Thiết kế chung cư trường thọ thủ đức

Hệ thống nước : - Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố và dẫn vào bể chứa nước trong khuôn viên toà nhà ngoài sân bằng hệ bơm nước tự động, nước được bơm đến hồ nước mái,

LỜI CẢM ƠN



Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Kĩ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, Khoa xây dựng và quý thầy cô đã tạo điều kiện cho em được học tập, được trang bị rất nhiều kiến thức chuyên môn

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp Em đã may mắn nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Thầy hướng dẫn - người đã trực tiếp chỉ dạy, góp ý để em có thể hoàn thành tốt tập đồ án này Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc Em xin chân thành cảm ơn

Con xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cha Mẹ, những người thân đã tận tình giúp đỡ con về vật chất cũng như tinh thần để con có điều kiện học tập, trang bị kiến thức để hành trang vào đời cũng như góp một phần nhỏ bé của mình cho công cuộc xây dựng và phát triển đất nước Tôi xin chân thành cảm ơn các anh em, bạn hữu, những người đã tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này

Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong quý Thầy Cô lượng thứ và chỉ dạy, góp ý thêm để sau này ra trường em có thể công tác được tốt hơn

Một lần nữa Em xin trân trọng cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh ngày 05 tháng 03 năm 2011

Sinh viên

NGUYỄN THANH THIỆN

1.MỞ ĐẦU :

- Trong 1 vài năm gần đây tình hình đất nước đang trên đà phát triển, những trung tâm lớn của nước Việt Nam và đặc biệt là Tp Hồ Chí Minh là nơi thu hút rất nhiều nguồn nhân lực, vì vậy tình hình nhà ở là rất lớn Vì vậy sự ra đời của các chung cư là điều cần thiết và cần đẩy mạnh hơn nữa

- Về mặt kiến trúc thì các công trình này cần phải làm tăng vẻ mỹ quan cho thành phố, vì vậy đòi hỏi phải có những toà nhà với kiến trúc đẹp và tận dụng cũng như mang lại vẻ đẹp từ không gian trong và bên ngoài toà nhà, nhưng cũng phải tận dụng diện tích, cải tạo mặt bằng cho phù hợp với những tình hình thực tế về mặt bằng cũng như khu vực xung quanh

- Cũng trong xu hướng và mục tiêu như vậy thì chung cư TRƯỜNG THỌ-THỦ ĐỨC ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu trên

2 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

Công trình gồm 11 tầng chính và 1 tầng mái chia làm các phân khu chức năng chủ yếu sau:

Tầng 1: 1 phần là nhà để xe, một phần là dịch vụ thương mại, khu sinh hoạt cộng đồng, văn phòng bảo vệ, khu kỹ thuật…

Các tầng từ tầng 2 – 11 : Khu nhà ở cho các hộ dân cư

Tầng mái trên cùng là nơi thoát nước và đặt hệ thống bể nước phục

vụ sinh hoạt cho toàn công trình

2.1 Giải pháp kiến trúc

Kiến trúc của công trình thuộc dạng khu nhà ở cao tầng, đảm bảo các yêu cầu phù hợp về công năng, đồng thời hài hoà về kiến trúc mỹ quan đô thị và các yêu cầu về độ an toàn, vệ sinh…

Khu nhà ở đảm bảo yêu cầu về diện tích sử dụng của các phòng, độ thông thoáng, vệ sinh và an toàn khi sử dụng

Chiều cao toàn bộ công trình là H = 38.5 m

Hình khối kiến trúc mang tính đơn giản phù hợp với môi trường xung quanh, mặt đứng trang trí kết hợp giữa tưòng gạch với khung kính màu tạo đường nét hài hoà cho công trình

2.2 Giải pháp giao thông

Giao thông đứng

+ Công trình có 2 cầu thang máy từ tầng trệt tới tầng 11

+ Có 2 thang bộ chạy xuốt từ tầng trệt tới tầng mái

- Giao thông ngang

Giải pháp lưu thông theo phương ngang trong mỗi tầng là hệ thống hành lang ngang dọc rộng 1.6m

3 Các giải pháp kỹ thuật khác

3.1 Điện năng tiêu thụ :

- Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện thành phố vào nhà thông qua phòng máy điện Từ đây điện sẽ được dẫn đi khắp nơi trong công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự

phòng đặt ở tầng kỹ thuật để phát

3.2 Hệ thống nước :

- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố và dẫn vào bể chứa nước trong khuôn viên toà nhà (ngoài sân) bằng hệ bơm nước tự động, nước được bơm đến hồ nước mái, từ đây nước được dẫn đến từng căn hộ thông qua mạng lưới cấp nước của toà nhà

- Hệ thống dẫn nước thải được bố trí bên cạnh khu vệ sinh từng căn hộ Hệ thống xử lý này sẽ đưa nước thải vào bể tự hoại và bể xử lí nước Ngoài ra còn có hệ thống thoát nước mưa cho ban công, bếp bằng các hệ thống dẫn nước vào các bể xử lí nước Sau khi được xử lý nước thải được đưa vào hệ thống thoát nước thành phố

3.3.Thông gió, chiếu sáng :

- Bốn mặt của công trình điều có thông gió chiếu sáng cho các phòng, giữa công

trình bố trí giếng trời để lấy ánh sáng và tạo sự thông thoáng cho căn nhà

3.4 Phòng cháy, thoát hiểm:

- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2

- Các tầng lầu có hai cầu thang và 2 thang máy đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ Bên cạnh đó mặt bằng mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy

3.5 Vận chuyển :

- Phương tiện vận chuyển chính là thang máy và thang bộ là nơi có chức năng chủ yếu là thoát hiểm khi có sự cố về cháy nổ xảy ra

CHƯƠNG I

CƠ SỞ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

1.1 TIÊU CHUẨN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ:

Công việc thiết kế phải tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với nghành xây dựng Những tiêu chuẩn sau đây được sử dụng trong quá trình tính toán:

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

 TCXD 198 - 1997 : Nhà cao tầng –Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối

 TCXD 205 - 1998 : Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế

 TCXD 356 : 2005 : Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép

- Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau

1.2 SỬ DỤNG VẬT LIỆU:

- Bê tông, dầm, sàn, cột dùng mác B20 (M250) với các chỉ tiêu như sau:

+ Khối lượng riêng:  = 25 kN/m3 = 2500 daN/m3 + Cường độ chịu nén tính toán : Rb= 11,5 MPa = 115 daN/cm2 + Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt= 0,9 MPa = 9 daN/cm2 + Mođun đàn hồi: Eb = 3.104 Mpa = 3.105 daN/cm2

- Cốt thép loại AI với các chỉ tiêu :

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 230 MPa = 2300 daN/cm2 + Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 230 MPa = 2300 daN/cm2

+ Cừơng độ tính cốt thép ngang: Rsw= 180 MPa = 1800 daN/cm2

+ Modul đàn hồi : Es =2,1x106 daN/cm2

- Cốt thép loại AII với các chỉ tiêu:

+ Cường độ chịu nén tính toán Rsc = 280 MPa = 2800 daN/cm2 + Cường độ chịu kéo tính toán Rs = 280 MPa = 2800 daN/cm2 + Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw= 220 MPa = 2200 daN/cm2

+ Modul đàn hồi Es = 2,1x106 daN/cm2

- Vữa ximăng - cát:  = 16 kN/m3 = 1600 daN/m3

- Gạch xây tường- ceramic:  = 18 kN/m3 = 1800 daN/m3

1.3 Công thức tính toán cốt thép của các cấu kiện cơ bản:

2.3.1.Cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật:

Tính theo các công thức sau:

s

b s

R

bh R

 (1.3) Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép :

R R

 (1.4) Trong các công thức (2.1), (2.2) và (2.3):

M(daNcm) : giá trị mômen tại tiết diện cần tính cốt thép

b,h (cm) : chiều rộng và chiều cao của tiết diện

ho (cm) : chiều cao làm việc của tiết diện, ho= h – a

với a là khoảng cách bê tông bảo vệ

Rb(daN/cm2) : Cường độ chịu nén của bêtông

Rs(daN/cm2) : Cường độ chịu kéo của cốt thép chịu lực

1.4 Tính toán cốt đai:

- Theo quy phạm , cần phải tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng theo

