Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô t
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
CHUNG CƯ TÂN BÌNH – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
SVTH: PHẠM THANH TÙNG
MSSV: 110120243 LỚP: 12X1B
GVHD: ThS ĐINH THỊ NHƯ THẢO
TS LÊ KHÁNH TOÀN
Đà Nẵng – Năm 2017
Trang 2TÓM TẮT
Tên đề tài: Chung cư Tân Bình – Thành phố Hồ Chí Minh
Sinh viên thực hiện: PHẠM THANH TÙNG
Số thẻ sinh viên: 110120243 – Lớp : 12X1B
Chung cư quận Tân Bình - Thành phố Hồ Chí Minh
Khu chung cư là một khu nhà cao cấp với chiều cao 9 tầng
Nằm ở ngoại ô thành phố, cách trung tâm quận Tân Bình 5 km nên rất thuận tiện cho việc đi lại, làm việc và học tập
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với xu hướng phát triển của thời đại, thì nhà cao tầng đang được xây dựng khá mạnh mẽ ở các thành phố, đô thị lớn Cùng với đó thì trình độ kĩ thuật xây dựng ngày càng phát triển, đòi hỏi những người làm xây dựng phải không ngừng tìm hiểu nâng cao trình độ để đáp ứng với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ
Đồ án tốt nghiệp lần này là một bước đi cần thiết cho em nhằm hệ thống các kiến thức đã được học ở nhà trường sau năm năm học Đồng thời Đồ án còn giúp cho em bắt đầu làm quen với công việc thiết kế một công trình hoàn chỉnh, để có thể đáp ứng tốt cho công việc sau này
Nhiệm vụ được giao:
Thiết kế: CHUNG CƯ TÂN BÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Địa điểm: Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp bao gồm 3 phần:
Phần 1: Kiến trúc 10% - GVHD: Gv ThS Đinh Thị Như Thảo Phần 2: Kết cấu 60% - GVHD: Gv ThS Đinh Thị Như Thảo Phần 3: Thi Công 30% - GVHD: Gv T.S Lê Khánh Toàn Trong quá trình thiết kế, tính toán, dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức còn hạn chế và chưa có nhiều kinh nghiệm nên chắc chắn em không tránh khỏi sai xót Em kính mong được sự góp ý và chỉ bảo của quý Thầy, Cô giáo để em có thể hoàn thiện hơn đề tài này
Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy, Cô giáo Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, trường Đại học Bách Khoa-Đại học Đà Nẵng, đặc biệt là quý Thầy giáo đã trực tiếp hướng dẫn em trong đề tài tốt nghiệp này
Đà Nẵng, tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Phạm Thanh Tùng
Trang 4CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng toàn bộ Đồ án Tốt nghiệp này được thực hiện dựa trên kiến thức bản thân, sự hướng dẫn của các Thầy, Cô và các tài liệu tham khảo có nguồn gốc rõ ràng Không
có sự sao chép, vi phạm bản quyền hay gian lận, đảm bảo về liêm chính học thuật
Sinh viên thực hiện
Phạm Thanh Tùng
Trang 5MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn i
Lời cam đoan liêm chính học thuật ii
Mục lục iii
Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ v
Danh sách các cụm từ viết tắt vi
CHƯƠNG1:TỔNGQUANVỀKIẾNTRÚCCÔNGTRÌNH 1
1.1 Sự cần thiết phải đầu tư công trình: 1
1.2 Các tài liệu và tiêu chuẩn dùng trong thiết kế kiến trúc 1
1.3 Vị trí, đặc điểm, điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng 1
1.3.1 Vị trí, đặc điểm 1
1.3.2 Điều kiện tự nhiên 2
1.4 Quy mô công trình 3
1.5 Giải pháp kiến trúc 4
1.6 Giao thông trong công trình 4
1.6.1 Giao thông đứng 4
1.6.2 Giao thông ngang 4
1.7 Các giải pháp kĩ thuật 4
1.7.1 Hệ thống điện 4
1.7.2 Hệ thống cấp nước 5
1.7.3 Hệ thống thoát nước 5
1.7.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng 5
1.7.5 An toàn phòng cháy chữa cháy, và thoát người 5
1.7.6 Hệ thống chống sét 6
1.7.7 Hệ thống thoát rác 6
1.8 Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật 6
1.8.1 Mật độ xây dựng 6
1.8.2 Mật độ xây dựng 6
1.9 Kết luận 6
CHƯƠNG2:GIẢIPHÁPKẾTCẤUCHOCÔNGTRÌNHVÀNHIỆMVỤTÍNHTOÁN 7
2.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng: 7
2.1.1 Tải trọng ngang: 7
2.1.2 Hạn chế chuyển vị: 7
2.1.3 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu: 7
2.2 Phân tích lựa chọn vật liệu: 8
2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu: 8
2.3.1 Lựa chọn phương án kết cấu: 8
2.3.2 Đề xuất phương án: 9
2.4 Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình: 9
CHƯƠNG3:TÍNHTOÁNSÀNTẦNGĐIỂNHÌNH 10
3.1 Sơ đồ phân chia ô sàn: 10
3.2 Các số liệu tính toán của vật liệu: 10
Trang 63.3 Chọn chiều dày bản sàn: 10
3.4 Cấu tạo các lớp mặt sàn : 11
3.4.1 Cấu tạo các lớp sàn nhà: 11
3.4.2 Cấu tạo các lớp sàn nhà: 11
3.5 Tải trọng tác dụng lên sàn: 11
3.5.1 Tĩnh tải sàn: 12
3.5.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn: 12
3.5.3 Hoạt tải: 13
3.5.4 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn: 13
3.6 Xác định nội lực ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi: 14
3.6.2 Nội lực trong sàn bản dầm: 14
3.6.3 Nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh 14
3.7 Tính toán cốt thép cho sàn 15
