Chung cư cao tầng sơn trà thành phố đà nẵng

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Sự cần thiết phải đầu tư công trình

Thành phố Đà Nẵng, trung tâm kinh tế và chính trị của Việt Nam, đang trở thành điểm phát triển quan trọng của khu vực Miền Trung Trong những năm gần đây, nền kinh tế Đà Nẵng đã có những chuyển biến tích cực, nhờ vào chính sách đổi mới và mở cửa Để đáp ứng nhu cầu phát triển, việc tái thiết và xây dựng cơ sở hạ tầng là rất cần thiết Đồng thời, xu hướng thay thế các công trình thấp tầng bằng các công trình cao tầng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề đất đai và nâng cao cảnh quan đô thị, phù hợp với quy mô của một thành phố lớn.

Thành phố Đà Nẵng có diện tích 1285,4 km² và dân số khoảng 992,800 người, được tổ chức thành 8 quận huyện Chính phủ đã phê duyệt quy hoạch phát triển Đà Nẵng đến năm 2030, với tầm nhìn đến năm 2050, nhằm biến nơi đây thành một thành phố cấp quốc gia hiện đại Mục tiêu là phát triển Đà Nẵng thành đô thị trung tâm, góp phần thúc đẩy kinh tế và xã hội cho khu vực miền Trung và Tây Nguyên Đến năm 2050, Đà Nẵng sẽ hướng tới trở thành thành phố đặc biệt cấp quốc gia, phát triển theo hướng bền vững và đạt tiêu chuẩn đô thị quốc tế.

Việc xây dựng các toà cao tầng chung cư là cần thiết và hợp lý để giải quyết các vấn đề đô thị hiện nay Do đó, công trình “Chung cư cao tầng Sơn Trà” đã được cấp phép xây dựng.

Vị trí và đặc điểm của khu đất

1.2.1 Vị trí địa lý, đặc điểm:

Chung cư cao tầng quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng, được xây dựng trên khu đất thuộc quận Sơn Trà và nằm trong dự án quy hoạch và sử dụng của thành phố Đà Nẵng.

Công trình được xây dựng trên lô đất mới qui hoạch trên đường Phạm Văn Đồng, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

Khu đất xây dựng có diện tích khoảng 2294 m 2

1.2.2 Điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn: a) Địa hình, địa chất công trình:

+ Lớp 4: Cát hạt trung,dày 7m

+ Lớp 5: Cát thô lẫn cuội sỏi

+ Nước ngầm tồn tại trong lớp đất sét pha, mực nước ngầm nằm khá sâu so với mặt đất hiện tại cote = -5,8

Chung cư cao tầng Sơn Trà-TP Đà Nẵng

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 3

Nền đất tại vị trí xây dựng công trình có tính đồng nhất cao, với hầu hết các lớp đất có sức chịu tải tốt Đặc biệt, lớp cát thô lẫn cuội sỏi là lựa chọn lý tưởng để đặt mũi cọc.

Thành phố Đà Nẵng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, đặc trưng bởi sự phân chia rõ rệt thành hai mùa trong năm, phản ánh đặc điểm khí hậu miền Trung Việt Nam.

Mùa mưa diễn ra từ tháng 9 đến tháng 12, với lượng mưa tập trung cao, thường dẫn đến tình trạng lũ lụt Ngược lại, mùa khô kéo dài từ đầu tháng 3 đến cuối tháng 8, thời điểm mà mực nước các dòng sông giảm thấp, dễ gây ra hoả hoạn.

*Các yếu tố khí tượng:

+ Nhiệt độ trung bình năm: 25,6 o C

+ Nhiệt độ tối thấp trung bình năm: 22,7 o C

+ Nhiệt độ tối cao trung bình năm: 29,8 o C

+ Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40,9 o C

+ Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 10,2 o C

+ Lượng mưa trung bình năm: 2066 mm/năm

+ Lượng mưa lớn nhất: 3307 mm

+ Lượng mưa thấp nhất: 1400 mm

+ Lượng mưa ngày lớn nhất: 332 mm

+ Số ngày mưa trung bình năm: 140-148 ngày

+ Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng: trung bình 22 ngày tháng 10 hàng năm Độ ẩm không khí:

+ Độ ẩm không khí trung bình năm: 82%

+ Độ ẩm cao nhẩt trung bình: 90%

+ Độ ẩm thấp nhất trung bình: 75%

+ Độ ẩm thấp nhất tuyệt đối: 18%

+ Lượng bốc hơi trung bình năm: 2017 mm/năm

+ Lượng bốc hơi tháng lớn nhất: 240 mm/tháng

+ Lượng bốc hơi tháng thấp nhất: 119 mm/tháng

+ Số giờ nắng trung bình: 2158 giờ/năm

+ Số giờ nắng trung bình tháng nhiều nhất: 248giờ/tháng

Khu vực thành phố Đà nẵng chịu ảnh hưởng của hai loại gió chính:

+ Gió Đông và Đông Nam từ tháng 4 đến tháng 8

+ Gió Đông Bắc từ tháng 9 đến tháng 3 sang năm

+ Tốc độ gió lớn nhất: 45m/s

+ Bão thường xảy ra từ tháng 9 đến tháng 11 với sức gió từ 12 -85 km/h, trung bình có 0,5 cơn bão trong 1 năm.

Quy mô và đặc điểm công trình

+ Tầng hầm: dung để xe cán bộ

+ Tầng 1: cho thuê văn phòng

+ Tầng 6-14: dùng làm phòng nghỉ ngơi cho cán bộ

+ Tầng 15: dịch vụ ăn uống

+ Tầng áp mái: phòng kĩ thuât thang máy và bể chứa nước

Tất cả các phòng đều tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài để tạo không khí trong lành và cảm giác gần gũi với thiên nhiên

Nguồn điện và nước được trang bị đầy đủ với hệ thống dự phòng Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động kết nối với trung tâm phòng cháy chữa cháy thành phố An ninh được đảm bảo 24/24 giờ, với công tác quản lý do các công ty có năng lực thực hiện.

Giải pháp thiết kế

1.4.1 Thiết kế tổng mặt bằng:

Dựa vào đặc điểm mặt bằng khu đất và yêu cầu công trình theo tiêu chuẩn quy phạm nhà nước, thiết kế tổng mặt bằng cần xem xét công năng sử dụng của từng loại công trình và dây chuyền công nghệ Việc phân khu chức năng phải rõ ràng, phù hợp với quy hoạch đô thị đã được phê duyệt, đồng thời đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ Bố cục kiến trúc và khoảng cách giữa các công trình cần đáp ứng các yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn và khoảng cách ly vệ sinh.

Toàn bộ mặt trước công trình trồng cây và để thoáng, có thể tiếp cận đễ dàng với công trình

Giao thông nội bộ trong công trình kết nối với các tuyến đường công cộng, đảm bảo lưu thông thuận lợi bên ngoài Có hai lối vào chính từ bên ngoài vào công trình: một lối vào thẳng tầng hầm và một lối vào ngay tầng trệt.

1.4.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc:

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 5 a) Thiết kế mặt bằng các tầng:

Tầng hầm được thiết kế với các phòng kỹ thuật và khu vực riêng biệt cho ôtô và xe máy Mặt bằng tầng hầm có độ dốc 0,15% hướng về phía rãnh thoát nước nhằm đảm bảo vệ sinh cho không gian này.

