Thiết kế nhà ở cán bộ công nhân viên (thuyết minh phụ lục)

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1.1 Tên công trình: Nhà ở cán bộ công nhân viên

1.1.2 Chức năng: Nhà ở công cộng

1.1.3 Địa điểm xây dựng: Hồ Chí Minh

1.1.4 Vị trí: Nằm trên khu đất quy hoạch rộng 2000m 2 , mặt chính hướng về phía Tây Nam, bốn bên đều giáp với đường quy hoạch, phía Đông Bắc giáp với nhà ở Công ty nhập khẩu sách báo và cách công trình đó 8.5 m, vì vậy thi công phải tránh gây ra tiếng ồn và chấn động mạnh, còn lại hai bên đông tây đều có các dải cây để chống bụi, chống ồn

1.1.5 Phân khu chức năng công trình

Tầng 1 của tòa nhà được thiết kế để làm nơi đậu xe và tích hợp khu vực kinh doanh phục vụ cán bộ công nhân viên trong khu vực nhà ở và toàn khu vực Tại đây còn có hệ thống máy phát điện và máy biến áp cung cấp điện cho tòa nhà.

Tầng 2 được thiết kế với các căn hộ nhỏ, phù hợp cho gia đình từ 3-4 người Cụ thể, có 6 căn hộ loại I với diện tích 90m², mỗi căn gồm 2 phòng ngủ, cùng với 1 phòng loại I có diện tích 20m².

Tầng 3-9 của tòa nhà được thiết kế với các căn hộ diện tích lớn, phục vụ cho gia đình đông người Cụ thể, có 4 căn hộ loại I (90m2), 1 căn hộ loại II (110m2) và 1 căn hộ loại III (70m2) Căn hộ loại II gồm 3 phòng ngủ, trong đó có 2 phòng loại I (20m2) và 1 phòng loại II (18m2), phù hợp cho hộ gia đình từ 4-6 người hoặc 3 thế hệ sống chung Ngược lại, căn hộ loại III chỉ có một phòng ngủ loại II (18m2), thích hợp cho hộ ít nhân khẩu hoặc người sống độc thân.

 Tầng 10: bố trí phòng sinh hoạt chung

Tầng mái được thiết kế với mái bê tông, bao gồm các lớp cách nhiệt nhằm chống nóng và thấm nước, kết hợp với hệ thống thoát nước mưa hiệu quả Ngoài ra, tầng mái còn có hai bể chứa nước dự trữ với dung tích 30m³, phục vụ nhu cầu nước cho các hộ gia đình trong khu nhà ở.

YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA CÔNG TRÌNH

Công trình thiết kế cao tầng với kiến trúc hiện đại và uy nghiêm không chỉ tạo nên vẻ đẹp văn minh sang trọng cho thủ đô mà còn đáp ứng yêu cầu sử dụng và quy hoạch thành phố trong tương lai Thiết kế này đảm bảo không làm phá vỡ ngôn ngữ kiến trúc của khu vực, đồng thời phục vụ tốt cho đời sống sinh hoạt của cán bộ công nhân viên cũng như toàn bộ cư dân trong khu vực.

Bố trí các tầng một cách hợp lý và khoa học nhằm tận dụng vị trí gần đường giao thông sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc kinh doanh và buôn bán các loại hình dịch vụ.

Các căn hộ được thiết kế với diện tích hợp lý nhằm đáp ứng đầy đủ nhu cầu về nhà ở cho cán bộ công nhân viên thuộc các ban trung ương đảng.

Các tầng bố trí đầy đủ các khu vệ sinh, hệ thống kỹ thuật như điện nước, chiếu sáng, cứu hoả an ninh

Bố trí thang máy, thang bộ đầy đủ đảm bảo giao thông thuận tiện và yêu cầu khác 1.2.1 Yêu cầu thích dụng

Công trình được thiết kế linh hoạt, đáp ứng nhu cầu sử dụng của các hộ gia đình với không gian phòng khép kín và khu vực phụ trợ hợp lý như bãi đỗ xe và cửa hàng tiện ích Tầng 1 được thiết kế thông thoáng với nhiều cửa kính và chiều cao lớn, tạo không gian giao dịch chung thoải mái Hệ thống cầu thang được đặt ở vị trí trung tâm, đảm bảo giao thông thuận lợi và dễ nhận biết.

Tổ chức hệ thống cửa đi, cửa sổ và kết cấu bao che hợp lý đảm bảo điều kiện vi khí hậu như cách nhiệt, thông thoáng, chống ồn

Khả năng kết cấu chịu tải trọng bản thân, tải trọng sử dụng và tải trọng thi công là yếu tố quan trọng đảm bảo tuổi thọ công trình Độ bền này phụ thuộc vào tính năng cơ lý của vật liệu, kích thước tiết diện và cách bố trí cấu kiện phù hợp Các yêu cầu kỹ thuật cần được thỏa mãn để đảm bảo hiệu quả sử dụng lâu dài, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn phòng cháy và điều kiện thi công cho phép.

Kết cấu công trình cần có giá thành hợp lý, bao gồm chi phí vật liệu, thuê hoặc khấu hao máy móc, và tiền công lao động Giá thành phụ thuộc vào giải pháp kết cấu, biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu và biện pháp thi công phù hợp với đặc điểm công trình là rất quan trọng, đồng thời phải đảm bảo tiến độ thực hiện Yêu cầu về mỹ quan cũng cần được xem xét trong quá trình thiết kế và thi công.