CHƯƠNG4:TÍNHTOÁNCẦUTHANGTRỤCC–D(TẦNG4–5) 18
4.1.Cấu tạo cầu thang: 18
4.2.Mặt bằng cầu thang: 18
4.3.Tính toán các bản thang (Ô1): 19
4.3.1.Sơ đồ tính: 19
4.3.2.Xác định tải trọng: 19
4.3.3.Xác định nội lực và tính toán cốt thép: 21
4.4.Tính toán bản chiếu nghỉ: (Ô2) 21
4.4.1.Cấu tạo bản chiếu nghỉ: tương tự như sàn 21
4.4.2.Tính tải trọng: 22
4.4.3.Tính nội lực và bố trí thép: 22
4.5.Tính toán các cốn thang C1 và C2: 24
4.5.1.Sơ đồ tính: 24
4.5.2.Xác định tải trọng: 24
4.5.3.Xác định nội lực và tính toán cốt thép: 25
4.6.Tính dầm thang: 28
4.6.1.Tính dầm chiếu nghỉ (DCN1): 28
4.6.2.Tính dầm chiếu tới(DCT): 31
4.6.3.Tính dầm chiếu nghỉ(DCN2): 31
CHƯƠNG5:THIẾTKẾDẦMLIÊNTỤCTRỤCA,TRỤCBTẦNG5 35
5.1 Xác định kích thước tiết diện 35
5.2 TÍNH DẦM TRỤC A 35
5.2.1 Sơ đồ tính 35
5.2.2 Xác định tải trọng tác dụng 35
5.2.3 Sơ đồ chất tải 38
5.2.4 Xác định nội lực dầm theo phương pháp H Croos: 39
5.2.5 Tổ hợp nội lực dầm D1: 44
5.2.6 Tính cốt thép dầm dọc trục A (dầm 1): 44
5.2.7 Tính cốt đai 46
5.3 TÍNH DẦM TRỤC B 46
5.3.2 Sơ đồ chất tải 47
5.3.3 Xác định nội lực dầm theo phương pháp H Croos: 48
5.3.4 Tổ hợp nội lực dầm D2: 53
5.3.5 Tính cốt thép dầm dọc trục B (dầm 2): 53
5.3.6 Tính cốt đai 53
CHƯƠNG6:THIẾTKẾKHUNGTRỤC2 54
6.1 Sơ đồ tính toán khung trục 2 54
Hình 6.1 Sơ đồ tính khung trục 3 54
Trang 76.2 Lựa chọn kích thước các bộ phận: 54
6.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột: 54
6.2.2 Chọn tiết diện dầm: 56
6.3 Xác định tải trọng lên khung trục 2 : 56
6.3.1 Tĩnh tải : 57
6.3.2 Hoạt tải : 63
6.3.3 Tải trọng gió: 66
6.3.4 Sơ đồ tải trọng: 67
6.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 70
6.4.1 Nội lực: 70
6.5 Tổ hợp nội lực 70
6.5.1 Tổ hợp cơ bản 1: 70
6.5.2 Tổ hợp cơ bản 2: 71
6.6 TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN 71
6.6.1 Tính cốt thép dầm: 71
6.6.2 Tính cốt thép cột 71
6.6.3 Tính cốt thép đai dầm khung: 71
CHƯƠNG7:THIẾTKẾMÓNGKHUNGTRỤC2 72
7.1 Điều kiện địa chất công trình 72
7.1.1 Địa tầng khu đất 72
7.2 Thiết kế móng dưới cột trục B, E (M2): 72
7.2.1 Tải trọng 72
7.2.2 Xác định tải trọng truyền xuống móng: 72
7.2.3 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc: 73
7.2.4 Chọn chiều sâu chôn đài cọc: 73
7.2.5 Tính toán sức chịu tải của cọc: 74
7.2.6 Xác định sơ bộ diện tích của đáy đài : 75
7.2.7 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng: 75
7.2.8 Kiểm tra tải thẳng đứng tác dụng lên cọc: 76
7.2.9 Kiểm tra sức chịu tải dưới mặt phẳng đáy móng: 77
7.2.10 Tính toán độ lún của móng cọc: 78
7.2.11 Tính toán đài cọc: 79
7.2.12 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp: 81
7.3 Thiết kế móng dưới cột trục A, F: 83
CHƯƠNG8:LẬPBIỆNPHÁPTHICÔNGÉPCỌC 84
8.1 Các số liệu thiết kế: 84
8.1.1 Số liệu về mặt bằng: 84
8.1.2 Số liệu về cọc: 84
8.1.3 Số liệu về đài cọc: 84
8.2 Biện pháp thi công cọc 84
8.3 Quy trình thi công ép cọc 85
8.4 Đúc cọc: 86
8.5 Tổ chức thi công ép cọc: 86
8.5.1 Xác định các thông số ép cọc và chọn máy ép cọc 86
8.5.2 Xác định đối trọng 88
8.5.3 Xác định cần trục cẩu lắp: 90
8.5.4 Tính toán nhu cầu nhân lực, ca máy cho công tác ép cọc: 94
8.5.5 Tiến độ thi công ép cọc 95
CHƯƠNG9:THIẾTKẾBIỆNPHÁPTHICÔNGPHẦNNGẦM 98
9.1 Tính toán khối lượng đất đào: 98
9.1.1 Khối lượng đất đào bằng máy: 98
Trang 89.1.2 Khối lượng đất đào bằng thủ công: 98
9.1.3 Tính khối lượng công tác đắp đất hố móng dợt 1: 98
9.1.4 San lấp đất đợt 2: 99
9.1.5 Chọn máy thi công: 99
9.2 Khối lượng công tác phần ngầm: 101
9.2.1 Khối lượng công tác phá bêtông đầu cọc và bêtông lót móng: 101
9.2.1 Khối lượng bê tông lót giằng móng: 102
9.2.2 Khối lượng công tác bêtông: 102
9.2.3 Khối lượng công tác cốt thép: 102
9.2.4 Khối lượng công tác ván khuôn: 102
9.3 Tổ chức thi công bêtông móng: 102
9.3.1 Xác định cơ cấu quá trình: 103
9.3.2 Chia phân đoạn thi công: 103
9.3.3 Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận: 103
9.4 Phương án lựa chọn và tính toán ván khuôn cho 1 đài móng 107
9.4.1 Tính toán ván khuôn đài móng 108
9.4.2 Thiết kế ván khuôn cổ móng : 113
CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG PHẦN THÂN 115
10.1 Phương án lựa chọn và tính toán ván khuôn cho cột, dầm, sàn tầng điển hình, lõi thang máy: 115
10.1.1 Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng 115
10.1.2 Chọn phương tiện phục vụ thi công 115
10.2 Thiết kế ván khuôn phần thân 115
10.2.1 Tính toán ván khuôn sàn 115
10.2.2 Tính toán ván khuôn dầm chính 117
10.2.3 Tính toán ván khuôn dầm phụ 121
10.2.4 Tính toán ván khuôn cầu thang bộ 126
10.2.5 Tính toán ván khuôn cột tầng điển hình 131
10.2.6 Tính toán ván khuôn lõi thang máy 133
TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
Trang 9Chung cư quận Tân Bình
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1 Sự cần thiết phải đầu tư công trình:
Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng nhanh, mức sống của người dân ngày một nâng cao kéo theo đó là nhu cầu về sinh hoạt ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí cũng tăng lên không ngừng, đòi hỏi một không gian sống tốt hơn , tiện nghi hơn
Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập cùng xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết
Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô thị mới của thành phố tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển, và góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng của thành phố thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực
tế Chính vì thế CHUNG CƯ TÂN BÌNH – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH được ra đời
và đó là một dự án thật sự thiết thực và khả thi
1.2 Các tài liệu và tiêu chuẩn dùng trong thiết kế kiến trúc
- Tài liệu quan trắc thuỷ văn nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất –TP HCM
- TCVN 4088 : 1985 - Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng
- TCVN 323 : 2004 – Nhà ở cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 4450 : 1987 - Căn hộ ở - Tiêu chuẩn thiết kế
1.3 Vị trí, đặc điểm, điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng
1.3.1 Vị trí, đặc điểm
Tên công trình: Chung cư quận Tân Bình
Địa điểm: Quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh
Đặc điểm:
Chung cư quận Tân bình là một tòa cao ốc phức hợp chung cư 5 sao tiêu chuẩn quốc
tế và cao ốc văn phòng hạng A Vị trí đắc địa, ngoại ô thành phố, nằm trên đường chính tới trung tâm thành phố đường Phan Đình Phùng
Với lối kiến trúc sang trọng, hiện đại, tòa nhà sẽ là điểm nhấn tạo nên một cảnh quan đẹp góp phần hiện đại hóa bộ mặt thành phố Chủ đầu tư của dự án là liên doanh giữa Công
ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Tiến Phước và Công ty Sản xuất Kinh doanh và Dịch vụ 990
Trang 10Chung cư quận Tân Bình
Cao ốc được xây dựng trên khu đất có tổng diện tích 5073 m2, trong đó diện tích đất xây dựng là 1734 m2 Tổng diện tích sàn xây dựng 43.686 m2 và tổng mức đầu tư dự án khoảng 100 triệu USD
Với lợi thế ngay đường Phan Đình Phùng, ngoại ô của Quận Tân Bình, có toàn bộ mặt tiền hướng ra sông Sài Gòn, đối diện Khu đô thị mới Thủ Thiêm, Chung cư khi hoàn thành không những sẽ là điểm nhấn tạo nên một cảnh quan đẹp mà còn góp phần vào chuỗi những công trình hiện đại của thành phố, tạo nên hình ảnh Tp Hồ Chí Minh – điểm đến của thành công và thịnh vượng
1.3.2 Điều kiện tự nhiên
- Vùng khí hậu: Theo TCVN 4088-1985 khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng TP Hồ Chí
Minh nằm trong vùng khí hậu BV Khí hậu cơ bản là nhiệt đới có mùa đông không lạnh trừ phần phía Bắc còn có mùa đông hơi lạnh Nhiệt độ thấp nhất nói chung không dưới 10oC Nhiệt độ cao nhất vượt 40oC ở phía Bắc và đạt 35-40oC ở phía Nam Do ảnh hưởng của biển biên độ nhiệt độ ngày cũng như năm đều nhỏ Hằng năm chỉ có hai mùa khô, ẩm phù hợp với hai mùa gió, tương phản nhau rõ rệt và không đồn nhất trong vùng
Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình của không khí (oC) Bảng N1: Nhiệt độ trung bình của không khí (oC)
Bảng N3: Nhiệt độ cực tiểu trung bình của không khí (oC)
Trang 11Chung cư quận Tân Bình
+ Mùa khô từ đầu từ tháng 12 và kết thúc vào tháng 4 năm sau
Các yếu tố khí tượng :
+ Nhiệt độ trung bình năm : 27ºC
+ Nhiệt độ trung bình cao nhất trong năm là tháng 4: 38.8ºC
+ Nhiệt độ trung bình thấp nhất trong năm là giữa tháng 12 và tháng 1: 25.5ºC
+ Nhiệt độ cao tuyệt đối 40ºC
+ Nhiệt độ thấp tuyệt đối: 13.8ºC
+Lượng mưa bình quân năm : 1949 mm/năm
+ Số ngày mưa trung bình năm 159 ngày/năm
+ Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm: 79.5%
+ Độ ẩm tương đối thấp nhất vào mùa khô: 74.5%, trị số cao tuyệt đối lên đến 100%
+ Độ ẩm tương đối cao nhất vào mùa mưa: 80 % , trị số thấp tuyệt đối xuống đến 20% + Số giờ nắng trung bình trên tháng 160-270 giờ, ngày trong mùa mưa cũng có trên 4giờ/ngày, vào mùa khô là trên 8 giờ/ngày
- Gió: Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió
mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Hướng gió chính thay đổi theo mùa:
+ Vào mùa khô: Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2.4 m/s
+ Vào mùa mưa: Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3.6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4.5 m/s
+ Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3.7 m/s
+ Tần suất lặng gió trung bình hàng năm là 26% , lớn nhất là tháng 8 (34%), nhỏ nhất là tháng 4 (14%) Về cơ bản TP Hồ Chí Minh thuộc vùng không có gió bão
- Thuỷ triều: tương đối ổn định ít xảy ra hiện tượng đột biến về dòng nước Hầu như không
có lụt chỉ ở những vùng ven thỉnh thoảng có ảnh hưởng