Mặt bằng tầng 1 bố trí trung tâm mua sắm

Mặt bằng tầng 2-10 bố trí các các hộ ở

Mặt bằng tầng mái dùng để đặt bể nước mái và kỹ thuật thang máy b) Thiết kế mặt đứng:

Công trình lớn tại Đà Nẵng nổi bật với thiết kế kiến trúc hiện đại, mang đến sự hoành tráng và ấn tượng Mặt cắt của công trình được thiết kế tỉ mỉ, thể hiện sự sáng tạo và tinh tế trong từng chi tiết.

Nhằm thể hiện nội dung bên trong công trình, kích thước cấu kiện cơ bản, công năng của các phòng

Dựa vào các yếu tố sử dụng và điều kiện vệ sinh như ánh sáng, thông gió cho các phòng chức năng, ta xác định chiều cao các tầng phù hợp.

Tầng mái cao 5,5 d) Giải pháp kết cấu:

Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình nhà cao tầng, đã trở nên rất phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới Bêtông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại.

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Vì vậy công trình được xây bằng bêtông cốt thép

Công trình được thiết kế với hệ vách và khung, trong đó tầng hầm sử dụng hệ khung kết hợp với vách để tạo ra không gian rộng rãi Các tầng trên có sự chuyển đổi từ cột sang vách cứng, mang lại sự linh hoạt cho cấu trúc.

Hệ kết cấu phía dưới tầng hầm sử dụng cột và vách cứng mang lại tính tối ưu cao, đồng thời thuận lợi cho việc thi công hệ thống ván khuôn Bên cạnh đó, các vách cứng còn có thể được tận dụng làm tường bao che, giúp tiết kiệm không gian hiệu quả.

1.4.3 Giao thông nội bộ công trình:

Hệ thống giao thông theo phương đứng được bố trí với thang máy và thang bộ cho đi lại

Hệ thống giao thông theo phương ngang với các hành lang được bố trí phù hợp với yêu cầu đi lại

1.4.4 Các giải pháp kỹ thuật khác: a) Hệ thống chiếu sáng:

Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ được lắp kính ở tất cả các mặt Bên cạnh đó, ánh sáng nhân tạo cũng được bố trí hợp lý để đảm bảo chiếu sáng đầy đủ cho mọi khu vực cần thiết.

Tối ưu hóa thông gió tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ, kết hợp với hệ thống điều hòa không khí được thiết kế để làm lạnh và xử lý không khí qua các ống dẫn nằm theo phương đứng và ngang, phân phối đến các vị trí tiêu thụ Hệ thống điện cũng cần được chú trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

Tuyến điện trung thế 15KV được lắp đặt qua ống dẫn ngầm dưới đất vào trạm biến thế của công trình Bên cạnh đó, công trình còn được trang bị hệ thống điện dự phòng với hai máy phát điện đặt tại tầng hầm Khi nguồn điện chính bị mất, máy phát điện sẽ đảm bảo cung cấp điện cho các tình huống khẩn cấp.

- Các hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ

- Các phòng làm việc ở các tầng

- Hệ thống máy tính và các dịch vụ quan trọng khác d) Hệ thống cấp thoát nước:

Nước từ hệ thống cấp nước thành phố được dẫn vào bể ngầm tại tầng hầm của công trình, sau đó được bơm lên bể nước mái thông qua quá trình điều khiển tự động Nước được phân phối qua các đường ống kỹ thuật đến các vị trí lấy nước cần thiết.

Nước mưa từ mái công trình, logia và ban công, cùng với nước thải sinh hoạt, được thu gom vào sênô và chuyển đến bể xử lý nước thải Sau khi xử lý, nước sẽ được xả ra hệ thống thoát nước của thành phố Hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng được thiết kế để đảm bảo an toàn cho công trình.

Thiết bị phát hiện báo cháy được lắp đặt tại mỗi phòng và tầng, cũng như các khu vực công cộng, nhằm đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình Hệ thống báo cháy có đồng hồ và đèn báo, giúp phòng quản lý nhanh chóng nhận tín hiệu khi có cháy xảy ra, từ đó kiểm soát và khống chế hoả hoạn hiệu quả Hệ thống chữa cháy đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tài sản và tính mạng con người.

Thiết kế phải tuân thủ các yêu cầu phòng chống cháy nổ và tiêu chuẩn liên quan, bao gồm bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn và hệ thống cấp nước chữa cháy Mỗi tầng đều được trang bị bình CO2 và đường ống chữa cháy tại các nút giao thông.

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 7 f) Xử lý rác thải:

Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

K0 là tỷ lệ giữa diện tích xây dựng công trình và diện tích lô đất, được tính bằng phần trăm (%) Diện tích xây dựng được xác định dựa trên hình chiếu mặt bằng của mái công trình.

Trong đó: SXD = 1300m 2 là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng mái công trình

SLD = 2294m 2 là diện tích lô đất

1.5.2 Hệ số sử dụng đất:

HSD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất

Trong đó: SS  15568,8 m 2 là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNHVÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng ta phải quan tâm đến những vấn đề cơ bản sau:

- Tải trọng ngang: áp lực gió, động đất

Mômen và chuyển vị tăng nhanh theo chiều cao của công trình Khi xem xét công trình như một thanh công xôn gắn chặt tại mặt đất, lực dọc sẽ tỷ lệ thuận với chiều cao, trong khi mômen do tải trọng ngang lại tỷ lệ với bình phương chiều cao H.

M = qH 2 /2 (tải trọng phân bố đều)

M = qH 3 /3 (tải trọng phân bố tam giác)

- Chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc bốn của chiều cao:

 = qH 4 /8EJ (tải trọng phân bố đều)

 = 11qH 4 /120EJ (tải trọng phân bố tam giác)

Do vậy, tải trọng ngang trở thành nhân tố chủ yếu khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Với sự gia tăng chiều cao của các tòa nhà, chuyển vị ngang cũng tăng nhanh chóng Thiết kế kết cấu không chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực mà còn phải có độ cứng đủ để chống lại lực ngang, nhằm hạn chế chuyển vị ngang trong giới hạn cho phép dưới tác động của tải trọng ngang Việc kiểm soát chuyển vị ngang là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình.

Chuyển vị ngang gây ra sự xuất hiện của các nội lực phụ trong kết cấu, đặc biệt là ở kết cấu đứng Khi chuyển vị gia tăng, độ lệch tâm cũng tăng theo, dẫn đến mômen lệch tâm tăng Nếu nội lực vượt quá một giới hạn nhất định, kết cấu sẽ không còn khả năng chịu đựng, dẫn đến nguy cơ sụp đổ.

Chuyển vị ngang quá lớn có thể gây ra cảm giác khó chịu và hoảng sợ cho những người sinh sống và làm việc trong công trình, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả công tác và sinh hoạt hàng ngày.

Tường và các cấu kiện phi kết cấu có thể bị nứt và hư hỏng, dẫn đến việc ray thang máy bị biến dạng và đường ống điện nước bị phá hoại.

Do vậy cần hạn chế chuyển vị ngang

2.1.3 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu:

Để tối ưu hóa sức chịu tải của nền đất, việc giảm trọng lượng bản thân công trình có thể cho phép tăng thêm tầng, giảm độ lún hoặc thu nhỏ kích thước kết cấu móng, từ đó nâng cao hiệu quả và độ bền của công trình.

