Chung cư khánh hội quận 4 thành phố hồ chí minh

Chung cư khánh hội quận 4 thành phố hồ chí minh Chung cư khánh hội quận 4 thành phố hồ chí minh Chung cư khánh hội quận 4 thành phố hồ chí minh luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

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

  

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

NGUYỄN DUY SƠN

Lớp: 15X1C

Mã SV: 110150229

ĐÀ NẴNG, THÁNG 12/2019

Mục lục

DANH MỤC HÌNH VẼ 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU 9

LỜI CẢM ƠN 11

Phần 1 1

Chương 1.ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2

1.1Nhu cầu đầu tư xây dựng công trình 2 1.2Các tài liệu và tiêu chuẩn dùng trong thiết kế 2 1.3Vị trí, đặc điểm và điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng 3 1.3.1.Vị trí, đặc điểm 3 1.3.2.Điều kiện tự nhiên 3 1.4 Quy mô công trình 3 1.4.1.Hệ thống tầng 4 1.5Giải pháp kiến trúc 4 1.6Giao thông trong công trình 4 1.6.1.Hệ thống điện 5 1.6.2.Hệ thống cấp nước 5 1.6.3.Hệ thống thoát nước thải và nước mưa 5 1.6.4.Hệ thống thông gió, chiếu sáng 5 1.6.5.An toàn phòng cháy chữa cháy và thoát người 5 1.6.6.Hệ thống chống sét 5 1.7Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật 5 1.7.1.Mật độ xây dựng 6 1.8 Kết luận 6 Phần 2 7

Chương 2.GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 8

2.1Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình 8 2.1.1.Phân loại kết cấu chịu lực 8 2.1.2.Hệ kết cấu sàn 10 2.1.3.Lựa chọn giải pháp kết cấu của công trình 10 Chương 3.TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 11

3.4.2.Trọng lượng tường ngăn, tường bao che và lan can trong phạm vi ô sàn 14

Xác định nội lực cho các ô sàn

Chương 4.TÍNH TOÁN CẦU THANG 22

4.9.4.Tính toán cốt đai 35Chương 5.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 36

Chương 7.TÍNH TOÁN MÓNG KHUNG TRỤC 3 58

7.2.2.Giải pháp cọc khoan nhồi 62

Phần 3 89Chương 8 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÁC CÔNG TÁC CHỦ YẾU PHẦN NGẦM 90

8.1.11.Công tác vận chuyển đất khi thi công khoan cọc khoan nhồi 1238.1.12.Tính toán số lượng công nhân phục vụ công tác thi công cọc 1248.2Tính toán biện pháp kỹ thuật và biện pháp thi công đào đất 124

8.4.3.Tính thời gian dây chuyền thi công bê tông đài móng 132

Chương 9.THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN 135

Chương 10 TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN NGẦM 150TÀI LIỆU THAM KHẢO 151

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Phối cảnh tòa nhà…… 2

Hình 3.1 Sơ đồ phân chia ô sàn 11

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình 13

Hình 3.3 Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh tầng điển hình 13

