Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng: Chung cư cao tầng n05 bộ thương mại hà nội

Mục lục: Trang Phần KIếN TRúC 1 giới thiệu công trình 10 1.1 Sự cần thiết đầu tư: 10 1.2 Vị trí công trình 10 1.3 Quy mô và đặc điểm công trình: 10 1.4 Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình: 11 1.4.1 Giải pháp mặt bằng : 11 1.4.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình : 11 2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình: 11 2.1 Hệ thống chiếu sáng: 11 2.2 Hệ thống điện: 11 2.3 Hệ thống điện lạnh và thông gió: 12 2.4 Hệ thống cấp thoát nước: 12 2.4.1 Hệ thống cấp nước sinh hoạt: 12 2.4.2 Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải công trình: 12 2.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: 12 2.5.1 Hệ thống báo cháy: 12 2.5.2 Hệ thống cứu hoả: 12 3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn: 12 4 Giải pháp kết cấu : 12 Phần : KếT CấU phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng 14 1 Lựa chọn vật liệu 14 2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu 14 2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu : 14 2.2 Theo phương đứng : 15 3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 15 3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu. 15 3.2 Phương án sàn: 15 3.2.1 Sàn sườn toàn khối: 15 3.2.2 Sàn ô cờ : 16 3.2.3 Sàn không dầm : 16 3.2.4 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng. 16 3.2.5 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) 17 3.3 Phương pháp tính toán hệ kết cấu. 17 4 Tải trọng 18 4.1 Tải trọng đứng 18 4.2 Tải trọng ngang: 18 5 Nội lực và chuyển vị : 18 6 Tổ hợp và tính cốt thép: 18 Phần 2: xác định sơ bộ kết cấu công trình 19 1 Chọn kích thước sàn 19 2 Chọn sơ bộ kích thước cột : 19 2.1 Cột C1: 20 2.2 Cột C2 : 20 3 Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy: 20 Phần 3: tính toán bể nước trên mái 22 1 tính toán nắp bể: 22 1.1 Tải trọng tác dụng: 22 1.2 Tính toán cốt thép nắp bể: 22 2 tính toán các dầm nắp: 24 2.1 Dầm Dn1: 24 2.2 Dầm Dn2: 24 2.3 Dầm Dn1: 25 2.4 Tính cốt thép: 26 3 tính toán bản thành bể: 26 3.1 Tải trọng tác dụng và tổ hợp tải trọng: 26 3.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên thành bể 26 3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên thành bể 27 3.1.3 Tổ hợp tải trọng 27 3.2 Tính toán nội lực thành bể: 27 3.3 Tính toán cốt thép thành bể: 29 Kiểm tra điều kiện không cho phép nứt. 30 4 Tính toán đáy bể : 31 4.1 Tải trọng tác dụng : 31 4.2 Nội lực đáy bể : 31 5 Tính dầm đáy bể : 33 5.1 Dầm Dd1 có tiết diện (22x35)cm: 33 5.2 Dầm Dd2 có tiết diện (20x45)cm: 35 5.3 Dầm Dd3 m có tiết diện (20x35)cm 37 Phần 4: tính toán thang bộ trục 34 40 1 Lựa chọn giải pháp kết cấu của cầu thang: 41 2 Mặt bằng kết cấu cầu thang 41 3 Chọn vật liệu: 42 4 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận cầu thang: 42 5 Tính toán bản thang 43 5.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang 43 5.1.1 Tĩnh tải 43 5.1.2 Hoạt tải 43 5.2 Sơ đồ tính: 43 5.3 T ính nội lực: 44 5.4 Tính toán cốt thép cho bản thang và chiếu nghỉ. 44 5.4.1 Tính cốt thép cho bản thang. 44 5.4.2 Tính cốt thép cho bản chiếu nghỉ. 45 6 Tính toán dầm phụ 46 6.1 Tải trọng tác dụng lên sàn phòng k ỹ thuật 46 6.2 S ơ đồ truyền tải 46 6.3 S ơ đồ tính 47 6.4 Tính toán nội lực 47 6.5 Tính toán cốt thép 47 7 Tính toán dầm chiếu tới 49 7.1 Tải trọng tác dụng 49 7.2 Sơ đồ tính 49 7.3 Tính toán nội lực 49 7.4 Tính toán cốt thép 49 Phần 5: tính toán sàn tầng điển hình 53 1. xác định kích thước sơ bộ 53 2. xác định tải trọng 54 2.1 Tĩnh tải sàn phòng ở,sảnh hành lang : 54 3. tính toán nội lực cho dải thứ nhất 56 3.1 Tính toán tải trọng : 56 3.2 Xác định nội lực cho khung tương đương : 56 4. tính toán nội lực cho dải thứ hai 59 4.1 Tính toán tải trọng : 59 4.2 Xác định nội lực cho khung tương đương : 60 5. phân bố lại nội lực cho các dải sàn 62 5.1 Phân bố nội lực theo dải 1 (theo phương ngang ) : 63 5.2 Phân bố nội lực theo dải 2 : 65 6. tính toán cốt thép 67 6.1 Lý thuyết tính toán và vật liệu : 67 6.2 Dải đặc trưng theo phương X 68 6.3 Dải đặc trưng theo phương Y: 69 7. kiểm tra độ võng của sàn 70 7.1 Lý thuyết tính toán ………………………………………………………………………………70 7.2 Kiểm tra võng cho sàn : 71 8. cách bố trí thép sàn không dầm 72 Phần 6: tính toán cột khung trục 2 74 7.1 Cơ sở tính toán: 74 7.2 Nguyên tắc tính toán: 74 7.3 Chọn vật liệu: 74 7.4 Xác định tải trọng 74 Xác định áp lực tiêu chuẩn của tải trọng gió : 76 7.5 Sơ đồ tính……………………………………………………………………………………………...77 7.6 Xác định nội lực 78 7.7 Tính thép cột 82 Phần : nền và móng 1 đánh giá đặc điểm công trình 86 1.1 Đặc điểm về kiến trúc: 86 1.2 Đặc điểm về kết cấu. 86 2 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn: 86 2.1 Địa tầng 86 2.2 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 88 2.3 Đánh giá tính chất xây dựng của nền đất 88 2.4 Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn 89 3 Lựa chọn giải pháp nền móng 89 3.1 Loại nền móng: 89 3.1.1 Phương án cọc ép: 89 3.1.2 Cọc đóng: 90 3.1.3 Cọc khoan nhồi: 90 3.1.4 Kết luận: 90 3.2 Giải pháp mặt bằng móng. 90 4 thiết kế cọc khoan nhồi 91 4.1 Chọn vật liệu làm cọc 91 4.2 Chọn sơ bộ kích thước cọc và đài 91 4.3 Xác định tải trọng 91 4.3.1 Tải trọng tính toán: 92 4.3.2 Tải trọng tiêu chuẩn: 92 4.4 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi 93 4.4.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc 93 4.4.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền: 93 5 Thiết kế móng M1 94 5.1 Xác định số cọc khoan nhồi và bố trí cọc. 94 5.2 Kiểm tra lực truyền xuống cọc dãy biên 95 5.3 Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng. 96 5.4 Tính toán độ bền và cấu tạo móng. 99 5.5 Tính toán mômen và đặt thép cho đài cọc. 100 6 Thiết kế móng M2 102 6.1 Tải trọng tính toán 102 6.2 Sơ đồ móng hợp khối 103 6.3 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc 103 6.4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc 103 6.