Công trình xây dựng không chỉ cần đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn phải mang lại cảm xúc nghệ thuật, tạo không gian nhẹ nhàng, thanh thoát, tránh gây cảm giác nặng nề, tù túng ảnh hưởng đến tâm lý làm việc Để đạt được điều này, các bộ phận của công trình cần hoàn thiện về nhịp điệu, tỷ lệ chính xác và màu sắc, chất liệu phù hợp với cảnh quan xung quanh.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Kích thước của mặt bằng là 43.7m x 15.5m, được tính theo khoảng cách giữa hai trục biên Thiết kế mặt bằng đối xứng, đơn giản và gọn gàng giúp tăng khả năng chống xoắn và chịu tải trọng ngang hiệu quả.

Hệ thống 2 cầu thang máy và 2 thang bộ được đặt tại tiền sảnh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển giữa các tầng của tòa nhà.

Giao thông theo phương nằm ngang trong kiểu hành lang giữa, với các căn hộ được bố trí hai bên hành lang, kết nối với cầu thang máy và cầu thang bộ ở hai bên sảnh của ngôi nhà.

Hệ thống khu vực kinh doanh tổng hợp được đặt ở tầng 1, với hai mặt hướng ra đường giao thông chính, nhằm phục vụ cho việc buôn bán và cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng.

2 bên cửa hàng ta bố trí khu vực để xe, ban bảo vệ, trạm biến thế Máy phát điện dự phòng

Hệ thống giao thông tầng 1 rất linh hoạt ,có thể đi vào tòa nhà từ 4 hướng khác nhau

Giải pháp phân khu trong tòa nhà được thiết kế theo từng tầng và khu vực, với hai phân khu rõ rệt Mỗi khu bao gồm một khu vực để xe, ba căn hộ, một thang máy và một thang bộ Tại mỗi tầng, ba căn hộ sẽ sử dụng chung một thang máy và một thang bộ, tạo sự thuận tiện cho cư dân.

Công trình gồm 10 tầng, cao 38.4m, hình dáng cân đối và có tính liên tục

Tầng 1 của công trình có chiều cao 5.1m và cốt mặt sàn ở mức +0.00m, tạo nên hình dáng vững chắc cho toàn bộ công trình Khu vực này được thiết kế để phục vụ cho các hoạt động kinh doanh dịch vụ tổng hợp, bao gồm nơi giữ xe, phòng quản lý và không gian chứa các máy móc, thiết bị cần thiết cho hoạt động của toàn bộ công trình.

Tầng 2-9 được thiết kế với các phòng ở đa dạng diện tích, đáp ứng nhiều nhu cầu về nhà ở Chiều cao mỗi tầng đạt 3,3m, tạo cảm giác thoáng đãng và đồng điệu, góp phần vào vẻ hiện đại của toàn bộ công trình.

Tầng 10 được thiết kế là khu vực sinh hoạt chung cho trẻ em và người cao tuổi, mang lại không gian thoáng mát, yên tĩnh và không ảnh hưởng đến các tầng dưới, rất phù hợp cho các hoạt động cộng đồng.

 Tầng mái : Sử dụng các lớp chống thấm chống nóng, và để chứa nước sinh hoạt dự trữ trong 2 bể dung tích 30m 3 cho khu nhà

Giải pháp kiến trúc đưa các ban công khối phụ nhô ra phía trước, tạo ra hình khối sinh độngcho mặt đứng để nó không phẳng lì đơn điệu.

CÁC GIẢI PHÁP KHÁC VỀ KỸ THUẬT

1.4.1 Thông gió ě Thộng gió tự nhiên

Công trình được thiết kế đón gió Đông Nam với hệ thống cửa sổ, ban công và lô gia đa dạng, đảm bảo thông gió hiệu quả cho từng tầng Bên cạnh đó, hệ thống ống thông gió và thông hơi tại phòng vệ sinh và bếp của mỗi căn hộ cũng được bố trí hợp lý, giúp duy trì không khí trong nhà luôn thoáng đãng.

Hồ Chí Minh và Việt Nam có khí hậu nhiệt đới ẩm đặc trưng với nhiệt độ cao và độ ẩm lớn Để tạo điều kiện thoải mái trong các công trình, hệ thống máy điều hòa không khí và quạt thông gió được lắp đặt tại mỗi tầng.

Chiếu sáng trong không gian bao gồm cả chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo Chiếu sáng tự nhiên tận dụng ánh sáng từ thiên nhiên qua các lớp cửa kính, giúp phân phối ánh sáng hiệu quả vào trong phòng Để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng tự nhiên, tỷ lệ diện tích cửa sổ so với diện tích phòng cần lớn hơn 1/6 Bên cạnh đó, hệ thống đèn điện cũng rất quan trọng để đảm bảo tiện nghi ánh sáng vào ban đêm.

1.4.3 Cung cấp điện và nước sinh hoạt

Hệ thống ống nước trong công trình được liên kết với nhau và thông với bể nước mái, với các ống dẫn nước được máy bơm đưa lên, được bố trí hợp lý trong khu vực bếp và vệ sinh của mỗi căn hộ Tại tầng 1, trần kỹ thuật được lắp đặt ở khu vực kinh doanh dịch vụ tổng hợp để xử lý các đường ống kỹ thuật, trong khi các ống kỹ thuật điện được bố trí song song với ống nước nhằm đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc sửa chữa Để phòng cháy chữa cháy, mỗi tầng đều có hệ thống biển báo và hướng dẫn phòng cháy, cùng với bể nước dự trữ cho cứu hỏa và bình chữa cháy được bố trí sẵn sàng cho các sự cố.