Mực nước ngầm ở khu vực xây dựng công trình dao động theo mùa, mực nước ngầm tĩnh nằm ở độ sâu -8,0m so với mặt đất tự nhiên
1.4 Quy mô công trình
Công trình Chung cư quận Tân Bình là loại công trình dân dụng (nhà nhiều tầng có chiều cao tương đối lớn) được thiết kế theo quy mô chung như sau: 03 tầng hầm, 02 tầng thương mại dịch vụ,1 tầng nhà hàng và giải trí, 1 tầng đa chức năng, 9 tầng văn phòng, 11 tầng căn hộ, 01 tầng sân thượng và mái Mặt đất tự nhiên tại cốt 0,00m, mặt sàn tầng hầm 1 tại cốt -2,60m, mặt sàn tầng hầm 2 tại cốt -6,10m, mặt sàn tầng hầm 3 tại cốt -9,60 Chiều
Trang 12Chung cư quận Tân Bình
cao công trình là 98m tính từ cốt mặt đất tự nhiên Công trình tọa lạc trong khuôn viên rộng
5073 m² với diện tích xây dựng 1734 m², phần còn lại xây dựng các công trình phụ trợ + Tầng 1: bố trí các hệ thống kĩ thuật, , phần còn lại chủ yếu bố trí chỗ để xe
+ Tầng 2: bao gồm sảnh chính, phòng ngủ, sinh hoạt, văn phòng và một số phòng kỹ thuật
1.6.2 Giao thông ngang
Giải pháp lưu thông theo phương ngang trong mỗi tầng là hệ thống hành lang liên kết các căn hộ và văn phòng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn đến từng căn hộ
1.7 Các giải pháp kĩ thuật
1.7.1 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 trang thiết bị trong toà nhà có thể hoạt động được bình thường trong tình huống mạng lưới điện bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho
hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục Máy phát điện dự phòng được đặt ở tầng hầm, có giải pháp cách âm để giảm bớt tiếng ồn và rung động để không ảnh hưởng đến sinh hoạt Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng
Trang 13Chung cư quận Tân Bình
thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường phải đảm bảo an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa
1.7.2 Hệ thống cấp nước
Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước sạch của thành phố rồi cung cấp trực tiếp cho các căn hộ, và bơm vào bể nước ở tầng hầm và tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu dùng nước sinh hoạt thường xuyên cho các căn hộ ở các tầng
Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gen, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hoả chính được bố trí ở mỗi tầng
1.7.3 Hệ thống thoát nước
Nước mưa từ mái sẽ theo các lỗ thu nước trên tầng sân thượng chảy vào các ống thoát nước mưa đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm
1.7.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng
Các căn hộ và các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ lắp kiến, các ban công Ngoài ra các hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấp một cách tốt nhất cho những vị trí cần ánh sáng như trong buồng thang bộ, thang máy, hành lang…Diện tích căn hộ ở mỗi tầng khá lớn nên diện tích cho việc lưu thông công cộng bị thu hẹp ngoài ra các căn hộ đều tập trung bên ngoài nên khu vực hành lang tập trung ở cốt lõi công trình cho nên lắp đặt thêm đèn chiếu sáng nhân tạo cho khu vực này
1.7.5 An toàn phòng cháy chữa cháy, và thoát người
Các thiết bị cứu hoả và đường ống nước dành riêng cho chữa cháy đặt gần nơi dễ xảy
ra sự cố như hệ thống điện gần thang máy Hệ thống phòng cháy chữa cháy an toàn và hiện đại, kết nối với trung tâm phòng cháy chữa cháy của thành phố Hệ thống báo cháy ở mỗi tầng và mỗi căn hộ đều có lắp đặt thiết bị phát hiện báo cháy tự động Ở mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được ngay lập tức phòng quản lý sẽ
có các phương án ngăn chặn lây lan và chữa cháy
Hệ thống chữa cháy: Ở mỗi tầng đều được trang bị thiết bị chữa cháy bình khí CO2 Nước được cung cấp từ bồn nước mái Trang bị các bộ súng cứu hoả đặt tại phòng trực, có các vòi cứu hoả cùng các bình chữa cháy khô ở mỗi tầng Đèn báo cháy được đặt ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp được đặt ở tất cả các tầng
Thang bộ có bố trí cửa kín, khói không vào được dùng làm cầu thang thoát hiểm đảm bảo thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra
Trang 14Chung cư quận Tân Bình
1.8 Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật
Đảm bảo yêu cầu về quy hoạch tổng thể trong khu đô thị mới về mật độ xây dựng và
hệ số sử dụng đất theo TCXDVN 323 : 2004 “Nhà ở cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế”:
đất và được các cấp có thẩm quyền phê duyệt
Về kiến trúc, công trình mang dáng vẻ hiện đại, thanh thoát Sự liên hệ giữa các căn
hộ và giữa các phòng trong căn hộ rất thuận tiện nhưng cũng mang tính độc lập cao, hệ
thống đường ống kĩ thuật đơn giản nhưng hiệu quả cao
Về kết cấu, kết cấu sử dụng trong công trình là hệ khung kết hợp đảm bảo chịu tải trọng ngang và đứng tốt Hệ sàn dầm có độ cứng lớn đảm bảo khả năng chịu lực của công
