Chung cư an phúc thành phố đà nẵng

- Các quy ước của ETABS giống như những phần mềm tính toán kết cấu xây dựng bằng phương pháp phần tử hữu hạn khác, ETABS chia hệ chịu lực thành các thành phần nhỏ hơn gọi là phần tử, các

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

  

VÕ NGỌC AN Lớp: 13X1B

Mã SV: 110130076 Tên Đề Tài:

CHUNG CƯ AN PHÚC THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

GVHD:

1 TS BÙI THIÊN LAM

2 Th.S PHAN QUANG VINH

ĐÀ NẴNG, 2018

TÓM TẮT

Tên đề tài: Chung cư An Phúc - Thành phố Đà Nẵng

Sinh viên thực hiện: Võ Ngọc An

Số thẻ SV: 110130076 Lớp: 13X1B

a) Phần thuyết minh

- Kiến trúc (10%):

+ Trình bày tổng quan về công trình, vị trí xây dựng

+ Giới thiệu kiến trúc sơ bộ, công năng sử dụng của công trình

- Kết cấu (60%):

+ Tính toán sàn, cầu thang bộ

+ Tính toán gió động và gió tĩnh của công trình

+ Tính toán khung trục 2 (cột, dầm, cốt đai dầm,…)

- Thi công (30%):

+ Thi công cọc khoan nhồi, đào đất bằng máy

+ Tính toán hệ cốp pha đà giáo cho các cấu kiện chính của công trình

+ Lập tổng tiến độ thi công phần thân công trình

+ Thi ván khuôn phần thân: 2 bản vẽ

+ Tổng tiến độ thi công phần thân và biểu đồ nhân lực: 1 bản vẽ

LỜI CẢM ƠN

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong mọi lĩnh vực, ngành xây dựng cơ bản nói chung và ngành xây dựng dân dụng nói riêng là một trong những ngành phát triển mạnh với nhiều thay đổi về kỹ thuật, công nghệ cũng như về chất lượng Để đạt được điều đó đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật ngoài trình độ chuyên môn của mình còn cần phải có một tư duy sáng tạo, đi sâu nghiên cứu để tận dung hết khả năng của mình

Qua 5 năm học tại khoa Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, dưới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô giáo cũng như sự nỗ lực của bản thân, em đã tích lũy cho mình một số kiến thức để có thể tham gia vào đội ngũ những người làm công tác xây dựng sau này Để đúc kết những kiến thức đã học được, em được giao đề tài tốt nghiệp là:

Địa điểm: Lô A-56, A-57, A-58 tổ 11, đường Hoàng Văn Thái, phường Hòa Khành Nam, quận Liên Chiểu, Thành phố Đà Nẵng

Đồ án tốt nghiệp của em gồm 3 phần:

Phần 1: Kiến trúc 10% - GVHD: TS Bùi Thiên Lam

Phần 2: Kết cấu 60% - GVHD: TS Bùi Thiên Lam

Phần 3: Thi công 30% - GVHD: Th.S Phan Quang Vinh

Hoàn thành đồ án tốt nghiệp là lần thử thách đầu tiên với công việc tính toán phức tạp, gặp rất nhiều vướng mắc và khó khăn Tuy nhiên được sự hướng dẫn tận

tình của các thầy cô giáo hướng dẫn, đặc biệt là Thầy Bùi Thiên Lam đã giúp em

hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, với kiến thức hạn hẹp của mình, đồng thời chưa có kinh nghiệm trong tính toán, nên đồ án thể hiện không tránh khỏi những sai sót Em kính mong tiếp tục được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô để em hoàn thiện kiến thức hơn nữa

Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô giáo trong khoa Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đặc biệt là các Thầy

Cô đã trực tiếp hướng dẫn em trong đề tài tốt nghiệp này

Đà Nẵng, 29 tháng 5 năm 2018

Sinh viên:

Võ Ngọc An

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài “CHUNG CƯ AN PHÚC” là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Bùi Thiên Lam Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực Những số liệu phục vụ cho việc phân tích, tính toán là có nguồn gốc rõ ràng Các kết quả mà chúng tôi đưa ra đều

có dẫn chứng cụ thể Nếu có bất kì gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung trong đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1