1.4.5 Thoát người khi có sự cố

Bố trí lối thoát cần ngắn gọn và hiệu quả trong sử dụng hàng ngày Giải pháp tối ưu là sử dụng hai cầu thang bộ, giúp tăng cường khả năng lưu thông và thoát hiểm khi có sự cố Các cầu thang nên được đặt ngay trục thang bộ ở tầng, với khoảng cách giữa hai cầu thang bộ trong công trình có bậc chịu lửa 1-2 đảm bảo nhỏ hơn 40-45m.

1.4.6 Thoát nước mái, nước thải, vận chuyển rác xuống tầng 1

Hệ thống ống thoát nước được thiết kế từ tầng mái xuống tầng 1 nhằm mục đích thoát nước mưa và nước thải sinh hoạt Các ống này được bố trí tại các tầng và liên kết với nhau để đảm bảo hiệu quả trong việc dẫn nước xuống tầng 1.

Kho chứa rác được bố trí gần thang máy, cho phép thu gom rác từ các tầng trên và vận chuyển xuống tầng dưới qua hệ thống đường ống Tại tầng 1, kho chứa rác được trang bị hố ga thu nước bẩn, giúp xử lý nước trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung.

CƠ SỞ THIẾT KẾ - ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU

1.5.1 Phân tích lựa chọn hệ chịu lực chính

Với diện tích xây dựng 35.4 m x 19.2 m (679.68 m²), tỷ số độ cứng giữa khung ngang và khung dọc không chênh lệch nhiều Chiều cao công trình là 38.4 m, do đó không cần tính toán gió động Công trình được trang bị thang máy với lõi cứng.

Hệ chịu lực chính của công trình là khung không gian kết hợp lõi cứng

Sơ đồ tính là trục của dầm và cột

Liên kết giữ dầm và cột được xem là nút cứng

Liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm

1.5.2 Đặc trưng vật liệu Để có sự thống nhất trong toàn bộ công trình và đơn giản trong quá trình thi công ta thống nhất sử dụng duy nhất một loại vật liệu (bêtông, cốt thép) cho toàn bộ công trình Cụ thể ta chọn vật liệu có các chỉ tiêu như sau:

Chọn bê tông B25 có các chỉ tiêu sau:

Cấp độ bền chịu nén tính toán của bê tông: Rb 14.5 MPa 

Cấp độ bền chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt 1.05 MPa 

Môđun đàn hồi :Eb= 30000 (Mpa)

Thép có đường kính:  ≤ 8 chọn nhóm thép CI, A-I có :Rs Rsc 225 MPa 

Thép có đường kính: > 8 chọn nhóm thép CII, A-IIcó :Rs Rsc 280 MPa 

Môđun đàn hồi :Es = 21.10 4 (Mpa)

Mặt cắt:Nhà ở cán bộ công nhân viên

TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÀ THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SÀN

Ưu điểm của công nghệ thi công này bao gồm tính toán và cấu tạo đơn giản, cùng với việc được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn các phương pháp thi công đa dạng.

Vật liệu bê tông cốt thép thông thường có nhược điểm là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng công trình tăng cao Điều này không chỉ gây bất lợi cho khả năng chịu tải trọng ngang của kết cấu mà còn làm giảm hiệu quả sử dụng không gian.

Sử dụng vật liệu thép, bê tông thép hỗn hợp hoặc bê tông cốt thép ứng lực trước giúp giải quyết hiệu quả vấn đề về chiều dày sàn và chiều cao dầm, giảm đáng kể kích thước cấu trúc.

Cấu trúc bao gồm các dầm vuông góc với nhau, phân chia bản sàn thành các ô có bốn cạnh và nhịp nhỏ, với yêu cầu khoảng cách giữa các dầm không vượt quá 2m.

Ưu điểm của thiết kế này là giảm thiểu số lượng cột bên trong, giúp tiết kiệm không gian sử dụng và mang lại kiến trúc đẹp mắt Điều này đặc biệt phù hợp cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và cần không gian sử dụng rộng rãi, như hội trường và câu lạc bộ.

Mặc dù phương pháp thi công này mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng có những nhược điểm như không tiết kiệm vật liệu và thi công phức tạp Đặc biệt, khi mặt bằng sàn quá rộng, cần phải bố trí thêm các dầm chính, điều này dẫn đến việc chiều cao dầm chính phải tăng lên để giảm độ võng, gây ra những hạn chế nhất định.

Cấu tạo của hệ thống bao gồm các bản kê được đặt trực tiếp lên cột, với đầu cột được thiết kế làm mũ cột nhằm đảm bảo sự liên kết chắc chắn và ngăn ngừa hiện tượng đâm thủng bản sàn.

 Ưu điểm:Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình Tiết kiệm được không gian sử dụng

Nhược điểm của thiết kế này bao gồm tính toán và cấu tạo phức tạp, cùng với việc tốn kém vật liệu Trong một số trường hợp, nó có thể ảnh hưởng đến giải pháp kiến trúc do yêu cầu phải làm mũ cột, dẫn đến khó khăn trong quá trình thi công.

PHƯƠNG PHÁP CHỌN

Dựa trên các đặc điểm kết cấu và kiến trúc của công trình, sau khi thực hiện phân tích sơ bộ, chúng tôi quyết định chọn phương án sườn toàn khối để thiết kế cho công trình.