Giảm trọng lượng bản thân có nghĩa là giảm khối lượng tham gia vào dao động, từ đó làm giảm lực quán tính và giảm tác động của gió cũng như động đất.

- Xét về mặt kinh tế thì giảm trọng lượng bản thân tức là tiết kiệm vật liệu, giảm giá thành công trình, tăng được không gian sử dụng

- Từ những nhận xét trên, ta thấy trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến giảm trọng lượng bản thân của kết cấu.

Phân tích lựa chọn vật liệu

Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép

Công trình bằng thép hoặc kim loại khác có độ bền cao và khả năng đàn hồi tốt, giúp giảm thiểu nguy cơ sụp đổ hoàn toàn khi xảy ra chấn động địa chấn Tính dẻo lớn của các vật liệu này làm cho công trình trở nên nhẹ nhàng và an toàn hơn trong các tình huống khắc nghiệt.

Sử dụng kết cấu thép cho nhà cao tầng gặp nhiều thách thức trong việc thi công các mối nối, đồng thời chi phí xây dựng và bảo trì công trình bằng thép thường cao, đặc biệt trong điều kiện khí hậu Việt Nam Kết cấu thép có độ bền kém với nhiệt độ, dễ chảy dẻo và sụp đổ khi xảy ra hỏa hoạn, với nhiệt độ nóng chảy khoảng 600°C Tuy nhiên, kết cấu thép phát huy hiệu quả tốt nhất trong các công trình cần không gian lớn, chiều cao lớn như nhà siêu cao tầng hoặc các công trình công cộng như nhà thi đấu, mái sân vận động, nhà hát và viện bảo tàng.

Kết cấu bằng bêtông cốt thép tạo ra trọng lượng lớn cho công trình, yêu cầu móng phải có kích thước lớn hơn Tuy nhiên, kết cấu này khắc phục nhiều nhược điểm của kết cấu thép, bao gồm thi công dễ dàng, chi phí vật liệu thấp, và khả năng bền bỉ với môi trường và nhiệt độ Bên cạnh đó, nó tận dụng hiệu quả tính chịu nén tốt của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách bố trí cốt thép trong vùng kéo.

- Từ những phân tích trên, ta lựa chọn bê tông cốt thép là vật liệu cho kết cấu công trình.

Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu

2.3.1 Lựa chọn phương án kết cấu:

Từ thiết kế kiến trúc ta có thể lựa chọn một trong hai phương án sau: a) Kết cấu thuần khung:

Dạng kết cấu này sở hữu không gian rộng rãi và mặt bằng bố trí linh hoạt, đáp ứng tốt yêu cầu sử dụng công trình Tuy nhiên, nhược điểm lớn của nó là độ cứng thấp và khả năng biến dạng cao, dẫn đến việc phải tăng kích thước các cấu kiện chịu lực Điều này không chỉ gây lãng phí không gian và vật liệu, mà còn ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tính kinh tế của công trình.

Kết cấu khung và lõi là một dạng kết cấu hỗn hợp, kết hợp giữa kết cấu khung và kết cấu lõi, mang lại không gian sử dụng rộng rãi và khả năng chịu lực ngang tốt Kết cấu khung lõi cứng bằng bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến, đảm bảo độ cứng cho toàn bộ công trình.

=> Lựa chọn: so sánh hai dạng kết cấu trên ta nhận thấy sử dụng kết cấu khung lõi kết hợp là thích hợp hơn đối với công trình

Chung cư cao tầng Sơn Trà tại thành phố Đà Nẵng nổi bật với thiết kế cao lớn và một tầng hầm, thể hiện sự hiện đại và tiện nghi trong kiến trúc đô thị.

Giải pháp móng cho công trình nhà cao tầng cần đảm bảo khả năng chịu tải trọng lớn và độ ổn định cao Do đó, phương án móng sâu là lựa chọn hợp lý nhất Đề xuất sử dụng móng cọc ép, vì nó có sức chịu tải cao, cắm sâu vào tầng đất đá cứng và thi công không ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, đồng thời phù hợp về mặt kinh tế.

Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình

Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp của em với khối lượng phần tính toán kết cấu là 60%, nhiệm vụ của em được giao bao gồm:

- Tính toán và bố trí cốt thép sàn tầng điển hình (tầng 2-9)

- Tính toán và bố trí cốt thép cầu thang bộ tầng 3 lên tầng 4

- Tính toán và thiết kế cốt thép cho khung trục 3

- Tính toán móng khung trục 3

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Sơ đồ phân chia ô sàn

Hình 3.1 Sơ đồ sàn tầng 4 Dựa vào hệ trục định vị và hệ lưới dầm cột ta chia sàn tầng thành các ô sàn như trên Quan niệm tính toán:

Sàn liên kết với dầm giữa được xem là ngàm, trong khi sàn không có dầm dưới được coi là tự do Nếu sàn kết nối với dầm biên, nó được xem là khớp; tuy nhiên, để đảm bảo an toàn, cần bố trí cốt thép ở biên ngàm cho cả biên khớp Khi dầm biên có kích thước lớn, nó có thể được xem như ngàm.

2  l l -Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm

2  l l -Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê 4 cạnh

Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn; l2-kích thước theo phương cạnh dài.

Các số liệu tính toán của vật liệu

Bêtông cấp độ bền: B25 có Rb = 14,5 MPa 5 kg/cm 2 ,  = 2500 daN/m 3

Rbk=1,05 Mpa = 10,5 kg/cm 2 Cốt thộp ỉ ≤ 8 dựng thộp CI (AI) cú Rs = Rsc = 225MPa

Cốt thộp ỉ > 8 dựng thộp CII (AII) cú Rs = Rsc = 280MPa

Chọn chiều dày bản sàn

Chiều dày của bản được chọn theo công thức: hb m

Hệ số D phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản, với giá trị trong khoảng từ 0,8 đến 1,4; thường chọn D = 1 Hệ số m phụ thuộc vào liên kết của bản, trong đó m = 40 - 45 cho bản kê 4 cạnh, và chọn mE; còn đối với bản loại dầm, giá trị m là từ 30 đến 35, chọn m5.

Bảng 3.1 phân loại ô sàn và hướng dẫn chọn chiều dày, theo Phụ Lục 1 - Bảng 1, cho thấy rằng hầu hết các ô sàn có diện tích lớn có thể tính toán chiều dày sơ bộ Do đó, chiều dày sàn chung được chọn là 11cm để thuận tiện cho việc tính toán và thi công.

Cấu tạo các lớp mặt sàn

3.4.1 Cấu tạo các lớp sàn nhà

3.4.2 Cấu tạo các lớp sàn vệ sinh:

Tải trọng tác dụng lên sàn

Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều từ trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn Để tính toán tải trọng này, cần dựa vào các lớp cấu tạo sàn cụ thể và tham khảo bảng tải trọng tính toán theo TCVN 2737-1995 cho các vật liệu thành phần.

