Tòa nhà văn phòng tổng hợp

- Kết cấu: Thực hiện tính toán, thiết kế các nhiệm vụ sau: + Thiết kế sàn dự ứng lực tầng 8 + Thiết kế cầu thang bộ trong lõi thang bộ tầng 8 - Thi công: Thực hiện tổ chức, thiết kế các

i

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

TOÀN NHÀ VĂN PHÒNG TỔNG HỢP

SVTH : NGUYỄN VĂN KIÊN

STSV: 110150132 LỚP: 15X1B

GVHD: TS PHẠM MỸ

ThS PHAN CẨM VÂN

Đà nẵng – Năm 2019

TÓM TẮT

Để tổng hợp lại toàn bộ kiến thức đã học trong suốt 5 năm học tại trường đại học Bách khoa Đà Nẵng, sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án với đề tài: “TÒA NHÀ VĂN PHÒNG TỔNG HỢP”, nội dung chính của đề tài gồm có:

- Kiến trúc: Chép lại và sửa chữa các mặt bằng tầng, 2 mặt cắt, mặt bằng tổng thể

và 2 mặt đứng công trình

- Kết cấu: Thực hiện tính toán, thiết kế các nhiệm vụ sau:

+ Thiết kế sàn dự ứng lực tầng 8

+ Thiết kế cầu thang bộ trong lõi thang bộ tầng 8

- Thi công: Thực hiện tổ chức, thiết kế các nhiệm vụ sau:

+ Thiết kế biện pháp thi công cọc khoan nhồi và tường vây barretle

+ Thiết kế biện pháp thi công phần ngầm bằng phương pháp bottom up

+ Thiết kế ván khuôn móng, tổ chức thi công dây chuyền bê tông móng

+ Thiết kế ván khuôn phần thân: Cột, dầm, sàn, lõi, cầu thang

+ Thiết kế biện pháp thi công sàn dự ứng lực trước

+ Lập tổng tiến độ thi công công trình

+ Thiết kế tổng mặt bằng thi công công trình

+ Tính toán, vẽ biểu đồ dự trữ vật tư cho cát và xi măng

+ Thiết kế biện pháp an toàn vệ sinh lao động

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay với xu hướng phát triển của thời đại thì nhà cao tầng được xây dựng rộng rãi ở các thành phố và đô thị lớn Trong đó, các văn phòng làm việc là khá phổ biến Cùng với nó thì trình độ kĩ thuật xây dựng ngày càng phát triển, đòi hỏi những người làm xây dựng phải không ngừng tìm hiểu nâng cao trình độ để đáp ứng với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ

Đồ án tốt nghiệp lần này là một bước đi cần thiết cho em nhằm hệ thống các kiến thức đã được học ở nhà trường sau gần năm năm học Đồng thời nó giúp cho em bắt đầu làm quen với công việc thiết kế một công trình hoàn chỉnh, để có thể đáp ứng tốt cho công việc sau này

Với nhiệm vụ được giao, thiết kế đề tài: “TOÀN NHÀ VĂN PHÒNG TỔNG

HỢP” Trong giới hạn đồ án thiết kế:

Phần I: Kiến trúc : 10% - Giáo viên hướng dẫn : TS Phạm Mỹ

Phần II: Kết cấu : 30% - Giáo viên hướng dẫn : ThS Phan Cẩm Vân Phần III: Thi công : 60% - Giáo viên hướng dẫn : TS Phạm Mỹ

Trong quá trình thiết kế, tính toán, tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức còn hạn chế, và chưa có nhiều kinh nghiệm nên chắc chắn em không tránh khỏi sai xót

Em kính mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy, cô để em có thể hoàn thiện hơn đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa, trong khoa Xây dựng DD&CN, đặc biệt là các thầy đã trực tiếp hướng dẫn em trong đề tài tốt nghiệp này

CAM ĐOAN

Sinh viên xin cam đoan Đồ án này là do chính sinh viên thực hiện, được làm mới, không sao chép hay trùng với Đồ án nào đã thực hiện, chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đã nêu trong Đồ án

Các số liệu, kết quả nêu trong phần thuyết minh Đồ án là trung thực

Nếu sai, sinh viên xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Đà Nẵng, ngày 17 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN VĂN KIÊN