Hình 3.4 Sơ đồ tính ô sàn bản dầm……… 16

Hình 3.5 Sơ đồ tính ô sàn bản kê 4 cạnh 16

Hình 4.1 Sơ đồ kết cấu cầu thang tầng điển hình 22

Hình 4.2 Cấu tạo cầu thang 22

Hình 4.3 Sơ đồ nội lực bảng thang 24

Hình 4.4 Sơ đồ nội lực bản chiếu nghỉ 26

Hình 4.5 Sơ đồ tính nội lực cốn thang 28

Hình 4.6 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 1 30

Hình 4.7 Biểu đồ moment dầm chiếu nghỉ 1 31

Hình 4.8 Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ 1 31

Hình 4.9 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 2 34

Hình 4.10 Biểu đồ moment dầm chiếu nghỉ 2 34

Hình 4.11 Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ 2 34

Hình 5.1 Mặt bằng định vị cột 39

Hình 5.2 Sơ đồ tính toán gió động của công trình 43

Hình 5.3 Đồ thị xác định hệ số động lực 46

Hình 6.1 Sơ đồ khung trục 3 50

Hình 6.2 Tiết diện tính toán cột lệch tâm 52

Hình 6.3 Sơ đồ bố trí cốt treo 56

Hình 7.1 Mặt bằng bố trí móng 63

Hình 7.2 Bố trí trong móng M1 67

Hình 7.3 Diện tích móng khối quy ước 69

Hình 7.4 Sơ đồ tính lún 73

Hình 7.5 Sơ đồ tính chọc thủng đài cọc M1 73

Hình 7.6 Sơ đồ tính toán móng M1 74

Hình 7.7 Bố trí cọc trong móng M2 77

Hình 7.8 Diện tích đáy móng khối quy ước 81

Hình 7.9 Sơ đồ tính lún 85

Hình 7.10 Sơ đồ tính toán chọc thủng đài cọc M2 85

Hình 7.11 Sơ đồ tính toán móng M2 86

Hình 8.1 Máy khoan KH-100 92

Hình 8.2 Máy cẩu MKG-16 93

Hình 8.3 TRình tự thi công cọ khoan nhồi 95

Hình 8.4 Định vị công trình và hố khoan 96

Hình 8.5 Kích thước ống vách 97

Hình 8.6 Bố trí máy rung hạ ống vách 99

Hình 8.9 Gàu khoan 102

Hình 8.10 Công tác khoan lỗ 103

Hình 8.11 Chế tạo , hạ khung cốt thép 105

Hình 8.12 Đệm định vị lồng thép 105

Hình 8.13 Quy cách nối thép 106

Hình 8.14 Chi tiết đáy lồng 108

Hình 8.15 Quả dọi 110

Hình 8.16 Thí nghiệm nén tĩnh 113

Hình 8.17 Thông số kỹ thuật ván khuôn gỗ phủ phim 127

Hình 8.18 Sơ đồ tính 128

Hình 9.1 Cấu tạo khung giáo .137

Hình 9.2 Sơ đồ tính sườn dọc 138

Hình 9.3 Vị trí và kích thước ô sàn ván khuôn điển hình 140

Hình 9.4 Sơ đồ tính xà gồ lớp 1 140

Hình 9.5 Sơ đồ tính xà gồ lớp 2 141

Hình 9.6 Sơ đồ tính cột chống 142

Hình 9.7 Sơ đồ tính ván khuôn đáy dầm 144

Hình 9.8 Sơ đồ tính xà gồ lớp 2 đáy dầm 145

Hình 9.9 Sơ đồ tính ván khuôn thành dầm 146

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 So sánh đặc tính thép và bê tông 10

Bảng 3.1 Phân loại ô sàn 12

Bảng 3.2 Tĩnh tải các lớp sàn 14

Bảng 5.1 Sơ đồ tiết diện cột 37

Bảng 5.2 Sơ đồ tiết diện dầm 39

Bảng 5.3 Tĩnh tải sàn các phòng công năng 40

Bảng 5.4 Tĩnh tải sàn vệ sinh 40

Bảng 5.5 Tĩnh tải sàn tầng mái 40

Bảng 5.6 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương X 45

Bảng 5.7 Giá trị theo các mode dao động 46

Bảng 5.8 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương Y 46

Bảng 5.9 Giá trị theo các mode dao động 47

Bảng 7.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 58

Bảng 7.2 Đánh giá độ chặt của đất rời 58

Bảng 7.3 Phân loại đất rời 58

Bảng 7.4 Đánh giá trạng thái của đất dính 59

Bảng 7.5 Đánh giá trạng thái vật lí của đất 59

Bảng 7.6 Tổ hợp tải trọng tính toán móng M1 64

Bảng 7.7 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn móng M1 64

Bảng 7.8 Tải trọng tiêu chuẩn dùng tính toán 69

Bảng 7.9 Ứng suất bản than và gây lún 72

Bảng 7.10 Tổ hợp tải trọng tính toán móng M2 75

Bảng 7.11 Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn móng M2……… … … 76