trình Kết cấu móng vững chắc với hệ móng cọc ép có khả năng chịu lực lớn
Trang 15Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 7
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH VÀ
NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN
2.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng:
Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng ta phải quan tâm đến những vấn đề cơ bản sau:
2.1.1 Tải trọng ngang:
- Tải trọng ngang: áp lực gió, động đất
- Mômen và chuyển vị tăng lên rất nhanh theo chiều cao Nếu coi công trình như một thanh côngxôn ngàm tại mặt đất thì lực dọc tỷ lệ với chiều cao, mômen do tải trọng ngang tỷ lệ với bình phương chiều cao H:
M = qH2/2 (tải trọng phân bố đều)
M = qH3/3 (tải trọng phân bố tam giác)
- Chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc bốn của chiều cao:
= qH4/8EJ (tải trọng phân bố đều)
= 11qH4/120EJ (tải trọng phân bố tam giác)
Do vậy, tải trọng ngang trở thành nhân tố chủ yếu khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng
2.1.2 Hạn chế chuyển vị:
Theo sự tăng lên của chiều cao nhà, chuyển vị ngang tăng lên rất nhanh Trong thiết kế kết cấu không chỉ yêu cầu thiết kế có đủ khả năng chịu lực mà còn yêu cầu kết cấu có đủ độ cứng chống lại lực ngang, để dưới tác dụng của tải trọng ngang chuyển vị ngang của kết cấu hạn chế trong giới hạn cho phép Những nguyên nhân cần hạn chế chuyển vị ngang:
- Chuyển vị ngang làm kết cấu xuất hiện thêm các nội lực phụ, đặc biệt là kết cấu đứng Khi chuyển vị tăng lên, độ lệch tâm tăng làm mômen lệch tâm cũng tăng theo,
và nếu nội lực tăng quá một giới hạn nào đó thì kết cấu không còn khả năng chống đỡ
Do vậy cần hạn chế chuyển vị ngang
2.1.3 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu:
- Xem xét từ sức chịu tải của nền đất, nếu cùng một cường độ thì giảm trọng lượng bản thân có thể tăng thêm một số tầng khác, hoặc làm giảm độ lún của công trình, hoặc làm giảm kích thước kết cấu móng
- Xét về mặt dao động thì giảm trọng lượng bản thân tức là giảm khối lượng tham gia dao động, tức là giảm lực quán tính hay giảm tác động của gió và động đất…
Trang 16Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 8
- Xét về mặt kinh tế thì giảm trọng lượng bản thân tức là tiết kiệm vật liệu, giảm giá thành công trình, tăng được không gian sử dụng
- Từ những nhận xét trên, ta thấy trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến giảm trọng lượng bản thân của kết cấu
2.2 Phân tích lựa chọn vật liệu:
Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép
- Công trình bằng thép hoặc các kim loại khác có ưu điểm là độ bền tốt, giới hạn đàn hồi và miền chảy dẻo lớn nên công trình nhẹ nhàng đặc biệt là tính dẻo lớn, do đó công trình khó bị sụp đổ hoàn toàn khi có chấn động địa chấn xảy ra
- Nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối
là rất khó khăn, mặt khác giá thành công trình bằng thép thường cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là rất tốn kém, đặc biệt với môi trường khí hậu Việt Nam Công trình bằng thép kém bền với nhiệt độ, khi xảy ra hoả hoạn hoặc cháy nổ thì công trình bằng thép rất dễ chảy dẻo dẫn đến sụp đổ do thép có nhiệt độ nóng chảy thấp Khoảng 6000C là kết cấu thép bị chảy dẻo Kết cấu nhà cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà lớn (nhà siêu cao tầng), hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn như nhà thi đấu, mái sân vận động, nhà hát, viện bảo tàng (nhóm các công trình công cộng)…
- Kết cấu bằng bêtông cốt thép làm cho công trình có trọng lượng bản thân lớn, công trình nặng nề hơn dẫn đến kết cấu móng phải lớn Tuy nhiên, kết cấu bê tông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép như: thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách đặt nó vào vùng kéo của cốt thép
- Từ những phân tích trên, ta lựa chọn bê tông cốt thép là vật liệu cho kết cấu công trình
2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu:
2.3.1 Lựa chọn phương án kết cấu:
Từ thiết kế kiến trúc ta có thể lựa chọn một trong hai phương án sau:
Kết cấu thuần khung:
Dạng kết cấu này có không gian lớn, mặt bằng bố trí linh hoạt, có thể đáp ứng khá đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, nhưng nhược điểm của nó là độ cứng nhỏ, biến dạng lớn nên phải tăng kích thước các cấu kiện chịu lực lên dẫn đến lãng phí không gian, tốn vật liệu và ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tính kinh tế của công trình
Trang 17Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 9
Kết cấu khung và lõi:
Đây là dạng kết cấu hỗn hợp từ kết cấu khung và kết cấu lõi Nếu sử dụng loại kết cấu này vừa có không gian sử dụng lớn vừa có khả năng chịu lực ngang lớn Kết cấu khung lõi cứng bê tông cốt thép sử dụng rất phổ biến, ngoài ra khi dùng loại kết cấu này thì độ cứng của kết cấu được đảm bảo hơn