QUY TRÌNH TÍNH TOÁN

2.3.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện

 Chọn chiều dày bản theo công thức hb = l n m

D với h b >h min = 6 cm đối với nhà dân dụng

D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng

M = 30÷35 với bản loại dầm (l là nhịp bản )

M @÷ 45 với bản kê 4 cạnh (l là cạnh bé )

Các ô bản của công trình chủ yếu là bản kê bốn cạnh, vì vậy cần chọn chiều dày đồng nhất cho tất cả các ô bản Để đảm bảo tính đồng bộ, nên chọn chiều dày lớn nhất cho toàn bộ công trình Nhịp bản lớn nhất theo phương ngắn được xác định là 6m.

Giải pháp sàn sườn bê tông cốt thép đổ bê tông toàn khối Chiều dày sàn là 12(cm) chọn D =0.8,M = 40 ta được chiều dày bản chọn là :hb = 1

 Chọn bề rộng tiết diện dầm chính 350 (m m)

 Chọn bề rộng tiết diện dầm phụ và dầm bo bằng chiều dày tường bằng 220 mm

 Chọn chiều cao dầm chính theo công thức : n d l h )

 Với ln là nhịp tính toán của dầm, lấy gần đúng là khoảng cách giữa hai tấm vách ở biên nhà

 Dầm chính ngang nhà ln = 7400 mm

 Dầm chính dọc nhà ln = 6000 mm

 Kết hợp với yêu cầu kiến trúc, chọn hd = 600 mm cho các dầm chính dọc nhà và hd 700 mm cho dầm chính ngang nhà

 Các dầm liên kết vách cầu thang với lõi thang máy: ln = 6600 mm;hd = 6600

 Chọn chiều cao dầm phụ theo công thức: h d )l n

 Nhịp l1 = 5000 mm và l2 = 6000 mm hdp1 = 5000

1 l n  @0 mm Vậy ta có kích thước tiết diện dầm:

Bảng: Diện truyền tải vào cột Tên cột Diện tích truyền tải(m 2 )

Ghi chú : tên được đánh theo trục cột

Xác định diện tích tiết diện cột theo diện truyền tải của tải trọng đứng b t R k N

 Rb = 145 daN/cm 2 (Cường độ chịu nén của Bêtông B25)

 N – lực nén, được tính gần đúng như sau: s sqF m

 q - là tải trọng tương đương tính trên mỗi m 2 sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế

+ Với bề dày sàn là bé (10÷14cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn), có ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé, q = 1000 ÷ 1400 daN/m 2

+ Với bề dày sàn là trung bình (15÷20cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn), kích thước của dầm và cột thuộc loại trung bình hoặc lớn, q = 1500 ÷ 1800 daN/m 2

+ Với bề dày sàn khá lớn (trên 25cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn), kích thước của dầm và cột đều hoặc lớn, q = 1500 ÷ 1800 daN/m 2

 Fs - là tổng diện tích truyền tải sàn nằm trên cột đang xét

 ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét

Hệ số kt được sử dụng để xem xét các ảnh hưởng khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Trong thiết kế, nếu momen uốn lớn và độ mảnh cột cao, hệ số kt thường được chọn trong khoảng 1.3 đến 1.5 Ngược lại, khi momen uốn nhỏ, hệ số kt sẽ nằm trong khoảng 1.1 đến 1.2 Việc chọn tiết diện cột cần dựa trên công thức này và có thể thay đổi tùy theo yêu cầu thiết kế.

Cột giữa: (do B1, B9 có diện truyền tải nhỏ hơn B2,B5,B8 nên lấy diện truyền tải của

Mặt bằng sàn tầng 3-9 2.3.2 Xác định tải trọng

Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải):

Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737 – 1995 : Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế

Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1, trang 10 – TCVN 2737 – 1995

Hình 2.1 Các lớp cấu tạo sàn

Lát gạch ceramic nhám 30x30, dày 20 mm Lớp vữa lót dày 20 mm

Bản sàn dày 120 mmLớp vữa chát dày 15 mm

Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn phòng –sàn sảnh- phòng bếp

Các lớp cấu tạo sàn Dày

Dung trọng  (daN/m 3 ) g tc (daN/m 2 )

Hệ số vượt tải n gs tt

Lớp vữa trát 0.015 1800 27 1.3 35.1 Đường ống, thiết bị 50 1.2 60

Tổng tải trọng tính toán 519.9

Bảng 2.2 Tĩnh tải sàn khu vệ sinh – ban công

Các lớp cấu tạo sàn Dày (m)

Hệ số vượt tải n gs tt

Lớp vữa XM trát trần 0.015 1800 27 1.3 35.1 Đường ống, thiết bị 60 1.2 72

Tổng tĩnh tải tính toán 611.1

Tải tường truyền vào sàn:

Thông thường, dưới các tường có kết cấu dầm đỡ, nhưng để tăng tính linh hoạt trong bố trí tường ngăn, một số tường không có dầm đỡ bên dưới Khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn, cần tính thêm trọng lượng tường ngăn, và tải này được phân bố đều trên toàn bộ ô sàn Tải trọng được xác định theo công thức: tt bt Ht lt t n 2 g (daN/m).

Trong đó: bt : bề rộng tường (m)

Ht : Chiều cao tường (m) lt : chiều dài tường(m)

t : trọng lượng riêng của tường xây (daN/m 3 )

S : diện tích ô sàn có tường(m 2 ) n : hệ số vượt tải Bảng 2.3 Tải trọng do tường truyền vào các ô sàn: Ô SÀN bt

Tổng tĩnh tải tác dụng trên sàn: g s g s tt g (daN / m ) tt t 2

Bảng 2.4 Tổng tĩnh tải tác dụng trên sàn Ô sàn gs tt (daN/m 2 ) g tt t (daN/m 2 ) gs (daN/m 2 )

Tải trọng tạm thời ( hoạt tải)

Giá trị hoạt tải được xác định dựa trên chức năng sử dụng của từng loại phòng Hệ số độ tin cậy n cho tải trọng phân bố đều được quy định trong TCVN 2737 - 1995, cụ thể là n = 1.3 khi p tc < 200 (daN/m²).