điều kiện lực cắt khi : 0,6Rbtbho < Q < 0,35Rbbho

- Khi Q < 0,6Rbtbho – lực cắt nhỏ , cấu kiện không bị nứt theo tiết diện nghiêng , chỉ cần bố trí cốt đai theo yêu cầu cấu tạo, không cần cốt xiên

- Khi Q > 0,35Rbbho – lực cắt quá lớn , gây ra sự ép vỡ bêtông do ứng suất nén chính ; tiết diện cần được tăng kích thước trước khi tính toán

Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán là:

2

2 0

4

Q

nA R bh R

bt b n f b

Rbt = 1.15 Mpa = 11.5 daN/cm2 bê tông B25

Aw = diện tích của cốt thép làm đai (cm2)

Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

Q

bh R

2 0 4

max





 (  4 = 1.5 đối với bê tông nặng)

Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai:

 đoạn L/2 giữa dầm

Schọn = min( stt, smax, sct ) Lấy Smin thế vào công thức Q '  0.3   w1 b1 bR bhb 0

Với: w1 = 1 + 5 w  1.3

= 1 +

bs

A E

b

s 

 5 1 = 1  bRb (  = 0.01 đối với bê tông nặng)

Nếu Q’>Q thì bố trí cốt đai như tính toán, nếu Q’< Q thì phải bố trí cốt xiên

1.5 Hàm lượng cốt thép:

- Sau khi tính tóan được As cần kiểm tra lại tỉ lệ cốt thép :

R R



- Đối với bản sàn  % nằm trong khoảng 0.3 đến 0.9 là hợp lí Nếu  %

quá lớn hay quá bé chứng tỏ chiều dày của bản đã chọn là chưa hợp lí , cần thay đổi lại hb và tính toán lại cho hợp lí

- Khi tính được  % <  min mà không thể giảm chiều dày của bản thì

phải chọn As theo yêu cầu tối thiểu bằng min b h0 ; TCVN quy định min = 0.05 %

CHƯƠNG II THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 CẤU TẠO SÀN:

Chú ý: Đối vơí sàn thường xuyên tiếp xúc vơí nước (sàn vệ sinh, mái…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp chống thấm

2.2 PHÂN LOẠI BẢN SÀN VÀ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN:

2.2.1 Phân loại bản sàn:

Theo sơ đồ kết cấu có thể phân thành :

- Bản loại dầm : khi bản sàn được liên kết (dầm hoặc tường) ở 1 cạnh (liên kết ngàm) hoặc ở 2 cạnh đối diện (kê tự do hoặc ngàm) và chịu tải phân bố đều Lúc

đó bản chỉ chịu uốn theo phương có liên kết , bản chỉ chịu lực 1 phương nên gọi là bản 1 phương hay bản loại dầm

- Bản kê 4 cạnh: khi bản có liên kết cả bốn cạnh ( tựa tự do hoặc ngàm), tải trọng tác dụng trên bản truyền đến các liên kết theo cả 2 phương Bản chịu uốn 2 phương được gọi là bản 2 phương hay bản kê bốn cạnh

Tùy theo kích thước (L1: cạnh ngắn; L2: cạnh dài) của bản mà ta chia ra:

a- Khi L2 < 2L1 là bản kê bốn cạnh

b- Khi L2 > 2L1 là bản loại dầm

< 2 thì bản được xem là bản kê, lúc này bản làm việc theo hai phương

L2 , L1: cạnh dài và cạnh ngắn cuả ô bản

- Tùy theo điều kiện liên kết cuả bản với các tường hoặc dầm bêtông cốt thép xung quanh mà chọn sơ đồ tính bản cho thích hợp

- Trong trường hợp tổng quát, công thức tính cho tất cả các loại ô bản có dạng :

- Công thức tính moment :

+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản :

M1= mi1.p (daNm/m) (2.1)

M2= mi2.p (daNm/m) (2.2) + Moment âm lớn nhất ở gối:

MI = ki1.p (daNm/m) (2.3)

