Chung cư mỹ phước, thành phố hồ chí minh

Chương 5: tính khung trục 3, lựa chọn hệ kết cấu, sơ bộ tiết diện cột, dầm, tính toán tải trọng tác dụng, mô hình khung không gian bằng phần mềm ETABS 9.7.4, xuất và tổ hợp nội lực, tín

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

*

CHUNG CƯ MỸ PHƯỚC - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CÔNG THỦ

Đà Nẵng – Năm 2017

TÓM TẮT

Tên đề tài: Chung cư Mỹ Phước – Thành Phố Hồ Chí Minh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Công Thủ

Phần 1: Kiến trúc (10%)

Chương 1: Tổng quan về công trình, sự cần thiết đầu tư, hiện trạng, vị trí xây dựng,

điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn, phương án bố trí phòng ban chức năng

Phần 2: Kết cấu (60%)

Chương 2: thiết kế sàn tầng 3, chia dầm sàn, chọn chiều dày sàn, xác định tải trọng

tác dụng lên ô sàn, tính toán và bố trí thép

Chương 3: thiết kế tính toán cầu thang bộ, chọn chiều dày, xác đinh tải trọng, sơ đồ

tính, tính toán bố trí thép cho cầu thang

Chương 4: tính toán dầm trực giao

Chương 5: tính khung trục 3, lựa chọn hệ kết cấu, sơ bộ tiết diện cột, dầm, tính toán

tải trọng tác dụng, mô hình khung không gian bằng phần mềm ETABS 9.7.4, xuất và

tổ hợp nội lực, tính toán và bố trí thép cột, dầm

Chương 6:tính toán vách cứng trục 3

Chương 7:thiết kế móng dưới khung trục 3, lựa chọn phương án móng, căn cứ hồ sơ

địa chất, khả năng chịu tải xác định đường kính và chiều dài cọc, tính toán bố trí cốt thép đài cọc, cọc

Phần 3: Thi công (10%)

Chương 6: thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công, thi công cọc khoan nhồi

Chương 7: thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công đào đất phần ngầm

Chương 8: thiết kế biện pháp thi công bê ông móng

Chương 9: tính toán thiết kế ván khuôn phần thân gồm sàn, dầm chính, dầm phụ, cột,

cầu thang, tính toán kiểm tra dầm đỡ giàn giáo

LỜI NÓI ĐẦU

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 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 Và thước đo của kiến thức đó là đồ án tốt

nghiệp này Đó thực sự là một thử thách lớn đối với một sinh viên như em khi chưa từng giải quyết một khối lượng công việc lớn như thế

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 giáo hướng dẫn đã giúp em hoàn thành đồ án này Nhưng với kiến thức hạn hẹp của mình, đồng thời chưa có kinh nghiệm trong tính toán cũng như thi công thực

tế, 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 cảm ơn các Thầy, Cô giáo trong khoa Xây Dự ng Dân Dụng & Công Nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng , đặc biệt là các thầy Lê Anh Tuấn và Thầy Lê Khánh Toàn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ

án tốt nghiệp

Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả tính toán trong đồ án này là trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào Các số liệu sử dụng trong đồ án có nguồn góc rõ ràng

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Công Thủ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2

1.1.Nhu cầu xây dựng công trình 2

1.2.Địa điểm xây dựng công trình 2

1.3.Giải pháp kiến trúc 2

1.3.1.Mặt bằng và phân khu chức năng … ……….2

1.3.2.Mặt đứng ……… …….……….3

1.3.3.Hệ thống giao thông……… ….……… 3

1.4 Giải pháp kỹ thuậ……… 3

1.4.1.Hệ thống điện……… ……….3

1.4.2.Hệ thống nước……… ……… 3

1.4.3.Thông gió chiếu sáng……….…… 3

1.4.4.Phòng cháy, thoát hiểm……… …… 3

1.4.5.Chống sét ……… ……… 3

1.4.6.Hệ thống thoát rác……… …… 3

1.5 Lựa chọn giải pháp kết cấu …3

1.5.1.Hệ kết cấu khung… ………4

1.5.2.Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng ……… 4

1.5.3.Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng) ……… … 4

1.5.4.Hệ thống kết cấu đặc biệt……… ……….5

1.5.5.Hệ kết cấu hình ống……… 5

1.5.6.Hệ kết cấu hình hộp……… 5

1.6.Hệ kết cấu sàn 5

1.6.1.Hệ sàn sườn……… 5

1.6.2.Hệ sàn ô cờ……… 6

1.6.3.Sàn không dầm (không có mũ cột) ……… 6

1.6.4 Sàn không dầm ứng lực trước……… 7

1.7 Kết luận 7

1.9 Các tiêu chuẩn dùng trong tính toán 8

1.10.Lựa chọn sơ bộ kích thước các tiết diện 8

1.11 Lựa chọn phương pháp tính toán 8

1.11.1 Lựa chọn sơ đồ tính……… ……….8

1.11.2 Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng……….9

1.11.3 Phương pháp tính toán xác định nội lực ……….……… 9

1.11.4 Lựa chọn công cụ tính toán……… ……… 10

1.10.5.Một số lưu ý………….………11

1.11 Nội dung tính toá 11

1.12 Tải trọng 11

`PHẦN 2: KẾT CẤU 1

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 ……….12

2.1.Phân loại ô bản ……….………12

2.2.Cấu tạo……… ……….12

2.2.1.Chọn chiều dày sàn………12

2.2.2.Cấu tạo sàn……….…… ……….………13

2.3.Xác định tải trọng……….……….13

2.4.Vật liệu……….……….………14

2.5.Xác định nội lực: ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực……… 14

