thực hành phân tích và thiết kế kết cấu, Nxb Khoa học và kỹ thuật

- TG: Nguyễn Khánh Hùng, Trần Trung Kiên, Nguyễn Ngọc Phúc, Thiết kế nhà cao tầng bằng Etabs 9.0.4, Nxb Thống kê

- TG: GS.PTS Vũ Mạnh Hùng, Sổ tay thực hành kết cấu công trình, Nxb Xây dựng

LỜI NÓI ĐẦU



Ngành xây dựng là một trong những ngành xưa nhất của lịch sử loài người Có thể nói bất cứ đâu trên trái đất này cũng có bóng dáng của ngành xây dựng Để đánh giá sự phát triển của một thời kỳ lịch sử hay một quốc gia nào đó chúng ta cũng thường dựa vào các công trình xây dựng của quốc gia đó Nó luôn luôn đi cùng với sự phát triển của lịch sử

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, việc phát triển cơ

sở hạ tầng, nhà máy, xí nghiệp, điện, đường, trường trạm là một phần tất yếu nhằm mục đích xây dựng đất nước ta trở nên phát triển, có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện cho sự phát triển của đất nước Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần quan trọng trong đời sống con người chúng ta, từ việc mang lại mái ấm cho từng gia đình đến việc xây dựng bộ mặt của đất nước Ngành xây dựng đã chứng tỏ được sự cần thiết của mình.Trong xu thế hiện nay hoạt động xây dựng đang diễn ra với tốc độ khẩn trương, ngày càng rộng khắp với quy mô xây dựng ngày càng lớn đã cho thấy sự lớn mạnh của ngành xây dựng nước ta

Có cơ hội được ngồi trên ghế giảng đường đại học, em đã được thầy cô truyền đạt những kiến thức chuyên ngành tuy khó nhưng lại rất thú vị và hết sức bổ ích giúp bản thân hiểu và thêm yêu ngành xây dựng mà mình theo học Đồ án tốt nghiệp như một bài tổng kết quá trình học tập của sinh viên trong suốt quá trình học trên ghế giảng đường đại học, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp kiến thức đã học vào thực tế, và khi ra trường là một người kỹ sư

có trách nhiệm, có đủ năng lực để có thể đảm trách tốt công việc của mình, góp phần tích cực vào sự phát triển của đất nước

LỜI CẢM ƠN



Qua hơn bốn năm ngồi trên ghế giảng đường đại học em đã được sự giúp đỡ hết sức tận tình của nhà trường, của khoa và những kiến thức quý báu của quý thầy cô Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô - những người đã mang đến cho em kiến thức, giúp em vững bước trong cuộc sống cũng như trên còn đường lập nghiệp sau này

Đặc biệt, em xin được tỏ lòng thành kính và biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn đồ án tốt nghiệp – Tiến sĩ Lê Trọng Nghĩa – người đã cung cấp tài liệu và định hướng cho em trong suốt qua trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này Đó cũng là nền tảng cho em tự tin để hoàn thành đồ án, mặc dù trong lúc thực hiện cũng có những lúc gặp khó khăn do kiến thức còn hạn chế nhưng em luôn có lòng tin ở chính mình và nhận được sự chỉ dạy tận tình của thầy nên em đã vượt qua Đồng thời, kiến thức được hoàn thiện và chuyên sâu hơn để sau này là hành trang trong cuộc sống và công việc

Ngoài ra, em cám ơn các thầy cô đã giảng dạy và những người bạn đã cùng nhau chia sẽ kiến thức và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Cuối cùng, em xin chúc nhà trường luôn gặt hái được nhiều thành công, chúc các thầy,

cô luôn mạnh khỏe

Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2012 Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THANH PHƯƠNG

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH 1.1 MỞ ĐẦU

Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành , sân bay, bến cảng đang từng bước xây dựng cơ sở hạ tầng Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay là giai đoạn phát triển rầm rộ nhất rất nhiều công trình lớn và nhiều nhà cao tầng đã được xây dựng Cao ốc văn phòng số 9 - Đinh Tiên Hoàng - Q1 cũng là một trong số đó Công trình do công ty FUJINAMI CONSTRUCTION CONSULTANT CO.LTD thiết kế

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Cao ốc văn phòng được đặt tại trung tâm thành phố : Số 9 Đinh Tiên Hoàng Q1.Vị trí này thuận lợi cho việc lưu thông vì gần trung tâm thành phố, gần sân bay quốc tế, gần cảng

1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH

Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:

1.3.1 - Mùa khô :

Từ tháng 12 đến tháng 4 có :

Nhiệt độ cao nhất : 400

C Nhiệt độ trung bình : 320

C Nhiệt độ thấp nhất : 180

C Lượng mưa thấp nhất : 0,1 mm

Lượng mưa cao nhất : 300 mm

Độ ẩm tương đối trung bình : 85.5%

1.3.2 - Mùa mưa :

Từ tháng 5 đến tháng 11 có :

Nhiệt độ cao nhất : 360

C Nhiệt độ trung bình : 280

C Nhiệt độ thấp nhất : 230

C Lượng mưa trung bình: 274.4 mm

Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)

Lượng mưa cao nhất : 680 mm (tháng 9)

Độ ẩm tương đối trung bình : 77,67%

Độ ẩm tương đối thấp nhất : 74%

Độ ẩm tương đối cao nhất : 84%

Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày

Lượng bốc hơi thấp nhất : 6.5 mm/ngày

1.3.3 - Giĩ :

-Thịnh hành trong mùa khơ :

Giĩ Đơng Nam : chiếm 30% - 40%

Giĩ Đơng: chiếm 20% - 30%

-Thịnh hành trong mùa mưa :

Giĩ Tây Nam : chiếm 66%

-Hướng giĩ chủ yếu là Đơng Nam và Tây Nam với vận tốc trung bình 2,15 m/s, thổi mạnh nhất vào mùa mưa ( từ tháng 5 đến tháng 11) Ngồi ra cịn cĩ giĩ Đơng Bắc thổi nhẹ (tháng 12-1)

-TP Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của giĩ bão, chịu ảnh hưởng của giĩ mùa và áp thấp nhiệt đới

1.4 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

1.4.1 Giải pháp mặt bằng

-Tịa nhà gồm 15 tầng ( kể cả tầng hầm và tầng mái ) với những đặc điểm sau :

-Tầng hầm và mỗi tầng điển hình cao 3.3 m Riêng tầng 1 và tầng mái cao 3,6m

- Mặt bằng hình chữ nhật 34 x 26.6 m , tận dụng hết mặt bằng và khơng gian

- Tổng chiều cao cơng trình 46.8 m ( Chưa kể tầng hầm )

- Phần lớn diện tích mặt đứng cơng trình được lắp kính màu khiến cơng trình cĩ dáng vẻ kiến trúc hiện đại và tận dụng được ánh sáng tự nhiên

1.4.2 Phân khu chức năng

* Tầng hầm :

-Diện tích tầng hầm ( 43.5 x 31.8 m ) lớn hơn các tầng khác được dùng làm chổ để xe, phịng kỹ thuật , phịng máy bơm , phịng máy phát điện , phịng giám sát

* Tầng 1 :

-Nơi làm sảnh tiếp tân và văn phòng

1.5.3 Hệ thống điện

-Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảm bảo cho tất cả các thiết bị trong toà nhà có thể hoạt động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

-Máy điện dự phòng 250KVA được đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động không ảnh hưởng đến sinh hoạt

-Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và khu vực và bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra

1.5.4 Hệ thống cấp thoát nước

-Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở tầng hầm qua hệ thống bơm bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho sinh hoạt ở các tầng

-Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm

-Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc Gain, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật

1.5.5 Di chuyển và phòng cháy chữa cháy

-Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ, 3 thang máy chính để đi lại và thoát người khi có sự cố -Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy , các thiết bị chữa cháy

-Dọc theo các cầu thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa

-Ngoài ra tòa nhà còn được đặt hệ thống chống sét

1.6 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.6.1 Khái niệm

Kết cấu một ngôi nhà cao tầng gồm có nhiều bộ phận: sàn, mái, cầu thang, kết cấu bao che và kết cấu chịu lực chính Sàn là kết cấu nằm ngang ngăn cách giữa các tầng, chịu trực tiếp tải trọng sử dụng và truyền các tải trọng đó lên kết cấu chịu lực chính Còn kết cấu bao che bên ngoài chịu tải trọng ngang mà chủ yếu là gió, trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua sàn cũng truyền tải trọng này lên kết cấu chịu lực chính

Như vậy kết cấu chịu lực chính phải bảo đảm bền vững và ổn định tổng thể, chịu mọi tải trọng đứng và ngang, tải trọng tĩnh cũng như động, và các tác động bên ngoài khác như sự biến thiên nhiệt độ, lún lệch của nền đất Chúng có thể được cấu tạo bởi hệ khung gồm các cột đứng và xà ngang, hoặc bởi các tường chịu lực, hoặc bởi sự kết hợp của khung với các tường vách cứng, lõi cứng…