MII= ki2.p (daNm/m) (2.4) Trong đó:

i kí hiệu ô bản đang xét (i=1,2,…11)

P tổng tải trọng tác dụng lên ô bản ; P = (p+q).L1.L2

Vơí p :hoạt tải tính toán (daN/m2)

q:tĩnh tải tính toán (daN/m2)

mi1 , mi2 , ki1 , ki2 các hệ số phụ thuộc vào hệ số L2 / L1

b Loại bản dầm:

 Đối với những bản console có sơ đồ tính:

Cách tính : Cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b=1m để tính như dầm console

+ Moment : tại đầu ngàm : M- =

2

b 1

q L

4 (2.5) Trong đó : qb = (p +q).b

 Đối với những bản 1 đầu ngàm và 1 đầu khớp có sơ đồ tính:

Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b=1m để tính như dầm ngàm và 1 đầu tựa đơn

b 1

9

q L

8  (2.7) Trong đó: qb = (p +q).b (2.8)

 Đối với những bản 2 đầu ngàm:

Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b=1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm

Moment:

Tại gối : M- =

2 1 b

q L

12 (2.9) Tại nhịp : M+ =

2 1 b

q L

24 (2.10) Trong đó: qb = (p +q).b

R

bh R

 Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép :

R R

 Trong các công thức (2.1), (2.2) và (2.3):

o M(daNcm): giá trị mômen tại tiết diện cần tính cốt thép

o b, h (cm): chiều rộng và chiều cao của tiết diện

o ho (cm): chiều cao làm việc của tiết diện, ho= h – a

với a là chiều dày lớp bê tông bảo vệ

o Rb(daN/cm2): Cường độ chịu nén của bêtông

o Rs(daN/cm2): Cường độ chịu kéo của cốt thép

2.3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Do quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong

mặt phẳng ngang nên bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện sau:

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

2.3.1 Xác định sơ bộ chiều dày bản sàn :

Theo công thức:

m

L D

hs . 1

 (2.11) Với D = 0,8  1,4

L1 = 4,3m ) , m = 40  45 (bản 2 phương)

) ( 3 , 9 45

5 , 3 2 , 1 1

cm m

L D

hs    



Chọn : hS = 10(cm) để thiết kế

o Dầm phụ : nhịp dầm 7m

2) 15 8 (

15 8

1 )

15 8 (

1



 (2.13)

cm h

4 2

1 )

4 2 (

2.3.2 Tải trọng truyền lên các ô sàn:

-Vửa lót dày 3cm

1 1 )

t t

h h

g     (2.16) Trong đó :  ;ht t – bề dày ,chiều cao của tường

t

 - khối lượng riêng của tường

(Tường dày 10m;  = 1800 daN/m3; n=1,2)

Lt(m)

gt =

2 1

.

L L

Kết quả: + Nếu gt < 75 (daN/m2) thì lấy gt = 75 (daN/m2) để tính toán

+ Nếu gt > 75 (daN/m2) thì lấy giá trị tính được để tính toán

b) Hoạt tải sàn :

Ô số

L1(m)

L2(m)

A (m2) A1

Ptt(daN/m2)

2.3.3 Tính nội lực và tính thép sàn

Tổng tải trọng tác dụng lên sàn:

L2/L1 g

(daN/m2)

ptt(daN/m2)

gt(daN/m2)

qb(daN/m2)

P (daN)

1 3.25 4.3 1.32 394.2 172 566.2 7912.65

2 3.5 4.3 1.23 394.2 168 222.5 784.7 11809.7

3 3.25 4.3 1.32 394.2 317 261 972.2 13586.5

a) Đối với bản 2 phương

Giá trị nội lực moment bảng 2 phương:

ho (cm)

(cm2)

Chọn thép

A chọn μ(%)

1

Nhịp

L1 165 8 0.022 0.023 0.745 6a200 1.400 0.18 Nhịp

L2 95 8 0.013 0.013 0.427 6a200 1.400 0.18 Gối L1 376 8 0.051 0.052 1.724 8a200 2.500 0.31 Gối L2 214 8 0.029 0.030 0.970 8a200 2.500 0.31

