GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Trong những năm gần đây, đô thị hóa gia tăng cùng với sự nâng cao mức sống và nhu cầu của người dân đã dẫn đến nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và giải trí ngày càng cao hơn và tiện nghi hơn.
Trong bối cảnh hội nhập và công nghiệp hóa, việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho các khu dân cư xuống cấp là cần thiết Thành phố Hồ Chí Minh đang đối mặt với những thách thức của một đô thị lớn với dân số tăng nhanh Chung cư Alita ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân và cải thiện bộ mặt đô thị, phù hợp với sự phát triển của đất nước.
Công trình tọa lạc tại Quận 2, Tp.Hồ Chí Minh, với vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo điểm nhấn cho khu dân cư, đồng thời mang lại sự hài hòa, hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch.
1.2 KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình
Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng
Khu đất xây dựng có mặt bằng phẳng, không có công trình cũ hay công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công và bố trí tổng thể.
1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU, KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN TẠI NƠI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Đặc điểm khí hậu : Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa – 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 tư năm sau
Các yếu tố khí tượng :
- Lượng bức xạ dồi dào trung bình năm : 140 Kcal/cm2/năm
- Nhiệt độ trung bình năm : 27 o C
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm : 13,8 o C
- Nhiệt độ cao nhất trung bình năm : 40 o C
- Số giờ nắng trung bình tháng 160-270 giờ
- Lượng mưa cao trung bình năm : 1949mm/năm
- Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm: 79,5%
Mặt bằng và phân khu chức năng
Mặt bằng công trình hình chữ nhật có khoét lõm, chiều dài 45,4m chiều rộng 30m chiếm diện tích đất xây dựng là 1362m 2
Công trình có 15 tầng, không bao gồm tầng mái và một tầng bán hầm, với cốt 0.000 được đặt trùng với cốt sàn tầng 1 Cốt mặt đất tự nhiên là -1.500 và cốt tầng hầm là -3.000 Tổng chiều cao của công trình đạt 57,4m từ cốt 0.000 đến cốt sàn nắp hồ nước mái.
Tầng hầm được thiết kế với thang máy nằm ở giữa và khu vực đậu xe ô tô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, còn có các thiết bị kỹ thuật điện như trạm cao thế, hạ thế và phòng quạt gió được tích hợp trong thiết kế.
Tầng 1: dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực
Tầng 2 – 14: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở
Tầng sân thượng: bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, điều hòa, thiết bị vệ tinh,
Giải pháp mặt bằng đơn giản giúp tạo không gian rộng rãi cho các căn hộ, sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn để tổ chức không gian linh hoạt, phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, đồng thời dễ dàng thay đổi trong tương lai.
Công trình với hình dáng cao vút, vươn thẳng lên trên các tầng kiến trúc cũ, mang phong cách hiện đại và mạnh mẽ nhưng cũng rất mềm mại, thể hiện quy mô và tầm vóc tương xứng với chiến lược phát triển của đất nước.
Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước
Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang
Hệ thống giao thông trong tòa nhà bao gồm thang bộ và thang máy Thang bộ có hai lối: một lối chính và một lối thoát hiểm Thang máy được bố trí với hai thang máy chính và một thang máy chở hàng lớn phục vụ y tế Các thang máy nằm ở trung tâm tòa nhà, trong khi các căn hộ xung quanh được phân cách bởi hành lang, đảm bảo khoảng cách di chuyển ngắn nhất, tiện lợi và thông thoáng.
Công tác thiết kế kết cấu BTCT là giai đoạn then chốt trong quá trình thiết kế và thi công công trình xây dựng, tạo nên “bộ xương” cho công trình, đáp ứng ba tiêu chí mỹ thuật, kỹ thuật và giá thành Các giải pháp kết cấu BTCT toàn khối phổ biến cho nhà cao tầng bao gồm hệ kết cấu khung, tường chịu lực, khung – vách hỗn hợp, và hệ kết cấu hình ống hoặc hộp, tuy nhiên, kết cấu ống và hộp thường không phù hợp cho các công trình trên 40 tầng Việc lựa chọn kết cấu hợp lý không chỉ giúp giảm giá thành xây dựng mà còn đảm bảo độ cứng, độ bền và chuyển vị tại đỉnh công trình, phụ thuộc vào điều kiện cụ thể, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang như động đất và gió.
Hệ kết cấu khung là lựa chọn lý tưởng cho các công trình công cộng nhờ khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng hệ kết cấu khung BTCT không hiệu quả cho các công trình cao Cụ thể, kết cấu này thường được áp dụng cho các công trình tối đa 20 tầng với cấp phòng chống động đất ≤ 7, 15 tầng cho cấp 8 và 10 tầng cho cấp 9.
Hệ kết cấu vách và lõi cứng
Hệ kết cấu vách được tổ chức thành các hệ thống theo một hoặc hai phương, hoặc liên kết thành các hệ không gian gọi là lõi cứng, nổi bật với khả năng chịu lực ngang tốt, thích hợp cho các công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, hiệu quả của độ cứng theo phương ngang của vách chỉ phát huy ở những độ cao nhất định; khi chiều cao công trình tăng, kích thước của vách cứng cũng cần lớn hơn, điều này thường khó thực hiện Thực tế cho thấy, kết cấu vách thường được áp dụng hiệu quả cho các công trình nhà ở, đặc biệt là chung cư cao tầng và khách sạn, với chiều cao không quá 40 tầng đối với động đất cấp 7, và độ cao giới hạn sẽ giảm nếu cấp phòng chống động đất cao hơn.
Hệ kết cấu khung giằng
Hệ kết cấu khung giằng bao gồm sự kết hợp giữa hệ thống khung và vách cứng, với vách cứng thường được bố trí tại khu vực cầu thang, khu vệ sinh và các tường biên, trong khi hệ thống khung được đặt tại các khu vực còn lại Hai hệ thống này liên kết với nhau qua hệ liên kết sàn, trong đó hệ sàn toàn khối đóng vai trò quan trọng Trong kết cấu này, vách cứng chủ yếu chịu tải ngang, trong khi khung thiết kế để chịu tải đứng, giúp tối ưu hóa các cấu kiện và giảm kích thước cột, dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc.
GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC
Mặt bằng và phân khu chức năng
Mặt bằng công trình hình chữ nhật có khoét lõm, chiều dài 45,4m chiều rộng 30m chiếm diện tích đất xây dựng là 1362m 2
Công trình cao 57,4m, bao gồm 15 tầng, một tầng bán hầm và chưa kể tầng mái Cốt 0.000 được xác định trùng với cốt sàn tầng 1, trong khi cốt mặt đất tự nhiên nằm ở mức -1.500 và cốt tầng hầm ở mức -3.000.