Ta có công thức tính: g tt = Σγi.δi.ni

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

Hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995

Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn

Từ đó ta lập bảng tải trọng tác dụng lên các sàn như sau:

- Lớp vữa mác 75 dày 20mm tạo dốc

- Vữa trát trần mác 75 dày 15mm

-Vữa trát trần mác 75 dày 15

Bảng 3.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn (xem Phụ Lục 1- Bảng 2)

3.5.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:

Tải trọng tường ngăn và cửa qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn: gt qđ Trong đó:

- Vt, Vv: thể tích tường và vữa gác lên sàn (m 3 )

- S: Diện tích ô sàn có tường truyền lên

- Sc: Diện tích cửa gác lên sàn (m 2 )

- t,v,c: Tải trọng tiêu chuẩn của tường, vữa và cửa

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

Tải trọng do vách ngăn và cửa trong phạm vi ô sàn được xem như phân bố đều trên diện tích sàn

- Vữa trát 2 phía dày 30mm có: v = 16000 N/m 3

- Cửa kính khung nhôm có: c 0 N/m 2

Bảng 3.3 Trọng lượng tường ngăn và cửa trong phạm vi ô sàn (xem Phụ Lục 1-Bảng 3)

3.5.3 Hoạt tải: Để thiên về an toàn ta không xét đến hệ số giảm tải khi tính hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc(N/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với chức năng riêng biệt Dựa vào từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (N/m²).

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Bảng 3.4 Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn (xem Phụ Lục 1-Bảng 4)

3.5.4 Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn:

Bảng 3.5 Tổ hợp lực tác dụng lên các ô sàn(xem Phụ Lục 1-Bảng 5)

Tính toán nội lực và kết cấu thép cho ô sàn

3.6.1 Xác định nội lực trên các ô sàn: a) Bản kê bốn cạnh:

Dựa vào lien kết cạnh bản có 9 sơ đồ:

Để xác định nội lực trong kết cấu bêtông cốt thép, cần sử dụng tỷ số l2/l1 và loại liên kết để tra bảng, từ đó tìm được các hệ số αi, βi Sau đó, thực hiện tính toán nội lực theo các công thức đã được quy định trong tài liệu.

+ Mômen gối: MI = β1 (g tt +p tt ).l1.l2

Tổng tải trọng tác dụng lên sàn được tính bằng công thức q tt = g tt + p tt, trong đó g tt là tải trọng cố định và p tt là tải trọng tác động Kích thước của ô bản được xác định bởi l1 và l2, tương ứng với cạnh ngắn và cạnh dài Các hệ số α 1, α 2, β1, β2 được tra cứu từ bảng trong Phụ lục 17 của tài liệu về Kết cấu bê tông cốt thép, phần cấu kiện cơ bản Bản loại dầm cũng được đề cập trong nội dung này.

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

 Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q=(g+p).1m (kN/m)

Tùy theo liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm:

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 15 q

3.6.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho sàn: a) Lựa chọn vật liệu:

- Sàn dùng bêtông cấp độ bền B25 có Rb = 14,5Mpa

- Cốt thép : CI, A-I có Rs = 225MPa

CII, A-II có Rs = 280MPa b) Tính cốt thép sàn:

Cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật với bề rộng 1m và chiều cao h = hb Chiều cao làm việc của tiết diện, ký hiệu h0, được xác định bằng khoảng cách từ trọng tâm As đến mép vùng nén Độ dày lớp đệm a0, tính từ trọng tâm của As đến mép chịu kéo, có công thức a0 = c + 0,5 Độ dày lớp bảo vệ c được lấy theo quy định: đối với bê tông nặng, yêu cầu c ≥  và c ≥ c0.

Với bản có: h ≤ 100mm lấy c0 = 10mm h > 100mm lấy c0 = 15mm

Giả thiết a0 Với bản thường chọn a0 = 15÷20mm Khi h khá lớn (h > 150mm) có thể chọn a0 = 25÷30mm Tính h0 = h - a0

: Đặc trưng tính chất biến dạng của vùng bê tông chịu nén,  =  - 0,008.Rb

 = 0,85 đối với bê tông nặng

sc,u: ứng suất giới hạn của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén, sc,u = 400Mpa

Kiểm tra điều kiện hạn chế:  ≤ R

Khi điều kiện hạn chế được thỏa mãn, tính = 1 - 0,5.

Tính diện tích cốt thép:

Tính tỷ lệ cốt thép :

Kiểm tra điều kiện  ≥ min = 0,1% là rất quan trọng Nếu  < min, điều này cho thấy h quá lớn so với yêu cầu Trong trường hợp này, cần rút bớt h để tính lại Nếu không thể giảm h, cần chọn As theo yêu cầu tối thiểu bằng min.b.h0.

Sau khi bố trí cốt thép, cần tính toán lại các giá trị a0 và h0 Nếu h0 không nhỏ hơn giá trị đã sử dụng trong tính toán, kết quả sẽ an toàn hơn Tuy nhiên, nếu h0 nhỏ hơn giá trị đã dùng một cách đáng kể, cần thực hiện tính toán lại Giá trị hợp lý của μ nằm trong khoảng từ 0,3% đến 0,9%.

3.6.3 Cấu tạo cốt thép chịu lực: Đường kính  nên chọn  ≤ h/10 Để chọn khoảng cách a có thể tra bảng hoặc tính toán như sau:

Tính as là diện tích thanh thép, từ as và As tính a

= = Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính được Nên chọn a là bội số của 10mm để thuận tiện cho thi công

Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau: amin ≤ a ≤ amax Thường lấy amin = 70mm

Khi h ≤ 150mm thì lấy amax = 200mm

Khi h > 150mm lấy amax = min(1,5.h và 400)

-Kết quả tính toán nội lực và cốt thép cho ô sàn được thể hiện ở bảng

Cấp độ bền bê tông : B25 Rb = 14,5 MPa

Cốt thép  8 R s =R sc "5MPa ξR = 0,618 αR = 0,427  min =0,10%

3.6.4 Tính toán nội lực và bố trí cốt thép ô sàn

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 17 a) Sàn bản kê:

Tính ô sàn điển hình S3,loại ngàm 4 cạnh

+ Hoạt tải: p = 1,95kN/m 2 qtt = g + p = 3,946+1,95 = 5,896(kN/m 2 )

- Nội lực: Ô sàn S3 có kích thước 5,0x5,5 m 2 Tỷ số 2

5 =1.1 tra phụ lục ta có các hệ số là :

Ta có momen như sau :

-Tính cốt thép: Chọn cốt thép AI có Rs=Rsc"5 MPa

Bê tông B25 có Rb,5 MPa

Ta có : h = 11 cm, chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 2cm h0 = 11 – 2 = 9 cm

M- moment tại vị trí tính thép M = M1 = 3,146 kN.m = 3146000 N.mm

Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

Khoảng cách a giữa các thanh thép:

9 mm Lấy a = 160 mm Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT s

= 176.9(mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

• Cốt thép chịu mômen dương theo phương cạnh dài

Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a=2 cm

M- moment tại vị trí tính thép M = M2 = 2,610 kN.m &10000 N.mm

Khoảng cách giữa các thanh thép:

2mm Lấy a = 200 mm Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT s

= 142 (mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

• Cốt thép chịu mômen âm theo phương cạnh ngắn

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a,m

M- moment tại vị trí tính thép M = MI = -7,296kN.m = -7296000 N.mm

4 mm Lấy a = 120mm Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT s

   Cốt thép chịu mômen âm theo phương cạnh dài

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a=1.5cm

M- moment tại vị trí tính thép M = MII = -6,032 kN.m = -6032000 N.mm

3mm Lấy a 0mm Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 20 s

14(mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Các ô bản còn lại tính toán tương tự b.Sàn bản dầm Tính ô sàn S9

- Tải trọng tác dụng lên sàn qs = 3,946+1,950+1.95=5,896(kN/m 2 )

Sơ đồ tính: l2/l1 = 6,75/2,65=2.55> 2  bản loại dầm

- Ô sàn có 2 liên kết ngàm.Ô sàn có liên kết theo sơ đồ c.