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1

1.1 Tổng quan 1

1.2 Vị trí, khí hậu và địa chất công trình 1

1.2.1 Vị trí 1

1.2.2 Đặc điểm khí hậu 1

1 3 Địa chất công trình 2

1.3 Công năng sử dụng của công trình 2

Chương 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 3

2.1 Giải pháp kết cấu công trình 3

2.2 Mô tả kết cấu công trinh 3

2.3 Phương án kết cấu thang máy 4

2.4 Sơ đồ kết cấu của công trình 4

3.9 Xác định ứng lực trước yêu cầu và tính toán cáp cho các dải 18

3.10 Xác định hình dạng cáp theo các phương dọc theo các strip 24

3.11 Kiểm tra ứng suất trong sàn 25

3.12 Bố trí cốt thép thường 33

3.13 Kiểm tra khả năng chịu lực 35

3.14 Kiểm tra độ võng của sàn 39

3.15 Tính toán ô sàn thường giữa thang máy S1 42

3.15.1 Sơ đồ kích thước ô sàn 42

3.15.2 Các khái niệm tính toán ô sàn 43

3.15.3 Phân loại các ô sàn 43

3.15.4 Sơ bộ chiều dày ô sàn 43

3.15.5 Xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn: 44

3.15.6 Xác định nội lực trong ô sàn 45

3.15.7 Tính toán cốt thép cho ô sàn: 45

Chương 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TẦNG 8 47

4.1 Kích thước cầu thang tầng 10 47

4.2 Nội dung tính toán và lựa chọn vật liệu 48

4.2.1 Nội dung tính toán 48

4.2.2 Lựa chọn vật liệu 48

4.3 Sơ bộ kích thước của các bộ phận cầu thang 48

4.4 Xác định tải trọng 48

4.4.1 Bản thang 48

a Tĩnh tải 48

4.4.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ và chiếu tới: 50

4.5 Tính toán cốt thép cho 2 vế thang 51

4.6 Tính toán cốt thép bản chiếu tới 55

4.6.1 Tính thép bản chiếu tới 55

4.7 Tính toán cốt thép dầm chiếu tới: 56

4.7.1 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng 56

4.7.2 Nội lực và tính toán cốt thép 57

Chương 5: TỔNG QUAN VỀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH 60

5.1 Tổng quan về công trình 60

5.2 Công tác khảo sát cơ bản 60

5.2.1 Địa chất công trình 60

5.2.2 Nguồn điện - nước thi công 62

5.2.3 Khả năng cung cấp vật tư 62

5.2.4 Máy móc thi công và nhân lực 62

5.2.5 Tổ chức mặt bằng thi công 63

5.2.5 Biện pháp an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy 64

Chương 6: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM 65

Chọn máy thi công cọc khoan nhồi 67

6.1.3 Dung dịch bentonite 71

6.1.4 Qui trình thi công cọc khoan nhồi 73

6.1.4.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công 74

6.1.4.2 Định vị tim cọc và đài móng 74

6.1.4.3 Công tác rung hạ ống vách 75

6.1.4.4.Pha trộn dung dịch bentonite 77

6.1.4.5 Khoan hố cọc bằng máy khoan gàu xoay 77

6.1.4.6 Xử lý cặn lắng đáy hố khoan 78

6.1.4.7 Lắp dựng lồng thép 79

6.1.4.8 Lắp ống đổ bê tông 82

6.1.4.9 Đổ bê tông 82

6.1.4.10 Rút ống vách 85

6.1.5.11 Kiểm tra chất lượng và thử tải sau thi công cọc 85

6.1.5 Vận chuyển đất trong quá trình thi công cọc khoan nhồi 86

6.1.6 Tính toán nhân công và xe vận chuyển bê tông thi công cọc khoan nhồi 87

6.1.6.1 Số lượng công nhân thi công cọc trong 1 ca 87

6.1.6.2 Tính toán chọn xe vận chuyển bê tông 87

6.1.7 Thời gian thi công xong 1 cọc khoan nhồi 89

6.1.8 Công tác phá đầu cọc 90

6.2 Thi công tường vây trong đất 91

6.2.1 Tổng quát về tường vây barretle 91

6.2.2 Chọn máy thi công cọc barret 91

6.2.3 Chia panel thi công tường vây barret 92

6.2.4 Trình tự các bước thi công tường vây barretle 93

6.2.4.1 Chuẩn bị mặt bằng và lắp ghép tường định vị 94

6.2.4.2 Đào hố cho barretle đầu tiên 96

6.2.4.3 Đặt ống gioăng chống thấm, thổi rửa đáy hố khoan 96

6.2.4.4 Hạ lồng thép, đổ bê tông cho barretle đầu tiên 97

6.2.4.5 Rút vách chắn đầu 100

6.2.4.6 Thi công các panel tường tiếp theo 101

6.2.4.7 Thi công các panel tường có kích thước khác nhau 101

6.2.5 Chọn xe vận chuyển bê tông thi công tường vây 101

6.2.6 Tổng hợp nhân công thi công trong 1 panel tường vây sử dụng 1 máy 102

6.2.7 Vận chuyển đất ra khỏi công trường 103

6.2.8 Thời gian thi công 1 panel tường vây điển hình 104

6.2.9 Xử lý chống thấm 104

6.2.10 Kiểm tra chuyển vị của tường vây 105

6.2.10.1 Thông số các loại đất 105

6.2.10.2 Thông số đầu vào của tường vây 106

6.2.10.3 Các thông số đầu vào của sàn tầng 107

6.2.10.4 Phụ tải mặt đất 107

6.2.10.5 Mực ngước ngầm 107

6.2.10.6 Điều kiện biên 107

6.2.10.7 Các giai đoạn trong thi công mô phỏng trong plaxis 107

6.2.10.8 Quá trình mô phỏng và tính toán trong PLAXIS 107

6.4 Thiết kế ván khuôn và thi công bê tông cho hệ giằng, đài móng và sàn hầm H2 của của công trình 121

6.4.1 Đề xuất phương án ván khuôn 121

6.4.2 Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng 121

6.4.3 Thiết kế ván khuôn đài móng Đ-4 (Đ-5) 121

6.4.5 Thiết kế ván khuôn giằng 125

6.4.6 Thiết kế biện pháp tổ chức TC bê tông toàn bộ đài móng, giằng móng và sàn hầm 3 125 Chương 7: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN 135

7.1 Lựa chọn ván khuôn, giàn giáo 135

7.1.1 Lựa chọn phương án ván khuôn 135

7.1.2 Lựa chọn hệ cột chống 135

7.2 Tính toán thiết kế ván khuôn, giàn giáo cho một tầng điển hình 136

7.2.1 Tính toán ván khuôn sàn 136

7.2.2 Tính toán ván khuôn cột 142

7.2.3 Tính ván khuôn dầm biên 147

7.2.3.1 Tính toán ván khuôn đáy dầm: 147

7.2.3.2 Tính toán ván khuôn thành dầm 150

7.2.4 Tính toán ván khuôn lõi thang máy 153

7.2.5 Tính toán ván khuôn cầu thang bộ 158

7.2.5.1 Tính toán ván khuôn bản thang 158

7.2.5.2 Tính toán ván khuôn bản chiếu tới và bản chiếu nghỉ 161

7.2.5.3 Tính toán ván khuôn dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới 165

7.2.5.4 Tính toán consol đỡ giàn giáo 168

7.2.5.5 Tính toán thép neo consol vào sàn 170

7.3 Tính toán lựa chọn cần trục tháp thi công phần thân 170

7.3.1 Lựa chọn số lượng cẩu tháp 170

7.3.2 Vị trí bố trí cần trục tháp 170

7.3.3 Lựa chọn cần trục tháp 170

Chương 8: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TỔ CHỨC THI CÔNG SÀN DỰ ỨNG LỰC TẦNG 5 173