Tầng hầm được thiết kế với thang máy ở giữa và khu vực đậu xe ô tô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, còn có các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế và phòng quạt gió được lắp đặt để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Tầng 1: dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực
Tầng 2 – 14: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở
Tầng sân thượng: bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, điều hòa, thiết bị vệ tinh,
Giải pháp mặt bằng đơn giản tạo ra không gian rộng rãi cho việc bố trí căn hộ, sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian một cách linh hoạt Điều này rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, đồng thời dễ dàng thay đổi trong tương lai.
Công trình với hình dáng cao vút, vươn thẳng lên trên các kiến trúc cũ, mang phong cách hiện đại và mạnh mẽ, đồng thời vẫn giữ được sự mềm mại, thể hiện quy mô và tầm vóc tương xứng với chiến lược phát triển của đất nước.
Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước
Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang
Hệ thống giao thông trong tòa nhà bao gồm thang bộ và thang máy Thang bộ có hai loại: một thang chính để di chuyển và một thang thoát hiểm Thang máy được thiết kế với hai thang chính và một thang chở hàng, phục vụ y tế có kích thước lớn hơn, được bố trí ở giữa tòa nhà Các căn hộ xung quanh lõi thang máy được phân cách bởi hành lang, giúp khoảng cách di chuyển ngắn nhất, mang lại sự tiện lợi, hợp lý và đảm bảo thông thoáng cho cư dân.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Công tác thiết kế kết cấu BTCT là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình thiết kế và thi công công trình xây dựng, tạo nên “bộ xương” của công trình và đáp ứng ba tiêu chí mỹ thuật, kỹ thuật và giá thành Các giải pháp kết cấu BTCT toàn khối phổ biến cho nhà cao tầng bao gồm hệ kết cấu khung, tường chịu lực, khung – vách hỗn hợp và hệ kết cấu hình ống hoặc hình hộp, trong đó hệ ống và hộp không phù hợp cho các cao ốc trên 40 tầng Việc lựa chọn kết cấu hợp lý giúp hạ giá thành xây dựng, đồng thời đảm bảo độ cứng, độ bền và chuyển vị tại đỉnh công trình, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang như động đất, gió.
Hệ kết cấu khung mang lại khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt, phù hợp cho các công trình công cộng Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng hiệu quả của hệ kết cấu này giảm khi chiều cao công trình tăng Thực tế cho thấy, kết cấu khung bê tông cốt thép thường được áp dụng cho các công trình cao đến 20 tầng với cấp phòng chống động đất ≤ 7, 15 tầng với cấp 8 và 10 tầng với cấp 9.
Hệ kết cấu vách và lõi cứng
Hệ kết cấu vách được bố trí theo một hoặc hai phương, hoặc liên kết thành các hệ không gian gọi là lõi cứng, nổi bật với khả năng chịu lực ngang tốt, thường được áp dụng cho các công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của vách chỉ hiệu quả ở những độ cao nhất định; khi công trình cao hơn, kích thước của vách cứng cần đủ lớn, điều này khó thực hiện Thực tế cho thấy kết cấu vách thường hiệu quả cho các công trình nhà ở, đặc biệt là chung cư cao tầng và khách sạn, với độ cao tối đa khoảng 40 tầng cho động đất ≤ cấp 7, và giới hạn này sẽ giảm nếu yêu cầu phòng chống động đất cao hơn.
Hệ kết cấu khung giằng
Hệ kết cấu khung giằng bao gồm sự kết hợp giữa hệ thống khung và vách cứng, với vách cứng thường được bố trí tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và các tường biên Hệ thống khung được sử dụng cho các khu vực còn lại, và hai hệ thống này liên kết với nhau qua hệ liên kết sàn, trong đó hệ sàn toàn khối đóng vai trò quan trọng Trong cấu trúc này, vách cứng chịu tải ngang chủ yếu, trong khi khung được thiết kế để chịu tải đứng, giúp tối ưu hóa các cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đồng thời đáp ứng các yêu cầu kiến trúc.
Hệ kết cấu khung giằng là giải pháp tối ưu cho các công trình cao tầng, đặc biệt hiệu quả cho những ngôi nhà lên tới 40 tầng Tuy nhiên, trong các vùng có động đất cấp 8, chiều cao tối đa của kết cấu này chỉ đạt 30 tầng, và giảm xuống còn 20 tầng đối với vùng có động đất cấp 9.
Chung cư Alita bao gồm 15 tầng, nằm trong giới hạn số tầng theo quy định của hệ kết cấu khung Với kích thước mặt bằng 45,4m x 30m và chiều cao tầng tối đa 3,6m, dự án được thiết kế nhằm tối ưu hóa diện tích sử dụng cho cư dân, đồng thời đáp ứng mong muốn của nhà đầu tư về hiệu quả kinh tế cao Điều này giúp mỗi căn hộ có tổng diện tích sử dụng lớn nhất và khai thác tối đa công năng của công trình.
Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của thị xã 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 hầm để phát
Hệ thống cấp thoát nước
Nước cung cấp cho công trình được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố và được dự trữ trong bể nước ngầm Hệ thống máy bơm giúp bơm nước lên các bể trên mái, từ đó nước được phân phối qua các đường ống đến các căn hộ phục vụ nhu cầu sinh hoạt.
Bố trí ống đứng cấp nước trong hộp kỹ thuật gần bếp và nhà vệ sinh, với các nhánh cấp nước cho từng tầng Đồng hồ đo nước được lắp đặt tại hành lang mỗi tầng để kiểm soát lượng nước cung cấp, ống cấp nước vào từng căn hộ có đường kính 25mm, và mỗi căn hộ đều có bình đun nước nóng cục bộ Sau khi lắp đặt, đường ống cấp nước cần được thử áp lực và khử trùng trước khi đưa vào sử dụng.
Hệ thống cấp nước chữa cháy được thiết kế cho các công trình có khối tích lớn hơn 25.000 m3, với hai cột nước chữa cháy, mỗi cột có lưu lượng 2,5 l/s Mỗi tầng sẽ được trang bị hai hộp cứu hỏa, được đặt gần hành lang và cầu thang Mỗi hộp cứu hỏa bao gồm lăng phun có đường kính đầu phun D16 và ống vòi rồng D65 dài 20m.
Lượng nước dự trữ thường xuyên cho chữa cháy tại bể ngầm là 54 m 3 , tại bể nước mái là 3 m 3
1.6.2.3 Hệ thống thoát nước thải
Bố trí ống đứng thoát nước vào 12 hộp kỹ thuật với ống D140 cho xí và tiểu, dẫn vào 02 bể tự hoại ở hai phía Ống D140 cho lavabô và nước rửa sàn được xả ra mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình, kèm theo ống thông hơi bổ sung cũng có đường kính D140.
1.6.2.4 Hệ thống thoát nước mưa
Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế với ống đứng thoát nước trong 6 hộp kỹ thuật, thu nước từ các rãnh xung quanh công trình ở tầng 1 Để giảm áp lực, nước mưa được dẫn qua các đoạn uốn khúc trước khi xả vào rãnh thoát.