Hình 2.6: Sơ đồ tính ô sàn S9

+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

+ Moment âm lớn nhất ở trên gối:

• Tính với mômen Mnh = 1,725(kN.m)

Ta có : h = 11 cm, chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 2 cm h0 = 11 – 2 = 9 cm

M- moment tại vị trí tính thép M = Mnh = 1,725 kN.m = 1725000 N.mm

Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT s

2(mm 2 ) Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

• Cốt thép chịu mômen âm Mg=-3,45 kN.m

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a,m

M- moment tại vị trí tính thép M = Mg = -3,45kN.m =-3450000 N.mm

Khoảng cách giữa các thanh thép:

(9 mm Lấy a = 200 mm Tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT s

• Cốt thép chịu mômen âm theo phương cạnh dài

Cốt thép được bố trí theo phương cạnh dài tại cả hai nhịp và gối nhằm đảm bảo khả năng chịu lực, vì bản loại dầm chủ yếu hoạt động theo phương cạnh ngắn.

- Các ô bản còn lại tính toán tương tự

Cốt thép tính ra được bố trí theo yêu cầu qui định Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC01/08

Bảng 3.6 Tính cốt thép sàn bản kê 4 cạnh (xem Phụ Lục 1-Bảng 6)

Bảng 3.7 Tính cốt thép sàn bản dầm (xem Phụ Lục 1-Bảng 7)

TÍNH TOÁN CẦU THANG

Cấu tạo cầu thang

- Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng bản,chiều cao tầng điển hình là 3,6m

- Cấu tạo bậc thang: h0mm ,b00mm, 22 bậc được xây bằng gạch

- Ta tính toán cầu thang bộ cho tầng 3 trục B-C Với chiều cao tầng là 3.6 m

- Cầu thang thuộc loại cầu thang 2 vế kiểu bản thang làm bằng bê tông cốt thép đổ tại chổ.

Mặt bằng, mặt cắt cầu thang

- Góc nghiêng của bản thang so với mặt phẳng nằm ngang:

- Sơ bộ chiều dày bản thang: hcm

- Sơ bộ kích thước dầm nghĩ tới: h=L/13=3,4/13=0,26m, chọn hd0cm b=h/20/2cm, chọn bd cm Tiết diện dầm chiếu tới 200x300

- Sơ bộ kích thước dầm chiếu tới: h=L/13=3,4/13=0,26m, chọn hd0cm b=h/20/2cm, chọn bd cm Tiết diện dầm chiếu tới 200x300

Hình 4.1 Sơ đồ kết cấu cầu thang

Xác định tải trọng và tính bản cầu thang

4.3.1 Cấu tạo các lớp cầu thang

4.3.2 Dựa vào cấu tạo và kích thước của từng ô sàn ta xác định tải trọng tác dụng gồm

Hình 4.2 cấu tạo bậc thang

4.3.3 Tĩnh tải a) Phần bản thang

V ỮA LÓT 20 BẬ C X ÂY GẠ CH

V ỮA LÓT 1 0 BAÍN BTCT ÂẠ 1 X 2 DAÌY 1 00

- Lớp vữa trát mặt dưới: g6 = n.. = 1,3.16.0,015 = 0,312 (kN/m 2 )

Tổng cộng tĩnh tải phân bố trên bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng: g = 0,48+0,56+1,485+0,208+2,75+0,312 = 5,795(kN/m 2 ) b) Phần bản chiếu nghỉ

+ Lớp đá mài Granito :g 1 =  n γ δ=1.2x20x0.015=0.36 (kN/m 2 )

+ Lớp vữa trát mặt dưới: g4 = n.. = 1,3.16.0,015 = 0,312 (kN/m 2 )

=>Tổng tỉnh tải tính toán phân bố trên chiếu nghỉ: gtt= g1+ g2+g3+g4=0.36+0.416+2.75+0.312= 3.838 (kN/m 2 )

- Hoạt tải:lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 p tc = 3 (kN/m 2 ) p tt = n.p tc = 1.2x3 = 3.6 (kN/m 2 )

 Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng : q tt b1 = g + p tt 1.cos = 5,795 + 3,6x0,894 = 9,013 (kN/m 2 )

Tổng tải trọng tác dụng lên 1m bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng : g1=9,013x1=9,013 (kN/m)

Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 : b tt tt q = g + p =3,838+3,6 =7,438 (kN/m 2 )

Tổng tải trọng tác dụng lên 1m chiếu nghỉ theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 : g2=7,438x1=7,438 (kN/m)

Dựa vào liên kết với nhưng vùng xung quanh cầu thang ta có thể quan niệm tính toán như sau:

Vế thang liên kết với dầm chiếu nghỉ được coi là khớp cố định, do dầm chiếu nghỉ là dầm biên không liên kết với ô sàn tiếp theo, cho phép khả năng quay tại điểm liên kết đó.

Vế thang liên kết với dầm chiếu nghĩ được xem là ngàm do dầm chiếu nghĩ liên kết với ô sàn 14 của tầng 4 Khi xảy ra hiện tượng xoay tại vị trí này, liên kết giữa dầm chiếu và ô sàn bên kia vẫn giữ được tính ổn định, dẫn đến sự xuất hiện của moment trong quá trình tính toán.

- Dầm chiếu nghĩ liên kết vào 2 cột biên ở vị trí giữ cột nên có thê xem là ngàm để tính toán

Dầm chiếu tới là đoạn dầm độc lập kết nối với hai dầm dọc, có thể coi là hai đầu khớp để bố trí Việc bố trí thép gối cấu tạo trong trường hợp này được thực hiện một cách tương đối an toàn.

Hình 4.3 Sơ đồ tính vế thang thứ nhất

Hình 4.4 Sơ đồ tính vế thang thứ hai

4.3.5 Tính toán nội lực và cốt thép bản a) Bản thang Ô1, Ô2:

-Tính toán nội lực bằng chương trình SAP2000

-Nội lực vế thang thứ nhất

Hình 4.5 Biểu đồ momen của vế thang thứ nhất

-Nội lực vế thang thứ hai

Hình 4.6 Biểu đồ momen của vế thang thứ hai

Loại Bê tông B25 có Rb = 14,5 Mpa= 14,5.10 3 (kN/m 2 )

Thộp ỉ≥8 : dựng thộp AII cú Rs = Rsc = 280 Mpa= 280.10 3 (kN/m 2 )

Bề rộng tiết diện lấy b0cm

- Xét thấy momen lớn nhất ở nhịp là Mn=6,21 (kN.m)

- Momen lớn nhất ở gối là Mg= 14,85 (kN.m)

- Đối với momen dương M n =6,21 kN.m

 Chọn ỉ8a180 cú As=2,79 cm 2 >2,69 cm 2

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

Cốt thép ngang cấu tạo lấy 30% As chịu lực Apb0%.2.79=0.837(cm 2 )

Chọn ỉ6a200 thộp cú As=1,41(cm 2 )

- Đối với momen âm M g ,85 kN.m

 Chọn ỉ12a160 cú As=7,07 cm 2 >6,93 cm 2

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

Cốt thép ngang cấu tạo lấy 30% As chịu lực Apb0%.7,07=2,12(cm 2 )

Chọn thớp ỉ8a200 với diện tích tiết diện As = 2,51 cm² Để đảm bảo an toàn, cần tính toán cốt thép mũ tại vị trí có mô men lớn nhất và bố trí cho các gối còn lại.