Bảng 7.12 Tải trọng tiêu chuẩn dùng tính toán……… … … 82

Bảng 7.13 Ứng suất bản than và gây lún ……….……… … … 84

Bảng 8.1 Thông số kỹ thuật máy KH-100……… … … 91

Bảng 8.2 Thông số kỹ thuật máy trộn BE-15A……… … … 92

Bảng 8.3 Các thiết bị điện phục vụ khoan cọc nhồi…….……… … … 92

Bảng 8.4 Thông số của búa rung KE-416……… … … 98

Bảng 8.5 Thông số kỹ thuật của búa KE-416 ……….………… … … 98

Bảng 8.6 Chỉ số của dung dịch bentonite……… … … 101

Bảng 8.7 Cấp phối dung dịch bentonite……… ………… … … 111

Bảng 8.8 Tốc độ khoan phân theo loại đất……… … … … 115

Bảng 8.9 Khối lượng bê tông, cốt thóe của cọc……… … … 119

Bảng 8.10 Bảng thống kê thời giant hi công 1 cọc……… … … 120

Bảng 8.11 Thông số kỹ thuật của búa phá bê tông……… … 121

Bảng 8.12 Thông số kỹ thuật của máy cắt bê tông……… … 122

Bảng 8.13 Đào đất thành hố độc lập……… … … 124

Bảng 8.14 Bảng khối lượng đài móng và giằng móng ……… … … 129

Bảng 8.15 Xác định nhịp công tác của dây chuyền……… ………… … … 131

Bảng 8.16 Giãn cách giữa các dây chuyền……… … … 132

Bảng 8.15 Xác định nhịp công tác của dây chuyền……… … … 131

Bảng 8.15 Xác định nhịp công tác của dây chuyền……… … 131

Bảng 8.16 Khối lượng bê tông dầm móng……… … … 133

Bảng 9.1 Thông số kỹ thuật của cột chống đơn……… … 136

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là bài tổng kết quan trọng nhất trong đời sinh viên nhằm đánh giá lại những kiến thức đã thu nhặt được và cũng là thành quả cuối cùng thể hiện những nỗ lực cũng như cố gắng của sinh viên trong suốt quá trình 4,5 năm học đại học Đồ án này được hoàn thành trong thời gian 03 tháng

Do khối lượng công việc thực hiện tương đối lớn, thời gian thực hiện và trình độ cá nhân hữu hạn nên bài làm không tránh khỏi sai sót Rất mong được sự lượng thứ và tiếp nhận sự chỉ dạy, đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè

Xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Khoa Xây dựng dân dụng

và Công nghiệp, đặc biệt là thầy ThS PHAN CẨM VÂN- giáo viên hướng dẫn kết cấu chính và thầy TS Mai Chánh Trung - giáo viên hướng dẫn thi công đã tận tâm chỉ bảo, hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án để em có thể hoàn thành đúng thời gian quy định Những đóng góp, ý kiến, hướng dẫn của thầy là rất quan trọng, góp phần hoàn thành đồ án này

Em cũng xin gửi lời cám ơn đến bố mẹ, những người thân trong gia đình và bạn bè đã luôn động viên, cổ vũ tinh thần giúp em vượt qua khó khăn trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN DUY SƠN

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

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Nhu cầu đầu tư xây dựng công trình

Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa, các nhà đầu tư nước ngoài vào Việt Nam như một thị trường đầy sức sống Từ những nhà đầu tư Châu Á như: Nhật Bản, Đài Loan, Hồng Kông… đến các tập đoàn hùng mạnh đến từ Mỹ, Châu Âu cũng có mặt ở nước ta Trong đó xây dựng là một trong những ngành được quan tâm hàng đầu Cũng dễ giải thích sự thu hút này trong hoàn cảnh những cơ sở hạ tầng của đất nước còn thấp kém, xuống cấp nghiêm trọng Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế thương mại lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành đang ngày càng phát triển Vấn đề bức xúc của thành phố hiện nay là sự phát triển dân số tăng nhanh Bên cạnh sự phát triển đáng mừng của nền kinh tế là sự gia tăng dân số nhanh chóng

đã đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết Trong đó nổi cộm lên là vấn đề nhà ở cho người dân Nhiều tòa nhà chung cư cao tầng đã ra đời trước thực trạng đó Rồi đây những toà nhà cao ngất ra đời thay thế cho những khu nhà ổ chuột, những khu nhà đã xuống cấp giúp giải quyết nhu cầu chỗ ở của người dân và làm thay đổi bộ mặt của thành phố, bắt kịp với tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chung cư Khánh Hội - Quận 4 ra đời cũng vì mục đích trên

Hình 1 Phối cảnh tòa nhà

1.2 Các tài liệu và tiêu chuẩn dùng trong thiết kế

TCXDVN 276:2003 – Công trình công cộng – Nguyên tắc cơ bản để thiết kế

TCXDVN 323:2004 – Nhà ở cao tầng – Tiêu chuẩn để thiết kế

1.3 Vị trí, đặc điểm và điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng

1.3.1 Vị trí, đặc điểm

Tên công trình: Chung cư Khánh Hội

Địa điểm: Quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh

+ Mặt bằng các tầng được bố trí hợp lý, hiện đại, đảm bảo đáp ứng cho nhu cầu đi lại

và làm việc của người dân

+ Hệ thống kỹ thuật thiết kế tiện lợi, tiết kiệm năng lượng với độ dự phòng cần thiết, đảm bảo tính hiện đại và tương thích kỹ thuật, hoạt động ổn định với cường độ 24/24h, có tính an toàn và bảo mật cao