Công trình được thiết kế với bốn mặt có ban công, giúp thông gió và chiếu sáng cho các phòng Ở giữa, có hai lỗ thông tầng với diện tích 18,2m² để tăng cường thông gió Ngoài ra, mỗi phòng còn được trang bị máy điều hòa để đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.
Công trình bê tông cốt thép (BTCT) bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt
Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2
Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy
Máy phát điện được lắp đặt dưới tầng hầm giúp thang máy luôn hoạt động, đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp Thang bộ có bề rộng phù hợp, cho phép đóng cửa để ngăn khói và khí độc xâm nhập, tạo ra lối thoát hiểm an toàn Nhà được trang bị hai cầu thang bộ, đáp ứng nhu cầu giao thông phong phú cả trong tình huống bình thường lẫn khi có sự cố xảy ra.
Hệ thống đèn thoát hiểm bố trí hợp lý, các chỉ dẫn về phòng cháy, chữa cháy dặt ở những nơi dễ nhận biết nhằm nâng cao ý thức người dân
Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được lắp đặt trên tầng mái, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, giúp giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh một cách hiệu quả.
Rác thải từ mỗi tầng được thu gom vào gen rác, đặt tại tầng hầm, với hệ thống đưa rác ra ngoài Gen rác được thiết kế kín đáo và chắc chắn nhằm ngăn chặn mùi hôi và ô nhiễm môi trường.
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
Mặt bằng kết cấu sàn :
Dựa trên bản vẽ mặt bằng kiến trúc và chức năng sử dụng của sàn, chúng ta tiến hành bố trí lưới cột và phân chia hệ dầm sàn theo hình vẽ đã được cung cấp.
Hình 2.1 Mặt bằng sàn tầng 4
Bảng 2.1: Đặc trưng vật liệu
Bê tông B25 Cốt thép AI
Rb (MPa) Rbt (MPa) Eb (MPa) Rs (MPa) Es (MPa)
2.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM, SÀN
Quan niệm tính toán sàn cho rằng sàn là một bề mặt cứng tuyệt đối trong mặt phẳng nằm ngang, không bị rung động hay dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Khi chịu tải trọng ngang, chuyển vị tại mọi điểm trên sàn được coi là đồng nhất Trong quá trình tính toán, những yếu tố này không được xem xét.
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 4
SƠ ĐỒ HÌNH HỌC
Mặt bằng kết cấu sàn :
Dựa vào bản vẽ mặt bằng kiến trúc và chức năng sử dụng của sàn, chúng ta sẽ tiến hành bố trí lưới cột và phân chia hệ dầm sàn theo hình vẽ đã được cung cấp.
Hình 2.1 Mặt bằng sàn tầng 4
Bảng 2.1: Đặc trưng vật liệu
Bê tông B25 Cốt thép AI
Rb (MPa) Rbt (MPa) Eb (MPa) Rs (MPa) Es (MPa)
2.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM, SÀN
Quan niệm tính toán sàn cho rằng sàn là một bề mặt cứng tuyệt đối trong mặt phẳng nằm ngang, không bị rung động hay dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Khi có tải trọng ngang, chuyển vị tại mọi điểm trên sàn được coi là đồng nhất Trong quá trình tính toán, các yếu tố khác không được xem xét.
Sàn có thể bị yếu do việc khoan lỗ để treo các thiết bị kỹ thuật như ống dẫn điện lạnh, hệ thống thông gió, cứu hỏa và các đường ống ngầm khác.
Xét sự làm việc của các ô sàn :
+ Đối ô bản chịu lực 1 phương (loại bản dầm), ta có:
30 35 h b D l +Đối ô bản chịu lực 2 phương (loại bản kê), ta có:
Bảng 2.2 Chọn chiều dày sàn h b
+ Chiều cao dầm : Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo cấu tạo như sau :
+ Chiều rộng dầm : Sơ bộ chọn chiều rộng dầm theo cấu tạo như sau:
2 4 d d b h Trong đó : + l nh : Chiều dài nhịp dầm
+ : bề rộng tiết diện dầm
+ : chiều cao tiết diện dầm
Số lượng / Quan hệ tuyến tính
+ Chiều cao dầm : Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo cấu tạo như sau :
+ Chiều rộng dầm : Sơ bộ chọn chiều rộng dầm theo cấu tạo như sau:
Kết quả tính toán và chọn kích thước tiết diện dầm thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Hình 2.2 Mặt bằng dầm sàn tầng 4
TT Số hiệu Loại dầm
Tách từng ô bản đơn riêng biệt để tính Xét tỉ số l2/l1 của các ô bản, từ đó đưa ra kết luận loại ô bản như sau:
Trong tính toán kết cấu, sàn liên kết với dầm biên được phân loại theo loại dầm: nếu dầm biên là dầm khung thì coi là liên kết ngàm, còn nếu dầm biên là dầm phụ thì coi là liên kết khớp Khi sàn liên kết với dầm giữa, cũng được xem là liên kết ngàm, trong khi nếu dưới sàn không có dầm thì coi là liên kết tự do.
Nhịp tính toán: Ô bản tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán lấy theo kiến trúc
Từ kết quả phân loại ô bản và liên kết với các dầm đỡ xác định sơ đồ tính, kết quả lập thành bảng
Bảng 2.4 Kết quả phân loại bản sàn và liên kết dầm đỡ
Ngàm là một phần quan trọng trong cơ chế hoạt động của nhiều thiết bị và máy móc Nó có thể được sử dụng để kết nối các bộ phận khác nhau, đảm bảo sự hoạt động trơn tru và hiệu quả Việc hiểu rõ về ngàm và khớp là cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất của sản phẩm Ngàm không chỉ có vai trò kết nối mà còn ảnh hưởng đến độ bền và độ chính xác của thiết bị.
Loại liên kết Loại ô bản Tên ô sàn
Tải trọng tác dụng phân bố đều trên mỗi ô bản gồm có: tĩnh tải (kN/m 2 ) và hoạt tải (kN/m 2 ) được xác định như sau :
Dựa vào cấu tạo các lớp sàn của mỗi ô bản sàn Si để xác định :
i : trọng lượng riêng của thứ i n i : hệ số tin cậy của lớp thứ i
Hình 2.3 Chi tiết cấu tạo sàn Bảng 2.5 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn thường
Bảng 2.6 Trọng lượng bản thấn các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các ô sàn được xây dựng với tường gạch ống dày 100 mm và 200 mm, cao 3,45 m, được đặt trực tiếp trên sàn mà không nằm trên dầm Trọng lượng của tường xây sẽ được quy đổi thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn theo công thức.
