thiết kế chung cư an lạc

Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau: + Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những côn

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

Hòa nhập với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược xây dựng đất nước Vốn đầu tư xây dựng cơ bản chiếm rất lớn trong ngân sách nhà nước, kể cả đầu tư nước ngoài Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa nền kinh tế, mức sống của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn

Do tốc độ của quá trình đô thị hóa diễn ra quá nhanh, cộng với sự gia tăng tự nhiên của dân số, và một lượng lớn người nhập cư từ các tỉnh thành trong cả nước đổ về lao động và học tập, cho nên hiện nay dân số Thành phố Hồ Chí Minh đã có trên bảy triệu người Điều

đó đã và đang tạo ra một áp lực rất lớn cho Thành phố trong việc giải quyết việc làm, đặc biệt là chỗ ở cho hơn bảy triệu người hiện nay và sẽ còn tăng nữa trong những năm tới Quỹ đất dành cho thổ cư ngày càng thu hẹp, do đó việc tiết kiệm đất xây dựng cũng như khai thác có hiệu quả diện tích hiện có là một vấn đề rất căng thẳng của Thành phố Hồ Chí Minh

Các tòa nhà chung cư cao cấp cũng như các dự án chung cư cho người có thu nhập thấp ngày càng cao hơn trước Đó là xu hướng tất yếu của một xã hội luôn đề cao giá trị con người, công năng sử dụng của chung cư không chỉ gói gọn là chỗ ở đơn thuần mà nó

mở rộng ra thêm các dịch vụ phục vụ cư dân sinh sống trong các căn hộ thuộc chung cư

đó Giải pháp xây dựng các tòa nhà chung cư cao tầng là giải pháp tối ưu nhất, tiết kiệm nhất và khai thác quỹ đất có hiệu quả nhất so với các giải pháp khác trên cùng diện tích

đó

Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm thương mại lớn nhất và đây cũng là khu vực có mật độ dân số cao nhất cả nước, nền kinh tế không ngừng phát triển làm cho số lượng người lao động công nghiệp và mức độ đô thị hoá ngày càng tăng, đòi hỏi nhu cầu về nhà

ở cũng tăng theo Do đó việc xây dựng nhà cao tầng theo kiểu chung cư là giải pháp tốt nhất để đáp ứng nhu cầu nhà ở cho người dân, cán bộ công tác, lao động nước ngoài… Chung cư còn có thể cho thuê, mua bán… Vì thế, sự có mặt của công trình là hết sức cần thiết, góp phần giải quyết vấn đề nhà ở đang là vấn đề cấp bách hiện nay ở Thành phố Hồ Chí Minh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Xây dựng và Điện Trường Đại học Mở TP.HCM, những người đã dạy dỗ, trang bị cho em những kíến thức bổ ích trong gần năm năm học vừa qua

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo TS.Nguyễn Văn Lĩnh, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đồ án

Nhân dịp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, những người thân

đã cổ vũ, động viên tiếp thêm cho em nghị lực để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC Lời mở đầu