1.3.2 Điều kiện tự nhiên

a Khí hậu

TP Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam Bộ, đặc điểm chung của khí hậu – thời tiết TP.HCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có 2 mùa mưa và khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình hằng năm từ 27 oC , cao nhất thường vào tháng 4 có thể lên đến

40 oC, nhiệt độ thấp nhất thường vào tháng 1 13.8 oC Hằng năm thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình từ 25-28 oC

Độ ẩm không khí lên cao vào mùa mưa (80%), và xuống thấp vào mùa khô (74,5%) Bình quân độ ẩm không khí đạt 79,5%/năm

TP.HCM có mạng lưới sông ngòi, kênh rạch rất đa dạng Sông Đồng Nai bắt nguồn

từ cao nguyên Lâm Viên, hợp lưu bởi nhiều sông khác, có lưu vực lớn, khoảng

45.000 km2 Với lưu lượng bình quân 20-500 m3/s , hằng năm cung cấp 15 tỷ m3

nước, sông Đồng Nai trở thành nguồn cung cấp nước ngọt chính của thành phố

1.4 Quy mô công trình

Công trình “Chung cư Khánh Hội ” là loại công trình dân dụng (nhà nhiều tầng có chiều cao tương đối lớn) được thiết kế theo quy mô chung như sau: 12 tầng nổi Mặt

đất tự nhiên có cao độ -0,75m,cao độ ±0,00m tại mặt sàn tầng 1 Chiều cao công trình 102m tính từ cao độ mặt đất tự nhiên

Công trình tọa lạc trong khuôn viên rộng 3.280m2 với diện tích xây dựng là 1.517m2, phần còn lại bố trí cây cảnh và bóng mát quanh công trình

Công trình thực hiện hai chức năng chính bao gồm:

+ Không gian để phục vụ cho các Thương Mại và Dịch vụ

+ Các căn hộ cho người dân có thể ở

1.4.1 Hệ thống tầng

Với mục tiêu đảm bảo thỏa mãn hai chức năng chính của công trình như đã nêu trên, thiết kế mặt bằng công năng của công trình đòi hỏi phải bố trí hợp lý về mặt bố cục không gian cũng như thẩm mỹ công trình Hệ thống tầng công trình gồm 12 tầng, bao gồm:

-Tầng 1 và 2 phục vụ cho các hoạt động Thương mại và Dịch vụ Tầng 1và 2 có các khu sau:

+ Tầng 1 gồm có: Cửa hàng thời trang có diện tích 168,48m2, cửa hàng khác 57,6m2, và không gian sảnh đợi, phòng kĩ thuật

+ Tầng 2 gồm có: Khu thể dục thẩm mỹ 112,32m2, khu bán hàng 224,64m2, và các kho hàng

-Tầng 3 đến tầng 11 là các căn hộ cho thuê gồm có diện tích 75m2 và 81m2 Và có

12 căn hộ cho mỗi tầng

1.5 Giải pháp kiến trúc

Công trình được thiết kế theo phong cách hiện đại, hình khối và sự phân chia bề mặt tạo sự hòa trộn uyển chuyển với các kiến trúc không gian lân cận Chất liệu bề mặt được sử dụng một cách đơn giản nhưng vẫn tạo được sự gần gũi, thân thiện và sang trọng

Công trình là những hình khối đơn giản - đơn giản đến tối đa để đạt được sự tương phản và hài hòa với các công trình xung quanh bằng khối tích, nhịp điệu, song công trình vẫn tạo cho mình những nét riêng về chất liệu, về giải pháp ngôn ngữ, chi tiết kiến trúc

1.6 Giao thông trong công trình

Giao thông đứng: toàn bộ công trình sử dụng 2 thang máy và 2 cầu thang bộ 2 vế Bề rộng mỗi vế thang là 1,8m, được thiết kế để bảo đảm yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi sự cố xảy ra Cầu thang máy, thang bộ này được đặt tại vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khả năng xa nhất đến cầu thang không lớn hơn 20m để giải quyết việc

phòng cháy chữa cháy

Giao thông ngang: bao gồm các hành lang đi lại, sảnh, hiên

1.6.1 Hệ thống điện

Hệ thống tiếp nhận điện từ ngoài vào đặt tại trệt vào phòng máy điện và hệ thống điện của máy phát điện riêng của tòa nhà Từ đây điện sẽ phân phối khắp các phòng

trong tòa nhà thông qua mạng lưới điện đảm bảo các yêu cầu sau:

- An toàn, không đi qua khu vực ẩm ướt như vệ sinh

- Dễ dàng sữa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ cắt điện khi có sự cố

1.6.3 Hệ thống thoát nước thải và nước mưa

Nước mưa từ mái sẽ theo các lỗ thu nước trên tầng thượng chảy vào các ống thoát nước mưa chảy xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các tầng sẽ được tập trung về khu xử lý

1.6.4 Hệ thống thông gió, chiếu sáng

Các phòng trong tầng trệt đến lầu 3 được thông gió nhân tạo như máy điều hòa nhiệt

độ, máy hút gió Các phòng trong các tầng còn lại hầu hết thông gió tự nhiên như hệ thống cửa sổ mở ra ngoài, hệ thống giếng trời

Các khu hành lang cầu thang được chiếu sáng bằng hệ thống đèn nhân tạo, đèn đặt dọc theo 2 bên hành lang, ngoài ra có hệ thống giếng trời Trong các phòng căn hộ chủ yếu chiếu sáng bằng tự nhiên nhờ hệ thống cửa kính hướng ra ngoài

1.6.5 An toàn phòng cháy chữa cháy và thoát người

Các thiết bị cứu hỏa và đường ống nước dành riêng cho chữa cháy đặt gần nơi xảy ra

sự cố như hệ thống điện gần thang máy Hệ thống phòng cháy chữa cháy an toàn và hiện đại, kết nối với hệ thống phòng cháy chữa cháy trung tâm thành phố Mỗi tầng đều có hệ thống chữa cháy và báo cháy tự động Ở mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy

Thang bộ có bố trí cửa kín để khói không vào được, dùng làm cầu thang thoát hiểm, đảm bảo thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra

Ngoài ra, còn có cầu thang thoát hiểm bằng thép bên ngoài nhà

1.6.6 Hệ thống chống sét

Sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được lắp đặt ở tầng mái và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ

1.7 Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật

Đảm bảo yêu cầu về quy hoạch tổng thể trong khu đô thị mới về mật độ xây dựng và

và hệ số sử dụng đất được xem xét theo điều kiện cụ thể của lô đất và được cấp có thẩm quyền phê duyệt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

Chương 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình

2.1.1 Phân loại kết cấu chịu lực

a Kết cấu chịu lực đơn

Hệ khung chịu lực

Được tạo thành từ cấu kiện dạng thanh như cột theo phương đứng, dầm theo phương ngang tạo thành liên kết cứng Các khung phẳng được liên kết với nhau bằng các thanh dọc nhà tạo thành khối khung không gian có mặt bằng hình vuông, chữ nhật, đa giác,…

Tải trọng đứng và tải trọng ngang của kết cấu khung đều do cột và dầm đảm nhiệm, không có khối tường chịu lực Không gian mặt bằng lớn, bố trí kiến trúc linh hoạt, có thể đáp ứng yêu cầu sử dụng không bị hạn chế, phù hợp với các loại công trình Do kết cấu khung có độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lực ngang tương đối thấp Do vậy, để đáp ứng được yêu cầu chống gió và chống động đất, mặt cắt của dầm và cột thường tương đối lớn, lượng thép dùng tương đối nhiều, không kinh tế Vì vậy, kết cấu khung thường được sử dụng trong công trình cao dưới 40m

Hệ vách chịu lực

Các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các tấm tường phẳng Theo cách bố trí tường có các sơ đồ sau: tường dọc chịu lực, tường ngang chịu lực, tường ngang và tường dọc cùng chịu lực Tường chịu tải trọng ngang và đứng Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường chịu tải thông qua các bản sàn (xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng) Do đó, các vách cứng làm việc như một console có chiều cao tiết diện lớn Khả năng chịu tải của vách cứng phụ thuộc phần lớn vào hình dáng tiết diện ngang của chúng (tùy theo cấu tạo có thể có dạng chữ nhật, chữ I, L, C)

Hệ lõi chịu lực

Lõi có dạng hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở, tiếp nhận các loại tải trọng và truyền xuống nền đất Phần không gian bên trong lõi thường tận dụng để bố trí thang máy, khu WC, đường ống kĩ thuật

Lõi tiếp nhận tải trọng ngang và tải trọng đứng truyền lên, do có khả năng chịu tải trọng ngang lớn nên hệ kết cấu này thường được sử dụng trong nhà nhiều tầng

b Hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp

Hệ kết cấu khung cứng - vách cứng

Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai

hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp này, hệ sàn liên kết có ý nghĩa rất lớn Thường trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu kiến trúc Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình được thiết kế trong vùng động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, trong vùng động đất cấp 9 là 20 tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng

Hệ kết cấu khung cứng - lõi cứng

Hệ kết cấu này phát huy những ưu điểm của cả hai loại kết cấu trên như khả năng chịu tải trọng ngang tốt của lõi và khả năng chịu tải theo phương đứng của khung Hệ khung tạo ra không gian thoáng, rộng rãi còn hệ lõi có thể tận dụng bố trí đường ống

kỹ thuật, thang máy nên đây là hệ kết cấu thông dụng trong nhà nhiều tầng

Hệ kết cấu vách cứng- lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí theo một phương, hai phương hoặc có thể liên kết lại thành các hệ không gian gọi lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình

có chiều cao trên 20 tầng Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng

tỏ ra là hiệu quả ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được

Ngoài ra, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở tạo ra các không gian rộng Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng thường được sử dụng có hiệu quả cho các công trình nhà ở, khách sạn không quá 40 tầng đối với cấp phòng chống động đất ≤ 7

Độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất của nhà cao hơn

c Theo vật liệu sử dụng

Kết cấu bê tông truyền thống

Ưu điểm: dễ tạo hình, có thể sản xuất tại công trường, chịu nhiệt tốt, chống phá hoại, ăn mòn tốt

Nhược điểm: tỷ số trọng lượng riêng và cường độ cao c = 2,4.10-3 (1/m), mất nhiều thời gian cho thi công, lắp dựng coppha, chờ bê tông đạt cường độ chịu lực Khả năng chịu kéo kém và phải có sự hỗ trợ của cốt thép

Kết cấu thép

Ưu điểm: khả năng chịu lực tốt, trọng lượng nhẹ, tỷ số trọng lượng riêng và cường độ thấp c = 3,7.10-4 (1/m), thi công nhanh, chú trọng độ chính xác cao, thích hợp điều kiện công nghiệp hóa

Nhược điểm: chống ăn mòn và chịu nhiệt kém

Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng

2.1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu của công trình

a Kết cấu chịu lực

Từ sự phân tích những ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của từng loại hệ kết cấu chịu lực ở các mục trên, ta chọn phương án hệ kết cấu chịu lực là hệ khung cứng, vách cứng, kết hợp với lõi cứng

Đây là 2 nhược điểm lớn nhất đối với kết cấu thép Trong quá trình thiết kế cũng như

sử dụng cần hết sức lưu ý đến các nhược điểm này và tìm ra các biện pháp hợp lý để khắc phục

Chương 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.1 Sơ đồ phân chia ô sàn

Hình 3.1 Sơ đồ phân chia ô sàn

Quan niệm tính toán: Tuỳ thuộc vào sự liên kết ở các cạnh của ô sàn mà có thể xem là liên kết ngàm hay liên kết khớp 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, khi dầm biên lớn ta cũng có thể xem là ngàm

Có quan niệm nếu dầm biên mà là dầm khung thì xem là ngàm, nếu là dầm phụ (dầm dọc) thì xem là khớp

Lại có quan niệm dầm biên xem là khớp hay ngàm phụ thuộc vào tỉ số độ cứng của sàn và dầm biên

Các quan niệm này cũng chỉ là gần đúng vì thực tế liên kết sàn vào dầm là liên kết có

L  : Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó: L1 - kích thước theo phương cạnh ngắn

L2 - kích thước theo phương cạnh dài

Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng, ta chia như sau:

3.2 Các số liệu tính toán của vật liệu

Bê tông B25 có: Rb = 14,5 (MPa) = 145 (daN/cm2)

Rbt = 1,05 (MPa) = 10,5 (daN/cm2)

Eb = 30000 (MPa) = 300000 (daN/cm2)

Cốt thép Ø < 10 dùng thép CI có Rs = Rsc = 225 MPa = 225 (N/mm2)

Cốt thép 10 ≤ Ø ≤ 18 dùng thép CII có Rs = Rsc = 280 MPa = 2800 (daN/cm2)

Cốt thép Ø > 18 dùng thép CIII có Rs = Rsc = 360 MPa = 3600 (daN/cm2)

Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có:

gtc = . (daN/cm2): tĩnh tải tiêu chuẩn

gtt = gtc.n (daN/cm2): tĩnh tải tính toán

Trong đó:  (daN/cm3): trọng lượng riêng của vật liệu

n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn tầng điển

- Vữa xi măng lót B5, dày 20mm

- Sàn Bê tông cốt thép, dày 110mm

- Trần giả

- Lớp chống thấm Sikaproof Membrane

- Lát đá Ceramic, dày 10mm

- Vữa xi măng lót B5, dày 20mm

- Sàn Bê tông cốt thép, dày 110mm

- Trần giả

3.4.2 Trọng lượng tường ngăn, tường bao che và lan can trong phạm vi ô sàn

Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 110mm

Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải trọng

đó phân bố đều trên sàn Trọng lượng tường ngăn trên dầm được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Chiều cao tường được xác định: ht = H - hds = 3,6 – 0,10 = 3,5m

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà

hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức quy đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn:

Llc (m): chiều dài lan can

nt, nc, nv, nlc: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa

 = 36 (daN/m): trọng lượng của 1m lan can

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

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, trang 9, mục 4.3.3, hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang lấy bằng:

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1, 2, 3, 4, 5 nhân với hệ số ψA1 (khi A > A1 = 9m2)

A – Diện tích chịu tải tính bằng m2

+ Đối với các phòng nêu ở mục 6, 7, 8, 10, 12, 14 nhân với hệ số ψA2

Nội lực trong sàn được tính theo sơ đồ đàn hồi

Trong sàn, khi ta đặt tải trọng vào một ô sàn thì tại các ô còn lại cũng sinh ra nội lực

Để đơn giản khi tính toán ta tách thành các ô bản độc lập để tính nội lực

3.5.1 Nội lực trong ô sàn bản dầm

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

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: qtt = (gtt + ptt).1m (daN/m)

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

128

2

9.q.l

8 3.L 1

Hình 3.4 Sơ đồ tính ô sàn bản dầm

3.5.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

abv:chiều dày lớp bê tông bảo vệ,

d1, d2: lần lượt là đường kính thép chịu moment dương lớp trên và dưới của bản

M - moment tại vị trí tính thép

Kiểm tra điều kiện:

+ Nếu m R: tăng bề dày sàn hoặc tăng cấp độ bền bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế m R

+ Nếu  ≤ min = 0,1% thì lấy ASmin = min.b.h0 (mm2)

Việc bố trí cốt thép cần phải phối hợp cốt thép giữa các ô sàn với nhau, với khoảng cách cốt thép bố trí sBT  sTT

3.7 Bố trí cốt thép

3.7.1 Đường kính, khoảng cách

Đường kính cốt thép chịu lực trong ô bản: d ≤ h/10

Khoảng cách thép chịu lực: 70mm < s < 200mm

3.7.2 Thép mũ chịu moment âm

Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% As của mỗi phương nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài (để an toàn thì không áp dụng)

(Đường kính cốt thép phân bố) ≤ (đường kính thép chịu lực)

Trong đồ án ta thấy tỉ số L2/L1 đa số < 3 nên diện tích cốt thép phân bố tính ≥ 20% diện tích cốt chịu lực => Chọn thép phân bố đường kính Φ6a250

MII(1): moment gối của ô (1)

MII(2): moment gối của ô (2)

Hiện tượng: MII(1)  MII(2)

Điều này không đúng với thực tế vì các moment đó thường bằng nhau (nếu bỏ qua moment xoắn trong dầm)

Sở dĩ kết quả 2 moment đó không bằng nhau do quan niệm tính toán chưa chính xác (thực tế các ô sàn không độc lập nhau, tải trọng tác dụng lên ô này có thể gây ra nội lực trong các ô khác)

Do có sự phân phối lại moment nên moment tại gối của 2 ô sàn liền kề sẽ bằng nhau

Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy moment lớn nhất để bố trí cốt thép cho cả 2 bên gối

Còn cốt thép chịu moment dương thì không cần phải làm điều này, nhưng để tiện cho thi công người ta cũng kéo dài cốt thép sang những ô sàn liên tiếp (điều này không bắt buộc) khi diện tích cốt thép tính toán ở các ô sàn đó chênh lệch nhau không nhiều

Từ đó, ta có các moment như sau:

Cắt ra 1 dải b = 1m theo mỗi phương để tính toán

Chọn abv = 15 mm, đối với bản có chiều dày h > 100mm

=> ho = hb – abv = 100 – 15 = 85mm

a Tính thép chịu moment dương

Theo phương L1: M1 = 343,59 (daN.m/m)

4 1

0

100, 21.10

0, 012 0, 427 14, 5.1000.78

b Tính thép chịu moment âm

Theo phương L1: MI = -744,45 (daN.m/m)