Gt (kN) : Tổng tải trọng tường xây trên sàn
Si (m 2 ) : Diện tích ô bản thứ i
i : Trọng lượng đơn vị tường
Tường gạch ống dày 100mm có i 18 0,1 1,8( kN m/ 2 ). Tường gạch ống dày 200mm có i 18 0, 2 3, 6( kN m/ 2 ). ht(m) : chiều cao tường t ( )
l m : Tổng chiều dài tường xây trên 1 ô bản l1, l2(m) : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản n=1,2 : hệ số vượt tải
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.7 Tải trọng tường xây
Dựa vào chức năng sử dụng của mỗi ô bản Theo TCVN 2737: 1995 ta tính được hoạt tải tính toán p tt theo công thức sau : p tt = n p p tc
Trong đó : p tc (kN/m 2 ): Tải trọng tiêu chuẩn được lấy theo Bảng 3 TCVN 2737-1995 phụ thuộc công năng cụ thể của từng phòng :
+ Phòng vệ sinh, nhà tắm, phòng ăn, phòng khác : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Gian bếp, phòng giặt : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Sảnh, hành lang, cầu thang : p tc = 3(kN/m 2 )
+ Ban công, logia : p tc = 2(kN/m 2 )
Trong một ô sàn ta lấy giá trị tải trọng của loại phòng nào lớn nhất np : Hệ số độ tin cậy, theo mục 4.3.3 - TCVN 2737-1995
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
STT Tên ô sàn Ký hiệu ( (kN/ (m) (m) (kN)
Bảng 2.8 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên ô được tính toán như sau : q i (g i tt g ti p i tt )
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.9 Tổng hợp tải trọng phân bố lên mỗi ô sàn
2.6.1.1 Nội lực sàn bản kê 4 cạnh
Hầu hết các ô bản đều làm việc 2 phương, thuộc loại bản kê 4 cạnh Theo mỗi phương cắt dải bản 1m để tính
Tổng tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng
Các ô sàn : S 1 , S 2 , S 3, S 4 , S 6 , S 8 tính theo ô bản đơn chịu lực 2 phương, tính theo ô bản loại 9
Hình 2.4: Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh ngàm Ứng với ô bản loại 9 và tỷ số
2 l l tra bảng được các hệ số α1, α2, β1, β2 Tải trọng tác dụng lên diện chịu tải 1 ô bản theo công thức :
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.10 Tải trọng tập trung lên mỗi ô sàn
Theo phương cạnh ngắn : M 1 i 1 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M 2 i 2 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M II i 2 P i (kN.m)
Kết quả tính toán được trình bày ở bản sau : b00 b= 10 00
STT Tên ô sàn Kích thước Tải trọng tính toán Tổng tải trọng qi (kN/ (kN
Bảng 2.11 Tính momen cho bản làm việc 2 phương
2.6.1.2 Nội lực sàn bản dầm xác định nội lực cho ô sàn S7
Hình 2.5: Nội lực trong dầm
Cắt 1 dải sàn bề rộng 1m để tính momen p= qtt.1= 7,169.1= 7,169 (kN/m) l= 1,8(m)
Xác định nội lực sàn bằng phương pháp thủ công
Momen nhịp của các ô sàn nhỏ trong khi momen gối lớn cho thấy rằng khi tính toán thủ công, an toàn cho gối được ưu tiên Gối chịu phần lớn momen, trong khi các ô sàn hoạt động độc lập mà không có mối quan hệ tương tác.
Tính thép cho gối và nhịp tương ứng với mômen MI, MII và M1, M2
Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật b=1m0cm
Theo phương l 1 tính cho ô sàn S 4
2.7.1.1 Tính thép cho nhịp M 1 = 11,77kN.m = 1177kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s110 cú As ch = 4,57cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0,1%
Đối với bản kê 0, 4% 0,8% là hợp lý
2.7.1.2 Tính thép cho gối M I = 27,17kN.m = 2717kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2= 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s90 cú As ch = 8,72 cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức (2.19) :
Theo phương l 2 tính cho ô sàn S 4
2.7.2.1 Tính thép cho nhịp M 2 = 9,16kN.m = 916kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a – ∅/ = 14 – 2 – 0,8 = 11,2cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s130 cú As ch = 3,87cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
2.7.2.2 Tính thép cho gối M II = 21,27 kN.m = 2127 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s120 cú As ch = 6,54cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Kết quả tính toán cốt thép và khoảng cách bố trí cốt thép cho các ô sàn còn lại được thể hiện trong phụ lục 1
Tính thép cho gối M= 2,9 kN.m = 290 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s170 cú As ch = 1,66cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Tính thép cho nhịp M= 1,63 kN.m = 163 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s200 cú As ch = 1,42cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM, SÀN
Quan niệm về tính chất của sàn cho rằng sàn được xem là hoàn toàn cứng trên mặt phẳng ngang, không bị rung động hay dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là đồng nhất khi có tải trọng ngang tác động Trong quá trình tính toán, yếu tố này không được xem xét.
Việc khoan lỗ trên sàn để treo các thiết bị kỹ thuật như đường ống điện lạnh, thông gió, cứu hỏa và các đường ống ngầm khác có thể làm yếu cấu trúc của sàn.
Xét sự làm việc của các ô sàn :
+ Đối ô bản chịu lực 1 phương (loại bản dầm), ta có:
30 35 h b D l +Đối ô bản chịu lực 2 phương (loại bản kê), ta có:
Bảng 2.2 Chọn chiều dày sàn h b
+ Chiều cao dầm : Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo cấu tạo như sau :
+ Chiều rộng dầm : Sơ bộ chọn chiều rộng dầm theo cấu tạo như sau:
2 4 d d b h Trong đó : + l nh : Chiều dài nhịp dầm
+ : bề rộng tiết diện dầm
+ : chiều cao tiết diện dầm
Số lượng / Quan hệ tuyến tính
+ Chiều cao dầm : Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo cấu tạo như sau :
+ Chiều rộng dầm : Sơ bộ chọn chiều rộng dầm theo cấu tạo như sau:
Kết quả tính toán và chọn kích thước tiết diện dầm thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Hình 2.2 Mặt bằng dầm sàn tầng 4
TT Số hiệu Loại dầm
Tách từng ô bản đơn riêng biệt để tính Xét tỉ số l2/l1 của các ô bản, từ đó đưa ra kết luận loại ô bản như sau:
Quan niệm tính toán trong kết cấu cho thấy rằng nếu sàn liên kết với dầm biên và dầm biên là dầm khung, thì được xem là liên kết ngàm; ngược lại, nếu dầm biên là dầm phụ, thì coi là liên kết khớp Khi sàn liên kết với dầm giữa, cũng được xem là liên kết ngàm, trong khi nếu dưới sàn không có dầm, thì được xem là tự do.
Nhịp tính toán: Ô bản tính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính toán lấy theo kiến trúc
Từ kết quả phân loại ô bản và liên kết với các dầm đỡ xác định sơ đồ tính, kết quả lập thành bảng
Bảng 2.4 Kết quả phân loại bản sàn và liên kết dầm đỡ
Ngàm là một phần quan trọng trong cơ cấu của nhiều thiết bị và máy móc, giúp kết nối và giữ chặt các bộ phận lại với nhau Khớp ngàm đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo sự hoạt động trơn tru và hiệu quả của các hệ thống cơ khí Việc lựa chọn và bảo trì ngàm đúng cách có thể nâng cao tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị.
