Công trình chung cư cao cấp tân thịnh lợi

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung lõi BTCT Hệ chịu lực phương ngang dùng sàn BTCT và lõi chịu lực Hệ chịu lực theo phương đứng là hệ khung g

SVTH: LÊ MINH HOÀNG GVHDKC: TS ĐÀO NGỌC THẾ LỰC 1

GVHDTC: TS LÊ KHÁNH TOÀN

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

CÔNG TRÌNH CHUNG CƯ CAO CẤP TÂN THỊNH LỢI

SVTH: LÊ MINH HOÀNG MSSV: 110120181 LỚP: 12X1B

Đà Nẵng – Năm 2017

Mục Lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình 1

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình 2

1.1.3 Quy mô công trình 2

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 5

1.2.1 Giải pháp mặt đứng & hình khối 5

1.2.2 Giải pháp giao thông công trình 5

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC 5

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC 5

1.4.1 Hệ thống điện 5

1.4.2 Hệ thống cấp nước 6

1.4.3 Hệ thống thoát nước 6

1.4.4 Hệ thống thống gió 6

1.4.5 Hệ thống chiếu sáng 6

1.4.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU 7

2.1.1 Cơ sở thực hiện 7

2.1.2 Cơ sở tính toán 7

2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 7

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân 7

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng 9

2.2.3 Vật liệu sử dụng cho công trình 10

2.2.4 Lớp bê tông bảo vệ 10

2.2.5 Kích thước các cấu kiện của công trình 10

2.3 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẦM Ở CÁC TẦNG 17

CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

3.1 TĨNH TẢI 19

3.1.1 Sơ lược về tải trọng tác dụng 19

3.1.2 Tải trọng tác dụng lên ô sàn 19

3.1.3 Tải trọng tác dụng lên dầm 20

3.2 HOẠT TẢI 21

3.3 TẢI TRỌNG GIÓ 22

3.3.1 Gió tĩnh 22

3.3.2 Gió động 22

3.3.3 Tổ hợp tải trọng gió 25

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 4.1 PHÂN CHIA Ô SÀN 26

4.2 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 27

4.2.1 Sơ bộ kích thước sàn 27

4.2.2 Vật liệu 28

4.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG 28

4.4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ KẾT CẤU THÉP CHO SÀN 28

4.4.1 Xác định nội lực trên các ô sàn: 28

4.4.2 Tính toán cốt thép: 30

4.5 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 31

4.5.1 Ô sàn 4 cạnh (4N): S4 31

4.5.2 Ô sàn bản dầm (4N): S9 31

4.5.3 Kết quả tính toán nội lực và cốt thép ở các ô sàn còn lại 35

4.5.4 Kiểm tra lực cắt trong sàn 35

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 5.1 KIẾN TRÚC 37

5.2 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 37

5.2.1 Sơ bộ kích thước 37

5.2.2 Vật liệu 38

5.2.3 Tải trọng 38

5.3 TÍNH TOÁN BẢN THANG 40

5.3.1 Sơ đồ tính 40

5.3.2 Nội lực bản thang 41

5.3.3 Tính thép 43

5.4 TÍNH TOÁN DẦM THANG (DẦM CHIẾU NGHỈ) 44

5.4.1 Tải trọng 44

5.4.2 Sơ đồ tính 45

5.4.3 Nội lực 45

5.4.4 Tính thép 45

5.5 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CẦU THANG 47

CHƯƠNG 6: TÍNH KHUNG TRỤC 2 6.1 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 48

6.1.1 Tổ hợp nội lực 48

6.2 ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ KẾT QUẢ MÔ HÌNH ETABS 49

6.3 THIẾT KẾ THÉP CỘT 56

6.3.1 Tính thép dọc cho cột 56

6.3.2 Tính thép đai cho cột 60

6.4 THIẾT KẾ THÉP DẦM 61

6.4.1 Tính toán cốt thép chịu uốn 61

6.4.2 Tính toán cốt thép chịu cắt (thép đai dầm) 63

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2 7.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 66

