Thiết kế chung cư tô hiến thành q10

Để thực hiện thành công đồ án tốt nghiệp này, đòi hỏi sinh viên phải hết sức nổ lực, chịu khó nghiên cứu tìm tòi những cái mới cũng như khắc phục thiếu sót, biết tổng hợp những kiến thức

HUTECH

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Tiêu Chuẩn Thiết Kế Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép TCVN 5574 – 1991

2 Tiêu Chuẩn Tải Trọng Và Tác Động TCVN 2737: 1995

3 Móng Cọc – Tiêu Chuẩn Thiết Kế TCXD 205: 1998

4 Sức Bền Vật Liệu (Tập I và II) – tác giả Lê Hoàng Tuấn – Bùi Công Thành –Nhà

Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật

5 Giáo trình BêTông Cốt Thép tập 1 (Cấu kiện cơ bản)–Võ Bá Tầm– Nhà Xuất Bản

Đại Học Quốc Gia Tp HCM

6 Bê Tông Cốt Thép Tập 2 (Phần kết cấu nhà cửa) – Trường Đại Học Bách Khoa

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Bộ Môn Công Trình tác giả Th.S Võ Bá Tầm

7 Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (phần cấu kiện cơ bản) – tác giả Ngô Thế Phong –

Nguyễn Đình Cống – Nguyễn Xuân Liêm – Trịnh Kim Đạm – Nguyễn Phấn Tấn –

Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật

8 Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (phần kết cấu nhà cửa) – tác giả Nguyễn Đình Cồng –

Ngô Thế Phong – Huỳnh Chánh Thiên – Nhà Xuất Bản Đại Và Trung Học Chuyên

Nghiệp

9 Sổ tay thực hành kết cấu công trình- PGS_TS Vũ Mạnh Hùng – Trường Đại Học

Kiến Trúc Tp HCM – Nhà Xuất Bản Xây Dựng

10 Cơ Học Đất – tác giả –Gs,Ts Vũ Công Ngữ (chủ biên) – Ts Nguyễn Văn Dũng –

Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2000

11 Nền Móng - T.S Châu Ngọc Ẩn – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp HCM -

Năm 2002)

CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

1 ETABS phiên bản Version 9.0.4 dùng để giải nội lực khung không gian

2 Microsoft Office XP Propessional dùng để tính toán và đánh thuyết minh

3 AutoCAD 2007 của hãng Autodesk dùng đễ vẽ các bản vẽ

KHOA XÂY DỰNG

……0O0……

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

CHUNG CƯ TÔ HIẾN THÀNH

QUẬN 10

GVHD : Th.S NGUYỄN KHẮC MẠN

SVTH : NGÔ ĐỨC TƯỞNG MSSV : 09B1040126

LỚP : 09HXD1

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 05/2011

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC 1

1.1 Sự cần thiết đầu tư 1

1.2 Sơ lược về công trình 1

1.3 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng 1

1.4 Giải pháp đi lại 3

1.5 Đặc điểm khí hậu khí tượng thủy văn tại TP HCM 3

1.6 Các giải pháp kĩ thuật 4

1.6.1 Điện 4

1.6.2 Hệ thống cung cấp nước 4

1.6.3 Hệ thống thoát nước 4

1.6.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng 4

1.6.5 An toàn phòng cháy chữa cháy 4

1.6.6 Hệ thống thoát rác 5

PHẦN II: KẾT CẤU BÊN TRÊN 6

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ THIẾT KẾ 7

1.1 Phân tích hệ chịu lực của công trình 7

1.1.1 Nguyên tắc 7

1.1.2 Áp dụng đối với công trình đang xét 7

1.2 Cơ sở thiết kế 8

1.2.1 Cơ sở thiết kế 8

1.2.2 Sử dụng vật liệu trong công trình 9

CHƯƠNG 2 : TÍNH HỒ NƯỚC MÁI 10

2.1 Xác định dung tích hồ nước mái 10

2.2 Tính toán các cấu kiện của hồ nước mái 12

2.2.1 Bản nắp 12

2.2.2 Bản đáy 17

2.2.3 Bản thành 24

2.2.4 Dầm đỡ bản nắp 28

2.2.5 Dầm đỡ bản đáy 34

CHƯƠNG 3 : TÍNH CẦU THANG BỘ - TÍNH CẦU THANG BỘ TẦNG TRỆT LÊN LẦU 1 45

3.1 Các đặc trưng của cầu thang 45

3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang 46

3.2.1 Tĩnh tải 46

3.2.2 Hoạt tải 47

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng 47

3.3 Sơ đồ tính và xác định nội lực 47

3.3.1 Vế 1 47

3.3.2 Vế 2 48

3.4 Tính thép cho bản thang 49

3.5 Tính dầm chiếu nghỉ 49

3.5.1 Kích thước sơ bộ tiết diện dầm 50

3.5.2 Sơ đồ tính 50

3.5.3 Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ 50

3.5.4 Tính cốt đai cho dầm chiếu nghỉ 51

TÍNH CẦU THANG BỘ TỪ LẦU 1 LÊN MÁI 53

3.1 Các đặc trưng của cầu thang 53

3.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang 54

3.2.1 Tĩnh tải 54

3.2.2 Hoạt tải 54

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng 55

3.3 Sơ đồ tính và xác định nội lực 55

3.3.1 Vế 1 55

3.3.2 Vế 2 56

3.4 Tính thép cho bản thang 56

3.5 Tính dầm chiếu nghỉ 57

3.5.1 Kích thước sơ bộ tiết diện dầm 57

3.5.2 Sơ đồ tính 58

3.5.3 Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ 58

3.5.4 Tính cốt đai cho dầm chiếu nghỉ 59

CHƯƠNG 4: TÍNH SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP LẦU 2 61

4.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 61

4.1.1 Kích thước sơ bộ tiết diện dầm 61

4.1.2 Chiều dày bản sàn 62

4.2 Xác định tải trọng tác dung lên sàn 64

4.2.1 Tĩnh tải 64

4.2.2 Hoạt tải 64

4.2.3 Tải trọng tường ngăn 65

4.3 Tính toán các ô bản sàn 66

4.3.1 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản loại dầm) 66

4.3.1 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) 68

4 4 Kết luận 74

4 5 Bố trí cốt thép sàn lầu 2 74

CHƯƠNG 5 : TÍNH KHUNG TRỤC 2 75

5.1 Trình tự tính toán 75

5.2 Hệ chịu lực chính của công trình 75

5.2.1 Sàn 76

5.2.2 Dầm 76

5.2.3 Cột 77

5.3 Xác định giá trị tải trọng tác động lên công trình 79

5.3.1 Tĩnh tải 79

5.3.2 Hoạt tải 80

5.3.3 Tải trọng gió 81

5.3.4 Tải trọng hồ nước 81

5.3.5 Tải trọng cầu thang 82

5.4 Xác định nội lực công trình ( khung không gian ) 82

5.4.2 Xác định nội lực công trình 86

5.4.1 Các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình 82

5.4.3 Các cặp nội lực để tính thép của khung 87

5.4.4 Nội lực để tính thép của khung 87

5.5 Nguyên tắc bố trí thép của khung 87

5.5.1 Cốt dọc 87

5.5.2 Cốt ngang 88

5.6 Tính toán cốt thép cho khung 89

5.6.1 Tính thép cho dầm 89

5.6.2 Tính cốt đai cho dầm 90

5.6.3 Tính thép cho cột 91

5.6.4 Tính cốt đai cho cột 93

PHẦN III: NỀN MÓNG 94

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP 95

6.1 Đặc điểm địa chất và chọn phương án móng 95

6.1.1 Đặc điểm địa chất 95

6.1.2 Chọn phương án móng 96

6.2 Xác định các thông số về cọc 97

6.2.2 Chiều sâu đặc đài cọc, kích thước và vật liệu làm cọc 97

6.2.3 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc 97

6.2.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái đất nền ( phụ lục A: TCXD: 205-1998 ) 97

6.2.5 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền ( phụ lục A: TCXD: 205-1998 ) 98

6.3 Thiết kế móng trục 2 99

6.3.1 Tính móng 2-F ( M1 ) 99

6.3.1.1 Tính số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 100

6.3.1.2 kiểm tra cọc vừa bố trí 100

6.3.1.3 Xác định chiều cao đài 106

6.3.1.4 Tính cốt thép cho đài cọc 107

6.3.2 Tính móng M2 108

6.3.2.1 Tính số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 109

6.3.2.2 kiểm tra cọc vừa bố trí 109

6.3.2.3 Xác định chiều cao đài 113

6.3.2.4 Tính cốt thép cho đài cọc 114

CHƯƠNG 7: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 116

7.1 Thiết kế móng khung trục 2 116

7.1.1 Tải trọng tác dụng 116

7.1.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu 116

7.1.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền ( phụ lục A: TCXD: 205-1998 ) 117

7.1.4 Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc D1 118

7.1.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 118

7.1.5.1 Kích thước đài 119

7.1.5.2 Xác định móng khối quy ước tại đáy đài 119

7.1.6 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc 119

7.1.7 Tính lún cho móng 120

7.1.7.1 Xác định kích thước móng khối quy ước 120

7.1.7.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới khối móng quy ước 120 7.1.7.3 Kiểm tra biến dạng nền dưới khối móng quy ước 121

7.1.8 Kiểm tra xuyên thủng 122

7.1.9 Tính cốt thép đài cọc 123

7.1.9.1 Tính thép lớp dưới 123

7.2.1 Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc D2 125

7.2.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 125

7.2.2.1 Kích thước đài 125

2.2.2 Xác định móng khối quy ước tại đáy đài 125

7.2.3 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc 126

7.2.4 Tính lún cho móng 126

7.2.4.1 Xác định kích thước móng khối quy ước 126

7.2.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới khối móng quy ước 127