2.6.Tính toán cốt thép……….……….15

2.7.Bố trí cốt thép……….…………16

2.8.Tính toán ô sàn bản kê bốn cạnh (S1) ……… 16

2.8.1.1.Sơ đồ tính……….………16

2.8.1.2.Tính toán nội lực……… ………16

2.8.1.3.Cốt thép chịu mômen dương theo phương cạnh ngắn ……… 17

2.8.1.4.Cốt thép chịu mômen âm theo phương cạnh ngắn……… ………17

2.8.1.5.Cốt thép chịu mômen âm,dương theo phương cạnh dài……… 18

2.9.Tính toán bản loại dầm (S13) ……… ……….18

2.10 Bố trí cốt thép……….19

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 21

3.1.Chọn vật liệu 21

3.2 Cấu tạo cầu thang 21

3.3 Tính bản thang 21

3.3.1.Tải trọng tác dụng lên bản thang ………21

3.3.2.Xác định nội lực………23

3.3.3.Tính thép cho bản thang………24

3.4.Tính toán dầm chiếu tới 25

3.4.1.Tải trọng tác dụng lên dầm……….25

3.4.2.Tính nội lực………25

3.4.3.Tính cốt thép ………26

3.5 Tính toán dầm chiếu nghỉ 27

3.5.1.Tải trọng tác dụng lên dầm ………27

3.5.2.Tính nội lực………27

3.5.3.Tính cốt thép……… 27

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN DẦM TRỰC GIAO 30

4.1.Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm trực giao 30

4.2.Xác định tải trọng 30

4.2.1.Dầm phụ D2 ……… ………30

4.2.2.Tải trọng tác dụng lên dầm D2……….……… ………30

4.2.3.Dầm chính D1……….……… ………30

4.2.4.Tải trọng tác dụng lên dầm D1……….……….………… ……… 30

4.3.Sơ đồ tính 31

4.4.Tính nội l 31

4.5.Tính toán cốt thép 32

4.5.1.Sơ đồ 1……… ……….32

4.5.1.1 Cốt dọc 32

4.5.1.2.Tính cốt đai: 33

4.5.2.Sơ đồ 2……… ……….33

4.5.2.1.Cốt dọc 33

4.5.2.2.Tính cốt đai 33

4.6.Bố trí cốt thép 33

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 34

5.1.Số liệu thiết kế 34

5.2.Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán 34

5.2.1.Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực……… ………34

5.2.2.Phương pháp tính toán hệ kết cấu……… …………34

5.2.2.1.Tải trọng 34

5.2.2.2.Nội lực và chuyển vị 34

5.2.2.3.Tổ hợp và tính cốt thép (Theo TCVN) 34

5.3.Tính toán khung trục 3 35

5.3.1.Xác định sơ bộ kích thước cấu kiện……… 35

5.3.1.1.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột 35

5.3.1.2.Chọn sơ bộ tiết diện dầm 35

5.3.2.Xác định tải trọng……… ………35

5.3.2.1.Tải trọng thẳng đứng 36

5.3.2.2.Tải trọng ngang 39

5.3.3.Tổ hợp tải trọng ………43

5.3.4.Tính toán nội lực……… ……… 43

5.3.5.Tính toán cốt thép dầm khung……… ………… 43

5.3.5.1.Hướng dẫn tính toán 43

5.3.5.2.Tính toán dầm tầng 7 trục A-B(D17) 45

5.3.6.Tính toán cốt thép cột khung……… ………48

5.3.6.1.Tính toán thép dọc cột khung 48

5.3.6.2.Ví dụ tính toán thép dọc cột C3-3 tầng 2 51

6: TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG TRỤC 3 53

6.1.Quan niệm tính toán vách cứng 53

6.2.Tính toán cốt thép cho vách cứng 54

6.2.1.Xác định kích thước vùng biên: Bl, Br và tính cốt thép dọc ………55

6.2.2.Tính toán cốt thép ngang………59

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI KHUNG TRỤC 3 62

7.1.Điều kiện đại chất công trình 62

7.1.1.Cấu tạo địa chất công trình………62

7.1.2.Đánh giá điều kiện địa chất ……….……… ………62

7.1.3.Lựa chọn mặt cắt để tính toán móng……….……….…62

7.1.4.Đánh giá điều kiện thuỷ văn……… …………62

7.2.Lựa chọn phương án tính móng… 63

7.2.1.Cọc khoan nhồi……… 63

7.2.2.Cọc ép……… ……… 63

7.3.Thiết kế móng khoan nhồi 64

7.3.1.Các giả thiết tính toán……… ……… 64

7.3.2.Xác định tải trọng truyền xuống móng……….… 64

7.4.Thiết kế móng M1 cột trục 64

7.4.1.Số liệu thiết kế………64

7.4.2.Chọn kích thước cọc, đài cọc……….…………65

7.4.3.Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi……….65

7.4.3.1.Theo vật liệu làm cọc 65

7.4.3.2.Theo đất nền 66

7.4.3.3.Theo phương pháp tra bảng thống kê 66

7.4.4.Xác định diện tích đáy đài,số lượng cọc, bố trí cọc trong đài ……… 67

7.4.4.1.Xác định số lượng cọc 67

7.4.4.2.Bố trí cọc trong móng 68

7.4.5.Kiểm tra chiều sâu chôn đài……….……… ……68

7.4.6.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc……… ……… ………68

7.4.7.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc và kiểm tra lún cho móng…… …………69