Loại liên kết Loại ô bản Tên ô sàn
Tải trọng tác dụng phân bố đều trên mỗi ô bản gồm có: tĩnh tải (kN/m 2 ) và hoạt tải (kN/m 2 ) được xác định như sau :
Dựa vào cấu tạo các lớp sàn của mỗi ô bản sàn Si để xác định :
i : trọng lượng riêng của thứ i n i : hệ số tin cậy của lớp thứ i
Hình 2.3 Chi tiết cấu tạo sàn Bảng 2.5 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn thường
Bảng 2.6 Trọng lượng bản thấn các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các ô sàn được xây dựng với tường gạch ống dày 100 mm và 200 mm, cao 3,45 m, không nằm trên dầm mà được xây trực tiếp trên sàn Trọng lượng của tường xây được quy đổi thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn theo công thức.
Gt (kN) : Tổng tải trọng tường xây trên sàn
Si (m 2 ) : Diện tích ô bản thứ i
i : Trọng lượng đơn vị tường
Tường gạch ống dày 100mm có i 18 0,1 1,8( kN m/ 2 ). Tường gạch ống dày 200mm có i 18 0, 2 3, 6( kN m/ 2 ). ht(m) : chiều cao tường t ( )
l m : Tổng chiều dài tường xây trên 1 ô bản l1, l2(m) : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản n=1,2 : hệ số vượt tải
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.7 Tải trọng tường xây
Dựa vào chức năng sử dụng của mỗi ô bản Theo TCVN 2737: 1995 ta tính được hoạt tải tính toán p tt theo công thức sau : p tt = n p p tc
Trong đó : p tc (kN/m 2 ): Tải trọng tiêu chuẩn được lấy theo Bảng 3 TCVN 2737-1995 phụ thuộc công năng cụ thể của từng phòng :
+ Phòng vệ sinh, nhà tắm, phòng ăn, phòng khác : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Gian bếp, phòng giặt : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Sảnh, hành lang, cầu thang : p tc = 3(kN/m 2 )
+ Ban công, logia : p tc = 2(kN/m 2 )
Trong một ô sàn ta lấy giá trị tải trọng của loại phòng nào lớn nhất np : Hệ số độ tin cậy, theo mục 4.3.3 - TCVN 2737-1995
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
STT Tên ô sàn Ký hiệu ( (kN/ (m) (m) (kN)
Bảng 2.8 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên ô được tính toán như sau : q i (g i tt g ti p i tt )
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.9 Tổng hợp tải trọng phân bố lên mỗi ô sàn
2.6.1.1 Nội lực sàn bản kê 4 cạnh
Hầu hết các ô bản đều làm việc 2 phương, thuộc loại bản kê 4 cạnh Theo mỗi phương cắt dải bản 1m để tính
Tổng tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng
Các ô sàn : S 1 , S 2 , S 3, S 4 , S 6 , S 8 tính theo ô bản đơn chịu lực 2 phương, tính theo ô bản loại 9
Hình 2.4: Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh ngàm Ứng với ô bản loại 9 và tỷ số
2 l l tra bảng được các hệ số α1, α2, β1, β2 Tải trọng tác dụng lên diện chịu tải 1 ô bản theo công thức :
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.10 Tải trọng tập trung lên mỗi ô sàn
Theo phương cạnh ngắn : M 1 i 1 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M 2 i 2 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M II i 2 P i (kN.m)
Kết quả tính toán được trình bày ở bản sau : b00 b= 10 00
STT Tên ô sàn Kích thước Tải trọng tính toán Tổng tải trọng qi (kN/ (kN
Bảng 2.11 Tính momen cho bản làm việc 2 phương
2.6.1.2 Nội lực sàn bản dầm xác định nội lực cho ô sàn S7
Hình 2.5: Nội lực trong dầm
Cắt 1 dải sàn bề rộng 1m để tính momen p= qtt.1= 7,169.1= 7,169 (kN/m) l= 1,8(m)
Xác định nội lực sàn bằng phương pháp thủ công
Momen nhịp của các ô sàn nhỏ trong khi momen gối lớn cho thấy rằng khi tính toán thủ công, an toàn cho gối được ưu tiên, dẫn đến việc gối phải chịu phần lớn momen Các ô sàn hoạt động độc lập mà không có mối liên hệ với nhau.
Tính thép cho gối và nhịp tương ứng với mômen MI, MII và M1, M2
Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật b=1m0cm
Theo phương l 1 tính cho ô sàn S 4
2.7.1.1 Tính thép cho nhịp M 1 = 11,77kN.m = 1177kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s110 cú As ch = 4,57cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0,1%
Đối với bản kê 0, 4% 0,8% là hợp lý
2.7.1.2 Tính thép cho gối M I = 27,17kN.m = 2717kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2= 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s90 cú As ch = 8,72 cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức (2.19) :
Theo phương l 2 tính cho ô sàn S 4
2.7.2.1 Tính thép cho nhịp M 2 = 9,16kN.m = 916kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a – ∅/ = 14 – 2 – 0,8 = 11,2cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s130 cú As ch = 3,87cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
2.7.2.2 Tính thép cho gối M II = 21,27 kN.m = 2127 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s120 cú As ch = 6,54cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Kết quả tính toán cốt thép và khoảng cách bố trí cốt thép cho các ô sàn còn lại được thể hiện trong phụ lục 1
Tính thép cho gối M= 2,9 kN.m = 290 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s170 cú As ch = 1,66cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Tính thép cho nhịp M= 1,63 kN.m = 163 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s200 cú As ch = 1,42cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG
Tải trọng tác dụng phân bố đều trên mỗi ô bản gồm có: tĩnh tải (kN/m 2 ) và hoạt tải (kN/m 2 ) được xác định như sau :
Dựa vào cấu tạo các lớp sàn của mỗi ô bản sàn Si để xác định :
i : trọng lượng riêng của thứ i n i : hệ số tin cậy của lớp thứ i
Hình 2.3 Chi tiết cấu tạo sàn Bảng 2.5 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn thường
Bảng 2.6 Trọng lượng bản thấn các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các ô sàn được xây dựng với tường gạch ống dày 100 mm và 200 mm, cao 3,45 m, được đặt trực tiếp trên sàn mà không nằm trên dầm Trọng lượng của tường xây sẽ được quy đổi thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn theo một công thức cụ thể.