7.1.1 Cấu tạo và đánh giá điều kiện địa chất 66

7.1.2 Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn 67

7.1.3 Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính móng 67

7.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG: 68

7.2.1 Cọc ép: 68

7.2.2 Cọc khoan nhồi: 69

7.3 THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI: 69

7.3.1 Các giả thiết tính toán 69

7.3.2 Xác định tải trọng truyền xuống móng 70

7.4 THIẾT KẾ MÓNG M1 CHO CỘT TRỤC B: 71

7.4.1 Chọn vật liệu: 71

7.4.2 Chọn độ sâu chôn đài ,kích thước đài và kích thước cọc: 71

7.4.3 Tính sức chịu tải của cọc: 73

7.4.4 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc: 77

7.4.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 78

7.4.6 Kiểm tra với tổ hợp nội lực còn lại 80

7.4.7 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi : 80

7.4.8 Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước 83

7.4.9 Tính toán cốt thép: 86

CHƯƠNG 8: BIỆN PHÁP KĨ THUẬT THI CÔNG PHẦN NGẦM 8.1 THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 91

8.1.1 Phân tích và lựa chọn phương pháp thi công cọc khoan nhồi 91

8.1.2 Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi 92

8.1.3 Chọn máy thi công cọc 92

8.1.4 Các bước tiến hành thi công cọc khoan nhồi: 94

8.1.5 Tính toán khối lượng bê tông 1 cọc và chọn xe thi công: 100

8.1.6 Tổ chức thi công cọc khoan nhồi 101

8.1.7 Sự cố khi thi công cọc khoan nhồi 103

8.2 THI CÔNG ĐÀO ĐẤT HỐ MÓNG 106

8.2.1 Phương án đào đất 106

8.2.2 Thi công hạ cừ thép 107

8.2.3 Tính toán khối lượng và thi công đào móng 108

8.2.4 Tổ chức thi công đào đất 116

8.3 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐÀI MÓNG 119

8.3.1 Phân tích lựa chọn ván khuôn và dàn giáo dùng cho công trình 119

8.3.2 Thiết kế ván khuôn đài móng 120

8.4 TỔ CHỨC THI CÔNG BÊ TÔNG TOÀN KHỐI ĐÀI CỌC 123

8.4.1 Xác định cơ cấu quá trình 123

8.4.2 Tổ chức thi công bê tông móng 124

8.4.3 Tính nhu cầu nhân lực và thời gian thi công bê tông móng 132

CHƯƠNG 9: BIỆN PHÁP KĨ THUẬT THI CÔNG PHẦN THÂN 9.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG COPHA 133

9.1.1 Lựa chọn ván khuôn và kết cấu chỗng đỡ 133

9.1.2 Thiết kế cốp pha cột 133

9.1.3 Thiết kế cốp pha sàn 138

9.1.4 Thiết kế cốp pha dầm chính 143

9.1.5 Thiết kế cốp pha cầu thang 150

TÀI LIỆU THAM KHẢO 150

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Hình 1.1 – Chung cư cao cấp TÂN THỊNH LỢI

1.1.1 Mục đích xây dựng công trình

Trước thực trạng dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày càng nhiều trong khi đó quỹ đất của Thành phố thì có hạn, chính vì vậy mà giá đất ngày càng leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng Để giải quyết vấn đề cấp thiết này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố là hợp lý nhất

nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung

cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân

1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình

1.1.2.1 Diện tích xây dựng và vị trí công trình

trong khu dân cư đông đúc trên đường Bà Hom – Quận 6 – TP Hồ Chí Minh, gần nút giao lộ Phú Lâm

Hình 1.2 - Địa chỉ: 203 Bà Hom, Quận 6, Tp Hồ Chí Minh

1.1.2.2 Điều kiện tự nhiên

Nhìn chung thành phố Hồ Chí Minh không chịu ảnh hưởng nhiều của thời tiết, thiên tai, không rét, không có hiện tượng sương muối, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão lụt, ánh sáng và lượng nhiệt dồi dào