=> Lựa chọn: so sánh hai dạng kết cấu trên ta nhận thấy sử dụng kết cấu khung lõi kết hợp là thích hợp hơn đối với công trình
2.3.2 Đề xuất phương án:
Công trình “Khu chung cư quận Tân Bình” là công trình có chiều cao lớn Từ
những đặc điểm trên của công trình nên ta chọn phương án:
- Giải pháp móng cho công trình: công trình là nhà cao tầng nên tải trọng truyền xuống móng rất lớn Mặt khác, chiều cao công trình lớn đòi hỏi phải có độ ổn định cao
để chịu tải trọng ngang Do vậy, phương án móng sâu là duy nhất hợp lý để chịu được tải trọng từ công trình truyền xuống Đề xuất phương án móng cọc ép vì có sức chịu tải khá cao, cắm sâu vào tầng đất đá cứng, thi công không ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, phù hợp về kinh tế
2.4 Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình:
Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp của em với khối lượng phần tính toán kết cấu là 60%, nhiệm vụ của em được giao bao gồm:
- Tính toán và bố trí cốt thép sàn tầng điển hình (tầng 2-9)
- Tính toán dầm 1 trục A, dầm 2 trục B
- Tính toán và bố trí cốt thép cầu thang bộ tầng 4 lên tầng 5
- Tính toán thiết kế cốt thép cho khung trục 2
- Tính toán móng khung trục 2
Trang 18Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 10
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
3.1 Sơ đồ phân chia ô sàn:
Hình 3.1 Sơ đồ sàn tầng 5 Dựa vào hệ trục định vị và hệ lưới dầm cột ta chia sàn tầng thành các ô sàn như trên Quan niệm tính toán:
Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem là khớp, nhưng thiên về an toàn ta lấy cốt thép ở biên ngàm để bố trí cho cả biên khớp Khi dầm biên lớn ta có thể xem là ngàm
-Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê 4 cạnh
Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn
l2-kích thước theo phương cạnh dài
Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bảng sau:
Bảng 3.1 Cấu tạo các ô sàn ( Xem Phục lục 1 – Bảng 1)
3.2 Các số liệu tính toán của vật liệu:
Bêtông cấp độ bền: B20 có Rb = 11,5 MPa =115 kg/cm2, = 2500 daN/m3
S4 S4
S7 S7
S4
S5 S13 S13
S1
S2
S3 S4
S6 S5
S4 S5
S18 S20 S19 S18
S13 S13
S18 S19 S20 S18
S11 S10
Trang 19Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 11
Do có nhiều ô bản có kích thước và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày bản sàn khác nhau, nhưng để thuận tiện cho thi công cũng như tính toán ta thống nhất chọn một chiều dày bản sàn
Chiều dày của bản được chọn theo công thức: hb =
m
D
l Trong đó :
D = 0,8 - 1,4 hệ số phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản Chọn D = 1
m – hệ số phụ thuộc liên kết của bản: m = 40 - 45 đối với bản kê 4 cạnh, chọn m=40
m = 30 - 35 đối với bản loại dầm, chọn m=30 Bảng 3.2 Chọn chiều dày sàn (Xem Phụ lục 1 – Bảng 2)
Chọn chiều dày sàn các sàn bên trong nhà là h=10cm
Do để phù hợp với đặc điểm của kiến trúc, các sàn ban công, lôgia ta sụp sàn 1 đoạn 2cm, chọn h=8cm
Trang 20Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 12
3.5.1 Tĩnh tải sàn:
Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều do trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn truyền vào Căn cứ vào các lớp cấu tạo sàn ở mỗi ô sàn cụ thể, tra bảng tải trọng tính toán( TCVN 2737-1995) của các vật liệu thành phần dưới đây để tính:
Ta có công thức tính: gtt = Σγi.δi.ni
Trong đó γi, δi, ni lần lượt là trọng lượng riêng, bề dày, hệ số vượt tải của lớp cấu tạo thứ i trên sàn
Hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995
Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn
Từ đó ta lập bảng tải trọng tác dụng lên các sàn như sau:
Bảng 3.3 Tải trọng tác dụng lên các ô sàn (Xem Phụ lục 1 – Bảng 3)
3.5.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:
- Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm,có một số
vị trí dày 200mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có = 15 (kN/m3), lớp trát
= 16 (kN/m3)
- Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải
trọng đó phân bố đều trên sàn Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm
- Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds
Trong đó: ht - chiều cao tường
H – chiều cao tầng nhà
hds- chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng
- Ô sàn S3
+ Tổng diện tích cửa : Sc =2x1x2,2 = 4,4 m2
+ Tổng diện tích tường + cửa: Stc = 4,3x3,5= 15,05 m2
+ Tổng diện tích tường có cửa: St1 = 15,05 – 4,4= 10,65 m2
+ Tổng diện tích tường không có cửa: St2 = 3,875.3,5 = 13,563
+ Tải trọng 1m2 tường 100mm : gt = n . =1,1x15x0,1+1,3x16x2x0,015= 2,274 kN/m2
+ Tải trọng 1m2 tường 200mm: gt = n . =1,1x15x0,2+1,3x16x2x0,015= 3,924kN/m2
Trang 21Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 13
+ Tải trọng 1m2 tường 200mm: gt = n . =1,1x15x0,2+1,3x16x2x0,015= 3,924kN/m2