Lời cảm ơn

Mục lục

Chương 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1

1.1 Giới thiệu công trình 1

1.1.1 Sơ lược 1

1.1.2 Tổng mặt bằng công trình 1

1.1.3 Mặt bằng công trình 1

1.1.3.1 Mặt bằng các tầng 1

1.1.3.2 Mặt đứng 1

1.1.3.3 Kết cấu 2

1.1.4 Các giải pháp kỹ thuật khác 2

1.1.4.1 Hệ thống chiếu sáng 2

1.1.4.2 Hệ thống thông gió 2

1.1.4.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 2

1.1.4.4 Xử lý rác thải 3

1.1.4.5 Giải pháp hoàn thiện 3

1.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 3

Chương 2 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 4

2.1 Các chỉ tiêu tính toán 4

2.1.1 Cơ sở để tính toán 4

2.1.2 Sơ đồ tính 4

2.1.3 Tải trọng 4

2.1.4 Nội lực và chuyển vị 4

2.1.5 Một số chỉ tiêu kiểm tra kết cấu 4

2.2 Xác định các kích thước sơ bộ 6

2.2.1 Đặc trưng về vật liệu 6

2.2.2 Xác định các kích thước sơ bộ 7

2.2.2.1 Chọn kích thước cho vách cứng 7

2.2.2.2 Chọn kích thước cho dầm 7

2.2.2.3 Chọn kích thước cho sàn 11

2.2.2.4 Chọn kích thước cột 15

Chương 3 : SÀN 19

3.1 Quan niệm tính toán 19

3.2 Cách tính toán sàn bản dầm và bản kê 20

3.2.1 Sàn bản dầm 20

3.2.2 Sàn bản kê 22

3.3 Tính toán sàn tầng điển hình 24

3.3.1 Tính các ô sàn dầm 25

3.3.2 Tính các ô sàn kê 33

3.4 Tổng hợp kết quả tính sàn 40

Chương 4 : CẦU THANG 41

4.1 Cấu tạo cầu thang 41

4.2 Tính toán chi tiết 43

4.2.1 Số liệu ban đầu 43

4.2.2 Sơ đồ tính của vế 1 44

4.2.3 Tính q1' 53

'' 1 q

4.2.5 Tính nội lực vế thang 1 (2) , xác định Mmax 54

4.2.6 Tính thép cho vế thang 1 (2) 56

4.2.7 Bố trí thép cho vế thang 1 (2) 56

4.2.8 Tính thép vế thang 3 57

Chương 5 : HỒ NƯỚC MÁI 59

5.1 Mặt bằng nắp hồ nước 59

5.2 Tính toán nắp bể 59

5.3 Tính toán thành hồ 61

5.3.1 Tải trọng 61

5.3.2 Xác định nội lực 61

5.3.3 Tính cốt thép 62

5.4 Tính toán bản đáy hồ nước 63

5.4.1 Tải trọng tác dụng lên bản đáy 64

5.4.1.1 Tĩnh tải 64

5.4.1.2 Hoạt tải 65

5.4.2 Xác định nội lực và tính thép 65

5.5 Tính toán khung hồ nước 65

5.5.1 Kích thước dầm và cột của thành hồ và chân hồ nước 65

5.5.2 Tải trọng tác dụng lên hệ dầm nắp và dầm đáy 65

5.5.3 Xác định nội lực 67

5.5.4 Tính thép chịu lực cho dầm 71

5.5.4.1 Tính thép chịu cắt 72

5.5.4.2 Kiểm tra đai 72

5.5.4.3 Tính cốt xiên 73

5.5.5 Tính cốt treo 73

5.5.6 Tính toán cột hồ nước mái 74

Chương 6 : KHUNG KHÔNG GIAN 77

6.1 Các giả thiết khi tính toán nhà nhiều tầng được sử dụng trong ETABS 77

6.2 Công thức tính gió tĩnh và động 77

6.2.1 Gió tĩnh 77

6.2.2 Gió động 78

6.3 Tổ hợp tải trọng 81

6.4 Chứng minh các tổ hợp trong Etabs 81

6.5 Mô hình Etabs 131

6.6 Tính thép cột 167

6.6.1 Phương pháp tính thép cột 167

6.6.2 Đánh giá  170

6.6.3 Kiểm tra cột theo khả năng chịu cắt 170

6.6.4 Tính cột 171

6.6.4.1 Tính thép dọc 171

6.6.4.2 Tính thép đai 177

6.7 Cách tính thép dầm 179

6.7.1 Tính thép dọc 179

6.7.1.1 Tính thép dầm chữ nhật 179

6.7.1.2 Tính thép dầm chữ T 180

6.7.2 Tính thép đai 190

6.7.3 Tính cốt treo 193

6.8 Cách tính thép vách cứng 194

6.8.1 Lý thuyết tính 194

6.8.2 Tính toán 196

Chương 7 : KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 197

Chương 8 : MÓNG 203

8.1 Khảo sát địa chất 203

8.2 Khái quát và chọn phương án móng 204

8.2.1 Một số khái quát về việc sử dụng tầng hầm 204

8.2.2 Một số vai trò của tầng hầm 204

8.2.3 Xác định phương án móng 205

8.3.1 Nội lực tại chân cột 205

8.3.2 Xác định tải trọng truyền xuống từng móng 206

8.4 Tính toán từng phương án móng 207

8.4.1 Phương án móng cọc ép 207

8.4.1.1 Sơ lược về phương án móng sử dụng 207

8.4.1.1.1 Chọn loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc 207

8.4.1.1.2 Xác định sức chịu tải của cọc 208

8.4.1.1.2.1 Theo độ bền của vật liệu làm cọc 208

8.4.1.1.2.2 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ( TCXD 205-1998): 209

8.4.1.1.2.3 Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT (TCXD 205-1998): 211

8.4.1.2 Tính móng 5 và 7 (móng MI ) 212

8.4.1.2.1 Xác định số lượng cọc trong đài 212

8.4.1.2.2 Kiểm tra việc thiết kế móng cọc 213

8.4.1.2.2.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc theo điều kiện chịu nhổ 213

8.4.1.2.2.2 Kiểm tra ổn định nền 214

8.4.1.2.2.3 Kiểm tra lún trong móng cọc 216

8.4.1.2.2.4 Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc 218

8.4.1.2.2.4.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 218

8.4.1.2.2.4.2 Tính toán cốt thép đài cọc 219

8.4.1.2.2.5 Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển cẩu lắp 220

8.4.1.2.2.5.1 Cường độ cọc khi vận chuyển 222

8.4.1.2.2.5.2 Cường độ cọc khi lắp dựng 222

8.4.1.2.2.5.3 Kiểm tra lực cẩu móc cẩu 223

8.4.1.2.2.5.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện chịu tải trọng ngang 223

8.4.1.3 Tính móng 1 và 9 (móng MII ) 223

8.4.1.3.1 Xác định số lượng cọc trong đài 223

8.4.1.3.2 Kiểm tra việc thiết kế móng cọc 224

8.4.1.3.2.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc theo điều kiện chịu nhổ 224