Công trình này có thiết kế cầu thang với hai vế giống nhau, vì vậy chúng ta chỉ cần tính toán cho một vế và sau đó áp dụng kết quả tính toán thép đó cho vế còn lại.

Tính toán nội lực và cốt thép dầm chiếu tới DCT

Chọn tiết diện dầm DCT là 200 x 300 (mm)

- Trọng lượng phần bê tông : q 1 =n b h h .( − b ) 1,1.25.0, 2.(0,3 0,1) 1,1= − = (kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát : q 2 =n .(  b+2h−2 ) 1,3.16.0, 015.(0, 2 2.0,3 2.0,1)h b = + − =0,19(kN/m)

Tải trọng do bản thang truyền vào là phản lực các gối tựa của bản thang và được quy về dạng phân bố đều :

Hinh 4.7 Biểu đồ lực cắt của vế thang thứ hai

- Quy về tải phân bố đều lên dầm chiếu tới:

3 KN m l q = M = Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: q=1,1+0,19+18,76 ,05 (kN/m)

Hình 4.8 Sơ đồ tính của dầm chiếu tới

4.4.2 Xác đinh nội lực và tính cốt thép a) Nội lực

Hình 4.9 Biểu đồ momen của dầm chiếu tới Biểu đồ lực cắt:

Hình 4.10 Biểu đồ lực cắt của dầm chiếu tới b) Tính toán cốt thép

❖ Tính toán cốt thép dọc:

 Tính cốt thép chịu mômen dương: Mmax (,85 (kN.m)

+ Kiểm tra điều kiện :  m =0,172 R =0,418: thỏa điều kiện

 Chọn 2ỉ18 cú As= 5,09 cm 2 > 4,12 cm 2

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

Mặc dù tuy quan niệm là khớp để tính toán, nhưng thực tế cho thấy tại hai đầu dầm gối lên tường vẫn xuất hiện moment Do đó, cần bố trí cấu tạo với hơn 30% lượng cốt thép ở giữa nhịp để chịu moment tại gối, và lựa chọn cốt thép là 2ỉ12.

- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng Điều kiện: Qmax≤0.3 w 1  b 1 R bt  b h 0

Trong đó:  w 1 -hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

 = E =   Với Asw:diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt đai và cắt qua tiết diện ngiêng

SVTH: Nguyễn Duy Cảm GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu 29 b :bề rộng tiết diện chữ nhật s :khoảng cách cốt đai

 b -hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau

Với =0.01-đối với bê tông nặng

- Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :

Với Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông,thì ta không cần phải tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo

Trong đó :  f = 0 vì tiết diện dầm đang xét là tiết diện chữ nhật

 n = 0 vì không có lực nén hoặc kéo

 b =0.6 đối với bê tông nặng

Do đó, cần tính cố đai cho dầm tới

Chọn cốt đai 6 có Asw(.3mm 2 ,số nhánh cốt đai là n=2

- Tính toán cốt đai khi không có cốt xiên cho dầm chịu tải trọng phân bố

+ Khi dầm có tải trọng phân bố đều q1 tác dụng:

Q   + rơi vào trường hợp số 2: nên ta xác định qsw như sau:

Nên chọn qswD,17 để tính toán

S R sw sw sw tt = = + Khoảng cách lớn nhất:

S = b + n R bt = + + Xác định khoảng cách cấu tạo (với chiều cao dầm h = 300mm≤450mm):

 (tại tiết diện giữa nhịp L/4  3L/4)

=> Vậy chọn khoảng cách cốt đai:

+ Tại tiết diện gối: stk = sct = 150mm

+ Tại tiết diện giữa nhịp: stk = sct = 150mm.

Tính toán nội lực và cốt thép dầm chiếu nghĩ

Chọn tiết diện dầm DCN là 200 x 300 (mm)

- Trọng lượng phần bê tông: q 1 =n b h h .( − b ) 1,1.25.0, 2.(0,3 0,1) 1,1= − = (kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát : q 2 =n .(  b+2h−2 ) 1,3.16.0, 015.(0, 2 2.0,3 2.0,1)h b = + − =0,19(kN/m)

Tải trọng do bản thang truyền vào là phản lực các gối tựa của bản thang và được quy về dạng phân bố đều :

Hinh 4.11 Biểu đồ lực cắt của vế thang thứ hai

- Quy về tải phân bố đều lên dầm chiếu nghĩ:

3 KN m l q = M = Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: q=1,1+0,19+7,41=8,7 (kN/m)

Hình 4.12 Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ

4.5.2 Xác đinh nội lực và tính cốt thép a) Nội lực

Hình 4.13 Biểu đồ momen của dầm chiếu nghỉ Biểu đồ lực cắt:

Hình 4.14 Biểu đồ lực cắt của dầm chiếu nghỉ b) Tính toán cốt thép

❖ Tính toán cốt thép dọc:

 Tính cốt thép chịu mômen dương: Mmax =2,08 (kN.m)

+ Kiểm tra điều kiện :  m =0,024 R =0,418: thỏa điều kiện

 Chọn 2ỉ12 cú As= 2,26 cm 2 > 0,546 cm 2

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

 Tính cốt thép chịu mômen âm: Mmax =8,7 (kN.m)

+ Kiểm tra điều kiện :  m =0,052 R =0,418:thỏa điều kiện

 Chọn 2ỉ12 cú As= 2.26 cm 2 > 1,18 cm 2

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng Điều kiện: Qmax≤0.3 w 1 b 1R bt  b h 0

Trong đó:  w 1-hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

 = E =   Với Asw:diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt đai và cắt qua tiết diện ngiêng b :bề rộng tiết diện chữ nhật s :khoảng cách cốt đai

 b -hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau

 b 1 = − 1  R b = −1 0.01R b = −1 0.01 14.5 0.855 Với =0.01-đối với bê tông nặng

- Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :

Với Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông,thì ta không cần phải tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo

Trong đó :  f = 0 vì tiết diện dầm đang xét là tiết diện chữ nhật

 n = 0 vì không có lực nén hoặc kéo

 b =0.6 đối với bê tông nặng

Do đó, không cần tính cố đai cho dầm chiếu tới chỉ cần đặt theo cấu tạo

+ Xác định khoảng cách cấu tạo (với chiều cao dầm h = 300mm≤450mm):

 (tại tiết diện giữa nhịp L/4  3L/4)

=> Vậy chọn khoảng cách cốt đai:

+ Tại tiết diện gối: stk = sct = 150mm

+ Tại tiết diện giữa nhịp: stk = sct = 150mm

Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì dầm chiếu tới đủ khả năng chịu cắt

THIẾT KẾ DẦM TRỰC GIAO

Khái niệm

Sàn có bản kê 4 cạnh với L1 và L2 lớn hơn 6m thường gặp trong thực tế, nhưng với nhịp lớn, nội lực và độ võng tăng lên, gây ra hiện tượng rung trong quá trình sử dụng Để khắc phục nhược điểm này, người ta bố trí thêm các dầm ngang và dầm dọc thẳng góc, chia ô bản thành các ô nhỏ hơn 6m, tạo thành sàn có hệ dầm trực giao Tại các điểm giao nhau của hệ dầm này không có cột đỡ, và kích thước tiết diện ngang của hệ dầm tùy thuộc vào tải trọng và nhịp của nó.