Gt (kN) : Tổng tải trọng tường xây trên sàn
Si (m 2 ) : Diện tích ô bản thứ i
i : Trọng lượng đơn vị tường
Tường gạch ống dày 100mm có i 18 0,1 1,8( kN m/ 2 ). Tường gạch ống dày 200mm có i 18 0, 2 3, 6( kN m/ 2 ). ht(m) : chiều cao tường t ( )
l m : Tổng chiều dài tường xây trên 1 ô bản l1, l2(m) : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản n=1,2 : hệ số vượt tải
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.7 Tải trọng tường xây
Dựa vào chức năng sử dụng của mỗi ô bản Theo TCVN 2737: 1995 ta tính được hoạt tải tính toán p tt theo công thức sau : p tt = n p p tc
Trong đó : p tc (kN/m 2 ): Tải trọng tiêu chuẩn được lấy theo Bảng 3 TCVN 2737-1995 phụ thuộc công năng cụ thể của từng phòng :
+ Phòng vệ sinh, nhà tắm, phòng ăn, phòng khác : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Gian bếp, phòng giặt : p tc = 1,5(kN/m 2 )
+ Sảnh, hành lang, cầu thang : p tc = 3(kN/m 2 )
+ Ban công, logia : p tc = 2(kN/m 2 )
Trong một ô sàn ta lấy giá trị tải trọng của loại phòng nào lớn nhất np : Hệ số độ tin cậy, theo mục 4.3.3 - TCVN 2737-1995
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
STT Tên ô sàn Ký hiệu ( (kN/ (m) (m) (kN)
Bảng 2.8 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên ô được tính toán như sau : q i (g i tt g ti p i tt )
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.9 Tổng hợp tải trọng phân bố lên mỗi ô sàn
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
2.6.1.1 Nội lực sàn bản kê 4 cạnh
Hầu hết các ô bản đều làm việc 2 phương, thuộc loại bản kê 4 cạnh Theo mỗi phương cắt dải bản 1m để tính
Tổng tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng
Các ô sàn : S 1 , S 2 , S 3, S 4 , S 6 , S 8 tính theo ô bản đơn chịu lực 2 phương, tính theo ô bản loại 9
Hình 2.4: Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh ngàm Ứng với ô bản loại 9 và tỷ số
2 l l tra bảng được các hệ số α1, α2, β1, β2 Tải trọng tác dụng lên diện chịu tải 1 ô bản theo công thức :
Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.10 Tải trọng tập trung lên mỗi ô sàn
Theo phương cạnh ngắn : M 1 i 1 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M 2 i 2 P i (kN.m)
Theo phương cạnh dài : M II i 2 P i (kN.m)
Kết quả tính toán được trình bày ở bản sau : b00 b= 10 00
STT Tên ô sàn Kích thước Tải trọng tính toán Tổng tải trọng qi (kN/ (kN
Bảng 2.11 Tính momen cho bản làm việc 2 phương
2.6.1.2 Nội lực sàn bản dầm xác định nội lực cho ô sàn S7
Hình 2.5: Nội lực trong dầm
Cắt 1 dải sàn bề rộng 1m để tính momen p= qtt.1= 7,169.1= 7,169 (kN/m) l= 1,8(m)
Xác định nội lực sàn bằng phương pháp thủ công
Momen nhịp của các ô sàn tương đối nhỏ trong khi momen gối lại lớn, cho thấy rằng khi tính toán thủ công, an toàn cho gối được ưu tiên Điều này dẫn đến việc gối chịu phần lớn momen, trong khi các ô sàn hoạt động độc lập mà không có mối quan hệ tương tác với nhau.
TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Tính thép cho gối và nhịp tương ứng với mômen MI, MII và M1, M2
Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật b=1m0cm
Theo phương l 1 tính cho ô sàn S 4
2.7.1.1 Tính thép cho nhịp M 1 = 11,77kN.m = 1177kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s110 cú As ch = 4,57cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0,1%
Đối với bản kê 0, 4% 0,8% là hợp lý
2.7.1.2 Tính thép cho gối M I = 27,17kN.m = 2717kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2= 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s90 cú As ch = 8,72 cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức (2.19) :
Theo phương l 2 tính cho ô sàn S 4
2.7.2.1 Tính thép cho nhịp M 2 = 9,16kN.m = 916kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a – ∅/ = 14 – 2 – 0,8 = 11,2cm
Tra bảng chọn thộp ỉ8s130 cú As ch = 3,87cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
2.7.2.2 Tính thép cho gối M II = 21,27 kN.m = 2127 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 14 – 2 = 12cm
Tra bảng chọn thộp ỉ10s120 cú As ch = 6,54cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Kết quả tính toán cốt thép và khoảng cách bố trí cốt thép cho các ô sàn còn lại được thể hiện trong phụ lục 1
Tính thép cho gối M= 2,9 kN.m = 290 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s170 cú As ch = 1,66cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
Tính thép cho nhịp M= 1,63 kN.m = 163 kN.cm
Giả thiết tính toán: a = 2cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông chịu kéo ho= hs – a = 8 – 1,5 = 6,5cm
Tra bảng chọn thộp ỉ6s200 cú As ch = 1,42cm 2
Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức :
THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ
SƠ ĐỒ HÌNH HỌC
Hình 3.1 Mặt bằng thang và mặt cắt thang tầng điển hình
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ SƠ BỘ TIẾT DIỆN
Bê tông cấp độ bền chịu nén B25 có Rb = 1,45 kN/cm 2
Thép bản thang nhóm AII có Rs = 28 kN/cm 2
Thép dầm thang nhóm AIII có Rs = 36,5 kN/cm 2
Thiết kế cầu thang 2 vế dạng bản 2 đợt đối xứng như hình vẽ trên
Chiều rộng bậc thang lb = 300 mm
Số bậc nằm của 1 đợt thang nn = L2/0,3= 3,4/0,3= 11,3 bậc chọn 12 bậc
=> Số bậc đứng 1 đợt thang nđ+1 = 13 (bậc)
Chiều rộng bậc thang lb, lb = 3400/12 = 283,3 (mm)
Chiều cao bậc thang hb, với chiều cao tầng H = 3,6m: hb = H/(2.nđ)600/26 = 138,5 (mm)
Chọn sơ bộ bề dày bản thang:
30 35 h s D L Trong đó góc α được xác định như sau:
Chọn tiết diện dầm chiếu nghỉ:
10 13 10 13 h dcn L mm Chọn hdcn = 400 mm
Vậy tiết diện dầm chiếu nghỉ là 200x400mm
TÍNH TOÁN BẢN THANG
Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang
Tải trọng lên bản thang bao gồm : Tĩnh tải (kN/m 2 ) và hoạt tải (kN/m 2 )
3.3.1.1 Tĩnh tải a Bản thang (phần bản nghiêng):
Hình 3.2 Cấu tạo các lớp của bản thang