7.4.7.1.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc 69

7.4.7.2.Kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi 72

7.4.8.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc……… …72

7.4.8.1.Tính toán chọc thủng: 72

7.4.8.2.Tính toán phá họa trên mặt phẳng nghiêng 73

7.4.9.Tính toán Mô men và cốt thép đài cọc……… ……74

7.5.Thiết kế móng M3 cột trục 3 75

7.5.3.Số liệu thiết kế………75

7.5.4.Chọn kích thước cọc, đài cọc……… ……….….……75

7.5.5.Xác định diện tích đáy đài,số lượng cọc, bố trí cọc trong đài ……… …….75

7.5.5.1.Xác định số lượng cọc 75

7.5.5.2.Bố trí cọc trong móng 76

7.5.6.Kiểm tra chiều sâu chôn đài……….……… 76

7.5.7.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc……… … 76

7.5.8.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc và kiểm tra lún cho móng……… ………78

7.5.8.1.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc 78

7.5.8.2.Kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi 80

7.5.9.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc……… ……80

7.5.9.1.Tính toán chọc thủng: 80

7.5.9.2.Tính toán phá họa trên mặt phẳng nghiêng 81

7.5.10.Tính toán Mô men và cốt thép đài cọc……… ………82

7.6.Thiết kế móng dưới vách cứng(M2) 83

7.6.1.Chọn kích thước cọc, đài cọc……… ……… …………83

7.6.2.Xác định diện tích đáy đài,số lượng cọc, bố trí cọc trong đài ……… 84

7.6.2.1.Xác định số lượng cọc 84

7.6.2.2.Bố trí cọc trong móng 84

7.6.4.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ……….………85

7.6.5.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc và kiểm tra lún cho móng………… 86

7.6.5.1.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng cọc 86

7.6.5.2.Kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi 88

7.6.6.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc……… ….88

7.6.6.1.Tính toán chọc thủng 88

7.6.6.2.Tính toán phá họa trên mặt phẳng nghiêng 89

7.6.7.Tính toán Mô men và cốt thép đài cọc……… …90

PHẦN 3: THI CÔNG 92

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG 91

8.1 Đặc điểm chung, các điều kiện cụ thể liên quan và ảnh hưởng đến quá trình thi công công trình ……… ………91