Tính hệ dầm trực giao

Có nhiều cách tính, tùy thuộc vào mức độ chính xác và công cụ tính toán Ở đây ta tính theo cách đơn giản, quan niệm dầm chính, dầm phụ

Chúng tôi đã chọn ô sàn điển hình 7.6x8 m với hệ dầm trực giao, bao gồm các ô sàn S7, S8, S14 và S15, để tiến hành tính toán.

5.2.1 Xác định sơ bộ kích thước của dầm

Chọn sở bộ chiều cao tiết diện dầm theo công thức sau: d d d l h = m 1 mm h d 11000 550

Khi chọn kích thước hd là 500mm, cần lưu ý rằng md phụ thuộc vào tính chất hệ số của khung và tải trọng Cụ thể, md có các giá trị như sau: 8-12 cho hệ dầm chính với khung một nhịp, 12-16 cho hệ dầm chính với khung nhiều nhịp, và 16-20 cho hệ dầm phụ Ngoài ra, ld đại diện cho nhịp dầm với kích thước ld000mm.

Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau: d d h b

Hình 5.1 Sơ đồ hệ dầm trực giao của ô bản s1, s2 và 2 s3

5.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm

❖ Trọng lượng bản thân dầm: g1=Gbt +Gvt

=n  bt (hd – hs) bd + n. v  (bd + 2hd – 2hs)

Hình 4.3 Cấu tạo dầm Bảng 5.1 Trọng lượng bản thân dầm trực giao (xem Phụ lục 1- Bảng 8)

❖ Tải trọng do ô sàn truyền vào:

Sàn bản kê bốn cạnh truyền tải trọng vào dầm theo cách phân bố đều trên tiết diện chịu tải Từ các góc của bản, ta vẽ đường phân giác để chia sàn thành các phần tải trọng, giúp xác định cách tải trọng được truyền về các phía của ô sàn Hai dạng tải trọng chính được xem xét trong quá trình này.

- Theo phương cạnh ngắn tải trọng có dạng tam giác

- Theo phương cạnh dài tải trọng có dạng hình thang

Hình 4.4 Sơ đồ truyền tải Để đơn giản, ta quy đổi tải trọng dạng hình thang và tam giác về dạng phân bố đều:

Dam chinh Dam truc giao

Dam c hin h Dam truc gia o

Trong sơ đồ quy đổi tải trọng tương đương (Hình 4.5) và sơ đồ truyền tải của bản loại dầm (Hình 4.6), các yếu tố quan trọng bao gồm chiều dài bản theo phương cạnh ngắn (l1) và chiều dài bản theo phương cạnh dài (l2) Tải trọng do sàn truyền vào dầm được ký hiệu là qdl=qtd, trong khi tải trọng tĩnh tác dụng lên sàn được biểu thị bằng gs.

Khi xem xét ô bản loại dầm, tải trọng chỉ được truyền theo phương cạnh dài, trong khi cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn Đối với dầm có sàn ở cả hai bên, cần tính toán tải trọng do cả hai bên cùng tác động vào một dầm.

- Từ kết quả tính toàn của phần sàn ở trên, ta có :

Bảng 5.2 tải trọng của các ô sàn có trong dầm trực giao (xem Phụ lục 1- Bảng 9) Bảng 5.3 tải trọng ô sàn truyền lên dầm trực giao (xem Phụ lục 1- Bảng 10)

Thực hiện mô hình tính toán vào phần mềm sap 2000 để tính toán nội lực của dầm trực giao

Hình 5.5 sơ đồ tính toán dầm trực dao 5.2.4 Kết quả nội lực sau khi giải bằng Sap 2000

Hình 5.5 Biểu đồ moment của hệ dầm trực giao

Hình 5.5 Biểu đồ lực cắt của hệ dầm trực giao 5.2.5 Tính toán cốt thép

5.2.5.1 Nguyên lý tính toán cốt thép dọc

Bêtông cấp độ bền B25 có Rb = 14,5 (Mpa); Rbt = 1,05 (Mpa)

Cốt thép loại AI: Rs = 225 (Mpa); Rsw = 175 (Mpa); Rsc = 225 (Mpa)

Cốt thép loại AII: Rs = 280 (Mpa); Rsw = 225 (Mpa); Rsc = 280 (Mpa)

❖ Với tiết diện chịu mômen âm:

Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật 300x500mm 2 đặt cốt đơn

Giả thiết trước khoảng cách trọng tâm cốt thép đến mép dầm tương ứng là a@mm

Diện tích cốt thép yêu cầu: ( )

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 100 % max

Nếu : < min ta lấy: As tt =min b.h0

Nếu  m  R : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nén của bêtông hoặc đặt cốt kép

❖ Với tiết diện chịu mômen dương:

Cánh nằm trong vùng chịu nén nên ta tính toán với tiết diện chữ T

- ho = h - a: chiều cao tính toán tiết diện

Hình 4.17: Tiết diện chịu M dương

Bề rộng b ' f của cánh không được vượt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn: b ' f = 2.Sc + b

Bề rộng cánh b ' f được xác định dựa trên các điều kiện: bề rộng mỗi bên cánh không được vượt quá 1/6 nhịp cấu kiện, không lớn hơn 1/2 khoảng cách thông thủy của các sườn dọc và 6hf.

Sc: độ vươn của cánh, Sc là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

S c  với lo là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau

- 6 x h ' f (Với tiết diện tại vị trí dầm D1 có 1 bên cánh, nên ta chỉ tính toán như 1 tiết diện chữ nhật bình thường bxh)

Xác định môment tại vị trí trục trung hoà: Mf = Rb b ' f h ' f (h0 – 0,5 h ' f )

Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế: m = max ' 2

Diện tích cốt thép cần thiết: o s

Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện TT s chon s A

A  Nếu m R : Xảy ra hiện tượng phá hoại dòn tăng diện tích tiết diện hoặc tính toán cốt kép

Nếu M > Mf thì trục trung hoà qua sườn:

Nếu  m  R : thì từ  m tra phụ lục ta được 

Diện tích cốt thép yêu cầu:  b h 0 ( b ' b ) h '  ( mm 2 )

Nếu  m  R : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kép

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:  min  o

Hợp lí: 0,6%   t 1,5%.Thông thường với dầm lấy  min =0,1% a) Tính toán cốt thép dọc dầm D1

Moment các gối lần lượt là: M1%2,80 (kN.m); M2%2,97 (kN.m)

Moment dương ở giữa nhịp: Mnh3,78(kN.m)

− Xét moment M2%2,97 kN.m, chọn a@mm → h0P0-40F0mm

 A μmin=0,1% < 1,7%< μmax=3,1% là hợp lí

Chọn 428có As = 24,63 cm 2 làm thép chịu lực Chọn 222 bố trí ở dưới làm thép cấu tạo

− Xét moment M33,78 kN.m, chọn a@mm → h 0 P0-40F0mm

 A μmin=0,1% < 0,95%< μmax=3,1% là hợp lí

Chọn 222+220 có As = 13,84 cm 2 làm thép chịu lực Chọn 228 bố trí ở trên làm thép cấu tạo b) Tính toán cốt thép dọc dầm D2

Tính toan tương tự với dầm D1 ta chọn thép cho dầm D2 như sau:

Chọn 425 có As = 19,63 cm 2 làm thép chịu lực Chọn 218 bố trí ở dưới làm thép cấu tạo

Chọn 418có As = 10,68 cm 2 làm thép chịu lực Chọn 225 bố trí ở trên làm thép cấu tạo