7.2.4.3 Kiểm tra biến dạng nền dưới khối móng quy ước 128

7.2.5 Kiểm tra xuyên thủng 129

7.2.6 Tính cốt thép đài cọc 130

7.2.6.1 Tính thép lớp dưới 130

PHẦN IV : TÀI LIỆU THAM KHẢO 132

Cơ sở lý thuyết 133

Các phần mềm sử dụng 133

MỤC LỤC

Trang

PHỤ LỰC NỘI LỰC KHUNGKHÔNG GIAN 1

1 Nội lực dầm khung trục 2 2

2 Nội lực cột khung trục 2 24

LỜI CẢM ƠN

Công trình – CHUNG CƯ TÔ HIẾN THÀNH QUẬN 10 - Là công trình đầu tay của

sinh viên trước khi ra trường để bước vào thực tế nghề nghiệp Để thực hiện thành công đồ án tốt nghiệp này, đòi hỏi sinh viên phải hết sức nổ lực, chịu khó nghiên cứu tìm tòi những cái mới cũng như khắc phục thiếu sót, biết tổng hợp những kiến thức đã học ở trường trong những năm qua và thực tiễn bên ngoài để củng cố thêm những hiểu biết của bản thân trong lĩnh vực chuyên môn

Mặt khác, để thực hiện đồ án tốt nghiệp đạt kết quả tốt không những bằng nổ lực bản thân mà còn có sự giúp đỡ rất lớn về nhiều mặt của các thầy cô, bạn bè, gia đình; Em xin chân thành cảm ơn:

Công dạy dỗ, truyền đạt của các thầy cô TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

TP.HCM Nói chung các thầy cô khoa kỹ thuật công trình nói riêng và đặt biệt là:

GV hướng dẫn : Th.S NGUYỄN KHẮC MẠN

Đã truyền đạt và chỉ bảo cho em những kiến thức chuyên môn về thiết kế kết cấu và kiến trúc Cảm ơn tất cả các bạn cùng lớp, nhóm đã có những góp ý, trao đổi trong quá trình làm đồ án này

Cuối cùng, mặt dù đã có nhiều cố gắng nhưng thời gian hạn hẹp, kiến thức có hạn cho nên đồ án này còn có những sai sót Em rất mong được quý thầy cô chỉ bảo để em có thêm kiến thức và kinh nghiệm cho quá trình làm việc thực tế của em sau này

Sinh viên thực hiện

NGÔ ĐỨC TƯỞNG

HUTECH

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

CHUNG CƯ TÔ HIẾN THÀNH QUẬN 10

I.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ:

Việt Nam là một trong những quốc gia có tốc độ phát triển kinh tế nhanh trong

khu vực Đông Nam Á, cũng như trên thế giới Cùng với chính sách đổi mới của Đảng và

Nhà Nước khuyến khích các nhà đầu tư trong nước và nước ngoài vào Việt Nam, thì nhu

cầu về Xây Dựng nhà ở, chung cư, các nhà xưởng, các khu công nhgiệp, khu vui chơi,

giải trí, cao ốc văn phòng… Ngày càng trở nên cấp bách và quan trọng

Cùng với quá trình tăng dân số trong những năm 1990 – 2011 Việt Nam là một

trong những nước có tốc độ tăng trưởng dân số khá cao, cụ thể như: Năm 1994 dân số

Việt Nam khoảng 72 triệu người Đến Năm 2011 dân số Việt Nam tăng vượt 86 triệu và

hiện nay dân số Đô Thị chiếm khoảng 20% tổng dân số và hầu như sống ở các Thành

Phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh,

Để giải quyết nhu cầu nhà ở trong Đô Thị, Chính Phủ và các ban ngành có chức

năng đã tiến hành quy hoạch và triển khai các dự án lớn để phát triển Việt Nam với

những khu Đô Thị, Siêu đô thị, phát triển cơ sở hạ tầng, thay thế các khu ổ chuột thành

những khu Chung Cư cao tầng; Đó là khuynh hướng phát triển của Việt Nam và các nước

trên thế giới nhằm tạo vẻ đẹp mỹ quan Đô Thị

Do đó Chung Cư Tô Hiến Thành là một dự án nằm trong sự triển khai của Thành

phố, được xây dựng ở Quận 10 để phục vụ nhu cầu nhà ở cho người dân

I.2 SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH:

− Địa điểm xây dựng: Đường Tô Hiến Thành - Quận 10 – Tp HCM

− Mặt đứng chính của CHUNG CƯ hướng về Đường Tô Hiến Thành, các mặt khác

tiếp giáp với đường giao thông nội bộ trong khu đô thị Công trình có chiều cao 32

m tính từ mặt đất tự nhiên

− Mặt bằng công trình có hình vuông, có tổng diện tích (32 x 32) = 1024 m2

I.3 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG:

− Số tầng: 01 tầng trệt + 08 lầu + sân thượng

− Phân khu chức năng: Công trình được chia khu chức năng từ dưới lên

+ Tầng trệt: Là bãi xe ôtô và xe 2 bánh

+ Sân thượng: Dùng làm câu lạc bộ và bể chứa nước

I.4 GIẢI PHÁP ĐI LẠI:

I.4.1 Giao thông đứng: Toàn công trình sử dụng 01 thang máy cộng với 02 cầu

thang bộ Bề rộng cầu thang bộ là 1,6m được thiết kế đảm bảo giao thông đi lại thuận

tiện và yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra Thang máy được đặt ở vị

trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 30m để giải quyết việc

phòng cháy chửa cháy và nhu cầu giao thông đi lại

I.4.2 Giao thông ngang: Bao gồm các hành lang đi lại, sảnh, hiên…

I.5 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU - KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ

HỒ CHÍ MINH:

− Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với các đặc

trưng của vùng khí hậu miền Nam Bộ, chia thành 2 mùa rõ rệt:

+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10

+ Mùa khô từ đầu tháng 11 và kết thúc vào tháng 4 năm sau

− Các yếu tố khí tượng:

+ Nhiệt độ trung bình năm: 260C

+ Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 220C

+ Nhiệt độ cao nhất trung bình năm: 300C

+ Lượng mưa trung bình: 1000 - 1800 mm/năm

+ Độ ẩm tương đối trung bình: 78%

+ Độ ẩm tương đối thấp nhất vào mùa khô: 70 - 80%

+ Độ ẩm tương đối cao nhất vào mùa mưa : 80 - 90%

+ Số giờ nắng trung bình khá cao, ngay trong mùa mưa cũng có trên 4giờ /

ngày, vào mùa khô là trên 8giờ / ngày

− Hướng gió chính thay đổi theo mùa:

+ Vào mùa khô, gió chủ đạo từ hướng Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam

và Nam

+ Vào mùa mưa, gió chủ đạo theo hướng Tây Nam và Tây

+ Tầng suất lặng gió trung bình hàng năm là 26%, lớn nhất là tháng 8 (34%),

nhỏ nhất là tháng 4 (14%) Tốc độ gió trung bình 1,4 –1,6m/s Hầu như không

có gió bão, gió giật và gió xoáy thường xảy ra vào đầu và cuối mùa mưa

(tháng 9)

− Thủy triều tương đối ổn định ít xảy ra hiện tương đột biến về dòng nước Hầu như

không có lụt chỉ ở những vùng ven thỉnh thoảng có ảnh hưởng

I.6 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT:

I.6.1 Điện:

Công trình sử dụng điện được cung cấp tư: Lưới điện thành phố, đồng thời còn có

hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết Toàn bộ đường dây điện

được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi

trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các

khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ

thống an toàn điện: Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí theo tầng và

theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

I.6.2 Hệ thống cung cấp nước:

Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: Nước ngầm và nước máy Tất cả được

chứa trong bể nước ngầm đặt ở tầng hầm Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước

đặt ở mái và từ đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn

nước chính

Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp Giant Hệ thống cấp

nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi

tầng đều nhau

I.6.3 Hệ thống thoát nước:

Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy (bề mặt mái được tạo dốc) và

chảy vào các ống thoát nước mưa (∅ =140mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước

thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng

I.6.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng:

Chiếu sáng:

Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên (thông qua các cửa sổ

được lắp đặt bằng kính ở các mặt của tòa nhà) và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống

cầu thang và hành lang đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng

Thông gió:

Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên và có các giếng troiwg

nhằm thông thoáng ánh sáng và lấy gió Thông gió nhân tạo đặt các máy điều hòa

I.6.5 An toàn phòng cháy chữa cháy:

Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài

khoảng 20m, bình xịt CO2, ) Bể chứa nước trên mái (dung tích khoảng 73m3) khi cần

được huy động để tham gia chữa cháy Ngoài ra ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo

cháy (báo nhiệt) tự động

I.6.6 Hệ thống thoát rác:

Rác thải được chứa ở gian rác được bố trí ở tầng trệt và sẽ có bộ phận đưa rác ra

ngoài Kích thước gian rác là (1 x 1,2)m Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh

làm bốc mùi gây ô nhiễm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ THIẾT KẾ

I.1 PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC CỦA CÔNG TRÌNH:

I.1.1 Nguyên tắc:

− Việc lựa chọn hệ chịu lực chính cho công trình (khung phẳng, khung không gian,

khung kết hợp với vách cứng, lỏi cứng…) chủ yếu dựa vào hình khối kiến trúc, mặt

bằng lưới cột, quy mô công trình, vật liệu chịu lực,

− Trong hầu hết các trường hợp nên chọn hệ chịu lực chính của công trình là hệ siêu

tĩnh vì so với hệ tĩnh định tương đương thì hệ siêu tĩnh chịu lực tốt hơn, độ an toàn

kết cấu cao hơn

− Khi tải trọng công trình nhỏ, mặt bằng lưới cột gồm các hàng cột cách đều nhau

theo hai phương và có dạng hình chử nhật rỏ ràng, tức là:

+ Tỷ số hai cạnh: ≥ 1 , 5

+ LMB: chiều dài mặt bằng công trình

+ BMB: chiều rộng mặt bằng công trình

− Lúc này có thể xem độ cứng không gian theo phương dài của công trình (phương

dọc) là rất lớn so độ cứng không gian theo phương ngang (ngắn) Hay nói cách

khác là có thể xem phương dọc của công trình là tuyệt đối cứng

− Chọn hệ chịu lực chính cho công trình là khung không gian

− Mặc khác khi chọn hệ chịu lực chính cho công trình và đưa ra sơ đồ tính kết cấu

còn phải chú ý đến các yếu tố sau:

+ Mục đính và thời hạn sử dụng

+ Điều kiện và các dạng tải trọng tác động

+ Tình hình, khả năng cung ứng vật liệu, trang thiết bị thi công và thời giant thi

công công trình đó

+ Sự phù hợp giữa kết cấu và mỹ quan kiến trúc

I.1.2 Áp dụng đối với công trình đang xét:

− Đối với công trình này, mặt bằng hình khối kiến trúc được chia ra làm nhiều hạng

mục khác nhau Nhìn chung, các hạng mục này đều có dạng hình vuông (tỷ số 2

cạnh < 1,5)

− Do đó ta chọn hệ chịu lực chính cho công trình này là khung không gian

− Quá trình tính toán thiết kế từng cấu kiện của công trình phải luôn luôn thõa mãn

hai trạng thái giới hạn sau đây:

Trạng thái giới hạn về cường độ (ttgh thứ 1):

− Đảm bảo cường độ công trình không vượt quá mức cho phép

N ≤ ∅ Trong đó:

N: Nội lực tính toán

∅: Khả năng chịu lực tối thiểu của kết cấu

Trạng thái gới hạn về biến dạng (ttgh thứ 2):

− Mọi tính toán đều phải thõa mãn bất đẳng thức:

[ ] f

fmax ≤

− fmax : Thông số về chuyển vị, biến dạng của kết cấu

− [ ]f : Giá trị giới hạn tương ứng theo quy phạm

− Trong mọi trường hợp thiết kế cấu kiện công trình phải đảm bảo yêu cầu cầu cấu

tạo của kết cấu từng cấu kiện đó (thõa mản theo quy chuẩn kết cấu bêtông,

bêtông cốt thép…)

− Khi thiết kế phải tính với mọi tải trọng và tác động có thể xảy ra trong quá trình

sử dụng và kể cả quá trình thi công

− Thiết kế công trình trong trường hợp công trình chịu tải trọng bất lợi nhất Để tìm

được trường hợp gây bất lợi nhất cho công trình cần phải tổ hợp tải trọng

− Mọi tính toán thiết kế kết cấu đều phải tuân thủ nguyên lý làm việc của vật liệu

tạo ra kết cấu đó

I.2 CƠ SỞ THIẾT KẾ:

I.2.1 Cơ sở thiết kế:

Các tài liệu, quy phạm – Tiêu chuẩn thiết kế được tham khảo gồm:

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

− TCXDVN 356-2005: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông và bêtông cốt thép

− TCXD 205-1998: Móng cọc –Tiêu chuẩn thiết kế

− Sổ Tay Thực hành KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

I.2.2 Sử dụng vật liệu trong công trình:

− Bêtông sử dụng cho toàn bộ hệ chịu lực công trình là M300 với các chỉ tiêu như

sau:

+ Khối lựơng riêng: 2,5T/m3

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rn = 110 daN/cm2

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rk = 8.8 daN/cm2

+ Môđun đàn hồi ban đầu khi nén và kéo Eb = 5

10.65,

− Cốt thép loại AI với các chỉ tiêu như sau:

+ Cường độ chịu nén tính toán: Ra = 2250 (daN/cm2)

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Ra’ = 2250 (daN/cm2)

+ Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang: Rađ = 1800 (daN/cm2)

+ Môđun đàn hồi Ea = 6

10.1,

− Cốt thép loại AII với các chỉ tiêu như sau :

+ Cường độ chịu nén tính toán: Ra = 2800 (daN/cm2)

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Ra’ = 2800 (daN/cm2)

+ Môđun đàn hồi Ea = 6

10.1,

CHƯƠNG 2

TÍNH HỒ NƯỚC MÁI

2.1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HỒ:

− Lượng nước dùng trong sinh hoạt được tính tương ứng với toàn bộ số người ở trong công trình

− Theo hồ sơ thiết kế kiến trúc công trình gồm có 2 hồ nước mái phục vụ cho sinh hoạt và chửa cháy cho cả công trình Như vậy, mỗi hồ sẽ cung cấp nước cho phân nửa công trình gồm có 8 căn hộ x 8 tầng = 64 căn hộ

− Mỗi căn hộ có trung bình khoảng 6 người, tiêu chuẩn dùng nước khoảng: 200 (lít/người/ngày,đêm)

Wsh = 64 x 6 x 200 (lít/người/ngày,đêm) = 76.800 (lít) = 76,8 m3

− Nước dự trữ dùng để cứu hỏa: Khu vực < 5.000 dân, nhà từ 3 tầng trở lên, có 1 vòi phun chữa cháy: Lưu lượng nước cho 1 vòi phun là 10 lít/giây và đảm bảo trong 10 phút:

Wch/10’ = 10 x 60 x 10 lít = 6.000 lít = 6 m3

• Thể tích nước trong hồ:

Whồ = 76,8 + 6 = 82,8 m3

• Chiều cao cột nước:

− Bể được đặt tại cột trục: (2 - 3); (D - E) và (4 - 5); (D - E), có kích thước mặt bằng (LxB) = 7 m x 7 m

− Chiều cao của hồ được xác định như sau:

Chiều cao hồ nước phải kể thêm chiều dày bản nắp và bản đáy

− Chọn chiều cao hồ nước là: Hhồ = 1,5 m

− Chọn dung tích hồ nước mái là: V = 7 x 7 x 1,5 = 73,5 (m3)

− Vậy 2 hồ nước mái có lưu lượng nước cung cấp là: 2 x 73,5 = 147 (m3)

70002

600

4

3 5 D

4

3 5 D

7000

2 4

3 5

Mặt cắt ngang hồ nước mái 2.2 TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN CỦA HỒ NƯỚC MÁI

2.2.1 Bản nắp

a Tải trọng tác dụng lên bản nắp

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

m l

D h

s

bn =

Trong đó:

D = 0,8: hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

ms = 45: đối với sàn làm việc 2 phương;

l: nhịp cạnh ngắn của ô bản;

Suy ra: 0,8 7 0,124 12, 4

45

bn

Chọn hbn = 12 cm ,ô sàn tiết diện (3,5x7)m

• Tỉnh tải bản nắp

Loại tải Cấu tạo h (cm) γγγγ (daN/m 3 ) hsđtc n tải tc

(daN/m 2 )

tải tt (daN/m 2 )

g = 75 daN/mSuy ra: gtt = gtc x np = 75 x 1,3 = 97,5 daN/m2

• Tổng tải trọng tác dụng bản nắp

ptt = qbntt x gtt = 411,9 + 97,5 = 509,4 daN/m2

b Sơ đồ tính bản nắp

Chọn sơ đồ tính của bản nắp là bản ngàm 4 cạnh

Xét tỷ số: 7

23,5

d n

Sơ đồ tính và nội lực bản kê 4 cạnh

c Xác định nội lực bản nắp:

Ô bản thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính theo ô bản đơn, dùng sơ đố đàn hồi

Do đó, momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

i: ký hiệu ô bản đang xét;

1,2: chỉ phương đang xét là L1,L2;

L1,L2: nhịp tính toán của ô bản là khoảng cách giữa các trục;

mi1, mi2, ki1,ki2: tra bảng;

P: tổng tải tác dụng lên ô bản;

P = qtt*L *L

Vơi: qtt: tỉnh tải tính toán lên sàn;

c Sơ đồ tính bản nắp

Ô bản thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính theo ô bản đơn, dùng sơ đố đàn hồi

Do đó, momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

M1 = mi1xP

M2 = mi2x P Mômen âm lớn nhất ở gối:

MI = ki1 * P

MII = ki2 * P Trong đó:

i: ký hiệu ô bản đang xét;

1,2: chỉ phương đang xét là L1,L2;

L1,L2: nhịp tính toán của ô bản là khoảng cách giữa các trục;

mi1, mi2, ki1,ki2: tra bảng;

P: tổng tải tác dụng lên ô bản;

P = qtt*L1*L2

Vơi: qtt: tỉnh tải tính toán lên sàn;

Nội lực trong các bản kê 4 cạnh

Ô bản L ng

(m)

L d (m) L d /L ng

P (daN/m 2 )

P = q tt *L ng *L d (daN)

K 91 M I = k 91 xp

(daN.m) k 12

M II =

k 92 xp (daN.m)

0,0183 228,38 0,0046 57,41 0,0392 489,22 0,0098 122,30

d Tính toán cốt thép bản nắp

Các đặc trưng vật liệu:

• Bêtông dùng M300, có Rn = 130 (daN/cm2)

• Cốt thép AI, có cường độ Ra = 2250 (daN/cm2)

• Sàn bêtông cốt thép có :

 Chiều dày bản sàn hb = 12 (cm)

 Lớp bêtông bảo vệ abv = 1 (cm)

• Giả thuyết tính toán:

 a1 = 1,5: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo;

=

Khi A ≤ Ao = 0,42, tính γ như sau:

) 2 1 1 ( 5 , 0

=

ho R

M F

a a

γ

=

Hàm lượng cốt thép:

= ×100 0

ho b

µ

Tại gối lấy Fagối = 40% Fanhịp

(Phải đảm bảo µ ≥ µmin để tránh trường hợp phá hoại dòn có thể xảy ra)

µ = (0,3÷0,9)%: Là tốt nhất đối với bản sàn

Tính toán cốt thép cho bản nắp

Ô sàn Kích thước (m) tỉ số

l 2 /l 1 p(daN/m 2 ) Momen

(daN.m)

a (cm)

h (cm)

F a

chọn (cm 2 )

− Lượng thép gia cường ở mỗi bên thành lỗ theo phương cạnh dài là: 2Ø10a50

_ Lượng thép gia cường ở mỗi bên thành lỗ theo phương cạnh ngắn là: 2Ø10a50 _ Lượng thép gia cường góc ở mỗi bên thành lỗ là: 2Ø10a50

e Kiểm tra độ võng cho bản nắp

− Độ võng bản nắp phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Trong đó yếu tố tải trọng

và nhịp của bản là hai yếu tố quan trọng nhất

1m

8m

Sơ đồ kiểm tra độ võng

− Tổng tải trọng tác dụng lên bản nắp:

− ptt = qbntt x gtt = 411,9 + 97,5 = 509,4 daN/m2

− Đây là bản 2 phương ngàm 4 cạnh ta có:

− Theo phương Ln tải trọng: q1

− Theo phương Ld tải trọng: q2

− Cắt dải bản rộng 1 m theo 2 phương Ln và Ld

− Điều kiện là độ võng theo 2 phương phải bằng nhau

− Tại dải bản 1 m2 nằm giửa ô sàn ta có:

4 2

4 2

q = q1 + q2 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình 2 ẩn số:

4 2

1

q q q

l

l q q



Độ võng theo phương Ln:

1

D

l q l

×

×

= 384

3 1 1

 Kết luận: Bản nắp thỏa yêu cầu về độ võng, như vậy ta có thể kết luận rằng kết

quả thiết kế bản đáy của hồ nước là hoàn toàn hợp lý

−

− 2.2.2 Bản đáy

q = 254,7 daN/m

7m

a Tải trọng tác dụng lên bản đáy

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

m l

D h

s

bn =

Trong đó:

D = 0,8: hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

ms = 45: đối với sàn làm việc 2 phương;

l: nhịp cạnh ngắn của ô bản;

45

bn

Chọn hbn = 15 cm, ô sàn tiết diện ( 3,5x7 )m

• Tĩnh tải bản đáy

Loại tải Cấu tạo h

Tải tt (daN/m 2 )

Tĩnh tải

Xét tỷ số: 7

23,5

d n

L = m=


bản làm việc 2 phương theo sơ đồ 9

Sơ đồ tính và nội lực bản kê 4 cạnh

c Xác định nội lực bản đáy

Ô bản thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản

Tính theo ô bản đơn, dùng sơ đố đàn hồi

Do đó, momen dương lớn nhất giữa nhịp là:

M1 = mi1xP

M2 = mi2x P Mômen âm lớn nhất ở gối:

MI = ki1 * P

MII = ki2 * P Trong đó:

i: ký hiệu ô bản đang xét;

1,2: chỉ phương đang xét là L1,L2;

L1,L2: nhịp tính toán của ô bản là khoảng cách giữa các trục;

mi1, mi2, ki1,ki2: tra bảng;

P: tổng tải tác dụng lên ô bản;

P = qtt*L1*L2

Vơi: qtt: tỉnh tải tính toán lên sàn;

Nội lực trong các bản kê 4 cạnh

Ô bản (m) L ng (m) L d L d /L ng P tt

(daN/m 2 )

P = q tt *L ng *L d (daN)

Nội lực trong các bản kê 4 cạnh

k 91 M I = k 91 xp

(daN.m) K 92

M II =

k 92 xp (daN.m)

0,0183 991,12 0,0046 249,13 0,0392 2123,06 0,0098 530,76

d Tính cốt thép

Các đặc trưng vật liệu:

− Bêtông dùng M300, có Rn = 130 (daN/cm2)

− Cốt thép AII, có cường độ Ra = 2800 (daN/cm2)

− Sàn bêtông cốt thép có:

 Chiều dày bản sàn hb = 15 (cm)

 Lớp bêtông bảo vệ abv = 2 (cm)

− Giả thuyết tính toán:

 a1 = 2: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến

mép bê tông chịu kéo;

 a2 = 3: 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 (ho = hs – a) tùy theo phương đang xét;

Các công thức tính toán và kiễm tra hàm lượng µ:

2

b ho R

M A

n

=

Khi A ≤ Ao = 0,42, tính γ như sau:

) 2 1 1 ( 5 , 0

=

ho R

M F

a a

γ

=

− Hàm lượng cốt thép: = ×100 0

ho b

µ

(Phải đảm bảo µ ≥ µmin để tránh trường hợp phá hoại dòn có thể xảy ra)

µ = (0,3÷0,9)%: Là tốt nhất đối với bản sàn

Tính toán cốt thép cho bản đáy

Ô sàn Kích thước (m) tỉ số l

2 /l 1 p(daN/m 2 ) (daN.m) Momen (cm) a (cm) h

F a chọn (cm 2 ) µµ (%)

e Kiểm tra nứt ở bản đáy (Theo TCVN 5574 -1995)

− Cấp chống nứt cấp 3: agh = 0,25 mm

− Kiểm tra nứt theo điều kiện : an ≤ agh = 0,25mm

C: hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn C = 1,5 η: phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép, thép thanh tròn trơn η=1,3; Thép có gân η = 1

1,2

15,11

− Đối với phương cạnh dài nội lực rất nhỏ do đó không cần kiểm tra nứt Khi phương cạnh ngắn đã thỏa về điều kiện khe nứt thì phương kia coi như là đã đảm bảo an toàn

− Theo kết quả kiểm tra ở bảng trên ta thấy:

an = (0,2÷0,25) ≤ agh = 0,25 mm



 Đáy hồ thỏa mãn điều kiện về khe nứt

f Kiểm tra độ võng cho bản đáy

− Độ võng bản đáy phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Trong đó yếu tố tải trọng

và nhịp của bản là hai yếu tố quan trọng nhất

1m

8m

Sơ đồ kiểm tra độ võng

− Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy:

− qt t = qbdtt + qntt = 560,6 + 1650 = 2210,6 (daN/m2)