8.1.1.Đặc điểm chung của công trình 91

8.1.2.Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn ……….……91

8.1.4.Vị trí địa lí công trình ……… ………91

8.2 Phương hướng thi công tổng quát 91

8.2.1.Thi công móng………92

8.2.2.Thi công đào đất……… ………92

8.3.Thiết kế biện pháp thi công và tổ chức thi công cọc khoan nhồi 92

8.3.1.Khái niệm về cọc khoan nhồi ………92

8.3.2.Lựa chọn phương pháp thi công cọc khoan nhồi ……… ……92

8.3.2.1.Phương pháp thi công ống chống 92

8.3.2.2.Phương pháp thi công phản tuần hoàn 92

8.3.2.3.Phương pháp thi công bằng guồng xoắn 93

8.3.2.4.Phương pháp thi công dùng gầu xoay và bentonite giữ vách 93

8.2.3.5.Lựa chọn 93

8.2.4.Chọn máy thi công cọc ……… 93

8.2.4.1.Máy khoan 93

8.2.4.2.Máy trộn Bentônite 93

8.2.4.3.Chọn cần cẩu 93

8.2.5.Quy trình thi công cọc khoan nhồi……… …………94

8.2.5.1.Công tác chuẩn bị 94

8.2.5.2.Công tác định vị công trình và tim cọc 95

8.2.5.3.Công tác hạ ống vách, khoan và bơm dung dịch Bentonite 96

8.2.5.4.Công tác khoan tạo lỗ: 97

8.2.5.5.Xác nhận độ sâu hố khoan và xử lý cặn lắng đáy hố cọc 98

8.2.5.6.Thi công cốt thép 99

8.2.5.7.Lắp ống Trime: Lắp ống Trime từ trên xuống dưới đáy 100

8.2.5.8.Công tác thổi rửa đáy hố khoan 100

8.2.5.9.Công tác đổ bê tông 100

8.2.5.10.Rút ống vách 103

8.2.5.11.Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi 104

8.2.6.Tổ chức thi công cọc khoan nhồi ……… 105

8.2.6.1.Nhu cầu về nhân lực 105

8.2.6.2.Thời gian thi công cọc nhồi 106

8.2.6.3.Biện pháp tổ chức thi công cọc khoan nhồi: 106

CHƯƠNG 9:THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT

PHẦN NGẦM 107

9.1.Lựa chọn phương án đào móng và tính khối lượng công tác thi công 107

9.1.1.Lựa chọn phương án đào móng……… …… ………107

9.1.2.Tính toán khối lượng công tác thi công đào đất……… ………… … 107

9.1.3.Tính toán khối lượng công tác đắp đất hố móng……… …108

9.1.3.1.Đợt 1 108

9.1.3.2.Đợt 2 109

9.1.3.3.Đợt 3 110

9.2.Lựa chọn tổ hợp máy thi công 111

9.3.Tính toán nhu cầu lao động thi công đào đất thủ công 112

9.4.Thiết kế tuyến di chuyển khi thi công đất 112

9.4.1.Thiết kế tuyến di chuyển của máy đào……….112

9.4.2.Thiết kế tuyến di chuyển đào thủ công………113

CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG BÊ TÔNG MÓNG 113

10.1.Xác định cơ cấu quá trình 114

10.2.Chia phân đoạn thi công 114

10.3.Tính toán khối lượng công tác BTCT móng 114

10.3.1.Chia khối lượng công tác ……… 114

10.3.1.1.Thi công đợt 1 114

10.3.1.2.Thi công đợt 2 115

10.4.Tính toán thời gian thi công 116

10.4.1.Định mức hao phí ………117

10.4.2.Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận……… ……….117

10.4.2.1.Thi công đợt 1 117

10.4.2.2.Thi công đợt 2 119

10.5.Chọn tổ hợp máy thi công 120

10.5.1.Chọn máy trộn bê tông……… ……….120

10.5.2.Chọn máy đầm……….……… 120

10.5.3.Tính ván khuôn đài móng……… 120

10.5.3.1.Tổ hợp ván khuôn 120

10.5.3.2.Tính toán ván khuôn 121

10.6.Tính toán ván khuôn đài cọc 123

10.6.1.Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng……… ………123

10.7.Các công tác khác 123

10.8.Bảng tiên lượng công tác phần ngầm 124

CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ VÁN KHUÔN PHẦN THÂN 125

11.1.Yêu cầu đối với thiết kế ván khuôn dầm sàn cột 125

11.2.Lựa chọn phương án ván khuôn dàn giáo 125

11.2.1.Chọn loại ván khuôn……… ………125

11.2.2.Chọn cột chống dầm, sàn và cột……….………125

11.2.3.Chọn thanh đà đỡ ván khuôn sàn……… ………….126

11.3.Thiết kế ván khuôn sàn 126

11.3.1.Chọn ván khuôn……… ……… 126

11.3.2.Xác định tải trọng tác dụng lên sàn………126

11.3.2.1.Tĩnh tải 126

11.3.2.2.Hoạt tải 126

11.3.3.Sơ đồ tính………127

11.3.4.Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn………127

11.3.5.Tính kích thước xá gồ và khoảng cách cột chống……… ….128

11.3.5.1.Chọn xà gồ 128

11.3.5.2.Tải trọng tác dụng 128

11.3.5.3.Sơ đồ tính 128

11.3.5.4.Tính khoảng cách các cột chống đỡ xà gồ 128

11.3.5.5.Tính toán cột chống 128

11.4.Thiết kế ván khuôn dầm chính trục 1 (A-B) 130

11.4.1.Tính ván khuôn đáy dầm ……… ………… 130

11.4.1.1.Chọn ván khuôn 130

11.4.1.2.Xác định tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy dầm 130

11.4.1.3.Sơ đồ tính 130

11.4.1.4.Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn 131

11.4.1.5.Tính cột chống 131

11.4.2.Tính ván khuôn thành dầm……… ……131

11.4.2.1.Cấu tạo 131

11.4.2.2.Xác định tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành dầm 131

11.4.2.3.Sơ đồ tính 132

11.4.2.4.Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn 132

11.5.Thiết kế ván khuôn cột 132

11.5.1.Cấu tạo……… ……….132

11.5.2.Tải trọng tác dụng……… ………133

11.5.3.Sơ đồ tính………133

11.5.4.Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn………133

11.6.Thiết kế ván khuôn cầu thang bộ 133

11.6.1.Tính toán bản thang………134

11.6.1.1.Cấu tạo 134

11.6.1.2.Xác định tải trọng tác dụng lên ván khuôn 134

11.6.1.3.Sơ đồ tính 135

11.6.1.4.Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn 135

11.6.1.5.Tính kích thước xá gồ và khoảng cách cột chống 135

11.6.1.6.Tải trọng tác dụng 135

11.6.1.7.Tính khoảng cách giữa các cột chống 136

11.6.1.8.Tính toán cột chống 136

11.6.2.Tính toán chiếu nghỉ……… ………136

11.6.2.1.Tổ hợp ván khuôn 136

11.6.2.2.Xác định tải trọng và kiểm tra 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

bảng 5.6: Tải trọng tường phân bố trên dầm

bảng 5.7: Tải trọng gió theo phương X

bảng 5.8: Tải trọng gió theo phương Y

Bảng 5.9: Chu kỳ và tầng số 4 dạng dao động đầu

Bảng 5.10: hệ số tính gió động

Bảng 5.11: Thành phần gió động mode 1 theo phương X

Bảng 5.12: Thành phần gió động mode 1 theo phương Y

Bảng 5.13: Bảng tổ hợp mômen dầm khung (Đơn vị: daN.m) Bảng 5.14: Tính toán cốt thép dọc dầm khung

Bảng 5.15: Tôt hợp lực cắt dầm khung trục 3

Bảng 5.16: Tính toán thép đai dầm khung trục 3

Bảng 5.17: Điều Kiện chọn phương tính thép cột

Bảng 7.4: sức chịu tải của cọc theo phương pháp tra bảng móng M1

Bảng 8.2: thông số kỹ thuật máy khoan KH100-HITACHI

Bảng 8.3: hông số máy trộn Bentoonie BE-15A

Bảng 8.4: sai số cho phép chế tạo lồng thép

Bảng 8.5: Thông số búa rung 1

Bảng 8.6: Thông số búa rung 2

Bảng 8.7: Cấp phối bê tông

Bảng 8.8: Thời gian thi công cạc khoan nhồi

Bảng 8.9: Thiết bị thi công

Bảng 9.1: Thể tích đất hố đào

Bảng 9.2: Thể tích bê tông lót đài chiếm chỗ

Bảng 9.3: Thể tích bê tông đài đợt 1 chiếm chỗ

Bảng 9.4: Khối lượng đất phải đào từ coste -3,8m đến coste -5.1m

Bảng 9.5: Thể tích dầm móng chiếm chỗ

Bảng 9.6: Thể tích đài móng đợt 2 chiếm chỗ

Bảng 9.7: thể tích đào từ cốt -3,40 đến cốt -3,80

Bảng 10.1 : Khối lượng bê tông lót đài

Bảng 10.2: khối lượng cốt thép của đài móng

Bảng 10.3: Diện tích ván khuôn đài móng đợt 1

Bảng 10.4: Tổng hợp khối lượng công tác trên các phân đoạn của đợt 1

Bảng 10 5: Khối lượng bê tông lót dầm

Bảng 10.6: Khối lượng cốt thép dầm móng trên từng phân đoạn

Bảng 10.7: Khối lượng xây gạch thẻ trên từng phân đoạn

Bảng 10.8: Khối lượng bê tông loát nền tầng hầm trên từng phân đoạn

Bảng10 9: Tổng hợp khối lượng công tác trên các phân đoạn của đợt 2

Bảng 10.10: nhịp công tác và hao phí nhân công

Bảng 10.11: Bảng chọn số lượng nhân công và kiểm tra hệ số sử dụng định mức đợt 1

Bảng 10.12: Giãn cách giữa các dây chuyền bộ phận đợt 1

Bảng 10.13: Nhịp công tác của các dây chuyền bộ phận đợt 2

Bảng 10.14: Bảng chọn số lượng nhân công và kiểm tra hệ số sử dụng định mức đợt 2

Bảng 10.15: Giãn cách giữa các dây chuyền bộ phận đợt 2

Bảng 10.16: Bảng đặc tính kỹ thuật tấm khuôn góc trong

Bảng 10.17: Bảng đặc tính kỹ thuật tấm khuôn góc ngoài

Bảng 10.18: Đặc tính kỹ thuật của tấm khuôn phẳng

Bảng 10.19 Bảng đặc tính kỹ thuật cột chống

Bảng 10.20: Bảng tiên lượng công tác phần ngầm

Hình 3.1: sơ đồ cầu thang

Hình 3.2: cấu tạo cầu thang

Hình 3.3: Sơ đồ tính bản thang BT1

Hnh 3.4: Sơ đồ tính bản thang BT2

Hình 3.5:Sơ đồ tính và nội lực dầm chiếu tới

Hình 3.6: sơ đồ tính và nội lực dầm chiếu nghỉ D2

Hình 5.6: Mô khình không gian

Hình 5.7: dạng dao động thứ nhất theo phương y

Hình 5.8: Biểu đồ momen do tĩnh tải gây ra

Hình 5.9: Biểu đồ momen do hoạt tải gây ra

Hình 5.10: Biểu đồ bao momen

Hình 8.3: Quy trình thi công cọc khoan nhồi

Hình 8.4: Lắp máy rung vào ống vách

HÌNH 8.5: cấu tạo cần khoan và các loại mũi khoan

Hình 8.6: Công tác hạ lồng thép

ình 8.7: Qủa dọi thép đo bề mặt dần bê tông

Hình 8.8: Máy trộn bê tông KAMAZ-5511

Hình 10.1: Mặt bẳng phân đoạn thi công BTCT móng

Hình 11.1: Sơ đồ bố trí ván khuôn ô sàn điển hình

Hình 11.2 cấu tạo ván huôn dầm chính trục 1(a-b)

Hình 11.3: Cấu tạo ván khuôn cột

Hình 11.4 : Cấu tạo ván khuôn cầu thang

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

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Nhu cầu xây dựng công trình

Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, mức sống và nhu cầu của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí

ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn

Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với

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

Vì vậy chung cư Mỹ Phước ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển

1.2 Địa điểm xây dựng công trình

Tọa lạc tại trung tâm khu đô thị mới Thảo Điền, quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà hợp lý và hiện đại chotổng thể quy hoạch khu dân cư

Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tưvà giao thông ngoài công trình

Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầucho 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 đồ

1.3 Giải pháp kiến trúc

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

Mặt bằng công trình hình vuông, cạnh 27 m, chiếm diện tích là 802 m2

Công trình gồm 14 tầng(kể cả mái) và 1 tầng hầm Cốt ±0,00 m được chọn đặt tại mặt sàn tầng 1 Mặt đất tự nhiên tại cốt -1,20 m, mặt sàn tầng hầm tại cốt -3,00 m Chiều cao công trình là 51,6m tính từ cốt mặt đất tự nhiên

Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợplý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Tầng hầm có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuậtvề điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

Tầng trệt, tầng lửng: dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịchvụ giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực

Tầng 2 – 14: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

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

1.3.2 Mặt đứng

Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoànthiện bằng sơn nước

1.3.3 Hệ thống giao thông

Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy, bao gồm 02 thang bộ, 03thang máy trong đó có 02 thang máy chính và 01 thang máy phục vụ vận chuyển hàng hóa Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng

1.4.3 Thông gió chiếu sáng

Ba mặt của công trình đều có bancol thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

1.4.4 Phòng cháy, thoát hiểm

Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt.Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2.Các tầng lầu đều có 3 cầu thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ

1.4.5 Chống sét

Sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được thiết lập ở tầng mái và

hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ bị sét đánh

1.4.6 Hệ thống thoát rác

Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống gian rác, gian rác được bố trí ở tầng hầm và 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

1.5 Lựa chọn giải pháp kết cấu

Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao

gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của ngôi nhà

và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió)

và 10 tầng đối với cấp 9

1.5.2 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc có thể liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được Ngoài ra, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo

ra các không gian rộng Trong thực tế hệ kết cấu vách cứng thường được sử dụng có hiệu quả cho các công trình nhà ở, khách sạn với độ cao không quá 40 tầng đối với cấp phòng chống động đất 7 Độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất của nhà cao hơn

1.5.3 Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng) được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn Thường trong hệ thống kết cấu này

hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết

kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

Hệ kết cấu khung -giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng Nếu công trình

được thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng

là phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

1.5.5 Hệ kết cấu hình ống

Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một ống bao xung quanh nhà gồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ống trong ống Trong nhiều trường hợp người ta cấu tạo ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà là

hệ thống khung hoặc vách cứng hoặc kết hợp khung và vách cứng Hệ thống kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp cho loại công trình có chiều cao trên 25 tầng, các công trình có chiều cao nhỏ hơn 25 tầng loại kết cấu này ít được

sử dụng Hệ kết cấu hình ống có thể được sử dụng cho loại công trình có chiều cao tới

70 tầng

1.5.6 Hệ kết cấu hình hộp

Đối với các công trình có độ cao lớn và có kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành ống, người ta còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho các công trình rất cao Kết cấu hình hộp có thể sử dụng cho các công trình cao tới 100 tầng

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

1.6 Hệ kết cấu sàn

Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kếtcấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng Do vậy, cần phải có sựphân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

Ta xét các phương án sàn sau:

1.6.1 Hệ sàn sườn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

Ưu điểm:

- Tính toán đơn giản

- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

Nhược điểm:

- Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu

- Không tiết kiệm không gian sử dụng

1.6.2 Hệ sàn ô cờ

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành cácô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầmkhông quá 2m

Ưu điểm:

- Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp,thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ

Nhược điểm:

- Không tiết kiệm, thi công phức tạp

- Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng

1.6.3 Sàn không dầm (không có mũ cột)

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm:

- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

- Tiết kiệm được không gian sử dụng

- Dễ phân chia không gian

- Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…

- Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

- Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản

- Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

- Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

Nhược điểm:

- Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do

đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu

- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủngdo đó dẫn đến tăng khối lượng sàn

1.6.4 Sàn không dầm ứng lực trước

Ưu điểm:

Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương ánsàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phươngán sàn không dầm:

- Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọngngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng

- Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

- Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tính tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép

Nhược điểm:

Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thườngnhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau:

- Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chínhxác do

đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hoá hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu

- Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được

1.7 Kết luận

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẽ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình lựa chọn như sau:

- Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài thấp

- Kết cấu sàn sườn toàn khối

- Kết cấu công trình là hệ kết cấu khung-vách

1.8 lựa chọn vật liệu

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

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

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

- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạođiều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũngnhư tải trọng ngang do lực quán tính

Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

1.9 Các tiêu chuẩn dùng trong tính toán

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

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

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

- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205:1998

- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công nhà cao tầng TCXD 198:1997

1.10 Lựa chọn sơ bộ kích thước các tiết diện

- Chọn chiều dày vách chịu lực là 300 mm,vách lõi thang chọn chiều dày là 300 mm

- Chọn bản sàn bêtông cốt thép toàn khối dày 11 cm

- Chọn cầu thang dạng bản có chiều dày 11 cm

Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu: không bị chọc thủng, đảm bảo cho giả thuyết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị…)

Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50%so với các công trình khác mà sàn chỉ chịu tải đứng

1.11 Lựa chọn phương pháp tính toán

1.11.1 Lựa chọn sơ đồ tính

Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình.Khuynhhướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẻ được thay thế bằng khuynh hướng tổng quát hoá Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn

là một trở ngại nữa Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát vớithực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệphụ thuộc khác nhau trong không gian Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những

công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn

1.11.2 Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng

Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kết ngàm với các phần tử cột, vách cứng ở cao trình sàn Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong)

Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên

Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau

Các cột và vách cứng đều được ngàm ở chân cột và chân vách cứng ngay mặt đài móng

Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào công trình dưới dạng lực phân bố trên các sàn (vị trí tâm cứng của từng tầng) vì có sàn nên các lực này truyền sang sàn và từ đó truyền sang vách

Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể

1.11.3 Phương pháp tính toán xác định nội lực

Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thểhiện theo ba mô hình sau:

-Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh Khi giải quyết theo mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn Đó chính là giới hạn của

mô hình này

-Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và chuyển vị Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyết được tất cả các bài toán Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài toán kết cấu như ETABS, SAP, SAFE