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc 109 6.5.1 Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng 109 6.5.2 Tính toán mômen và cốt thép cho đài cọc được tiến hành như sau 110 6.5.3 Tính toán và bố trí cốt thép sườn móng: 111 Phần : Thi công PH?N 1: GI?I THI?U CễNG TRèNH 117 1. vị trí xây dựng công trình 117 2. phương án kiến trúc, kết cấu, móng công trình 117 2.1. Phuong ỏn ki?n trỳc cụng trỡnh 117 2.2. Phuong ỏn k?t c?u cụng trỡnh 117 2.3. Phuong ỏn múng cụng trỡnh 118 3. điều kiện địa chất, thủy văn công trình 119 3.1. éi?u ki?n d?a ch?t cụng trỡnh 119 3.2. éi?u ki?n thu? van cụng trỡnh 121 4. Công tác chuẩn bị trước khi thi công 122 4.1. San d?n và b? trớ t?ng m?t b?ng thi cụng 122 4.2. Chu?n b? mỏy múc và nhõn l?c ph?c v? thi cụng 122 4.3. é?nh v? cụng trỡnh 123 PHầN 2: THIếT Kế Kỹ THUậT THI CÔNG Và Tổ CHứC THI CÔNG 125 A. THIết kế biện pháp thi công 125 I . thi công phần móng 125 1.lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi: 125 1.1L?a ch?n phuong ỏn thi cụng c?c 125 1.2Quy trỡnh thi cụng c?c 126 1.3Cụng tỏc ki?m tra ch?t lu?ng c?c 144 1.4Cỏc s? c? khi thi cụng c?c khoan nh?i và bi?n phỏp gi?i quy?t 145 1.5Ch?n mỏy thi cụng c?c 151 1.6T? ch?c thi cụng c?c 154 2. lập biện pháp thi công đất: 156 2.1 Thi cụng dào d?t 157 2.2 Thi công lấp đất 161 2.2 Các sự có Các sự cố khi thi công đào, lấp đất và biện pháp giải quyết 163 3. Lập biện pháp thi công móng, giằng móng 164 3.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 164 3.2 Lựa chọn biện pháp thi công bê tông móng, giằng móng 165 3.3 Công tác côp pha móng, giằng móng 168 3.4 Công tác cốt thép móng, giằng móng 176 3.5 Công tác bê tông móng, giằng móng 177 3.6 Tháo dỡ côp pha móng 179 II. Thi công phần thân 179 1. Giải pháp công nghệ 179 1.1. Côp pha, cây chống 179 1.2. Phương tiện vận chuyển vật liệu lên cao 184 2 Tính toán côp pha, cây chống 187 2.1. Tính toán côp pha, cây chống xiên cho cột 187 2.2. Tính toán côp pha, cây chống đỡ dầm 189 2.3. Tính toán côp pha, cây chống đỡ sàn 195 3 Công tác cốt thép, côp pha cột, dầm, sàn 199 3.1. Công tác cốt thép cột, dầm, sàn 199 3.2. Công tác côp pha cột, dầm, sàn 200 4 Công tác bê tông cột, dầm, sàn 201 4.1. Công tác bê tông cột 201 4.2. Công tác bê tông dầm, sàn 202 5 Công tác bảo dưỡng bê tông 203 5.1. Yêu cầu chung 203 5.2. Công tác bảo dưỡng bêtông cột 204 5.3. Công tác bảo dưỡng bêtông dầm, sàn 204 6 Tháo dỡ côp pha 205 6.1. Yêu cầu chung của công tác tháo dỡ ván khuôn 205 6.2. Tháo dỡ ván khuôn cột 205 6.3. Tháo dỡ ván khuôn dầm, sàn 206 7 Sửa chữa khuyết tật trong bê tông 206 7.1 Hiện tượng rỗ bê tông 206 7.2 Hiên tượng trắng mặt 206 7.3 Hiện tượng nứt chân chim 207 B. Thiết kế tổ chức thi công 207 I Mục đích và ý nghĩa của thiết kế tổ chức thi công 207 1 Mục đích 207 2 ý nghĩa 207 II Yêu cầu, nội dung và những nguyên tắc chính trong thiết kế tổ chức thi công 207 1 Yêu cầu 207 2 Nội dung 208 3 Những nguyên tắc chính 208 III Lập tiến độ thi công công trình 208 1 ý nghĩa của tiến độ thi công 208 2 Yêu cầu và nội dụng của tiến độ thi công 208 2.1 Yêu cầu 208 2.2 Nội dung 209 3 Lập tiến độ thi công 209 3.1 Cơ sở để lập tiến độ 209 3.2 Tính toán khối lượng các công tác 209 3.3 Vạch tiến độ 213 3.4 Đánh giá tiến độ 213 IV Lập tổng mặt bằng thi công 213 1 Cơ sở để tính toán 213 2 Mục đích 213 3 Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 214 3.1 Số lượng cán bộ công nhân viên trên công trường và diện tích sử dụng 214 3.2 Tính diện tích kho bãi 215 3.2.1 Kho xi măng 215 3.2.2 Kho thép 216 3.2.3 Kho côp pha 216 3.2.4 Bãi cát 216 3.2.5 Bãi đá 217 3.2.6 Bãi gạch 217 3.3 Tính toán điện 217 3.3.1 Điện 217 3.3.2 Chọn máy biến áp 219 3.3.3 Tính toán dây dẫn 219 3.3.4 Chọn dây dẫn phân phối đến phụ tải 219 3.3.5 Đường dây sinh hoạt và chiếu sáng 220 3.4 Tính toán nước 220 3.4.1 Xác định nước dùng cho sản xuất: 221 3.4.2 Xác định lưu lượng nước dùng cho cứu hoả: 222 Phần 3 – An toàn lao động và vệ sinh môi trường 223 1 An toàn lao động 223 1.1 An toàn lao động trong thi công cọc 223 1.2 An toàn lao động trong thi công đào đất 223 1.2.1 Sự cố khi đào đất 223 1.2.2 Đào đất bằng máy 224 1.2.3 Đào đất bằng thủ công 224 1.3 An toàn lao động trong công tác bê tông và bê tông cốt thép 224 1.3.1 Lắp dựng, tháo dỡ đà giáo 224 1.3.2 Công tác gia công và lắp dựng ván khuôn 224 1.4 Công tác gia công, lắp dựng cốt thép 225 1.5 Dổ và đầm bêtông 225 1.6 Bảo dưỡng bêtông 225 1.7 Tháo dỡ coffa 225 1.8 An toàn lao động trong công tác làm mái 226 1.9 An toàn lao động trong công tác xây và công tác hoàn thiện 226 1.9.1 Xây tường 226 1.9.2 Công tác hoàn thiện 226 1.10 Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 227 1.11 An toàn lao động trong thiết kế tổ chức thi công 227 2 Vệ sinh môi trường 228 Phần KIếN TRúC (10%) Nhiệm vụ: + Tìm hiểu giải pháp kiến trúc. + bản vẽ kèm theo. 02 bản vẽ mặt bằng các tầng 01 bản vẽ mặt đứng công trình 01 bản vẽ mặt cắt công trình gvhd: ths. đào văn cường 1 giới thiệu công trình 1.1 Sự cần thiết đầu tư: Đi đôi với chính sách mở cửa, chính sách đổi mới. Việt Nam mong muốn được làm bạn với tất cả các nước trên thế giới đã tạo điều kiện cho Việt Nam từng bước hoà nhập, thì việc tái thiết và xây dựng cơ sở hạ tầng là rất cần thiết. 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 và đáp ứng nhu cầu ở của người dân thủ đô cho 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 để giải quyết nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc thủ đô của một đất nước. Vì vậy nhằm đảm bảo cho cán bộ và nhân viên yên tâm làm việc phục vụ cho việc quản lý nhà nước về kinh tế nên Bộ Thương Mại quyết định đầu tư chung cư cao tầng là cần thiết. 1.2 Vị trí công trình Tên công trình : Nhà chung cư cao tầng No5 – Bộ thương mại Hà Nội. 1.3 Quy mô và đặc điểm công trình: Công trình có 9 tầng nổi. Tổng chiều cao là 33,9m kể từ cốt 0.00. Tầng hầm dùng để xe. Tầng 1 dùng làm garage, phòng kĩ thuật như điện, nước, gas và phòng sinh hoạt chung nhằm phục vụ nhu cầu thiết yếu... cho các hộ gia đình. Tầng 2?9 là dùng bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ăn ở. 1.4 Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình: 1.4.1 Giải pháp mặt bằng : Công trình có kích thước theo 2 phương 62,65?17,4 m. Mặt bằng công trình được bố trí mạch lạc. Hệ thống giao thông của công trình được tập trung ở trung tâm của công trình, hệ thống giao thông đứng bao gồm 2 thang máy, 2 cầu thang bộ, phục vụ cho dân cư sinh sống trong công trình … Mặt bằng công trình được tổ chức như sau: Tầng 1 có chiều cao 3,6m dùng làm chỗ để xe đạp, xe máy và xe ôtô. Tầng 2 9 có chiều cao 3,3 m được bố trí làm căn hộ. Mõi tầng được bố trí như sau: 2Căn hộ A1: diện tích 112,5m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung, 3 phòng ngủ, 2 phòng vệ sinh, 3 lôgia. 