8.4.1.3.2.2 Kiểm tra ổn định nền 225

8.4.1.3.2.3 Kiểm tra lún trong móng cọc 227

8.4.1.3.2.4 Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc 229

8.4.1.3.2.4.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 229

8.4.1.3.2.4.2 Tính toán cốt thép đài cọc 230

8.4.1.3.2.5 Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển cẩu lắp 231

8.4.1.3.2.5.1 Cường độ cọc khi vận chuyển 231

8.4.1.3.2.5.2 Cường độ cọc khi lắp dựng 231

8.4.1.3.2.5.3 Kiểm tra lực cẩu móc cẩu 232

8.4.1.3.2.5.4 Kiểm tra cọc theo điều kiện chịu tải trọng ngang 232

8.4.2 Phương án cọc nhồi 232

8.4.2.1 Ưu nhược điểm của phương án móng sử dụng 232

8.4.2.1.1 Ưu điểm 232

8.4.2.1.2 Nhược điểm 233

8.4.2.2 Cấu tạo cọc 233

8.4.2.3 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi 234

8.4.2.4 Xác định số lượng cọc 236

8.4.2.5 Kiểm tra điều kiện chịu tải của móng 237

8.4.2.6 Kiểm tra điều kiện biến dạng 238

8.4.2.6.1 Áp lực tiêu chuẩn khối móng quy ước 238

8.4.2.6.2 Cường độ của nền tại khối móng quy ước 241

8.4.2.6.3 Tính độ lún của nền tại khối móng quy ước 242

8.4.2.7 Tính toán và cấu tạo đài cọc 242

8.5 So sánh phương án móng 246

8.5.1 Tổng hợp vật liệu: ( so sánh về mặt kinh tế cho 2 móng MI và MII ) 246

8.5.2 Điều kiện thi công 247

8.5.3 Điều kiện chất lượng 247

8.5.4 Điều kiện chịu lực 247

8.5.5 Điều kiện môi trường 247

8.5.6 Các điều kiện khác 247

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu về công trình

1.1.1 Sơ lược :

Tọa lạc tại trung tâm thành phố là quận 10 Quận trung tâm của thành phố Công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp sẽ tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà, hợp lý và hiện đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư

Công trình nằm ở trung tâm thành phố nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn

thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng

Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, không có công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công và bố trí tổng bình

1.1.3 Mặt bằng công trình

1.1.3.1 Mặt bằng các tầng

Tầng hầm: nhiệm vụ chính là chỗ để xe Thang máy bố trí theo bản vẽ, chỗ đậu xe ôtô phía trong Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng ngầm còn có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

Tầng 1 , 2 : Gồm các loại căn hộ 1a , 2a , 3a , 4a , 5 , 6 , 7

Tầng 3 – 14: Bố trí các căn hộ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8, 9 ,10 phục vụ nhu cầu cho nhà ở Trên cùng có 2 hồ nước mái rộng lớn cung cấp nước cho toàn cao ốc và hệ thống thu lôi chống sét cho nhà cao tầng

Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai

1.1.3.2 Mặt đứng :

Hình dáng cao, vươn thẳng lên khỏi tầng kiến trúc cũ ở dưới thấp với kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ, nhưng cũng không kém phần mền mại thể hiện qui mô và tầm vóc của công trình tương xứng với chiến lược phát triển của đất nước

1.1.3.3 Kết cấu :

Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng trở nên rất phổ biến Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được

sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Chính vì các lý do trên mà sử dụng giải pháp hệ khung-vách bằng BTCT đổ toàn khối

Hệ thống thang bộ, thang máy là lõi trung tâm đảm bảo sự bền vững, chắc chắn cho công trình

Chiều cao tầng điển hình là 3,5m với nhịp là 8,5m Giải pháp khung-vách BTCT với dầm

đổ toàn khối, bố trí các dầm trên đầu cột và gác qua vách cứng

1.1.4.2 Hệ thống thông gió :

Tận dụng tối đa thông gió tự nhiên qua hệ thống cửa sổ Ngoài ra sử dụng hệ thống điều hoà không khí được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo các hộp kỹ thuật theo phương đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ 1.1.4.3 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy :

Nước: được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động Các đầu phun

nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách 3m một cái, hệ thống đường ống cung cấp nước chữa cháy là các ống sắt tráng kẽm, bên cạnh đó cần bố trí các phương tiện cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng

Hệ thống đèn báo các cửa, cầu thang thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp được đặt tại tất cả các tầng

Thang bộ: cửa vào thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm

nhập và được làm bằng vật liệu không cháy có giới hạn chịu lửa từ 45 phút trở lên ( theo điều 8.4 TCVN 6160:1996 Phòng cháy chữa cháy – Nhà cao tầng – Yêu cầu thiết kế trang 5/9 ).Trong thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt

1.1.4.4 Xử lý rác thải :

Rác thải ở mổi tầng được đổ vào gain rác,rác được chứa ở gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận đưa rác ra ngoài Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

1.1.4.5 Giải pháp hoàn thiện :

Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bởi các lớp đá Granit đen ở các mặt bên, mặt đứng hình thành với sự xen kẽ các lam và đá Granit đen tạo nên sự hoành tráng cho cao ốc