1.1.3 Quy mô công trình

Công trình dân dụng cấp II (9 ≤ số tầng ≤ 19) – [Phụ lục G – TCXD 375:2006

Công trình có 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 13 tầng lầu và 1 mái, gồm các văn phòng, phòng quản lí, khu kinh doanh, khu giữ trẻ….và các căn hộ chung cư cao cấp

phòng lớn dùng cho hộ kinh doanh

phòng ngủ và 2 phòng vệ sinh

• Căn hộ B : diện tích xây dựng 87m2, 1 phòng sinh hoạt chung + ăn, 2 phòng

ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 bếp và 2 ban công

ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 kho, 1 bếp và 2 ban công

ngủ, 2 nhà vệ sinh, 1 bếp và 2 ban công

• Tầng hầm cao 3,0m là nơi đậu xe máy và xe hơi cho khu dân cư sinh sống trong

cao ốc, nơi tập trung vận chuyển rác ra khỏi cao ốc, cũng là nơi đặt hầm phân tự

hoại và bể chứa nước ngầm

Hình 1.3 – Mặt bằng tầng hầm, tầng trệt

Hình 1.4 – Mặt bằng tầng 2, tầng điển hình

8200

1400 12000

±0.00 KHU GI? I TRÍ

A

A

N-3 N-3

N-2

N-3

±0.00

L? I VÀO L? I VÀO

+2.900

±0.00 17 33

25 17

1

1 13

-VAN PHÒNG

+ 2.900

A KT_08

A KT_08

B? P

7200

29300 6200 2500

3100 3000 1100 3100 3100 2500 3100 3100 1100 3000 3100

7200 6200 2500 6200 7200

S.PHOI

S.PHOI

B B

WC

GEN GEN

B? P

1 22

1 22

Hình 1.5 – Mặt bằng tầng 2, tầng điển hình

Hình 1.6 – Mặt bằng tầng 2, tầng điển hình

2500 500 500

2600 500 3150

5200 5200

14400

250 6900 300

MÁI B? NG BTCT

MÁI B? NG BTCT MÁI B? NG BTCT

N-4

N-3

PHI? U THU NU ? C SÀN + 44500

+ 41800 + 41800

+ 41800 + 41800

6200 2500 6200 7200

500 3050 500 3150 500 2600 500 2400 2900 2400 2600 500 3150 500 3050 500

2900 2900 2900 3100 3100

600 4000

T? NG 5 T? NG 6

T? NG 8 T? NG 7

T? NG 9 T? NG 10

T? NG 13

T? NG 11 T? NG 12 SÂN THU ? NG

+ 15400 + 12100

+ 25300

+ 18700 + 22000 + 28600

+ 38500 + 35200 + 41800

P KI THU? T

T? NG 1

T? NG 4

T? NG 2 T? NG 3

T? NG 5 T? NG 6

T? NG 8 T? NG 7

T? NG 9 T? NG 10

T? NG 13

T? NG 11 T? NG 12 SÂN THU ? NG

N-2 N-1

N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3 N-3

N-5 N-5

N-4 N-3

N-d

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.2.1 Giải pháp mặt đứng & hình khối

1.2.2 Giải pháp giao thông công trình

Giao thông theo phương ngang là hàng lang giữa rộng 1.8m và 2.5m Giao thông theo phương đứng thông giữa các tầng là 2 cầu thang bộ và 2 thang máy Hàng lang ở các tầng giao với cầu thang tạo ra nút giao thông thuân tiện và thông thoáng cho người đi lại, đảm bảo sự thoát hiểm khi có sự cố như cháy, nổ

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC

Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung lõi BTCT

Hệ chịu lực phương ngang dùng sàn BTCT và lõi chịu lực

Hệ chịu lực theo phương đứng là hệ khung gồm cột

Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thấm

Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

Bể chứa nước bằng bê tông cốt thép đặt trên sân thượng dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu hỏa

Tường bao che dày 200mm, tường ngăn dày 100mm

Phương án móng dùng phương án móng cọc

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

1.4.1 Hệ thống điện

Điện được cấp từ mạng điện sinh hoạt của thành phố, điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v, tần số 50Hz Đảm bảo nguồn điện sinh hoạt ổn định cho toàn công trình

Hệ thống điện được thiết kế đúng theo tiêu chuẩn Việt Nam cho công trình dân dụng,

dể bảo quản, sửa chữa, khai thác và sử dụng an toàn, tiết kiệm năng lượng

1.4.2 Hệ thống cấp nước

Dung tích bể chứa được thiết kết trên cơ sở số lượng người sử dụng và lượng nước dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện và chữa cháy Từ bể chứa nước sinh hoạt được dẫn xuống các khu vệ sinh, phục vụ nhu cầu sinh hoạt mỗi tầng bằng hệ thống ống thép tráng kẽm đặt trong các hộp kỹ thuật