2 Căn hộ A2: diện tích 66,5m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung,2 phòng ngủ, 1 phòng vệ sinh, 2 lôgia. 4 Căn hộ A3: diện tích 56m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung, 2phòng ngủ, 1phòng vệ sinh, 1 lôgia. 2Căn hộ A4: diện tích 46m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung,1 phòng ngủ, 1phòng vệ sinh,1 lôgia. Khu vệ sinh được bố trí cho từng căn hộ riêng biệt. Hộp kỹ thuật bố trí trong khu WC để thu nước thải ở các tầng xuống. 1.4.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình : Công trình với hình khối kiến trúc được thiết kế theo kiến trúc hiện đại tạo nên từ các khối lớn kết hợp với kính và màu sơn tạo nên vẻ đẹp của công trình. 2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình: 2.1 Hệ thống chiếu sáng: Các phòng ở, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được tận dụng hết khả năng chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài. Mặt khác công trình có các giếng thông tầng lấy ánh sáng từ trên đỉnh nhà xuống, tạo cảm giác có ánh sáng tự nhiên cho người sống trong các căn hộ. Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ hết được những điểm cần chiếu sáng. 2.2 Hệ thống điện: Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dưới đất đi vào trạm biến thế của công trình. Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm 2 máy phát điện chạy bằng Diesel. Khi nguồn điện chính của công trình bị mất vì bất kỳ một lý do gì, máy phát điện sẽ cung cấp điện cho những trường hợp sau: 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 trong toà nhà công trình Biến áp điện và hệ thống cáp. 2.3 Hệ thống điện lạnh và thông gió: Sử dụng hệ thống điều hoà không khí cho từng căn hộ và sử dụng thông gió tự nhiên. 2.4 Hệ thống cấp thoát nước: 2.4.1 Hệ thống cấp nước sinh hoạt: Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể ngầm đặt tại chân công trình. Nước được bơm lên 2 bể nước trên mái công trình. Việc điều khiển quá trình bơm được thực hiện hoàn toàn tự động. Nước từ bồn trên trên phòng kỹ thuật theo các ống chảy đến vị trí cần thiết của công trình. 2.4.2 Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải công trình: Nước mưa trên mái công trình, trên ban công, logia, nước thải của sinh hoạt được thu vào sênô và đưa về bể xử lý nước thải, sau khi xử lý nước thoát và đưa ra ống thoát chung của thành phố. 2.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: 2.5.1 Hệ thống báo cháy: Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình. 2.5.2 Hệ thống cứu hoả: Nước: Được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động và các hệ thống cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng. Thang bộ: Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập.Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt. 3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn: Công trình nằm ở thành phố Hà nội, nhiệt độ bình quân hàng năm là 27?c chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12?c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau. Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80%. Hai hướng gió chủ yếu là gió TâyTây nam, BắcĐông Bắc.Tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11.Tốc độ gió lớn nhất là 28ms. Địa chất công trình thuộc loại đất hơi yếu, nên phải gia cường đất nền khi thiết kế móng(Xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kế móng ). 4 Giải pháp kết cấu : Công trình có mặt bằng phức tạp và dài nên bố trí khe nhiệt ở chính giữa công trình chiều cao nhà tương đối lớn, lựa chọn giải pháp kết cấu: khung vách kết hợp, sàn bêtông cốt thép đổ toàn khối. Phần KếT CấU (45%) Nhiệm vụ: + LậP MặT BằNG KếT CấU TầNG TầNG ĐIểN HìNH Và áp MáI. + TíNH TOáN SàN TầNG ĐIểN HìNH. + THIếT Kế KHUNG TRụC 2. + THIếT Kế CấU THANG Bộ TRụC 34. + THIếT Kế bể nước mái. gvhd: ths. đào văn cường phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng 1 Lựa chọn vật liệu Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính. Vật liệu có tính biến dạng cao. Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tải trọng lặp lại (động đất, gió bão) Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận của công trình. Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí Trong điều kiện tại Việt Nam hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc vật liệu thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. 2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu 2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu : Nhà cao tầng thường có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn những hình có tính chất đối xứng cao. Trong trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản. Các bộ phận chịu lực chính chủa nhà cao tầng như vách lõi cũng cần phải được bố trí đối xứng. Trong trường hợp các kết cấu vách lõi không thể bố trí đối xứng thì cần phải có biện pháp đặc biệt để chống xoắn cho công trình theo phương đứng. Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền một cách mau chóng nhất tới móng công trình. Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có cánh mỏng và kết cấu dạng công xon theo phương ngang vì các loại kết cấu này dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất và gió bão. 2.2 Theo phương đứng : Độ cứng của kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải được thiết kết giảm dần lên phía trên . Cần tránh sự thay đổi độ cứng của hệ kết cấu đột ngột (như làm việc thông tầng hoặc giảm cột cũng như thiết kế dạng hẫng chân, dạng giật cấp ) Trong trường hợp đặc biệt nói trên người thiết kế cần phải có biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu. 3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu. Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và hồ sơ kiến trúc. Căn cứ vào tải trọng tác dụng (TCVN27371995). Căn cứ vào tiêu chuẩn, chỉ dẫn, tài liệu được ban hành. Căn cứ vào cấu tạo bêtông cốt thép và các vật liệu. 3.2 Phương án sàn:

Đồ án tốt nghiệp kỹ s xây dựng

khoá 2006-2011

Đề tài: chung c cao tầng n 0 5 bộ thơng mại - hà nội

Mục lục:

Trang

Phần KIếN TRúC

1 giới thiệu công trình 10

1.1 Sự cần thiết đầu t: 10

1.2 Vị trí công trình 10

1.3 Quy mô và đặc điểm công trình: 10

1.4 Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình: 11

1.4.1 Giải pháp mặt bằng : 11

1.4.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình : 11 2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình: 11

2.1 Hệ thống chiếu sáng: 11

2.2 Hệ thống điện: 11

2.3 Hệ thống điện lạnh và thông gió: 12

2.4 Hệ thống cấp thoát nớc: 12

2.4.1 Hệ thống cấp nớc sinh hoạt: 12

2.4.2 Hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải công trình: 12

2.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: 12

2.5.1 Hệ thống báo cháy: 12

2.5.2 Hệ thống cứu hoả: 12

3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn: 12

4 Giải pháp kết cấu : 12

Phần : KếT CấU phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng 14

1 Lựa chọn vật liệu 14

2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu 14

2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu : 14

2.2 Theo phơng đứng : 15

3 Lựa chọn giải pháp kết cấu 15

3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu 15

3.2 Phơng án sàn: 15

3.2.1 Sàn sờn toàn khối: 15

3.2.2 Sàn ô cờ : 16

3.2.3 Sàn không dầm : 16

3.2.4 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng 16

3.2.5 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) 17

3.3 Phơng pháp tính toán hệ kết cấu 17

4 Tải trọng 18

4.1 Tải trọng đứng 18

4.2 Tải trọng ngang: 18

5 Nội lực và chuyển vị : 18

6 Tổ hợp và tính cốt thép: 18

Phần 2: xác định sơ bộ kết cấu công trình 19

1 Chọn kích thớc sàn 19

2 Chọn sơ bộ kích thớc cột : 19

2.1 Cột C1: 20

2.2 Cột C2 : 20

3 Chọn sơ bộ kích thớc lõi thang máy: 20

Phần 3: tính toán bể nớc trên mái 22

1 tính toán nắp bể: 22

1.1 Tải trọng tác dụng: 22

1.2 Tính toán cốt thép nắp bể: 22

2 tính toán các dầm nắp: 24

2.1 Dầm Dn1: 24

2.2 Dầm Dn2: 24

2.3 Dầm Dn1: 25

2.4 Tính cốt thép: 26

3 tính toán bản thành bể: 26

3.1 Tải trọng tác dụng và tổ hợp tải trọng: 26

3.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên thành bể 26

3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên thành bể 27

3.1.3 Tổ hợp tải trọng 27

3.2 Tính toán nội lực thành bể: 27

3.3 Tính toán cốt thép thành bể: 29

Kiểm tra điều kiện không cho phép nứt 30

4 Tính toán đáy bể : 31

4.1 Tải trọng tác dụng : 31

4.2 Nội lực đáy bể : 31

5 Tính dầm đáy bể : 33

5.1 Dầm Dd1 có tiết diện (22x35)cm: 33

5.2 Dầm Dd2 có tiết diện (20x45)cm: 35

5.3 Dầm Dd3 m có tiết diện (20x35)cm 37

Phần 4: tính toán thang bộ trục 3-4 40

1 Lựa chọn giải pháp kết cấu của cầu thang: 41

2 Mặt bằng kết cấu cầu thang 41

3 Chọn vật liệu: 42

4 Chọn sơ bộ kích thớc các bộ phận cầu thang: 42

5 Tính toán bản thang 43

5.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang 43

5.1.1 Tĩnh tải 43

5.1.2 Hoạt tải 43

5.2 Sơ đồ tính: 43

5.3 T ính nội lực: 44

5.4 Tính toán cốt thép cho bản thang và chiếu nghỉ 44

5.4.1 Tính cốt thép cho bản thang 44

5.4.2 Tính cốt thép cho bản chiếu nghỉ 45

6 Tính toán dầm phụ 46

6.1 Tải trọng tác dụng lên sàn phòng k ỹ thuật 46

6.2 S ơ đồ truyền tải 46

6.3 S ơ đồ tính 47

6.4 Tính toán nội lực 47

6.5 Tính toán cốt thép 47

7 Tính toán dầm chiếu tới 49

7.1 Tải trọng tác dụng 49

7.2 Sơ đồ tính 49

7.3 Tính toán nội lực 49

7.4 Tính toán cốt thép 49

Phần 5: tính toán sàn tầng điển hình 53

1 xác định kích thớc sơ bộ 53

2 xác định tải trọng 54

2.1 Tĩnh tải sàn phòng ở,sảnh hành lang : 54

3 tính toán nội lực cho dải thứ nhất 56

3.1 Tính toán tải trọng : 56

3.2 Xác định nội lực cho khung tơng đơng : 56

4 tính toán nội lực cho dải thứ hai 59

4.1 Tính toán tải trọng : 59

4.2 Xác định nội lực cho khung tơng đơng : 60

5 phân bố lại nội lực cho các dải sàn 62

5.1 Phân bố nội lực theo dải 1 (theo phơng ngang ) : 63

5.2 Phân bố nội lực theo dải 2 : 65

6 tính toán cốt thép 67

6.1 Lý thuyết tính toán và vật liệu : 67

6.2 Dải đặc trng theo phơng X 68

6.3 Dải đặc trng theo phơng Y: 69

7 kiểm tra độ võng của sàn 70

7.1 Lý thuyết tính toán ………70

7.2 Kiểm tra võng cho sàn : 71

8 cách bố trí thép sàn không dầm 72

Phần 6: tính toán cột khung trục 2 74

7.1 Cơ sở tính toán: 74

7.2 Nguyên tắc tính toán: 74

7.3 Chọn vật liệu: 74

7.4 Xác định tải trọng 74

Xác định áp lực tiêu chuẩn của tải trọng gió : 76

7.5 Sơ đồ tính……… 77

7.6 Xác định nội lực 78

7.7 Tính thép cột 82

Phần : nền và móng 1 đánh giá đặc điểm công trình 86

1.1 Đặc điểm về kiến trúc: 86

1.2 Đặc điểm về kết cấu 86

2 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn: 86

2.1 Địa tầng 86

2.2 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 88

2.3 Đánh giá tính chất xây dựng của nền đất 88

2.4 Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn 89

3 Lựa chọn giải pháp nền móng 89

3.1 Loại nền móng: 89

3.1.1 Phơng án cọc ép: 89

3.1.2 Cọc đóng: 90

3.1.3 Cọc khoan nhồi: 90

3.1.4 Kết luận: 90

3.2 Giải pháp mặt bằng móng 90

4 thiết kế cọc khoan nhồi 91

4.1 Chọn vật liệu làm cọc 91

4.2 Chọn sơ bộ kích thớc cọc và đài 91

4.3 Xác định tải trọng 91

4.3.1 Tải trọng tính toán: 92

4.3.2 Tải trọng tiêu chuẩn: 92

4.4 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi 93

4.4.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc 93

4.4.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền: 93

5 Thiết kế móng M1 94

5.1 Xác định số cọc khoan nhồi và bố trí cọc 94

5.2 Kiểm tra lực truyền xuống cọc dãy biên 95

5.3 Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng 96

5.4 Tính toán độ bền và cấu tạo móng 99

5.5 Tính toán mômen và đặt thép cho đài cọc 100

6 Thiết kế móng M2 102

6.1 Tải trọng tính toán 102

6.2 Sơ đồ móng hợp khối 103

6.3 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc 103

6.4 Xác định số lợng cọc và bố trí cọc 103

6.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc 109

6.5.1 Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng109 6.5.2 Tính toán mômen và cốt thép cho đài cọc đợc tiến hành nh sau 110 6.5.3 Tính toán và bố trí cốt thép sờn móng: 111