1.2 Điều kiện khí hậu thủy văn

Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt

Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có

Nhiệt độ trung bình : 25oC

Nhiệt độ thấp nhất : 20oC

Nhiệt độ cao nhất : 36o

Lượng mưa trung bình : 274,4 mm (tháng 4)

Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5)

Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)

Độ ẩm tương đối trung bình : 48,5%

Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%

Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%

Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

Thịnh hàng trong mùa khô :

Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%

Gió Đông : chiếm 20% - 30%

Thịnh hàng trong mùa mưa :gió Tây Nam , chiếm 66%

Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2,15 m/s

Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ

Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 2.1 Các chỉ tiêu tính toán

2.1.1 Cơ sở để tính toán :

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và hồ sơ kiến trúc

Căn cứ vào tải trọng tác dụng ( TCVN 2737-1995 )

Căn cứ vào các tiêu chuẩn, chỉ dẫn, tài liệu được ban hành

2.1.2 Sơ đồ tính:

Với độ chính xác cho phép và phù hợp với khả năng tính toán hiện nay đồ án này sử dụng

sơ đồ tính toán theo theo phương pháp phần tử hữu hạn FEM ( Finite element method ) đã được lập trình trong Etabs

Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, do kích thước nhịp ô sàn khá lớn (8500x8500

mm) nên ta bố trí thêm hệ dầm trực giao gác lên các dầm chính chạy trên các đầu cột, liên kết lõi thang máy và các cột là bản sàn và các dầm

2.1.3 Tải trọng:

Tải trọng thẳng đứng

Gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái

Tải trọng tác dụng lên sàn kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 110mm), thiết bị, tường nhà

vệ sinh, thiết bị vệ sinh … đều qui về tải phân bố đều trên diện tích ô sàn

Tải trọng tác dụng lên dầm do tường trên dầm (220mm).…coi phân bố đều trên dầm

Tải trọng ngang:

Do chiều cao của công trình H = 49,5m nên ta tính tải trọng gió động Tải trọng gió được tính theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2337:1995

2.1.4 Nội lực và chuyển vị:

Hiện nay có nhiều phương pháp tính nội lực của các cấu kiện trong công trình, ta có thể tính toán bằng các công thức tính toán đã được học hoặc dùng phần mềm tính toán dựa vào phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán

Trong đồ án này em kết hợp cả 2 phương pháp tính toán trên

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và các bản vẽ kiến trúc ta thấy mặt bằng 2 phương của ngôi nhà gần như giống nhau Do vậy, ta đi tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo khung

không gian làm việc theo 2 phương.Nội lực trong các cột và dầm được tính toán dựa vào chương trình tính kết cấu nhà cao tầng ETABS

Các thành phần tải trọng tính toán, nội lực và chuyển vị ứng với từng phương án tải trọng của khung không gian được nói rõ hơn trong phần tính toán khung không gian

2.1.5 Một số chỉ tiêu kiểm tra kết cấu:

Kết cấu nhà cao tầng cần phải được tính toán kiểm tra về độ bền , biến dạng , ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của kết cấu được tiến hành theo theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện

hành Ngoài ra kết cấu nhà cao tầng còn phải thoã mãn các yêu cầu sau đây:

1. Kiểm tra ổn định chống lật:

Tỉ lệ giữa momen lật do tải trọng ngang gây ra phải thỏa mãn điều kiện sau:

cl l

M

M ³ 1,5 (1) (trích trang 5/17 mục 2.6.3 TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối)

Với Mcl ,Ml là momen chống lật và momen gây lật

Với f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình

3. Kiểm tra dao động :

Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại của chuyển động tại đỉnh công trình dưới tác động của gió có giá trị nằm trong giới hạn cho phép:

[Y] £ [Y’] (3) ( trích trang 6/17 mục 2.6.3 công thức 2-4

TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối )

Với [Y] là giá trị tính toán của gia tốc cực đại , [Y’] là giá trị cho phép của gia tốc lấy

bằng 150mm/s2

4. Kiểm tra theo điều kiện trạng thái giới hạn I: ( về khả năng chịu lực )

Tất cả các cấu kiện đều phải đảm bảo điều kiện bền, trạng thái ứng suất trong cấu kiện phải

bé hơn hoặc bằng ứng suất giới hạn cho phép Trạng thái ứng suất giới hạn ứng với lúc kết cấu không thể chịu lực được nữa vì bắt đầu bị phá hoại, bị mất ổn định, bị hỏng do mỏi Trạng thái giới hạn này được tính toán theo cường độ tính toán của vật liệu

5. Kiểm tra theo điều kiện trạng thái giới hạn II: ( về điều kiện sử dụng bình

thường): bao gồm đảm bảo các điều kiện sau :

Kiểm tra theo điều kiện hạn chế vết nứt : a ≤ agh (4)

Trong đó, a là bề rộng khe nứt, với agh được xác định bảng 4-7 trang 112/178 trong Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình của Vũ Mạnh Hùng