Tổng trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản thang được xác định theo công thức sau:
i: Trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i ni: Hệ số độ tin cậy của lớp thứ i
itd : Chiều dày tính đổi của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng
Bảng 3.1 Tĩnh tải phân bố đều trên mặt bản thang
Các lớp cấu tạo Hệ số n Công thức tính Tĩnh tải
Lớp gạch xây bậc (gạch thẻ)
n =25.0,08.1,1 .n =18.0,015.1,3 b Bản ngang (bản chiếu nghỉ):
Bảng 3.2 Tĩnh tải phân bố đều trên mặt chiếu nghỉ
Theo TCVN 2737-1995 ta tính được hoạt tải ps tttheo công thức sau :
Hoạt tải trên bản ngang cầu thang: p tt = p tc n = 3 x 1,2 = 3,6 (kN/m 2 )
Hoạt tải trên bản nghiêng: p tt = p tc n cosα = 3 x 1,2 x 0,9 = 3,236 (kN/m 2 )
Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang:
Cắt dãy rộng 1m theo phương cạnh dài để tính:
Bản ngang: q 1 = (g bt +p tt )×1m (kN/m)
Bản nghiêng: q 2 (g bt p tt ) 1 mq lc (kN/m) q lc = 0,3 kN/m trọng lượng lan can và tay vịn
Bảng 3.3 Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang
Lập sơ đồ tính và xác định nội lực
Cầu thang 2 vế song song, thang loại bản có cốn Bản thang nghiêng 2 đầu gối lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới ( dầm sàn)
Sơ đồ tính tải trọng
Các lớp cấu tạo Hệ số n Công thức tính Tĩnh tải
TT Loại bản Tĩnh tải Hoạt tải Tải trọng q
Với: l2x: chiều dài cạnh bản tính theo phương ngang l2: chiều dài cạnh bản tính theo phương nghiêng l1: chiều ngắn cạnh bản
Bản thang là ô bản loại dầm làm việc theo phương cạnh ngắn
80 5 3 d s h h nên xem liên kết của bản với dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ là liên kết ngàm, liên kết của bản với cốn thang, tường là liên kết khớp
- Ta cắt một dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính
Hình 3.3: Sơ đồ tính bản thang
Tổng tải trọng tác dụng lên 1,8m bản thang là: qb= qtt + Ptt x cos = 7,905 (kN/m2)
Bản thang 2 vế giống nhau nên chỉ cần tính toán thép cho 1 vế
Chọn chiều dày bản thang là 8cm
Trong đó: ho = h-a: Chiều cao làm việc của tiết diện b = 1(m): Bề rộng tính toán của tiết diện
M: Mômen tại vị trí tính cốt thép
Kiểm tra điều kiện hạn chế:
Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng b=1m
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
(0,3% 0,9% là hợp lý) Chọn đường kính cốt thép và tính khoảng cách giữa các thanh thép
Chọn cốt thép Ф6s120 có As ch = 2,36cm 2 diện tích
Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép sau khi bố trí
Cốt thép đã chọn và bố trí là hợp lý
Bố trí thép bản thang:
+Cốt thép chịu lực dọc theo bản thang bố trí Ф6s120
+Cốt thép theo phương còn lại của bản đặt theo cấu tạo Ф6s250
+Tại các vị trí bản được gối lên dầm đặt cốt thép chịu momen âm Ф6s250
Bản chiếu nghỉ có kích thước 2 cạnh là 2
4 2, 22 1,8 l l bản là bản loại dầm, cắt
1 dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn, tính toán như dầm đơn giản có 2 đầu được kê lên 2 dầm chiếu nghỉ xem là 2 ngàm 400
Hình 3.4: Sơ đồ tính bản chiếu nghỉ
Trong đó: ho = h-a: Chiều cao làm việc của tiết diện b = 1(m): Bề rộng tính toán của tiết diện
M: Mômen tại vị trí tính cốt thép
Kiểm tra điều kiện hạn chế:
Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng b=1m
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Chọn đường kính cốt thép và tính khoảng cách giữa các thanh thép
Chọn cốt thép Ф6s200 có As ch = 1,41cm 2 diện tích
Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép sau khi bố trí
Cốt thép đã chọn và bố trí là hợp lý
Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng b=1m
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Đặt cốt thép cấu tạo Ф6s200
TÍNH CỐN THANG
Chọn sơ bộ kích thước cốn thang
Hình 3.5 : Sơ đồ tính cốn thang hc = (1/8 ÷ 1/20) lc = (1/8 ÷ 1/20)x 3,6/0,9= 0,2 ÷ 0,5 (m)
Chọn hc00 mm bc = (0.3 ÷ 0.5) hc = (0.3 ÷ 0.5)x 300 = 90÷150mm
Vậy sơ bộ ta chọn kích thước cốn CT1, CT2 là 100 300mm
Tải trọng tác dụng lên cốn CT1 gồm:
+Trọng lượng bêtông: gbt = n..bc.(hc- hb)
+Trọng lượng vữa trát: gtr = n...(bc +2hc-hb)=1,3x16x0,015x(0,1+2x0,3-0,08)=0,193 kN/m
+Trọng lượng lan can: glc= n. = 1,2x0.3= 0,36 kN/m
+Trọng lượng bản thang truyền vào: bản thang là bản loại dầm nên: gb = 1 7, 905 1,8
Tổng tải trọng tác dụng lên cốn thang theo phương thẳng đứng: qc = gbt + gtr + glc + q = 0,605+0,193+0,36+7,11 = 8,268 kN/m
Hình 3.6 Biểu đồ Momen và biểu đồ lực cắt
Lực cắt lớn nhất tại hai gối:
Qmax qc lc cos kN
- Cốt thép dọc chịu lực trong cốn thang chọn loại A-II
- Chọn a = 2cm ho= hc – a = 300 – 20 = 280mm
- Tính As: Diện tích cốt thép xác định theo công thức sau:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
=> Bố trí thép theo cấu tạo
- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo :
+ Đoạn gần gối tựa : (≤ l/4) h ≤ 450 thì sct = min(h/2 ,150) h > 450 thì sct = min(h/3 ,300)
+ Đoạn gần gối tựa : h ≤ 300 thì sct = min(h/2 ,150) h > 300 thì sct = min(3/4h ,500)
Chọn được bước đai s = 150 ở 1/4 gối s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông :
Qmax ≤ 0,3.φw1.φ1.Rb.b.ho Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu : 6, n= 2 nhánh , s = 150mm w w
Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai được đặt trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng Chiều rộng của tiết diện chữ nhật được ký hiệu là b, trong khi khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện được ký hiệu là s Hệ số φb1 được sử dụng để xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau, với giá trị của bê tông nặng là 0,01.
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :
Qmax được tính toán là 73,5 kN, lớn hơn Qmax yêu cầu là 14,32 kN, cho thấy bê tông đủ khả năng chịu cắt Cốt đai được bố trí theo cấu tạo với các thông số cụ thể: tại hai đầu cốn, sử dụng cốt đai 6s150, và phần giữa nhịp bố trí cốt đai 6s200.