Phần : Thi công PHẦN 1: GIỚI THIỆU CễNG TRèNH 117

1 vị trí xây dựng công trình 117

2 phơng án kiến trúc, kết cấu, móng công trình 117

2.1 Phương ỏn kiến trỳc cụng trỡnh 117

2.2 Phương ỏn kết cấu cụng trỡnh 117

2.3 Phương ỏn múng cụng trỡnh 118

3 điều kiện địa chất, thủy văn công trình 119

3.1 Điều kiện địa chất cụng trỡnh 119

3.2 Điều kiện thuỷ văn cụng trỡnh 121

4 Công tác chuẩn bị trớc khi thi công 122

4.1 San dọn và bố trớ tổng mặt bằng thi cụng 122

4.2 Chuẩn bị mỏy múc và nhõn lực phục vụ thi cụng 122

4.3 Định vị cụng trỡnh 123

PHầN 2: THIếT Kế Kỹ THUậT THI CÔNG Và Tổ CHứC THI CÔNG 125

A THIết kế biện pháp thi công 125

I thi công phần móng 125

1.lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi: 125

1.1Lựa chọn phương ỏn thi cụng cọc 125

1.2Quy trỡnh thi cụng cọc 126

1.3Cụng tỏc kiểm tra chất lượng cọc 144

1.4Cỏc sự cố khi thi cụng cọc khoan nhồi và biện phỏp giải quyết 145

1.5Chọn mỏy thi cụng cọc 151

1.6Tổ chức thi cụng cọc 154

2 lập biện pháp thi công đất: 156

2.1 Thi cụng đào đất 157

2.2 Thi công lấp đất 161

2.2 Các sự có Các sự cố khi thi công đào, lấp đất và biện pháp giải quyết 163

3 Lập biện pháp thi công móng, giằng móng 164

3.1 Công tác chuẩn bị trớc khi thi công đài móng 164

3.2 Lựa chọn biện pháp thi công bê tông móng, giằng móng 165 3.3 Công tác côp pha móng, giằng móng 168

3.4 Công tác cốt thép móng, giằng móng 176

3.5 Công tác bê tông móng, giằng móng 177

3.6 Tháo dỡ côp pha móng 179

II Thi công phần thân 179

1 Giải pháp công nghệ 179

1.1 Côp pha, cây chống 179

1.2 Phơng tiện vận chuyển vật liệu lên cao 184

2 Tính toán côp pha, cây chống 187

2.1 Tính toán côp pha, cây chống xiên cho cột 187

2.2 Tính toán côp pha, cây chống đỡ dầm 189

2.3 Tính toán côp pha, cây chống đỡ sàn 195

3 Công tác cốt thép, côp pha cột, dầm, sàn 199

3.1 Công tác cốt thép cột, dầm, sàn 199

3.2 Công tác côp pha cột, dầm, sàn 200

4 Công tác bê tông cột, dầm, sàn 201

4.1 Công tác bê tông cột 201

4.2 Công tác bê tông dầm, sàn 202

5 Công tác bảo dỡng bê tông 203

5.1 Yêu cầu chung 203

5.2 Công tác bảo dỡng bêtông cột 204

5.3 Công tác bảo dỡng bêtông dầm, sàn 204

6 Tháo dỡ côp pha 205

6.1 Yêu cầu chung của công tác tháo dỡ ván khuôn 205

6.2 Tháo dỡ ván khuôn cột 205

6.3 Tháo dỡ ván khuôn dầm, sàn 206

7 Sửa chữa khuyết tật trong bê tông 206

7.1 Hiện tợng rỗ bê tông 206

7.2 Hiên tợng trắng mặt 206

7.3 Hiện tợng nứt chân chim 207

I Mục đích và ý nghĩa của thiết kế tổ chức thi công 207

1 Mục đích 207

2 ý nghĩa 207

II Yêu cầu, nội dung và những nguyên tắc chính trong thiết kế tổ chức thi công 207

1 Yêu cầu 207

2 Nội dung 208

3 Những nguyên tắc chính 208

III Lập tiến độ thi công công trình 208

1 ý nghĩa của tiến độ thi công 208

2 Yêu cầu và nội dụng của tiến độ thi công 208

2.1 Yêu cầu 208

2.2 Nội dung 209

3 Lập tiến độ thi công 209

3.1 Cơ sở để lập tiến độ 209

3.2 Tính toán khối lợng các công tác 209

3.3 Vạch tiến độ 213

3.4 Đánh giá tiến độ 213

IV Lập tổng mặt bằng thi công 213

1 Cơ sở để tính toán 213

2 Mục đích 213

3 Tính toán lập tổng mặt bằng thi công 214

3.1 Số lợng cán bộ công nhân viên trên công trờng và diện tích sử dụng214 3.2 Tính diện tích kho bãi 215

3.2.1 Kho xi măng 215

3.2.2 Kho thép 216

3.2.3 Kho côp pha 216

3.2.4 Bãi cát 216

3.2.5 Bãi đá 217

3.2.6 Bãi gạch 217

3.3 Tính toán điện 217

3.3.1 Điện 217

3.3.2 Chọn máy biến áp 219

3.3.3 Tính toán dây dẫn 219

3.3.4 Chọn dây dẫn phân phối đến phụ tải 219

3.3.5 Đờng dây sinh hoạt và chiếu sáng 220

3.4 Tính toán nớc 220

3.4.1 Xác định nớc dùng cho sản xuất: 221

3.4.2 Xác định lu lợng nớc dùng cho cứu hoả: 222

Phần 3 – An toàn lao động và vệ sinh môi trờng 223

1 An toàn lao động 223

1.1 An toàn lao động trong thi công cọc 223

1.2 An toàn lao động trong thi công đào đất 223

1.2.1 Sự cố khi đào đất 223

1.2.2 Đào đất bằng máy 224

1.2.3 Đào đất bằng thủ công 224

1.3 An toàn lao động trong công tác bê tông và bê tông cốt thép 224

1.3.1 Lắp dựng, tháo dỡ đà giáo 224

1.3.2 Công tác gia công và lắp dựng ván khuôn 224

1.4 Công tác gia công, lắp dựng cốt thép 225

1.5 Dổ và đầm bêtông 225

1.6 Bảo dỡng bêtông 225

1.7 Tháo dỡ coffa 225

1.8 An toàn lao động trong công tác làm mái 226

1.9 An toàn lao động trong công tác xây và công tác hoàn thiện 226

1.9.1 Xây tờng 226

1.9.2 Công tác hoàn thiện 226

1.10 Biện pháp an toàn khi tiếp xúc với máy móc 227

1.11 An toàn lao động trong thiết kế tổ chức thi công 227

2 Vệ sinh môi trờng 228

Phần KIếN TRúC

(10%)

nh thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tơng xứng với tầm vóc thủ đô củamột đất nớc.

Vì vậy nhằm đảm bảo cho cán bộ và nhân viên yên tâm làm việcphục vụ cho việc quản lý nhà nớc về kinh tế nên Bộ Thơng Mại quyết

định đầu t chung c cao tầng là cần thiết

1.2 Vị trí công trình

Tên công trình : Nhà chung c cao tầng No5 – Bộ thơng mại Hà Nội

1.4 Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình:

1.4.1 Giải pháp mặt bằng :

Công trình có kích thớc theo 2 phơng 62,6517,4 m Mặt bằng côngtrình đợc bố trí mạch lạc Hệ thống giao thông của công trình đợc tậptrung ở trung tâm của công trình, hệ thống giao thông đứng bao gồm 2thang máy, 2 cầu thang bộ, phục vụ cho dân c sinh sống trong công trình

…

Mặt bằng công trình đợc tổ chức nh sau:

Tầng 1 có chiều cao 3,6m dùng làm chỗ để xe đạp, xe máy và xe ôtô.Tầng 2 - 9 có chiều cao 3,3 m đợc bố trí làm căn hộ Mõi tầng đợc bốtrí nh sau:

2Căn hộ A1: diện tích 112,5m2 bao gồm: 1 phòng sinh hoạt chung,

Công trình với hình khối kiến trúc đợc thiết kế theo kiến trúc hiện

đại tạo nên từ các khối lớn kết hợp với kính và màu sơn tạo nên vẻ đẹp củacông trình

2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình:

2.1 Hệ thống chiếu sáng:

Các phòng ở, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên cáctầng đều đợc tận dụng hết khả năng chiếu sáng tự nhiên thông qua cáccửa kính bố trí bên ngoài

2.2 Hệ thống điện:

Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dới đất đi vàotrạm biến thế của công trình Ngoài ra còn có điện dự phòng cho côngtrình gồm 2 máy phát điện chạy bằng Diesel Khi nguồn điện chính củacông trình bị mất vì bất kỳ một lý do gì, máy phát điện sẽ cung cấp

điện cho những trờng hợp sau:

Các hệ thống phòng cháy, chữa cháy

2.4.1 Hệ thống cấp nớc sinh hoạt:

Nớc từ hệ thống cấp nớc chính của thành phố đợc nhận vào bể ngầm

Nớc ma trên mái công trình, trên ban công, logia, nớc thải của sinh hoạt

đợc thu vào sênô và đa về bể xử lý nớc thải, sau khi xử lý nớc thoát và đa

ra ống thoát chung của thành phố

2.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy:

2.5.1 Hệ thống báo cháy:

Thiết bị phát hiện báo cháy đợc bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơicông cộng của mỗi tầng Mạng lới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báocháy, khi phát hiện đợc cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thìkiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

2.5.2 Hệ thống cứu hoả:

Nớc: Đợc lấy từ bể nớc xuống, sử dụng máy bơm xăng lu động và các hệthống cứu cháy khác nh bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửathoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng

Thang bộ: Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằmngăn ngừa khói xâm nhập.Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự

động, hệ thống thông gió động lực cũng đợc thiết kế để hút gió ra khỏibuồng thang máy chống ngạt

3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn:

Công trình nằm ở thành phố Hà nội, nhiệt độ bình quân hàng năm

là 27c chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấpnhất (tháng 12) là 12c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa

ma và mùa khô Mùa ma từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12

đến tháng 3 năm sau Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80% Hai hớng gióchủ yếu là gió Tây-Tây nam, Bắc-Đông Bắc.Tháng có sức gió mạnh nhất

là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11.Tốc độ gió lớn nhất là28m/s

Địa chất công trình thuộc loại đất hơi yếu, nên phải gia cờng đấtnền khi thiết kế móng(Xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kếmóng )

4 Giải pháp kết cấu :

Công trình có mặt bằng phức tạp và dài nên bố trí khe nhiệt ở chínhgiữa công trình chiều cao nhà tơng đối lớn, lựa chọn giải pháp kết cấu:khung vách kết hợp, sàn bêtông cốt thép đổ toàn khối

Phần KếT CấU

(45%)

Nhiệm vụ:

+ LậP MặT BằNG KếT CấU TầNG TầNG ĐIểN HìNH Và áp MáI

+ TíNH TOáN SàN TầNG ĐIểN HìNH

+ THIếT Kế KHUNG TRụC 2

+ THIếT Kế CấU THANG Bộ TRụC 3-4

+ THIếT Kế bể nớc mái

gvhd: ths đào văn cờng

phần 1: tổng quan về thiết kế nhà cao tầng

đứng cũng nh tải trọng ngang do lực quán tính

Vật liệu có tính biến dạng cao Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổsung cho tính năng chịu lực thấp

Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tảitrọng lặp lại (động đất, gió bão)

Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trờng hợp tải trọng cótính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận của công trình

Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí

Trong điều kiện tại Việt Nam hiện nay thì vật liệu bê tông cốt théphoặc vật liệu thép là các loại vật liệu đang đợc các nhà thiết kế sử dụngphổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu

2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu :

Nhà cao tầng thờng có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọnnhững hình có tính chất đối xứng cao Trong trờng hợp ngợc lại côngtrình cần đợc phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hìnhdạng đơn giản

Các bộ phận chịu lực chính chủa nhà cao tầng nh vách lõi cũng cầnphải đợc bố trí đối xứng Trong trờng hợp các kết cấu vách lõi không thể

bố trí đối xứng thì cần phải có biện pháp đặc biệt để chống xoắn chocông trình theo phơng đứng

Hệ thống kết cấu cần đợc bố trí làm sao để trong mỗi trờng hợp tảitrọng sơ đồ làm việc của các kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền mộtcách mau chóng nhất tới móng công trình

Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có cánh mỏng và kết cấu dạng công xontheo phơng ngang vì các loại kết cấu này dễ bị phá hoại dới tác dụng của

động đất và gió bão

2.2 Theo phơng đứng :

Độ cứng của kết cấu theo phơng thẳng đứng cần phải đợc thiết kếtgiảm dần lên phía trên

Cần tránh sự thay đổi độ cứng của hệ kết cấu đột ngột (nh làm việcthông tầng hoặc giảm cột cũng nh thiết kế dạng hẫng chân, dạng giậtcấp )

Trong trờng hợp đặc biệt nói trên ngời thiết kế cần phải có biện pháptích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xungyếu

3 Lựa chọn giải pháp kết cấu

3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu.

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc và hồ sơ kiến trúc

Căn cứ vào tải trọng tác dụng (TCVN2737-1995)

Căn cứ vào tiêu chuẩn, chỉ dẫn, tài liệu đợc ban hành

Căn cứ vào cấu tạo bêtông cốt thép và các vật liệu

3.2 Phơng án sàn:

Trong công trình hệ sàn có ảnh hởng rất lớn tới sự làm việc không giancủa kết cấu Việc lựa chọn phơng án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Dovậy cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phơng án phù hợp vớikết cấu của công trình

Ta xét các phơng án sàn sau:

3.2.1 Sàn sờn toàn khối:

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

+ Ưu điểm: Tính toán đơn giản, chiều dầy sàn nhỏ nên tiết kiệm vậtliệu bê tông, thép do vậy giảm tải đáng kể do tĩnh tải sàn Hiện đang

đợc sử dụng phổ biến ở nớc ta với công nghệ thi công phong phú côngnhân lành nghề, chuyên nghiệp nên thuận tiện cho việc lựa chọn côngnghệ, tổ chức thi công

+ Nhợc điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vợt khẩu độlớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kếtcấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vậtliệu nhng tại các dầm là các tờng (tức là dầm đợc dấu trong tờng) phâncách tách biệt các không gian nên vẫn tiết kiệm không gian sử dụng

3.2.2 Sàn ô cờ :

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phơng, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh.

+ Ưu điểm: Tránh đợc có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm đợc 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 nh hội trờng, câu lạc bộ.

+ Nhợc điểm: Thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh đợc những hạn chế do chiều cao dầm chính phải cao để giảm

độ võng.

3.2.3 Sàn không dầm :

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm:

Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm đợc chiều cao công trình

Tiết kiệm đợc không gian sử dụng

Dễ phân chia không gian

Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (68 m)

- Căn cứ vào mục đích sử dụng công trình

- Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của côngtrình

- Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên

- Thời gian và tài liệu có hạn

- Đợc sự đồng ý của thầy giáo hớng dẫn

Em lựa chọn phơng án Sàn không dầm để thiết kế cho công

trình

3.2 Hệ kết cấu chịu lực

Công trình là một khối cao tầng gồm có 9 tầng nổi, chiều cao tính từcốt 0,00 đến đỉnh mái là 33,9m Mặt bằng công trình hình hình chữnhật có kích thớc: 62,65x17,4m

Công trình có 4 thang bộ và 4 thang máy nên kết cấu dùng để tínhtoán có thể là:

3.2.4 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng.