-Mô hình rời rạc - liên tục (Phương pháp siêu khối): Từng hệ chịu lực được xem làrời rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt xem

là phân bố liên tục theo chiều cao Khi giải quyết bài toán này ta thườngchuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân Từ

đó giải các ma trận và tìm nội lực

Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH)

Trong các phương pháp kể trên, phương pháp phần tử hữu hạn hiện được sử dụng phổ biến hơn cả do những ưu điểm của nó cũng như sự hỗ trợ đắc lực của một số phần mềm tính toán dựa trên cơ sở phương pháp tính toán này

Theo phương pháp phần tử hữu hạn, vật thể thực liên tục được thay thế bằng mộtsố hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn, chúng được nối với nhau bằng một số điểm quy định được gọi là nút Các vật thể này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục trong phạm vi của mỗi phần tử, nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn các quan hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi) Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của phần tử Các ma trận này được dùng để ghép các phần tử lại thành một mô hình rời rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của

cả kết cấu Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được quy đổi về các thành các ứng lực tạicác nút và được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị nút (hoặc nội lực) tại các điểm nút được xác định trong ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút) Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vị nút được liên hệ với nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tùy theo ứng xử thật của kết cấu Sau khi giải hệ phương trình tìm được các ẩn số, người ta có thể tiếp tục xác định được các trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học

Sau đây là thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH:

Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù hợp với hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán

Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọngnút,

ma trận chuyển vị nút…) theo trục tọa độ riêng của phần tử

Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung của

cả kết cấu

Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của nó Giải hệ phương trình để xác định ma trận chuyển vị nút cả kết cấu

Từ chuyển vị nút tìm được, xác định nội lực cho từng phần tử

Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu

Thuật toán tổng quát trên được sử dụng cho hầu hết các bài toán phân tích kết cấu: phân tích tĩnh, phân tích động và tính toán ổn định kết cấu

1.11.4 Lựa chọn công cụ tính toán

1.11.4.1 Phần mềm ETABS 9.7.0

Dùng để giải nội lực và phân tích động cho hệ công trình bao gồm các dạng và giátrị dao động, kiểm tra các dạng ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất

Do ETABS là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng nên việc nhập và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác

Quan niệm bản,vách: kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so với phương còn lại Quan niệm thanh :khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phương còn lại Quan niệm điểm :3 phương có kích thuớc gần như nhau, và có kích thước rất bé Khi ta chia càng mịn các cấu kiện thì kết quả sẽ càng chính xác Do phần tử hữu hạn truyền lực nhau qua các điểm liên kết của các phần tử với nhau Nếu ta chia các cấu kiện ra nhưng không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có độ cứng tăng đột ngột và làm việc sai với chức năng của chúng trong quan niệm tính, từ

đó dẫn đến các kết quả tính của cả hệ kết cấu sẽ thay đổi

1.11 Nội dung tính toán

Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực

Các bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1)

Trong trường hợp đặc biệt do yêu cầu sử dụng thì mới tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH 2)

Khác với nhà thấp tầng, trong thiết kế nhà cao tầng thì tính chất ổn định tổng thể công trình đóng vai trò hết sức quan trọng và cần phải được tính toán kiểm tra

1.12 Tải trọng

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

- Tải trọng thẳng đứng (thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

- Tải trọng gió (gió tĩnh và nếu có cả gió động)

-Ngoài ra khi có yêu cầu kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải được tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau:

- Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

- Do ảnh hưởng của từ biến

- Do sinh ra trong quá trình thi công

- Do áp lực của nước ngầm và đất

Khả năng chịu lực của kết cấu cần được kiểm tra theo từng tổ hợp tải trọng, được quy định theo các tiêu chuẩn hiện hành

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

`PHẦN 2: KẾT CẤU

(60%)

Nhiệm vụ:

1 Tính toàn thiết kế sàn tầng điển hình tầng 3

2 Tính toán thiết kế cầu thang bộ tầng 3 lên tầng 4

3 Tính toán thiết kế dầm trực giao

4 Tính toán thiết kế khung trục 3

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3

2.1 Phân loại ô bản

*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

l < 2-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 các loại ô bản sau: Xem phụ lục bảng 2.1: phân chia ô sàn

Sơ đồ phân chia ô sàn tầng điển hình

Xem phụ lục hình 2.1: Phân chia ô sàn tầng điển hình

Đối với các bản loại dầm chọn m = 30

2.2.2 Cấu tạo sàn

LÁT GACH CERAMIT DAY 10MM VUA BÊ TÔNG LÓT B3.5 DÀY 2MM SÀN BTCT ÐO TAI CHO DÀY 110MM VUA TRÁT TRAN B3.5 DÀY 15MM TRAN THACH CAO

Trong đó (kg/cm3): 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 Bảng 2.2: Tĩnh tải ô bản dày 11cm

b 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 100-200mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có  = 1500 (kg/cm3)

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 :

= 18(kG/m2): trọng lượng của 1m2 cửa

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

Ta có bảng tính tĩnh tải sàn tầng điển hình:

Xem phụ lục Bảng 2.3: Tĩnh tải các ô sàn tầng điển hình

Hoạt tải sàn

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc(kg/cm2) 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(kg/cm2)

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

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình:

Xem phụ lục Bảng 2.4: Hoạt tải các ô sàn tầng điển hình

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm

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

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

Hình 2.3: Sơ đồ tính ô bản loại sàn

Nội lực trong bản kê 4 cạnh: (các ô bản còn lại)