Tính toán dầm chiếu nghỉ 1
+ Kích thước tiết diện dầm: bxh 0x400 mm, xem dầm chiếu nghỉ làm việc như dầm đơn giản 2 đầu khớp
Tải trọng tác dụng lên dầm:
- Trọng lượng bê tông: q1= n..b.h= 1,1x25x0,2x(0,4-0,08)=1,76 (kN/m)
- Trọng lượng vữa trát: q2=n...b(h-hb)=1,3x18x0,02x(0,2+2x(0,4-0,08)) = 0,393(kN/m)
- Trọng lượng bản sàn chiếu nghỉ truyền vào dầm là dạng chữ nhật vì bản sàn chiếu nghỉ là bản loại dầm:
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ: q = q1 + q2 +q3=1,76+0,393+ 6,16 =8,313 (kN/m) Lực tập trung: do cốn CT1, CT2 truyền vào:
Hình 3.7: Sơ đồ tính DCN 1
Biểu đồ lực cắt: max 8, 313.4 15, 92 32, 55
- Xác định m và : Chọn a = 2 cm ho= 40 - 2= 38 (cm)
- Tính As: Diện tích cốt thép xác định theo công thức sau:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Chọn 2ỉ20+1ỉ18 cú Fa = 8,82 (cm 2 ), Ở vựng momen õm đặt 212 cấu tạo
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn: min max
- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo :
+ Đoạn gần gối tựa : (≤ l/4) h ≤ 450 thì sct = min(h/2 ,150) h > 450 thì sct = min(h/3 ,300)
+ Đoạn gần gối tựa : h ≤ 300 thì sct = min(h/2 ,150) h > 300 thì sct = min(3/4h ,500)
Chọn được bước đai s = 150 ở 1/4 gối s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông :
Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu : 6, n = 2 nhánh , s = 150 w w
0,3.φw1.φ1.Rb.b.ho = 0,3.1,07.0,855.1,45.20.38 = 302,5 kN > Qmax = 32,55 (kN)
Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai được xác định trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng Chiều rộng của tiết diện chữ nhật được ký hiệu là b, trong khi khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện được ký hiệu là s Hệ số φb1 phản ánh khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau, với giá trị đối với bê tông nặng là 0,01.
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :
Qmax được tính toán là 199,5 kN, lớn hơn giá trị Qmax cho phép là 32,55 kN Do đó, bê tông có khả năng chịu cắt tốt, và cốt đai được bố trí theo cấu tạo với Φ 6s150 ở hai đầu dầm và Φ 6s200 ở phần giữa nhịp.
Tính toán cốt treo tại vị trí có lực tập trung:
Diện tích cốt thép treo:
n fa cây Chọn 4 đai Φ6 bố trí 2 bên cốn tại vị trí cốn giao với dầm chiếu nghỉ.
Tính toán dầm chiếu nghỉ 2
+ Kích thước tiết diện dầm: bxh 0x400 mm, xem dầm chiếu nghỉ làm việc như dầm đơn giản 2 đầu khớp
Tải trọng tác dụng lên dầm:
- Trọng lượng bê tông: q1= n..b.h= 1,1x25x0,2x(0,4-0,08)=1,76 (kN/m)
- Trọng lượng vữa trát: q2=n...b(h-hb)=1,3x18x0,02x(0,2+2x(0,4-0,08)) = 0,393(kN/m)
- Trọng lượng bản sàn chiếu nghỉ truyền vào dầm là dạng chữ nhật vì bản sàn chiếu nghỉ là bản loại dầm:
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ: q = q1 + q2 +q3=1,76+0,393+ 6,16=8,313 (kN/m)
Hình 3.8: Sơ đồ tính DCN 2
- Xác định m và : Chọn a = 20 mm ho= 400 - 20 = 380 (mm)
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
=> Bố trớ cốt thộp 2ỉ12 cú Fa = 2,26 cm 2
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
- Xác định m và : Chọn a = 20 mm ho@0 - 20 = 380 (mm)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
=> Bố trớ cốt thộp cấu tạo 2ỉ12
- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tao :
+ Đoạn gần gối tựa : (≤ l/4) h ≤ 450 thì sct = min(h/2 ,150) h > 450 thì sct = min(h/3 ,300)
+ Đoạn gần gối tựa : h ≤ 300 thì sct = min(h/2 ,150) h > 300 thì sct = min(3/4h ,500)
Chọn được bước đai s = 150 ở 1/4 gối s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông :
Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu : 6, n = 2 nhánh , s = 150mm w w 28,3.2
= 301,3 kN>Qmaxf,504 (kN) Trong đó:
Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai được xác định trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng Chiều rộng của tiết diện chữ nhật ký hiệu là b, trong khi khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện được ký hiệu là s Hệ số φb1 thể hiện khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau, trong đó bê tông nặng có giá trị là 0,01.
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :
Giá trị Qmax được tính là 199,5 kN, lớn hơn giá trị yêu cầu Qmax là 66,504 kN Điều này cho thấy bê tông có khả năng chịu cắt đủ Cốt đai được bố trí theo cấu tạo, với Φ 6s150 ở hai đầu dầm và Φ 6s200 ở phần giữa nhịp.
Tính dầm chiếu tới
+ Kích thước tiết diện dầm: bxh 0x400 mm, xem dầm chiếu nghỉ làm việc như dầm đơn giản 2 đầu khớp
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu tới: q = 7,169 (kN/m)
Lực tập trung: do cốn CT1, CT2 truyền vào:
Hình 3.9: Sơ đồ tính DCT
Biểu đồ lực cắt: max 7,169.4 15, 92 30, 258
- Xác định m và : Chọn a = 2 cm ho= 40 - 2= 38 (cm)
- Tính As: Diện tích cốt thép xác định theo công thức sau:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
=> Chọn 2ỉ20+1ỉ18 cú Fa = 8,82 (cm 2 ), Ở vựng momen õm đặt 212 cấu tạo
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn: min max
- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tao :
+ Đoạn gần gối tựa : (≤ l/4) h ≤ 450 thì sct = min(h/2 ,150) h > 450 thì sct = min(h/3 ,300)
+ Đoạn gần gối tựa : h ≤ 300 thì sct = min(h/2 ,150) h > 300 thì sct = min(3/4h ,500)
Chọn được bước đai s = 150 ở 1/4 gối s = 200 ở nhịp
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông :
Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu : 6, n = 2 nhánh , s = 150mm w w
= 301,3kN>Qmax= 30,258 (kN) Trong đó:
Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai được đặt trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng, trong đó b là chiều rộng của tiết diện chữ nhật và s là khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện Hệ số φb1 được sử dụng để xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau, với bê tông nặng có giá trị là 0,01.
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :
Qmax được tính bằng công thức Qmax = 2,5.Rbt.b.ho = 2,5.1050.0,2.0,38 = 199,5 (kN), lớn hơn Qmax yêu cầu là 30,258 (kN) Do đó, bê tông có khả năng chịu cắt tốt, cốt đai chỉ cần đặt theo cấu tạo với Φ 6s150 ở hai đầu cốn và Φ 6s200 cho phần giữa nhịp.
Tính toán cốt treo tại vị trí có lực tập trung
Diện tích cốt thép treo:
n fa cây Chọn 4 đai Φ6 bố trí 2 bên cốn tại vị trí cốn giao với dầm chiếu tới.