(Đồ án tốt nghiệp) khách sạn hương thảo thành phố đà nẵng

Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau: + Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những côn

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

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

1 GV T.S NGUYỄN QUANG TÙNG

2 GV T.S ĐẶNG CÔNG THUẬT

ĐÀ NẴNG, THÁNG 06 /2019

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Đặc điểm, vị trí xây dựng công trình

1.1.1 Khái quát về vị trí xây dựng công trình

Khu đất xây nằm nằm số 203-211- Nguyễn Văn Linh- Quận Thanh Khê- Tp Đà Nẵng, cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 5 phút đi xe, cách bãi biển Mỹ Khê 1500m, cách phố cổ Hội An 30 phút đi xe và cách khu du lịch Bà Nà Hill 30 phút đi xe, đây là một

vị trí thuận lợi cho việc xây dựng Khách sạn tiêu chuẩn 4 sao như Khách sạn HƯƠNG THẢO

1.1.2 Các điều kiện khí hậu tự nhiên

1.1.2.1 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ hàng năm : 25.60C

Nhiệt độ tối cao trung bình năm : 29.8 0C

Nhiệt độ tối thấp trung bình năm : 22.7 0C

Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối : 40.90C

Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 10.20C

Lượng mưa trung bình năm : 2066 mm

Lượng mưa năm lớn nhất : 3307 mm

Lượng mưa năm thấp nhất : 1400 mm

Lượng mưa ngày lớn nhất : 332 mm

Số ngày mưa trung bình năm : 140-148 ngày

Lượng bốc hơi trung bình năm : 2107 mm /năm

Lượng bốc hơi thang lớn nhất : 240 mm

Lượng bốc hơi thàng thấp nhất : 119 mm

Số giờ nắng trung bình năm :2158 giờ/ năm

Số giờ nắng trung bình tháng nhiều nhất :248 giờ/ tháng

Số giờ nắng trung bình tháng ít nhất :120 giờ/ tháng

Hằng năm trung bình có 1.8 cơn bão đổ bộ và khu vực thành phố Đà Nẵng

Gió trong bão rất mạnh, ở khu vực thành phố Đà Nẵng tốc độ gió có thể đạt 35m/s Phạm vi bão có thể bao quát một vùng rộng lớn có đường kính 200 đến 300 km

1.1.3 Các điều kiện địa chất thủy văn

Cao trình Mực nước ngầm: -2.7 tới -4.5(m) tùy thuộc vào mùa Cấu tạo các lớp địa chất tại vị trí đặt công trình như sau:

Cát mịn, trạng thái chặt vừa đến rời : 5.8 m

Cát bụi, trạng thái rời : 8.0 m

Á sét đến sét, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng: 10.0 m

Sét, trạng thái cứng : 8.8 m

Á cát, trạng thái nửa cứng : 2.0 m

Á sét, trạng thái nửa cứng : 7.1 m

1.2 Quy mô và đặc điểm công trình

Công trình có diện tích xây dựng 579.5 m2, với 1 tầng hầm và 14 tầng nổi, đạt chiều cao 48m Tổng diện tích sàn : gần 8347.5 m2

Công trình là một khu tổ hợp gồm có: nhà hàng, hội trường, phòng họp, bể bơi, các phòng dịch vụ: tập thể hình, massage, karaoke, cafe…, 192 phòng nghỉ cao cấp 1.3 Giải pháp thiết kế

1.3.1 Thiết kế tổng mặt bằng:

Khách sạn HƯƠNG THẢO là một công trình nhà cao tầng, nằm ngay trên tuyến đường lớn của thành phố và nằm dọc sông Hàn, do vậy việc xây dựng công trình sẽ đóng góp một phần đáng kể cho bộ mặt kiến trúc của Thành phố

Có thể tại một thời điểm, lượng khách ra vào khách sạn đông nên cần chú ý nhiều tới việc giải quyết tốt mối giao thông nội bộ với bên ngoài trung tâm thành phố Các công trình hạ tầng phục vụ cho công trình cần bố trí và có giải pháp kỹ thuật

trong phạm vi chỉ giới đường đỏ đã giới hạn, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường và cảnh quan cho khu vực

Đối với các tầng chứa phòng nghỉ khách sạn hoặc phòng hội nghị cần được bố trí

ở phía trên để có được không gian yên tĩnh và để đảm bảo được chất lượng phục vụ tốt nhất

Giao thông trong công trình theo phương đứng gồm có 2 thang máy được bố trí tại trung tâm công trình, ngoài ra còn có 2 thang bộ nhằm giải quyết thoát người khi có

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KĨ THUẬT

2.1 Giải pháp kết cấu:

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, bêtông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo 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

Vì vậy công trình được xây bằng bêtông cốt thép

Đối với công trình cao tầng, kiến trúc có ảnh hưởng quyết định tới giải pháp kết cấu Từ những yêu cầu về kiến trúc, việc đề xuất được giải pháp kết cấu hợp lí là quan trọng Giải pháp kết cấu cần thoả mãn nhiều yêu cầu như:

+ Có tính cạnh tranh cao về kinh tế, giải pháp mang lại lợi ích kinh tế cao trong giai đoạn đầu tư cũng như sử dụng sau này thường được chủ đầu tư chọn

+ Tối ưu hoá về thẩm mỹ cũng như vật liệu và không gian sử dụng

+ Tính khả thi trong thi công

2.2 Phân tích các dạng kết cấu:

Theo TCXD 198:1997 các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ kết cấu khung vách hỗn hợp, hệ khung lõi, hệ kết cấu hình ống và hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu nào phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trong ngang như gió, động đất

2.2.1 Hệ kết cấu khung:

Có khả năng tạo ra không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao lớn

2.2.2 Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng:

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương hay 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt

Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra hiệu quả rõ rệt ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được

2.2.3 Hệ kết cấu khung giằng (khung +vách hay lõi)

Được tạo ra bằng cách kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung hoặc các tường biên, hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Trong hệ kết cấu này hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng còn hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang

Hệ kết cấu khung giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng

Về hệ kết cấu chịu lực: Hệ kết cấu khung lõi được tạo ra bằng sự kết hợp giữa khung và vách cứng (liên kết thành lõi) Hai hệ thống khung lõi được liên kết qua hệ kết cấu sàn Hệ thống lõi cứng tạo thành 2 lỗ thang máy xuyên suốt chiều cao nhà chịu chủ yếu tải trọng ngang, hệ khung thiết kế chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột

và dầm đáp ứng yêu cầu kiến trúc

CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

3.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng:

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng ta phải quan tâm đến những vấn đề cơ bản sau: 3.1.1.Tải trọng ngang:

- Tải trọng ngang: áp lực gió, động đất

- Mô men và chuyển vị tăng lên rất nhanh theo chiều cao Nếu coi công trình như một thanh côngxon ngàm tại mặt đất thì lực dọc tỷ lệ với chiều cao, mô men do tải trọng ngang tỷ lệ với bình phương chiều cao H:

M = qH2/2 (tải trọng phân bố đều)

M = qH3/3 (tải trọng phân bố tam giác)

- Chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc bốn của chiều cao:  = qH4/8EJ (tải trọng phân bố đều)

 = 11qH4/120EJ (tải trọng phân bố tam giác)

Do vậy, tải trọng ngang trở thành nhân tố chủ yếu khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng 3.1.2 Hạn chế chuyển vị:

Theo sự tăng lên của chiều cao nhà, chuyển vị ngang tăng lên rất nhanh Trong thiết kế kết cấu không chỉ yêu cầu thiết kế có đủ khả năng chịu lực mà còn yêu cầu kết cấu có đủ độ cứng chống lại lực ngang, để dưới tác dụng của tải trọng ngang chuyển vị ngang của kết cấu hạn chế trong giới hạn cho phép Những nguyên nhân cần hạn chế chuyển vị ngang:

Do vậy cần hạn chế chuyển vị ngang

3.1.3 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu:

- Xem xét từ sức chịu tải của nền đất, nếu cùng một cường độ thì giảm trọng lượng bản thân có thể tăng thêm một số tầng khác, hoặc làm giảm độ lún của công trình, hoặc làm giảm kích thước kết cấu móng

- Từ những nhận xét trên, ta thấy trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến giảm trọng lượng bản thân của kết cấu

3.2 Phân tích lựa chọn vật liệu:

Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép

Kết cấu bằng bê tông cốt thép làm cho công trình có trọng lượng bản thân lớn, công trình nặng nề hơn dẫn đến kết cấu móng phải lớn Tuy nhiên, kết cấu bê tông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép: như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách đặt nó vào vùng kéo của cốt thép

3.3 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu:

Từ thiết kế kiến trúc ta có thể lựa chọn một trong hai phương án sau:

3.3.1 Kết cấu thuần khung:

Dạng kết cấu này có không gian lớn, mặt bằng bố trí linh hoạt, có thể đáp ứng khá đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, nhưng nhược điểm của nó là độ cứng nhỏ, biến dạng lớn nên phải tăng kích thước các cấu kiện chịu lực lên dẫn đến lãng phí không gian, tốn vật liệu và ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tính kinh tế của công trình

3.3.2 Kết cấu khung và lõi:

Đây là dạng kết cấu hỗn hợp từ kết cấu khung và kết cấu lõi Nếu sử dụng loại kết cấu này vừa có không gian sử dụng lớn vừa có khả năng chịu lực ngang lớn Kết cấu khung lõi cứng bê tông cốt thép sử dụng rất phổ biến, ngoài ra khi dùng loại kết cấu này thì độ cứng của kết cấu được đảm bảo hơn

3.3.3 Hệ kết cấu khung, vách, lõi kết hợp

Hệ kết cấu này là sự phát triển của hệ kết cấu khung - lõi, khi lúc này tường của công trình ở dạng vách cứng

Hệ kết cấu này là sự kết hợp những ưu điểm và cả nhược điểm của phương ngang

và thẳng đứng của công trình Nhất là độ cứng chống uốn và chống xoắn của cả công trình với tải trọng gió Rất thích hợp với những công trình cao trên 40m Tuy nhiên

hệ kết cấu này đòi hỏi thi công phức tạp hơn, tốn nhiều vật liệu, mặt bằng bố trí không linh hoạt

Lựa chọn: so sánh ba dạng kết cấu trên ta nhận thấy sử dụng kết cấu khung lõi kết

hợp là thích hợp hơn đối với công trình

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

4.1 Sơ đồ phân chia ô sàn:

S3 S3

S3 S2

Hình 4.1 Sơ đồ phân chia ô sàn

Quan niệm tính toán: Tuỳ thuộc vào sự liên kết ở các cạnh mà ta có liên kết ngàm hay khớp

Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem là khớp, nhưng thiên về an toàn

ta lấy cốt thép ở biên ngàm để bố trí cho cả biên khớp Khi dầm biên lớn ta có thể xem là ngàm

: Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn

l2-kích thước theo phương cạnh dài

Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia như sau:

Bảng 4.1 Phân loại ô sàn

Ô sàn L1

(m)

L2 (m) L2/L1 Liên kết biên Loại ô bản

4.2 Các số liệu tính toán của vật liệu:

Bêtông B25 có: Rb = 14.5 (MPa) = 145 (daN/ cm2)

.

Đối với các bản loại dầm chọn m = 30

Đối với các bản loại kê 4 cạnh chọn m = 45 1 4 0.089( )

Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có:

gtc = . (kN/cm2): tĩnh tải tiêu chuẩn

gtt = gtc.n (kN/cm2): tĩnh tải tính toán

Trong đó: (kN/cm3): trọng lượng riêng của vật liệu

n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995

3 Sàn BTCT 0.09 25 2.25 1.1 2.475

4.4.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:

Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có trọng lượng riêng = 15 (kN/ m3)

Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải trọng

đó phân bố đều trên sàn Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà

hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn :

t

S

S n S

 = 0.25(kN/m2): trọng lượng của 1m2 cửa kính khung gỗ

Si(m2): diện tích ô sàn đang tính toán

Diện tích

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m2) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vượt tải n Ta sẽ có hoạt tải tính toán ptt(daN/m2)

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 Mục 4.3.4 có nêu khi tính dầm chính,dầm phụ,bản sàn,cột và móng,tải trọng toàn phần được phép giảm như sau:

+Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 nhân với hệ số ψA1(khi A>A1=9m2)

Hệ số giảm tải : ΨA = 0.4+

1

0.6

A A

A –Diện tích chịu tải tính bằng m2

+ Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 nhân với hệ số ψA2(khi A>A2=36m2)

Hệ số giảm tải : ΨA = 0.4+

1

0.6/

Hệ số giảm tải

P tt

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q = (g+p).1m (kN/m)

Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

Hình 4.3 Sơ đồ tính ô bản dầm 4.5.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh:

Sơ đồ nội lực tổng quát:

Trong đó: α1 , α2 , β1, β2 :hệ số tra bản phụ thuộc vào tỷ số l1/l2 (Phụ lục 6 sách sàn

sườn BTCT toàn khối trang 160 của Gs.Ts Nguyễn Đình Cống)

4.6 Tính toán cốt thép cho các ô sàn:

Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1(m); chiều cao h = hb

+ Xác định: 2

0

h b R

+ Kiểm tra điều kiện:

- Nếu m R: tăng bề dày hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế m R

- Nếu m R: thì tính  =0.5 (1 + −1 2m)

Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

2 0

cm h R

M A

Nếu <min = 0.1% thì ASmin = min b.h0 (cm2)

Chọn đường kính cốt thép, khoảng cách a giữa các thanh thép:

S

.100( )

4.7 Bố trí cốt thép:

Hình 4.5 Bố trí cốt mũ cho ô bản

Bố trí riêng lẻ

- §êng kÝnh cèt chÞu lùc tõ Φ6  Φ10 ( kh«ng ®ưîc > h/10 )

- Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định

- Cốt thép phân bố phải lớn hơn hoặc bằng 10% cốt chịu lực nếu l2/l1 3 ;không ít hơn 20% cốt chịu lực nếu ngược lại Khoảng cách các thanh nhỏ hơn hoặc bằng 35 cm,đường kính cốt thép phân bố bé hơn đường kính thép chịu lực

- Trong đồ án ta thấy tỉ số l2/l1 đa số bé hơn 3 nên cốt thép phân bố tính lớn hơn hoặc bằng 20% cốt chịu lực.Chọn thép phân bố đường kính Φ6 a200

- Cốt phân bố có tác dụng :

• Chống nứt do bê tông co ngót

• Cố định cốt chịu lực

• Phân phối tải trọng đều hơn,tránh hiện tượng tập trung ứng suất

• Chịu ứng suất nhiệt

• Hạn chế việc mở rộng khe nứt

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TẦNG 4

5.1 Nội dung tính toán

- Tính toán cầu thang bộ số tầng 4 bao gồm:

+ Tính bản thang

+ Tính bản chiếu tới

+ Tính dầm chiếu nghỉ, chiếu tới

+ Vật liệu Bêtông B25: Rb = 14.5 MPa = 145 daN/cm2

Rbt = 1.05 MPa = 10.5 daN/cm2

+ Thép chịu lực CII: Rs = Rs' = 280 MPa = 2800 daN/cm2

+ Thép bản, thép cấu tạo CI: Rs = Rs' = 225 MPa = 2250 daN/cm2

Cầu thang dạng 3 vế như hình vẽ:

l /41

1

l /4

l 1

+12.210 +13.390

3

1 2

1 ( ) 3

1 2

chiều dày bản thang, bản chiếu nghỉ, chiếu tới là 10cm

Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang:

+ Ô1, Ô3 : bản thang liên kết ở 3 cạnh : tường, dầm chiếu nghỉ DCN, và dầm chiếu tới

+ Ô2 : liên kết ở 3 cạnh : bản chiếu nghỉ 1 và 2, dầm chiếu nghỉ DCN

+ Dầm chiếu nghỉ DCN có dạng gãy khúc 2 đầu gối lên tường

+ Dầm chiếu tới DCT: 2 đầu gác lên cột

5.2 Tính bản thang Ô1, Ô2, Ô3

- Cắt 1 dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn

- Nhận xét: tỉ số: 300 3.33

90

d s

h

- Do đó, ta quan niệm niệm liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới là liên kết ngàm

- Cấu tạo bậc thang: b x h = 145 x 290 (mm x mm)

=> tg = 145 / 290 = 0,5 =>  = 26.33o

894 0 145 290

290 cos

2 2

2

+

= +

=



h b

i (m): chiều dày của lớp thứ i

ni: hệ số tin cậy của lớp thứ i

- Tổng cộng tĩnh tải trên bản thang theo phương

thẳng đứng theo chiều nghiêng

2 0.531+0.31+1.284+2.475+0.351=4.951(kN/m )

g =g =g +g +g +g +g

5.2.1.2 Hoạt tải

-Thép TCVN 2737-1995 thì hoạt tải tiêu chuẩn đối với nhà chung cư :

)/

p tt = tc =  =-Tải trọng lan can qui về phân bố đều: gtc=1(kN/m2)

 Tổng tải trọng theo phương đứng phân bố trên 1m2 bản:

g =g =g +g +g +g

Hình 5.4 Sơ đồ tính và kết quả nội lực vế 2

3.64 10

0.045 0.429 14.5 1000 75

0

3.64 10

220.78( ) 225 0.977 75

S S

0, 295.s 100% 1000.85.100%

BT BT

0

7.9 10

0.097 0.429 14.5 1000 75

0

7.9 10

339.41( ) 280 0.949 75

S S

419.17

0, 56 .100% 1000.75.100%

s

BT BT

0 150 2.51 0,335

- Kích thước (bxh) = 200 x 300 mm

- Chiều dài tính toán l = 4.00 m

- Chiểu dày lớp bê tông bảo vệ: a=4cm

Hình 5.7 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

6 max

0

32.08 10

0.146 0.429 14.5 200 275

6

2 max

0

32.08 10

452.36( ) 280 0.921 275

S S

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0

508.9.100% 100% 0.925%

- Tính toán với lực cắt Qmax = 47180 N

- Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm:

* f: Hệ số xét đến tiết diện chữ T và chữ I khi cánh nằm trong vùng nén

- Khi tính lực cắt ta chỉ xét lực cắt ở gối nên cánh nằm trong vùng kéo Vậy f = 0

 Cốt đai tính toán đảm bảo điều kiện chống cắt

- Chọn cốt đai 6, s=100 bố trí trên đoạn dầm nằm ngang

- Chọn cốt đai 6, s=150 bố trí trên đoạn dầm nghiêng

Tính toán cốt đai gia cường tại chỗ dầm gãy khúc phía vế 3

- Ở chỗ xà ngang bị gãy khúc, dưới tác dụng của momen dương, lực trong cốt thép chịu kéo và cốt thép chịu nén sẽ tạo thành những hợp lực hướng ra phía ngoài Cần phải có cốt đai chịu những lực đó, giữ cho cốt thép dọc không bị kéo bật ra phía ngoài Góc gãy α càng nhỏ thì hợp lực hướng ra ngoài càng lớn Khi góc 1600thì không những cần cốt đai gia cố, mà phải cắt cốt thép dọc chịu kéo (toàn bộ hoặc một phần)

để neo vào vùng bê tông chịu nén Khi góc 1600có thể uốn cốt thép qua góc gãy

và bố trí đủ cốt đai gia cường

Hình 5.9 Cấu tạo thép gia cường

- Diện tích cốt đai để giằng cốt dọc phải được tính toán để đủ chịu hợp trong các thanh cốt dọc không được neo vào và đủ chịu không dưới 35% hợp lực trong các thanh đã được neo trong vùng nén Ta có biểu thức:

Trong đó: As1: diện tích các thanh cốt dọc không được neo vào trong vùng nén

As2: diện tích các thanh cốt dọc đã được neo vào trong cùng nén

α : góc lõm của xà ngang

β : góc giữa đường phân giác của góc lõm với phương của cốt đai

- Cốt thép đai tính được phải bố trí trên chiều dài . 3

chọn 6, s=30 bố trí trong đoạn có chiều dài 350mm, tổng cộng có 12 thanh

bố trí cho cả 2 bên tại vị trí gãy khúc

- Chọn cốt đai 6 có Asw=0.28 cm2, số nhánh cốt đai là n=2

Chọn s=150mm bố trí cho phần còn lại toàn dầm

CHƯƠNG 6: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

6.1 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện cột, dầm, vách

6.1.1 Chọn sơ bộ kích thước dầm :

Kích thước dầm theo hai phương được lựa chọn căn cứ vào quy mô và sự mang tải của công trình tuy nhiên kích thước dầm còn bị cho phối bởi yếu tố không gian và chiều cao thông thủy cảu mỗi tầng trong tòa nhà

Công trình nhà cao tầng đòi hỏi chiều cao tương đối nhỏ nhưng không gian tương đối rộng nên trong một số trường hợp chọn theo giải pháp dầm có bề rộng khá lớn, lớn hơn cả chiều cao dầm

Về mặt chịu lực thì dầm có chiều cao lớn hơn bề rộng thì lợi thế hơn về khả năng chịu lực so với dầm có chiều cao nhỏ hơn bề rộng Tuy nhiên một số trường hợp thi

do ảnh hưởng của yếu tố chiều cao thông thủy của mỗi tầng trong tòa nhà, thì khi đó giải pháp dầm có bề rộng lớn(dâm bẹp) được xem là giải pháp lựa chọn khả thi Tuy nhiên trong trường hợp có thể được chọn khác nhằm phù hợp với yêu cầu nói trên

Một số lưu ý khi lựa chọn tiết diện dầm cho nhà cao tầng:

Chiều rộng tối thiểu của dầm chọn không nhỏ hơn 220mm, và tối đa không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1.5 lần chiều cao tiết diện

Chiều cao tối thiểu của tiết diện dầm không nhỏ hơn 300mm

Tỷ số chiều cao và chiều rộng dầm không lớn hơn 3

18

- Kích thước sơ bộ của dầm được chọn như sau:

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách cứng :

Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chủ yếu của nhà cao tầng Để tránh bị mất ổn định ngang, bề dày bụng vách cứng được chọn thõa mãn điều kiện sau:

- Trong đó : H là chiều cao tòa nhà

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột :

Vì chọn sơ bộ nên ta lấy tải trọng sàn để tính toán và nhân hệ số  = 1.3

Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định sơ bộ theo công thức:

cot

b

N A

R



= 

Trong đó:

- N là lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

- Rb là cường độ chịu nén của bê tông, bêtông B25: Rn = 145(daN/cm2)

-  = (1.21.5) - hệ số kể tới tải trọng ngang chọn là  = 1.3

Lực nén lớn nhất xuất hiện trong cột

N=  n A Q

Trong đó:

- n - số tầng kể từ trên xuống cột tính

- Q - tải trọng phân bố trên 1m2 sàn (tĩnh tải và hoạt tải)

+ Đối với sàn điển hình lấy Qsdh=929.5daN/m2(lấy theo ô số 2 tầng 4) + Mái Qsm= 402.5daN/m2

, 1,

2,3

C1A 14 1 11154 7170 1.5 41.11 63.25 65 C2A 14 1 16731 10755 1.3 46.86 68.45 70 C1B 14 1 18590 11950 1.3 49.40 70.28 70 C2B 14 1 27885 12075 17925 1.3 61.39 78.35 80

5,6, 7

8, 9

C1A 9 1 11154 7170 1.3 30.00 54.77 55 C2A 9 1 16731 10755 1.3 36.74 60.61 60 C1B 9 1 18590 11950 1.3 38.73 62.23 65 C2B 9 1 27885 12075 17925 1.3 48.56 69.68 70 10,11,

12,

13,14

C1A 4 1 11154 7170 1.3 20.32 45.07 45 C2A 4 1 16731 10755 1.3 24.49 48.48 50 C1B 4 1 18590 11950 1.3 25.82 50.81 55 C2B 3 1 27885 12075 17925 1.3 33.29 57.69 60

Bảng 6.5: Sơ Bộ Tiết Diện Cột:

6.1.2 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu tầng hầm

Công trình bao có 1 tầng hầm đặt ở cốt -0.7m, được biết cốt mặt đất là 0.00m Kết cấu sàn tầng hầm: sàn tầng hầm được đặt trực tiếp lên đài móng có chiều cao 1.6(m) của công trình

Tường tầng hầm được đổ liền khối, liên kết với đài thông qua thép chờ sẵn Do mực nước ngầm có cao trình cao nên cần phải có biện pháp giải quyết chống thấm triệt để cho sàn và tường tầng hầm

6.2 Tải trọng gió

6.2.3.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

+ S = B.L(m2): diện tích mặt đón gió theo phương đang xét

B(m) : Bề rộng mặt đón gió (bề rộng công trình) theo phương đang xét

L = 0.5(ht + hd) (m) : Chiều cao đón gió của tầng đang xét

+ ht: Chiều cao tầng trên;hd chiều cao tầng dưới

+ Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng Công trình xây dựng tại thành phố ĐÀ NẴNG , thuộc vùng IIB có Wo= 0.95(KN/m2)

+k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao tra ở bảng 5 TCVN 1995

+γ: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

- Bề rộng mặt đón gió theo phương X là B(X)=20m,

- Bề rộng mặt đón gió theo phương Y là B(Y)= 28m

Các giá trị gió tĩnh phương X,Y được thể hiện tại phụ lục C bảng 1,2

6.2.3.2 Thành phần động của tải trọng gió

Theo TCVN 2737-1995, công trình khách sạn Hương Thảo Đà Nẵng có chiều cao 48m>40m và có tỉ số H/Bmin=2.18>1.5 nên ta phải tính đến thành phần động của tải trọng gió

Bản chất của thành phần động là phần tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình có dao động, xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng bản thân công trình khi dao động bởi các xung của luồng gió

-Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

+ Sơ đồ tính toán là một thanh console có hữu hạn điểm tập trung khối lượng + Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình là không đổi

+ Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình (Sàn nhà)

+ Giá trị các khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí…Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió lên các phần của công trình (Xem phần gió tĩnh) + Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lên các phần tính toán của công trình

+ Xác định tần số dao động riêng fi và dạng dao động

Việc xác định tần số và dạng dao động được thực hiện nhờ phần mềm Etabs 15 Tùy theo mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió

mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc cả lực quán tính của công trình:

Nếu công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức :fs<

fL < fs+1

Thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên Công trình xây dựng thuộc loại công trình dân dụng, vật liệu bê tông cốt thép nên tần số giới hạn dao động riêng theo bảng 2 TCXD 229-1999 có fL=1.3 Hz

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (có độ cao là zj của công trình) ứng với dạng dao động riêng thứ i được xác định theo công thức sau:

𝑀𝑗: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (Tấn)

𝑗: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên phụ thuộc vào thông số 𝑖 và độ giảm lôga của dao động: 𝑖=√.𝑊0

940.𝑓𝑖

: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, =1.2

𝑓𝑖: tần số dao động riêng thứ i ( Hz)

𝑊0: giá trị của áp lực gió (N/m2)

𝑦𝑗1: dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ nhất

𝑖: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không thay đổi:

WFj =W j.j.S j v Trong đó:

: khi tính toán đối với dạng dao động thứ 1, lấy =𝑣1, với các dạng dao động còn lại lấy =1

𝑆𝑗: diện tích đón gió ở phần thứ j của công trình (m2)

-Tiến hành chất tải lên mô hình, gồm tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT)

-Khai báo khối lượng tham gia tính dao động bao gồm TT+0.5HT

Bài toán dao động riêng được thực hiện nhờ phần mềm tính kết cấu ETABS 15 Kết quả các dạng dao động riêng tìm được cùng chu kỳ, tần số của chúng được sử dụng

để tính toán thành phần động của tải trọng gió

6.2.2.4 Tính toán gió động theo phương X

Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động riêng của công trình và các mode dao động riêng của nó theo mặt phẳng XZ Bảng 6.11 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương X

Dạng dao động Chu kỳ T (s) Công thức f (Hz) Tần số

1 1.234 f1 = 1/T1 0.81

Tra bảng ta được giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL=1.3 (Hz)

* Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i: vì f1 < f2< fL nên ta tính toán với 3 mode dao động đầu tiên:

+  : hệ số độ tin cậy ,  lấy bằng 1.2

+ : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1

- Ứng với dạng dao động thứ 1: Tần số dao động theo phương X: f1= 0.81

- Xác định hệ số tương quan áp lực động 𝑣1 Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOY,ta có

0.4L 0.4 28.00 11.22( )m

 = =  = ,  = =H 48( )m

Nội suy ta tính được 𝑣1=0.684

- Tính toán WFj theo công thức WFj =W j.j.Bj h j

Kết quả thể hiện trong bảng tính sau

Thành phần gió động theo phương X,Y mode 1 được thể hiện tại phụ lục C bảng 3,4

6.2.2.5 Tính toán gió động theo phương Y

Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động riêng của công trình và các mode dao động riêng của nó theo mặt phẳng XZ

Bảng 6.16 Giá trị tần số dao động của công trình theo phương Y

Dạng dao động Chu kỳ Tần số

T (s) Công thức f (Hz)

1 1.239 f1 = 1/T1 0.77

Tra bảng ta được giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL=1.3 (Hz)

* Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i: vì f1 < f2< fL nên ta tính toán với 3 mode dao động đầu tiên:

+  : hệ số độ tin cậy ,  lấy bằng 1.2

+ : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1

- Ứng với dạng dao động thứ 1: Tần số dao động theo phương Y: f1= 0.77

- Xác định hệ số tương quan áp lực động 𝑣1 Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOY,ta có

20( )

 = = ,  = =H 48( )m

Nội suy ta tính được 𝑣1=0.696

- Tính toán WFj theo công thức WFj =W j.j.Bj h j

- Mô hình công trình với sơ đồ không gian

- Khai báo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện

- Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình

- GTX ( gió tĩnh theo chiều dương trục X )

- GTXX ( gió tĩnh theo hướng ngược chiều phương trục X)

- GTY ( gió tĩnh theo chiều dương trục Y)

- GTYY (gió tĩnh theo hướng ngược chiều phương trục Y)

- GDX1 ( gió động theo chiều dương trục X mode 1 )

- GDXX1 ( gió động theo hướng ngược chiều phương trục X mode 1)

- GDY1 ( gió động theo chiều dương trục Y mode 1)

- GDYY1 (gió động theo hướng ngược chiều phương trục Y mode 1)

CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN KHUNG TRỤC 2

Nội lực để tính tốn cho cột được lấy từ kết quả tổ hợp trong đĩ cần xét các bộ ba nội lực như bên dưới:

x(2)

h

b

Z(1 ) Mx=M3

Qx=V2

N

My=M2 Qy=V3

CỘ T

38

sách “Tính toán tiết diện cột BTCT”- Nguyễn Đình Cống:

Mx là mômen trong mặt phẳng chứa trục x (mômen quay quanh trục y’y)

My là mômen trong mặt phẳng chứa trục y (mômen quay quanh trục x’x)

Căn cứ vào qui ước này để chọn nội lực chính xác với qui ước nội lực trong phần mềm Etabs (trục x -trục 2; trục y -trục 3)

Bảng tổ hợp nội lực khung trục 2 được thể hiện ở Phụ lục 2A

7.1.2 Vật liệu :

-Bê tông B25: Rb = 145(daN/cm2); Rbt = 10.5(daN/cm2); Eb = 3x105(daN/cm2)

-Cốt thép dọc chịu lực dùng CII: RS=RSC=2800 (daN/cm2); RSW=2250 (kaN/cm2) -Cốt thép đai dùng CI: RS = RSW = 2250 (daN/cm2)

7.1.3 Các đại lượng đặc trưng

7.1.3.1 Chiều dài tính toán cột:

Kí hiệu là lo là chiều dài được xác định theo sơ đồ biến dạng cột, được lấy bằng chiều dài bước sóng khi cột bị mất ổn định:

lo=ψ.l Trong đó:

+ ψ phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng cũng tức phụ thuộc vào liên kết ở 2 đầu cột

+ l là chiều dài thật của cột,bằng chiều cao tầng

- Theo giáo trình tính toán tiết diện cột BTCT của GS Nguyễn Đình Cống đối với khung nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột có từ 3 nhịp trở lên khi đổ toàn khối thì ψ=0.7

- Mx là moment có phương tác dụng theo phương OX của hệ toạ độ tổng thể Mx=M33

- My là moment có phương tác dụng theo phương OY của hệ toạ độ tổng thể My=M22

- M33 là moment uốn quanh trục 3(trục toạ độ địa phương của phần tử cột)

- M22 là moment uốn quanh trục 2(trục toạ độ địa phương của phần tử cột)

- Cx: là kích thước cột song song với trục Ox

- Cy: là kích thước cột song song với trục Oy

7.1.3.4 Tiết diện chịu nén cột

- Cột trong nhà cao tầng phần lơn là cấu kiện chịu nén lệch tâm có dạng bxh Trong đó

h lă chiều cao tiết diện, lă cạnh nằm trong phương mặt phẳng của moment uốn, b lă bí rộng lă cạnh vuông góc với mặt phẳng nói trín

- Đối với cột lăm việc không gian (bị uốn theo 2 phương vă nĩn lệch tđm xiín) thì đặt thĩp theo chu vi lă hợp lí về chịu lực hơn vă để dễ dăng thi công không cần phải đặt thím thĩp cấu tạo

7.1.4 Trình tự vă phương phâp tính toân

- Tính toân cột theo trạng thâi giới hạn thứ nhất

- Nguyín tắc: Dùng phương phâp gần đúng dựa trín việc biến đổi trường hợp nĩn lệch tđm xiín thănh lệch tđm phẳng tương đương để tính cốt thĩp Với điều kiện âp dụng phương phâp lă 0.5 Cx 2

Cy

  Xĩt tiết diện có câc cạnh Cx, Cy

Hình 7.8 Tiết diện tính toân cột lệch tđm

- Cột được tính toân từng tầng, mỗi tầng tính tại 2 tiết diện lă đỉnh cột vă chđn cột

- Tại mỗi tiết diện ta tính toân với 3 cặp nội lực lấy từ bảng tổ hợp gồm:

+M xmax,M tu y,N tu

+M x tu,M ymax,N tu

+M x tu,M tu y ,N max

- Xâc định kích thước cột theo 2 phương Cx vă Cy

- Xâc định chiều dăi tính toân của cột theo 2 phương l0x =l0y =.l= 0.7 l

− ; Trong đó Ncr lă lực dọc tới hạn,có thể được xâc định bằng nhiều công

Điểm đặt tải