Thiết kế cao ốc VP vinamilk tower q7 TPHCM

Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CAO ỐC VĂN PHÒNG VINAMILK TOWER

QUẬN 7 – TP HỒ CHÍ MINH

THÁNG 01/2010

GVHD : TS NGUYỄN THANH NGHỊ SVTH : NGUYỄN BÌNH TÂY

LỚP : 05DXD3 MSSV : 105105115

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

ĐỀ TÀI:

CAO ỐC VĂN PHÒNG VINAMILK TOWER

QUẬN 7 – TP HỒ CHÍ MINH

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KẾT CẤU (70%)

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô Trường Đại Học Dân Lập Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM Đặc biệt các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Công Trình đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn Với tất

cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN

THANH NGHỊ, người đã hướng dẫn chính cho em hoàn thành đồ án

tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

PHẦN II

TÍNH TOÁN KẾT CẤU

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH

CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG

“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế, thi

công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng” Đó là

định nghĩa về nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra

Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng

Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền

móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường xung

quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn một

phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực đất

yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở đây là

móng cọc

Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của

gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể Do vậy, đối với các nhà cao hơn 40m thì

phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn

một khi chịu tác động của động đất Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa

chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng

tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền của công trình

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao

công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng

tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các

nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công

trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng

công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn

phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các

tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho

phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế

kết cấu nhà cao tầng

Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức

tạp, nguy hiểm Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi

công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất

lượng công trình khi đưa vào sử dụng

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì

việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó

không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự

tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình

1.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG

VINAMILK TOWER là công trình có 12 tầng, với chiều cao 48.8m so với mặt đất tự

nhiên Theo phân loại của Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế thì công trình này thuộc loại nhà

cao tầng loại II Việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công trình là điều rất quan trọng

Dưới đây, khảo sát đặc tính của một số hệ chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng để từ đó

tìm được hệ chịu lực hợp lý cho công trình :

1.2.1 Hệ khung chịu lực

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa

chịu tải trọng ngang Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút

khung, quan niệm là nút cứng Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các

công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều

loại công trình Yếu điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương

ngang kém Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường

có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ

cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không

quá 20 tầng

1.2.2 Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực

chính của công trình Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm

gối tựa cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang

chịu lực; tường ngang và dọc cùng chịu lực

Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình

theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng Khi đó, vách cứng không

những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng Số tầng có thể

xây dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng

Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng

đứng có một số hạn chế:

Gây tốn kém vật liệu;

Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;

Thi công chậm;

Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu

Nên cần xem xét kỹ khi chọn hệ chịu lực này

1.2.3 Hệ khung - tường chịu lực

Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên

kết cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu

lực

Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng

đứng, tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ

tường chịu lực (vách cứng), gọi là sơ đồ giằng

Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và

tải trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng Sàn cứng là một trong

những kết cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng

Để đảm bảo ổn định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau

sang các hệ vách cứng, sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm

ngang

Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã

tạo nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích

hợp cho các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu

được lớn nhất lên đến 50 tầng

1.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của

công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ kết cấu

chịu lực chính cho công trình VINAMILK TOWER:

- VINAMILK TOWER là công trình có 12 tầng, với chiều cao 48.8m so với mặt

đất tự nhiên, diện tích mặt bằng tầng điển hình 30mx30m

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như

không xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh

hưởng của gió bão Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết

- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu thang,

hồ nước , hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường chịu lực theo sơ

đồ giằng, vì hệ này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ

này có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ

cứng chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ

cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém Sự tương tác giữa khung và vách khi

chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu hỗn hợp

khung – vách Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các vách cứng chỉ chịu lực trong mặt phẳng

Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian cho công trình, thì phải bố trí các vách cứng theo

cả hai phương và được liên kết với nhau tạo thành lõi cứng

- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt

bằng công trình, trong đồ án bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau tạo

thành lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng EJ theo hai phương gần bằng

nhau, tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động

- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những kết

cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng Không những có chức

năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải trọng

ngang khác sang hệ vách cứng Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực trong hệ

vách cứng Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho công trình kinh tế nhất, ổn

định nhất, và mỹ quan nhất… Trong đồ án này chọn phương án sàn sườn có hệ dầm trực

giao ( vì có diện tích ô sàn lớn)

Kết luận:

Hệ chịu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn sườn và khung kết

hợp với lõi cứng

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN

KHỐI TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN

Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng

Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào vách cứng, lõi cứng sẽ giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau

Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí ở bất kì vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng sàn

Ngoài ra còn xét đến chống cháy khi sử dụng đối với các công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình mà sàn chỉ chịu tải trọng đứng

Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp của sàn trên mặt bằng và tải trọng tác dụng

OÂ1 OÂ1 OÂ1

OÂ1 OÂ2

OÂ1 OÂ1

OÂ1

OÂ5 OÂ7

2.3 Phân loại các loại ô sàn:

- Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu ta phân các ô sàn ra làm

 2 thì ô sàn đó làm việc theo 2 phương (thuộc loại

bản kê 4 cạnh )

Gồm có : Ô1,Ô5,Ô7

+ Các ô sàn có tỷ số các cạnh

1

2

l

l

> 2 thì ô sàn đó làm việc theo một phương (thuộc

loại bản loại dầm )

Gồm có : Ô2,Ô3,Ô4,Ô6,Ô8,Ô9

*Vật liệu dùng:

- Bê tông mác 250 có: cường dộ chịu nén Rn = 110 Kg/cm2

110 Kg/cm2

- Cốt thép nhóm AI: có Rs = 2300 Kg/cm2

- Cốt thép nhóm AII: có Rs = 2800 Kg/cm2

2.4 Chọn chiều dày bản sàn:

-Xác định cho ô bản điển hình lớn nhất: l1xl2 = 10x10 m ; r =

Vậy ô bản làm việc theo 2 phương, bản thuộc loại bản kê 4 cạnh

-Chiều dày bản được xác định sơ bộ theo công thức:

hb = l.

m

D

D = = (0,8  1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng , lấy D = 0,9

m = (35  45) là hệ số phụ thuộc loại bản, với bản kê 4 cạnh ta chọn m = 45

l là chiều dài cạnh ngắn, l = 10 m

hb = 1000.

45

9 , 0

= 20 cm  chọn sơ bộ = 20 cm

- Với các ô bản có kích thước nhỏ hơn khác đều chọn sơ bộ là 20 cm

- Chiều dày bản sàn được chọn phải thỏa yêu cầu:

+ Yêu cầu cấu tạo: đối với nhà dân dụng hs > 7 cm

+ Phải có đủ độ cứng để sàn không bị biến dạng khi chịu tải trọng ngang và đảm bảo độ võng không vượt quá độ võng cho phép

+ Phải đảm bảo yêu cầu chịu lực

=> Kết luận: để đảm bảo các yêu cầu trên chọn hs = 20 cm

2.5 CẤU TẠO CÁC LỚP MẶT SÀN

1 Cấu tạo các lớp mặt sàn nhà vệ sinh: (ở trên tất cả các tầng)

GẠCH CHỐNG TRƯỢC CERAMICVỮA XIMĂNG DÀY 20mm

LỚP CHỐNG THẤM DÀY 30mmBẢN BTCT DÀY 200mm

VỮA TRÁT TRẦN DÀY 20mm

2.Cấu tạo các lớp mặt sàn của tất cả các phòng còn lại:

GẠCH CHỐNG TRƯỢC CERAMICVỮA XIMĂNG DÀY 20mm

BẢN BTCT DÀY 200mmVỮA TRÁT TRẦN DÀY 20mm

2.6 TẠI TRÓNG TAÙC DÚNG LEĐN SAØN

2.6.1 Tĩnh tải

­ Tónh tại taùc dúng leđn saøn laø tại tróng phađn boâ ñeău do tróng löôïng bạn thađn caùc lôùp caâu táo saøn vaø tróng löôïng caùc maõng töôøng xađy tređn saøn truyeăn vaøo Caín cöù vaøo caùc lôùp caâu táo saøn ôû moõi saøn cú theơ, tra bạng tại tróng tính toaùn cụa caùc vaôt lieôu thaønh phaăn döôùi nay ñeơ tính:

Ta coù cođng thöùc tính: gS = i i ni

Trong đó I, I, ni lần lượt là trọng lượng riêng, bề dày, hệ số vượt tải của lớp cấu tạo thứ i trên sàn

Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn căn cứ theo loại phòng do chúng có cấu tạo các lớp sàn

gtt Kg/m2

SÀN PHÒNG VỆ SINH

gtt Kg/m2

Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được lấy theo tiêu

chuẩn về tải trọng và tác động của Việt Nam (TCVN 2737

­ 95) cho các loại phòng theo mục đích sử dụng như sau

240 180 360 480 Ban công , lô gia

200 150 300 400

Hoạt tải trên ban công ,sàn ,phòng đợi các

phòng : hội thảo ,câu lạc bộ lấy Ptc=400kg/m2

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô bản (KG/m2)

2.7 TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CỐT THÉP SÀN :

2.7.1 Phân loại sàn :

Ta chia mặt bằng sàn như đã bố trí thành các ô sàn và quan niệm các ô sàn làm việc độc lập với nhau (tải

trọng tác dụng lên ô sàn này không gây nội lực trong các

ô sàn lân cận) Xác định nội lực trong sàn theo sơ đồ

đàn hồi Tùy theo tỷ số giữa kích thước cạnh dài (l2) với cạnh ngắn (l1) của ô sàn ta phân loại ô sàn thành hai loại như sau :

: Tính toán theo sàn bản dầm

2.7.2 Xác định nội lực :

+) §Ó thiªn vÒ an toµn ta quan niÖm nh­ sau:

+) §Ó x¸c ®Þnh m« men d­¬ng th× coi d¶i b¶n lµ mĩt dÌm ®¬n gi¶n

C¾t 1 d¶i b¶n song song víi ph­¬ng c¹nh ng¾n ®Ó tÝnh to¸n :

+) M« men t¹i gi÷a nhÞp lµ:

Các ô sàn còn lại tính toán tương tự kết quả tính được lập thành bảng

L q

M  

Trong đó

4 2 4 1

4 2 1

L L

L q





Hệ số  là hệ số điều chỉnh ,kể đến ảnh hưởng của hiện tượng xoắn làm giảm momen uốn

4

2

4 1

2 2

2

6

5 1

L L

L L

11

.6

5

2 11

MII i2.

+ Để tiện cho vieäc tính toán các hệ số mi1,mi2,ki1,ki2 đã được tính sẵn phụ thuộc

vào tỷ số L2 / L1 (tra phu lục 15 sách kết cấu betong cốt thép 2 Võ Bá Taàm)

2.7.3 Kiểm tra chiều cao h sàn đã chọn

ư Kiểm tra chiều cao làm việc của sàn h0 theo công thức sau:

h0 

b R

M A

- Từ bảng nội lực các ô sàn chọn giá trị mô men lớn nhất của

1 ô sàn điển hình để kiểm tra:

Chọn mô men của ô Ô1 : M 3169,5 Kgm

Thay số có h0 

100 110

316950

095 , 0

2.7.4 Tính toán cốt thép cho ô sàn làm việc 2 phương

Tính toán cốt thép điển hình cho ô bản Ô1, các ô bản khác tính toán tương tự

2.7.4.1 Tính toán cốt thép chịu mômen dương M1 theo phương cạnh ngắn l1

ư Giá trị mô men: M1 = 3169,5 Kgm

ư Chọn ao = 2 cm  h0 = h ư ao = 20 ư 2 = 18 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x20 cm đặt cốt đơn

3 , 0 088 0 18 100 110

316950

2 2

M

b m

093 , 0 0889 , 0 2 1 1 2 1

18 100 110 093 , 0

R

bh R

0 100 18 100

01 , 8 100

.

h b

s

a

11 , 14 01

, 8

131 , 1 100



+ Chọn 12a140  diện tích Fa =8.1,131=9 cm2 > Fa = 8,01 cm2  Thoả mãn yêu cầu

2.7.4.2 Tính cốt thép chịu mô men dương M2 theo phương cạnh dài

l2

ư Giá trị mô men: M2 = M1

ưcoỏt theựp choùn gioỏng nhử tớnh M1

2.7.4.3 Tính cốt thép chịu mô men âm theo phương cạnh ngắn l1:

ư Giá trị mô men: MI = 3621,02 Kgm

ư Chọn ao = 2 cm  h0 = h ư ao = 20 ư 2 = 18 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x20 cm đặt cốt đơn

3 , 0 102 , 0 18 100 110

362102

2 2

M

b m

108 , 0 102 , 0 2 1 1 2 1

18 100 110 108 , 0

R

bh R

0 100 18 100

29 , 9 100

.

h b

s

29 , 9

539 , 1 100



+ Chọn 14a160  diện tích Fa = 6.1,539=9,23 cm2 Fa = 9,29 cm2  Thoả mãn yêu cầu

2.7.4.4 Tính cốt thép chịu mô men âm theo phương cạnh dài l2:

ư Giá trị mô men: MII = MI = 3621,02 Kgm

Chọn 14a16

2.7.4.5 Xác định chiều dài cốt âm:

Vì giá trị tính toán của hoạt tải ptt = 200 Kg/m2< gtt= 818,49 Kg/m2 nên các thép đặt để chịu mômen âm đặt phía trên gối kéo dài khỏi mép gối một đoạn 0,2.l (l là nhịp theo phương cạnh ngắn)

2.7.5 Tính toán cốt thép cho ô bản làm việc 1 phương

2.7.5.1 Cốt thép chịu mômen dương M1 song song cạnh ngắn l1

*Tính cho giá trị M1 của Ô2:

ư Giá trị mômen tính toán: M1 = 1330 Kgm

ư Chọn ao = 2 cm  h0 = h ư ao = 20 ư 2 = 18 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x20 cm đặt cốt đơn

3 , 0 037 , 0 18 100 110

133000

2 2

M

b m

038 , 0 037 , 0 2 1 1 2 1

18 100 110 038 , 0

R

bh R

0 100 18 100

27 , 3 100

.

h b

s

27 , 3

785 , 0 100



+ Chọn 10a200  diện tích Fa = 5.0,785=3,9 cm2 > Fa = 3,27cm2  Thoả mãn yêu cầu

2.7.5.2 Cốt thép chịu mômen âm MI song song cạnh ngắn

*Giá trị mômen tính toán: MI = 886,5 Kgm

ư Chọn ao = 2 cm  h0 = h ư ao = 20 ư 2 = 18 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x20 cm đặt cốt đơn

3 , 0 025 , 0 18 100 110

88650

2 2

M

b m

0253 , 0 5 02 , 0 2 1 1 2 1

18 100 110 0253 , 0

R

bh R

0 100 18 100

18 , 2 100

.

h b

As

+ Dïng thÐp 8 cã fa= 0,503 cm2

A

f b

s

18 , 2

503 , 0 100



+ Chän 8a200  diƯn tÝch Fa = 2,52 cm2 > Fa = 2,18cm2  Tho¶ m·n yªu cÇu

BẢNG TÍNH CỐT THÉP CÁC Ô SÀN

Oâ sàn Tiết

=> - Cốt thép của bản kê 4 cạnh được lấy theo ô1 (ô5,ô7)

- Cốt thép của bản làm việc theo 1 phương được lấy theo ô2 (ô3,ô4, ô6,ô8,ô9)

Cốt thép sàn tầng điển hình được bố trí trong bản vẽ KC 01/06

Trình tự tính toán

1-Cấu tạo cầu thang

2-Xác định tải trọng

3-Tính toán các bộ phận cầu thang:

- Bản thang, chiếu tới và chiếu nghỉ

- Dầm chiếu tới 4-Bố trí thép

3.1 CẤU TẠO CẦU THANG

BẢN BTCT:120mm BẬC XÂY GẠCH VỮA XM:20mm ĐÁ HOA CƯƠNG:20mm

VỮA XI MĂNG:15mm

BẢN BTCT:120mm VỮA XM:20mm ĐÁ HOA CƯƠNG:20mm

VỮA XI MĂNG:15mm

3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

3.2.1 Tĩnh tải

Gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:

mm

L

3025

Cấu tạo bậc thang và chiếu nghỉ như hình 3.2:

Hình 3.2: Cấu tạo bậc thang và chiếu nghỉ

3.2.1.1 Bản thang, chiếu tới

Tổng trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang theo phương đứng tính

δtdi- chiều dày tương đương lớp thứ i theo phương bản nghiêng

Đối với lớp gạch ceramic, vữa ximăng, chiều dày tương đương tính theo công thức:

b

i b b tdi

l

h

Trong đó : α-góc nghiêng của cầu thang tgα=

g g (daN/m2) trong đó:

γi- khối lượng lớp thứ i;

δi- chiều dày lớp thứ i;

- hệ số tin cậy lớp thứ i

Kết quả tính toán trình bày trong bảng 3.3

p tt tc



trong đó: p tc- tải trọng tiêu chuẩn, lấy p tc= 300 daN/m2

n- hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3 TCVN 2737:1995, lấy n = 1,2 (khi

p tc> 200 daN/m2 )

Vậy : ptt = 300x1,2 = 360 daN/m2

3.2.3 Tải trọng toàn phần

Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản thang:

glc- trọng lượng của lan can, lấy glc= 30 kG/m.Quy tải lan can trên m2

bản thang:

gtt

lc= 1,3x30/1,5 = 26 daN/m.2Tổng tải trọng tác dụng lên phần chiếu tới và chiếu nghỉ :

qtt

cn+ ptt = 950,6 + 360 = 1310,6 (daN/m2 )

3.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG

3.3.1.Bản thang, chiếu tới

GVHD: TS NGUYỄN THANH NGHỊ LỚP 05DXD3 SVTH: NGUYỄN BÌNH TÂY MSSV: 105105115 30

Hình 3.3: Sơ đồ tính bản thang

Hỡnh 3.4: Momen vaứ phaỷn lửùc goỏi tửùa baỷn thang

3.3.1.3.Tớnh toaựn coỏt theựp

Do veỏ 1 vaứ veỏ 2 coự noọi lửùc gioỏng nhau neõn chổ caàn tớnh toaựn cho veỏ 1, veỏ 2 tửụng tửù Baỷn thang ủửụùc tớnh nhử caỏu kieọn chũu uoỏn

Giaỷ thieỏt tớnh toaựn:

a = 1.5 cm - khoaỷng caựch tửứ troùng taõm coỏt theựp ủeỏn meựp beõtoõng chũu keựo;

h

0 - chieàu cao coự ớch cuỷa tieỏt dieọn, h

0 = h

s – a = 15 – 1,5 = 13,5 cm;

b = 100cm - beà roọng tớnh toaựn cuỷa daỷi baỷn

ẹaởc trửng vaọt lieọu sửỷ duùng tớnh toaựn cho trong baỷng 3.4:

Baỷng 3.4: ẹaởc trửng vaọt lieọu

* Coỏt theựp chũu momen dửụng:

ư Giá trị mô men: M1 = 1660 Kgm

ư Chọn ao = 1,5 cm  h0 = h ư ao = 15ư1,5 = 13,5 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x15 cm đặt cốt đơn

437,0083.05,13.100.110

166000

2 2

5 , 13 100 110 087 , 0

R

bh R

.0100.5,13.100

62,5100

h b

s

62,5

785,0.100



2 2

5,13.100.110.1,0

.0100.5,13.100

46,6100

h b

s

46,6

785,0.100

ư Để thiên về an toàn ta quan niệm như sau:

+ Để xác định mô men dương thì coi dải bản là một dầm đơn giản

kê lên 2 gối tựa

+ Để xác định mômen âm thì coi dải bản là dầm đơn giản được

q.l 1 /12

3.3.1.3.Tớnh toaựn coỏt theựp

Baỷn chieỏu nghổ ủửụùc tớnh toaựn nhử caỏu kieọn chũu uoỏn

Theựp baỷn duứng theựp CII coự Ra = 2800 kG/cm2.

ư Giá trị mômen tính toán: M1 = 16061,2 Kgm

ư choùn hb=300 mm

ư Chọn ao = 3 cm  h0 = h ư ao = 30 – 3 = 27 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x30 cm đặt cốt đơn

3,02.027.100.110

1606120

2 2

27 100 110 22 , 0

s

R

bh R

,0100.27.100

3,23100

h b

s

3,23

011,2.100



+ Chọn 16a80  diện tích Fa =25,13cm2 > Fa = 23,3 cm2  Thoả mãn yêu cầu

*Giá trị mômen tính toán: MI = 10707,5 Kgm

ư Chọn ao = 3 cm  h0 = h ư ao = 30 – 3 = 27 cm

ư Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x30 cm đặt cốt đơn

3,013,027.100.110

1070750

2 2

27.100.110.14,0

+ KiĨm tra: %= 0 0 min 0

0

1,055

.0100.27.100

85,14100

h b

s

85,14

011,2.100



+ Chän 16a130  diƯn tÝch Fa = 15,46 cm2 > Fa = 14,85 cm2  Tho¶ m·n yªu cÇu

Cốt đai:

Dùng lực cắt Q = 22542

2

85,2.15819

ql

daN Chọn cốt thép làm đai 8 số nhánh n=2, Rsw=225 Mpa,chọn khoảng cách cốt đai

s=100mm:

35,226100

3,50.2

sw sw

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Q daN q

h R

Kiểm tra điều kiện:

9,001

,01

1  b b



065,15

1

1  

bs

nA E

b

s b



daN bh

R

Q0,3bb1gb b 0 2975797

Cốt đai 8a100 đủ chịu lực cắt

Kết luận: Các kết quả tính toán đều thỏa mãn các điều kiện kiểm tra Do đó các giả thiết và kích thước sơ bộ chọn ban đầu là hợp lý

3.4 Bố trí cốt thép cầu thang

Thép cầu thang được bố trí trong bản vẽ KC 02/06

GVHD: TS NGUYỄN THANH NGHỊ LỚP 05DXD3

35

D

CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI

Nội dung tính toán:

Trong công trình gồm 3 loại bể nước:

Bể nước dưới tầng hầm dùng để chứa nước được lấy từ hệ thống nước thành phố và bơm lên mái

Bể nước dưới tầng hầm dùng để chứa nước thải của công trình, xử lý và thải ra đường ống

thoát nước thành phố

Bể nước mái: Cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng nước cho cứu hỏa

Chọn bể nước mái để tính toán

4.1 CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI

Công trình gồm 12 tầng làm văn phòng và 1 tầng hầm để xe Nước dùng cho sinh hoạt xem gần đúng số người trong cả tòa nhà =12x70=840người (số người mỗi tầng là 70 người)

Lượng nước cần cung cấp:

Q=Qsh+Qcc=840x50+0,1x840x50=46200lít=46,2m3

trong đó:

Qsh-lượng nước dùng cho sinh hoạt;

Qcc-lượng nước dự trữ cho chữa cháy, lấy bằng 10% lượng nước cần cho sinh hoạt;

Lượng nước sử dụng cho một người một ngày-lấy 50lít

Đài nước đặt tại giữa khung trục 3,4 và khung trục C,D có kích thước mặt bằng a×b

b a

V

05,6.55,6

2,46

55 , 6







b a

3 , 12 2 5 ,

h

Vậy bể trên công trình có dạng bể thấp

Mặt bằng bể nước mái như sau:

C

4 3

4.2.1 Bản nắp

a Tải trọng tác dụng lên bản nắp

Chiều dày bản nắp được chọn sơ bộ theo công thức sau:

s bn

m

l D

h  . (4.1)

trong đó: D = 0.8 - hệ số phụ thuộc tải trọng;

ms = 40 - đối với sàn làm việc 2 phương;

l - độ dài cạnh ngắn của ô sàn

40

025,38.0



h bn m = 6,1 cm Chọn hbn = 7 cm

+ Tĩnh tải

Bảng 4.1: Tải trọng bản thân bản nắp

STT Các lớp cấu tạo γ(daN/m3) δ(mm) n gbn tc(daN/m2) gbn tt(daN/m2)

+ Hoạt tải sửa chữa

Theo bảng 3/TCVN 2737-1995 , hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn là:

ptc = 75 daN/m2 Suy ra: ptt = ptc.np = 75x1.3 = 97.5 daN/m2 (4.2)

+ Tổng tải trọng tác dụng

qtt = gtt + ptt = 274,4 + 97.5 = 371,9 daN/m2

b Sơ đồ tính bản nắp

Bản nắp được chia thành 4 ô bản S1 như trên hình 4.1.Các ô bản S1 được tính như bản kê 4 cạnh có 2 cạnh ngàm (liên kết với D1 và D2) và 2 cạnh khớp (đặt trực tiếp lên bản thành)

c Xác định nội lực bản nắp

Các ô bản nắp thuộc ô bản số 6 trong 11 loại ô bản

Tính toán theo ô bản đơn, dùng sơ đồ đàn hồi

Do đó, momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

M1 = m61.P (4.3)