Sự phân chia nội lực của công trình trong thực tế là những mối quan hệ tương hỗ rất phức tạp phụ thuộc vào đặc trưng cơ lý của các vật liệu cấu thành công trình, điều kiện môi trường, điều kiện tải trọng, công nghệ và năng lực thi công cùng nhiều thành tố khác Ta không thể trực tiếp chi phối sự phân chia này, tuy nhiên thông qua cách bố trí và cấu tạo kết cấu chịu lực chính, ta có thể quyết định tính chất làm việc tổng thể của công trình Căn cứ vào tính chất làm việc của các cột trong khung nhà nhiều tầng, kết cấu chịu lực chính được phân chia thành các sơ đồ: sơ đồ khung, sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng

1.6.2 Sơ đồ khung chịu lực

Trong sơ đồ này các khung ngang và dọc liên kết với nhau tạo thành một khung không gian Các cấu kiện của khung cần đủ cứng để truyền mọi tải trọng (đứng và ngang) xuống móng Tường ngăn chỉ có vai trò bao che, không tham gia chịu lực Để đảm bảo độ cứng tổng thể cho công trình, nút khung phải là nút cứng (kết cấu đổ toàn khối)

Dưới tác dụng của tải trọng, các thanh cột và dầm trong khung vừa chịu uốn, cắt vừa chịu nén hoặc kéo Khả năng chịu tải của công trình bị ảnh hưởng khá nhiều bởi cấu tạo của các nút khung và tỷ lệ độ cứng của các phần tử thanh cùng tụ vào một nút Hệ khung thường

có độ cứng ngang bé, nên khả năng chịu tải ngang cũng không lớn

Ưu điểm: có thể thiết kế, tính toán nội lực bằng tay nhờ dùng một số phương pháp của

cơ kết cấu Hệ thống tường ngăn không tham gia chịu lực nên không đòi hỏi vật liệu đặc dụng, phương pháp thi công tương đối đơn giản…

Nhược điểm: để đảm bảo khả năng chịu lực, nhất là lực ngang, tiết diện dầm cột phải rất lớn, làm tăng giá thành công trình, hạn chế không gian sử dụng, gây phản cảm về mặt kiến trúc Mặt khác, do độ cứng khung nhỏ, công trình tương đối cao, nên nếu không khống chế được chuyển vị và dao động của công trình theo qui phạm sẽ tác động tiêu cực đến tâm sinh

lý người ở trong tòa nhà, giảm hiệu quả sử dụng

1.6.3 Đặc điểm công trình thiết kế

Công trình cao ốc văn phòng số 9 Đinh Tiên Hoàng sử dụng hệ chịu lực chính là kết cấu khung – vách cứng ( hệ thống lõi cứng thang máy được ngàm vào hệ đài ) được sử dụng rất rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong xây dựng dân dụng và công nghiệp

1.7 CƠ SỞ THIẾT KẾ

1.7.1 Các qui phạm và tiêu chuẩn để làm cơ sở cho việc thiết kế

Công việc thiết kế phải tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng Những tiêu chuẩn sau đây được sử dụng trong quá trình tính:

- TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

- TCVN 356-2005: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép

- TCXD 198-1997 : Nhà cao tầng –Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối

- TCXD 195-1997: Nhà cao tầng- thiết kế cọc khoan nhồi

- TCXD 205-1998: Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế

- TCXD 229-1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau (Trình bày trong phần tài liệu tham khảo)

1.7.2.2 Tải trọng tác dụng lên công trình

1.7.2.2.1 Tải trọng đứng tác động lên công trình

Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu:

.Về mặt truyền lực: đảm bảo cho giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị…)

.Yêu cầu cấu tạo: Trong tính toán không xét việc sàn bị giảm yếu do các lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện, nước, thông gió,…)

.Yêu cầu công năng: Công trình sẽ được sử dụng làm cao ốc văn phòng nên các hệ tường ngăn (không có hệ đà đỡ riêng) có thể thay đổi vị trí mà không làm tăng đáng kể nội lực và độ võng của sàn

Chọn chiều dày sàn hs = 10 cm ( xác định trong phần chọn tiết diện )

Số liệu tải trọng đứng và cấu tạo sàn tính theo bảng sau

Chiều dày (cm)

Hệ số vượt tải

g (daN/m3)