8.1 Vật tư 173

8.1.1.Cáp 173

8.1.2 Hệ đầu neo kéo và hệ đầu neo chết 173

8.1.3 Cốt thép gia cường cho đầu neo 173

8.1.4 Con kê 173

8.1.5 Ống chứa cáp 174

8.1.6 Van bơm vữa bằng nhựa 174

8.1.7 Hỗn hợp vữa 175

8.2 Thiết bị 175

8.2.1 Kích kéo căng thủy lực, máy bơm thủy lực 175

8.2.2 Máy bơm thủy lực 176

8.2.3 Loại kích đánh rối kiểu H 176

8.2.4 Máy trộn vữa 176

8.3 Cơ sở dữ liệu để tính toán ma sát và độ dãn dài của cáp 177

8.3.1 Bảo quản và vận chuyển 177

8.3.2 Sàn thao tác 178

8.4 Công tác lắp đặt 178

8.4.1 Lắp đặt hệ đầu neo kéo loại dẹp 178

8.4.2 Lắp đặt đường cáp (cách 1 với các đường cáp ngắn) 178

8.4.2.1 Lắp ống chứa cáp 178

8.4.2.2 Luồn cáp cho đường cáp 179

8.4.2.3 Chế tạo hệ đầu neo chết kiểu H 179

8.4.2.4 Nâng các đường cáp đã gia công 179

8.4.2.5 Lắp đặt đường cáp đã gia công 179

8.4.2.6 Lắp đặt đầu neo chết kiểu H 180

8.4.3 Lắp đặt đường cáp dài (cách 2 với các đường cáp dài) 180

8.4.3.1 Lắp ống chứa cáp 180

8.4.3.2 Luồn cáp cho một đầu neo kéo và hai đầu neo kéo 180

8.4.3.3 Chế tạo và lắp đặt hệ đầu neo chết kiểu H 181

8.5 Định hình biến dạng cong của đường cáp 181

8.6 Các công việc hoàn thiện trước khi đổ 181

8.7 Đổ bê tông 182

8.8 Lắp đầu neo 182

8.9 Kéo căng đường cáp 182

8.9.1 Cơ sở tính toán ma sát/giãn dài 182

8.9.2 Tính toán báo cáo kéo căng 183

8.9.3 Chuẩn bị cho kéo căng 184

8.9.4 Kéo căng các đường cáp loại bó dẹp 184

8.10 Trình tự kéo căng các sợi cáp bó dẹp 185

8.11 Dung sai và độ giãn dài của đường cáp 186

8.12 Bơm vữa đường cáp 186

8.12.1 Chuẩn bị bơm vữa 186

8.12.2 Quy trình trộn vữa 187

8.12.3 Quy trình bơm vữa 187

8.13 Thử vữa 188

8.13.1 Độ chảy 188

8.13.2 Cường độ chịu nén 188

8.14 Biện pháp sửa chữa 188

8.14.1 Các vấn đề xảy ra khi lắp đặt và đổ bê tông 188

8.14.2 Các vấn đề khi căng kéo: đứt, tuột cáp 189

8.14.3 Các vấn đề khi bơm 189

8.15 Các yêu cầu cụ thể về an toàn và biện pháp phòng ngừa 190

8.15.1.Yêu cầu chung 190

8.15.2 Nâng hạ vật tư và thiết bị 190

8.15.3 Lắp đặt cáp 190

8.15.4 Căng kéo cáp 190

8.15.5 Bơm vữa 190

CHƯƠNG 10 THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG 191

9.1 Phương án thiết kế tổng mặt bằng 191

9.1.1 Tính diện tích kho xi măng 191

9.1.2 Tính diện tích bãi chứa cát 191

9.2 Tính toán diện tích nhà tạm 192

9.3 Tính toán điện phục vụ thi công 194

9.3.1 Điện cho động cơ máy thi công 194

9.3.2 Điện sử dụng chiếu sáng cho nhà tạm 194

9.4 Tính toán cấp nước tạm 195

9.4.1 Nước sản xuất 195

9.4.2 Nước dùng cho sinh hoạt 195

9.4.3 Nước dùng cho chữa cháy 196

9.5 Chọn đường ống cấp nước 196

9.6 Lập tổng mặt bằng thi công 196

CHƯƠNG 10 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP AN TOÀN THI CÔNG CÔNG TRÌNH 198

10.1 An toàn khi đào đất 198

10.1.1 Đào đất bằng cơ giới 198

10.1.2 Đào đất bằng thủ công 199

10.2 An toàn khi thi công cọc 201

10.3 An toàn khi gia công lắp dựng coffa 201

10.4 An toàn khi gia công lắp dựng cốt thép 202

10.5 An toàn khi đổ và đầm bê tông 203

10.6 An toàn trong công tác làm mái 205

10.7 An toàn trong lắp dựng kết cấu thép 205

10.8 An toàn trong công tác xây và hoàn thiện 206

10.8.1 Xây tường 206

10.8.2 Công tác hoàn thiện 206

10.9 An toàn trong cẩu lắp vật liệu 207

10.10 An toàn trong sử dụng điện 207

10.11 An toàn phòng tránh độc 208

10.12 An toàn phòng tránh độc 208

10.13 An toàn phòng chống cháy nổ 208

10.14 An toàn phòng sét công trình đang thi công 208

10.15 Vệ sinh lao động 209

10.16 Công tác phòng chống bão 209

KẾT LUẬN 210

TÀI LIỆU THAM KHẢO 211

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thống kê công năng của công trình 2

Bảng 3.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn 12

Bảng 3.2 Bảng thống kê tĩnh tải tác dụng lên sàn 12

Bảng 3.3 Hoạt tải sau khi tính đến hệ số giảm tải 13

Bảng 3.4 Hao ứng suất do biến dạng neo 15

Bảng 3.5 Tỷ lệ hao ứng suất 16

Bảng 3.6 Lực căng hiệu quả của cáp 17

Bảng 3.8 Chọn khoảng cách cáp 23

Bảng 3.9 Kiểm tra ứng suất lúc buông neo 29

Bảng 3.10 Kiểm tra ứng uất bê tông giai đoạn sử dụng 32

Bảng 3.11 Kiểm tra khả năng chịu uốn 39

Bảng 3.12 Tĩnh tải tác dụng lên ô sàn 44

Bảng 4 1 Bảng tính tải trọng lên bản thang 51

Bảng 6 2 Thông số kỹ thuật máy trộn Bentonite BE-15A 69

Bảng 6.1 Thông số kỹ thuật dung dịch Bentonite 73

Bảng 6.2 Khối lượng kiểm tra chất lượng cọc bê tông 86

Bảng 6.3 thời gian thi công một cọc khoan nhồi theo kinh nghiệm 89

Bảng 6.4 Thông số kỹ thuật thiết bị KP315A 90

Bảng 6 6 Kích thước, số lượng các panel tường vây 93

Bảng 6.5 Chọn xe vận chuyển bê tông cho các panel tường vây 102

Bảng 6 6 Chọn xe vận chuyển đất cho các panel 103

Bảng 6.7 Thông số các lớp đất 105

Bảng 6.8 Thông số của tường vây 106

Bảng 6 9 Các thông số đầu vào của sàn 107

Bảng 6.10 Khối lượng đào đất từng đợt 116

Bảng 6.11 Thông só máy đào gàu nghịch HITACHI ZX200-5G 117

Bảng 6.12 Thông số đào đất đợt 2 và 3 119

Bảng 6.13 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công bê tông lót đài móng127 Bảng 6.14 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công lắp dựng cốt thép đài móng 128

Bảng 6.15 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công ván khuôn đợt 1 128

Bảng 6.16 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công bê tông đợt 1 129

Bảng 6.17 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền tháo ván khuôn đợt 1 129

Bảng 6 2 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền lấp đất đợt 1 130

Bảng 6.18 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công cốt thép giằng 130

Bảng 6.19 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công ván khuôn đợt 2 130

Bảng 6.20 KL công việc và nhịp dây chuyền thi công bê tông lót giằng móng 131

Bảng 6.21 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền thi công bê tông đợt 2 131