Hệ kết cấu vách cứng có thể đợc bố trí thành hệ thống theo một

ph-ơng, hai phơng hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loạikết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thờng đợc sử dụng chocác công trình cao hơn 20 tầng Tuy nhiên hệ thống vách cứng trong côngtrình là sự cản trở để tạo không gian rộng

3.2.5 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)

Hệ khung lõi chịu lực thờng đợc sử dụng hiệu quả cho các nhà có độcao trung bình và thật lớn, có mặt bằng hình chữ nhật hoặc hìnhvuông Lõi có thể đặt trong hoặc ngoài biên trên mặt bằng Hệ sàn cáctầng đợc gối trực tiếp vào tờng lõi – hộp hoặc hoặc qua các hệ cột trunggian Hệ kết cấu khung giằng đợc tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung

và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thờng đợc tạo ra tại khu vựccầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tờng biên làkhu vực có tờng liên tục nhiều tầng Hệ thống khung đợc bố trí tại các khuvực còn lại của ngôi nhà

Hệ kết cấu khung-giằng tỏ ra là kết cấu tối u cho nhiều loại côngtrình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến

40 tầng đợc thiết kế cho vùng có động đất  cấp 7

Kết luận:

Qua xem xét các đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào

đặc điểm công trình và yêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lựccho công trình là hệ kết cấu khung giằng với vách đợc bố trí là cầu thangmáy

Đặc điểm của hệ kết cấu khung vách:

Kết cấu khung vách là tổ hợp của 2 hệ kết cấu “kết cấu khung và kếtcấu vách cứng”.Tận dụng tính u việt của mỗi loại,vừa có thể cung cấp mộtkhông gian sử dụng khá lớn đối với việc bố trí mặt bằng kiến trúc lại cótính năng chống lực ngang tốt.Vách cứng trong kết cấu khung vách có thể

bố trí độc lập,cũng có thể lợi dụng vách của giếng thang máy.Vì vậy loạikết cấu này đã đợc sử dụng rộng rãi trong các công trình

Biến dạng của kết cấu khung vách là biến dạng cắt uốn: Biến dạng củakết cấu khung là biến dạng cắt,biến dạng tơng đối giữa các tầng bêntrên nhỏ,bên dới lớn Biến dạng của vách cứng là biến dạng uốn cong ,biếndạng tơng đối giữa các tầng bên trên lớn,bên dới nhỏ Đối với kết cấu khungvách do điều tiết biến dạng của hai loại kết cấu này cùng làm việc tạothành biến dạng cắt uốn ,từ đó giảm tỉ lệ biến dạng tơng đối giữa các

tầng của kết cấu và tỉ lệ chuyển vị của điểm đỉnh làm tăng độ cứngbên của kết cấu

Tải trọng ngang chủ yếu do kết cấu vách chịu.Từ đặc điểm chịu lực

có thể thấy độ cứng chống uốn của vách lớn hơn nhiều độ cứng chốnguốn của khung trong kết cấu khung – vách dới tác dụng của tải trọngngang Nói chung vách cứng đảm nhận trên 80%,vì vậy lực cắt của tầng

mà kết cấu khung phân phối dới tác động của tải trọng ngang đợc phânphối tơng đối đều theo chiều cao mômen uốn của cột dầm tơng đốibằng nhau, có lợi cho việc giảm kích thớc dầm cột ,thuận lợi khi thi công

3.3 Phơng pháp tính toán hệ kết cấu.

Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hoá của công trình, đợc lập ra chủyếu nhằm thực hiện hoá khả năng tính toán các kết cấu phức tạp Nh vậyvới cách tính thủ công, ngời thiết kế buộc phải dùng các sơ đồ tính toán

đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành các phần nhỏ hơn bằngcách bỏ qua các liên kết không gian Đồng thời sự làm việc của vật liệucũng đợc đơn giản hoá, cho rằng nó làm việc trong gian đoạn đàn hồi,tuân theo định luật Hooke Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triểnmạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có những thay đổi quan trọng trongcách nhìn nhận phơng pháp tính toán công trình Khuynh hớng đặc thùhoá và đơn giản hoá các trờng hợp riêng lẻ đợc thay thế bằng khuynh hớngtổng quát hoá Đồng thời khối lợng tin toán số học không còn là một trở ngạinữa Các phơng pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn,

có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụthuộc khác nhau trong không gian Về độ chính xác cho phép và phù hợpvới khả năng tính toán hiện nay, đồ án này sử dụng sơ đồ tính toán chabiến dạng(sơ đồ đàn hồi)

Căn cứ vào giải pháp kiến trúc, và các bản vẽ kiến trúc ta thấy kích thớcmặt bằng 2 phơng của công trình gần bằng nhau, do vậy ta đi tínhtoán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung không gian làm việc theo 2phơng

Chiều cao các tầng : Tầng 1 cao 4,5 m, Tầng 2 cao 4,2m Tầng 3 đếntầng mái cao 3,2 m,

Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, trong mỗi ô bản chính có bốtrí dầm phụ theo 2 phơng dọc, ngang nhằm đỡ tờng và tăng độ cứng củasàn và giảm chiều dày tính toán của sàn Ngoài ra ta bố trí các dầm chạytrên các đầu cột, liên kết lõi thang máy và các cột là bản sàn và các dầm(đợc trình bày rõ hơn ở phần tính toán sàn tầng điển hình)

4 Tải trọng

4.1 Tải trọng đứng

Gồm trọng lợng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái.Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các thiết bị, thiết bị vệ sinh…

đều qui và tải phân bố đều trên diện tích ô sàn

Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tờng bao trên dầm(220mm),tờng ngăn …, coi phân bố đều trên dầm

4.2 Tải trọng ngang:

Gồm tải trọng gió đợc tính theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN2737-95

Do chiều cao công trình (tính từ cos ±0.000 đến cos mái) là H

=33,9m < 40m nên căn cứ tiêu chuẩn ta không phải tính thành phần

động của tải trọng gió

Tải trọng gió đợc tính toán qui về tác dụng tập trung tại các mức sàntầng

5 Nội lực và chuyển vị :

Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng chơng trình tính kết cấuETABS V9.07(Non-Linear) Đây là một chơng trình tính toán kết cấu rấtmạnh hiện nay và đợc ứng dụng khá rộng rãi để tính toán kết cấu côngtrình

Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phơng án tải trọng

6 Tổ hợp và tính cốt thép:

Sử dụng chơng trình tự lập bằng ngôn ngữ EXCEL Chơng trình này

có u điểm là tính toán đơn giản, ngắn gọn, dễ dàng và thuận tiện khi

sử dụng

Trong đó: D = (0,8  1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1.

m: là hệ số phụ thuộc loại bản

3530

m  với bản loại dầm

4540

A Trong đó :

A – Diện tích tiết diện cột

N – Lực nén đợc tính toán gần đúng theo công thức

s

s.q.FmN

fs – diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét

q – tải trọng tơng đơng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong

đó gồm tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn,trọng lợng dầm, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Để đơngiản cho tính toán và theo kinh nghiệm ta tính N bằng cách ta chotải trọng phân bố đều lên sàn là q =8 (kN/m2)

Rb – Cờng độ chịu nén của vật liệu làm cột Bêtông cột có cấp bềnB25, có Rbn14,5MPa

k: Hệ số

Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh

Kích thớc cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh đợc hạnchế nh sau:

l b

Chọn sơ bộ tiết diện cột : (0,6x0,6)m

Tiết diện cột C2 lớn hơn tiết diện cột C1 Vậy cột đã chọn đảm bảo

điều kiện ổn định

3 Chọn sơ bộ kích thớc lõi thang máy:

Chiều dày lõi cầu thang máy đợc xác định theo công thức sau:

�Tổng tĩnh tải tác dụng lên nắp bể: g = g1 + g2 + g3 = 0,351 + 2,2 + 0,468 = 3,019(kN/m2)

* Hoạt tải:

Ptt = 1,3.0,75 = 0,975(kN/m2) Với Ptc = 0,75(kN/m2) và n = 1,3 Tải trọng dùng để tính toán: qnb=0,975+3,019= 4(kN)

1.2 Tính toán cốt thép nắp bể:

* Sơ đồ tính tấm đan nắp bể:

Nắp bể đợc đổ nắp ghép có kích thớc 0,75x 3,2m do vậy ta tính toán nh bản bản loai dầm cạnh có tỷ số:

2

1

3,2

4,2 0,75

l

l   bản làm việc theo 1 phơng.

370 225.0,944.65

§©y lµ diÖn tÝch cèt thÐp tÝnh trªn d¶i réng 1m trªn thùc tÕ d¶i cña tÊm ®ang xÐt lµ 0,75m vËy nªn diªn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ: 370.75/100=277 mm2.