Bảng 2.5 Bảng giá trị hoạt tải các phòng Chức năng Phòng p tc (daN/m 2 ) n p tt sàn(daN/m 2 )

P Khách, P ngủ ,P ăn ,P.Vệ sinh, P Bếp, P Giặt 150 1.3 195

Bảng 2.6 Hoạt tải trên từng ô sàn: Ô sàn Loại ô sàn Hoạt tải(daN/m 2 )q1

S1 Sàn phòng ngủ P khách và bếp 195

Tổng tải trọng tác dụng lên sàn được tính toán theo công thức: tt 2 q g sp (daN / m ) Bảng 2.7 Bảng hợp tải trọng tác dụng lên từng ô sàn Ô bản L 1 (m) L 2 (m)

Tổng tải q (daN/m 2 ) Loại ô bản

TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ THIẾT KẾ THÉP CHO CÁC Ô SÀN

2.4.1 Tính toán cho ô bản làm việc 2 phương (Bản kê 4 cạnh)

Khi ô bản có tỷ số 2

L 8 chọn nhóm thép CII, A-II có : RsRsc 280 MPa 

Môđun đàn hồi :Es = 21.10 4 (Mpa)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép s b b max R

       Đối với bản =0.3ữ0.6% là hợp lý Trong TCVN quy định àmin=0.05%, thường lấy àmin=0.1%

Bảng 2.9 Bảng tính thép cho ô bản kê 4 cạnh Ô bản

2.4.2 Kiểm tra độ võng của sàn

Kiểm tra độ võng của ô sàn S3 có diện tích lớn nhất ( 3,6mx6,6m) a4 f q

 :Là hệ số q : Là tải trọng phân bố đều theo chu vi (daN/m 2 )

D : Là độ cứng trụ bản

Với : h : Là chiều dày ô sàn (m)

: Là hệ số Possion a : Là cạnh ngắn ô sàn (m) b: Là cạnh dài ô sàn (m) Vậy :

Theo TCXD 356 -2005 “Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng” Đối với sàn khi L> 5m thì: gh  

Vậy f 0.08(cm)f gh 2.6(cm ) (Thỏa điều kiện)

THIẾT KẾ CẦU THANG

THÔNG SỐ VẬT LIỆU

Bê tông B25 Rb 5 daN/cm 2 ; Rbt = 10.5 daN /cm 2

Thộp CI ỉ ≤ 10 : Rs = 2250 daN /cm 2

Thộp CII ỉ> 10 : Rs = 2800 daN /cm 2

CẤU TẠO HÌNH HỌC

Chiều cao bậc hb, bề rộng bậc lb chọn nên theo điều kiện sau:

Chiều dài bậc : lb = 0.3 m Độ dốc cầu thang

Số bậc vế 1 và 2: 9 bậc

Cao độ 1 = Cao độ sàn tầng 3 : 8.4 m

Cao độ 2 = Cao độ vế 1 + Số bậc vế 1 x Chiều cao bậc vế 1

Vậy cao độ vế 2 = 10.35+ 9x0.15 = 11.7m = Cao độ sàn tầng 4 Độ dốc của thang đến 30 0 đảm bảo độ rộng vế thang cho thoát người và đi lại

2 bản thang 1 kích thước mặt bằng :2700x1200x120

1 bản thang 2 kích thước mặt bằng : 1400x1200x120

1 dầm chiếu tới tiết diện : 220x400

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG

Tải trọng tiêu chuẩn: qtci = i hi (daN /m 2 )

Trong đó: qtci : Tải trọng tiêu chuẩn lớp vật liệu thứ i

i : Trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i hi : Bề dày lớp vật liệu thứ i

Tải trọng tính toán: gtti = qtci ni(daN /m 2 )

Trong đó: ni : hệ số vượt tải của lớp vật liệu thứ i lấy theo TCVN 2737-1995

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Bảng: Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

TẢI TRỌNG Vật liệu hi(mm) s(daN /m 3 ) n g tt cn(daN/m 2 )

Lớp bê tông cốt thép 120 2500 1.1 330

Vậy tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản q1 = 836 (daN /m)

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng

Tĩnh tải (được cấu tạo như sau)

Tĩnh tải được xác định gồm : tải trọng bậc gạch + tải trọng các lớp phủ, vữa + tải trọng bản BTCT i tdi i n g   2  

 i : Khối lượng riêng lớp thứ i

 ni : Hệ số tin cậy của lớp thứ i

 tđi : Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng b i b b tdi l h l  

  : góc nghiêng của thang ( cosα = 0.894 ) Đối với bậc thang ( xây gạch hoặc BTCT ) có kích thước ( lb, hb ), chiều dày tương đương xác định như sau :

 td  h b Bảng : Tải trọng tác dụng lên bản nghiêng

Hoạt tải (Lấy theo TCVN 2737 – 1995)

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ phân bố theo chiều nghiêng được tính bằng công thức P tt = 300 x 1.2 = 360 (daN/m²) Tổng tải trọng là q2 = g2 tt + p tt = 665 + 360 = 1025 (daN/m²) Do đó, tải trọng phân bố trên 1m bề rộng của bản thang nghiêng là q2 = 1025 (daN/m).

