thiết kế chung cư an dương vương (2)

Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công

3.3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CHIẾU NGHỈ 19

3.5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO CÁC VẾ THANG 22

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ VÁCH CỨNG 71

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO KHUNG TRỤC 3 77

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO KHUNG TRỤC C 102

9.8.3 KIỂM TRA PHẢN LỰC ĐẦU CỌC 149

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC

1.1 Giới thiệu về công trình

Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, mức sống và nhu cầu của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn

Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết

Vì vậy, chung cư An Dương Vương ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển

Tọa lạc tại trung tâm thị xã Lào Cai, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp sẽ tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà, hợp lý và hiện đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

Mặt bằng công trình hình chữ nhật có khoét lõm, chiều dài 47.6m chiều rộng 28m chiếm diện tích đất xây dựng là 1332.80m2

Công trình gồm 11 tầng (kể cả 1 tầng bán hầm), chưa kể tầng mái, cốt 0.00m được chọn đặt tại cốt chuẩn trùng với cốt mặt đất tự nhiên (thấp hơn cốt sàn tầng trệt 1.50m) Cốt tầng hầm tại cốt -1.50m Chiều cao công trình là 41.50m tính từ cốt 0.00m đến cốt sàn nắp hồ nước mái

Tầng Hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn, có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

Tầng trệt: 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 – 10: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

Tầng sân thượng: bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, điều hòa, thiet bị vệ tinh,

Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai

1.3.2 Hình khối

Hình dáng cao vút, vươn thẳng lên khỏi tầng kiến trúc cũ ở dưới thấp với kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ, nhưng cũng không kém phần mềm mại, thể hiện qui mô và tầm vóc của công trình tương xứng với chiến lượt phát triển của đất nước

1.3.3 Mặt đứng

Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước

1.3.4 Hệ thống giao thông

Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang, một thang đi lại chính và một thang thoát hiểm Thang máy có 2 thang máy chính và 1 thang máy chở hàng

và phục vụ y tế có kích thước lớn hơn Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng

Sau khi được xử lý nước thải được đưa vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

1.4.3 Thông gió chiếu sáng

Bốn mặt của công trình điều có ban công thông gió chiếu sáng cho các phòng Ở giữa

hòa ở các phòng

1.4.4 Phòng cháy thoát hiểm

Công trình bê tông cốt thép (BTCT) bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt

Các tầng lầu đều có hai cầu thang bộ đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy

1.4.5 Chống sét

Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được thiết lập ở tầng mái và

hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ bị sét đánh

1.4.6 Hệ thống thoát rác

Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác, được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận đưa rác

ra ngoài Gen rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

2.1 Chọn vật liệu

Bê tông cấp độ bền B25 với các chỉ tiêu như sau:

2500daN m/

 

Cốt thép chịu lực loại AI (thép trơn 10) với các chỉ tiêu:

21 10

s

Cốt thép chịu lực loại AII (thép gân 10) với các chỉ tiêu:

21 10

s

2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm, sàn

2.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

Để thuận tiện cho việc tính toán và thi công ta chọn ô sàn điển hình có kích thước lớn nhất

để tính toán và chọn chiều dày sàn cho toàn bộ công trình Sơ bộ chọn chiều dày sàn như sau:

Vậy chọn bề dày sàn h s 100mm để thiết kế cho sàn tầng điển hình

2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

g - Trọng lượng bản thân sàn;

tt t

g - Trọng lượng bản thân tường ngăn đã được quy về phân bố đều lên sàn

s

g tt

2.3.1.2 Trọng lượng bản thân tường g t tt

Trọng lượng bản thân tường ngăn xây trực tiếp lên sàn được quy về phân bố đều lên sàn theo công thức:

tt t t t t t

s

h b L n g

S



Trong đó:

Kích thước tường

3

t daN m



tt t g daN m

Bảng 2.3 Phân loại hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn các loại phòng

Hoạt tải tiêu chuẩn được quy đổi về phân bố đều trên từng diện tích ô sàn:

àn

tc

i i tc

s

p S p

/

tc i p

/

tc p daN m

p  p n

Trong đó:

tt s

p - Hoạt tải tính toán sàn (daN/m2);

p - hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2);

n - hệ số vượt tải (dựa theo TCVN 2737-1995 điều 4.3.3);

Bảng 2.5 Hoạt tải tính toán các ô sàn

/

tc p

/

tt s p daN m

tt t g

/

tt s p

/

s q daN m

Điều kiện liên kết giữa bản và dầm:

Hinh 2.3 Sơ đồ tính bản sàn làm việc một phương

Kết quả nội lực các ô bản làm việc một phương được thể hiện trong bản sau:

Bảng 2.8 Bảng tính nội lực các ô bản làm việc một phương

Ô

/

s

2.4.3 Bản làm việc hai phương

s

h

bao xung quanh là liên kết ngàm Tính theo sơ đồ ô bản số 9 (bốn cạnh đều ngàm)

  Kết quả nội lực các ô bản làm việc hai phương được thể hiện trong bản sau:

Bảng 2.9 Bảng tính nội lực các ô bản làm việc hai phương

L1 (m)

2 1

L L

 

91 92 91 92

m m k k

 2

/

s q daN m

1 2

s

P q L L daN



1 2

I II

M M M M daNm

R bh A

R



Trong đó:

M1

(daNm)

M2 (daNm)

MI (daNm)

MII (daNm)

6 2

236 10225

b b s

R R

6 2

458 10280

b b s

R R

Bảng 2.11 Bảng tính và bố trí cốt thép sàn

 (mm) a

Aschọn

Theo Bảng 4 – TCVN 356-2005, dộ võng của sàn được lấy như sau:

a) Khi L < 5 m b) Khi 5 m ≤ L ≤ 10 m c) Khi L ≥ 10 m

(1/200)L 2.5 cm (1/400)L Vậy độ võng giới hạn của sàn là 1/200L

E h D

Kết luận: độ võng sàn nằm trong giới hạn cho phép

Kết luận : Cấu kiện đã thoả mãn yêu cầu về độ võng

Nhận xét: Ta độ võng sàn tính theo lý thuyết đàn hồi f = 1.25 mm < độ võng sàn tính theo TCVN 356 – 2005 f = 20 mm, nhưng vẫn đảm bảo sàn không vượt quá giới hạn độ võng cho phép

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU CẦU THANG

3.1 Cấu tạo

Mặt bằng và mặt cắt cầu thang tầng điển hình:

Hình 3.1 Mặt bằng và mặt cắt cầu thang tầng điển hình

Đây là cầu thang 2 vế, dạng bản Chiều cao tầng điển hình là 3.4m

Sơ bộ chọn chiều dày bản thang:

4500

112 128

o s

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế và sơ đồ tính

3.2.1 Chọn phương án thiết kế

- Vế 1: Từ sàn tầng dưới đến chiếu nghĩ Tính toán cầu thang như loại bản hai đầu tựa, một đầu tựa trực tiếp lên dầm sàn, đầu kia tựa lên dầm chiếu nghỉ

- Vế 2: Từ chiếu nghĩ đến sàn tầng trên Tính toán như vế 1

- Phần a được xem tựa lên V1 & V2

LỚP GACH CERAMIC DÀY 1CM BẢN BTCT B25 DÀY 16CM LỚP VỮA TRÁT DÀY 1CM LỚP VỮA LÓT DÀY 2CM

Hình 3.3 Cấu tạo bậc thang

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng của vế thang 1 q 2

b b td

b

l h

m l

b b td

b

l h

m l

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ q 1

3.3.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ do phần vế thang 1 q’1

Hình 3.4 Sơ đồ tải trọng vế thang 1

Phương trình cân bằng mô men tại A:

m q

Hình 3.5 Biểu đồ mô men uốn (daNm)

b b s

s

R bh A

R





Kiểm tra hàm lượng cốt thép:



        Trong đó:

Chọn thép

 a (mm)

Aschọn

Tải do bản thang truyền vào, là phản lực của gối tựa B của vế 1 được quy về dạng phân bố đều:

2197.18

2.15

B R

E

E E

Hình 3.9 Biểu đồ mô men uốn (daNm)

s

R bh A

R





Kiểm tra hàm lượng cốt thép:



        Trong đó:

s R MPa  m  

2

s A mm

Cốt thép loại AI:

Phản lực 2 đầu dầm chính là lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm chiếu nghỉ:

max

theo cấu tạo trên đoạn ¼ nhịp gần gối tựa với chiều cao dầm h < 450mm:

400200

150

h

mm s

CHƯƠNG 4: KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI

4.1 Dung tích bể

Bể nước mái: cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng nước cho cứu hỏa Bể nước mái gồm 1 bể được đặt trên hệ cột, ở vị trí giới hạn bởi lõi thang máy

Sơ bộ tính nhu cầu sử dụng nước như sau: từ tầng 2 đến tầng 10 là căn hộ, mỗi tầng có 8 căn và mỗi căn trung bình có 5 nhân khẩu