Bảng 6.22 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền tháo ván khuôn đợt 2 132

Bảng 6.23 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền lấp đất đợt 2 132

Bảng 6.25 Khối lượng công việc và nhịp dây chuyền lắp dựng cốt thép sàn 133

Bảng 6.26 Khối lượng công việc dây chuyền đổ bê tông nền hầm H3 134

Bảng 7.1 Thông số ván khuôn TEKCOM 135

DANH MỤC HÌNH ẢNH:

Hình 3.1 Mặt bằng hệ lưới cột,vách, sàn tầng 8 5

Hình 3.2 Mô phỏng sàn định dạng 3D và gán tải cân bằng cho sàn 19

Hình 3.3 Dải theo phương X 19

Hình 3.4 Dải theo phương Y 20

Hình 3.5 Biểu đồ nội lực cho các strip theo phương X 20

Hình 3.6 Biểu đồ nội lực cho các strip theo phương Y 21

Hình 3.7 Hình dạng cáp thep phương X 24

Hình 3.8 Hình dạng cáp thep phương Y 24

Hình 3.9 Sơ đồ cáp mặt bằng trong SAFE 25

Hình 3.10 Khai báo háo ứng suất 26

Hình 3.11 Tổ hợp nội lực BUONGCAP 27

Hình 3.12 Biểu đồ mô men trên các dải phương X lúc buông neo 27

Hình 3.13 Biểu đồ mô men trên các dải phương Y lúc buông neo 28

Hình 3.14 Khai báo trường hợp tải trọng 30

Hình 3.15 Khai báo tổ hợp tải trọng 30

Hình 3.16 Nội lực do tổ hợp SUDUNG phương X 31

Hình 3.17 Nội lực tổ hợp SUDUNG phương Y 31

Hình 3.18 Ứng suất trong thớ sàn 34

Hình 3.19 Tổ hợp TINHTOAN 36

Hình 3.20 Mô men tổ hợp TINHTOAN phương X, đơn vị kN.m 36

Hình 3.21 Mô men tổ hợp TINHTOAN phương Y, đơn vị kN.m 37

Hình 3.22 Mặt cắt thớ sàn 37

Hình 3.23 Tổ hợp độ võng tức thời 40

Hình 3.24 Độ võng tức thời từ tổ hợp DOVONGTT 41

Hình 3.25 Khai báo tổ hợp độ võng dài hạn 41

Hình 3.26 Độ võng do tổ hợp DOVONGDH 42

Hình 3.27 Sơ đồ kích thước sàn giữa lõi thang máy 42

Hình 3.28 Sơ đồ tính nội lực ô sàn 45

Hình 4 1 Sơ đồ kích thươc cầu thang bộ tầng 8 47

Hình 4 2 Các lớp cấu tạo của cầu thang 49

Hình 4 3 Sơ đồ tính vế 1 và vế 2 52

Hình 4 4 Nội lực trong vế 1 52

Hình 4 5 Nội lực trong vế 2 53

Hình 4 6 Sơ đồ tính của bản chiếu tới 55

Hình 4.7 Mô men theo phương cạnh ngắn 55

Hình 4.8 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới 56

Hình 5.1 Mặt cắt địa chất 61

Hình 6 1 Máy khoan cọc khoan nhồi ED5500 67

Hình 6.2 Gàu khoan cọc nhồi loại có 2 lưỡi cắt 68

Hình 6.3 Sơ đồ tính các thông số của cần trục 70

Hình 6.5 Thành phần bể trộn, bể chứa 72

Hình 6.6 Sơ đồ định vị công trình 74

Hình 6.7 Mặt bằng định vị cọc khoan nhồi 75

Hình 6 10 Xe vận chuyển bê tông Zoomlion WP10.336 88

Hình 6.8 Thiết bị phá đầu cọc bê tông khoan nhồi KP315A 90

Hình 6.9 Thông số kỹ thuật Grab DHC -B 92

Hình 6.10 Cẩu chuyên dụng HDGS 92

Hình 6 14 Hình dạng kích thước PN-1, PNG-1 93

Hình 6 15 Tường dẫn khi thi công đào đất 94

Hình 6 16 Sơ đồ tính các thông số của cần trục 95

Hình 6.13 Kích thước tường dẫn 95

Hình 6.14 Đặt ống gioăng chống thấm và thổi rửa hố khoan 96

Hình 6.15 Quá trình hạ lồng thép và đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng 98

Hình 6.16 Các thông số tính toán máy cẩu 98

Hình 6.17 Xe vận chuyển bê tông Zoomlion WP10.336 101

Hình 6.18 Thời gian thi công một panel điển hình theo kinh nghiệm 104

Hình 6.19 Bộ gá lắp và gioăng chống thấm khi thi công tường vây 105

Hình 6 23 Khai báo biên phân tích ban đầu của mô hình 108

Hình 6.21 Mô hình sau khi mô phỏng 108

Hình 6.22 Khai báo thông số các lớp đất 109

Hình 6.23 Khai báo thông số tường vây 109

Hình 6.24 Khai báo thông số sàn là các thanh neo 110

Hình 6.25 Mesh 110

Hình 6.26 Kết quả chạy phân tích 111

Hình 6.11 Máy đào gàu nghịch HITACHI ZX200-5G 117

Hình 6.29 Đổ bê tông đợt 1 125

Hình 6.30 Đổ bê tông đợt 2 126

Hình 6.31 Đổ bê tông đợt 3 126

Hình 6.32 Phân đoạn thi công bê tông móng và sàn H3 127

Hình 7 1 Mặt bằng sàn tầng 8 136

Hình 7.2 Sơ đồ cầu thang bộ tầng 8 158

Hình 7.3 Sơ đồ tính của consol đỡ giàn giáo 169

Hình 7.4 Biểu đồ mô men xuất từ SAP2000 169

Hình 7.5 Phản lực gối 169

Hình 7.6 Vị trí bố trí các cẩu tháp trên mặt bằng 170

Hình 7.7 Bánh kính hoạt động và khả năng cẩu của cần trục tháp leo 171

Hình 7.8 Góc hoạt động của cần trục 172

Hình 8 1 Hệ đầu neo của của 173

Hình 8 2 Bố trí con kê 174

Hình 8 3 Hình dạng gen chứa cáp 174

Hình 8 4 Van bơm vữa bằng nhựa 175

Hình 8 5 Kích thủy lực kéo cáp cho đường cáp dẹp, khả năng tạo lực tối đa 256kN 175

Hình 8 6 Kích thủy lực kéo cáp cho các đường cáp tròn 176

Hình 8 7 Máy bơm thủy lực 176

Hình 8 8 Loại kích đánh rối kiểm H 176

Hình 8 9 Đặc tính kỹ thuật của máyNCM MBV12 177

Hình 8 10 Lắp đặt hệ đầu neo kéo loại dẹp 178

Hình 8 11 Khung nâng cáp lên vị trí lắp đặt 179

Hình 8 12 Đánh dấu lên các sợi cáp bằng sơn để đo độ giãn dài 184

Hình 8 13 Đo độ giãn dài của cáp 185

Hình 8 14 Trình tự thi công căng cáp đối với bó 5 tao 185

Hình 8 15 Trình tự thi công căng cáp đối với bó 4 tao 186

Hình 8 16 Trình tự căng cáp đối với bó cáp 3 tao 186

Hình 9 1 Định mức nhà tạm 193

Hình 10 1 Độ dốc lớn nhất cho phép của mái dốc không cần gia cố 200

Hình 10 2 Công tác làm mặt bê tông sau khi đổ 204

Chương 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Tổng quan

Tên công trình: TÒA NHÀ VĂN PHÒNG TỔNG HỢP

Địa chỉ: 110 - 112, PASTUER, P BẾN NGHÉ, Quận 1, TP HCM

Quy mô dự án gồm 2 tầng hầm và 30 tầng cao, có sân đậu dành cho trực thăng trên đỉnh mái

1.2 Vị trí, khí hậu và địa chất công trình

1.2.1 Vị trí

Công trình nằm trên trục đường Pastuer có một mặt giáp đường, 3 mặt còn lại, 2 mặt giáp với khu dân cư, riêng mặt bên trái công trình là phần đất của dự án 2 thuộc cùng chủ sở hữu công trình

Hướng chính của công trình quay mặt về hướng Tây

1.2.2 Đặc điểm khí hậu

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu - thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu; cho thấy những đặc trưng khí hậu Thành Phố Hồ Chí Minh như sau:

- Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 270C Nhiệt độ cao tuyệt đối

400C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,80C Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,80C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,70C) Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-280C

- Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong

đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể

- Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80%

và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

- Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng

5 tốc độ trung bình 3,7 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão

1 3 Địa chất công trình

Chi tiết về mặt cắt địa chất công trình sẽ trình bày rõ trong phần tính toán kiểm tra chuyển vị của tường vây

1.3 Công năng sử dụng của công trình

Công trình có quy mô rất lớn vì vậy công năng sử dụng của công trình cũng khá phức tạp, gồm nhiều chức năng khác nhau, thống kê về công năng sử dụng công trình được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.1 Thống kê công năng của công trình

Hầm 1 Bãi đỗ xe máy, các phòng kỹ thuật điện, trạm điện áp, kho chứa

Tầng 1 Show room ô tô và dịch vụ bảo dưỡng ô tô

Tầng 2 Văn phòng xưởng dịch và showroom ô tô

Tầng 3 Khu vực sữa chữa, bảo hành và kiểm tra ô tô, kho chứa

Tầng 4 Khu vực sơn, sửa, dịch vụ ô tô

Tầng 5 Phong điều hành, khu sửa chữa tổng quát và hội trường

Tầng 6 Văn phòng quản lý tòa nhà, cà phê sân vường và bố trí hệ thống thông

tin liên lạc

Tầng 7 -

30 Hệ thống văn phong cho thuê

Mái Bãi đáp trực thăng

Chương 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.1 Giải pháp kết cấu công trình

Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng trở nên rất phổ biến Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điểm sau:

Giá thành của kết cấu bê tông cốt (BTCT) thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ, chịu tải như nhau

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

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

Chính vì những ưu việt đó mà công trình hiện tại sử dụng giải pháp kết cấu BTCT toàn khối

2.2 Mô tả kết cấu công trinh

Kích thước của công trình theo Hồ sơ kiến trúc cơ sở

Chiều cao công trình lớn hơn 40m và có tỉ số chiều cao công trình/ nhịp công trình bằng>1.5 nên khi tính toán thiết kế cần phải xét cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió

Hệ lõi thang máy và thang bộ có bề dày là 30cm và 40cm xuyên suốt chiều cao công trình, hệ thống cột và dầm tạo thành các khung cùng chịu tải trọng thẳng đứng trong diện chịu tải của nó và tham gia chịu một phần tải trọng ngang tương ứng với độ cứng chống uốn của nó Hai hệ thống chịu lực này bổ sung và tăng cường cho nhau tạo thành một hệ chịu lực kiên cố

Hệ sàn dày 250mm với các ô sàn nhịp 9,5m tạo thành một vách cứng ngang liên kết các kết cấu với nhau và truyền tải trọng ngang về hệ lõi Công trình cao tầng chịu

tác động vặn xoắn do tải trọng động, khi đó hệ sàn có tác dụng rất hiệu quả trong việc chống xoắn

Do mặt bằng xây dựng công trình hẹp, công trình lại cao nên giải pháp móng cho công trình phải được tính toán thiết kế hết sức tốn kém

2.3 Phương án kết cấu thang máy

Kết cấu thang máy sử dụng lõi cứng bê tông cốt thép kết hợp cùng với hệ khung toàn nhà làm tăng khả năng chịu lực và ổn định cho toàn công trình

2.4 Sơ đồ kết cấu của công trình

Với mặt bằng kết cấu công trình, nhận thấy độ cứng tổng thể của nhà theo hai phương không chênh lệch nhiều và công trình kết hợp khung với vách lõi cứng đồng thời chịu tải trọng ngang và đứng Do đó sơ đồ tính toán kết cấu của công trình là sơ đồ không gian

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƯỚC

3.1 Phân tích, lựa chọn phương án kết cấu sàn

Hình 3.1 Mặt bằng hệ lưới cột,vách, sàn tầng 8

3.1.1 Đề xuất phương án kết cấu sàn

Công trình có nhịp và bước cột khá lớn (9,5x9,5m), ta có thể đề xuất một vài phương án kết cấu sàn thích hợp với nhịp này là:

- Sàn BTCT có hệ dầm chính, phụ (sàn sườn toàn khối)

- Hệ sàn ô cờ

- Sàn BTCT ƯLT không dầm

- Sàn BTCT ƯLT hai phương trên dầm

Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của từng loại phương án kết cấu sàn để lựa chọn ra một dạng kết cấu phù hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật phù hợp với khả năng thiết

kế và thi công của công trình

3.1.2 Phương án sàn sườn toàn khối BTCT

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm dầm chính, dầm phụ và bản sàn

Ưu điểm: Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây

Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng bản sàn rất lớn, khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thủy mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẽ, khó tận dụng Quá trình

thi công, chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn nên hiệu quả không cao

3.1.3 Phương án sàn ô cờ BTCT

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian

sử dụng trong phòng

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 Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho việc

3.1.4 Phương án sàn ƯLT không dầm

Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột (có mũ cột hoặc không)

Ưu điểm:

- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

- Tiết kiệm được không gian sử dụng

- Linh hoạt trong việc phân chia không gian

- Do đó thiết kế điển hình không có dầm giữa sàn nên công tác thi công ghép ván khuôn cũng dễ dàng và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuôn được tổ hợp thành những mảng lớn, không bị chia cắt, do đó trọng lượng tiêu hao vật tư giảm đáng

kể, năng suất lao động được nâng cao

- Khi bê tông đạt cường độ nhất định, thép ƯLT được kéo căng và nó sẽ chịu toàn

bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không cần chờ bê tông đạt cường độ 28 ngày Vì vậy thời gian tháo dỡ ván khuôn sẽ được rút ngắn, tăng khả năng luân chuyển và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo được tiến hành sớm hơn

- Do sàn phẳng nên việc bố trí các hệ thống kỹ thuật như điều hòa trung tâm, cung cấp nước, cứu hỏa, thông tin liên lạc được cải tiến và đem lại hiệu quả kinh tế cao Nhược điểm:

- Tính toán tương đối phức tạp, mô hình tính mang tính quy ước cao đòi hỏi nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài

- Thi công phức tạp, đòi hỏi quá trình giám sát chất lượng nghiêm ngặt

- Thiết bị và máy móc thi công chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề cao

- Có thể gặp những bất ổn khó lường trước được trong quá trình thiết kế , thi công

và sử dụng

3.1.5.Phương án sàn ƯLT hai phương trên dầm

Cấu tạo hệ kết cấu sàn tương tự như sàn phẳng nhưng giữa các đầu cột có thể được

bố trí thêm hệ dầm, làm tăng độ ổn định cho sàn Phương án này cũng mang các ưu nhược điểm chung của việc dùng sàn BTCT ƯLT và sàn sườn toàn khối So với sàn phẳng trên cột, phương án này có mô hình tính toán quen thuộc và tin cậy hơn, tuy nhiên phải chi phí vật liệu cho việc thi công hệ dầm đổ toàn khối với sàn

3.2 Lựa chọn phương án kết cấu sàn

Đặc điểm cụ thể của công trình:

Bước cột lớn, chiều cao tầng 3,40 mét (tầng điển hình) nên cần hạn chế chiều cao dầm để đảm bảo không gian sử dụng

Trên cơ sở phân tích các phương án kết cấu sàn, đặc điểm của công trình, cùng với mong muốn được học hỏi thêm quy trình thiết kế sàn bê tông ƯLT, em đề xuất sử dụng phương án sàn BTCT không dầm ƯLT căng sau cho các tầng của công trình

3.3 Tiêu chuẩn thiết kế

Tiêu chuẩn ACI 318: Building Code Requirements for Structural Concrete

3.4 Lựa chọn vật liệu

3.4.1 Một số yêu cầu về vật liệu

3.4.1.1 Đối với bê tông cường độ cao

Ứng suất trong bê tông ngay sau khi truyền lực ứng suất trước (trước khi xảy ra tổn hao ứng suất) không được vượt quá các giá trị sau:

Ứng suất với tải trọng làm việc (sau khi đã xảy ra hao tổn ứng suất):

Ứng suất nén lớn nhất do tải trọng dài hạn : '

c

0,45.f

3.4.1.2 Đối với thép cường độ cao

Ứng suất kéo cho phép trong thép theo tiêu chuẩn ACI 318

Ứng suất lớn nhất do căng thép (trước khi truyền ứng suất) không được vượt quá

số nhỏ hơn của : 0,8.fpu và 0,94.fpy

Ứng suất kéo ngay sau khi truyền lực ứng suất không được vượt quá số nhỏ hơn của: 0,74.fpu và 0,82.fpy

Ứng suất lớn nhất trong thép căng sau tại vùng neo ngay sau khi neo thép: 0,7.fpu 3.4.2 Quy đổi cường độ vật liệu

Cường độ đặc trưng fc’ được dùng trong ACI 318 được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương 6x12inch với xác suất đảm bảo 95% Trong khi đó cường độ đặc trưng (cấp độ bền) được định nghĩa là cường độ thí nghiệm mẫu lập phương 15x15x15cm cũng với xác suất đảm bảo 95%

Theo phần A3 của phụ lục A cường độ mẫu lăng trụ quy đổi từ cường độ đặc trưng mẫu lập phương qua công thức

vì theo tiêu chuẩn ACI 318 quy định khoảng cách tối đa của cáp là 8 lần chiều dày sàn

và ứng suất nén trung bình trong sàn tối thiếu là 0,85MPa Dùng sợi cáp 12,7mm cho phép thỏa mãn 2 tiêu chí trên để tiết kiện nhất số lượng cáp Một lý do nữa là đối với loại cáp này, khi thi công có thể dùng loại kích cầm tay và dễ thi công

Trong đồ án này, sinh viên đề xuất sử dụng loại cáp ƯLT bám dính loại ASTM A416 có đường kính d=12.7mm đặt thành từng bó từ 3 – 5 tao cáp trong ống gen dẹp bằng tôn gợn sóng, sau đó bơm vữa để tạo sự dính kết giữa cáp và bê tông, các thông số

Kích thước của các ống gen cho các bó cáp loại 5 tao là 20x90mm, loại 4 tao là 20x70mm và loại 3 tao là 20x60mm

Đầu neo sống dùng neo của hãng OVM loại bm13-nP

Đầu neo chết dùng neo của hãng OVM loại bm13-nP

Vữa lấy đầy ống gen là loại vữa có động linh động cao, không có ngót theo TC ACI 530- Tiêu chuẩn nghiệm thu vữa bê tông lắp ống gen, sau khi đông cứng phải đạt cường độ 35MPa

3.5 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm-sàn, cột, vách-lõi

3.5.1 Tiết diện dầm-sàn

Kích thước tiết diện sơ bộ của các cấu kiện được lựa chọn như sau:

Chiều dày sàn được lấy 1 1 lmax

Hình dáng tiết diện cột có thể là hình chữ nhật, vuông, tròn…do bên thiết kế kiến trúc và chủ đầu tư phối hợp đề ra Việc chọn hình dáng, kích thước, tiết diện cột dựa vào các yếu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công:

- Về kiến trúc đó là yêu cầu về thẩm mỹ, yêu cầu về sử dụng không gian

- Về kết cấu, kích thước tiết diện cột phải đảm bảo độ bền và độ ổn định

- Về thi công, đó là việc chọn kích thước tiết diện cột thuận tiện cho việc làm và

lắp dựng ván khuôn, việc đặt cốt thép và đổ bê tông

Theo yêu cầu này, kích thước tiết diện nên chọn là bội số của 5 hoặc 10 (cm) Trong đó vấn đề về kết cấu là cần được quan tâm hơn cả:

Với: ms là số sàn phía trên kể cả mái

q là tải trọng tương đương, tính trên mỗi m2 sàn bao gồm cái tĩnh tải và hoạt tải, trọng lượng tường, cột được tính quy đều ra toàn sàn Vì đây là công trình sử dụng ƯLT nên sẽ có bề dày sàn lớn, do vậy ta chọn q=1,5 (T/m2)

Fs là diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

Rb= 1950 T/m2 là cường độ tính toán của bê tông cột B35

Lựa chọn cột biên 1000x1000mm, cột giữa 1200x1200mm

Kích thước tiết diện cột được xem là hợp lý hay không về mặt chịu lực chỉ được đánh giá sau khi đã tính toán bố trí cốt thép và dựa vào tỷ lệ phần trăm cốt thép Nếu phát hiện kích thước quá bất hợp lý, quá lớn hoặc quá bé thì nên chọn lại và tính lại Trong nhà nhiều tầng, người ta thường giảm tiết diện cột theo chiều cao từ móng đến mái Lý do là lực nén trong cột giảm dần, để hợp lý về sử dụng vật liệu thì càng lên cao càng giảm khả năng chịu lực của cột

Việc giảm kích thước tiết diện có vẻ hợp lý về mặt chịu lực nhưng làm phức tạp cho thi công và ảnh hưởng không tốt đến sự làm việc tổng thể của công trình khi tính toán dao động dưới tác dụng của tải trọng ngang Để đảm bảo sử dụng hợp lý vật liệu, nên thay đổi mác bê tông và cốt thép hơn là thay đổi tiết diện cột

3.5.3 Tiết diện vách lõi thang máy và thang bộ

quy định độ dày của vách không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau

3.6 Xác định tải trọng

Tầng 8 có công năng là văn phòng cho thuê, trên sàn có bố trí các lỗ mở để phục

vụ cho hệ thống kỹ thuật (điện, nước, phòng cháy chữa cháy) và kết cấu thông tầng để tạo ánh sang tự nhiên trong công trình Do vậy để đơn giản quá trình tính toán cũng như

dễ dàng trong việc mô hình sàn trong phần mềm SAFE, trong đồ án này sinh viên đưa tải trọng tường và giá trị hoạt tải nằm trên các ô sàn phân bố đều lên toàn sàn, phần tải trọng bản thân kết cấu BTCT được đưa vào chương trình tự động tính toán với trọng lượng riêng γ = 25 (kN/m3), hệ số vượt tải n = 1,1

3.6.1 Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn

- Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn được xác định như sau:

Các lớp cấu tạo sàn gồm 4 lớp:

+ Gạch lát CERAMIC + Lớp vữa lót M75

+ Sàn BTCT + Vữa trát trần

Bảng 3.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn

STT Các lớp cấu tạo Bề dày

3.6.2 Tĩnh tải tường, cửa đi, cửa sổ và vách kính

- Tĩnh tải do tường, cửa đi, cửa sổ và vách kính trên sàn:

+ Tường gồm có tường 220 (mm) và tường 110 (mm)

+ Cửa đi, cửa sổ, vách kính tính chung

Thống kê diện tích của các thành phần tĩnh tải trong bảng sau:

Bảng 3.2 Bảng thống kê tĩnh tải tác dụng lên sàn

Lớp cấu tạo tường Chiều

dày (m)

Diện tích (m 2 )

Trọng lượng riêng

Hệ số vượt tải

Trọng lượng tính toán (kN) Trị số Đơn vị

Cửa đi, cửa sổ kính khung thép - 39,6 0,4 (kN/m2) 1.3 15,84

Tổng tải trọng tường và cửa phân bố tập trung 1132,51

Tổng diện tích sàn tầng 8 (m 2 ): 1703,40

Tải trọng tường và cửa phân bố đều trên sàn sấp xỉ (kN/m 2 ): 0,665

3.6.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn

Dựa vào công năng sử dụng của phòng và của công trình trong mặt bằng kiến trúc

và theo TCVN 2737-1995 về tiêu chuẩn tải trọng và tác động, ta có số liệu hoạt tải cho các loại sàn Với việc tính toán có kể đến hệ số giảm tải như sau:

Đối với các phòng khách ở, ngủ, bếp, phòng làm việc có diện tích A > A1 = 9m2(với A là diện tích chịu tải (m2) hoạt tải được nhân với hệ số giảm tải:

Đối với các loại phòng khác có diện tích A>A2=36(m2) cho phép nhân với hệ số giảm tải:

Hệ số độ tin cậy đối với đối với tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang lấy 1,3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 200daN/m2 , bằng 1,2 khi tải trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 200daN/m2

Bảng 3.3 Hoạt tải sau khi tính đến hệ số giảm tải

Diện tích (m 2 )

P tc (kN/m 2)

HS giảm tải

P tc sau giảm tải (kN/m 2 )

Hệ

số tin cậy

P tt (kN/m 2 )

Vậy sau quá trình tính toán tải trọng sàn, ta kết luận lại được các giá trị tác dụng lên sàn:

- Tĩnh tải tác dụng:

TINH TAI = TT các lớp cấu tạo + TT tường, cửa, vách kính = 8,141 + 0,665 = 8,806 kN/m2

Theo tiêu chuẩn ACI 318, quy định tải trọng cân bằng được lấy bằng:

Wb = (0,8-1).TLBT tiêu chuẩn sàn

Trong đồ án này, em xin chọn Wb= 0,9×6,25 = 5,625 (kN/m2)

3.8 Xác định tổn hao ứng suất

3.8.1 Hao ứng suất do biến dạng đàn hồi của bê tông

Đây là loại tổn hao do biến dạng tức thời của bê tông khi ta tiến hành căng từng sợi cáp, loại tổn hao này phụ thuộc vào loại xi măng sử dụng, mô đun đàn hồi của bê tông tại thời điểm căng cáp và số lượng tao cáp trong 1 bó Do vậy tùy thuộc vào thời điểm đơn vị thi công căng cáp mà xác định chính xác hao ứng suất do biến dạng tức thời của bê tông

Theo bài đăng “Tổn hao ứng suất trong thiết kế sàn bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau” – Tạp chí khoa học công nghệ Xây dựng số 3+4/2013, đề cập một số công thức tính toán hao ứng suất do biến dạng đàn hồi của bê tông theo một số tiêu chuẩn nước ngoài như sau:

- Tiêu chuẩn ACI 318: es s

ES: tổn hao lực kéo do co ngắn đàn hồi của bê tông

Kes = 0,5 cho cấu kiện căng sau

cir

f : ứng suất bê tông tại vị trí cáp ngay sau thời điểm kéo căng

ci

E : mô đun đàn hồi của bê tông tại thời điểm cáp căng

Kết quả tính toán là: ΔP =108,2ES (daN)

Do vậy, trong đồ án này, em chọn giá trị hao ứng suất do biến dạng tức thời của

bê tông là 110 (daN) hay là Δf =cm 1,1 -3=11

98,71.10 (Mpa) 3.8.2 Tính hao ứng suất do ma sát:

Hao ứng suất do ma sát lấy bằng 0,25%/1 mét dài của mỗi cáp

Do căng cáp từ 1 phía nên f =0,125%.f Lms pi

3.8.3 Hao ứng suất do biến dạng neo

Như vậy ứng suất tổn hao lúc căng cáp là neo

3.8.4 Hao ứng suất dài hạn

Là các tổn hao phụ thuộc vào thời gian bao gồm: tổn hao ứng suất do co ngót của

bê tông, tổn hao do sự chùng ứng suất trong thép, tổn hao do từ biến của bê tông Việc tính toán các tổn hao trên là khá phức tạp do phụ thuộc vào nhiều yếu tố, theo

“Thiết kế sàn bê tông ứng lực trước” – PGS.TS Phan Quang Minh đưa ra tỷ lệ điển hình của tổng tổn hao các ứng suất trên như sau:

Bảng 3.5 Tỷ lệ hao ứng suất

Căng trước Căng sau

Co ngót đàn hồi và uốn của bê tông 4 1

Để đơn giản trong đồ án này ta lấy tổn hao ứng suất dài hạn bằng 20% ứng suất của cáp sau khi hao hụt do neo và ma sát

Giá trị của hao ứng suất dài hạn: 20%.fp

Như vậy ứng với từng cáp còn lại ứng suất hữu hiệu như sau:

f P

(Mpa)

Hao ứng suất dài hạn (Mpa)

f se

(Mpa)

Diện tích cáp (mm 2 )

Lực căng hiệu quả (kN)

3.9 Xác định ứng lực trước yêu cầu và tính toán cáp cho các dải

Để xác định lực ứng trước phải xây dựng mô hình trên phần mềm SAFE v16, gán tải trọng là tải cân bằng, chia các strip trên mô hình và tiến hành chạy nội lực, khi có được biểu đồ mô men sử dụng các giá trị mô men để xác định lực ứng trước yêu câu và với hình dạng biểu đồ mô men xác định được hình dạng của cáp

Tải cần bằng Wb= 0,9.6,875 = 6,188 (kN/m2) Khai báo và xuất nội lực thông qua phần mềm SAFE v16 như sau:

Hình 3.2 Mô phỏng sàn định dạng 3D và gán tải cân bằng cho sàn

Hình 3.3 Dải theo phương X

Hình 3.4 Dải theo phương Y

Sau khi chia dải, Mesh, chạy nội lực và tiến hành xuất nội lực của các strip:

Hình 3.5 Biểu đồ nội lực cho các strip theo phương X

Hình 3.6 Biểu đồ nội lực cho các strip theo phương Y

Xác định momen Mmax của từng dải bản bằng cách xuất các bảng giá trị nội lực

Xác định s1 và s2 như sau:

Gọi e1, e2: Độ lệch tâm lớn của cáp tại giữa nhịp, tại đầu cột

Chọn chiều dày lớn bảo vệ bằng 10mm, chiều dày 2 lớp thép thường lấy bằng 20mm, ta có được ao=30mm

Cáp đặt theo 2 phương X và Y, Chiều dài nhịp biên theo hai phương đều bằng 9,5

m nên đặt cáp phương nào ở dưới đều được, ở đây chọn cáp theo phương X đặt dưới

Bề rộng dải (m)

Độ võng cáp (mm)

P yc (kN)

P 1 cáp (kN)

Số cáp cho dải

Số tao cáp

Số bó cáp Chọn CSA1 54,19 -155,75 155,75 3.875 117,5 1325,53 99,37 13 3 5

Momen do tải trọng cân bằng gây ra lấy M = Max(Mmax, |Mmin− |)

Khoảng cách giữa các bó cáp được tính theo công thức: bd

a =

n Khoảng cách lớn nhất giữa các bó cáp cho dải giữa nhịp:

ao là khoảng cách từ mép biên sàn đến bó cáp gần nhất trên dải cột

a1 là khoảng cách giữa hai bó c áp trên dải cột

a2 là khoảng cách giữa hai bó cáp trên dải nhịp

Với các điều kiện hạn chế, số lượng bó cáp trên dải và bề rộng dãi ta có bảng tính khoảng cách bố trí cáp như bảng sau

Bảng 3.8 Chọn khoảng cách cáp

Tên dải (m) Bề rộng dải (m) Số bó cáp chọn khoảng cách

(mm)

Khoảng cách chọn (mm)

3.10 Xác định hình dạng cáp theo các phương dọc theo các strip

Dựa vào biểu đồ mô men trong các dải độ võng và độ lệch tâm của hệ cáp đã tính

ở phần trên để bố trí hệ cáp, hình dạng cáp trong phần mềm SAFE với các thông số như sau:

Hình 3.7 Hình dạng cáp thep phương X

Hình 3.8 Hình dạng cáp thep phương Y

Như vậy sau khi vẽ và xác định các thông số hình dạng cáp vào phần mềm SAFE v16 ta có được sơ đồ cáp như sau:

Hình 3.9 Sơ đồ cáp mặt bằng trong SAFE

3.11 Kiểm tra ứng suất trong sàn

Kiểm tra ứng suất sàn ứng với các giai đoạn làm việc, kiểm tra khả năng chịu lực

và độ võng

Tại các giai đoạn làm việc của sàn:

Ứng suất trong bê tông: f = - t,b P ± M fcp

Trong đó:

M: momen trên dải tại mặt cắt đang xét do Safe xuất ra

W: là momen kháng uốn của dầm bản:

2

d d

b hW

6

 A: diện tích mặt cắt ngang dải A = bd.hb

P: lực căng trước của tổng số cáp trên dải

Định nghĩa trong Safe:

Tải trọng cáp lúc truyền lực: PT-TRANFER (chỉ kể đến tổn hao ứng suất lúc căng cáp)

Tải trọng cáp lúc công trình đưa vào sử dụng PT-FINAL (kể tới tất cả các loại tổn hao)

3.11.1 Kiểm tra ứng suất lúc buông neo

Lúc buông neo sàn chịu tác dụng của các lực:

+Trọng lượng bản thân sàn (trọng lượng của bê tông cốt thép) phân bố đều trên sàn