Sơ đồ nội lực tổng quát:

Hình 2.4: sơ đồ nội lực ô bản loại sàn

+Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= mi1.(g+p).l1.l2 (Kg.m/m)

M2= mi2.(g+p).l1.l2 (Kg.m/m)

+Moment âm lớn nhất ở trên gối: MI= ki1.(g+p).l1.l2 (Kg.m/m).(hoặc M’I)

MII= ki2.(g+p).l1.l2 (Kg.m/m) (hoặc M’II)

Trong đó: i-chỉ số sơ đồ sàn

mi1; mi2; ki1; ki2: hệ số tra sổ tay kết cấu phụ thuộc i và l1/l2

2.6 Tính toán cốt thép

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

0

+Kiểm tra điều kiện:

- Nếu  m  R: tăng kích thước hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế  m  R

 = ,min    max

 nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý

Nếu <min = 0.1% thì ASmin = min b.h0 (cm2)

2.7 Bố trí cốt thép

- Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định

- Cốt thép lớp trên ở nhịp được bố trí theo cấu tạo

Nên ô sàn này thuộc loại ô bản kê 4 cạnh và làm việc theo 2 phương

Sơ đồ tính như hình dưới và thuộc dạng ô sàn 9 theo phân loại ô sàn bản kê 4 cạnh trong giáo trình Kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản (trang 388-391)

Các hệ số α1, α2 , β1 , β2 được tra và nội suy dựa theo bảng tra phụ lục 17 giáo trình BTCT 1- phần cấu kiện cơ bản(Võ Bá Tầm) Ta tính được các giá trị nội lực tại các vị trí tính toán sau:

2.8.1.3 Cốt thép chịu mômen dương theo phương cạnh ngắn

Ô sàn S1 có chều dày đã chọn là 110 , nên chọn abv= 20 mm → Chọn a = 20mm

→h0 =h – a = 110 – 20= 90mm

Xác định hệ số m

2 0

b

M

R b h = 31456 2

14,5.10 1.0,9 = 0.029 < αR = 0,418 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

→ tính 𝜁 = 0,5.[1+ 1 2− m = 0,5.[1+ 1 2.0,029− ] = 0.985

Diện tích cốt thép yêu cầu: Astt = 1

2 0

b

M

3145225.10 0,985.0,9 106 = 1,56(cm2)

Kiểm tra hàm lượng: µ% =

0

100

tt s

A

1,56100.0,9 100% = 0,17% > µmin = 0,1% Chọn cốt thép Ф8 có as =0,5 (cm2)

Khoảng cách s giữa các thanh thép

b

M

685514,5.10 1.0,9

−

= 0.058 < αR = 0,418 Thỏa mãn điều kiện hạn chế

→ 𝜁 = 0,5.[1+ 1 2− m ] = 0,5.[1+ 1 2.0,058− ] = 1,028

Diện tích cốt thép yêu cầu: Astt = 1

0

s

M

6855225.10 1, 028.0,9 106 = 2,96(cm2)

Kiểm tra hàm lượng µ% =

0

100

tt s

A

2,96100.0,9 100% = 0,33% > µmin = 0,1%

2.8.1.5 Cốt thép chịu mômen âm,dương theo phương cạnh dài

Kích thước ô sàn là 4,5x4,5 là hình vuông do đó tính toán cốt thép của 2 cạnh là như nhau nên ta bố trí thép tương tự phương cạnh ngắn

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh ngắn(lấy a=2 cm  ho1=9 cm)

αm: 1

2 0

b

M

3276,514.5.10 1.0, 09 = 0.028 < αR = 0,418

→ tính 𝜁 = 0,5.[1+ √(1 − 2𝛼𝑚) ] = 0,5.[1+√1 − 2.0.028 ] = 0.985

Astt =

0

Kiểm tra hàm lượng:µ% = s.100

tt s

a

1, 64100.0,9 .100% = 0,18% > µmin = 0,1%

Chọn thép Ø8  a s= 50,3mm2  1000. 1000 50,3 306, 7

164

TT s

g TT

min 0

Cụ thể ta bố trí cốt thép cấu tạo Ф6a200

+Cốt thép phân bố: Cốt phân bố đặt thẳng góc với cốt chịu lực có nhiệm vụ:

- Giữ vị trí của cốt chịu lực khi đổ bê tông

- Phân phối ảnh hưởng của lực tập trung cho các cốt chịu lực lân cận

- Chịu ứng suất do co ngót và nhiệt độ gây ra

Đường kính cốt phân bố từ 4 đến 8 mm, số lượng không ít hơn 20% số lượng cốt chịu lực tại tiết diện có momen lớn nhất khi ô bản có kích thước 2𝑙1 ≤ 𝑙2 ≤ 3𝑙1 và không ít hơn 15% khi ô bản có kích thước 𝑙2 ≥ 3𝑙1, khoảng cách cốt thép phân bố nên thỏa mãn 200 𝑚𝑚 ≤ s ≤ 300mm

2.10 Bố trí cốt thép

- Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định

- Cốt thép lớp trên ở nhịp được bố trí theo cấu tạo

Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC

Kết quả tính toán cho trong bản sau:

Xem phụ lục bảng 2.5: Tính thép ô bản kê bốn cạnh

Xem phụ lục bảng 2.6: Tính thép ô bản loại dầm