1.4.3 Hệ thống thoát nước

Thoát nước mưa: Nước mưa trên mái được thoát xuống dưới thông qua hệ thống ống nhựa đặt tại những vị trí thu nước mái nhiều nhất Từ hệ thống ống dẫn chảy xuống rãnh thu nước mưa quanh nhà đến hệ thông thoát nước chung của thành phố

Thoát nước thải sinh hoạt: Nước thải khu vệ sinh được dẫn xuống bể tự hoại làm sạch sau đó dẫn vào hệ thống thoát nước chung của thành phố

1.4.5 Hệ thống chiếu sáng

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều có hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài kết hợp cùng ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng

1.4.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Tại mỗi tầng và tại nút giao thông giữa hành lang và cầu thang Thiết kết đặt hệ thống hộp họng cứa hoả được nối với nguồn nước chữa cháy Mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy Đặt mỗi tầng 4 bình cứu hoả CO2MFZ4 (4kg) chia làm 2 hộp đặt hai bên khu phòng ở

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

2.1.1 Cơ sở thực hiện

Căn cứ Nghị Định số 12/2009/NĐ - CP, ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự

án đầu tư xây dựng

Căn cứ Nghị Định số 15/2013/NĐ - CP, ngày 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng

Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam

2.1.2 Cơ sở tính toán

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

TCXD 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCXDVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

TCVN 9395: 2012 Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu

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

TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

TCXDVN 205: 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác

2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

2.2.1.1 Giải pháp kết cấu theo phương đứng

Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì:

hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình

Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :

ống

kết cấu ống tổ hợp

hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

Mỗi loại kết cấu đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, phù hợp với từng công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế khác nhau Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu phải được cân nhắc kỹ lưỡng, phù hợp với từng công trình cụ thể, đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật

Hệ kết cấu khung: có ưu điểm là có khả năng tạo ra những không gian lớn, linh hoạt,

có sơ đồ làm việc rõ ràng Tuy nhiên, hệ kết cấu này có khả năng chịu tải trọng ngang kém (khi công trình có chiều cao lớn, hay nằm trong vùng có cấp động đất lớn) Hệ kết cấu này được sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng đối với công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 -12 tầng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9

Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi : chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do

khả năng chịu tải trong ngang khá tốt Tuy nhiên, hệ kết cấu này đòi hỏi tiêu tốn vật liệu nhiều hơn và thi công phức tạp hơn đối với công trình sử dụng hệ khung

Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo

ổn định của công trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

Căn cứ vào quy mô công trình ( 14 tầng + 1 hầm), sinh viên sử dụng hệ chịu lực

khung lõi (khung chịu toàn bộ tải trọng đứng và lõi chịu tải trọng ngang cũng như các

tác động khác đồng thời làm tăng độ cứng của công trình) làm hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình

2.2.1.2 Giải pháp kết cấu theo phương ngang

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình Công trình càng cao, tải trọng này tích lũy xuống cột các tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất

Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng và công nghệ thi công không quá phức tạp

Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:

❖ 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 Không tiết kiệm không gian sử dụng

❖ Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột Cốt thép được ứng lực trước

Ưu điểm: Giảm chiều dày, độ võng sàn Giảm được chiều cao công trình Tiết kiệm

được không gian sử dụng Phân chia không gian các khu chức năng dễ dàng

Nhược điểm: Tính toán phức tạp Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng

❖ Sàn bê tông BubbleDeck

Bản sàn bê tông BubbleDeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn

Ưu điểm: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại

mặt bằng Tạo không gian rộng cho thiết kế nội thất Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, có thể lên tới 15m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo

Nhược điểm: Đây là công nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được

phổ biến Khả năng chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn bê tông cốt thép thông thường cùng độ dày

Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình và công nghệ thi công ta

có thể chọn giải pháp Hệ sàn sườn BTCT

2.2.2 Giải pháp kết cấu phần móng

Hệ móng công trình tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình rồi truyền xuống móng Với quy mô công trình 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại và 13 tầng căn hộ và điều kiện