Các trị số giới hạn trên được qui định để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của kết cấu, chúng thường được chọn phụ thuộc vào tính chất và điều kiện sử dụng của kết cấu, phụ thuộc vào điều kiện làm việc của con người, cuả thiết bị và cũng như phụ thuộc tâm lý con người và mỹ quan Về nguyên tắc, việc kiểm tra về biến dạng và khe nứt là cần thiết cho mọi kết cấu, nhưng thông thường nó cần hơn cho các kết cấu lắp ghép, kết cấu có dùng cốt thép cường độ tương đối cao hoặc kết cấu nằm trong môi trường làm việc bất lợi

Có thể không cần kiểm tra độ mở rộng khe nứt nếu theo kinh nghiệm thiết kế và thực tế

sử dụng kết cấu nếu biết chắc rằng bề rộng khe nứt của kết cấu đó ở mọi giai đoạn là

không đáng kể, cũng có thể không cần kiểm tra nếu độ cứng ở giai đoạn sử dụng là khá lớn Kiểm tra theo điều kiện biến dạng : f £ fgh (5)

Trong đó, f là biến dạng ( độ võng, góc xoay, độ giãn …), cần phải kiểm tra biến dạng của các cấu kiện theo các Tiêu chuẩn xây dựng hiện hành , fgh được xác định - bảng 4-8 trang 113/178 trong Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình của Vũ Mạnh Hùng

6. Tất cả các cấu kiện phải đảm bảo điều kiện bền và ổn định trong quá trình thi công Trong quá trình thi công, vận chuyển, các cấu kiện phải đảm bảo không bị phá hoại hay bị mất ổn định, đảm bảo khả năng làm việc bình thường sau này

Trong suốt quá trình thi công thì các kết cấu phải đảm bảo chịu được tải trọng bản thân , tải trọng tác dụng và tải trọng phát sinh trong quá trình thi công như các tác động của máy móc thiết bị , tác động do công nhân làm việc , tác động của thời tiết…

(6) F 7593750mm(7) max ( 150 ; 220 )(8) 225 266

7593750mm

12(7) max (150 ; 225 ) 225mm

Với các công thức sơ bộ như trên , ta chọn như sau :

Ta đánh số thứ tự cho các dầm theo phương X từ trái qua phải và từ dưới lên trên (ta có từ dầm DX1 ® DX30) , dầm theo phương Y từ dưới lên trên và từ trái qua phài (ta có từ

SVTH : Ngô Minh Khiết MSSV : 20761154 Trang 8

dầm DY1 ® DY28) , với 2 dầm khu cầu thang ta đánh là DKCTX(dầm khu cầu thang theo phương X )và DKCTY(dầm khu cầu thang theo phương Y )

Dầm theo phương X Tên dầm loại L

( m )

h sơ bộ (mm)

h chọn (mm)

b sơ bộ (mm)

b chọn (mm) DX1 phụ 1,8 106 ® 138 400 133 ® 267 200

( m )

h sơ bộ (mm)

h chọn (mm)

b sơ bộ (mm)

b chọn (mm) DY1 phụ 1,8 106 ® 138 400 133 ® 267 200

2.2.2.3 Chọn kích thước cho sàn

Đối với việc chọn chiều dày sàn nhà cao tầng thì ta chọn như sau :

hs nhà cao tầng = hs nhà thấp tầng a Chiều dày sàn nhà thấp tầng theo công thức sau :

s 1

1 2

k

L

37 8L

=+ Với :

k = hệ số tăng chiều dày sàn khi tải trọng lớn và được xác định như sau :

k = 1 khi qo£ 4KN / m2 , k = 3 qo

4 khi

2 o

trình trên được tìm bằng máy tính Casio fx82ES , phần hồi quy bậc nhất)

Cách tìm như sau ( tìm cho sàn nấm )

SVTH : Ngô Minh Khiết MSSV : 20761154 Trang 12

Bước 1 : bấm nút mode setup ,

Bước 2 : bấm stat ( statistic = thống kê )

Bước 3 : bấm A+Bx , nghĩa là phương trình hồi quy theo kiểu y = A + Bx

Bước 4 : có 2 cột X và Y , X trong trường hợp này là số tầng , Y trong trường hợp này là sàn nấm hoặc sàn dầm

Bước 5 : sau khi có đủ 2 cột thì ta đi tìm hệ số A bằng cách bấm Shift/1/7/1 (bấm shift sau đó bấm số 1 , sau đó bấm sô 7 , sau đó bấm số 1)

Cách tìm cho sàn dầm cũng vậy

Hai phương trình hồi quy bậc nhất ở trên đều có hệ số tương quan r > 0,99 , chứng tỏ sự tương quan gần như là tuyệt đối

Công thức chọn kích thước sàn này do PGS.TS.Lê Bá Huế ( chủ biên ) và ThS.Phan Minh Tuấn, Khung Bê Tông Cốt thép Toàn Khối, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ Thuật,Hà Nội năm 2009,trang 13/156

Đối với phòng căn hộ thì có 5 loại phòng = khách + bếp + WC + ngủ + ban công

Như vậy sẽ có nhiều chiều dày sàn khác nhau , ta chỉ chọn 1 loại chiều dày sàn cho dễ thi công

Sau đây là tĩnh tải cấu tạo các ô sàn :

Cấu tạo sàn văn phòng và phòng ở

Lớp cấu tạo (KN/mg 3) Chiều dày(mm) d Hệ số vượt tải Tải tính toán KN/m2

Cấu tạo sàn vệ sinh và ban công

Lớp cấu tạo (KN/mg 3) Chiều dày(mm) d Hệ số vượt tải Tải tính toán KN/m2

Cấu tạo sàn mái

Lớp cấu tạo (KN/mg 3) Chiều dày(mm) d Hệ số vượt tải Tải tính toán KN/m2

Theo công thức và cấu tạo sàn thì ta chọn chiều dày sàn phòng ở như sau

SÀN PHÒNG Ở Tĩnh tải gs ( KN/m2 )

2.2.2.4 Chọn kích thước cột :

Hình sau là diện truyền tải vào một cột bất kỳ

Giả sử ta tính tải tác dụng vào mặt dưới của cột giữa

Đầu tiên cột này phải chịu trọng lượng bàn thân của chính nó

g ( KN ) b h H n c = c c c cgbt

Với bc = bề rộng tiết diện cột

hc = bề dài tiết diện cột

Hc = chiều cao cột

nc = hệ số vượt tải của bê tông

gbt = khối lượng riêng của bê tông = 25KN/m3

Tiếp theo có thể phải chịu thêm 4 dầm xung quanh

g ( KN ) b h L n d = d d d d gbt

Với bd = bề rộng tiết diện dầm

hd = chiều cao tiết diện dầm

Ld = chiều dài của 4 dầm

nd = hệ số vượt tải của bê tông

gbt = khối lượng riêng của bê tông = 25KN/m3

Với giả thuyết là 4 dầm này có tiết diện như nhau , nếu không thì ta tính trọng lượng của riêng từng dầm sau đó cộng lại

Sau đó nữa là sàn : tổng tải sàn qs ( KN/m2 ) = gs + ps = tĩnh tải cấu tạo sàn + hoạt tải

Khối lượng sàn Gs ( KN ) = qs .Ss ( Ss là diện tích phần gạch chéo )

Tiếp theo có thể sẽ chịu thêm tường xây trên sàn trong phạm vi tác dụng (trong phạm vi phần gạch chéo)

Giả sử trong phạm vi sàn này chỉ có 2 tấm tường có bề dày như nhau

Đây là một phương trình mà có tới 2 ẩn nên ta sẽ giả thuyết trước bc sau đó sẽ có hc

Trong nhà cao tầng ta nên chọn cột là hình vuông để dễ thi công thép ( không bị nhầm lẫn)

SVTH : Ngô Minh Khiết MSSV : 20761154 Trang 17

Sau đây là bảng chọn tiết diện cột ( xem hình trang 8 )

n 1,1÷1,5

h tầng

m

Số tầng

tới tầng

D2 4.23 2.6 8.5 1.8 8.5 7 14.5 1.5 3.5 16 600 752 600 600 hầm L14 D3 4.23 2.6 8.5 1.8 7 8.5 14.5 1.5 3.5 16 600 752 600 600 hầm L14

Vậy tại sao lại không thay đổi tiết diện cột ? Em không thay đổi vì các lý do sau :1= khối lượng bê tông giảm không đáng kể 2 = Độ cứng giảm đột ngột, gây nên những moment cục bộ (tập trung) tại chỗ thay đổi Độ cứng chống xoắn nhìn chung giảm 3 = Có thể làm chậm tiến độ thi công nếu dùng coffa định hình 4 = Nếu thiết kế tầng điển hình thì sẽ làm khó cho kiến trúc và nội thất 5 = tổ thép vất vả hơn khi phải thêm công tác gia công cốt thép chỗ tiết diện cột thay đổi

TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối cĩ đoạn : “Độ cứng kết cấu ở tầng trên khơng nhỏ hơn 70% độ cứng kết cấu ở tầng dưới kề nĩ ”.Theo

đoạn này thì ta cĩ :

trên trên dưới dưới

3 dưới dưới 3

Như vậy chỉ giảm được 224 mm

Theo các vd trên thì lượng giảm khơng bao nhiêu , như cột 2000 x 2000 mà chỉ giảm 224 thì hơi nhỏ

CHƯƠNG 3: SÀN3.1 Quan niệm tính toán

Đầu tiên ta xác định tải trọng truyền theo 2 phương của ô sàn

Xét ô bản kê tự do lên 4 cạnh , có kích thước L1 và L2 chịu tải trọng phân bố đều q

Xét 2 dải giữa của ô sàn có bề rộng b = 1 m

Với q1 ( f1 ) và q2 ( f2 ) lần lượt là tải trọng ( độ võng) theo

1 4

2 2 4

1

2 4 1 4 1

1 q qL

LL

Tính toán cho a = thì q3 1= 98,78% q , do đó nếu a lớn thì tải trọng truyền chủ yếu theo phương L1 ,tùy theo qui phạm mỗi nước hệ số a khác nhau , qui phạm Việt Nam lấy

2

a = vậy khi a =2 thì tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn q1 gấp tải trọng truyền

theo phương cạnh dài q2 là 16 lần , lúc này xem như toàn bộ tải trọng truyền theo phương

L1

Đúc kết :

Khi a >2 = bản sàn thuộc loại dầm = bản làm việc 1 phương(theo phương cạnh ngắn)

Khi a £ 2 = bản sàn thuộc loại kê = bản làm việc 2 phương

3.2 Cách tính toán sàn bản dầm và bản kê

Sơ đồ tính ( cho cả 2 loại bản dầm và kê ) : ta quan niệm như sau :

Liên kết là tựa đơn khi :

Bản kê lên tường

Bản lắp ghép

Bản kê lên dầm BTCT đổ toàn khối mà có hd / hs < 3

Liên kết là ngàm khi :

Bản kê lên dầm BTCT đổ toàn khối mà có hd / hs ³ 3

với hd = chiều cao dầm và hs = chiều dày sàn

Bước 1 = xác định tải trọng = tĩnh tải cấu tạo sàn + hoạt tải tác dụng

Tĩnh tải = gồm có trọng lượng bản thân các lóp cấu tạo sàn (có thể có tường và tường được quan niệm là phân bố đều trên sàn ), giả sử ta có các lớp cấu tạo như sau

Với n = hệ số tin cậy của hoạt tải tra trong TCVN 2737-1995 – Tải trọng và tác

động – Tiêu chuẩn thiết kế như sau : “hệ số độ tin cậy phân bố đều trên sàn và cầu

thang lấy bằng 1,3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 2 KN/m2 , bằng 1,2 khi tải

trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 2 KN/m2 ”

Bước 2 = xác định tải trọng tác dụng lên sàn

1 1 2

.R b.hA

R

g

x = - - axg

=Kết quả tính toán theo giả sử thì như sau :

Thế thì sẽ được tính như thế nào : ta có As tính toán là mm2/m như trong vd này

thì là 221,5 mm2/m , như vậy trong tiết diện với bề rộng 1 m và chiều dày hs ta phải

đặt thép sao chu đủ 221,5 mm2 thì ta tính như sau : đầu tiên ta chọn trong vd này

là có tiết diện là 62 9 27,27mm2

4

p = p = sau đó ta xem coi với cây này

thì sẽ cĩ bao nhiêu cây =

2 2

221,5 mm 8,12 cây27,27 mm = , sau đĩ với bề rộng 1 m thì khoảng cách @ là bao nhiêu = 1000 mm 123,15 mm

8,12 cây = vì ta chọn @ phải dễ thi cơng nên chọn là 125 mm , như vậy trong nhịp này ta đặt @125 là đủ chịu lực

Sai số cĩ nghĩa là : nếu sai số là âm thì As.chọn < As tính tốn , nếu sai số là 0 thì

As.chọn = As tính tốn , nếu sai số là dương thì As.chọn > As tính tốn , trong bảng này sai số luơn dương và sai số được tính bằng cách = s chọn s tính toán

số của cơng thức này nghĩa là so với As tính tốn thì As chọn lớn hơn bao nhiêu , sau đĩ

ta đem chia cho As tính tốn cĩ nghĩa là: đối với phần lớn hơn này khi đem chia cho

As tính tốn thì nĩ được tỷ số là bao nhiêu , sau đĩ lại nhân cho 100% ( 100% thực

chất là 1 , theo tốn học thì khi đem nhân một số bất kỳ cho 1 thì sẽ là chính nĩ , cho nên ta cứ thoải mái nhân bao nhiêu 100% cũng được nhưng trong cơng thức này thì chỉ cần 1 lần 100% thơi là đủ ý nghĩa ) cĩ nghĩa là : khi ta đã cĩ một tỷ số bất kỳ vd như tỷ số s chọn s tính toán dư

thì ta khơng biết phần tử số là bao nhiêu khi phần mẫu số là 100 , qui tắc này chính

là qui tắc tam suất trong tốn học = 221,5 100

100 là sai qui tắc tốn học )

3.2.2 Sàn bản kê

Sàn bản kê được tính theo sơ đồ đàn hồi ( nhịp tính tốn là từ trục tới trục )

Tùy theo điều kiện liên kết của bản với tường hoặc dầm BTCT xung quanh mà ta cĩ sơ đồ tính cho phù hợp

Một cách tổng quát ta cĩ 11 loại ơ sàn sau :

Trong trường hợp tổng quát công thức tính cho tất cả ô bản là :

Moment dương max ở giữa bản :

Giải thích các ký hiệu trong hệ số mi1 ( ki1 )

Ký hiệu m (k) = hệ số của moment ở nhịp (gối)

Ký hiệu i = số ký hiệu ô bản đang xét , i = 1 11¸

Ký hiệu 1 (2) = chỉ phương đang xét là 1 (2)

3.3 Tính toán sàn tầng điển hình

Ta đánh số thứ tự từ 1 đến 26 , các ô có dầm trực giao ta chia ra thành 4 phần ( vd như ô

m để tính.Như vậy đối với sàn loại dầm thì ta tính 2 lần là xong

Sau đây là bảng tính cho ô bản số 2 ( đại diện cho các ô có kích thước L1 = 1,8 m

Hệ số độ tin cậy của phần tĩnh tải

Gạch Ceramic 1.1 Bảng 1 mục 2 phần gạch đá Lớp vữa lót 1.3 Bảng 1 mục 3 phần các lớp trát và hoàn thiện ở công trường Bản sàn 1.1 Bảng 1 mục 2 phần bê tông cốt thép

Lớp vữa trát 1.3 Bảng 1 mục 3 phần các lớp trát và hoàn thiện ở công trường

Trọng lượng tường ( KN ) : trọng lượng tường được tính bằng cách nhờ công cụ Massprop trong CAD 2007

Bước 1 = nhìn vào bản vẽ kiến trúc , phần tô đậm là tường (trừ 2 cái cột )

Bước 2 = tạo miền bằng lệnh Region cho các đối tượng là tường

Bước 3 = nhập lệnh massprop và chọn đối tương tường mới vừa được tạo bằng lệnh region

Bước 4 = xuất hiện bảng

Area = diện tích tường ( mm2 ) = 2222978 mm2 = 2222978.10-6 m2

Chiểu cao tường tầng điển hình là khoảng 3,5 m

Nên thể tích tường = 2222978.10-6 3,5 = 7,78 m3

Trọng lượng tường = 18 KN/m3 7,78 m3 = 140 KN

Hoạt tải ps

Ta thấy mỗi căn hộ có 5 loại phòng : ngủ + khách + WC + bếp + ban công

Tra trong TCVN 2737-1995 trang 6/56 thì ta có :

Và đây là trang 7/56

Theo bảng này thì ta thấy đối với loại phòng ngủ , khách , WC , bếp thì hoạt tải là 1,5 KN/m2 , còn đối với ban công thì ta lấy theo mục 14 phần b là 2 KN/m2

Hai tải này không kém nhau bao nhiêu nên ta lấy ps là 2 KN/m2

Hệ số độ tin cậy của hoạt tải : trích trang 9/56 TCVN 2737-1995

Hoạt tải của ta là 2 KN/m2 nên ta lấy là 1,2 vì tải trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng

200 daN/m2

Dầm bao quanh

Dầm bao quanh với 4 hướng đông tây nam bắc được lấy theo hình sau :

Nhìn vào hình trên thì ta thấy

b ( mm ) h ( mm ) hd/hs Liên kếtĐông 200 400 2,67 < 3 tựa

Nam 300 500 3,33 ³ 3 ngàmBắc 300 500 3,33 ³ 3 ngàm

a = khoảng cách cốt thép chịu kéo tới mép BT chịu kéo

Ta có : a là 15 mm khi hb£ 100 và a là 20 khi hb >100 , hb của ta là 150mm > 100 , nên ta

sẽ chọn a = 20 mm

ho = h – a = chiều cao có ích của tiết diện = 150 mm – 20 mm = 130 m

Các con số ở trong ngoặc là số của gối , vd như am nhòp là 0,018 và của gối là 0,032

Đối với gb do điều kiện làm việc bình thường nên lấy = 1

Hệ số aRthì trích trong TCXDVN 356-2005 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế , trang 173/176

Tỷ lệ cốt thép trong tiết diện bê tông m

Tỷ lệ cốt thép hợp lý trong tiết diện bê tông mhợp lý

mhợp lý của sàn bản dầm là từ 0,3 % tới 0,9 % , trong khi đó mcủa nhịp ( gối ) là 0,12 % (0,21 %) , hai tỷ lệ này vẫn chưa tới giới hạn dưới của mhợp lý chứng tỏ tiết diện hơi thiếu

Với bề rộng 1 m thì @ = 1000 mm 500 mm ( 250 mm )

2 ( 4 ) =

Ta thường chọn @ như sau : 70 ,75 , 80 , 90 , 100 , 110 , 120 , 125 , 130 , 140 ,150 , 160 ,

170 , 180 , 190 , 200 Như vậy bước cốt thép từ max 70 mm đến min 200 mm , trong đây chỉ có 2 số lẽ là 75 và 125

Với bước cốt thép ta tính ra là 500 và 250 , hai số này quá nhỏ so với min là 200 , nên ta chọn là 200 mm

1000 mm = 16 (25 )

200 = 251 mm (393 mm )

Sai số này có thể được phát biểu bằng 2 cách :

Cách thứ 1 : với As tính là 155(277) thì không biết nó đã tự gia tăng lên bao nhiêu phần trăm bản thân nó : 155(277) + 62%(42%).155(277) = 251(393).Như vậy với thép nhịp nó

đã tự gia tăng lên 62% bản thân nó và với thép gối là 42%

Cách thứ 2 : với As chọn là 251 mm2 ( 393 mm2 ) thì so với As tính nó đã dư ra 96 mm2 ( 116 mm2) , phần dư này chiếm khoảng 62 % ( 42 %) so với As tính ban đầu = nếu như As tính ban đầu là 100 thì phần dư là 62 ( 42 )

Sau đây là bảng tính cho ô sàn sảnh dẫn vào cầu thang ( ô 13)