− Đây là bản 2 phương ngàm 4 cạnh ta co

− Theo phương Ln tải trọng: q1

− Theo phương Ld tải trọng: q2

− Cắt dải bản rộng 1 m theo 2 phương Ln và Ld

− Điều kiện là độ võng theo 2 phương phải bằng nhau

− Tại dải bản 1 m2 nằm giửa ô sàn ta có:

4 2

4 2

7 m

4 2

1

q q q

l

l q q

=



Độ võng theo phương Ln:

1

D

l q l

×

×

= 384

3 1 1

2812510

 Kết luận: Bản đáy thỏa yêu cầu về độ võng, như vậy ta có thể kết luận rằng kết

quả thiết kế bản đáy của hồ nước là hoàn toàn hợp lý

Sơ đồ tính thành bể trường hợp hồ không nước, có gió đẩy

b Tải trọng

• Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành hồ:

 Hồ đầy nước, không có gió

 Hồ đầy nước, có gió đẩy

 Hồ đầy nước, có gió hút

 Hồ không có nước, có gió đẩy

• Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ, ta thấy các trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là: Hồ đầy nước + gió hút và hồ không có nước, có gió đẩy



 Tải trọng trong trường hợp hồ đầy nước + gió hút:

• Áp lực nước phân bố hình tam giác

- Aùp lực nước lớn nhất ở đáy hồ:

qn = γ × H = 1000 × 1,5 = 1.500 (daN/m) (đối với nước không có hệ số vượt tải)

• Tải trọng gió:

Xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ:

− Gió hút: qhúttt = Wo.k.c’.n.B Trong đó:

* n : hệ số vượt tải n = 1,2

* k : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

Địa hình dạng C, vì công trình được xây dựng trên địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên

Bể nước mái ở độ cao 34,5m, chọn k = 0,9 (theo TC 2737-1995)

* c’ : hệ số khí động: c' = - 0,6

* Wo :giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (TCVN 2737-1995)

Công trình được xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc vùng IIA

Áp lực gió vùng IIA: (Wo = 95-12 = 83(daN/m2) Theo điều 6.4.1-TCVN 2737-1995 B: bề rộng đón gió của dãi rộng 1m của thành hồ đang xét :(B = 1m

=> qhúttt = 83 × 0,9 × 0,6 × 1,2 × 1 = 53,784 ≈ 54 (daN/m)



 Tải trọng trong trường hợp hồ không nước + gió đẩy:

• Tải trọng gió:

Xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ:

− Gió đẩy: qhúttt = Wo.k.c’.n.B Trong đó:

* n : hệ số vượt tải n = 1,2

* k : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

Địa hình dạng C, vì công trình được xây dựng trên địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên

Bể nước mái ở độ cao 34,5m, chọn k = 0,9 (theo TC 2737-1995)

* c’ : hệ số khí động: c' = - 0,6

* Wo :giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (TCVN 2737-1995)

Công trình được xây dựng ở Tp Hồ Chí Minh thuộc vùng IIA

Áp lực gió vùng IIA: (Wo = 95-12 = 83(daN/m2) Theo điều 6.4.1-TCVN 2737-1995 B: bề rộng đón gió của dãi rộng 1m của thành hồ đang xét: (B = 1m)

daNm l

5,1548

2 2

daNm l

q M

tt hut

5,115006

,33

2 2

daNm l

2 2

daNm ql

=

×

• Cộng tác dụng hai trường hợp tải trên để tìm ra nội lực nguy hiểm nhất đối với bản thành Đối với moment của hai trường hợp này xảy ra ở cùng 1 vị trí Đối với nhịp moment của hai trường hợp xảy ra ở 2 vị trí khác nhau Tuy nhiên tính gần đúng ta có thể cộng 2 giá trị của hai trường hợp này để được nội lực lớn và tính toán cốt thép

daNm l

q tt đ

5,1728

2 2

M

tt đ

Mgối1 = 241 (daN.m)

Chọn abv = 2 cm => h0 = 10cm

02,010100130

100241

M A

n

− Ta có A= 0,02 < Ao = 0,42, tính: γ như sau:

) 2 1 1 ( 5

100 241

.

2

cm ho

R

M F

− Để thuận tiện cho việc đổ bêtông theo phương đứng chọn Ø8a200 có Fa = 2,51cm2

bố trí cho hai lớp của bản thành

− Theo phương cạnh dài của bản thành chọn thép theo cấu tạo ∅6a200 bố trí hai lớp

− Hàm lượng cốt thép:

Hàm lượng cốt thép thỏa mản điều kiện > µmin đãm bảo không phá hoại dòn

2.2.4 Dầm đỡ bản nắp

a Tải trọng tác dụng lên dầm đỡ bản nắp

− Do dầm nắp được đổ toàn khối với bản thành bằng bêtông cốt thép bên dước nên

độ cứng dầm nắp trong mặt phẳng uốn rất lớn

− Tải trọng của dầm nắp nhỏ, nên ta chọn kích thước tiết diện là:

− Vậy chọn tiết diện dầm đáy: DĐ1, DĐ2: 20x40(cm)

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

DĐ2 DĐ1