I s

335

0, 39 0,1 s 100% 1000.85.100%

Chương 4 TÍNH TOÁN CẦU THANG 4.1 Cấu tạo cầu thang điển hình

Hình 4.1 Sơ đồ kết cấu cầu thang tầng điển hình

Hình 4.2 Cấu tạo cầu thang

Tính toán cầu thang bộ tầng 2 bao gồm:

+ Tính bản thang Ô1, bản chiếu nghỉ Ô2, bản chiếu tới Ô3

+ Tính cốn thang C1, C2

+ Tính dầm chiếu nghỉ D1, D2; dầm chiếu tới DCT

Vật liệu bê tông chọn B25: Rb = 14,5 MPa = 14,5 N/mm2, Rbt = 1,05 MPa = 1,05 N/mm2

Thép chịu lực CII: Rs = Rs' = 280 MPa = 280 N/mm2

Thép bản, thép cấu tạo CI: Rs = Rs' = 225 MPa = 225 N/mm2

4.2 Sơ bộ tiết diện các cấu kiện

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:

=> Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới: b x h = 200 x 300 (mm x mm) Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cốn thang:

Do cốn thang chịu tải trọng nhỏ nên kích thước tiết diện ngang lấy:

bc = (100 ÷ 150)mm; hc = (250 ÷ 300)mm

=> Ta chọn kích thước cốn thang như sau: bc x hc = 100 x 300 (mm x mm)

Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang:

+ Ô1: 4 cạnh bản thang liên kết với: cốn C, dầm chiếu nghỉ DCN1, dầm chiếu tới DCT, tường

+ Ô2: 4 cạnh bản chiếu tới liên kết với: vách cứng, dầm chiếu nghỉ DCN1, dầm chiếu nghỉ DCN2

+ Ô3: 4 cạnh bản chiếu tới liên kết với: vách cứng, dầm chiếu tới DCT, dầm sàn và dầm khung

+ Dầm chiếu nghỉ D1 : gối lên 2 tường

+ Dầm chiếu nghỉ D2 : gối lên 2 cột

+ Dầm chiếu tới DCT: được gối lên 2 tường

+ Cốn C: 1 đầu gối lên dầm chiếu nghỉ D1, 1 đầu gối lên dầm chiếu tới DCT

Trong đó:  (daN/m3): trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i

i (m): chiều dày của lớp thứ i

ni: hệ số tin cậy của lớp thứ i

Lớp đá mài Granito:

1 2 2 2 2

0, 25 0,180 1, 2.2000.0, 015 50, 25 ( / )

Hình 4.3 Sơ đồ nội lực bản thang

Bảng moment cho bản thang :

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 15mm

=> ho = hs – a = 80 – 15 = 65mm

4.3.3 Tính toán cốt thép

Thép chịu Moment dương:

Tính toán: 2 2

4 max

0

195, 7.10

0, 032 0, 427 14, 5.1000.65

=> Chọn thép cấu tạo 8a200 để bố trí

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0 min 0 0

Hình 4.4 Sơ đồ tính nội lực bản chiếu nghỉ

4

246, 7.10

172 (mm ) 225.0, 979.65

2 2 min 0

Trọng lượng lan can:g3 =1, 2.200=240 (daN m/ )

Do ô bản thang Ô1 truyền vào:

2 3 1 2 3

4 2

1,8 (1 2 ) (1 2.0, 295 0, 295 ).688, 44 527, 66 ( / )

Vậy, tổng tải trọng phân bố đều lên cốn thang theo phương thẳng đứng:

qc = 60,5 + 16,8 + 240 + 527,66 = 844,96 (daN/m)

4.6.2 Tính toán nội lực

Hình 4.5 Sơ đồ tính nội lực cốn thang

a Với moment dương giữa nhịp

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 30mm

=> ho = hc – a = 300 – 30 = 270mm

4 max

0

804, 69.10

0, 076 0, 429 14, 5.100.270

s

R R

b Thép ở gối

=> Chọn thép cấu tạo 112, có diện tích A s ch =113,1 (mm2)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0 min 0 0

Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

Đoạn gần gối tựa (0 ÷ L/4):

Vậy, bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính

Trong đó: Asw: diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai đặt trong một mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng

b: chiều rộng của tiết diện chữ nhật

s: khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện

φb1: hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông

β = 0,01, với bê tông nặng

φw1: hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax < φb3.(1 + φn + φf).Rbt.b.h0

Với: φb3 = 0,6, đối với bê tông nặng

n: hệ số xét đến ảnh hưởng của lực nén dọc trục, ở đây không có lực dọc n = 0