2

Nhịp

L1 242 8 0.033 0.033 1.099 6a200 1.400 0.18 Nhịp

L2 162 8 0.022 0.022 0.731 6a200 1.400 0.18 Gối L1 555 8 0.075 0.078 2.579 8a200 2.500 0.31 Gối L2 366 8 0.050 0.051 1.677 8a200 2.500 0.31

Nhòp

L2 163 8 0.022 0.022 0.736 6a200 1.400 0.18 Goái L1 645 8 0.088 0.092 3.018 8a150 3.400 0.43 Goái L2 367 8 0.050 0.051 1.681 8a200 2.500 0.31

4

Nhòp

L1 296 8 0.040 0.041 1.349 6a200 1.400 0.18 Nhòp

L2 198 8 0.027 0.027 0.896 6a200 1.400 0.18 Goái L1 678 8 0.092 0.097 3.181 8a150 3.400 0.43 Goái L2 447 8 0.061 0.063 2.060 8a200 2.500 0.31

5

Nhòp

L1 188 8 0.026 0.026 0.850 6a200 1.400 0.18 Nhòp

L2 163 8 0.022 0.022 0.736 6a200 1.400 0.18 Goái L1 436 8 0.059 0.061 2.008 8a200 2.500 0.31 Goái L2 376 8 0.051 0.052 1.724 8a200 2.500 0.31

6

Nhòp

L1 170 8 0.023 0.023 0.768 6a200 1.400 0.18 Nhòp

L2 170 8 0.023 0.023 0.768 6a200 1.400 0.18 Goái L1 396 8 0.054 0.055 1.818 8a200 2.500 0.31 Goái L2 396 8 0.054 0.055 1.818 8a200 2.500 0.31

7

Nhòp

L1 138 8 0.019 0.019 0.622 6a200 1.400 0.18 Nhòp

L2 76 8 0.010 0.010 0.341 6a200 1.400 0.18 Goái L1 312 8 0.042 0.043 1.424 8a200 2.500 0.31 Goái L2 172 8 0.023 0.024 0.777 8a200 2.500 0.31

8

Nhòp

L1 250 8 0.034 0.035 1.136 Ø6a200 1.400 0.18 Nhòp

L2 131 8 0.018 0.018 0.590 6a200 1.400 0.18 Goái L1 564 8 0.077 0.080 2.623 8a200 2.500 0.31 Goái L2 298 8 0.040 0.041 1.358 8a200 2.500 0.31

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CẦU THANG

CẤU TẠO BẬC THANG

Chọn sơ bộ kích thước thang:

3 , 3 30

4.1.1 Tĩnh tải:gồm trọng lượng bản thang các lớp cấu tạo

Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang được lập theo các công thức sau:

n

i td i 1

g     n (daN/m2) (4.1) Trong đó :

 : chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng

Đối với lớp gạch ceramíc và lớp vữa ximăngcó chiều dày i

tdi

b

(l h ) cos l

 

Đối với bậc thang (xây bằng gạch đinh) có kích thước (lb , hb)

b td

h cos 2



 

- Tải trọng tác dụng lên bản thang g có phương thẳng góc với trục bản

nghiêng và được phân làm 2 lực theo 2 hướng :

+ Theo phương dọc trục bản nghiêng : là g.tg  tạo nên lực dọc trong bản nghiêng , để đơn giản khi tính toán không xét đến thành phần lực dọc này

+ Theo phương đứng : là gtt = g

thang là cấu kiện chịu uốn )

Các lớp cấu tạo:

Số TT Loại vật liệu Chiều dày

(cm)

Trọng lượng (daN/m3)

h

l

b

i b

b

3 , 0

88 , 0 02 , 0 ).

168 , 0 3 , 0 ( cos ) (



Lớp vữa :

m l

h

l

b

i b

b

3 , 0

88 , 0 02 , 0 ).