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

Khi thiết kế cầu thang, có thể áp dụng nhiều sơ đồ khác nhau, trong đó kết quả liên kết hai đầu có thể là ngàm hoặc khớp Trong bài viết này, sinh viên lựa chọn sơ đồ với một đầu gối cố định và một đầu gối di động, trong đó dầm sàn được cố định với sàn tại đầu gối cố định, còn đầu còn lại tựa vào vách với khớp di động.

Không nên chọn ngàm cho cầu thang vì chúng thường được đổ sau vách cứng và dầm sàn, do đó không áp dụng tỉ số về độ cứng trong trường hợp này.

TẢI TRỌNG Vật liệu i (m) tdi (m)  s( daN/m 3 ) n gi ( daN/m 2 )

Vữa xi măng 0.02 0.0275 1800 1.2 59.4 Bậc thang (gạch xây) 0.0714 1800 1.2 154.3 Lớp bê tông cốt thép 0.12 0.12 2500 1.1 330 Vữa xi măng cho bản 0.02 0.0275 1800 1.2 54.4

Sơ đồ tính vế thang đều là hệ tĩnh định, cho phép xác định nội lực bằng phương pháp cơ học kết cấu hoặc sử dụng phần mềm tính toán phần tử hữu hạn Kết quả nội lực được giải quyết thông qua phần mềm SAP2000.

Sơ đồ tính và nội lực vế 3: (đơn vị kNm)

Để tính toán chiều dài của dãy thang vế 1, ta cắt 1m theo phương dọc Sơ đồ tính toán bao gồm một đầu gối tựa đơn lên vế 1 và một đầu gối di động lên vế 2.

Tải trên vế 1 (cắt 1m) gồm:

Nội lực vế 1 (đơn vị kNm)

Sau khi tính toán ta dùng momen Mmax =2.43 kN.m để tính cốt thép cho toàn bộ vế 3

Sơ đồ tính và nội lực vế 1

Tải trên vế 1 (cắt 1m) bao gồm:

10.25 / 8.36 / 8.1 / bannghieng chienghi v q kN m q kN m q kN m

Sơ đồ tính vế 1 (đơn vị kNm)

Nội lực vế 1 (đơn vị kNm) khi tính toán ta dùng momen M 3.94 kN.m để tính cốt thépcho toàn bộ vế 1

Sơ đồ tính và nội lực vế 2:

Tải trên vế 2 (cắt 1m) bao gồm:

10.25 / 8.36 / 8.1 / bannghieng chienghi v q kN m q kN m q kN m

Sơ đồ tính vế 2 (đơn vị kNm)

Nội lực vế 2 (đơn vị kNm).

MÔ HÌNH CẦU THANG BẰNG SAP 2000

Mô hình 3D của cầu thang

Giá trị nội lực của mô hình 3D cầu thang Giá trị nội lực vế 1 và vế 2

Giá trị Moment max tại gối Mgối = 26 (kNm)

Giá trị Moment max tại nhịp Mnhip = 22 (kNm)

Giá trị nội lực vế 3:

SO SÁNH 2 PHƯƠNG ÁN

Khi so sánh phương pháp tính tay và mô hình 3D cho cầu thang bằng SAP2000, kết quả cho thấy nội lực từ mô hình 3D thấp hơn so với phương pháp tính tay Điều này là do sự liên kết giữa các cấu kiện và tương tác nội lực giữa chúng Do đó, nên sử dụng nội lực từ mô hình 3D để tính toán cốt thép cho cầu thang.

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CẦU THANG

3.7.1 Tính toán cốt thép vế 1 và vế 2

- Chọn Moment max tại gối Mgối = 26(kNm) và Mgối = 26 (kNm) để tính

- Do 2 vế thang cấu tạo và nội lực gần giống nhau nên chỉ cần tính cốt thép cho vế 2 còn vế 1 bố trí tương tự

Bê tông B25 Cốt thép CI Cốt thép CII

+ Thép CI có  R 0.651 ;  R 0.439 + b = 100cm: bề rộng tiết diện cấu kiện;

+ a = 2 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo;

+ h0 = hb – a = 12 – 2 = 10 cm: chiều cao hữu ích

Bảng giá trị cốt thép trong bản thang Tiết diện

(mm 2 ) Chọn thép As Chọn

3.7.2 Tính toán cốt thép vế 3

- Chọn Moment max M = 6.6 (kNm) để tính

+ Thép CI có  R 0.651 ;  R 0.439 + b = 100cm: bề rộng tiết diện cấu kiện;

+ a = 2 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo;

+ h0 = hb – a = 13 – 1.5 = 11.5 cm: chiều cao hữu ích

Bảng giá trị cốt thép trong bản thang Tiết diện

(mm 2 ) Chọn thép As Chọn

TÍNH TOÁN CỐT THÉP BỂ NƯỚC MÁI

CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC BỂ NƯỚC MÁI

 Cung cấp nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của người sống trong căn hộ: q1

 Tiêu chuẩn 1 người 1 ngày sử dụng khoảng 150l/ngày;

 Chung cư gồm 10 tầng dùng để ở, mỗi tầng có 6 căn hộ, mỗi căn hộ có khoảng

 Cung cấp và dự phòng công tác phòng và chữa cháy:

 q2 = 10% q1 = 36 x 0,1 = 3.6 m 3 Vậy lượng nước sơ bộ cần cho công trình : q = q1 + q2 = 36+3.6 = 39.6 m 3