5.2.5.2 Tính toán cốt thép đai

❖ Kiểm tra điều kiện tính toán: QQ b o

(Qb.o khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt đai:

Trong đó: Rbt: cường độ tính toán về kéo của bê tông b,ho: bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diện

 b : hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc N

C: hình chiếu tiết diện ngang: q 1

Ngoài ra còn kiểm tra điều kiện: Q b 3 Q b o 2,5R bt bh 0 với Q b 3 = b 3 (1+ n )R bt bh 0

Nếu QQ b o thì không cần tính toán nhưng vẫn phải đặt cốt đai theo cấu tạo, khi o

Q thì cần phải tính toán cốt thép đai

❖ Kiểm tra khả năng chịu nén của bê tông theo ứng suất nén chính:

Q  bt =  w  b b Trong đó: Qmax: Lực cắt lớn nhất trong dầm

 w : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai vuông góc với trục dầm, được xác định theo công thức:  w 1 =1+5 w và1,3; Ở đây: b s

 b: Chiều rộng của tiết diện dầm s: Khoảng cách các cốt đai theo chiều dọc cấu kiện

 b : Hệ số kể đến sự phân bố lại nội lực của các loại bê tông khác nhau, b 1 =1−R b

= 0,01 đối với bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ; = 0,02 đối với bê tông nhẹ

Để xác định giá trị  w 1, cần phải biết diện tích cốt đai và khoảng cách đặt đai Tuy nhiên, trong tình huống hiện tại, chúng ta chưa có các tham số này, do đó phải thực hiện giả thiết.

Khi kiểm tra, nếu Q max nhỏ hơn hoặc bằng Q bt (0,3 nhân với ϕ w 1 nhân với ϕ b 1 nhân với R b bh 0) thì yêu cầu sẽ được thỏa mãn Ngược lại, cần điều chỉnh lại cốt đai theo bố trí thực tế hoặc tăng tiết diện và cấp bền bê tông.

❖ Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai

Nếu Q maxQ b min= b 3(1+ n + f )R bt bh 0 =0,6(1+ n + f )R bt bh 0 thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo

Trong đó:  b 3 = 0.6 đối với bê tông nặng

❖ Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng:

Cần kiểm tra điều kiện với nhiều tiết diện nghiêng C khác nhau, đảm bảo không vượt quá khoảng cách từ gối tứa đến vị trí Mmax và không vượt quá oobbhh.

 , tuy nhiên trong thiết kế người ta tính lại giá trị qsw ( lực cắt cốt đai phải

SVTH: Nguyễn Duy Cảm, GVHD: TS Lê Anh Tuấn - ThS Đinh Ngọc Hiếu Từ việc chịu lực trên một đơn vị chiều dài, chúng ta có thể tính toán khoảng cách cốt đai cần thiết và kiểm tra xem khoảng cách đã chọn có đáp ứng yêu cầu hay không.

Tính các giá trị: M b =min( b 2 (1+1+ n + f )R bt bh o 2 ;1,5 b 2 R bt bh o 2 )

1 1 ( 2 min( + + n + f R bt bh o 2 R bt bh o 2 q b b M q

Q 1 =2 Tính qsw tuỳ từng trường hợp:

Sau khi tính toán được qsw từ 1 trong 3 trường hợp trên, để tránh xảy ra phá hoại dòn, nếu 2

Xác định lại khoảng cách cốt đai: sw sw sw tt q

❖ Kiểm tra điều kiện không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng đi qua giữa 2 thanh cốt đai ( khe nứt nghiêng không cắt qua cốt đai) max

Sơ bộ chọn cốt thép đai theo cấu tạo để tính toán như sau

- Đoạn gần gối tựa: chiều cao dầm h≤450mm thì sct=min(h/2; 150) Ở đây ta chọn đại ỉ6-s150 Đoạn giữa nhịp: sct= min(3h/4; 500) Ta chọn đai ỉ6-s200 a) Tính toán cốt đai dầm D1

❖ Đoạn dầm gần gối tựa: QA = 130,77 (kN)

− Kiểm tra điều kiện tính toán: 3 , 56 ( / )

1 2p kN m g q = + Mb =  b 2 R bt bh o 2 = 2x1050.0.3.0.46 2 = 133,31 (kN.m) Vậy 6,12

Do Qbo < Qb3 nên lấy Qbo = Qb3 = 86,94, tính lại C:

Ta có giá trị: Q = QA – q1.C = 130,77 – 3,56.1,15 = 126,68 (kN)

Ta thấy : Q > Qbo nên bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần tính toán cốt đai :

− Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q max Q bt =0,3 w 1  b 1 R b bh 0

Giả thiết cốt đai Ө6, n=2 nhánh, bước đai s0mm

Xác định hệ số ảnh hưởng của cốt đai:  w 1 =(min(1+5 w );1,3)

Tính toán hàm lượng cốt đai: 0,13%

Hệ số kể đến sự phân bố lại nội lực:  b 1 =1−R b =1-0,01.14,5=0,855

Kiểm tra: QA = 130,77 < Qbt = 0,3.1,05.0,855.14500.0,3.0,46= 539,92 (kN) (thoả mãn)

− Tính toán cốt thép đai:

Q   + rơi vào trường hợp số 2: nên ta xác định qsw như sau:

❖ Đoạn giữa nhịp: QB = 31,86(kN)

Kiểm tra điều kiện tính toán: 3,56( / )

1 2p kN m g q = + =Mb =  b 2 R bt bh o 2 = 2x900.0.3.0.46 2 = 114,26 (kN.m) Vậy 6,12

Do Qbo < Qb3 nên lấy Qbo = Qb3 = 86,94, tính lại C:

Ta có giá trị: Q = QA – q1.C = 31,86 – 3,56.1,15 = 27,77 (kN)

Ta thấy : Q < Qbo nên bê tông đủ khả năng chịu cắt, đặt cốt đai theo cấu tạo :

-Trong đoạn giữa dầm khi h>300 thì act không vượt quá 500 và 3h/4

 Chọn 6a250 b) Tính toán cốt đai dầm D2

Khi tính toán và kiểm tra điều kiện cho dầm D1, nhận thấy rằng lực cắt của dầm D2 nhỏ hơn Do hai dầm được chọn có tiết diện giống nhau, dầm D2 có khả năng chịu lực cắt đủ Vì vậy, việc bố trí cốt đai cho dầm D2 sẽ được thực hiện theo cấu tạo tương tự như dầm D1.

THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC TRỤC B TẦNG 4

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3

THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 3

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH - BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH

THIÊ ́ T KÊ ́ BIÊ ̣ N PHA ́ P KY ̃ THUÂ ̣ T THI CÔNG ĐÀO ĐẤT PHẦN NGẦM

THI CÔNG ĐÀI MÓNG

THIẾT KẾ VÁN KHUÔN THI CÔNG PHẦN THÂN VÀ LẬP TIẾN ĐỘ BTCT PHÂN THÂN 152 12.1 Phương án lựa chọn và tính toán ván khuôn cho cột, dầm, sàn tầng điển hình, lõi thang máy

Tiêu đề	Chung cư cao tầng sơn trà – tp. đà nẵng
Tác giả	Nguyễn Duy Cảm
Người hướng dẫn	TS. Lê Anh Tuấn, ThS. Đinh Ngọc Hiếu
Trường học	Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	254
Dung lượng	10,9 MB