SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1 Phân tích các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tần
Trang 1GVHD1 : PGS.TS LƯU TRƯỜNG VĂN GVHD1 : TS LƯƠNG VĂN HẢI
TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2013
Trang 2SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành xây dựng đóng một vai trò to lớn trong việc phát triển đất nước Việc xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà máy xí nghiệp, điện, đường, trường, trạm…đã thúc đẩy các ngành khác phát triển theo
và nâng cao đời sống cho người dân
Đối với mỗi sinh viên trước khi rời khỏi ghế nhà trường đều trải qua quá trình làm Đồ Án Tốt Nghiệp Đồ án này không chỉ dừng lại như một bài kiểm tra cuối khóa mà còn là một cách để Sinh viên tổng hợp lại, đánh giá thực chất kiến thức, khả năng và cách vận dụng lí thuyết của mình đã được học vào một công trình thực tế trước khi trở thành người Kỹ sư Xây dựng Bên cạnh đó, trong quá trình làm Đồ án, sinh viên được tiếp cận nhiều lí thuyết, thực tế và có cách nhìn tổng quát hơn, qui mô hơn để kiểm nghiệm kiến thức, trau dồi thêm kinh nghiệm Đây là cách để sinh viên tập duyệt mọi công tác phân tích, xử lí và cách đưa ra phương án giải quyết vấn đề trước khi được công nhận là người Kỹ sư xây dựng
Để hoàn thành Đồ án này, ngoài nỗ lực hết mình vận dụng kiến thức đã học, sinh viên còn phải biết nắm bắt thông tin, tìm tòi, tư duy sáng tạo và rèn luyện phẩm chất để đạt được thành quả tốt nhất Chính vì vậy, việc hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp là một môn học không thể thiếu đối với sinh viên trước khi tốt nghiệp
TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 8 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Hồ Trần Ngân
Trang 3SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin chân thành cảm ơn nhà trường và khoa XÂY DỰNG & ĐIỆN – ĐH
MỞ TP.HCM đã tạo điều kiện để em học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian là sinh viên ở trường Em đã được các thầy cô trong trường truyền dạy những kiến thức cơ bản và chuyên ngành cùng với các kĩ năng làm việc trong môi trường ngành xây dựng Những kiến thức đó sẽ làm hành trang quý báu giúp em vững vàng hơn khi bước vào cuộc sống
Em chân thành cảm ơn PGS.TS Lưu Trường Văn và TS Lương Văn Hải đã hướng dẫn và chỉ dạy em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp Khoảng thời gian làm đồ án là một khoảng thời gian quý báu để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học và biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc của một kỹ sư thiết kế công trình Tuy thời gian làm việc chung với thầy không lâu nhưng thầy đã mang lại cho chúng em rất nhiều những kiến thức thực tế mà em chưa có cơ hội tiếp xúc
Việc gặp phải sai sót hay non nớt trong thiết kế và tổ chức thi công là điều không thể tránh khỏi trong quá trình thực hiện Đồ Án Nhưng với tinh thần cầu tiến, học hỏi, em kính mong tiếp tục được các thầy cô tận tình góp ý và chỉ bảo thêm, giúp em hoàn thành tốt hơn Đồ
Án này, để tiếp tục củng cố và hoàn thiện kiến thức chuyên ngành
Xin chúc toàn thể quý thầy cô nhiều sức khoẻ, gặt hái nhiều thành công, đạt nhiều thành tích nghiên cứu khoa học để phục vụ đất nước, để truyền đạt nhiều kiến thức mới mẻ cho thế hệ tương lai
Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 8 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Hồ Trần Ngân
Trang 4SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
MỤC LỤC Lời mở đầu
Lời cảm ơn
Mục lục
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1
1.1 Vị trí công trình 1
1.2 Phân khu chức năng công trình 1
1.3 Giải pháp kỹ thuật 1
1.3.1 Giải pháp đi lại 1
1.3.2 Giải pháp thông thoáng 1
1.3.3 Hệ thống điện 1
1.3.4 Hệ thống nước 1
1.3.5 Hệ thống phòng chống cháy nổ 2
1.3.6 Hệ thống vệ sinh 2
1.4 Giải pháp hoàn thiện 2
1.5 Điều kiện tự nhiên 2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 3
2.1 Phân tích các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng 3
2.1.1 Hệ khung 3
2.1.2 Hệ khung vách 3
2.1.3 Hệ khung lõi 3
2.1.4 Hệ lõi hộp 3
2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu và bố trí hệ chịu lực công trình 3
2.3 Phân tích và lựa chọn hệ sàn chịu lực 4
2.4 Lựa chọn vật liệu 5
2.4.1 Bê tông 6
2.4.2 Cốt thép 6
2.5 Tiêu chuẩn thiết kế 6
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 7
3.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn 7
3.1.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước tết diện dầm 8
3.1.2 Xác định chiều dày và phân loại bản sàn 9
3.2 Xác định tải trọng tính toán 11
3.2.1 Tĩnh tải 11
3.2.2 Hoạt tải 13
Trang 5SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
3.2.3 Tổng tải trọng tính toán 14
3.3 Tính toán cốt thép cho các ô bản sàn 15
3.3.1 Ô bản sàn làm việc một phương 15
3.3.2 Ô bản sàn làm việc hai phương 18
3.1 Kiểm tra biến dạng ô sàn ( Độ võng) 27
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 29
4.1 Cấu tạo cầu thang 29
4.2 Xác định tải trọng 31
4.2.1 Tĩnh tải 31
4.2.2 Hoạt tải 32
4.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang 33
4.3 Tính cốt thép bản thang 33
4.3.2 Sơ đồ tính 33
4.3.2 Xác định nội lực 34
5.3.2 Tính toán cốt thép 37
4.4 Tính cốt thép dầm chiếu tới 38
4.4.1 Sơ đồ tính 38
4.4.2 Xác định tải trọng 39
4.4.3 Xác định nôi lực 39
4.1 Tính toán cốt thép 40
CHƯƠNG 5: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN – KHUNG TRỤC 2 42
5.1 Đặc trưng vật liệu tính toán 43
5.2 Chọn kích thước sơ bộ 43
5.3 Xác định tải trọng 46
5.3.1 Tải trọng đứng 46
5.3.2 Tải trọng ngang 50
5.4 Xác định nội lực 53
5.4.1 Trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng 53
5.4.2 Mô hình tính toán và xác định nội lực 54
5.5 Tính cốt thép dầm khung trục 2 56
5.5.1 Tính cốt thép dọc 56
5.5.2 Tính cốt thép đai 74
5.5.3 Tính toán cốt treo 74
5.1 Tính cốt thép cột cho khung trục 2 76
5.6.1 Lý thuyết tính toán 76
5.6.2 Tính cốt thép dọc 79
5.6.3 Tính cốt thép đai 84
CHƯƠNG 6: ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 85
6.1 Địa chất công trình 85
6.1.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 85
Trang 6SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
6.1.2 Mặt cắt cấu tạo địa tầng 91
6.2 Phân tích và lựa chọn phương án móng 92
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 93
7.1 Lựa chọn vật liệu 93
7.2 Xác định tải trọng 93
7.3 Cấu tạo cọc và đài cọc 93
7.3.1 Cấu tạo cọc 93
7.3.2 Chiều cao đài cọc 94
7.4 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn 95
7.4.1 Sức chịu tải của cọc đơn theo vật liệu 95
7.4.2 Sức chịu tải của cọc đơn theo đất nền 96
7.5 Thiết kế móng M1 99
7.5.1 Chọn sơ bộ số cọc và tiết diện đài cọc 99
7.5.2 Xác định tải trọng tác dụng lên đài cọc 100
7.5.3 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn 100
7.5.4 Kiểm tra sức chịu tải cọc làm việc theo nhóm 101
7.5.5 Kiểm tra sức chịu tải nền dưới đáy mũi cọc 102
7.5.6 Kiểm tra độ lún dưới đáy móng khối qui ước 105
7.5.7 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 106
7.5.8 Tính cốt thép cho đài cọc 107
7.6 Thiết kế móng M2 108
7.6.1 Chọn sơ bộ số cọc và tiết diện đài cọc 108
7.6.2 Xác định tải trọng tác dụng lên đài cọc 109
7.6.3 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn 109
7.6.4 Kiểm tra sức chịu tải cọc làm việc theo nhóm 110
7.6.5 Kiểm tra sức chịu tải nền dưới đáy mũi cọc 111
7.6.6 Kiểm tra độ lún dưới đáy móng khối qui ước 114
7.6.7 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 116
7.1 Tính cốt thép cho đài cọc 117
Chương 8: THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 119
8.1 Phương án thi công 119
8.2 Chọn máy thi công 119
8.3 Trình tự thi công cọc khoan nhồi 123
8.3.1 Chuẩn bị mặt bằng 125
8.3.2 Định vị tim cọc 125
8.3.3 Hạ ống vách 126
8.3.4 Tạo lỗ khoan 128
8.3.5 Thổi rửa đáy hố khoan 130
8.3.6 Thi công cốt thép 133
8.3.7 Đổ bê tông 133
8.3.8 Rút ống vách 135
8.3.9 Lấp đầu cọc 135
Trang 7SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
8.4 Kiểm tra và nghiệm thu 135
8.4.1 Kiểm tra dung dịch khoan 135
8.4.2 Kiểm tra lỗ khoan 135
8.4.3 Kiểm tra lồng thép 136
8.4.4 Kiểm tra chất lượng bê tông thân cọc 136
8.4.5 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn 137
CHƯƠNG 9: THI CÔNG ĐÀO ĐẤT 140
9.1 Khái quát 140
9.2 Sơ đồ khối quá trình đào đất 141
9.3 Thi công ép cừ larssen 142
9.3.1 Tính toán và lưạ chọn cừ 142
9.3.2 Chọn máy thi công 146
9.3.3 Chuẩn bị mặt bằng 147
9.3.4 Thi công ép cừ 147
9.4 Thi công đào đất 148
9.4.1 Chọn máy đào 148
9.4.2 Thiết kế khoan đào 149
9.4.3 Chọn kiểu di chuyển 150
9.4.4 Chọn xe đổ đất 150
CHƯƠNG 10: THI CÔNG ĐÀI MÓNG 152
10.1 Công tác đào đất thủ công 152
10.2 Công tác đập đầu cọc 152
10.3 Công tác đổ bê tông lót 152
10.4 Công tác lắp dựng cốt thép 152
10.5 Tính toán và lắp dựng ván khuôn 152
10.6 Tính toán và đổ bê tông đài cọc 155
CHƯƠNG 11: THI CÔNG PHẦN THÂN 158
11.1 Lựa chọn ván khuôn cây chống giàn gáo 158
11.2 Lựa chọn máy thi công 159
11.3 Phân đợt phân đoạn thi công 163
11.4 Tính toán ván khuôn 164
11.4.1 Tính ván khuôn cột 165
11.4.2 Tính ván khuôn dầm 168
11.4.3 Tính ván khuôn sàn 170
11.5 Công tác thi công bê tông 172
11.6 Biện pháp thi công 174
11.7 Thi công xây tô 175
11.8 An toàn lao dộng trong thi công 175
Chương 12 : TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG 178
12.1 Giới thiệu 178
12.2 Nguyên tắc thiết kế 178
Trang 8SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang
12.3 Nội dung thiết kế 183
12.3.1 Bố trí máy móc 183
12.3.2 Hệ thống đường tạm 183
12.3.3 Thiết kế kho bãi 183
12.3.4 Thiết kế nhà tạm 185
12.3.5 Tính toán nhu cầu tiêu thụ điện 186
12.3.6 Tính toán nhu cầu tiêu thụ nước 188
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 190
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 270
Trang 9+ Phía Đông giáp hẻm 30 Trịnh Đình Thảo có lộ giới dự kiến 12m;
+ Phía Nam, Tây giáp khu dân cư và nhà xưởng sản xuất hiện hữu
Khoảng lùi xây dựng công trình: Công trình xây dựng có khoảng cách nhỏ nhất đến lộ giới đường Trịnh Đình Thảo 15,5m (cách tim đường 27.5m), đến ranh lộ giới hẻm 30 Trịnh Đình Thảo 6m (cách tim đường 12m), đến ranh đất phía Nam 5m, đến ranh đất phía Tây 3.5m
1.2 Phân khu chức năng công trình
Tầng 1 cao 4.8m, có diện tích lớn hơn các tầng khác được dùng làm khu tiếp tân, siêu thị, kinh doanh buôn bán, kho hang
Tầng điển hình (từ tầng 2 đến tầng 10) cao 3.4m, dùng làm căn hộ chung cư
Tầng sân mái: gồm các phòng kỹ thuật (cơ, điện, nước, thông thoáng )
1.3 Giải pháp kỹ thuật
1.3.1 Giải pháp đi lại
Giao thông đứng được đảm bảo bằng năm buồng thang máy và hai cầu thang bộ
Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính
1.3.2 Giải pháp thông thoáng
Tất cả các phòng đều có ánh sáng chiếu vào từ các ô cửa
Ngoài việc thông thoáng bằng hệ thống cửa ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo các gain lạnh về khu xử lý trung tâm
Ngôi nhà nằm trên mảnh đất thông thoáng, cao hơn các nhà khác xung quanh
Nguồn nước sử dụng là nguồn nước máy của thành phố, được đưa vào bể ngầm và được đưa lên
hồ ở tầng mái bằng máy bơm, sau đó cung cấp cho các căn hộ Đường ống cấp nước, sử dụng ống sắt tráng kẽm Đường ống thoát nước sử dụng ống nhựa PVC Mái bằng lợp đan bê tông tạo dốc để dễ thoát nước, nước được tập trung vào các sênô bằng bêtông cốt thép, sau đó được thoát vào ống nhựa để xuống và chảy vào cống thoát nước của thành phố
Trang 10SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 2
1.3.5 Hệ thống phòng chống cháy nổ
Các vòi cứu hỏa được đặt ở hành lang và đầu cầu thang, còn có hệ thống chữa cháy cục bộ ở các khu vực quan trọng Nước phục vụ cho công tác chữa cháy lấy từ bể nước mai Hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng
1.3.6 Hệ thống vệ sinh
Xử lý hầm tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi ra hệ thống cống chính của thành phố Các khu vệ sinh của các tầng liên tiếp nhau theo trục đứng để tiện thông thoát
Rác thải ở mỗi thầng sẽ được thu gom, phân loại, chuyển đến nơi xử lý của thành phố đảm bảo các yêu cầu vệ sinh môi trường theo quy định
1.4 Giải pháp hoàn thiện
Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng sử dụng lâu dài Nền lát gạch Ceramic Tường được quét sơn chống thấm Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men
Vật liệu trang trí dùng loại cao cấp, sử dụng vật liệu đảm bảo tính kĩ thuật cao, màu sắc trang nhã trong sáng tạo cảm giác thoải mái khi nghỉ ngơi Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm chống
ồn
1.5 Điều kiện tự nhiên
Khu vực quận Tân Phú có điều kiện tự nhiên tương tự với điều kiện tự nhiên TPHCM:
Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có nhiệt độ cao đều trong năm Có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô, mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11
Lượng mưa cao, bình quân 1.949mm/năm, năm cao nhất 2.718mm (năm 1908) và năm nhỏ nhất 1.392mm (năm 1958)
Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140/kcal/cm2/năm
Độ ẩm không khí tương đối:
Độ ẩm bình quân/năm khoảng 80,82%;
Độ ẩm thấp nhất vào mùa khô khoảng 71,7% và mức thấp tuyệt đối xuống tới khoảng 20%;
Độ ẩm cao nhất vào mùa mưa khoảng 86,8% và có trị số cao tuyệt đối tới khoảng 100%
- Số giờ nắng trung bình: 6-8 giờ/ngày
- Tổng lượng bốc hơi/năm: 1.114 ml
- Hướng gió chủ đạo theo mùa:
Mùa mưa: Gió Tây Nam;
Mùa khô: Gió Đông Nam;
Tốc độ gió trung bình: 2 m/s,
Trang 11SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1 Phân tích các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu hộp (ống)
Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp
Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép
2.1.1 Hệ khung
Hệ khung được cấu thành bởi các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tại nút Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu uốn ngang kém nên hạn chế sử dụng khi chiều cao nhà h > 40m
2.1.2 Hệ khung vách
Phù hợp với hầu hết các giải pháp kiến trúc nhà cao tầng Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau như vừa có thể lắp ghép, vừa đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép Vách cứng tiếp thu tải trọng ngang được đổ bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với kết cấu cao đến 40 tầng
2.1.3 Hệ khung lõi
Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật nhà cao tầng Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản
2.1.4 Hệ lõi hộp
Hệ chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang Hộp trong nhà cũng giống như lõi cứng, được hợp thành bởi các tường đặc hoặc có cửa Hệ lõi hộp chỉ phù hợp với các nhà rất cao 2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu và bố trí hệ chịu lực công trình
Dựa vào các phân tích như ở trên và đặc tính cụ thể của công trình ta chọn hệ khung kết hợp vách cứng làm hệ chịu lực chính của công trình
Phần lõi của kết cấu là bộ phận chịu tải trọng ngang chủ yếu, nó được tận dụng để bố trí thang máy Hệ sàn dầm đóng vai trò liên kết giữa lõi và hệ cột trung gian nhằm đảm bảo
sự làm việc đồng thời của hệ kết cấu
Bố trí hệ khung chịu lực có độ siêu tĩnh cao, đối xứng về mặt hình học và khối lượng
Trang 12SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 4
Tránh có sự thay đổi độ cứng đột ngột của hệ kết cấu (giảm cột, cột hẫng, dạng sàn giật cấp ) kết cấu sẽ gặp bất lợi dưới tác dụng của tải trọng động
Hệ lõi cứng bố trí đối xứng tại tâm hình học, xuyên suốt từ móng đến mái
2.3 Phân tích và lựa chọn hệ sàn chịu lực
Trong hệ khung vách thì sàn dầm có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Nó có vai trò giống như hệ giằng ngang liên kết hệ lõi và hệ cột đảm bảo sự làm việc đồng thời của lõi và cột Đồng thời là bộ phận chịu lực trực tiếp, có vai trò truyền các tải trọng vào hệ khung và lõi
Hệ sàn sườn: Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn
Ưu điểm:
Tính toán đơn giản
Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công
Nhược điểm:
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu
Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp
Hệ sàn ô cờ: Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m
Ưu điểm:
Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp,thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ
Nhược điểm:
Không tiết kiệm, thi công phức tạp
Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng
Sàn không dầm (không có mũ cột): Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột
Ưu điểm:
Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình
Tiết kiệm được không gian sử dụng
Dễ phân chia không gian
Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước
Trang 13SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 5
Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa
Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản
Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành
Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm
Nhược điểm:
Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khundo đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết
do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu
Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn
Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường
Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tính tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép
Thiết bị giá thành cao
Với nững phân tích cơ sở trên ta chọn giải pháp sàn dầm bê tông cốt thép kết hợp hệ khung lõi chịu lực cho công trình
2.4 Lựa chọn vật liệu
Trang 14SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 6
2.4.1 Bê tông (TCVN 5574:2012)
Bêtông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25÷B60 Dựa theo đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bêtông phần thân và đài cọc cấp độ bền B25 có các số liệu kĩ thuật như sau:
- Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14.5 (MPa)
- Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.1 (MPa)
- Module đàn hồi ban đầu: Eb = 30000 (MPa)
2.4.2 Cốt thép (TCVN 5574:2012)
Đối với cốt thép Φ ≤ 8(mm) dùng làm cốt ngang loại CI:
- Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 (MPa)
- Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 (MPa)
- Cường độ chịu kéo (cốt ngang) tính toán: Rsw = 175 (MPa)
- Module đàn hồi: Es = 210000 (MPa)
Đối với cốt thép Φ > 8(mm) dùng cốt khung, dầm, sàn, đài cọc và cọc loại CII:
- Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 (MPa)
- Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280 (MPa)
- Cường độ chịu kéo(cốt ngang) tính toán: Rsw = 225 (MPa)
- Module đàn hồi: Es = 210000 (MPa)
2.5 Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động
TCVN 5574:2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép -Tiêu chuẩn thiết kế
TCXD 198:1997 - Nhà cao tầng - thiết kế kết cấu BTCT toàn khối
TCXD 205:1998 - Tiêu chuẩn thiết kế Móng cọc
TCXD 195:1997 - Nhà cao tầng - thiết kế cọc khoan nhồi
Trang 15SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 7
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình 3.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn
Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang(gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi Truyền tải trọng ngang vào vách cứng, lõi cứng sẽ giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí ở bất kì vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn Ngoài ra có thể xét đến chống cháy khi sử dụng đối với các công trình nhà chung cư, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình mà sàn chỉ chịu tải trọng đứng Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp của sàn trên mặt bằng và tải trọng tác dụng
Trang 16SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 8
3.1.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau: d 1 d
d
m
Trong đó:
Trang 17SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 9
3.1.2 Xác định chiều dày và phân loại bản sàn
Chọn sơ bộ chiều dày ô bản theo công thức sau:
hb= D
mb l1Trong đó:
hb - chiều dày bản sàn
D = (0.8 1.4) - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải sử dụng;
mb = (30 35) - đối với bản làm việc theo 1 phương (loại bản dầm);
mb = (40 45) - đối với bản làm việc theo 2 phương (loại bản kê bốn cạnh);
l1 - nhịp cạnh ngắn của ô bản
Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 70 mm
Chọn ô sàn S9 (4mx5m) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn:
1
1
4000 89 100(40 45)
Vậy chọn hb = 100 mm cho tất cả các ô bản sàn của tầng điển hình
Với những điều kiện trên, các ô bản được phân loại như sau:
Trang 19 - chiều dày lớp cấu tạo thứ i
i
n - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i
STT Tên lớp cấu tạo
Chiều dày (m)
Trọng lượng riêng (kN/m3)
Hệ số vượt tải
Tổng tải tiêu chẩn (kN/m2)
Tổng tải tính toán (kN/m2)
Trang 20SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 12
Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn thông thường
Tải trọng tường truyền vào sàn
Tải trọng tiêu chuẩn tc
t
G h L x (kN) Tải trọng tính toán tt
t
G : tt tc
G G nVới n – hệ số vượt tải, n = 1.2
=> Tải tường phân bố trên sàn:
tt
tt tt
GgS
G (kN)
tt t
G (kN)
Tải phân
bố tt t
g(kN/m2)
Trang 21G (kN)
tt t
G (kN)
Tải phân
bố tt t
g (kN/m2)
Bảng 3.4 Tĩnh tải tường tác dụng lên sàn
3.2.2 Hoạt tải: (lấy theo TCVN 2737-1995):
(kN/m2) Hệ số n
Tính toán (kN/m2)
Trang 22SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 14
(kN/m2) Hệ số n
Tính toán (kN/m2)
7 Mái BTCT không sử dụng (chỉ có
Bảng 3.5 Hoạt tải tác dụng lên ô bản 3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn q:
q = ( tt
t
g + tt s
L
tt t
g(kN/m2)
tt s
g (kN/m2)
s
p (kN/m2)
q (kN/m2)
Trang 23tt t
g(kN/m2)
tt s
g (kN/m2)
s
p (kN/m2)
q (kN/m2)
3.3.1 Ô bản sàn làm việc 1 phương (loại bản dầm)
Các giả thiết tính toán:
Các ô bản loại dầm được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các các ô bản kế cận
Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi
h
h nên ô sàn liên kết ngàm với dầm
Các ô sàn S1, S2, S8, S20, S21, S22 có sơ đồ tính là dầm 2 đầu ngàm:
Trang 24Trong sơ đồ tính: q (KN/m2) được xác định bảng 3.5
Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 3.7
Giả thiết tính toán:
abv = 15 (mm) - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo;
ho- chiều cao có ích của tiết diện: hohbabv 100 15 85 mm
Trang 25SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 17
b = 1000mm - bề rộng tính toán của dải bản
Lựa chọn vật liệu như Bảng 3.7
R
hbR
trong đó:min 0.05% , max 100 0.595 14.5 100 3.08%
280
R b s
RR
2)
Đánh giá
Trang 262)
Đánh giá
Các giả thiết tính toán:
Ô bản được tính toán như ô bản liên tục, có xét đến ảnh hưởng của ô bản bên cạnh
Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi
Cắt 1 dài bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán
Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm
h l => Ô sàn làm việc theo 2 phương – bản kê 4 cạnh – và liên kết của ô bản với dầm
là liên kết ngàm, sơ đồ làm việc của ô số (9)
Trang 27Ô bản được tính như kết cấu chịu uốn
Giả thiết tính toán: abv = 15 mm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo
Trang 28SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 20
ho - chiều cao có ích của tiết diện;
ho hbabv 100 15 85 mm
b = 1000mm - bề rộng tính toán của dải bản
Diện tích cốt thép được tính bằng công thức sau:
s
o b s
R
hbR
RR
Đặc trưng vật liệu lấy theo Bảng 3.10
γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)
Bảng 3.10 Đặc trưng vật liệu Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 3.11
Trang 29S4 3.6 5 1.39 10.42
m91 0.021 M1 3.94 100 1000 15 85 0.038 0.038 1.687 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0109 M2 2.04 100 1000 15 85 0.020 0.020 0.868 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0473 MI 8.87 100 1000 15 85 0.085 0.089 3.900 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0244 MII 4.58 100 1000 15 85 0.044 0.045 1.967 Ф10a200 3.93 0.462
S5 3.6 5 1.39 9.12
m91 0.021 M1 3.45 100 1000 15 85 0.033 0.033 1.473 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0109 M2 1.79 100 1000 15 85 0.017 0.017 0.758 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0473 MI 7.76 100 1000 15 85 0.074 0.077 3.393 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0244 MII 4.01 100 1000 15 85 0.038 0.039 1.716 Ф10a200 3.93 0.462
Trang 30S7 3.6 5 1.39 9.62
m91 0.021 M1 4.23 100 1000 15 85 0.040 0.041 1.813 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0109 M2 1.89 100 1000 15 85 0.018 0.018 0.800 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0473 MI 8.19 100 1000 15 85 0.078 0.082 3.588 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0244 MII 4.23 100 1000 15 85 0.040 0.041 1.813 Ф10a200 3.93 0.462
m91 0.0207 M1 3.68 100 1000 15 85 0.035 0.036 1.576 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0133 M2 2.37 100 1000 15 85 0.023 0.023 1.006 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0473 MI 8.42 100 1000 15 85 0.080 0.084 3.692 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0303 MII 5.39 100 1000 15 85 0.051 0.053 2.328 Ф10a200 3.93 0.462
Trang 31m91 0.0179 M1 0.64 100 1000 15 85 0.006 0.006 0.269 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0179 M2 0.64 100 1000 15 85 0.006 0.006 0.269 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0417 MI 1.48 100 1000 15 85 0.014 0.014 0.628 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0417 MII 1.48 100 1000 15 85 0.014 0.014 0.628 Ф10a200 3.93 0.462
m91 0.0183 M1 1.30 100 1000 15 85 0.012 0.013 0.551 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0046 M2 0.33 100 1000 15 85 0.003 0.003 0.138 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0392 MI 2.79 100 1000 15 85 0.027 0.027 1.189 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0098 MII 0.70 100 1000 15 85 0.007 0.007 0.294 Ф10a200 3.93 0.462
Trang 32S14 3.6 4.5 1.25 8.92
m91 0.0207 M1 2.99 100 1000 15 85 0.029 0.029 1.275 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0133 M2 1.92 100 1000 15 85 0.018 0.019 0.815 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0473 MI 6.84 100 1000 15 85 0.065 0.068 2.972 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0303 MII 4.38 100 1000 15 85 0.042 0.043 1.880 Ф10a200 3.93 0.462
S15 2.5 3.6 1.44 7.25
m91 0.0209 M1 1.36 100 1000 15 85 0.013 0.013 0.577 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0101 M2 0.66 100 1000 15 85 0.006 0.006 0.278 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.047 MI 3.07 100 1000 15 85 0.029 0.030 1.308 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0226 MII 1.47 100 1000 15 85 0.014 0.014 0.624 Ф10a200 3.93 0.462
Trang 33S17 2.5 3.6 1.44 9.62
m91 0.0209 M1 1.81 100 1000 15 85 0.017 0.017 0.767 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0101 M2 0.87 100 1000 15 85 0.008 0.008 0.369 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.047 MI 4.07 100 1000 15 85 0.039 0.040 1.744 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0226 MII 1.96 100 1000 15 85 0.019 0.019 0.830 Ф10a200 3.93 0.462
S18 3.4 3.6 1.06 13.02
m91 0.0188 M1 3.00 100 1000 15 85 0.029 0.029 1.277 Ф8a200 2.52 0.296 m92 0.0169 M2 2.69 100 1000 15 85 0.026 0.026 1.147 Ф8a200 2.52 0.296 k91 0.0439 MI 7.00 100 1000 15 85 0.067 0.069 3.045 Ф10a200 3.93 0.462 k92 0.0389 MII 6.20 100 1000 15 85 0.059 0.061 2.687 Ф10a200 3.93 0.462
Trang 34Bảng 3.11 Tính toán cốt thép cho ô bản loại bản kê 4 cạnh
Trang 35SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang :27
3.4 Kiểm tra biến dạng ô sàn ( Độ võng )
Tính độ võng cho sàn một phương và sàn hai phương
Độ võng sàn một phương:
4 1 ax
384*
m
ql f
D
Độ võng sàn hai phương:
4 1
Trang 37SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 29
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 4.1 Cấu tạo cầu thang
Kích thước bậc thang được chọn theo tỷ lệ 2hb + lb = 600 620(mm)
Trong đó: hb – chiều cao bậc;
Chọn kích thước dầm chiếu tới DCT :
Tính theo sơ đồ đàn hồi nên ln = 2.35 0.3 0.3 2.65( )
Trang 38SVTH: Hồ Trần Ngân MSSV: 0851020185 Trang 30
Hình 4.1 Mặt bằng của cầu thang
Hình 4.2 Mặt cắt của cầu thang
Trang 40Bảng 4.2 Xác định tải trọng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo thường theo phương đứng :
' 2 2
6.05
7.15
os 0.846
gg
p p n