Do có 2 bể nước nên q = q/2= 19.8 m 3

Kích thước mặt bằng là3.6m4.57m

Hđài mchọn chiều cao đài nước Hđài = 1.5 m 4.1.2 Kích thước hồ nước mái

Mặt bằng bản nắp bể nước mái

TÍNH TOÁN CHO TỪNG CẤU KIỆN

4.2.1 Tính toán bản nắp và bản đáy

 Chiều dày bản nắp sơ bộ chọn theo công thức sau: hbn s

D = 0.8 ÷ 1.4: hệ số phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1.2

L = 3.6m: chiều dài cạnh ngắn; ms = 40 ÷ 45: đối với bản kê bốn cạnh

 Sơ bộ chọn tiết diện dầm như sau:

3.6 a b    nên bản nắp được tính toán là bản kê 4 cạnh có các liên kết biên là ngàm

Sơ đồ tính bản nắp Bảng giá trị tải trọng tác dụng bản nắp

Loại tải STT Cấu tạo 

 Chiều dày bản nắp sơ bộ chọn theo công thức sau: hbd s

D = 0.8 ÷ 1.4: hệ số phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1.4;

L = 3.6m: chiều dài cạnh ngắn; ms = 40 ÷ 45: đối với bản kê bốn cạnh

 Sơ bộ chọn tiết diện dầm như sau:

3.6 a b    nên bản nắp được tính toán là bản kê 4 cạnh có các liên kết biên là ngàm

Sơ đồ tính bản đáy Bảng giá trị tải trọng tác dụng bản đáy

Hoạt tải được xác định dựa trên tải sữa chữa và áp lực thủy tĩnh không xảy ra đồng thời, vì vậy cần chọn hoạt tải lớn hơn để tính toán Áp lực thủy tĩnh được tính với công thức gn = n.γ.h, trong đó gn = 1.1 x 1000 x 1.5 = 1650 daN/m².

 Tổng tải: q tt = g tt n + g tt bt = 433.9 + 1650 = 2083.9 daN/ m 2

Nội lực được xác định theo sơ đồ bản kê 4 cạnh có các liên kết biên là ngàm ( ô bản số

9) Tính theo ô bản đơn , theo sơ đồ đàn hồi Công thức tính toán như sau:

 Momen dương lớn nhất ở giữa nhịp:

 Momen âm lớn nhất ở đầu gối:

P = q tt l1.l2 : tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn đang xét; m91, m92, k91, k92 : hệ số tra “ Sồ tay thực hành kết cấu công trình” của Thầy

: Vũ Mạnh Hùng phụ thuộc vào tỉ số 2

1 l l = 4.57 1.25 3.6  Giá trị tính toán như sau:

MII (daNm) Bản nắp 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 454.4 7475.8 154.7 99.4 353.6 226.5 Bản đáy 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 2083.9 34284 709.6 456 1621.6 1038.8

Cấu tạo và tải trọng tác dụng

 Cấu tạo:bề dày thành lấy sơ bộ chọn dày 120mm

Cấu tạo bản thành Hoạt tải

 Áp lực thủy tĩnh gn = n.h. = 1.1 x 1.5 x 1000 = 1650 (daN/ m 2 )

Tải trọng gió tác dụng lên bản thành nguy hiểm nhất là trường hợp gió hút tính theo công thức sau: w = w0.n.k.c’

Hệ số vượt tải được xác định là n = 1.2, giả định thời gian sử dụng công trình là 50 năm, với giá trị w0 = 83 daN/m² Ngoài ra, hệ số k = 1.02 được áp dụng để tính đến sự thay đổi của áp lực gió ở độ cao 48.6m, theo quy định trong Bảng 5 của TCVN 2737.

- 1995);công trình thuộc địa hình C c’= 0.6: hệ số khí động phía gió hút

 Chọn trường hợp nguy hiểm nhất là khi bể đầy nước và chịu lực gió hút

Bản thành chủ yếu chịu tải trọng ngang, do đó có thể bỏ qua tĩnh tải thẳng đứng, vì nó chỉ tạo ra lực nén cho bản thành Vì vậy, bản thành được xem như một cấu kiện chịu uốn, chỉ chịu áp lực ngang từ nước và gió.

Để xác định tỉ số giữa các cạnh và chiều cao của bể, ta có L1 = 3.6 = 2.4 và L2 = 4.57 = 3, với điều kiện h ≥ 1.5h Bản làm việc được thiết kế theo phương ngang, và cần cắt dải bản rộng 1m để phục vụ cho tính toán Bản thành được tính toán dựa trên sơ đồ đầu ngàm và đỉnh khớp.

Sơ đồ tính bản thành Xác định nội lực

4.2.3 Tính toán các cấu kiện dầm

Hình 4.1 Sơ đồ truyền tải lên dầm đáy Tính toán nội lực dầm nắp

- Trọng lượng bản thân dầm d1 d d bd g n b (h  h ) 1.1 2500 0.2 (0.3 0.12) 99(kN / m)     

 Tải trọng do bản đáy truyền vào dầm đáy DD1 có dạng tam giác được chuyển thành phân bố đều tương đương bd1

Tổng tải trọng: q1=g d1 +g bd1 a0.2 (daN/m)

- Tải trọng do bản đáy truyền vào dầm đáy DD1 có dạng hình thang được chuyển thành phân bố đều tương đương

Tổng tải trọng: q1=g d1 +g bd1 3 (daN/m)

Hình 4.2 Sơ đồ truyền tải lên dầm đáy

Tính toán nội lực dầm đáy

- Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thành truyền vào dầm đáy DD1