địa chất khu vực xây dựng tương đối yếu nên đề xuất phương án cọc khoan nhồi D800

2.2.3 Vật liệu sử dụng cho công trình

Trong lĩnh vực xây dựng công trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông (composite), hợp kim nhẹ… Tuy nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng nhiều do công nghệ chế tạo còn mới, giá thành tương đối cao

Do đó, sinh viên chọn vật liệu cho công trình là bê tông cốt thép, các thông số của vật

liệu chọn được trình bày ở phục lục mục 2.1 Vật liệu

Bảng 2.1 – Bê tông, Bảng 2.2 – Cốt thép

2.2.4 Lớp bê tông bảo vệ

Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:

- Toàn khối khi có lớp bê tông lót: 35mm

- Toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70mm

tạo cần được lấy không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này và không nhỏ hơn:

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: 10mm (15mm)

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm (20mm)

Chú thích: giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt

(Trích TCVN 5574:2012 – Bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế - điều 8)

2.2.5 Kích thước các cấu kiện của công trình

2.2.5.1 Chiều dày sàn và dầm

❖ Kích thước sàn

Theo công thức :

+ Chọn chiều dày sàn theo nhịp của ô bản:

Trong đó :

Việc chọn chiều dày sàn được nói ở chương 3, thống nhất chiều dày cho các sàn phòng

ở, khu vệ sinh, ban công, hành lang và kho là 12(cm)

1

Từ đó chọn sơ bộ kích thước các loại dầm như sau:

2.2.5.2 Chiều dày vách và lõi thang máy

Chiều dày vách, lõi được sơ bộ dựa vào chiều cao tòa nhà, số tầng … đồng thời phải đảm bảo điều 3.4.1 TCVN 198:1997

Xác định chiều dày vách phải thỏa t

ht20

Do đó chọn chiều dày vách dày t=200mm

2.2.5.3 Chiều dày sàn và tường hầm

Chọn chiều dày sàn hầm 200mm

Chọn chiều dày tường hầm 200mm

2.2.5.4 Tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ như sau:

Trong đó:

Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông sàn, trong đó gồm tải trọng thường xuyên

và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Với sàn nhà có bề dày là bé (10-14cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn), có ít dầm, kích thước của

k = 1,1  1,5 Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột Xét sự ảnh hưởng này theo sự phân tích và kinh nghiệm người thiết kế, khi ảnh

Sau khi sơ bộ tính được Fc tiến hành chọn kích thước của cột.Với tiết diện chữ nhật, tỷ lệ giữa cạnh dài và cạnh ngắn nhỏ hơn 4, nếu lớn hơn hoặc bằng 4 thì coi đó là vách

Kích thước tiết diện cột có được xem là hợp lý hay không về mặt chịu lực chỉ được đánh giá sau khi đã tính toán bố trí cốt thép, và dựa vào tỷ lệ phần trăm cốt thép

Nếu phát hiện kích thước quá bất hợp lý, quá lớn hoặc quá bé thì nên chọn lại và tính lại Trong nhà nhiều tầng, người ta thường giảm tiết diện cột theo chiều cao từ móng đến mái

Lý do là lực nén trong cột giảm dần, để hợp lý về sử dụng vật liệu thì càng lên cao càng giảm khả năng chịu lực của cột

Việc giảm kích thước tiết diện cột có vẻ hợp lý về mặt chịu lực nhưng làm phức tạp cho thi công và ảnh hưởng không tốt đến sự làm việc tổng thể của công trình khi tính toán dao động dưới tác dụng của tải trọng ngang (“Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép”_GS Nguyễn Đình Cống, NXB Xây Dựng, trang 21) Để đảm bảo sử dụng hợp lý vật liệu, “nên thay đổi mác bê tông và cốt thép hơn là thay đổi tiết diện cột” (“Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép” _PGS TS Lê Thanh Huấn, NXB XâyDựng, trang 142)

Trong bài toán kinh tế cho nhà cao tầng, việc giảm tiết diện cột chưa hẳn đã đem lại lợi ích, khi mà thi công khó khăn, hệ số luân chuyển ván khuôn bị giảm đi