M2 = m62.P (4.4)

với: P = qtt.lng.ld (4.5)

trong đó: P – tổng tải trọng tác dụng lên ô bản đang xét;

m61, m62 – 6 là loại ô bản, 1(hoặc 2) là phương của ô bản đang xét Momen âm lớn nhất trên gối:

MI = k61.P (4.6)

MII= k62.P (4.7) Các hệ số m61, m62, k61, k62 được tra bảng 1-19, phụ thuộc vào tỉ số

Bảng 4.2: Nội lực trong các ô bản nắp

d Tính toán cốt thép bản nắp

Ô bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết tính toán:

 a1= 1.5cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo;

 a2 = 2 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài đến mép bê tông chịu kéo;

 h0 - chiều cao có ích của tiết diện ( h0 = hbn – a), tùy theo

phương đang xét;

 b = 100 cm - bề rộng tính toán của dải bản

Các công thức tính toán : m= 2

0

bh R

M

b b

s

b b s

R

bh R

GVHD: TS NGUYỄN THANH NGHỊ LỚP 05DXD3 SVTH: NGUYỄN BÌNH TÂY MSSV:105105115 39

DD4

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4.3

Bảng 4.3: Tính toán cốt thép cho bản nắp

(cm2) Chọn

Aschọn

(cm2) % P.Cạnh

Ngắn

Gối 248 5,5 0.057 0.059 1,68 6 a160 1,77 0.32 Nhịp 106,9 5,5 0.024 0.025 0,71 6 a200 1,42 0.3 P.Cạnh

Dài

Gối 206 5 0.057 0.059 1,52 6 a160 1,77 0.35 Nhịp 89,9 5 0.025 0.0253 0,66 6 a200 1,42 0.3 Cốt thép gia cường cho lỗ thăm được tính theo công thức:

Agc = 1.5xAc = 1.5x(4ø6) = 1.5x1.13 = 1.695 cm2Chọn thép gia cường là 2ø12 có Agc = 2.26 cm2 cho mỗi phương, đoạn neo là:

lneo≥ 30d = 30x12 = 360 mm Chọn lneo = 400 mm

4.2.2 Dầm đỡ bản nắp

a Tải trọng tác dụng lên dầm đỡ bản nắp

Chiều cao của dầm nắp được chọn sơ bộ theo công thức sau:

d d

m

h  1 (4.8)

trong đó:

md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;

md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp;

md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp;

md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ;

1( 

 (4.9)

Kích thước tiết diện dầm nắp được trình bày trong bảng 4.4

Bảng 4.4: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm nắp

Tải trọng tác dụng lên dầm nắp bao gồm tĩnh tải và hoạt tải

Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng vào dầm nắp được thể hiện trong hình 4.5

Hình 4.3: Sơ đồ xác dịnh tải trọng tác dụng vào dầm nắp



g bn tt

g daN/m2 (4.11) Qui đổi thành tải phân bố đều tương đương tác dụng lên dầm D1 (có dạng hình

thang) theo sách BTCT3:

2

025,34,274)2

1(2

3 2

3 2

với 0 , 426

55 , 3

025 , 3

025,3.4,274.8

52

.8

gD2 = gd+ 2gtd2= 220 + 2x295,5 = 811 daN/m (4.16)

+ Hoạt tải

 Hoạt tải do bản nắp truyền vào dầm có giá trị là: (4.17)

GVHD: TS NGUYỄN THANH NGHỊ LỚP 05DXD3



 p bn tt

p daN/m2 Qui đổi thành tải phân bố đều tương đương tác dụng lên dầm D1 (có dạng hình thang) theo sách BTCT3:

2

025,35,97)2

1(2

3 2

3 2

với 0 , 426

55 , 3

025 , 3

025,3.5,97.8

52

.8

b Sơ đồ tính dầm đỡ bản nắp

Hệ dầm đỡ bản nắp là hệ dầm trực giao, liên kết khớp ở 2 đầu vào cột C2

c Xác định nội lực dầm đỡ bản nắp

Sử dụng phần mềm SAP2000 để xác định nội lực trong dầm Kết quả thể hiện trên