CẤU TẠO SÀN SẢNH, PHÒNG HỘI HỌP Loại

tải trọng

Lớp Cấu tạo

Chiều dày (cm)

Hệ số vượt tải

g (daN/m3)

Chiều dày (cm)

Hệ số vượt tải

g (daN/m3)

• Ghi chú : Tính tải trọng tường truyền lên các dầm biên :

Trọng lượng riêng của tường : 1800 [ daN/m3

] Tường ngoài đặt trên dầm dày : 20 cm

Chiều cao xây tường lấy chiều cao tầng điển hình 3.3 m

Tải tường phân bố đều lên dầm: 1800 x 0.2 x 3.3 = 1188 (daN/m )

1.8.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

- Lưới cột lớn (9m x 9m) nên dùng hệ dầm giao nhau chia nhỏ các ô sàn

145

- Dùng hệ dầm giao nhau với kích thước các dầm như sau:

- Dầm chính: (Dầm chính 2 phương dọc, ngang có nhịp bằng nhau là 9m nên ta dùng chung 1 tiết diện cho cả 2 phương)

Vậy hệ dầm phụ có kích thước tiết diện là 20  50 cm

- Console và hệ dầm môi lấy tiết diện 20 x 40 cm

104

CHƯƠNG 2:

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

• Số liệu tải trọng đứng và cấu tạo sàn tính theo bảng sau :

CẤU TẠO SÀN VĂN PHÒNG Loại

tải trọng

Lớp Cấu tạo

Chiều dày (cm)

Hệ số vượt tải

Chiều dày (cm)

Hệ số vượt tải

2.2 CHIỀU DÀY SÀN - VẬT LIỆU

Chiều dày sàn: 10 cm (đã chọn ở phần chọn sơ bộ kích thước tiết diện)

Vật liệu: Bêtông B25: Rb = 14.5MPa; Rbt = 1.05MPa

Cốt thép: <10mm, nhóm AI: Rs= 225MPa

2.3 MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ SỐ LƯỢNG CÁC Ô SÀN :

Sàn Số lượng Kích thước sàn diện tích sàn

Liên kết của bản sàn với dầm, tường được xem xét theo quy ước sau:

 Liên kết được xem là tựa đơn:

o Khi bản kê lên tường

o Khi bản tựa lên dầm bê tơng cốt thép (đổ tồn khối) mà cĩ hd/hb< 3

o Khi bản lắp ghép

 Liên kết được xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tơng cốt thép (đổ tồn khối) mà cĩ

hd/hb 3

 Liên kết là tự do kh i bản hồn tồn tự do

Tùy theo tỷ lệ độ dài 2 cạnh của bản, ta phân bản thành 2 loại:

 Bản loại dầm (L2/L1> 2)

 Bản kê bốn cạnh (L2/L1 2 )

Bảng phân loại ô sàn

Ô sàn L1(m) L2(m) L2/L1 Loại Ô sàn L1(m) L2(m) L2/L1 Loại

S2 4 4.5 1.125 Bản kê S7 1.4 3.5 2.5 Bản dầm S3 4 4.3 1.075 Bản kê S8 1.4 4.5 3.21 Bản dầm S4 4.3 4.5 1.047 Bản kê S9 1.4 4 2.86 Bản dầm S5 2.2 3.4 1.5 Bản kê S10 1.4 4.5 3.21 Bản dầm

 Moment âm lớn nhất ở gối:

Mômen ở gối theo phương cạnh ngắn L1

MI = ki1 P(daNm/m) Mômen ở nhịp theo phương cạnh dài L2

MII = ki2 P(daNm/m)

Trong đó: i : kí hiệu ứng với sơ đồ ô bản đang xét (i=1,2,…11)

1, 2 : chỉ phương đang xét là L1 hay L2

L1, L2 : nhịp tính toán cuả ô bảng là khoảng cách giữa các trục gối tựa

P : tổng tải trọng tác dụng lên ô sn:

P = (pstt + gstt)  L1  L2

Với Pstt: hoạt tải tính toán của mỗi ô sàn (daN/m2

)

g s tt : tĩnh tải tính toán của mỗi ô sàn (daN/m2)

- Với sàn văn phòng có: g (tĩnh tải) = 572 daN/m2

p (Hoạt tải) = 240 daN/m2

- Với sàn vệ sinh có: g (tĩnh tải) = 610.9 daN/m2

p (Hoạt tải) = 240 daN/m2

Tra bảng các hệ số: mi1, mi2, ki1, ki2 các hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ

32 sách Sổ tay kết cấu công trình( Vũ Mạnh Hùng)

Trong trường hợp gối nằm giữa hai ô bản khác nhau thì hệ số ki1 và ki2 được lấy theo trị số trung bình giữa hai ô, hoặc để an toàn ta lấy giá trị ki1 và ki2 nào lớn hơn giữa hai ô bản

a Với những bản console có sơ đồ tính:

 Cách tính: Cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m để tính như dầm console

Moment tại đầu ngàm : M- =

2 1

2

b

q L

Trong đó : qb = (Pstt + gstt) b

b Đối với những bản 3 đầu ngàm 1 đầu tựa đơn có sơ đồ tính

Cách tính: cắt bản theo phương cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính như dầm 1 đầu ngàm và

1 đầu tựa đơn

Moment:

Tại gối: M

=8

2 1

Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm

Moment: Tại gối:M-

= 12

2 1

L

q b

Trong đó: qb = (Pstt + gstt) b

d Đối với những bản 1 ngàm 3 khớp :

Cách tính: cắt bản theo phương cạnh ngắn với bề rộng b = 1m để tính như dầm 1 đầu ngàm và

1 đầu tựa đơn

Áp dụng đối với tất cả bản hành lang nơi đi qua lại : S6, S7, S8, S9, S10 có hdmin = 400mm >

3 x hs = 3 x 100 = 300 mm (hay độ cứng của tất cả các dầm xung quanh các ô bản loại dầm này đều nhỏ 3 lần độ cứng của ô bản sàn do đó 3 cạnh xung quanh ta quan niệm chúng là các ngàm)

R

   



 Tra bảng chọn thép Aschọn và khoảng cách bố trí thép

 Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

µmin =0,05%<µ=As/bho<µmax=xRRb/Rs Với

 Chọn chiều dày lớp bảo vệ a= 1.5cm

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Ô

tt s

S10 3.21 8.12

M1 = 0.663 0.006 0.006 32.9 8a200 251.33 0.04

MI = 1.326 0.013 0.013 71.2 8a200 251.33 0.08

2.4.4 Kiểm tra độ võng của sàn

Cấu kiện nói chung và sàn nói riêng nếu có độ võng quá lớn sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng kết cấu một cách không bình thường: làm mất mỹ quan, làm bong lớp ốp trát, gây tâm lý bất an cho người sử dụng Do đó cần phải giới hạn độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra (Tính toán theo trạng thới giới hạn thứ hai)

Ô sàn S1 có kích thước (4.5x4.5)m

Gọi f1(mm) là độ võng theo phương cạnh ngắn (L1)

f2(mm) là độ võng theo phương cạnh dài (L2)

Điều kiện cần thỏa là f1 = f2 ≤ [ f ] = 2.5(cm) (theo TCXD 356: 2005)

Trong đó: [ f ]- độ võng giới hạn

1

2

4 1 1

4 2 2

13841384

Do độ võng của sàn theo 2 phương là bằng nhau nên ta chỉ cần tính toán độ võng theo 1 phương Cắt theo phương cạnh ngắn (L1) 1 dãy bản có bề rộng b=1m để tính toán

Tiết diện tính toán được xem như 1 dầm đơn giản có tiết diện (1000x100)

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô sàn qc

= 7.3 (kN/m2) Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dãy tính toán

Tính toán độ cứng tương đương của bê tông

- Diện tích cốt thép chịu kéo theo phương L1: As=251.33(mm2)

3 b

Với Es, Eb là modul đàn hồi của cốt thép và bê tông

- Hệ số xét đến cánh chịu nén của tiết diện chữ T và cốt thép chịu nén A’s

h chiều cao bản cánh chịu nén

A’s diện tích cốt thép chịu nén

ν hệ số đặc trưng trạng thái đàn-dẻo của bê tông vùng nén

Với β hệ số lấy như sau:

Đối với bê tông nặng và bê tông nhẹ: 1.8

Đối vối bê tông hạt nhỏ:1.6

Đối với bê tông rỗng và bê tông tổ ong:1.4

- Chiều cao vùng chịu nén của tiêt diện

Với Rbt,ser là cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông ứng với trạng thái giới hạn thứ 2

ls

φ hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng

Tính chất tác dụng dài hạn của tải trọng

Hệ số φlsứng với bê tông

2 Tác dụng dài hạn(không phụ thuộc vào loại cốt thép) 0.8 0.6

- Hệ số b = 0.9 – hệ số xét đến sự phân bố không đều biến dạng của thớ bê tông chịu nén ngoài cùng trên chiều dài đoạn có vết nứt và được lấy như sau:

Đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ cấp cao hơn B7,5:0.9

Đối với bê tông nhẹ, bê tông rỗng và bê tông tổ ong cấp B7,5 và thấp hơn:0.7

Đối với kết cấu chịu tác động của tải trọng lặp, không phụ thuộc vào loại và cấp bê tông: 1.0

- Độ cứng tương đương của bê tông B

9.3 103.3 10

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

Kích thước cầu thang như hình vẽ:

+ Cấu tạo thang :

tg    = 33010’ => Cos = 0.8371

- Chọn chiều dày của bản thang là 15 cm

- Chọn chiều dày của bản chiếu nghỉ là 10 cm

- Chọn kích thước dầm thang: 200x350

- Ngoài ra còn có hệ dầm đỡ bản thang trùng với hệ dầm chính sẽ được tính chung với khung

và khi nhập tải phải cộng thêm tải trọng do bản cầu thang truyền vào

+ Mặt bằng thang nhƣ sau :

3.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

- Tải trọng tiêu chuẩn: g tci =i h i (daN/m 2 )

Trong đó:

gtci: Tải trọng tiêu chuẩn lớp vật liệu thứ i

I: Trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i

hi: Bề dày lớp vật liệu thứ i

- Tải trọng tính toán: g tti =g tci n i (daN/m 2 )

Trong đó : ni :hệ số vượt tải của lớp vật liệu thứ i lấy theo TCVN 2737-1995

Mặt cắt cầu thang

3.3.1 Tải trọng tác dụng trên bản thang

Theo TCVN 2737 – 1995 ta cĩ : + Tĩnh tải : (được cấu tạo như trên) Bản nghiêng được xác định theo chiều dày tương đương :

 

2 1

n tt

i tdi

g n (daN/m2

) Trong đĩ i : khối lượng lớp thứ i

ni : hệ số tin cậy của lớp thứ i

tdi : chiều dày tương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng, được xác định như sau :

 Đối với lớp gạch đá mài

28

i b

Bản bê tông cốt thép

Bản bê tông cốt thép

Đá mài dày 10mm Vữa ximăng dày 20mm Bậc thang xây gạch

Vữa ximăng trát dày 20mm

Vữa ximăng trát dày 20mm

Vữa ximăng dày 20mm

hs

TẢI TRỌNG Vật liệu tdi (m) s (daN/m 3 ) n g ’ I (daN/m 2 )

TĨNH TẢI

Bậc thang (gạch xây) 0,0766 1800 1.1 151.67 Lớp bê tông cốt thép 0,150 2500 1.1 412.5

Tổng cộng g2tt726.77(daN / m )2

+ Hoạt tải : (Lấy theo TCVN 2737 – 95)

ptc = 300 (daN/m2) và n = 1,2 => ptt = 300x1,2 = 360 (daN/m2)

 Tổng tải tác dụng lên bản thang phân bố theo chiều đứng là :

q2 =

2 726.77 360cos 0.8371

tt tt

g

)

 Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang : q2 = 1228.2 (daN/m2)

3.3.2 Tải trọng tác dụng trên bản chiếu nghỉ

TẢI TRỌNG Vật liệu h i (mm)  s (daN/m 3 ) n g tt cn (daN/m 2 )

là sơ đồ 2 đầu gối tựa và sơ đồ 2 đầu ngàm Từ đó tính toán và bố trí cốt thép thỏa mãn 2 sơ đồ tính trên

(a) (b)

Biểu đồ nội lực theo sơ đồ 1 (a) Biểu đồ moment (b) Biểu đồ lực cắt

a) (b)

Biểu đồ nội lực theo sơ đồ 2 (a)Biểu đồ moment (b)Biểu đồ lực cắt

Với b = 100 cm, lớp bảo vệ cốt thép a = 2cm => h0 = 15 – 2 = 13 cm

Bê tông B25 M350 có: R = 14.5(Mpa)b ; γ = 1b

Thép AII có: R = 280(Mpa)s

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết diện Mômen M(kNm) αm ξ A s (tính)

1.63= 2.2 > 2 nên bản làm việc một phương (bản dầm), cắt theo cạnh ngắn

L1 một dãy có bề rộng b = 1m để tính , sơ đồ tính là một dầm đơn giản 1 đầu khớp 1 đầu ngàm

có nhịp là L1 , chịu tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ : q1 = 752.8 (daN/m2)

L

L 1

2