Càng lên cao lực nén tác dụng lên cột càng giảm, nhưng tải trọng ngang do gió và động đất lại càng lớn, việc giảm tiết diện cột không thỏa đáng có thể dẫn đến sự mất ổn định khi cột làm việc lệch tâm lớn dưới tác dụng của mômen lớn

Tuy vậy, sự lựa chọn trên cũng chỉ là sơ bộ, nhất định phải đánh giá lại sau khi đã tính toán

bố trí cốt thép cho công trình dựa trên các chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế

Bảng 2.1 - Sơ bộ tiết diện cột giữa 2 - C

Bảng 2.2 - Sơ bộ tiết diện cột biên trục 1 - C

+ Sơ bộ cột trục 1 – B, 2 - B

Hình 2.2 – Diện truyền tải cột góc trục 1, trục B

Bảng 2.3- Sơ bộ tiết diện cột góc trục 1- B

C

B

A

Bảng 2.4 - Sơ bộ tiết diện cột góc trục 2 - B

sẽ được lấy đối xứng

S2 S3

S4 S5

S13

S6 S7

S8 S12

S2 S3 S9 S1

S1 S18

7200

29300

6200 2500

Hình 2.5 – Mặt bằng dầm tầng 3-13

Hình 2.6 – Mặt bằng dầm tầng áp mái

3800 3400 3000 3200 3200 3000 3400 3800 7200

29300

6200 2500

S1

S2 S3

S4 S5

S13

S6 S7

S8 S12

S2 S3

S1

S9

S1

3800 3400 3000 3200 3200 3000 3400 3800 7200

29300

6200 2500

S2 S3

S1

S13

S4 S5

S13

S6 S7

S8 S9

S11

S14

CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

3.1 TĨNH TẢI

3.1.1 Sơ lược về tải trọng tác dụng

Do chương trình ETABS cĩ thể tính được trọng lượng kết cấu nên đối với tải trọng đứng, phần trọng lượng bản thân bêtơng của sàn, dầm chu vi, cột: ta chỉ cần khai báo đặc trưng hình học và vật liệu để chương trình ETABS tự qui tải (Với bê tơng sử dụng là B25 cĩ E =

+ Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

+ Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn, thiết bị, tường nhà vệ sinh, thiết

bị vệ sinh: đều qui về tải trọng phân bố đều trên diện tích ơ sàn

+ Tải trọng tường bao tác dụng lên dầm biên

3.1.2 Tải trọng tác dụng lên ơ sàn

3.1.2.1 Cấu tạo và tĩnh tải từng loại sàn

Cấu tạo chung của các lớp sàn

Hình 3.1 – Các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều do trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn truyền vào Căn cứ vào các lớp cấu tạo sàn ở mỗi ơ sàn cụ thể, tra bảng tải trọng tính tốn( TCVN 2737-1995) của các vật liệu thành phần dưới đây để tính:

Trong đĩ:

Hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995

LỚ P GẠCH CERAMIC

LỚ P BÊ TÔ NG CỐ T THÉ P LỚ P VỮ A TRÁ T TRẦ N LỚ P VỮ A LÓ T

Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn Từ đó ta lập bảng tải trọng tác dụng lên

các sàn và được trình bày ở phục lục mục 3.1.1.1 - Cấu tạo và tĩnh tải từng loại sàn

Bảng 3.1 – Sàn tầng điển hình, Bảng 3.2 – Sàn tầng trệt và tầng lửng

Bảng 3.3 – Sàn tầng hầm, Bảng 3.4 – Sàn mái

3.1.2.2 Tải trọng tường xây trong phạm vi ô sàn

Tải trọng tường tác dụng chỉ tính toán tường trong phạm vi ô sàn, những tường được xây theo dầm xem như không tác dụng lên sàn mà tác dụng tải trọng lên dầm

Tải trọng tường truyền lên sàn xem như là phân bố đều trên diện tích sàn, tính gần đúng theo công thức sau:

Trong đó:

Kết quả trình bày ở phục lục mục 3.1.1.2 - Tĩnh tải tường tác dụng vào ô sàn

Bảng 3.5 – Tải trọng do tường truyền lên sàn

3.1.2.3 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn

Kết quả cụ thể tại phụ lục mục 3.1.1.3 – Tổng tải trọng tác dụng lên từng ô sàn

Bảng 3.6 – Tải trọng tính toán tác dụng lên các sàn

3.1.3 Tải trọng tác dụng lên dầm

3.1.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên dầm

a) Tải trọng từ sàn truyền vào dầm

Phần tải trọng này sẽ do phần mềm ETABS tự phân phối lên dầm khi ta khai báo tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

b) Tải trọng do trọng lượng bản thân của dầm

Phần này do ta sử dụng phần mềm ETABS nên máy sẽ tự tính phần trọng lượng bê tông cốt thép bản thân của dầm Riêng trọng lượng phần vữa trát của dầm cần phải tính thành tải trọng phân bố lên suốt chiều dài của dầm, chỉ có dầm tầng trệt và dầm tầng lửng mới trát vữa

2

1

l l

n h

l t t t

: trọng lượng riêng của lớp vữa trát:

Kết quả tính toán tải trọng do trọng lượng lớp vữa trát của dầm được trình bày ở phục

lục mục 3.1.2.1 – Tải trọng do trọng lượng vữa trát dầm

Bảng 3.7 – Tải trọng phần vữa trát tác dụng lên các dầm

c) Tải trọng do tường xây truyền vào dầm

Kết quả tính toán được tổng hợp mục lục mục 3.1.2.2 – Tải trọng tác dụng lên dầm

Bảng 3.8 – Tải trọng tường xây, vữa trát và tổng tải truyền vào dầm

3.2 HOẠT TẢI

Tra TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động

Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng

Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn

Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995 trình bày ở phục lục 3.2 – HOẠT TẢI

Bảng 3.9 – Giá trị hoạt tải theo TCVN 2727:1995

lực gió qui định trong phu lục E của TCVN 2737-1995

k(zj) - hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao

Bảng 3.10 – Gió tĩnh tác dụng vào tâm sàn theo phương X

Bảng 3.11 – Gió tĩnh tác dụng vào tâm sàn theo phương Y

3.3.2 Gió động

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 -1999

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Trong tiêu chuẩn chỉ kể đến thành phần gió dọc theo phương X và phương Y bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn

3.3.2.1 Thiết lập tính toán động lực

Theo tiêu chuẩn thì sơ đồ tính toán

động lực là hệ thanh công xôn có hữu

hạn điểm tập trung khối lượng phụ lục

A của tiêu chuẩn TCVN 229:1999

Hình 3.2 - Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công

Việc xác định tần số và dạng đao riêng của sơ đồ tính toán trên bằng phương pháp giải tích là khá phức tạp và không thể xác định được nếu công trình có độ cứng thay đổi theo chiều cao Do đó trong đồ án sinh viên phân tích bài toán dao động bằng sự hỗ trợ của phần mêm chuyên dụng thiết kế nhà cao tầng ETABS

Mô hình sơ đồ kết cấu của công trình trên phần mềm ETABS và phân tích bài toán dao động theo 2 phương

Hình 3.3 – Mô hình tính toán động lực tải trọng gió lên công trình trong Etabs

3.3.2.2 Kết quả phân tích dao động

Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động riêng của công trình ứng với các dao động riêng được tổng hợp ở phục lục mục

3.3.2.1 – Kết quả phân tích dao động

Bảng 3.1 – Thống kê các dạng dao động theo phương trục x

Bảng 3.2 – Thống kê các dạng dao động theo phương trục y

Với kết quả phân tích, sinh viên Tra bảng 2 trang 7 TCVN 229-1999 ta được giá trị

Theo phương X chỉ cần xét đến ảnh hưởng của dạng dao động 1(Mode 1)

Theo phương Y chỉ cần xét đến ảnh hưởng của dạng dao động 1 (Mode 1)

Thành phần động của gió lúc này bao gồm cả thành phần xung và lực quán tính và được tính toán căn cứ theo TCXD 229:1999

3.3.2.3 Tính toán thành phần động của tải trọng gió (mục 4.5 – TCXD 229:1999)

❖ Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động

thứ i được xác định theo công thức:

mỗi phần tải trọng gió có thể xem như không đổi

ji

❖ Xác định giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió

Giá trị tính toán thành phần động của gió được xác định theo công thức:

❖ Kết quả tính toán theo các phương

Được trình bày ở phục lục mục 3.3.2.2 – Kết quả tính toán thành phần gió động

Bảng 3.3 – Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương X

Bảng 3.4 – Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương Y

tt

3.3.3 Tổ hợp tải trọng gió

Theo mục 4.12 TCXD 229:1999 tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh

và động của tải trọng gió được xác định như sau:

của tải trọng gió gây ra;

động của tải trọng gió gây ra;

S – là số dao động tính toán

Việc tổ hợp nội lực do thành phần gió động và gió tĩnh theo tiêu chuẩn được sinh viên thực hiện ngay trong phần mềm ETABS

Bảng 3.5 – Bảng tổng hợp giá trị tính toán thành phần tĩnh và thành phần động của tải

trọng gió tác dụng lên công trình

Phương X Phương Y Phương X (mode 1) Phương Y (mode 1)

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

4.1 PHÂN CHIA Ô SÀN

Hình 4.1 – Mặt bằng kết cấu sàn điển hình

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

coi như sàn liên kết khớp với dầm hay để tự do

-Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

3800 3400 3000 3200 3200 3000 3400 3800 7200

29300

6200 2500

S2 S3

S1

S2 S3

S4 S5

S13

S6 S7

S8 S12

S2 S3

h

l2-kích thước theo phương cạnh dài

Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bảng sau:

Bảng 4.1 – Liên kết gối tựa các ô sàn

Số hiệu

sàn

Số lượng

công năng của công trình

trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn

Kích thước sàn tầng đã được chọn sơ bộ ở mục 2.2.5.1 – Chiều dày sàn và dầm và tham khảo phần Bảng 4.2 – Chiều dày các ơ sàn tính tốn theo nhịp ở phục lục 4.1.1

Bảng 4.2 – Chiều dày tính tốn các ơ sàn

Do cĩ nhiều ơ bản cĩ kích thước và tải trọng khác nhau dẫn đến cĩ chiều dày bản sàn khác nhau, nhưng để thuận tiện cho thi cơng cũng như tính tốn ta thống nhất chọn một

chiều dày bản sàn Chọn thống nhất chiều dày cho các sàn phẳng là 12(cm)

4.2.2 Vật liệu

Sử dụng vật liệu Bê tơng B25, Thép AI, AII Thơng số kĩ thuật của vật liệu được tham

khảo ở phục lục mục 2.1 – Vật liệu

4.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN TẦNG

Kết quả tính tốn tải trọng tác dụng lên sàn tầng đã được tính tốn cụ thể ở Chương 3:

Tải trọng và tác động, mục 3.1.2 – Tải trọng tác dụng lên ơ sàn

Ngồi ra kết quả tính tốn chi tiết tại phục lục Chương III

4.4 TÍNH TỐN NỘI LỰC VÀ KẾT CẤU THÉP CHO SÀN

Dùng M ' để tínhII

Dùng M để tính2

Dùng M để tínhII

+ dưới sàn không có dầm thì xem là tự do

+ sàn liên kết với dầm giữa xem là liên kết ngàm

+ sàn liên kết với dầm biên là liên kết khớp để xác định nội lực trong sàn

Nhưng khi bố trí thép thì dùng thép tại biên ngàm đối diện để bố trí cho khớp

q

M = max ql8

2

l1 q

min

M = - ql 1 8

max

M = 1

2 9ql

1 28

l1 1

: Sàn làm việc theo 1 phương ( bản loại dầm )

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

Tùy theo liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm:

h b R

)(

2 0

cm h R

M A

) ( 100

S

cm A

cm a

cm a

- Quan niệm tính toán: thuộc ô sàn số 9 (4 ngàm)

- Phụ lục 17 sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản trang 388

s A bh

s A bh

s A bh

2

.1000 8 1000

314( ) 4.160

s A bh

❖ Bố trí thép:

Cốt thép lớp dưới theo 2 phương ( thép chịu momen dương)

Theo phương cạnh ngắn 8a120(ở dưới), theo phương cạnh dài 8a180

Cốt thép lớp trên theo 2 phương ( thép chiu momen âm):

Theo phương cạnh ngắn 10a120, theo phương cạnh dài 8a160

s A bh

Cốt thép trên chịu momen âm theo phương cạnh ngắn (M min = 8.655 kN.m):