1.1 Giới thiệu về công trình 1

1.1.1 Tên công trình 1

1.1.2 Giới thiệu chung 1

1.1.3 Vị trí xây dựng 1

1.2 Điều kiện khí hậu, địa chất, thủy văn 2

1.3 Các giải pháp kiến trúc công trình 3

1.3.1 Giải pháp mặt bằng tổng thể 3

1.3.2 Giải pháp mặt bằng 3

1.3.3 Giải pháp mặt đứng 3

1.3.4 Giải pháp thiết kế kết cấu 4

1.4 Các giải pháp kỹ thuật công trình 4

1.4.1 Hệ thống điện 4

1.4.2 Hệ thống nước 4

1.4.3 Hệ thống giao thông nội bộ 4

1.4.4 Hệ thống thông gió, chiếu sáng 5

1.4.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 5

1.4.6 Hệ thống chống sét 5

1.4.7 Vệ sinh môi trường 5

1.5 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 6

1.5.1 Mật độ xây dựng 6

1.5.2 Hệ số sử dụng 6

1.6 Kết luận và kiến nghị 6

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 7

2.1 Phân loại ô sàn vàn sơ bộ chọn chiều dày sàn 7

2.2 Xác định tải trọng 7

2.2.1 Tĩnh tải sàn 7

2.2.2 Hoạt tải sàn 8

2.3 Vật liệu sàn tầng điển hình 9

2.4 Xác định nội lực trong các ô sàn 9

2.4.1 Nội lực trong sàn bản dầm 9

2.4.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh 9

2.5 Tính toán cốt thép 10

2.6 Bố trí cốt thép: 12

2.6.1 Chiều dài thép mũ : 12

2.6.2 Bố trí riêng lẻ 12

2.6.3 Phối hợp cốt thép 12

2.7 Kết quả tính toán: 13

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 14

3.1 Mặt bằng cầu thang: 14

3.2 Tính bản thang 14

3.2.1 Sơ đồ tính : 14

3.2.2 Xác định tải trọng : 14

3.2.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép : 15

3.3 Tính sàn chiếu nghỉ 15

3.3.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ : 15

3.3.2 Tính tải trọng : 15

3.3.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép : 15

3.4 TÍNH TOÁN DẦM THANG (200x300) 15

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 2 16

4.1 Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán: 17

4.1.1 Hệ kết cấu chịu lực: 17

4.1.2 Phương pháp tính toán hệ kết cấu: 17

4.2 Sơ bộ chọn các kích thước kết cấu cho công trình: 18

4.2.1 Sơ bộ chọn kích thước sàn 18

4.2.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm 18

4.2.3 Sơ bộ chọn kích thước cột: 18

4.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy 20

4.3 Tải trọng tác dụng vào công trình và nội lực: 21

4.3.1 Cơ sở xác định tải trọng tác dụng 21

4.3.2 Trình tự xác định tải trọng 21

4.3.3 Xác định nội lực 29

4.4 Tính dầm khung trục 2: 29

4.4.1 Tính toán cốt thép trong dầm khung 29

4.4.2 Tính toán cốt dọc 30

4.4.3 Tính toán cốt thép đai: 31

4.5 Tính toán cốt thép dầm khung 33

4.5.1 Tính toán thép dọc 33

4.5.2 Tính toán thép đai dầm 33

4.6 Tính toán cốt thép khung trục 2: 33

4.6.1 Nội lực cột khung: 33

4.6.2 Tính toán cốt thép cột: 33

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI KHUNG TRỤC 2 37

5.1 Điều kiện địa chất công trình: 38

5.1.1 Địa tầng: 38

5.1.2 Đánh giá nền đất: 38

5.1.3 Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính móng 39

5.1.4 Lựa chọn giải pháp nền móng 39

5.2 Các giả thuyết tính toán: 41

5.3 Các loại tải trọng dùng để tính toán 41

5.4 Thiết kế móng khung trục 2A (C13)(M1) 42

5.4.1 Vật liệu: 42

5.4.2 Tải trọng 42

5.4.3 Chọn kích thước cọc 43

5.4.4 Kiểm tra chiều sâu chôn đài 43

5.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc 43

5.4.1 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 45

5.4.2 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc 45

5.4.3 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc 46

5.4.4 Kiểm tra độ lún của móng cọc 49

5.4.5 Tính toán đài cọc 50

5.5 Thiết kế móng khung trục 2B, 2C (C15, C16)(M2) 51

5.5.1 Vật liệu: 51

5.5.2 Tải trọng: 52

5.5.3 Chọn kích thước cọc 53

5.5.4 Kiểm tra chiều sâu chôn đài 53

5.5.5 Tính toán sức chịu tải của cọc 54

5.5.6 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 55

5.5.7 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc 55

5.5.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc 57

5.5.9 Kiểm tra độ lún của móng cọc 60

5.5.10 Tính toán đài cọc 61

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG PHẦN NGẦM 63

6.1 Đặc điểm công trình: 64

6.1.1 Vị trí công trình: 64

6.1.2 Đặc điểm địa chất công trình: 64

6.1.3 Kết cấu và qui mô công trình: 64

6.1.4 Các công tác chuẩn bị thi công: 65

6.2 Phương án tổng thể thi công phần ngầm: 65

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG 66

7.1 Phương án thi công cọc khoan nhồi: 67

7.1.1 Phương pháp thi công ống chống: 67

7.1.2 Phương pháp thi công bằng guồng xoắn: 67

7.1.3 Phương pháp thi công phản tuần hoàn: 67

7.1.4 Phương pháp thi công gầu xoay và dung dịch Bentonite giữ vách: 68

7.2 Chọn máy thi công cọc: 68

7.2.1 Máy khoan: 68

7.2.2 Máy cẩu: 69

7.2.3 Máy trộn Bentonite: 70

7.3 Trình tự thi công cọc khoan nhồi: 70

7.3.1 Công tác chuẩn bị: 71

7.3.2 Xác định tim cọc: 72

7.3.3 Hạ ống vách: 72

7.3.4 Khoan tạo lỗ và bơm dung dịch bentonite: 74

7.3.5 Xác nhận độ sâu hố khoan và xử lý cặn lắng: 76

7.3.6 Thi công hạ lồng cốt thép: 76

7.3.7 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan: 78

7.3.8 Công tác đổ bê tông: 79

7.3.9 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi: 82

7.3.10 Công tác phá đầu cọc: 84

7.4 Các sự cố khi thi công cọc khoan nhồi 85

7.4.1 Sụt lỡ vách hố đào 85

7.4.2 Sự cố trồi lồng thép khi đổ bê tông 86

7.4.3 Nghiêng lêch hố đào 87

7.4.4 Hiện tượng tắc bê tông khi đổ 87

7.4.5 Không rút được ống vách lên 87

7.4.6 Khối lương bê tông ít hoặc nhiều hơn so với tính toán 87

7.4.7 Mất dung dịch giữ vách 88

7.4.8 Các khuyết tật trong bê tông cọc 88

7.5 Nhu cầu nhân lực và thời gian thi công cọc 89

7.5.1 Số công nhân trong 1 ca 89

7.5.2 Thời gian thi công cọc khoan nhồi: 89

7.6 Biện pháp tổ chức thi công cọc khoan nhồi: 90

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT PHẦN NGẦM 91

8.1 Biện pháp thi công đào đất: 91

8.1.1 Chọn biện pháp thi công: 91

8.1.2 Chọn phương án đào đất 91

8.1.3 Tính khối lượng đất đào 92

8.2 Tính toán khối lượng công tác đắp đất hố móng 94

8.3 Lựa chọn máy đào và xe vận chuyển đất 94

8.3.1 Chọn máy đào 94

8.3.2 Chọn xe phối hợp để chở đất đi đổ 95

8.3.3 Kiểm tra tổ hợp máy theo điều kiện về năng suất 96

8.3.4 Thiết kế khoan đào 96

8.3.5 Chọn tổ thợ thi công đào thủ công 96

8.4 Tổ chức quá trình thi công đào đất 97

8.4.1 Xác định cơ cấu quá trình 97

8.4.2 Chia phân tuyến công tác 97

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KĨ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐÀI MÓNG 98