 Lớp gạch men dày 10mm g1=0.01x2000x1.2x1= 24 daN/m

 Lớp vữa láng dày 20mm g2=0.02x1800x1.3x1= 46.8 daN/m

 Lớp BTCT dày 120mm g3=0.12x2500x1.1x1.25= 412.5 daN/m

 Lớp vữa trát dày 15mm g1=0.015x1800x1.3x1= 35x1 daN/m Tổng gbt= 518.4 daN/m

- Tải trọng do bản đáy truyền vào dầm đáy DD1 có dạng tam giác được chuyển thành phân bố đều tương đương bd1

Tổng tải trọng: q1=g d1 + gbt +g bd1 016 (daN/m)

- Trọng lượng bản thân dầm

 Lớp gạch men dày 10mm g1=0.01x2000x1.2x1= 24 daN/m

 Lớp vữa láng dày 20mm g2=0.02x1800x1.3x1= 46.8 daN/m

 Lớp BTCT dày 120mm g3=0.12x2500x1.1x1.25= 412,5 daN/m

 Lớp vữa trát dày 15mm g1=0.015x1800x1.3x1= 35.1 daN/m Tổng gbt= 518.4 daN/m

- Tải trọng do bản đáy truyền vào dầm đáy DD1 có dạng hình thang được chuyển thành phân bố đều tương đương

Tổng tải trọng: q1=g d1 + gbt +g bd1 488 (daN/m)

MÔ HÌNH SAP 2000 VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO TỪNG CẤU KIỆN 42

Mô hình 3D của bể nước 4.3.1 Tính toán bản nắp và bản đáy

Giá trị Monen M2 ớ nhip cạnh dài

Giá trị Monen MI ớ gối cạnh ngắn

Giá trị Monen MII ớ gối cạnh dài

Giá trị Monen M ớ nhip cạnh dài

Giá trị Monen MI ớ gối cạnh ngắn

Giá trị Monen M1 ớ nhịp cạnh ngắn

4.3.2 Tính toán bản nắp và bản đáy

Giá trị Monen ớ gối Mômen tại gối: Mg = 2.64 kN/m= 264 daN/m

Mômen tại giữa nhịp: Mnh = 1.73 kN/m= 173 daN/m

4.3.3 Tính toán cấu kiện dầm

Giá trị Monen các dầm theo phương cạnh dài

Giá trị Monen các dầm theo phương cạnh ngắn

SO SÁNH 2 PHƯƠNG PHÁP

Phương pháp mô hình SAP 2000 cho kết quả nội lực thấp hơn so với phương pháp tính tay, nhờ vào sự liên kết chặt chẽ giữa các cấu kiện Kết quả này phản ánh gần đúng thực tế hoạt động của bể nước.

TÍNH TOÁN CỐT THÉP

 Tính toán cốt thép bản nắp và đáy

Tính ô bản theo cấu kiện chịu uốn

+ Thép CI có  R 0.651 ;  R 0.439 + Thép CII có  R 0.632 ;  R 0.432 + b = 100cm: bề rộng dùng tính toán ;

+ a = 1.5 cm + chiều cao hữu ích : h0 = 10 – 1.5 = 8.5 cm + Đối với cốt thép lỗ thăm gia cường thêm 15% lượng cốt thép đã cắt

+ a2 = 2 cm + chiều cao hữu ích : h0 = 12 – 2 = 10cm Bảng kết quả tính toán cốt thép

Kiểm tra độ võng bản đáy

 Độ võng bản đáy được xác định như sau:   qL 1 4

- 0.00172(phụ thuộc vào tỉ số 2

Vậy độ võng đạt yêu cầu

 Tính toán cốt thép bản thành

Bê tông B25 Cốt thép CI

Rb(MPa) Rbt(MPa) Eb(MPa) Rs(MPa) Rsw(MPa)

+ Thép CI có  R 0.651 ;  R 0.439 + b = 100cm: bề rộng dùng tính toán ; + a = 2 cm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo;

Bảng giá trị tính toán thép trong bản thành

 Tính toán cốt thép các dầm

Bê tông B25 Cốt thép CII

Rb(MPa) Rs(MPa) Rs(MPa) Rs(MPa) Rsw(MPa)

+ Thép CII có  R 0.604 ;  R 0.421 + b: bề rộng dùng tính toán ;

+ a: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo dầm; a = 3 cm đối với dầm nắp a = 4 cm đối với dầm đáy

Bảng giá trị tính toán thép trong hệ dầm

(m)  m  As tt(mm 2 ) Chọn thép As chọn(mm 2 )  %

Bê tông B25 Cốt thép CI

Rb (kN/cm 2 ) Rbt (kN/cm 2 ) Eb(MPa) Rs (kN/cm 2 ) Rsw (kN/cm 2 )

- Lực cắt tính toán: QA = Qmax

- Kiểm tra các điều kiện hạn chế:

Qb3> QA: không cần phải tính cốt đai

Qb3< QA: cần phải tính cốt đai

  Bước đai theo cấu tạo:

Bước đai theo tính toán:

 Điều kiện Bêtông không bị phá hoại do ứng suất nén chính (Bêtông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng):

 Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng:

 b 2 2: Bêtông nặng sw R sw A sw q s

QA < Qb + Qsw = 4   b 2   (1  f   n )  R bt    b h 0 2 q sw : không tính cốt xiên

Kết quả tính và chọn cốt đai cho dầm (Thép CI)

Dầm DN1 DN2 DD1 DD2 b(cm) 20 20 30 30 h(cm) 30 30 40 40 h0(cm) 28 28 37 37

Qb

Định dạng
Số trang	285
Dung lượng	6,83 MB