Chän  4 10 200 a cã As = 314mm2.

1 1 ax

5,92 8

7,02 2

2 2 ax

11,4 8

14,27 2

Hệ số

m

Diện tích cốt thép yêu cầu kính Đờng

thép (mm)

S ố thanh (mm)

Diện tích cốt thép thiết kế

A syc (cm 2 )

m yc (%)

Astk (cm 2 )

mtk (%)

� Qmax 14,27( ) kN Qbmin 24,84( ) kN �Bê tông đủ khả năng chịu cắt, vì

vậy cốt đai đặt theo cấu tạo với khoảng cách là 150mm ở đoạn

đầu dầm.

+ Tính toán bớc đai cho các đoạn giữa dầm :

Đoạn giữa dầm có lực cắt nhỏ nên đặt bớc đai theo cấu tạo

20

 ct

�Tổng tải trọng tác dụng: g = g1 + g2 + g3 + g4 = 0,351 +0,702 + 2,75 + 0,351 = 4,154(kN/m2)

+ Tải trọng do áp lực nớc tác dụng lên thành bể theo dạng tam giác

có giá trị lớn nhất tại đáy bể qn: qn = n h   1,1.10.2,5 27,5( / )  kN m2

3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên thành bể

l l

Nội lực của các phần tử đợc tính toán trong bảng sau với

25 0.1632 0.2865 1.986768 8 3.487801 8

6

0.725560 2

TH2*: Chỉ có gió hút gây ra nội lực:

Tra nội lực tại sơ đồ 10 bảng 1-19 Sách Sổ tay kết cấu công trình Với hệ số l2/l1=1,5 ta có: m1=0,0311, m2=0,0059, k1= 0,0562, k2= 0,0279.

M1= 0,24 kNm, M2 = 0,047kNm, MI= -0,45 kNm, MII= -0,22 kNm Theo Nguyên lý cộng tác dụng thì Th2 sẽ có nội lực = TH1*+ TH2* M1= 2,48kNm, M2 = 3,9kNm, MI= -5,67 kNm, MII= -9,75 kNm.

TH3: Gió đẩy.

Tra nội lực tại sơ đồ 10 bảng 1-19 Sách Sổ tay kết cấu công trình Với hệ số l2/l1=1,5 ta có: m1=0,0311, m2=0,0059, k1= 0,0562, k2= 0,0279.

M1= -0,24 kNm, M2 = -0,047kNm, MI= 0,45 kNm, MII= 0,22 kNm Vậy tổng hợp 2 TH tải trọng ta lấy giá trị mô men của TH2 để tính toán thép và bố trí 2 lớp.

HÖ sè

m

DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu kÝnh §êng

thÐp (mm)

Kho¶ng c¸ch yªu cÇu (mm)

Kho¶ng c¸ch thiÕt kÕ (mm)

DiÖn tÝch cèt thÐp thiÕt kÕ

A ayc (cm 2 )

m yc (%)

Astk (cm 2 )

mtk (%)

Trong đó Ibo , Iso , Iso' lần lợt là mômen quán tính với trục trung hoà của vùng bê tông chịu nén, cốt thép chịu kéo, cốt thép chịu nén

 = s

b

E

E , Es ,Eb là mô đun đàn hồi của thép và bê tông

Sbo : Mômen tĩnh với trục trung hoà của diện tích bê tông vùng kéo.

x = ho , Trong thiết kế thờng chọn  = 0,5

�Tổng tải trọng tác dụng: g = g1 + g2 + g3 + g4 = 0,351 +0,702 + 2,75 + 0,351 = 4,154(kN/m2)

+ Chiều cao bể nớc h = 2,5 m

�Chiều cao nớc chứa trong bể: h’ = h - (0,10 + 0,08) = 2,32(m) + Tĩnh tảI tác dụng lên đáy bể: qtc = 2,32.10 = 23,2(kN/m2), n = 1,1

Tra các hệ số theo bảng theo ô bản số IV – Phụ lục 6 sách “sàn sờn

bê tông toàn khối” của GS.TS Nguyễn Đình Cống:

Ta tính toán và cấu tạo cốt thép cho trờng hợp cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, bề rộng

VÞ trÝ tÝnh

to¸n

Gi¸ trÞ m«men (kN.m)

HÖ sè

m

DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu kÝnh §êng

thÐp (mm)

Kho¶ng c¸ch yªu cÇu (mm)

Kho¶ng c¸ch thiÕt kÕ (mm)

DiÖn tÝch cèt thÐp thiÕt kÕ Asyc

- T¶i träng do n¾p bÓ truyÒn vµo:

0,5 1 1 2 0,5 1 1 2.0,15 0,918

37,97.10

447( ) 4,47( ) 280.0,918.330

+ Tính  : w1 w1  1 5 w  1 5.7,778.0,0006 1,022 1,3  

Trong đó :   2100007,778

27000

s b

+ Tính b1

1  1   1 0,01.11,5 0,885 

b  Rb Trong đó  0,01 với bê tông nặng + Kiểm tra điều kiện :

 

0,3 w bR bhb 0,3.1,022.0,885.11,5.220.330/1000 205 kN

Lực cắt lớn nhất trong dầm tại gối : Qmax= 47,45 kN

� Qmax= 47,45 kN < 0,3  w1 b1R bhb 0 205   kN thoả mãn điều kiện

hạn chế, tức là không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng và thoả mãn cho toàn dầm.

+Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai:

R na

q

+ Bớc đai thiết kế cho đoạn đầu dầm là : s  min( ; s s sct max; ) 15tt  cm

- Đoạn đầu dầm có lực cắt lớn nhất mà bớc đai đặt theo cấu tạo và bằng s = 13cm.

+ Tính toán bớc đai cho các đoạn giữa dầm: Đoạn giữa dầm lực cắt nhỏ do vậy đoạn giữa nhịp đặt bớc đai theo cấu tạo và bằng 20cm.

  20

 ct

0,5 1 1 2 0,5 1 1 2.0,124 0,933

50,4.10

459( ) 4,59( ) 280.0,933.420

� Qmax 62,97( ) kN Qbmin 45,36( ) kN �Cần phải đặt cốt đai chịu cắt.

Chọn đai 2 nhánh với đờng kính là 6  có diện tích là 0,283(cm2) Xác định bớc đai cấu tạo SCT:

bt

R bh

Q

Lực cắt lớn nhất trong dầm tại gối : Qmax= 62,97(kN)

� Qmax= 62,97 kN < 0,3  w1 b1R bhb 0  268,695   kN thoả mãn điều kiện

hạn chế, tức là không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng và thoả mãn cho toàn dầm.

- Kiểm tra tiết diện tại nơi có lực cắt lớn nhất:Qmax0,3 w1 b1R bh bt 0

nA bs

R na

q

+ Bớc đai thiết kế cho đoạn đầu dầm là : s  min( ; s s sct max; ) 15tt  cm

+ Bớc đai thiết kế cho đoạn đầu dầm là : s  min( ; s s sct max; ) 15tt  cm

- Đoạn đầu dầm có lực cắt lớn nhất mà bớc đai đặt theo cấu tạo

và bằng s = 15cm.

+ Tính toán bớc đai cho các đoạn giữa dầm :

Đoạn giữa dầm có lực cắt nhỏ Vậy đặt bớc đai theo cấu tạo và bằng s s  ct 20 cm.

- Tải trọng do thành bể truyền vào: g3 = 4,154.1,5 = 6,23(kN/m)

- Tải trọng từ đáy bể truyền vào dầm(theo dạng hình thang):

0,5 1 1 2 0,5 1 1 2.0,14 0,923

33,38.10

403( ) 4,03( ) 280.0,923.320

0,5 1 1 2 0,5 1 1 2.0,26 0,846

60,5.10

798( ) 7,98 ) 280.0,846.320