9.1 Thiết kế ván khuôn đài móng: 98

9.1.1 Tính toán ván khuôn móng M1 98

9.2 Tổ chức công tác thi công bê tông toàn khối đài cọc: 101

9.2.1 Xác định cơ cấu quá trình: 101

9.2.2 Yêu cầu kĩ thuật các công tác 101

9.2.3 Công tác cốt thép: 102

9.2.4 Công tác bêtông: 103

9.2.5 Tính toán khối lượng các công tác 105

9.2.6 Chia phân đoạn thi công: 105

9.2.7 Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận: 105

CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÁN KHUÔN PHẦN THÂN 108

10.1 Lựa chọn ván khuôn , cột chống nên cho công trình 108

10.2 Thiết kế ván khuôn cột 108

10.2.1 Ván khuôn cột 108

10.2.2 Sườn dọc 109

10.2.3 Gông 110

10.2.4 Kiểm tra khoảng cách cột chống 110

10.3 Thiết kế ván khuôn sàn tầng điển hình 111

10.3.1 Ván khuôn sàn 111

10.3.2 Tính khoảng cách xà gồ lớp trên 112

10.3.3 Tính khoảng cách các xà gồ lớp dưới lxgd 114

10.3.4 Kiểm tra khoảng cách cột chống 115

10.4 Thiết kế ván khuôn dầm 400x800(mm) 117

10.4.1 Thiết kế ván khuôn đáy dầm 400x800 117

10.4.2 Thiết kế ván khuôn thành dầm 400x800 122

10.4.3 Thiết kế ván khuôn cầu thang bộ 124

10.5 Tính toán công xôn đỡ giàn giáo công tác 125

10.5.1 Kiểm tra cho dầm chữ I 125

10.5.2 Kiểm tra khả năng chịu lực của thép neo 127

CHƯƠNG 11: TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN THÂN 128

11.1 Xác định cơ cấu quá trình : 128

11.1.1 Thống kê ván khuôn: 128

11.1.2 Thống kê bê tông và cốt thép: 128

11.1.3 Xác định nhu cầu nhân công của các quá trình: 128

11.1.4 Công tác sản xuất, lắp dựng và tháo gỡ ván khuôn: 128

11.1.5 Công tác sản xuất và lắp dựng cốt thép: 129

11.2 Lập tiến độ thực hiện công tác bê tông cốt thép cột, vách, dầm, sàn, cầu 129

11.3 Biện pháp thi công phần thân 129

11.3.1 Công tác cốt thép 129

11.3.2 Công tác ván khuôn 129

11.3.3 Công tác đổ và đầm bê tông 129

11.3.4 Công tác bão dưỡng bê tông 129

11.3.5 Công tác tháo dỡ ván khuôn 129

11.3.6 Tính toán chi phí lao động cho các công tác 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 130

PHỤ LỤC……….……… 103

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Giới thiệu về công trình

Tên công trình

Công trình mang tên: Chung cư cao cấp An Phúc - TP Đà Nẵng

Giới thiệu chung

Nằm tại vị trí trọng điểm, Đà Nẵng là trung tâm kinh tế văn hóa chính trị của miền trung nói riêng và cả nước nói chung, là địa điểm tập trung các đầu mối giao thông Hàng loạt các khu công nghiệp, khu kinh tế mọc lên, cùng với điều kiện sống ngày càng phát triển Với quỹ đất ngày càng hạn hẹp như hiện nay, việc lựa chọn hình thức xây dựng các khu nhà ở cũng được cân nhắc và lựa chọn kỹ càng sao cho đáp ứng được nhu cầu làm việc đa dạng của thành phố Đà Nẵng, tiết kiệm đất và đáp ứng được yêu cầu thẩm mỹ, phù hợp với tầm vóc của thành phố trọng điểm miền trung

Vị trí xây dựng

Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15055' đến 16o14' vĩ Bắc, 107o18' đến 108o20' kinh Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông

Nằm ở vào trung độ của đất nước, trên trục giao thông Bắc - Nam về đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không, cách Thủ đô Hà Nội 764km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam Ngoài ra, Đà Nẵng cũng là trung điểm của 4 di sản văn hoá thế giới nổi tiếng là cố đô Huế, Phố cổ Hội An, Thánh địa Mỹ Sơn và Rừng quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng

Trong phạm vi khu vực và quốc tế, thành phố Đà Nẵng là một trong những cửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và các nước Lào, Campuchia, Thái Lan, Myanma đến các nước vùng Đông Bắc Á thông qua Hành lang kinh tế Đông Tây với điểm kết thúc là Cảng biển Tiên Sa Nằm ngay trên một trong những tuyến đường biển và đường hàng không quốc tế, thành phố Đà Nẵng có một vị trí địa lý đặc biệt thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng và bền vững

Công trình xây dựng nằm trên: Lô A-56, A-57, A-58 tổ 11, đường Hoàng Văn Thái, phường Hòa Khành Nam, quận Liên Chiểu, Thành phố Đà Nẵng

➢ Hướng Bắc-Tây Bắc : giáp khu đất trống;

➢ Hướng Tây-Tây Bắc : giáp đường Hoàng Minh Thảo;

➢ Hướng Đông-Đông Nam : giáp công trình lân cận;

➢ Hướng Nam-Đông Nam : giáp đường Hoàng Văn Thái;

Xem hình 1.1( phụ lục 1)

Hình 1.1: Mặt bằng tổng thể công trình

+ Tổng công ty lương thực Miền Nam

+ Trụ sở: 42 Chu Mạnh Trinh, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP.Hồ Chí Minh

• Đơn vị thiết kế:

+ Công ty cổ phần tư vấn và thiết kế xây dựng ACE

+ Trụ sở: 96 Định Công, Quận Thanh Xuân- Hà Nội

1.2 Điều kiện khí hậu, địa chất, thủy văn

• Nhiệt độ trung bình hàng năm : 25.9 oC;

• Tháng có nhiệt độ cao nhất : trung bình 28 - 30 oC (tháng 6, 7, 8)

• Tháng có nhiệt độ thấp nhất : tháng 12 1 2 18 - 23

+Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 11:

• Lượng mưa trung bình hàng năm : 2504.57 mm;

• Lượng mưa cao nhất trong năm : 550 - 1000 mm; 10 11

• Lượng mưa thấp nhất trong năm : 23 40 mm; 1 2 3 4

+Gió: có hai mùa gió chính:

• Gió tây nam chiếm ưu thế vào mùa hè; gió đông bắc chiếm ưu thế trong mùa đông

• Thuộc khu vực gió IIB

nước ngầm ở độ sâu cách mặt đất tự nhiên là 4,2 m Theo kết quả khảo sát gồm có các lớp đất từ trên xuống dưới:

+ Phần đất lấp: chiều dày không đáng kể

+ Sét pha, trạng thái dẻo cứng, dày 5,0m

+ Cát pha, trạng thái dẻo, dày 6,0m

+ Cát bụi trạng thái chặt vừa, dày 7,5m

+ Cát hạt nhỏ và hạt trung, trạng thái chặt vừa, dày 8,0m

+ Cát hạt thô lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt, chiều dày lớn hơn 60m

1.3 Các giải pháp kiến trúc công trình

Giải pháp mặt bằng tổng thể

- Vì đây là công trình mang tính đơn chiếc, độc lập nên giải pháp tổng mặt bằng tương đối đơn giản Việc bố trí tổng mặt công trình chủ yếu phụ thuộc vào vị trí công trình, các đường giao thông chính và diện tích khu đất Hệ thống bãi đậu xe được bố trí dưới tầng ngầm đáp ứng được nhu cầu đậu xe của các hộ dân, có cổng chính hướng trực tiếp ra mặt đường lớn (Đường Hoàng Văn Thái )

- Hệ thống kỹ thuật điện, nước được nghiên cứu kĩ, bố trí hợp lý, tiết kiệm dễ dàng sử dụng và bảo quản

- Bố trí mặt bằng khu đất xây dựng sao cho tiết kiệm và sử dụng có hiệu quả nhất, đạt yêu cầu về thẩm mỹ và kiến trúc

Giải pháp mặt bằng

- Công trình được xây dựng mới hoàn toàn trên khu đất Bao gồm 12 tầng trong đó có

1 tầng hầm, được xây dựng trên khu đất có diện tích 1565m2 trong đó diện tích đất xây dựng là 632m2.Với tổng chiều cao công trình là 41,5m Khu vực xây dựng sát với công trình lân cận

- Trong khối nhà có các phòng sau: xem phụ lục 1 bảng 1.1

Bảng 1.1: Các tầng và chức năng của từng tầng

Giải pháp mặt đứng

- Mặt đứng sẽ ảnh hưởng đến tính nghệ thuật của công trình và kiến trúc cảnh quan của khu phố Khi nhìn từ xa ta có thể cảm nhận toàn bộ công trình trên hình khối kiến trúc của nó Mặt trước và mặt sau của công trình được cấu tạo bằng tường ngoài có ốp

đá và kính, với mặt kính là những ô cửa rộng nhằm đảm bảo chiếu sáng tự nhiên cho ngôi nhà Hai mặt chính của công trình đều có hệ lam bằng bê tông và kim loại vừa có tác dụng che nắng vừa làm tăng tính thẩm mỹ cho công trình, tạo nên sự nhịp nhàng và mềm mại cho công trình Hai mặt bên của công trình được hoàn thiện bằng đá Granit

- Dựa vào đặc điểm sử dụng và điều kiện chiếu sáng, thông thủy, thoáng gió cho các phòng chức năng ta chọn chiều cao các tầng nhà như sau:

+ Tầng hầm cao 3,0m

+ Tầng 1 cao 4m

+ Tầng 2 cao 4,5m

+ Tầng 3 đến tầng 15 cao 3,3m

+ Tầng mái cao 2,6 m

Giải pháp thiết kế 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 điểm sau:

+ Giá thành của kết cấu BTCT thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình

có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bên 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 kiến trúc

1.4 Các giải pháp kỹ thuật công trình

Hệ thống điện

- Công trình sử dụng điện từ hệ thống điện thành phố Ngoài ra còn có một máy phát điện dự trữ, nhằm đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được bình thường trong tình huống mạng lưới điện bị cắt đột ngột Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

- Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng 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 sữa chữa Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và theo khu vực bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra

hệ thống thoát nước chính

Hệ thống giao thông nội bộ

- Giữa các phòng và các tầng được liên hệ với nhau bằng phương tiện giao thông theo phương ngang và phương thẳng đứng:

+ Phương tiện giao thông nằm ngang là các hành lang giữa rộng 2,8 m

+ Phương tiện giao thông thẳng đứng được thực hiện bởi 1 cầu thang bộ và 3 cầu thang máy với kích thước lồng thang: 2 lồng 2000x2500( dành cho sinh hoạt) và 1 lồng 3000x2500( dành cho vận chuyển hàng) có đối trọng sau, vận tốc di chuyển 4m/s

Bố trí 3 cầu thang máy ở giữa nhà và 1 cầu thang bộ, đảm bảo cự ly an toàn thoát hiểm khi có sự cố

Hệ thống thông gió, chiếu sáng

Với điều kiện tự nhiên đã nêu ở phần trước, vấn đề thông gió và chiếu sáng rất quan trọng Các phòng đều có mặt tiếp xúc với thiên nhiên nên cửa sổ và cửa đi của công trình đều được lắp kính, khung nhôm, và có hệ lam che nắng vừa tạo sự thoáng mát, vừa đảm bảo chiếu sáng tự nhiên cho các phòng Ngoài ra còn kết hợp với thông gió và chiếu sáng nhân tạo

Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

- Các đầu báo khói, báo nhiệt được lắp đặt cho các khu vực tầng hầm, kho, khu vực sãnh, hành lang và trong các phòng kỹ thuật, phòng điều kiển thang máy

- Các thiết bị báo động như: nút báo động khẩn cấp, chuông báo động được bố trí tại tất cả các khu vực công cộng, ở những nơi dễ nhìn, dễ thấy của công trình để truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm xẩy ra hỏa hoạn Trang bị hệ thống báo nhiệt, báo khói và dập lửa cho toàn bộ công trình

- Nước chữa cháy: Được lấy từ bể nước hầm, sử dụng máy bơm xăng lưu động Các

đầu phun nước được lắp đặt ở phòng kỹ thuật của các tầng và đươc nối với các hệ thống cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng

Hệ thống chống sét

- Chống sét cho công trình sử dụng loại đầu kim thu sét được sản xuất theo công nghệ mới nhất; dây nối đất dùng loại cáp đồng trục Triax được bọc bằng 3 lớp cách điện, đặc biệt có thể lắp đặt ngay bên trong công trình bảo đảm mỹ quan cho công trình, cách li hoàn toàn dòng sét ra khỏi công trình

- Sử dụng kỹ thuật nối đất hình tia kiểu chân chim, đảm bảo tổng trở đất thấp và giảm điện thế bước gây nguy hiểm cho người và thiết bị Điện trở nối đất của hệ thống chống sét được thiết kế đảm bảo  10

- Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị được thực hiện độc lập với hệ thống nối đất chống sét Điện trở của hệ thống nối đất an toàn phải đảm bảo  4 Các tủ điện, bảng điện, thiết bị dùng điện có vỏ bằng kim loại đều phải được nối với hệ thống nối đất

Vệ sinh môi trường

- Để giữ vệ sinh môi trường, giải quyết tình trạng ứ đọng nước thì phải thiết kế hệ thống thoát nước xung quanh công trình Nước thải của công trình được xử lí trước khi đẩy ra hệ thống thoát nước của Thành Phố

- Sàn tầng hầm được thiết kế với độ dốc 1% để dẫn nước về các mương và đưa về hố

1.5 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Về kết cấu, hệ kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối, đảm bảo cho công trình chịu được tải trọng đứng và ngang rất tốt Kết cấu móng vững chắc với hệ móng cọc khoan nhồi, có khả năng chịu tải rất lớn

Vì vậy dự án xây dựng CHUNG CƯ AN PHÚC là một dự án có tính khả thi, hết sức cần thiết và ý nghĩa trong việc giải quyết nhu cầu về chỗ ở và sinh hoạt cho người dân

Để có một thuyết minh hoàn chỉnh, đầy đủ cho một nhà cao tầng, đòi hỏi kiến thức chuyên môn của rất nhiều lĩnh vực khác nhau Với bản thân, mình em nhận thấy mình không tránh khỏi những thiếu sót trong thuyết minh này Rất mong sự quan tâm

và thông cảm của quý thầy cô

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 Phân loại ô sàn vàn sơ bộ chọn chiều dày sàn

- Ta có mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình

Xem phụ lục 2 hình 2.1

Hình 2.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình

- Nếu sàn liên kết với dầm giữ 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 thì ta lấy cốt thép ở biên ngàm để bố trí cho biên khớp Khi dầm biên lớn ta có thể xem là ngàm + Khi 2

l  Bản làm việc theo cả hai phương : Bản kê bốn 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 như sau: Xem phụ lục 2 bảng 2.1

Bảng 2.1: Phân loại ô sàn tầng điển hình và chiều dày sàn

2.2 Xác định tải trọng

Tĩnh tải sàn

a Trọng lượng các lớp sàn

Cấu tạo sàn qua mặt cắt: xem phụ lục 2 hình 2.2

Hình 2.2 Cấu tạo sàn tầng điển hình Dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có:

gtc = . (daN/m2): tĩnh tải tiêu chuẩn

gtt = gtc.n (daN/m2): tĩnh tải tính toán

Trong đó: (daN/m3): trọng lượng riêng của vật liệu

n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN2737-1995

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau: xem phụ lục 2 bảng 2.2

Bảng 2.2: Tải trọng tác dụng lên sàn dày 120mm

b Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn: (S1, S2, S5)

Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có  = 1500 (daN/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

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn :

tt t-s

 = 1500(daN/m3): trọng lượng riêng của tường

v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

v

 = 1600(daN/m3): trọng lượng riêng của vữa trát

c

 = 25(daN/m2): trọng lượng của 1m2 cửa

Si(m2): diện tích ô sàn đang tính toán

Ta có bảng tính tĩnh tải các ô sàn tầng điển hình: xem phụ lục 2 bảng 2.3

Bảng 2.3: Tĩnh tải các ô sàn tầng điển hình

Hoạt tải sàn

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m2) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vượt tải n Ta sẽ có hoạt tải tính toán ptt(daN/m2)

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.Mục 4.3.4 có nêu khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần được phép giảm như sau:

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân

bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số ψA1(khi A>A1=9m2)

Hệ số giảm tải : ΨA = 0,4+

1

0, 6

A A

A –Diện tích chịu tải tính bằng m2

+ Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số

A A

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình: xem phụ lục 2 bảng 2.4

Bảng 2.4: Hoạt tải các ô sàn tầng điển hình

- Cắt dãy bản rộng 1m và xem như là một dầm:

- Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm

q = (g+p).1m (daN/m)

- Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

Nội lực trong bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn cĩ bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb

Thứ tự các bước tính tốn như sau:

+ Bước 1: Chọn sơ bộ a

Với a: là khoảng cách từ mép bêtơng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

+ Bước 2: Tính chiều cao làm việc của tiết diện h0: h0 = h – a

Đối với các ơ sàn là bản kê 4 cạnh, vì bản làm việc theo 2 phương nên sẽ cĩ cốt thép đặt trên và đặt dưới Do mơmen cạnh ngắn lớn hơn mơmen cạnh dài nên thường đặt thép cạnh ngắn nằm dưới để tăng h0 Vì vậy sẽ xảy ra 2 trường hợp tính h0:

- Đối với cốt thép đặt dưới: h01 = h – a

- Đối với cốt thép đặt trên : h02 = h – a - d +d 1 2

2

Trong đĩ: d1: là đường kính lớp cốt thép đặt dưới

d2: là đường kính lớp cốt thép đặt trên

h: là chiều dày bản sàn

a: là khoảng cách từ mép bêtơng đến trọng tâm cốt thép đặt dưới

+ Bước 3:Xác định hệ số tính tốn tiết diện m

d (đường kính lớp trên) 2

d (đườngkính lớp dưới) 1

R: hệ số phụ thuộc cấp độ bền B và cường độ cốt thép

- Đối với nhóm cốt thép CI: R = 0,427 khi dùng Bêtông cấp độ bền B25

- Đối với nhóm cốt thép CII: R = 0,418 khi dùng Bêtông cấp độ bền B25 Kiểm tra điều kiện mR

- Nếu thỏa điều kiện trên thì chuyển qua bước 4

- Nếu mR thì phải điều chỉnh bằng cách tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của Bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế

+ Bước 4: Xác định hệ số giới hạn chiều cao vùng nén 

Nếu: m Rthì từ m tra bảng được hệ số  (Bảng Phụ lục 9–Sách KCBTCT Phần CKCB)

Hoặc tính  theo công thức: 1+ 1 - 2.αm

Trong đó:

μTT: là hàm lượng cốt thép tính toán Trong sàn,μTT = 0,30,9% là hợp lý

μmin= 0,05% Thiết kế lấy μmin = 0,1%

b max R

- Khoảng cách giữa các cốt thép chịu lực 7cm  s 20cm.

-Cốt thép phân bố phải lớn hơn hoặc bằng 10% cốt chịu lực nếu

• Phân phối tải trọng đều hơn,tránh hiện tượng tập trung ứng suất

• Chịu ứng suất nhiệt

Sở dĩ kết quả 2 moment đó không bằng nhau là do quan niệm tính toán chưa chính xác(thực tế các ô sàn không độc lập nhau,tải trọng tác dụng lên ô này có thể gây nội lực lên các ô khác )

Biểu đồ moment tính toán Biểu đồ moment thực tế

(1 ) II

Do có sự phân phối moment mà moment tại gối của 2 ô sàn lân cận sẽ bằng nhau.Để đơn giản và thiên về an toan ta lấy moment lớn nhất bố trí cốt thép cho cả 2 bên

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

3.1 Mặt bằng cầu thang:

- Ta có mặt bằng cầu thang tầng điển hình: xem phụ lục 3 hình 3.1

Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang tầng điển hình Cầu thang công trình thuộc dạng cầu thang 2 vế, mỗi vế 11 bậc có kích thước

b=30 cm, h=15 cm

- Góc nghiêng của cầu thang tg α= ℎ

𝑏 = 15

30 = 0,5 α= 30o cosα=0,866

- Phân tích sự làm việc của cầu thang

+ Ô1 (bản thang) liên kết ở 3 cạnh: vách, dầm thang, sàn chiếu nghĩ

+ Ô2 (bản chiếu nghỉ) liên kết ở 4 cạnh: vách và bản cầu thang

+Dầm thang (dầm đầu sàn): liên kết hai đầu gối lên tường

3.2 Tính bản thang

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) : l2= 3.4

0,86=3,95 (m)

- Xác định sơ đồ làm việc của bản :

+ Đối với Ô1 : 𝑙2

𝑙1 = 3,95

1,2=3,29tính theo bản loại dầm

Xác định tải trọng :

a Tĩnh tải

Cấu tạo bậc thang: xem phụ lục 3 hình 3.2

Hình 3.2: Cấu tạo các lớp vật liệu cầu thang

- Tải trọng do bản thang truyền vào(bằng phản lực gối tựa của bản thang): q1=613,15 daN/m2

- Tải trọng bản thân dầm thang: q2=1,1.2500.0,2.0,3=165 daN/m2

- Tải trọng do ô bản sàn truyền vào:

(cm2)

Chọn thép

Fchọn (cm2)

 %

Nhịp Mnhịp=563,7 360 0,027 0,986 0.92 2 10 1,57 0,29 Gối Mgối=-1127 360 0,053 0,973 1.84 2 12 2,26 0,42

3.4.5 Tính cốt thép ngang

Qmax=0,5qdt.L=0,5.1321,1.3,2=2113,76 kG

a Kiểm tra điều kiện hạn chế

- Bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính:

Qo = ko.Rn.b.ho = 0,35.145.20.27 = 27405 kG > Qmax (thỏa)

- Khả năng chịu cắt của bê tông:

Q1 = k1.Rk.b.ho = 0,6.10,5.20.27 = 3402 kG > Qmax ( thỏa)

- Không cần tính lại cốt đai vì bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

- Bước đai cấu tạo: (ứng với h = 30 cm < 45 cm)

sct =min{ h/2 ;15 cm }= 15 cm cho đoạn gần gối

sct =min{ 3h/4 ;15 cm }= 22,5 cm cho đoạn giữa dầm

- Bố trí đai : s =15cm cho đoạn gần gối tựa; s =20cm cho đoạn giữa nhịp dầm

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 2

4.1 Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán:

Hệ kết cấu chịu lực:

Từ sự phân tích những ưu điểm, nhược điểm, và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực , ta quyết định sử dụng hệ kết cấu cột kết hợp khung- lõi cho công trình

Phương pháp tính toán hệ kết cấu:

a Tải trọng

*Tải trọng thẳng đứng:

- Trọng lượng bản thân kết cấu và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

- Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 100mm), thiết bị,

tường nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh

- Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tường bao trên dầm( dày 200): phân

bố trên dầm

* Tải trọng ngang:

- Tải trọng gió được tính theo TC tải trọng và tác động TCVN 2737-1995

- Do chiều cao công trình 54m >40m nên căn cứ vào Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió

- Tải trọng gió được tính toán qui về lực phân bố tại các mức sàn

b Nội lực và chuyển vị

- Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng phần mềm tính kết cấu ETABS 9.7.1 Đây là một phần mềm tính kết cấu khá mạnh hiện nay và được ứng dụng khá rộng rãi trong việc tính toán kết cấu công trình

- Các quy ước của ETABS giống như những phần mềm tính toán kết cấu xây dựng bằng phương pháp phần tử hữu hạn khác, ETABS chia hệ chịu lực thành các thành phần nhỏ hơn gọi là phần tử, các phân tử trong hệ kết cấu được liên kết với nhau bởi các nút ETABS có các loại phần tử chủ yếu sau:

+ FRAME: Phần tử thanh

+ SHELL: Phần tử tấm vỏ

+ ASOLID: Các loại phần tử hai chiều ứng suất phẳng, biến dạng phẳng, đôi xứng trục

+ SOLID: Các loại phần tử khối ba chiều

- Với bài toán không gian, mỗi nút có 6 thành phần chuyển vị (3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị xoay) ứng với 6 bậc tự do Mỗi thành phần chuyển vị được biểu diễn bởi một phương trình cân bằng Khi ta chia hệ kết cấu thành nhiều phần tử càng nhỏ bao nhiêu thì số lượng các nút liên kết giữa các phần tử tăng lên, số phương trình cân bằng tương ứng cũng tăng lên, việc nhập dữ liệu và giải bài toán sẽ mất nhiều thời gian nhưng độ chính xác cũng cao hơn

- Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phương án tải trọng

c Tổ hợp và tính cốt thép.(Theo TCVN)

Sử dụng chương trình lập bằng ứng dụng Microsoft Excel Chương trình này có

ưu điểm là tính toán đơn giản, ngắn gọn, và dễ dàng, thuận tiện khi sử dụng và kiểm tra độ chính xác của kết quả tính

4.2 Sơ bộ chọn các kích thước kết cấu cho công trình:

Sơ bộ chọn kích thước sàn

- Chiều dày sàn phụ thuộc vào:

+ Bước cột

+ Khả năng chọc thủng

+ Yêu cầu chống cháy

- Chọn chiều dày bản theo công thức: h d D L

- Gọi chiều cao h của tiết diện là cạnh nằm theo phương của mặt phẳng uốn thì tiết diện hợp lí là tiết diện có tỉ số h/b = 2:4 Chiều cao h thường được chọn trong khoảng 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Khi chọn kích thước b và h cần phải xem xét đến yêu cầu kiến trúc và việc định hình hóa ván khuôn

a Chiều dài và chiều dài tính toán cột

- Trong kết cấu khung nhà có thể xem chiều dài mỗi cột được tính từ móng đến mái Tuy vậy trong tính toán xem mỗi cột chỉ là đoạn cột trong mỗi tầng Chiều dài thật của cột kí hiệu là l là khoảng cách giữa hai liên kết (liên kết có tác dụng ngăn cản chuyển

vị ngang của cột)

- Chiều dài tính toán của cột kí hiệu là lo, là chiều dài được xác định theo sơ đồ biến

dạng của cột, được lấy bằng chiều dài bước sóng khi cột bị mất ổn định vì bị uốn dọc

Lo = ψl

Ψ là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng, cũng tức là phụ thuộc vào liên kết ở hai đầu cột : xem phụ lục 4 hình 4.2

Hình 4.2: Sơ đồ lí tưởng của cột

- Hình dáng tiết diện cột thường là chữ nhật, vuông, tròn Cũng có thể gặp cột có tiết

diện chữ T, chữ I hoặc vòng khuyên

- Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công Về kiến trúc, đó là các yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian Với các yêu cầu này người thiết kế kiến trúc định ra hình dáng và các kích thước tối đa, tối thiểu có thể chấp nhận được Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và ổn định Với tiết diện chữ nhật tỉ lệ giữa cạnh lớn và cạnh bé không

quá 4

- Trong nhà nhiều tầng, theo chiều cao nhà từ móng đến mái lực nén trong cột giảm dầm Để đảm bảo sự hợp lí về mặt sử dụng vật liệu thì càng lên cao nên giảm khả năng chịu lực của cột Việc giảm này có thể thực hiện bằng cách giảm kích thước tiết diện

cột, giảm cốt thép trong cột, giảm mác bê tông

+ Kích thước tiết diện cột thường được chọn trong giai đoạn thiết kế cơ sở, được dựa vào kinh nghiệm thiết kế, dựa vào các kết cấu tương tự hoặc cũng có thể tính toán sơ bộ dựa vào lực nén N được xác định một cách gần đúng Diện tích tiết diện cột là A:

t b

k N A

• Với cột biên ta lấy kt = 1,3

• Với cột trong nhà ta lấy kt = 1,2

Hình 4.3: Sơ bộ truyền tải của sàn về cột

- Trong đó:

+ mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét

+ FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

+ q là tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng tường, dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế

- Với nhà có bề dày sàn là bé từ 10:14 cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn, có ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q= 10:14 kN/m2

- Với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15:20 cm, tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q= 15:18 kN/m2

- Với nhà có bề dày sàn khá lớn trên 20 cm, cột và dầm đều lớn thì q có thể đến 20 kN/m2 hoặc lớn hơn nữa

- Khi chọn kích thước tiết diện cấu kiện, ngoài điều kiện về khả năng chịu lực, còn cần

kể đến điều kiện về ổn định, về kiến trúc và thuận tiện cho thi công Vậy ta chọn q=15 KN/m2 Xem phụ lục 4 bảng 4.3

Bảng 4.3: Sơ bộ chọn tiết diện cột

- Kích thước của cột sau khi chọn sơ bộ phải kiển tra đảm bảo điều kiện độ ổn định

0

b b

l b

Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy

- Chiều dày thành vách t được chọn theo điều kiện sau: t

150 1 20

mm mm

+ Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu

+ Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn

+ Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh

(Tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là 1,1)

- 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 Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có  = 1500 (daN/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

- Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn :

tt t-s

 = 1500(daN/m3): trọng lượng riêng của tường

v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

 = 1600(daN/m3): trọng lượng riêng của vữa trát

c

 = 25(daN/m2): trọng lượng của 1m2 cửa

Si(m2): diện tích ô sàn đang tính toán

- Để tính tải trọng do tường xây truyền lên sàn ta chia ô sàn thành các ô

- Ta có mặt bằng phân chia các ô sàn tầng 1-2: Xem phụ lục 4 hình 4.5

- Ta có mặt bằng phân chia các ô sàn tầng 15:Xem phụ lục 4 hình 4.7

Hình 4.7: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 15 (thượng)

- Đối với sàn tầng 15 (tầng thượng) các ô sàn không có tường xây trên sàn, có 2 loại ô sàn là ô sàn nhà và ô sàn mái Xem phụ lục 4 bảng 4.8

Bảng 4.8: Tĩnh tải các ô sàn tầng 15

- Ta có mặt bằng phân chia các ô sàn tầng lửng: Xem phụ lục 4 hình 4.8

Hình 4.8: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng lửng cote +54m

- Đối với sàn tầng lửng (tầng mái) các ô sàn không có tường xây trên sàn, có các ô sàn mái không sử dụng có gtt=220(daN/m2)

b Tĩnh tải tác dụng lên dầm :

*Trọng lượng bản thân dầm :

- Trọng lượng phần bê tông :

Khai báo hệ số trọng lượng bản thân bằng 1,1 để phần mềm tự tính

- Trọng lượng phần vữa trát của dầm được tính thành tải trọng phân bố lên suốt chiều dài mỗi dầm theo công thức sau:

 : trọng lượng riêng v  =1600 (daN/mv 3)

v:chiều dày của lớp trát v=0.015m

b : chiều rộng dầm

h : chiều cao dầm (từ cốt sàn đến đáy dầm)

hb : chiều dày sàn

- Trong công trình các ô sàn lấy chiều dày là 20 cm.( đã chọn ở phần tính bản)

- Kết quả tính toán tải trọng do trọng lượng lớp vữa của dầm ở bảng sau :

Xem phụ lục bảng 4.9

Bảng 4.9: Trọng lượng phần vữa trát của các dầm

*Tải trọng tường phân bố trên dầm

- Đối với mảng tường đặc: để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có tường trong

phạm vi góc 600 là truyền lực lên dầm, còn lại 300 tạo thành lực tập trung truyền

xuống nút Ta có sơ đồ truyền tải trọng từ tường vào nút khung: Xem phụ lục 4 hình 4.9

Hình 4.9: Tải trọng tường đặc truyền vào nút khung

- Nếu hai bên dầm không có cột (hoặc vách), hoặc chỉ có cột (hoăc vách) ở một phía thì cũng xem toàn bộ tải trọng tường truyền xuống dầm

- Đối với mảng tường có cửa thì tải trọng tường cửa được truyền xuống dầm

- Tĩnh tải do trọng lượng tường, cửa tác dụng lên dầm

- Tường ngăn xây bằng gạch có g = 1500 (daN/m3), mỗi bức tường cộng thêm 1,5 cm vữa trát (mỗi bên) : có v =1600 (daN/m3)

- Chiều cao tường được xác định: ht = H-hd

Trong đó: ht: chiều cao tường,

H: chiều cao tầng nhà

hd: chiều cao dầm trên tường

- Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

- Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên dầm về tải trọng phân bố trên dầm :

tt

g = t c t t t v v v c c c(S -S ).(n δ γ +2.n δ γ )+n S γ

- Bản vẽ bố trí dầm được thể hiện như các hình sau:

+ Ta có mặt bằng bố trí dầm tầng 1-2 và bẳng tải trọng tường phân bố các dầm:

Xem phụ lục 4 hình 4.10

Hình 4.10: Mặt bằng bố trí dầm tầng 1-2 Xem phụ lục 4 bảng 4.10

Bảng 4.10: Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 1-2

+ Ta có mặt bằng bố trí dầm tầng 3-14 và bẳng tải trọng tường phân bố các dầm:

Xem phụ lục 4 hình 4.11

Hình 4.11: Mặt bằng bố trí dầm tầng 3-14 Xem phụ lục bảng 4.11

Bảng 4.11: Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 3-14 + Ta có mặt bằng bố trí dầm tầng 15 và bẳng tải trọng tường phân bố các dầm:

Xem phụ lục 4 hình 4.12

Xem phụ lục bảng 4.12

Bảng 4.12: Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 15( tầng thượng) + Ta có mặt bằng bố trí dầm tầng 16 và bẳng tải trọng tường phân bố các dầm: Xem phụ lục 4 hình 4.13

Hình 4.12: Mặt bằng bố trí dầm tầng 15( tầng thượng) Xem phụ lục 4 bảng 4.12

Bảng 4.12: Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 15( tầng thượng + Ta có mặt bằng bố trí dầm tầng 16 và bẳng tải trọng tường phân bố các dầm:

Xem phụ lục 4 hình 4.13

Hình 4.13 Mặt bằng bố trí dầm tầng 16 (mái) Xem phụ lục bảng 4.13

Bảng 4.13: Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng lửng cote +51,4m

c Tải trọng tác dụng vào nút khung

Các tường đều có cửa nên không phải tính tải trọng truyền vào nút

d Hoạt tải

- Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m2) lấy theo TCVN 2737-1995

- Công trình được chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vượt tải n Ta sẽ có hoạt tải tính toán ptt(daN/m2)

- Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải

để tính toán

- Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.Mục 4.3.4 có nêu khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần được phép giảm như sau:

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân

bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số ψA1(khi A>A1=9m2)

Hệ số giảm tải : ΨA = 0,4+

1

0, 6

A A

A –Diện tích chịu tải tính bằng m2

+ Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số

ψA2(khi A>A2=36m2)

Hệ số giảm tải : ΨA = 0,4+

2

/

6,0

A A

*Hoạt tải của một số loại phòng: Xem phụ lục 4 bảng 4.14

Bảng 4.14: Hoạt tải sử dụng của một số loại phòng

- Mái của nhà là mái bằng không sử dụng, làm bằng bê tông cốt thép nên ptc= 75 (daN/m2) Nên ta có ptt=75.1,3=97,5(daN/m2)

a Thành phần tĩnh của tải trọng gió:

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

+ S = B.L (m2): diện tích mặt đón gió theo phương đang xét

+ B (m): bề rộng mặt đón gió (bề rộng công trình) theo phương đang xét + L = 0,5.(ht + hd) (m): chiều cao đón gió của tầng đang xét

+ ht: chiều cao tầng trên;

+ hd chiều cao tầng dưới

+ γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

- Kết quả tính toán cụ thể được thể hiện trong bảng: Xem phụ lục 4 bảng 4.15

Bản chất của thành phần động là phần tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình có dao động xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng bản thân công trình khi dao động bởi các xung của luồng gió

- Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

+ Sơ đồ tính toán là một thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng + Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên

bề mặt công trình là không đổi

+ Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình (Sàn nhà)

+ Giá trị các khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của kết cấu chịu lực kết cấu bao che trang trí…

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió lên các phần của công trình (Xem phần gió tĩnh)

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lên các phần tính toán của công trình

+ Xác định tần số dao động riêng fi và dạng dao động

- Việc xác định tần số và dạng dao động được thực hiện nhờ phần mềm Etabs 9.7

- Tùy theo mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió

mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc cả lực quán tính của công trình

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

fs< fL< fs+1

- Thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên Công trình xây dựng thuộc loại công trình dân dụng, vật liệu bê tông cốt thép nên tần

số giới hạn dao động riêng theo bảng 2 TCXD 229-1999 có fL=1.3 Hz

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (có độ cao

là zj của công trình) ứng với dạng dao động riêng thứ i được xác định theo công thức sau: W p ji( ) =M j .ii.y ji

Trong đó :

+ W p ji( )

:là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ

j ứng với dạng dao động thứ i, đơn vị là lực

+ MJ:Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j

+ζi : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào

thông số i và độ giảm loga của dao động:

0940

+ n : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, n =1.2

+ Wo=950 giá trị của áp lực gió (đơn vị N/m2)

+ fi : tần số dao động riêng thứ i

+ yji :dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình j ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên

- Xác định hệ số Ψi: xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần có thể coi tải trọng gió là không đổi

-Công thức xác định hệ số Ψi là :

1 2 1

n

ji Fj j

ji j j

Xác định WFj:

- Thành phần WFj được xác định theo công thức: WFj=WJ.j Sj.υi

+ Với j: Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình so với mặt đất, không thứ nguyên Các giá trị của j lấy theo TCVN 229:1999 và được cho theo bảng 8 và lấy theo dạng địa hình B (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737: 1995)

+ WJ : Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác động lên phần thứ j của công trình (đã xác định ở trên)

+ Sj: Diện tích mặt đón gió của phần thứ j của công trình

+ υi : Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên, phụ thuộc vào các tham số ,

- Xác định các đặc trưng động lực:

+ Lập mô hình kết cấu trong ETABS

+ Gán đầy đủ các đặc trưng hình học (đặc trưng vật liệu tiết diện sơ bộ ) lên

+ HT: trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ trên tất cả các cấu kiện của CT + 1.1; 1.2: lần lượt là hệ số độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải

+ 0.5 là hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ công trình

- Bài toán dao động riêng được thực hiện nhờ phần mềm tính kết cấu ETABS v9.7 Kết quả các dạng dao động riêng tìm được cùng chu kỳ, tần số của chúng được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió

- Ta có hình ảnh mô hình tòa nhà trong ETAB: xem phụ lục 4 hình 4.14

Hình 4.14 Mô hình công trình trong phần mềm Etabs

- Ta có khung nhìn một số tầng của tòa nhà trong ETAB: xem phụ lục 4 hình 4.15

Hình 4.15: Khung nhìn mặt bằng một số tầng trong Etabs

b Xuất kết quả từ phần mềm

Khi tính toán thành phần động của tải trọng gió, ta cần phải tách ra tính toán thành phần động tác dụng lần lượt theo các phương X và phương Y Đối với công trình bê tông cốt thép, ta chỉ xét những mode dao động có fs< fL = 1.3

c Tính thành phần gió động theo phương X

- Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOY, ta có các hệ số tương quan không gian như sau:

ρ=L=21 m, χ=H=55.5m, υ1=0.664

- Xác định hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i:

0940

- Ta thấy f1=0.7 =f l 1.3 f2 =2.81 nên cần xét đến 1 dạng dao động đầu tiên

Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình

Bảng 4.19: Thành phần động của tải trọng gió theo phương X (kN)

d Tính thành phần gió động theo phương Y

- Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán XOZ, ta có các hệ số tương quan không gian như sau:

ρ=D=41.0 m, χ=H=55.5 m, υ1=0.83

- Xác định hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i:

0940

Bảng 4.23: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió theo phương Y

- GTX: Gió tĩnh theo phương OX (từ trái sang phải)

- GTXX: Gió tĩnh theo phương OX (từ phải sang trái)

- GTY: Gió tĩnh theo phương OY ( Từ trước ra sau)

- GTYY: Gió tĩnh theo phương OY ( Từ sau ra trước)

- GDX: Gió động dạng dao động theo phương OX

- GDXX: Gió động dạng dao động theo ngược phương OX

- GDY: Gió động dạng dao động theo phương OY

- GDYY: Gió động dạng dao động đầu tiên theo ngược phương OY

Tính toán cốt thép trong dầm khung

Từ biểu đồ nội lực bằng phần mềm ETABS, ta có nội lực và tổ hợp được các tổ hợp nội lực tại các tiết diện của dầm tại ở các tầng Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để tính toán cho mỗi tiết diện Đối với dầm mỗi phần tử được tính toán nội lực tại 3 mặt cắt (tại gối và nhịp) Tính toán thép dầm chỉ quan tâm đến giá trị max, min của momen và lực cắt nên dùng tổ nội lực để tính

- Giá trị Mmax+, Mmin- để tính cốt thép dọc

- Giá trị Qmaxđể tính cốt thép đai

Tính toán cốt dọc

a Với tiết diện chịu mômen âm:

- Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính với tiết diện chữ nhật 40x80 cm đặt cốt đơn

- Giả thiết trước khoảng cách trọng tâm cốt thép đến mép dầm a

2 0

cm h R

M A

b Với tiết diện chịu mômen dương:

- Cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta tính toán với tiết diện chữ T

h’f = hs = 0,2m

- Xác định độ vươn của bản cánh Sf :

+ Sf ≤ ld/6 với ld là chiều dài tính toán của dầm

+ Sf ≤ lt/2 (khoảng cách thông thuỷ giữa 2 dầm đặt cạnh nhau)

+ Sf ≤ 6.h’f

- Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán: b’f =bd+2.Sf

- Xác định vị trí trục trung hoà:

Mf = Rb.b'f h'f (h0 – 0,5.h'f ) Trong đó: b : bề rộng cánh chữ T 'f

m b

TT s