+ Tổng tải trọng tường : 8,313x3,924 = 32,62 kN
+ Tải trọng tác dụng lên sàn : 32,62 /(4,8.4) = 1.7 kN/m2
- Ô sàn S6
+ Tổng diện tích cửa : Sc = 2.1.2,2 = 4,4 m2
+ Tổng diện tích tường + cửa: Stc = 4,3.3,5 = 15,05 m2
+ Tổng diện tích tường có cửa: St1 = 15,05 – 4,4 = 10,65 m2
+ Tổng diện tích tường không có cửa: St2 = 3,375.3,5 + 4,3.3,5 = 26,863 m2
+ Tải trọng 1m2 tường 100mm : gt = n . =1,1x15x0,1+1,3x16x2x0,015= 2,274 kN/m2
+ Tải trọng 1m2 tường 200mm: gt = n . =1,1x15x0,2+1,3x16x2x0,015= 3,924kN/m2
Trong đó : ptc lấy theo TCVN 2737-1995 tùy theo công năng sử dụng của ô sàn
n là hệ số tin cậy Với ptc <2 kN/m2 : n=1.3
/
A
A A
Với A là diện tích chịu tải (m2), A1= 9m2
Bảng 3.4 Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn (Xem Phụ lục 1 – Bảng 4)
3.5.4 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn:
Bảng 3.5 Tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn (Xem Phụ lục 1 – Bảng 5)
Trang 22Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 14
3.6 Xác định nội lực ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi:
Ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực
− Nội lực trong bản được tính theo sơ đồ đàn hồi
− Gọi l1 là cạnh ngắn của ô sàn
l2 là cạnh dài của ô sàn
+ Nếu l2/l1 ≤ 2 thì tính ô sàn theo bản kê 4 cạnh
+ Nếu l2/l1 > 2 thì tính ô sàn theo bản loại dầm
− Khi tính toán ta quan niệm như sau:
+ Liên kết giữa sàn và dầm giữa là liên kết ngàm
+ Dưới sàn không có dầm thì xem là biên tự do
+ Sàn liên kết với dầm biên là liên kết khớp
3.6.2 Nội lực trong sàn bản dầm:
− Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn (vuông góc cạnh dài) và xem như 1
dầm
− Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm q tt = (g tt +p tt).1m (kN/m)
− Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm
Hình 3.4 Sơ đồ tính và nội lực
3.6.3 Nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh
− Moment dương lớn nhất ở giữa bản:
Trang 23Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Tồn 15
Dùng M ' để tínhII
Dùng M để tính2
Dùng M để tínhII
Trang 24Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 16
b=1m,chiều cao h= hb
Thứ tự các bước tính toán như sau:
• Bước 1: Chọn sơ bộ chiều dày lớp bảo vệ abv
+ Các ô sàn có chiều dày h≤10cm, sơ bộ chọn abv =10mm => a=15mm
+ Các ô sàn có chiều dày h > 10, sơ bộ chọn abv =15mm => a= 20mm
• Bước 2: Tính chiều cao làm việc của tiết diện h0: h0= h - a
• Bước 3: Xác định hệ số tính toán tiết diện αm
b là bề rộng của dải bản b=1m
R là hệ số phụ thuộc cấp độ bền B và cường độ cốt thép
+ Đối với nhóm cốt thép AI: R=0,437 khi dùng Bêtông cấp độ bền B20
+ Đối với nhóm cốt thép AII: R=0,429 khi dùng Bêtông cấp độ bền B20
− Kiểm tra điều kiện:
+ Nếu: m > R thì tăng bề dày sàn hoặc tăng cấp độ bền của bêtông
+ Nếu : m ≤ R => chuyển qua bước 4
• Bước 4 : Xác định hệ số giới hạn chiều cao vùng nén
▪ Điều kiện: min TT max
Trong sàn TT nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý
Nếu <min = 0.1% thì ASmin = min b.h0 (cm2)
max
S
b R
• Bước 7 :Chọn loại thép và đường kính cốt thép => f a => sTT
Trang 25Chung cư quận Tân Bình
SVTH: Phạm Thanh Tùng GVHD: Th.S Đinh Thị Như Thảo – T.S Lê Khánh Toàn 17
Trong đó: 1000 là hệ số đổi đơn vị bề rộng dải bản từ m sang mm
f a là diện tích tiết diện mặt cắt ngang của 1 thanh thép (mm2)
sTT là khoảng cách đặt thép theo tính toán (mm)
• Bước 8 :Chọn khoảng cách bố trí cốt thép sBT
Căn cứ vào khoảng cách tính toán sTT vàcác điều kiện về cấu tạo chọn khoảng cách bố trí cốt thép sBT Việc bố trí cốt thép cần phải phối hợp cốt thép giữa các ô sàn với nhau, khoảng cách cốt thép bố trís BT s TT, tính lại diện tích cốt thép bố trí
(với sBT lấy đơn vị là mm)
− Yêu cầu cấu tạo
• Bước 9 :Kiểm tra hàm lượng cốt thép thức tế đã bố trí
(%)100
0
h b
2
Bố trí cốt thép được thể hiện ở bảng vẽ KC 01/06
− Kết quả tính toán cốt thép cho các ô sàn bản dầm thể hiện ở bảng
− Kết quả tính toán cốt thép cho các ô sàn bản kê 4 cạnh thể hiện ở bảng sau
Bảng 3.6 Bảng tính cốt thép sàn loại bản kê 4 cạnh (Xem Phụ lục 1 – Bảng 6)
Bảng 3.7 Bảng tính cốt thép sàn loại dầm (Xem Phụ lục 1 – Bảng 7)
Trang 26CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC C – D (TẦNG
4 – 5)
Cầu thang là bộ phận kết cấu công trình thực hiện chức năng đi lại, vận chuyển trang thiết bị hàng hóa theo phương đứng Vì vậy cầu thang phải được bố trí ở vị trí
thuận tiện nhất, đáp ứng được nhu cầu đi lại và thoát hiểm tốt
Về mặt kết cấu, cầu thang phải đáp ứng được yêu cầu về độ bền, độ ổn định, khả năng chống cháy và chống rung động Về mặt kiến trúc, cầu thang phải đảm bảo được yêu cầu thẩm mỹ cho công trình
4.1 Cấu tạo cầu thang:
- Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng
cốn,chiều cao tầng điển hình là 3,6m
- Cấu tạo bậc thang: h=150mm ,b=300mm, 25 bậc được xây bằng gạch
- Ta tính toán cầu thang bộ cho tầng 5 trục C Với chiều cao tầng là 3.6 m
- Cầu thang thuộc loại cầu thang 2 vế kiểu cốn làm bằng bê tông cốt thép đổ tại
chổ
4.2 Mặt bằng cầu thang:
Hình 4.1 Mặt Bằng cầu thang C
Trang 27- Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là α
150 0, 5 cos 0,894
300
h tg b
- Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang:
+ Ô1: bản thang, liên kết ở 4 cạnh: Cốn C1( hoặc cốn C2), tường, dầm chiếu nghỉ (DCN1), dầm chân thang (hoặc dầm chiếu tới)
+ Ô2: bản chiếu nghỉ, liên kết ở 4 cạnh: 2 cạnh liên kết với dầm chiếu nghỉ (DCN1) và dầm đỡ và 2 cạnh còn lại liên kết với tường
+ Cốn C1 & C2: liên kết ở 2 đầu: gối lên dầm chiếu nghỉ (DCN1) và dầm chân thang (hoặc dầm chiếu tới)
+ Dầm chiếu nghỉ (DCN1) liên kết ở 2 đầu: gối với tường
+ Dầm chiếu nghỉ (DCN2) liên kết ở 2 đầu: gối lên cột
4.3 Tính toán các bản thang (Ô1):
4.3.1 Sơ đồ tính:
- Bản thang tính toán tương tự ô sàn xem 4 biên là liên kết khớp, tùy thuộc vào tỉ
số l2/l1 mà ta tính bản theo bản kê 4 cạnh hay bản loại dầm
- Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l2):
+ Đối với Ô1 : 2 3,5 3,91( )
0,894
- Xác định sơ đồ làm việc của bản:
+ Đối với Ô1: 2
1
3,91 1,82 2,15
l
l = = tính theo bản kê 4 cạnh
4.3.2 Xác định tải trọng:
Trang 28Tĩnh tải:
Cấu tạo bậc thang:
Hình 4.2 Cấu tạo bậc thang
V ỮA X M TRÁT 1 5
Trang 29Hình 4.3 Sơ đồ tĩnh tải bản thang
Hình 4.4 Sơ đồ hoạt tải bản thang
Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng:
4.4 Tính toán bản chiếu nghỉ: (Ô2)
4.4.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ: tương tự như sàn
Trang 30Hình 4.5 Cấu tạo bản chiếu nghỉ
Trang 31Để tính thép bản thang, ta cắt 1 dãy bản có chiều rộng 1m theo phương cạnh ngắn,
sơ đồ tính bản chiếu nghỉ như sau:
Hình 4.6 Nội lực bản chiếu nghỉ Lực tác dụng lên 1m dải bản là: q = b tt 7, 438.1 7, 438= (kN/m)
Trang 32Loại bê tông B20 có R b =11,5 MPa, R bt = 0,9 Mpa
S o
M A
a s
A
Vậy bố trí thép như sau:
Thép chịu moment dương chọn 6s120
Cốt thép phân bố theo phương cạnh dài: 6s200
Cốt mũ, đỡ mũ đặt theo cấu tạo
Trang 33Có l d = 3910 (mm), ta chọn m d = 13
3910
301 13
Giả thuyết a = 3cm tính được ho = 30 – 3 = 27cm = 0,27m
Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng được và R R
Trang 34R h
−
Trang 35Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
+ Đoạn gần gối tựa: (
chọn được bước đai: s = 150 ở ¼ gối ; s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu lực ứng suất nén chính của bê tông:
max 0,3 w1 b1 .b o
Giả thuyết hàm lượng cốt đai tối thiểu: 6 , n = 2 nhánh, s = 150mm
w w
21.10
7 30.10
s b
E E
+ A sw(cm2) : Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai đặt trong một mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng
+ b(cm) : chiều rộng của tiết diện hình chữ nhật
+ s(cm): khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cáu kiện
+ : hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực, 1 b1= −1 .R bvới bê
Trang 36 Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo; đặt 6s150
trong khoảng ¼ nhịp ở 2 đầu cốn, phần giữa nhịp bố trí 6s200
Chọn kích thước tiết diện:
Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp: d 1 .d
Trang 37+ Trọng lượng do bản thang Ô1(bản kê 4 cạnh) truyền vào (dạng tam giác) quy đổi về phân bố đều:
Giả thuyết a = 3,5cm tính được ho = 35 – 3,5 = 31,5cm = 0,315m
Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng được và R R
Trang 3881, 009
11,94.10
TT S
S o
M A
Chọn 225 + 120 có A S BT =12, 96 (cm2), do dầm chịu uốn nên cốt thép chịu moment
âm dặt theo cấu tạo, chọn 212
Tính cốt đai:
Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
+ Đoạn gần gối tựa: (
chọn được bước đai: s = 150 ở ¼ gối ; s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu lực ứng suất nén chính của bê tông:
21.10
7 30.10
Trang 39vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng
+ b(cm) : chiều rộng của tiết diện hình chữ nhật
+ s(cm): khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cáu kiện
+ : hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực, 1 b1= −1 .R b với bê tông nặng β
= 0,01
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
- Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
max 2,5 bt o 2,5.9.0,1.0, 27 60, 75
Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo; đặt 6 150s
trong khoảng ¼ nhịp ở 2 đầu cốn, phần giữa nhịp bố trí 6s200
s o sw
s
h P h A
Trang 40công trình Tường 200 xây bằng gạch ống có: tc
t
g = 3,6 (kN/m2)
+ n : hệ số tin cậy, lấy n t = 1,1
+ S t (m2) : diện tích của mảng tường trên nhịp đang xét
1,1.3, 6.(1,5.4, 6)
5, 6934,8
tt
t d
d
G g
Giả thuyết a = 3,5cm tính được ho = 35 – 3,5 = 31,5cm = 0,315m
Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng được và R R
34,454 kN