168 , 0 3 , 0 ( cos ) (

n

i i

   

Trọng lượng lan can glc=30daN/m, quy tải lan can trên đơn vị m2bảng thang :

2/ 25

2 '

2

g   lc   

4.1.2 Hoạt tải:

Theo TCVN 2737-1995 tải trọng cầu thang khu chung cư : 360 daN/m2

Vế Tải trọng (daN/m )

Tĩnh tải Hoạt tải

4.2.2 Tính toán nội lực và cốt thép:

a) Nội lực:

- Xem bản thang làm việc như 1 dầm tựa đơn lên chiếu tới và dầm chiếu nghỉ Do kết cấu là:

+ Bê tông đổ toàn khối:

+ Neo cốt thép của bản vào dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ

Sau khi giải trên SAP ta được kết quả sau:

Moment của bản thang (tĩnh tải + hoạt tải) (daNm)

- Kết quả moment giữa nhịp sau khi giải như sau:

Trong thực tế khớp này không phải là khớp lý tưởng mà là khớp dẻo nên phải đặt thép để phòng ngừa momen âm gây nứt bản thang

Mmax = 2809 daNm, như vậy phân bố lại moment tại các vị trí như sau:

Mgối = 40% Mmax(nhịp)= 0,4.2809 = 1123.6 daNm

Mnhịp = 70% Mmax= 0,7.2809 = 1966.3 daNm

b) Tính thép:

Bê tông B20 có Rb= 115 Mpa

Thép AII: có Rs= 280 Mpa; ta suy ra được R=0.51

Với h = 10 cm, a= 1.5 cm, b= 100cm

2 0

m n

diện M(daNm) ho(cm)  

As (cm2)

As (chọn)

As chọn (cm2)

µ(%)

Nhịp 1966.3 8.5 0.237 0.274 9.575 12a100 11.3 1.33

c) Bố trí cốt thép cầu thang:

- Thép chịu lực Þ12a100 theo cạnh dài tại nhịp và Þ12a150 tại gối

- Thép phân bố Þ8a200 theo cạnh ngắn

4.3 Dầm chiếu nghỉ:

Tải trọng tác dụng gồm:

Trọng lượng bản thân dầm:

Kết quả tính toán cốt thép:

Tiết

diện

M daNcm

b ho(cm)  

As(cm2)

Chọn thép

As(chon) µ

Nhip 1013400 30 46 0.208 0.236 8.92 418 10.18 1.1

k db

2 08



daN s

nf R bh

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

Trong một công trình nhà ở cao tầng hay chung cư, việc lưu thông và cung cấp nước cho cư dân là một sự cần thiết và cực kỳ quan trọng Các bể nước đóng vai trò chủ đạo trong dây chuyền cung cấp và xử lý nước Người ta phân ra làm ba loại bể nước: Bể nước dưới tầng hầm, bể nước ngầm dưới tầng hầm, bể nước mái

Dựa vào kiến trúc của công trình sơ bộ dân cư trong công trình, ta bố trí 2 bể nước mái ở mặt bằng tầng sân thượng, đáy bể ở cao trình 29.4m.sau đây là trình tự thiết kế một hồ nước mái

I SƠ ĐỒ HÌNH HỌC

Thiết kế bể nước mái có kích thước a=8600,b=7000,h=1500, hình vẽ minh họa như sau:

Hình 1 Mặt bằng bể nước mái

Trong thiết kế bể nước, dựa vào tỷ số a

b , h

a người ta phân ra làm ba loại: bể thấp, bể cao, bể dài Xét bể nước mái công trình này, ta có:

9 1.154 3 7.8

a

1.5 0.192 2 7.8

h

Vậy ta thiết kế bể nước theo loại bể thấp

II CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

Tùy thuộc vào nhịp tính toán của bể nước, ta có thể chọn sơ bộ chọn kích thước của bản nắp, các dầm bản nắp, bản đáy, các dầm bản đáy, bản thành lần lượt như sau:

II.1 Kích thước tiết diện bản nắp, các dầm bản nắp

- Chiều dày hb bản nắp sơ bộ tính theo công thức sau

1 350 1.1 8,56 45

- Đối với các hệ dầm chính chịu tải trọng nhẹ, gác trực tiếp lên cột, dầm Dn1,

Dn2 ta chọn sơ bộ như sau:

­ Đối với các hệ dầm mang trực giao (dầm Dn3, Dn4) gác trực tiếp lên dầm

Dn1, Dn2 ta chọn sơ bộ như sau:

Chọn hd= 40cm Chọn bd = (0.3  0.5)hd Chọn bd= 20cm Vậy kích thước sơ bộ dầm nắp như sau:

DN1 b x h =250 x 500 (mm);

DN2 b x h =250 x 500 (mm);

DN3 b x h =200 x 400 (mm);

DN4 b x h =200 x 400 (mm);

II.2 Kích thước tiết diện bản đáy

- Chọn chiều dày bản đáy: Do chịu tải trọng nhiều hơn bản nắp, yêu cầu về chống nứt,chống thấm cao nên ta chọn chiều dày bản đáy h b 180 mm an toàn

Chọn sơ bộ tiết diện dầm nắp :

- Đối với các hệ dầm chính, gác trực tiếp lên cột, dầm Dd1, Dd2 ta chọn sơ bộ như sau:

­ Đối với các hệ dầm mang trực giao (dầm Dd3, Dd4) gác trực tiếp lên dầm Dd1, Dd2 ta chọn sơ bộ hd= 60cm

Chọn bdầm = (0.3  0.5)hd Chọn bd= 30cm

- Chọn kích thước dầm đáy tương đối lớn do dầm đáy chịu mômen xoắn lớn Chọn sơ bộ kích thước dầm đáy như sau:

DĐ1 b x h =400 x 700 (mm);

DĐ2 b x h =400 x 700 (mm);

DĐ3 b x h =300 x 600 (mm);

DĐ4 b x h =300 x 600 (mm);

II.3 Kích thước tiết diện bản thành

Chọn chiều dày bản thành là 15 cm để thiết kế

II.4 Kích thước tiết diện cột hồ nước

Chọn kích thước tiết diện là 30x50cm (như đối với các tiết diện cột tầng trên cùng)

III SƠ ĐỒ TÍNH

III.1 Bản nắp

Hình 2 Sơ đồ tính bản nắp bể

Bản nắp có kích thước ô bản l1 l2  3.9 4.5  Ta có 2

1

4.3 1.22 2 3.5

III.2 Bản đáy

Hình 3 Sơ đồ tính bản đáy bể

Bản đáy có kích thước l1 l2  3.9 4.5  Ta có 2

1

4.3 1.22 2 3.5

l

l    thuộc loại bản kê bốn cạnh, bản làm việc theo hai phương Theo phương dầm DĐ1 & DĐ2: 70

III.3 Bản thành

Bản thành có kích thước l1 l2  1.5 8.6  ( 1.5 7  )m

Theo phương cạnh dài ( a  8.6 m), ta có tỉ số 8.6 5.73 2

1.5

a

h    , bản làm việc một phương theo chiều cao h , cắt một dãi có bề rộng b  1 m để tính

Theo phương cạnh ngắn ( b  7 m), ta có tỉ số 7 4.67 2

1.5

b

h    , bản làm

Bản thành có sơ đồ tính là thanh liên kết một đầu ngàm, một đầu khớp Chịu tải trọng gió, áp lực nước, trọng lượng bản thân và có thể chịu phần nào tải trọng

do dầm bản nắp truyền xuống Như vậy bản thành sẽ tính như bài toán chịu uốn ngang uốn dọc đồng thời như lý thuyết sức bền vật liệu

III.4 Hệ dầm đỡ bể nước (dầm nắp và dầm đáy)

Tính như hệ dầm phụ mang, tải trọng do bản nắp truyền xuống

IV TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Tải trọng tác dụng lên bể nước bao gồm tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió

IV1 Tĩnh tải

Tĩnh tải của các cấu kiện dạng bản chủ yếu là do trọng lượng các lớp cấu tạo gây nên Xét cụ thể từng ô bản : bản nắp, bản đáy

 Bản nắp

Trọng lượng các lớp cấu tạo được mô tả trong bảng sau

Bảng 4.1:Trọng lượng các lớp cấu tạo bản nắp

1 Lơp gạch men 0.01 20 1.1 0.22

2 Lớp vữa lót 0.02 18 1.3 0.468

3 Lớp chống thấm 0.02 22 1.3 0.572

Tĩnh tải của các cấu kiện dạng dầm bao gồm trọng lượng bản thân của dầm và do bản nắp truyền vào dưới dạng hình thang hay tam giác Xét từng hệ dầm cụ thể như sau:

 Hệ dầm nắp

Trọng lượng bản thân của hệ dầm nắp tính theo công thức sau

p  q l đốiù với dầm nắp Dn1, Dn2

1

p  q l đối với dầm nắp Dn3, Dn4

Bảng 4.4 Trọng lượng bản nắp truyền vào hệ dầm nắp

Hệ dầm đáy bể

Trọng lượng bản thân của hệ dầm đáy bể được tính theo

g  n b h   h

Bảng 4.5 Trọng lượng bản thân hệ dầm đáy

1 Lơp gạch men 0.01 20 1.1 0.22

2 Lớp vữa lót 0.02 18 1.3 0.468

3 Lớp chống thấm 0.02 22 1.3 0.572

4 Bản thành BTCT 0.15 25 1.1 4.125

5 Lớp vữa trát 0.015 18 1.3 0.351

Vậy tĩnh tải bản đáy là g tt 5.736 (kN /m2), g tc 5.02 (kN /m2)

Vậy trọng lượng thành bể tác dụng lên DĐ1, DĐ2

5.736 1.5 8.604

IV.2 Hoạt tải

Tùy thuộc vào các ô bản, hoạt tải được tính toán khác nhau:

1.1 1000 1.5 1650

tt n

p  n h      (daN/m2)=16.5(kN/ m2)

* Bản thành

Xét 2 tổ hợp tải trọng hoạt tải cho là nguy hiểm nhất:

+ Bể đầy nước chịu áp lực gió hút (c=0.6) + Bể không có nước chịu áp lực gió đẩy (c=0.8)

Áp lực thủy tĩnh phân bố hình tam giác và lớn nhất ở đáy bể, cột nước tối

đa trong bể nước là hmax  1.5 (m):

1.1 1000 1.5 1650

tt n

p  n h      (daN/m2) = 16.5(kN/ m2)

Áp lực gió : (xem phần tính tải trọng tác dụng lên công trình)

Vị trí xây dựng công trình : II-A Áp lực gió tiêu chuẩn : Wo = 83 kG/m2Địa hình khu vực xây dựng : B

Cao trình nắp bể : 32.4m Hệ số k =1.2344

Hệ số khí động : c = 0.8 (phía đón gió) ; c = 0.6 (phía hút gió) Hệ số vượt tải : n = 1.2

Tải trọng gió đón và hút :

Kết quả tính nội lực cho bảng sau

Bảng 4.8 Kết quả nội lực bản nắp

Ô sàn l1(m) l2(m) l2/l1 q Hệ số Mômen

Kết quả tính nội lực cho bảng sau

Bảng 4.9 Kết quả nội lực bản đáy

Ô sàn l1(m) l2(m) l2/l1 q Hệ số Mômen

V.4 Dầm nắp và dầm đáy :

- Mô hình :

Hình 5 Mô hình không gian hồ nước mái

Hình 6 Mặt bằng dầm, bản nắp hồ nước mái

Hình 7 Mặt bằng dầm, bản đáy hồ nước mái

Hình 8 Tải trọng bản năp

Hình 9 Tải trọng bản đáy

Hình 10 Trọng lượng bản thân của hệ dầm

Hình 11 Hoạt tải bản nắp

Hình 12 Hoạt tải bản đáy

­ Quy tải trọng gió thành moment tác dụng lên hệ dầm đáy

Hình 13 Tải trọng gió

- Phần tải trọng và tổ hợp tải trọng nhập vào như đã diễn giải ở phần trước

- Giải ra được nội lực trong dầm như sau :

Hình 14 Biểu đồ mômen dầm nắp DN1, dầm đáy DD1(KN.m)

Hình 15 Biểu đồ mômen dầm nắp DN3, dầm đáy DD3(KN.m)

Hình 16 Biểu đồ lực cắt dầm nắp DN1, dầm đáy DD1 (T)