Trang thiết bị ngôi nhà loại IV (nhà có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ sinh và có thiết bị tắm thông thường) Tra bảng 1.1 của sách cấp thoát nước – Bộ Xây Dựng ta được:

170

tb sh

Hệ số điều hòa giờ: Kh = 1.4 (1.4 1.7)

Với số đám cháy đồng thời:1 đám cháy trong thời gian 10 phút, nhà 3 tầng trở lên:

qcc = 10 l/s

Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt trong ngày đêm:

tb sh

Dung lượng tổng cộng: Qtt = Qmax .ngày đêm + Qcc = 82.62+72 = 154.62m3/ngày.đêm

Từ lượng nước cần cung cấp, chọn bể nước có kích thước L.B.H = 10.1x4.1x2(m), lượng

nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600(mm) Vậy mỗi ngày phải bơm 2 lần bằng hệ thống bơm nước tự động

L L

30

8

d b

h

kết ngàm Tính theo sơ đồ ô bản số 9 (bốn cạnh đều ngàm)

  Kết quả nội lực các ô bản nắp được thể hiện trong bản sau:

L1 (m)

2 1

L L

 

91 92 91 92

m m k k

 2

/

n q daN m

1 2

n

P q L L daN



1 2

I II

M M M M daNm

s

R bh A

R



Trong đó:



        

 (mm) a

Aschọn

Chọn sơ bộ chiều dày nắp bể là 15cm; Dầm đáy có kích thước: DN 250x450

Hình 4.3 Mặt bằng hệ dầm sàn bản đáy bể nước mái

L L

45315

d b

h

ngàm Tính theo sơ đồ ô bản số 9 (bốn cạnh đều ngàm)

  Kết quả nội lực các ô bản nắp được thể hiện trong bản sau:

L1 (m)

2 1

L L

 

91 92 91 92

m m k k

 2

/

d q daN m

1 2

d

P q L L daN



1 2

I II

M M M M daNm

s

R bh A

R



Trong đó:

R R

R R

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0

R s

R R

R R

 (mm) a

Aschọn

- Bể chứa đầy nước + gió hút

- Bể không chứa nước + gió đẩy

Tuy nhiên, trường hợp bể không chứa nước + gió đẩy thì tải rất nhỏ so với trường hợp bể

đầy nước và có gió hút nên ta có thể bỏ qua không xét Mặc dù ứng với mỗi tổ hợp thì sẽ cho

ra 1 biểu đồ mô men khác nhau, nhưng khi tính toán ta bố trí thép 2 lớp, cho nên để đơn giản

và thiên về an toàn, chúng ta chỉ cần tính cho 1 tổ hợp bể chứa đầy nước + gió hút

Giá trị tải trọng:

Trong đó: n - hệ số tin cậy của tải trọng gió: n = 1.2

Thành phố Lào Cai thuộc vùng IA

thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình (tra trong bảng 5-TCVN 2737:1995), với:

Áp lực nước phân bố theo hình tam giác, lớn nhất ở đáy bể:

- Cạnh dưới ngàm vào bản đáy

- Cạnh bên được ngàm vào trong cột hay các thành vuông góc

- Cạnh trên tựa đơn do có hệ dầm nắp bao theo chu vi

4.4.3.1 Tính bản thành làm việc một phương

Cắt 1 dải rộng 1m theo phương canh ngắn để tính toán Ta có sơ đồ tải trọng và biểu đồ nội lực bản thành như sau:

M ' 2

Hình 4.5 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực bản thành làm việc một phương

Mô men do áp lực nước gây ra:

Hình 4.6 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực bản thành làm việc hai phương

Trường hợp 1: Bản chịu tải trọng phân bố tam giác:

1 1 1

M P; M2 2 1P; M I 1 1P; M II 2 1P Trường hợp 2: Bản chịu tải trọng phân bố đều:

1 81 2

M m P; M2 m P82 2; M I k P81 2; M II k P82 2 Trong đó:

L L

 

Bảng 4.7 Bảng tính nội lực các ô bản thành làm việc hai phương

Ô

bản

2 1

L L

 

1 2 1 2

m m k k

 1 

P

P daN

T/H1 (1)

T/H2 (2)

s

R bh A

R



Trong đó:

 a (mm)

Aschọn

Hình 4.7 Sơ đồ truyền tải do bản nắp lên hệ dầm nắp

Tải do bản nắp truyền vào:

Hình 4.8 Sơ đồ truyền tải do bản đáy lên hệ dầm đáy

thành với bản đáy như nhau)

4.5.2 Xác định nội lực

Kết quả nội lực từ ETABS V9.5.0 như sau:

Hình 4.9 Sơ đồ chất tải lên hệ dầm hồ nước mái (daN/m)

Hình 4.10 Biểu đồ mô men dầm nắp (daNm)

Hình 4.11 Biểu đồ lực cắt dầm nắp (daN)

Hình 4.12 Biểu đồ mô men dầm đáy (daNm)

Hình 4.13 Biểu đồ lực cắt dầm đáy (daN)

4.5.3 Tính và bố trí cốt thép

4.5.3.1 Cốt thép dọc

Giả thiết bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 30mm Chiều cao làm việc của tiết diện:

o d

h h a

2 0

s

R bh A

R





Kiểm tra hàm lượng cốt thép:



        Trong đó:

s ch A mm

Cốt thép loại AI:

theo cấu tạo trên đoạn ¼ nhịp gần gối tựa với chiều cao dầm h < 450mm:

300150

150

h

mm s

450225

150

h

mm s

Theo Bảng 4 – TCVN 356-2005, dộ võng của sàn được lấy như sau:

a) Khi L < 5 m b) Khi 5 m ≤ L ≤ 10 m c) Khi L ≥ 10 m

(1/200)L 2.5 cm (1/400)L Vậy độ võng giới hạn của sàn là 1/200L

b

E h D







Kết luận: độ võng sàn nằm trong giới hạn cho phép

Kết luận : Cấu kiện đã thoả mãn yêu cầu về độ võng

Nhận xét: Ta độ võng sàn tính theo lý thuyết đàn hồi f = 1.25 mm < độ võng sàn tính theo TCVN 356 – 2005 f = 20 mm, nhưng vẫn đảm bảo sàn không vượt quá giới hạn độ võng cho phép

CHƯƠNG 5: MÔ HÌNH KHUNG KHÔNG GIAN

5.1 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

5.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm, sàn

Sàn dày 100mm, dầm chính 300x600, dầm phụ 200x500; 200x400 (chi tiết trong mục 2.2, chương 2)

Sàn hồ nước nước mái dày 150mm đối với bản đáy, bản nắp dày 800mm, dầm nắp 200x300, dầm đáy 250x450 Bản thành dày 150mm

5.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Theo TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối:

Độ cứng và cường độ của kết cấu nhà cao tầng cần được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột Độ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới kề nó Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50%

Để cân bằng về khả năng chịu lực và thuận lợi về mặt thi công, ở đây ta chọn tiết diện cột thay đổi 3 tầng một lần

Mặt bằng phân loại cột và diện tích truyền tải:

Hình 5.1 Mặt bằng phân loại cột và diện tích truyền tải

Diện tích tiết diện ngang cột được chọn sơ bộ theo công thức sau:

0

t b

k N A R

Trong đó:

t

k - Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như Moment uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của

cột Xét sự ảnh hưởng này, theo sự phân tích và kinh nghiệm của người thiết kế, khi ảnh hưởng của Moment lớn, độ mảnh cột lớn (l lớn) thì lấy 0 k lớn t k t 1.3 1.5 ( cột biên và cột góc ) Khi ảnh hưởng của Moment là bé , thì lấy k t 1.1 1.2 ( cột giữa )

b

R - Cường độ chịu nén của bê tông, R b 14.5MPa B( 25);

N - Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của tầng bất kì;

Bảng 5.1 Tải trọng sàn truyền lên cột q S s



n

N daN

0 2

tt A cm

Chọn tiết diện

c b

c h cm

0 2

ch A cm

- Chọn sơ bộ chiều dày vách thang máy

Theo TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối:

Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và độ cứng không đổi trên toàn

bộ chiều cao của nó

Các lỗ (cửa) trên các vách không được làm ảnh hưởng đến sự làm việc chịu tải của vách

và phải có biện pháp cấu tạo tăng cường cho vùng xung quanh lổ

Độ dày của vách chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

Sơ bộ chọn chiều dày vách 300mm

5.2 Tải trọng đứng

5.2.1 Tĩnh tải và hoạt tải sàn

Trọng lượng bản thân công trình do Etabs tự tính với hệ số:

Self Weight Mutiplier =1.1

Tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn (không kể đến trọng lượng bản bê tông cốt thép sàn) và trọng lượng bản thân tường ngăn xây trực tiếp lên sàn được quy về phân bố đều lên sàn

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:

Bảng 5.6 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn