Thiết kế nhà ở biệt thự nhỏ

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Tổng quan

Tại Việt Nam, vấn đề nhà ở đang trở nên cấp bách do tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng và đô thị hóa mạnh mẽ, đặc biệt tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh Mặc dù hai thành phố này có diện tích lớn, nhưng lượng dân cư từ các tỉnh đổ về gia tăng, dẫn đến nhu cầu nhà ở cao Các gia đình có thu nhập cao có thể mua nhà riêng hoặc biệt thự, trong khi những gia đình có thu nhập trung bình thường chọn mua hoặc thuê căn hộ tại trung tâm Tuy nhiên, việc thiết kế một ngôi nhà đẹp và tiện nghi không hề đơn giản, đòi hỏi nhiều yếu tố cần quan tâm Do đó, việc hợp tác với một kiến trúc sư chuyên nghiệp để tư vấn và thiết kế ngôi nhà theo ý tưởng riêng, đồng thời đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật và kinh tế, sẽ giúp bạn có được một không gian sống không chỉ đẹp, tiện nghi mà còn sang trọng, thể hiện được cá tính của chủ nhân.

Nhà ở không phải là hàng hóa có thể dễ dàng đổi trả nếu không hài lòng Bạn không thể hủy bỏ ngôi nhà của mình chỉ vì không thích nó Thiết kế mỹ thuật và công năng sử dụng là hai khía cạnh khác nhau; nhiều ngôi nhà lớn nhưng không đẹp, trong khi nhiều ngôi nhà đẹp lại thiếu tiện nghi Sự khác biệt này xuất phát từ việc cái đẹp thuộc về mỹ thuật, còn tiện nghi và thoải mái liên quan đến kỹ thuật và công năng sử dụng nội thất.

Vì bạn đến từ một lĩnh vực khác, nên có thể bạn chưa nắm rõ những kiến thức cơ bản Do đó, việc tìm kiếm một kiến trúc sư chuyên nghiệp là rất cần thiết Họ sẽ đảm nhận mọi công việc cho bạn, giúp bạn yên tâm mà không phải lo lắng về những vấn đề này.

Quy mô và đặc điểm công trình

Tên công trình nhà ở biệt thự đơn lập

Chủ đầu tƣ công trình: Nguyễn Văn Tùng Cao viên – Thanh Oai –

Khu vực xây dựng công trình tại Cao Viên, Thanh Oai, Hà Nội có nhiều đặc điểm thuận lợi Địa điểm này cách mặt đường 30m, sở hữu địa chất tốt và nền đất cứng, tạo điều kiện lý tưởng cho việc thi công công trình.

Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc công trình: nguyên lí thiết kế kiến trúc nhà ở Ths Kst Trần Đình Hiếu

Công trình tọa lạc trên trục đường giao thông chính, thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Hệ thống cấp nước trong khu vực đã được hoàn thiện, đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng.

Điều kiện kinh tế xã hội , khí hậu , thủy văn

1.3.1.Điều kiện kinh tế xã hội

Khu đất xây dựng có bề mặt bằng phẳng và không có công trình cũ hay công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và bố trí tổng mặt bằng.

1.3.2.Điều kiện khí hậu thủy văn

Công trình nằm ở TP.HÀ NỘI, nhiệt độ bình quân trong năm là 26 độ

, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng

1) là 12độ Thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mƣa (từ tháng 4 – tháng 11)

Mùa khô tại khu vực này kéo dài từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, với độ ẩm trung bình dao động từ 75% đến 80% Hai hướng gió chủ yếu là gió Đông Nam và gió Đông Bắc, trong đó tháng 8 ghi nhận sức gió mạnh nhất, trong khi tháng 11 có sức gió yếu nhất, với tốc độ gió cao nhất đạt 28m/s Địa chất công trình chủ yếu là loại đất trung bình.

Giải pháp kiến trúc công trình

Anh Nguyễn Văn Tùng – năm sinh dương lịch: 1983

Năm sinh âm lịch: Qúy Hợi

Quẻ mệnh: cấn (thổ) thuộc tây tứ mệnh

Ngũ hành: Nước giữa biển

Nhà hướng Đông Bắc – Phục Vị: được sự giúp đỡ

-Quy mô công trình: Biệt thự nhỏ

Giải pháp kiến trúc công trình

Chiều cao các tầng của công trình được thiết kế hợp lý với tầng 1 cao 3,6m, tầng 2 cao 3,3m và tầng tum cao 2,5m, đảm bảo tính thẩm mỹ và công năng sử dụng, đặc biệt khi khu đất hướng ra mặt đường.

Phòng khách được xem là trung tâm của ngôi nhà theo kiến trúc phương Đông, tạo sự gần gũi và ấm áp giữa các thành viên trong gia đình Đây cũng là không gian tiếp khách và sinh hoạt xã hội, vì vậy cần thiết kế phòng khách với diện tích rộng lớn, khoảng 40m2 Việc kết nối phòng khách với khu vườn xung quanh không chỉ mang lại sự thông thoáng mà còn nâng cao giá trị thẩm mỹ cho không gian sống.

Phòng thờ là không gian linh thiêng, vì vậy trước khi thiết kế, tôi đã tìm hiểu kỹ và trao đổi với anh Tùng, con trưởng trong gia đình Đối với anh, việc thờ kính tổ tiên rất quan trọng, do đó anh mong muốn bàn thờ tổ tiên được đặt ở một không gian rộng rãi Giải pháp cho phòng thờ được đưa ra là một diện tích 25m2 nằm ở tầng 2.

Phòng bếp là nơi quan trọng để chuẩn bị bữa ăn cho gia đình, vì vậy vị trí của bếp cần thuận tiện cho việc di chuyển và liên kết chặt chẽ với phòng khách Diện tích bếp phải đủ lớn để đáp ứng nhu cầu của người nội trợ, chứa các trang thiết bị cần thiết và đủ chỗ cho toàn bộ gia đình ăn uống Gia đình anh Tùng gồm 4 người lớn và 2 trẻ nhỏ, do đó giải pháp tối ưu là thiết kế phòng bếp có diện tích 30m2, nằm cạnh phòng khách để tạo sự tiện lợi trong sinh hoạt.

Để thiết kế một ngôi nhà cho gia đình 6 người, cần bố trí ít nhất 3 phòng ngủ: một phòng cho ông bà, một phòng cho vợ chồng và một phòng cho 2 con Các phòng ngủ nên đảm bảo sự yên tĩnh và thông thoáng, gần khu vực sinh hoạt chung để hạn chế giao thông qua lại Giải pháp tối ưu là thiết kế 1 phòng ngủ ở tầng 1 cho ông bà và 2 phòng ngủ ở tầng 2 cho vợ chồng anh Tùng và 2 con, mỗi phòng rộng khoảng 20m2, đáp ứng yêu cầu về không gian, diện tích và ánh sáng.

Phòng vệ sinh trong gia đình có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các hoạt động vệ sinh như tắm rửa, giặt giũ và tiểu tiện Đặc biệt, phòng ngủ nên được bố trí gần phòng vệ sinh để thuận tiện sử dụng Diện tích lý tưởng cho không gian này là 4,6m2, đáp ứng đầy đủ các trang thiết bị cần thiết cho tắm, giặt và đại tiện.

+ Sảnh hiên bố trí giữa căn nhà tạo sự cân bằng của căn nhà

Để tạo cảm giác gần gũi với thiên nhiên sau một ngày làm việc và học tập, phương án thiết kế sân chơi rộng 16m2 bao gồm bàn trà và tiểu cảnh có mái che sẽ mang lại không gian thư giãn lý tưởng Không gian này giúp người sử dụng hòa mình vào thiên nhiên mà không lo ngại về bụi bẩn và tiếng ồn.

Cầu thang đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các tầng của ngôi nhà, không chỉ về mặt thẩm mỹ mà còn về công năng Thiết kế cầu thang giữa phòng bếp và WC1 với 21 bậc, chiều rộng 1,2m, bề rộng 0,25m và cao 0,17m cần tuân theo nhiều nguyên tắc, đặc biệt là phong thủy Đối với người Việt Nam, quy tắc "Sinh – Lão – Bệnh - Tử" thường được áp dụng để xác định số lượng bậc cầu thang khi xây dựng nhà ở.

Sinh: là khởi phát cho sự sống mới, mang ý nghĩa dồi dào năng lƣợng sinh lực

Lão: đây là một thời kì mà ai cũng phải trải qua, đó là tuổi già Lão mang ý nghĩa héo úa, năng lƣợng bắt đầu cạn kiệt dần

Bệnh: sau khi già ốm là giai đoạn bệnh tật, bệnh là một biểu tƣợng cho những thứ không may mắn

Tử là thời điểm đánh dấu sự kết thúc của một vòng đời, tượng trưng cho cái chết Để xây dựng một bộ cầu thang với bậc cuối cùng rơi vào cung sinh, cần phải tính toán một cách hợp lý.

Khoảng cách từ điểm đầu cho đến điểm cuối là 5 chu kỳ (Sinh – Lão – Bệnh – Tử ) thì có thể áp dụng công thức sau đây để tính số bậc :

Nhƣ vậy chắc chắn bậc cuối cùng thứ 21 này nhất định sẽ rơi vào cung Sinh Ảnh 2 Cầu thang

1.4.3 Giải pháp mặt bằng và mặt đứng

Giải pháp mặt đứng được áp dụng nhằm tạo sự hài hòa giữa công trình và thiên nhiên, bao gồm việc thiết kế mái dốc độc đáo cho mái hiên và mái nhà, thêm ban công, cửa sổ kính, và bồn hoa xung quanh Những hàng cỏ xung quanh tạo cảm giác như lạc vào thiên nhiên mỗi khi nhìn ra ngoài, đây là một giải pháp hữu hiệu cho không gian sống.

Giải pháp mặt bằng cho ngôi nhà nằm cạnh mặt đường là lùi sâu vào bên trong, giúp tránh bụi bẩn và tiếng ồn, đồng thời tạo ra sự kín đáo cho không gian sống.

1.4.4 Giải pháp bố trí quy hoạch vườn

+ Sân: phía trước nhà là sân và lối đi chính giữa, khoảng cách từ sảnh hiên tới mặt đường là 20m

Trước nhà, việc bố trí bụi cây thấp và bồn hoa với màu sắc đa dạng từ các cây cảnh có tán thưa giúp tạo ra không gian thoáng mát, đồng thời không che khuất mặt đứng và đường phố.

1.4.5 Giải pháp thiết kế kiến trúc nội thất

+ Giải pháp cho từng phòng theo diện tích và công năng sử dụng phù hợp với không gian và hướng nắng, hướng gió theo tiêu chuẩn

+ Phòng khách: phòng khách đƣợc bố trí 1 bộ đồng kị kết hợp bàn, có giá sách, kệ tivi treo Ảnh 3 Phòng Khách

Phòng ăn được thiết kế hiện đại với tông màu trắng, bao gồm tủ dưới cao 830cm và sâu 600cm, được trang bị mặt đá Trên bề mặt tủ có bồn rửa bát và bếp từ, cùng với các ngăn chứa gạo, lò vi sóng và bếp nướng Tủ trên cách tủ dưới 600cm, được chia thành các ngăn để đồ khô và giá bát, tạo sự tiện nghi cho không gian bếp.

+ Phòng ngủ: phòng ngủ tông màu gỗ kết hợp trắng tạo cảm giác nhẹ nhàng ấm cúng Giường được làm bằng gỗ sồi phủ sơn trắng Ảnh 5: phòng ngủ

+Phòng thờ: phòng thờ tông chủ đạo là màu gỗ tạo cảm giác khang nghiêm Ảnh 6: Phòng thờ

Hệ thống thông gió và chiếu sáng

Công trình đƣợc thiết kế với chiều cao tầng nhƣ sau: tầng 1 cao

3,6m, tầng 2 cao 3,3m, chiều cao các tầng là phù hợp và thuận tiện cho không gian sử dụng của từng tầng Cốt sàn tầng (cố ± 0,000)

Tường bao quanh chu vi sàn được xây dựng bằng gạch 220, chiếm phần lớn diện tích tường ngoài Để đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ, trần của các phòng được thiết kế với cấu trúc trần thạch cao.

1.5 Hệ thống thông gió và chiếu sáng

1.5.1 Giải pháp thoát nước , cấp cứu hỏa , chiếu sáng , thông gió

Thông gió là yếu tố quan trọng trong thiết kế kiến trúc, đảm bảo vệ sinh và sức khỏe cho người lao động Mỗi phòng trong công trình đều được trang bị cửa sổ thông gió trực tiếp, cùng với quạt hoặc điều hòa để tạo thông gió nhân tạo vào mùa hè.

+ Chiếu sáng: kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Về chiếu sáng tự nhiên: các phòng đều đƣợc lấy ánh sáng tự nhiên từ cửa sổ, cửa mở ra ban công, cửa kính

Về chiếu sáng nhân tạo: đƣợc tạo ra từ hệ thống bóng điện lắp trong các phòng và tại hành lang, cầu thang bộ

Lưới cung cấp và phân phối điện cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho công trình từ điện hạ thế của trạm biến áp Dây dẫn điện từ tủ điện hạ thế đến các bảng phân phối ở các tầng sử dụng lõi đồng cách điện PVC trong hộp kỹ thuật Dây dẫn điện sau bảng phân phối ở các tầng sử dụng dây lõi đồng luồn trong ống nhựa mềm chôn trong tường, trần hoặc sàn, với dây dẫn ra đèn đảm bảo tiếp diện tối thiểu 1,5mm².

Hệ thống chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang và đèn led để chiếu sáng tùy theo chức năng của từng phòng, tầng, khu vực

Trong các phòng bố trí các ổ cắm để phục vụ cho chiếu sáng cục bộ và các mục đích khác

Hệ thống chiếu sáng được bảo vệ bởi aptomat trong các bảng phân phối điện, giúp đảm bảo an toàn cho điện năng Việc điều khiển ánh sáng được thực hiện thông qua các công tắc được lắp đặt trên tường gần cửa hoặc ở các vị trí thuận tiện nhất cho người sử dụng.

Hệ thống chống sét cho công trình được thiết kế với các kim thu sét bằng thép dài 600mm, lắp đặt trên các kết cấu nhô cao và đỉnh mái nhà Các kim thu sét này được kết nối với nhau và nối đất bằng thép Ф10 Cọc nối đất sử dụng thép góc 65x65x6 với chiều dài 2,5m, trong khi dây nối đất sử dụng kẹp dẹt 40x4 Hệ thống nối đất đảm bảo điện trở nhỏ hơn 10Ω, đảm bảo an toàn cho công trình.

Cấp nước cho ngôi nhà được thực hiện thông qua hệ thống cấp nước thành phố, với nước được dẫn xuống các bể chứa trên mái qua đường ống Hệ thống cấp nước được thiết kế theo mạch vòng, sử dụng máy bơm để bơm nước trực tiếp từ hệ thống thành phố lên bể nước trên mái, sau đó phân phối đến các căn hộ qua hệ thống đường ống.

Thoát nước: bảo gồm thoát nước mưa và thoát nước thải sinh hoạt

Nước thải ở khu vệ sinh được thoát theo 2 hệ thống riêng biệt: hệ thông thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân

Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế với sênô Ф60, giúp dẫn nước từ ban công và mái nhà qua các ống nhựa ở góc cột Nước sẽ chảy xuống hệ thống thoát nước toàn nhà và cuối cùng được dẫn ra hệ thống thoát nước của thành phố.

1.5.2 Giải pháp cứu hỏa Để phòng chống hỏa hoạn cho công trình trên các tầng đều bố trí các bình cứu hỏa cầm tay, họng cứu hỏa lấy nước trực tiếp từ bể nước mái nhằm nhanh chóng dập tắt đám cháy khi mới bắt đầu

GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 12 2.1 Giải pháp kết cấu

Đặc điểm thiết kế nhà

Trong thiết kế nhà, việc lựa chọn giải pháp kết cấu là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến bố trí mặt bằng và chi phí của công trình.

Tải trọng thẳng đứng được truyền xuống đất thông qua các cấu kiện thẳng đứng hoặc nghiêng được liên kết với nhau Các cấu kiện thẳng đứng này có thể là khung cột và dầm hoặc tường cứng với dạng đặc hoặc dạng mạng lưới.

Trọng tải trọng ngang là một yếu tố quan trọng trong thiết kế nhà, vì nó gây ra nội lực và chuyển vị lớn Khi chiều cao của công trình tăng lên, chuyển vị ngang cũng tăng nhanh, dẫn đến một số hậu quả tiêu cực như tăng nội lực phụ, có thể làm giảm chất lượng công trình Hơn nữa, chuyển vị lớn có thể gây cảm giác khó chịu cho người sống và làm việc trong không gian đó.

*Hạn chế chuyển vị ngang:

Các kết cấu chịu lực của ngôi nhà cần phải đảm bảo khả năng chịu đựng các tải trọng ngang như gió và động đất, vì vậy việc bố trí hệ thống giằng ngang theo cả phương dọc và phương ngang là rất quan trọng Hệ thống sàn với dầm cao sẽ giúp truyền tải trọng ngang đến các kết cấu đứng và từ đó chuyển xuống móng Lựa chọn đúng các kết cấu sàn có ý nghĩa quan trọng, bởi chúng quyết định sơ đồ truyền tải trọng gió và tải trọng thẳng đứng, đồng thời ảnh hưởng đến việc chọn hệ chịu lực cho công trình Giảm trọng lượng của bản thân cũng là một yếu tố cần xem xét.

Giảm trọng lượng bản thân có ý nghĩa quan trọng vì nó làm giảm áp lực tác dụng lên đất, đồng thời giảm thiểu tác động của gió và động đất Kết quả là hệ kết cấu trở nên nhỏ gọn hơn, tiết kiệm vật liệu và tăng hiệu quả kiến trúc.

Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu

2.1.2.1.Lựa chọn phương án kết cấu chung

2.1.2.2.Các giải pháp kết cấu

Theo các dữ liệu về kiến trúc nhƣ hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên trong yêu cầu thì các giải pháp kết cấu có thể là

Trong hệ thống kết cấu nhà cao tầng, các tường phẳng đóng vai trò là các cấu kiện thẳng đứng chịu lực Vách cứng được thiết kế để chịu tải trọng đứng, nhưng trong thực tế, tải trọng ngang thường chiếm ưu thế hơn Các tấm tường chịu lực được thiết kế để chịu cả tải trọng ngang và đứng, với tải trọng ngang được truyền đến từ các bản sàn Các tường cứng hoạt động như các console có chiều cao lớn, giải pháp này phù hợp cho những ngôi nhà có chiều cao không lớn và yêu cầu phân chia các không gian bên trong mà không cần diện tích lớn.

Hệ kết cấu này bao gồm các thanh đứng và thanh ngang, kết nối tại các nút cứng, tạo thành khung không gian Nó khắc phục nhược điểm của hệ tường chịu lực, nhưng vẫn tồn tại một số hạn chế như kích thước cấu kiện lớn do phải chịu tải ngang lớn, độ cứng ngang thấp dẫn đến chuyển vị ngang lớn, và chưa khai thác tối đa khả năng chịu tải ngang của lõi cứng.

Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, có khả năng nhận và truyền tải trọng xuống đất Hệ lõi này có khả năng chịu lực ngang tốt, đồng thời tận dụng hiệu quả các giải pháp như vách cầu thang và vách bê tông cốt thép Để phát huy tối đa ưu điểm của hệ kết cấu, sàn công trình cần có độ dày thích hợp và cần có biện pháp thi công đảm bảo chất lượng tại vị trí giao nhau giữa sàn và vách.

Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên tắc các bản sàn được gối lên kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngoài, không cần sử dụng các gối trung gian bên trong Giải pháp này rất phù hợp cho các công trình cao lớn, thường có từ 80 tầng trở lên.

Lựa chọn giải pháp kết cấu

Hệ khung chịu lực trong công trình được hình thành từ các cột đứng và dầm ngang, tạo thành một khối khung không gian có mặt bằng chữ nhật, với lõi thang máy được xây bằng gạch Ưu điểm của hệ thống này là tạo ra không gian lớn và linh hoạt trong bố trí sử dụng, đồng thời đơn giản hóa việc tính toán nội lực và thi công Với chiều cao tầng không lớn, tải trọng gió và động đất có thể được bỏ qua.

2.1.3.1 Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế kết cấu công trình

2.3.1.1 Vật liệu sử dụng trong thiết kế kết cấu chính công trình

Bê tông sử dụng là loại B25, được cung cấp từ các trạm trộn bê tông thương phẩm Để rút ngắn tiến độ thi công, bê tông sẽ được bổ sung phụ gia và tính toán cấp phối cẩn thận để đảm bảo đạt được cường độ theo yêu cầu.

Gạch xây tường ngăn giữa các căn hộ và phòng nên sử dụng gạch rỗng có trọng lượng nhẹ để giảm tải trọng Đồng thời, việc lựa chọn các loại sỏi đá và cát phù hợp với cấp phối là rất quan trọng, nhằm đảm bảo mác của vữa và khối xây đáp ứng đúng yêu cầu thiết kế.

Tôn được sử dụng để che các mái tum của công trình, không chỉ tạo nên vẻ đẹp kiến trúc mà còn giúp giảm khả năng hấp thụ nhiệt nhờ vào việc sử dụng tôn lạnh màu.

Vật liệu dùng để trang trí kiến trúc,nội thất:

Cửa kính nhẹ nhưng có độ bền cao, chịu được va đập mạnh từ gió và bão Ngoài ra, cửa kính còn có khả năng cách âm và cách nhiệt hiệu quả, mang lại không gian sống thoải mái và an toàn.

Gạch men ốp lát có khả năng chống trầy xước và đa dạng hoa văn nội thất, phù hợp với màu sơn tường, giúp tạo nên vẻ đẹp thẩm mỹ cho không gian phòng ở.

+Gỗ dùng làm cửa và nội thất bên trong phòng:sử dụng các loại gỗ đặc chắc, không bị mối mọt,có thời gian sử dụng trên 30 năm

+Gỗ An Cường,gỗ tự nhiên dùng trong nội thất

2.1.3.2.Lựa chọn phương án kết cấu sàn

2.1.3.3.Chọn giải pháp kết cấu sàn

- Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng là 3,6m , công trình với công năng chính là nhà ở,các phòng ta chọn phương án:sàn sườn toàn khối

2.1.3.4.Chọn giải pháp kết cấu móng

Do công trình nhà cao tầng có nội lực tại chân cột lớn ta chọn: phương án móng băng.

Phân tích lựa chọn vật liệu sử dụng

Chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình

Sơ bộ chọn nhƣ sau:

-Bê tông,cột,vách,lõi,B25 có:

-Thép cấu tạo AI: Rs=Rs’"5 Mpa"50 daN/cm 2

- Thép chịu lực AII : Rs = Rs’= 280 Mpa = 2800 daN/cm²

- Thép chịu lực AIII : Rs = Rs’ = 360Mpa = 3600 daN/cm²

Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

Chiều cao tiết diện dầm chọn sơ bộ theo nhịp : 2.4.1 lựa chọn kích thước tiết diện cột

2.2.2 Xác định tiết diện cột

Kích thước tiết diện cột được chọn theo công thức sau :

Trong đó : N – lực dọc sơ bộ xác định theo công thức :

Diện tích mặt sàn F truyền tải trọng lên cột đang xét, với q là tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời Theo kinh nghiệm, q thường dao động từ 1 đến 1,5 T/m² Ngoài ra, n là số sàn phía trên tiết diện đang xét, bao gồm cả mái.

– cường độ tính toán về nén của bê tông

K = ( 1,2 ÷ 1,5 ) – hệ số xét đến ảnh hưởng khác như momen uốn , hàm lƣợng cốt thép , độ mảnh của cột

Cột khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn :

Bảng 2.1 Bảng lựa chọn kích thước tiết diện của cột

2.2.1.2.Lựa chọn tiết diện dầm

Chiều cao tiết diện dầm chọn sơ bộ theo nhịp

Trong đó : – nhịp của dầm đang sét

– hệ số kể đến vai trò của dầm (với dầm phụ :

; với dầm chính : ; với đoạn dầm consol :

Bề rộng tiết diện dầm chọn khoảng ( 0,3

Bảng 2.2 bảng lựa chọn kích thước tiết diện dầm tầng 1

TT Tên dầm Loại dầm Nhịp

Bảng 2.3 bảng lựa chọn kích thước tiết diện dầm tầng mái

TT Tên dầm Nhịp Tiết diện chọn b h

2.2.2 Lựa chọn chiều dày sàn

Lựa chọn chiều dày sàn

Công thức xác định chiều dày bản sàn nhƣ sau :

Hệ số D phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng theo phương đứng tác động lên sàn, với D = 0,8 Nhịp tính toán l được xác định theo phương chịu lực của bản sàn Hệ số m cũng phụ thuộc vào đặc tính làm việc của sàn, trong đó m = 35 cho sàn làm việc theo 2 phương và m = 30 cho sàn làm việc theo 1 phương Để xét các ô sàn, dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu, ta phân chia các ô sàn thành 2 loại.

+ loại 1 : các ô sàn có tỉ số ô các cạnh ô sàn làm việc theo 2 phương ( thuộc loại bản kê 4 cạnh )

Trong đó : + loại 2 các ô sàn có tỉ số các cạnh ô sàn làm việc theo 1 phương ( thuộc loại bản dầm )

Bề dày các ô sàn đƣợc tính toán ở bảng sau

Tên ô sàn (m) (m) Loại ô bản hs (m)

Vậy chọn =0,15m 0mm cho ô sàn phòng làm việc và

=0,1255mm cho ô vệ sinh ban công với tầng điển hình

2.3.3.Chọn tiết diện lõi , vách

Theo TCVN 198 – 1997 quy định Độ dày của thành vách chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng : ( 150mm ; 165mm )

Vậy chọn sơ bộ độ dày của vách lõi là 220mm

Mặt bằng định vị cột , vách xem bản vẽ KC- 01

2.2.4 Lập mặt bằng kết cấu

Lập mặt bằng kết cấu các tầng :

-lập mặt bằng kết cấu tầng 1

-lập mặt bằng kết cấu tầng 2

-lập mặt bằng kết cấu tầng tum ( mái )

Chi tiết mặt bằng kết cấu trong bản vẽ KC – 02

2.2.5 Lựa chọn và lập sơ đồ tính cho các cấu kiện chịu lực

Từ mặt bằng nhà, tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng (L/B) của phần cao tầng là 1, cho thấy kiến trúc gần như hình vuông Hệ lõi cứng được bố trí ở trung tâm, xung quanh là các vách cứng đối xứng nhau.

Công trình có mặt bằng nhà vuông sẽ chịu lực theo hai phương gần như tương đương Sơ đồ tính hợp lý cho loại công trình này là áp dụng hệ không gian, bao gồm hệ khung, sàn và vách cứng.

2.2.5.2 cơ sở tính toán kết cấu

- giải pháp kiến trúc đã lập

- tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-1995

- động lực học và ổn định công trình

- tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép TCVN 5574-

-giáo trình “ kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản "

" kết cấu BTCT phần kết cấu nhà cửa "

-phần mềm tính toán kết cấu ETAB phiên bản 9.7.4

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

2.3.1 cơ sở xác định các tải trọng tác dụng

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cƣ tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-1995

-Tĩnh tải : giải pháp kiến trúc đã lập , cấu tạo các lớp vậy liệu

- Hoạt tải sửa dụng dựa vào tiêu chuẩn

Tĩnh tải là trọng lượng của các kết cấu như cột, dầm sàn và tải trọng từ tường, vách kính trong công trình Để xác định tĩnh tải, cần tính trọng lượng đơn vị làm cơ sở phân tải sàn lên các dầm theo diện phân tải và độ cứng Tải trọng từ các vách phân tử, cột và dầm sẽ được phần mềm tự động cộng vào khi khai báo hệ số trọng lượng bản thân, do đó không cần tính đến trọng lượng của các kết cấu chịu lực như cột.

Tải trọng các lớp tĩnh tải hoàn thiện đƣợc tính toán theo công thức sau : � = n ( 2-10 )

– tải trọng tiêu chuẩn : ( kg/m² )

( kg/m² ) n – hệ số tin cậy

2.3.2.2 Tĩnh tải tường xây , vách ngăn

Tường ngăn giữa các phòng trong một căn hộ dày 110mm, tường bao chu vi nhà và tường ngăn giữa các căn hộ dày 220mm

Chiều cao tường được xác định

– chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Tĩnh tải đƣợc tính toán và trình bày trong bảng phụ lục 1-5

Hoạt tải của các phòng đƣợc lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995

Kết quả tính toán hoạt tải đƣợc trình bày trong phụ lục 6

Nội dung tính toán tải trọng gió gồm :

Tính toán phần động va tĩnh của tải trọng gió tác động lên mỗi khối cao tầng

Phần tĩnh luôn kể đến với mọi công trình nhà cao tầng

Phần động đƣợc kể đến với nhà cao tầng cao trên 40m

+ chiều dài mặt đón gió : 15m

+ chiều cao công trình tính từ cốt tự nhiên : 9.7m

Áp lực gió tác động lên công trình được xác định bởi thành phần tĩnh, tính trên một đơn vị diện tích của bề mặt công trình, và hướng tác động vuông góc với chiều gió.

Giá trị áp lực gió phụ thuộc vào vùng lãnh thổ và địa hình Đối với công trình xây dựng tại Thanh Oai, thuộc dạng địa hình C và vùng gió II-B, hệ số vượt tải được xác định là 1,2 Hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao và hệ số cản chính diện cũng cần được xem xét trong quá trình thiết kế.

Khi công trình có mặt bằng vuông và đơn giản, áp lực gió tĩnh tác động lên bề mặt đón gió có thể được quy về lực tập trung tại tâm cứng của công trình, cùng với thành phần động lực của gió.

Các bảng tính toán gió tĩnh đƣợc trình bày trong phụ lục

2.4 CHẤT TẢI VÀO SƠ ĐỒ TÍNH

Sơ đồ tính là hệ khung không gian gồm hệ khung – sàn – vách cứng

2.4.2 chất tải vào sơ đồ tính

Sơ đồ làm việc gồm các phần tử FRAME ( thuộc cột và dầm ) , các phần tử SHELL ( thuộc sàn , vách cứng , lõi )

+ tĩnh tải : phần bê tông cốt thép của khung , sàn, vách ta chỉ cần khai báo kích thước , các thông số về vật liệu như , E …

Trong thiết kế kết cấu, hoạt tải sàn và mái được khai báo dưới dạng lực phân bố đều trên bề mặt SHELL Đối với các ô sàn có nhiều hơn một trường hợp hoạt tải, giá trị hoạt tải trung bình sẽ được sử dụng để đảm bảo tính chính xác và an toàn cho công trình.

+ tải trọng ngang do gió : chất thành lực phân bố đều trên mức sàn tương ứng

2.4.3 kết quả tính và tổ hợp tải trọng

Nhiệm vụ được giao là tính toán cột thép khung trục B Kết quả tính toán nội lực phân tử của khung trục B được thực hiện cho các trường hợp tải trọng tĩnh, tải trọng hoạt động, và các tác động của gió từ các hướng trái X, phải XX, trái Y, và phải YY, với dữ liệu nội lực được lấy từ phần mềm ETABS.

Các tổ hợp tải trọng đƣợc tính toán theo TCVN 5574 – 2012 , cụ thể nhƣ sau

-tổ hợp 1 : tĩnh tải + hoạt tải

- tổ hợp 2 : tĩnh tải + 0,9 x hoạt tải + 0,9 x Gió X

- tổ hợp 3 : tĩnh tải + 0,9 x hoạt tải + 0,9 x Gió XX

- tổ hợp 4 : tĩnh tải + 0,9 x hoạt tải + 0,9 x Gió Y

- tổ hợp 5 : tĩnh tải + 0,9 x hoạt tải + 0,9 x Gió YY

- tổ hợp 6 : tổ hợp bao ( tổ hợp 1

Trong đó : gió XX là gió trực đối với gió X, tương tự như vậy với gió

Tổ hợp nội lực là phương pháp cộng có lựa chọn nhằm xác định giá trị nội lực bất lợi nhất, phục vụ cho việc tính toán cốt thép và kiểm tra khả năng chịu lực Quá trình tổ hợp nội lực, hay còn gọi là tổ hợp tải trọng, được thực hiện theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành.

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737 – 1995 về tải trọng và tác động quy định hai tổ hợp cơ bản

-tổ hợp cơ bản 1 : gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do một trường hợp cảu hoạt tải ( có lựa chọn )

Tổ hợp cơ bản 2 bao gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do ít nhất hai loại hoạt tải, trong đó trường hợp bất lợi nhất được xem xét Đặc biệt, nội lực của hoạt tải sẽ được nhân với hệ số tổ hợp 0,9 để đảm bảo tính chính xác trong tính toán.

Trong mỗi tổ hợp, việc tính toán ma và hệ số tin cậy (hệ số vượt tải) của tải trọng phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được sử dụng Tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân tải trọng tiêu chuẩn với hệ số độ tin cậy.

Tổ hợp nội lực do cột khung không gian cần xét các trường hợp sau : +

Cột khung không gian đƣợc bố trí cốt thép đối xứng do đó các giá trị là những momen lớn nhất về giá trị tuyệt đối

THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN

THIẾT KẾ DẦM

3.2.1.Cơ sở lý thuyết cấu tạo và tính toán dầm bê tông cốt thép

3.2.1.1.Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tông cốt thép

Dầm là một cấu kiện có chiều cao và chiều rộng của tiết diện ngang nhỏ so với chiều dài Tiết diện ngang của dầm thường có các hình dạng như chữ nhật, chữ T, chữ I, hình thang, hoặc hình hộp, trong đó chữ nhật và chữ T là phổ biến nhất.

Hình 3.3 Các dạng tiết diện dầm

Cốt thép trong dầm gồm có cột dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai và cốt xiên (hình 3.4)

Hinh3.4:Các loại cốt thép trong dầm a) Cốt đai hai nhánh; b) Cột đai một nhánh; c) Cột đai bốn nhánh;

1-Cột dọc chịu lực; 2-Cột cấu tạo; 3-Cột xiên ; 4-Cột đai

Cột dọc chịu lực thường được đặt ở vùng kéo của dầm, và đôi khi cũng ở vùng nén Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định dựa trên trị số momen uốn, với đường kính cốt dọc chịu lực thường từ 10 đến 30 mm Số lượng thanh trong tiết diện phụ thuộc vào diện tích yêu cầu và chiều rộng tiết diện; dầm có chiều rộng từ 15 cm trở lên cần ít nhất 2 thanh cốt dọc, trong khi dầm nhỏ hơn có thể chỉ cần một cốt Cốt dọc chịu lực có thể được bố trí thành một hoặc nhiều lớp và cần tuân thủ các nguyên tắc cấu tạo.

Cốt dọc cấu tạo có thể là:

Cốt giá được sử dụng để giữ vị trí cốt đai trong quá trình thi công, đặc biệt đối với dầm chỉ cần cốt dọc chịu kéo theo tính toán Nó cũng có khả năng chịu các ứng suất do co ngót và thay đổi nhiệt độ Thông thường, cốt thép có đường kính từ 10 đến 12mm được áp dụng trong trường hợp này.

Khi chiều cao tiết diện dầm vượt quá 70 cm, cần đặt thêm cốt thép phụ vào mặt bên để chịu đựng ứng suất do co ngót và nhiệt độ Những cốt thép này có vai trò quan trọng trong việc giữ cho khung thép không bị lệch trong quá trình đổ bê tông.

Tổng diện tích của cốt cấu tạo nên lấy khoảng 0,1% đến 0,2% diện tích của sườn dầm

Cốt xiên và cốt đai là hai yếu tố quan trọng trong cấu trúc bê tông, chịu nội lực cắt Q Cốt đai kết nối vùng bê tông chịu nén với vùng chịu kéo, giúp tiết diện chịu được momen Góc nghiêng của cốt xiên thường là 45 độ, nhưng đối với dầm có chiều cao trên 80cm, góc này là 60 độ, trong khi dầm thấp và bản có góc 30 độ Đường kính cốt đai thường từ 6 đến 10mm, và khi chiều cao dầm đạt 80cm trở lên, cần sử dụng đai có đường kính 8mm hoặc lớn hơn Cốt đai có thể có hai nhánh, một nhánh hoặc nhiều nhánh, với khoảng cách và diện tích được xác định theo tính toán.

3.2.1.2 Tính toán câu kiện dầm bê tông cốt thép

3.2.1.3 Bố trí cốt thép dọc cấu kiên dầm

Dựa vào nội lực từ phần mềm Etabs, chúng tôi đã xác định ba tổ hợp tải trọng lớn nhất tại ba vị trí của dầm (gồm hai gối và nhịp giữa) để tiến hành tính toán thép cho dầm chính của tầng điển hình.

3.2.1.4 Bố trí cốt thép đai cấu kiên dầm Để đơn giản trong thi công, ta tính toán cốt đai cho dầm có lực cắt lớn nhất và bố trí tương tự cho các dầm còn lại a Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: x x b x (3-15) Trong đó: Hệ số = 0,3 với bê tông B25 b Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông đủ khả năng chịu cắt không: x x b x (3-16)

Trong đó: Hệ số = 0,6 đối với dầm

3.2.2 Tính toán và bố trí cốt thép dầm

Vật liệu dùng thiết kế dầm là:

Bê tông B25 có các thông số: = 14500 kN/ ; = 1050 kN/ ;

Trong phần thuyết minh, chúng tôi chỉ thực hiện tính toán cụ thể cho dầm tầng 5 của khung trục điển hình, trong khi các dầm còn lại được tổng hợp trong bảng phụ lục Đặc biệt, chúng tôi sẽ tiến hành tính toán dầm D2 của khung trục B tại tầng 1, bao gồm việc xác định cốt thép dọc cần thiết.

Dầm D2 là dầm giữa, có tiết diện chọn ban đầu là 200x400 (mm), nhịp tính toán của dầm là: = 7500mm

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra đƣợc các giá trị momen lớn nhất tại tiết diện nhƣ sau đẻ tính thép:

Dựa vào nội lực từ phần mềm Etabs, chúng ta xác định ba tổ hợp tải trọng lớn nhất tại ba vị trí của dầm (bao gồm hai gối và nhịp giữa) để tính toán thép cho dầm chính của tầng điển hình.

- Tính tiết diện đầu dầm, M = 65,6 kNm; giả thiết a 0,04m; = h – a = 0,4 – 0,04 = 0,36m

= 6,99 = 6,99 Chọn cốt có diện tích thép 2 18 + 3 12 diện tích là: 8,47

= 0,05%< = 1,44%< = 3% Vậy hàm lƣợng thép tính toán là hợp lý

Tính với tiết diện giữa dầm, M = 44,08 kNm ; giả thiết a = 0,04m; = h – a

= 0,4 – 0,04 = 0,36m Độ vươn của cánh = L = = 0,77m Nên: = + 2 x 1,74m

Ta xét giá trị momen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép của cánh:

Có: M = 44,08 kNm < = 1078,58 kNm, trục trung hòa đi qua cánh Việc tính toán đƣợc tiến hành nhƣ đối với tiết diện chữ nhật x h

Tính với tiết diện cuối dầm, M = 49,2 kNm ; giả thiết a = 0,04m; = h – a 0,4 – 0,04 = 0,36m

3.2.2.3 Bố trí cốt thép đai cấu kiện dầm Để đơn giản trong thi công, ta tính toán cốt đai cho dầm có lực cắt lớn nhất và bố trí tương tự cho các dầm còn lại

Lực cắt lớn nhất trong dầm đạt 9,14 T Để đảm bảo bê tông không bị phá hoại tại tiết diện nghiêng, cần kiểm tra theo ứng suất nén chính với hệ số là 0,3 cho bê tông B25.

= 9,14 (T) < 62,53 (T) => thỏa mãn điều kiện b Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông đủ khả năng chịu cắt không: x x b x (3-18)

Trong đó: Hệ số = 0,6 đối với dầm

= 9,14 (T) > 9,056 (T) Như vậy, bê tông không đủ khả năng chịu cắt dưới tác dụng của ứng suất nghiêng.ta cần phải tính toán cốt đai

Chọn đường kính cốt đai là 8 thép AI, có diện tích tiết dieenjlaf

Khoảng cách cốt đai đƣợc lấy nhƣ sau: u |

Khoảng cách tính toán của cốt đai:

Khoảng cách cực đại giữa 2 cốt đai:

= 1,42 (m) Khoảng cách cấu tạo của cốt đai:

, lấy u = 15cm Vậy chọn cốt đai cho dầm là 8a100, đoạn giữa dầm đặt 8a150

THIẾT KẾ SÀN

Dự kiến cốt thép chịu momen dương được đặt đều theo mỗi phườn trong toàn ô bản nên D đƣợc xác định:

Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tông cốt thép

Sàn bê tông cốt thép ta tính toán với dải sàn rộng 1m, chiều cao là chiều dày của sàn và được tính toán tương tự như đối với dầm

3.3.1.1 Cơ sở lý thuyết cấu tạo sàn bê tông cốt thép

Bản là kết cấu phẳng có chiều dày nhỏ so với chiều dài và chiều rộng, thường được sử dụng trong xây dựng nhà cửa với kích thước khoảng 2 đến 6m và chiều dày từ 6 đến 20cm Trong các ứng dụng khác, kích thước và chiều dày của bản có thể thay đổi Bê tông sử dụng cho bản có cấp độ bền chịu nén từ B12,5 đến B25 Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn, việc sử dụng bê tông có cấp độ bền cao hơn giúp hạn chế độ võng và bề rộng khe nứt, nhưng có thể làm giảm hiệu quả kinh tế.

Cốt thép trong bản gồm có cốt thép chịu lực và cốt phân bố bằng thép

Cốt chịu lực trong kết cấu thường sử dụng thép CI, CII, hoặc đôi khi là thép CIII, với đường kính từ 6 đến 12mm Cốt chịu lực được bố trí trong vùng chịu kéo do momen tác động, và số lượng cốt này được xác định thông qua tính toán kỹ lưỡng Khoảng cách giữa hai cốt thép chịu lực trong vùng có momen lớn cần được kiểm soát, không được vượt quá giới hạn cho phép để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của kết cấu.

Chiều dày bản bê tông dưới 15cm cần có khoảng cách giữa các cốt thép tối thiểu là 20cm, trong khi chiều dày từ 15cm trở lên yêu cầu khoảng cách là 1,5h Để đảm bảo quá trình đổ bê tông diễn ra thuận lợi, cốt phân bố phải được đặt thẳng góc với cốt chịu lực, nhằm giữ vị trí cho cốt chịu lực và phân phối lực tập trung cho các cốt lân cận Ngoài ra, cốt phân bố cũng chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ các ứng suất do co ngót và nhiệt độ gây ra Đường kính của cốt phân bố thường dao động từ 4 đến 8mm, và số lượng cốt này không được ít hơn quy định.

Trong thiết kế kết cấu, 10% số lượng cốt chịu lực được bố trí tại tiết diện có momen uốn lớn nhất Khoảng cách giữa các cốt phân bố thường dao động từ 25 đến 30cm, không vượt quá 35cm Các cốt chịu lực và cốt phân bố được kết nối với nhau bằng cách buộc hoặc hàn thành một lưới chắc chắn.

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí cốt thép trong bản a) mặt bằng b) mặt cắt

1- cốt chịu lực 2- cốt phân bố

3.3.1.2 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện sàn

Việc tính toán và bố trí thép sàn cho công trình được thực hiện thông qua việc xuất nội lực từ phần mềm Safe phiên bản 12.3.2 và tiến hành tính toán trên Excel Kết quả của quá trình tính toán được trình bày trong bảng phụ lục D.

Mặt bằng bố trí thép sàn đƣợc thể hiện trong bản vẽ kết cấu KC-04, KC-05

 Tính toán cho ô sàn điển hình

Bê tông B25 Cốt thép chịu lực AII Chiều dày sàn h = 150cm

Bề rộng b = 100cm (cắt cho 1m dài ô sàn điển hình)

Khoảng cách từ tâm cốt thép đến biên cấu kiện là a = 2cm Với sàn dày 150cm

Momen tính toán M = 0,298 Tm đƣợc lấy tại vị trí giữa ô sàn tại vị trí giữa

= 0,002 = 0,5 (1+√ ) = 0,5 (1+√ ) = 0,99 Diện tích tiết cốt thép yêu cầu:

Ta chọn thép 8a150 cho dải sàn với về rộng 1m.

THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN NGẦM

Tài liệu cho việc thiết kế nền móng công trình

Tên công trình: thiết kế nha ở biệt thự dạng nhỏ Thanh Oai - Hà Nội Đặc điểm kết cấu: kết cấu khung vách BTCT chịu lực

Ta tính toán móng khung trục B.

Tải trọng dùng thiết kế móng

Tải trọng thiết kế móng được xác định từ tải trọng chân cột theo quy định, và việc sử dụng tải trọng hay tiêu chuẩn sẽ phụ thuộc vào từng giai đoạn thiết kế hoặc kiểm tra móng Đối với các hệ móng lớn với đài cọc chung, cần thực hiện phân tích chính xác để xác định tác động của tải trọng nhằm tìm ra tổ hợp tải trọng nguy hiểm nhất.

Tài liệu địa chất

Để thiết kế nền móng cho công trình, việc thu thập tài liệu về địa chất và thủy văn khu vực xây dựng là rất quan trọng Các tài liệu địa chất cần phải đầy đủ để xác định mặt cắt địa chất và các lớp đất liên quan.

 Kêt quả khảo sát bằng máy khoan

 Điều kiện địa chất công trình

 Số liệu địa chất công trình đƣợc xây dựng trên kết quả của thí nghiệm khoan tiêu chuẩn SPT

 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đƣợc ghi trong bảng 5.1

Bảng 5.1 Chỉ tiêu cơ lý của đất

N – giá trịn xuyên SPT (búa);

– góc nội ma sát theo tiêu chuẩn;

– dung trọng tự nhiên của đất (T/ );

– mô đun biến dạng (T/ ); c – lực dính kết tiêu chuẩn (T/ )

Nền đất khu vực công trình bao gồm các lớp đất có thành phần và trạng thái

Từ trụ địa chất ta thấy:

Lớp đất 1 là các lớp đất có khả năng chịu lực yếu

Lớp đất 2, cũng khá yếu so với khả năng chịu tải công trình khả năng chịu đƣợc tải trọng công trình truyền xuống;

* Đề xuất phương án móng:

Công trình nằm ở ngoại thành Hà Nội, nơi có các lớp đất địa chất đã được phân tích Do tải trọng công trình nhỏ và sự hiện diện của các nhà xây dựng lân cận, phương án cọc đã được loại bỏ Với các điều kiện địa chất và khả năng thi công hiện tại, phương án móng băng được xem là hợp lý cho công trình này.

Việc chọn phương án móng cần dựa vào điều kiện địa chất thủy văn, tải trọng cụ thể tại chân cột và yêu cầu độ lún của công trình Địa điểm xây dựng cũng ảnh hưởng đến quyết định này Đặc biệt, trong trường hợp công trình xây chen, việc hạn chế không gian gây chấn động trong quá trình thi công là yêu cầu bắt buộc.

Nhận xét cho thấy rằng giải pháp móng băng là lựa chọn tối ưu nhất, đáp ứng tốt yêu cầu về sức chịu tải và khả năng thi công thực tế cho công trình.

Tải trọng tác dụng

Theo TCVN 2737 – 1995, tải trọng được phân loại thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời, bao gồm tải trọng dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt, tùy thuộc vào thời gian tác động của chúng.

Tải trọng thường xuyên là loại tải trọng không thay đổi trong suốt quá trình xây dựng và sử dụng công trình, bao gồm trọng lượng của móng và trọng lượng của các phần công trình phía trên được truyền xuống móng.

Tải trọng tạm thời là những tải trọng có thể không xuất hiện trong một giai đoạn nhất định của quá trình xây dựng và sử dụng công trình, bao gồm tải trọng sàn từ thiết bị, tải trọng từ vách ngăn, tải trọng gió và tải trọng do đất đắp.

Tải trọng đặc biệt bao gồm tải trọng động đất, tải trọng do nổ và tác động của biến dạng nền do thay đổi cấu trúc đất như sụt lở và lún ướt Ngoài ra, còn có tác động từ biến dạng mặt đất ở các khu vực có nứt đất, ảnh hưởng từ vùng khai thác mỏ và hiện tượng caster.

Tổ hợp tải trọng cơ bản 1: {1 x tải trọng thường xuyên + 1 x tải trọng tạm thời} đối với trường hợp có 1 tải trọng tạm thời

Tổ hợp tải trọng cơ bản 2: {1 x tải trọng thường xuyên ∑ (0,9 x tải trọng tạm thời i)} đối với trường hợp có 2 tải trọng tạm thời trở lên

Tổ hợp tải trọng đặc biệt 1: {1 x tải trọng thường xuyên + 1 x tải trọng đặc biệt + 1 x tải trọng tạm thời} đối với trường hợp có 1 tải trọng tạm thời

Tổ hợp tải trọng đặc biệt 2 được xác định bằng công thức: 1 x tải trọng thường xuyên cộng với 1 x tải trọng đặc biệt, cộng với tổng của (0,95 x tải trọng tạm thời dài hạn) và (0,8 x tải trọng tạm thời ngắn hạn) trong trường hợp có từ 2 tải trọng tạm thời trở lên.

Mục đích của việc tính toán nền và móng theo sức chịu tải (TTGH I) là để đảm bảo độ bền và tính ổn định cho nền và móng, nhằm ngăn chặn hiện tượng móng bị vượt tải và lật.

 Đảm bảo sức chịu tải của nền đất

 Đảm bảo khả năng chống xuyên thủng của móng

Tính cốt thép trong thiết kế móng là rất quan trọng để đảm bảo rằng móng không bị phá hoại do uốn và cắt Mục tiêu của việc tính toán nền, móng và công trình theo biến dạng (TTGH I) là hạn chế biến dạng của nền, móng và kết cấu, nhằm không cản trở việc sử dụng bình thường của nhà và công trình, cũng như đảm bảo tính bền vững lâu dài của chúng trước sự xuất hiện của các chuyển vị không cho phép như độ lún, nghiêng và thay đổi cao độ thiết kế.

 Đảm bảo ổn định đất nền dưới đáy móng

Độ lún của móng phải nằm trong giới hạn cho phép, với tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán thiết kế móng cho cả TTGH I và TTGH II Khi tiến hành tính toán nền móng, cần xem xét các tổ hợp bất lợi nhất để đảm bảo biến dạng của công trình và ổn định toàn bộ nền.

Với các giá trị nội lực cho ở cột nhƣ sau:

Cột Lực dọc (N) Momen (T.m) Lực ngang Q (T)

Từ đó suy ra giá trị tiêu chuẩn nhƣ sau: với n = 1.15

Cột Lực dọc (N) Momen (T.m) Lực ngang Q (T)

Tiến hành thống kê địa chất ở lớp thứ 2 nhƣ sau:

- Sức chịu nén đơn: Qu = 0.598 kg/

4.4.2 Chọn kích thước sơ bộ

Chọn chiều sâu đặt móng

Chọn chiều sâu đặt móng dựa theo tiêu một số tiêu chí sau:

• Chức năng và đặc điểm kết cấu của công trình (tầng hầm, ống ngầm, móng thiết bị )

• Trị số và đặc điểm của tải trọng và các tác động tác dụng lên nền

• Chiều sâu đặt móng của nhà, công trình và các thiết bị bên cạnh

• Địa hình hiện tại và địa hình thiết kế của nơi xây dựng

• Điều kiện địa chất nơi xây dựng công trình (nằm trên lớp đất tốt, có hang lỗ do phong hóa, sự sói mòn đất )

• Thuận lợi khi thi công Điều kiện địa chất thủy văn (mực nước ngầm )

Chọn dầu thừa: X = L= 1 (m) Tổng chiều dài móng băng: L = 12,42 m Chọn bề rộng móng băng:

Loại đất Tỷ lệ kích thước công trình L/H

4 Đất hòn lớn lấp đầy cát

Các loại cát (trừ cát mịn và cát bụi)

1,2 1,2 Đất hòn lớn lấp đầy sét

Các loại có độ sệt B > 0,5 1,1 1,0 1,0

Với L, H lần lƣợt là chiều dài và chiều cao công trình

: hệ số độ tin cậy đƣợc chọn nhƣ sau:

= 1 khi các đặc trƣng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm

= 1,1 khi các đặc trƣng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê

: trọng lượng riêng đất nền dưới đáy móng

II: trọng lƣợng riêng đất nền từ đáy móng trở lên mặt đất

: chiều cao các lớp đất từ đáy móng trở lên mặt đất

: lực dính của đất từ đáy móng trở xuống

Chiều rộng và chiều dài móng thường được chọn làm tròn đến 100mm

4.4.2.1 Chọn các kích thước còn lại

Chiều cao dầm móng được xác định sơ bộ dựa trên nhịp dầm Sau đó, cần kiểm tra tính hợp lý của chiều cao đã chọn thông qua hàm lượng cốt thép trong dầm Nếu hàm lượng cốt thép không hợp lý, cần điều chỉnh lại chiều cao dầm.

Chiều rộng dầm móng thường chọn: {

Sử dụng bê tông 300 có Rn = 1300 (T/ )

= 0.016 ( ) Chọn cột tiết diện vuông:

Chọn chiều cao móng: h = 0,5 (m); = h – a = 0,46 (m) Kiểm tra điều kiện xuyên thủng:

Chọn cột có lớn nhất bằng = 59,65 (T)

Vậy chọn chiều cao móng băng: h = 0,5 (m)

4.4.3.1 kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng

Để đảm bảo rằng đất nền vẫn hoạt động như vật liệu biến dạng đàn hồi và giảm thiểu sai số trong việc tính toán độ lún theo lý thuyết Boussinesq, cần phải kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng.

KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA MÓNG

* Kiểm tra điều kiện ổn định

Lấy: ∑ = 10,105 (T.m) (lấy giá trị dương theo độ lớn)

= 17,8 (T/ ) > 0 Vậy móng băng đã thỏa mãn điều kiện ổn định

Momen đƣợc qui về trọng tâm đáy móng nhƣ sau :

4.4.4 Tính lún theo phương pháp tổng phân tố Độ lún của nền dùng sơ đồ tính toán dưới dạng bán không gian biến dạng đàn hồi tuyến tính xác định bằng phương pháp cộng lún các lớp trong phạm vi chiều dày chịu nén của nền Phương pháp này cho phép xác định độ lún của các móng riêng lẻ hoặc móng chịu ảnh hưởng của các móng lân cận, độ nghiêng của móng và từ đó tính ra góc xoay, độ lún lệch giữa các móng

Việc tính toán ứng suất gia tăng trong nền đất do tải trọng ngoài được thực hiện dựa trên lý thuyết đàn hồi, cụ thể là bài toán Boussinesq liên quan đến tải trọng tập trung trên mặt phẳng của nửa không gian đàn hồi Do đó, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng đất nền có khả năng ứng xử như một vật liệu đàn hồi.

Để tính lún chính xác, cần chia vùng nén lún thành các lớp nhỏ với bề dày từ 0,4 đến 0,6 mét, không nhất thiết phải chia đều Nếu vùng nén lún có nhiều loại đất khác nhau, mặt phân chia các lớp đất phải tương ứng với mặt phân chia các lớp phân tố Hiện nay, nhờ vào các chương trình tính toán bằng máy tính, chiều dày các lớp phân tố nên được chọn nhỏ để đạt độ chính xác cao.

Tính toán ứng suất do trọng lƣợng bản thân các lớp đất gây tại giữa các lớp phân tố khi chƣa gánh đỡ tải trọng công trình

Tính toán tổng ứng suất do trọng lƣợng bản thân các lớp đất và tải trọng công trình gây ra tại giữa các lớp phân tố

Tính toán độ lún của lớp thứ i theo công thức:

Độ lún của móng được tính bằng tổng độ lún của các lớp phân tố trong vùng nền bị nén, và cần đảm bảo rằng tổng độ lún này thỏa mãn điều kiện S < [ ] Nếu không đáp ứng được điều kiện này, cần phải điều chỉnh kích thước móng bằng cách tăng bề rộng móng.

Kiểm tra độ lún của móng là một bước quan trọng trong xây dựng, được thực hiện bằng phương pháp tổng phân số để tính tổng độ lún của các phân tố trong vùng chịu nén Đối với nhà khung bê tông cốt thép, độ lún giới hạn tại tâm móng không vượt quá 8cm, và việc tính toán thường được thực hiện tại lớp 2.

Với = 1,86 Áp lực gây lún

Chia nền thành các lớp dày 0.5 (m)

+ (kg/ ) Sau đó dựa vào thí nghiệm nén có kết ta tính lún nhƣ sau:

Dùng phương pháp cộng phân tố ta tính lún cho móng

Ta đƣợc kết quả ghi trong bảng sau:

4.4.5.1 Tính toán cốt thép theo phương ngang a Sơ đồ tính

Dầm console ngàm tại mép dầm ( trường hợp nguy hiểm nhất)

4.4.5.2 Tính toán và bố trí cốt thép

Tính toán cốt thép cho 1m dài (b=1m)

Bố trí cốt thép theo điều kiện:

 Đường kính cốt thép chịu lực ≥ 12mm

 Khoảng cách cốt thép: 700m ≤ 200mm ( nếu a > 200mm sẽ gây nứt cục bộ giữa 2 cây thép, a < 70mm khó đổ bê tông )

KHÁI QUÁT CÔNG TRÌNH

Tình hình cung ứng vật tƣ

Công trình nằm gần nhiều tuyến đường giao thông lớn, giúp việc cung cấp vật tư trở nên thuận lợi và dễ dàng, đồng thời đảm bảo chất lượng và số lượng vật tư cần thiết cho dự án.

+ Vật tƣ đƣợc chuyển đến công trình theo yêu cầu thi công và đƣợc chứa trong các kho bãi tạm để dự trữ

5.1.1 Giới thiệu sơ bộ đặc điểm công trình

Công trình tọa lạc tại Thanh Oai với nền đất vững chắc, cho phép xây dựng 2 tầng Mặt bằng của công trình khá bằng phẳng, và theo khảo sát địa chất, các lớp địa tầng bên dưới không có sự phức tạp đáng kể.

Do địa hình khu đất bằng phẳng và đã được san ủi trước, không cần san lấp mà chỉ cần dựng tường rào bao quanh công trình Cùng lúc, tiến hành xây dựng các công trình tạm và hạ nguồn điện để cung cấp điện cho công trình sau khi đưa vào sử dụng Đồng thời, xác định ranh giới các khu vực xây dựng và đúc cọc chuẩn bị cho công tác phần ngầm.

5.1.1.1 Kiểm tra chỉ giới xây dựng

Công việc đầu tiên trong dự án là dọn dẹp mặt bằng, bao gồm san lấp và rải đường để tạo ra lối đi tạm cho máy móc thi công Sau đó, cần xây dựng hàng rào tôn để bảo vệ thiết bị và tài sản, đồng thời giảm thiểu tiếng ồn và không gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận, giữ gìn thẩm mỹ cho khu vực.

Di chuyển các công trình ngầm: đường dây điện thoại, đường cấp thoát nước

Chuẩn bị mặt bằng thi công, xác định các vị trí tím mốc, hệ trục công trình, đường vào và vị trí đặt các thiết bị cơ sở

Để đảm bảo tiến độ thi công, cần thiết lập quy trình chi tiết và quy định rõ thời gian cho từng bước công tác Đồng thời, việc chuẩn bị đầy đủ và đúng yêu cầu các loại vật tư là rất quan trọng, bao gồm kiểm tra độ sụt của bê tông và chất lượng gạch đá.

Để xác định các điểm chuẩn của công trình bằng máy kinh vĩ, trước tiên cần chọn một điểm chính xác trên mặt bằng, tốt nhất là điểm góc của công trình Đặt máy tại điểm mốc B và lấy hướng mốc A cố định, có thể là các công trình cũ gần đó Sau đó, định hướng và mở một góc bằng, ngắm về hướng điểm M để đo khoảng cách A, từ đó xác định chính xác điểm M Tiếp theo, di chuyển máy đến điểm M, ngắm về phía điểm B, cố định hướng và mở một góc để xác định điểm N Từ điểm M, đo chiều dài theo hướng đã xác định để tìm ra điểm N Quá trình này tiếp tục cho đến khi các điểm góc H, K của công trình được định vị chính xác trên mặt bằng xây dựng.

Từ các điểm chuẩn, xác định các đường tim công trình theo hai phương đúng như bản vẽ Đánh dấu các đường tim bằng cọc gỗ, sau đó căng dây kẽm theo hai đường cọc chuẩn Lưu ý rằng đường cọc chuẩn cần cách xa công trình từ 3-4 m để không ảnh hưởng đến quá trình thi công.

Dựa vào các đường chuẩn ta xác định vị trí của kích thước hố móng

5.1.1.2 Về điều kiện cung ứng nguyên vật liệu

Bê tông cốt thép: bê tông cốt thép đƣợc đặt mua tại nhà máy bê tông theo đúng yêu cầu kỹ thuật, kích thước, mác bê tông

Xi măng: xi măng đƣợc qua kiểm nghiệm, đúng chủng loại theo thiết kế, và đƣợc nhận tại kho của công trình

Cốt thép cũng được qua kiểm nghiệm đúng chủng loại, đường kính, kích thước, mã hiệu công ty sản xuất Đá, cát được xác định chất lượng theo TCVN

Ván khuôn cho công trình phải là ván khuôn thép định hình với kích thước đúng quy cách, không bị cong vênh và được nhận tại chân công trình.

5.2 Giải pháp thi công phần kết cấu ngầm công trình

5.2.1 Lựa chọn giải pháp thi công móng băng

Thứ nhất: Biện pháp thi công móng băng – Giải phóng mặt bằng , công tác chuẩn bị

Trước khi tiến hành thi công móng băng, bạn cần giải phóng mặt bằng khu đất và chuẩn bị đầy đủ nhân công, máy móc, thiết bị cùng nguyên vật liệu cần thiết cho quá trình thi công.

Trước khi thi công, cần chuẩn bị một số nguyên vật liệu như thép, đá, cát vàng và xi măng Thông thường, chủ đầu tư sẽ là bên cung cấp và chuẩn bị các vật liệu xây dựng này Trong khi đó, các thiết bị máy móc như máy trộn bê tông, cốp pha và xe vận chuyển sẽ do đơn vị thi công đảm nhận và tính trực tiếp vào chi phí nhân công.

Thứ 2: Hướng dẫn phương pháp thi công móng băng – San lấp mặt bằng, công tác đất

Sau khi giải phóng mặt băng và chuẩn bị đầy đủ nguyên vật liệu, máy móc cùng nhân công, bước tiếp theo trong quy trình thi công móng băng là san lấp mặt bằng và dọn dẹp khu đất xây dựng Công việc này bao gồm việc định vị các trục công trình trên khu đất và đào đất theo các trục đã được xác định với kích thước cụ thể.

Dọn sạch móng vừa đào, hút nước đi nếu xuất hiện nước bên dưới hồ móng

Thứ 3: Cách thi công móng băng – Công tác cốt thép

Khi thi công móng băng, cốt thép có thể được gia công tại hiện trường hoặc tại nhà máy, tuy nhiên cần đảm bảo rằng nền móng có mức độ cơ giới phù hợp với khối lượng thép cần gia công.

Cốt thép trước khi gia công và trước khi đổ bê tông cần đảm bảo:

Bề mặt sạch, không bị dính bùn đất, dầu mỡ, không có vẩy sát và các lớp gỉ

Các thanh thép có thể bị bẹp hoặc giảm tiết diện do quá trình làm sạch hoặc các nguyên nhân khác, nhưng mức giảm này không được vượt quá 2% đường kính Nếu vượt quá giới hạn này, thanh thép sẽ chỉ được sử dụng theo diện tích tiết diện thực tế còn lại.

Cốt thép cần đƣợc gia công kéo, uốn và nắn thẳng

Chú ý khi cắt và uốn thép:

Cắt và uốn cốt thép phải được thực hiện bằng các phương pháp cơ học, đảm bảo phù hợp với hình dáng và kích thước thiết kế.

+ Các mối hàn nối, buộc nối đảm bảo yêu cầu kỹ thuật: hàn nổi đảm bảo >= 10d, buộc nối >= 30d ( d là đường kính thép), hàn nối thép được làm sạch

+ Các đầu chờ bảo vệ bằng túi ni lông: Trước khi ghép cốp pha buộc sẵn con kê bằng bê tông đúc sẵn

- Cắt thép và gia công thép Thép đƣợc chọn là thép tốt, đảm bảo chất lƣợng, không bị gỉ

- Đổ một lớp bê tông lót dày 10cm hoặc lớp lót gạch

- Đặt các bản kê bên trên lớp bê tông lót

Việc cắt và uốn thép cần được thực hiện tại khu vực rộng rãi và thoáng đãng để đảm bảo an toàn cho người thực hiện Nếu công việc này diễn ra ở những nơi đông người, như đường xá, cần chú ý đến khoảng cách an toàn và các biện pháp bảo vệ cần thiết.

Thứ 4: Quy trình thi công móng băng hoàn thiệt – Công tác cốp pha Đặt cốp pha theo lưới thép được định trước:

Ván khuôn khi thi công phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Vững chắc, đạt chiều dày cần thiết, không bị biến dạng do trọng lƣợng bê tông, cốt thép và tải trọng trong quá trình thi công

Ván khuôn phải để kín không bị chảy nước xi măng trong quá trình đổ bê tông và đầm lên bê tông

Ván khuôn phải đúng hình dáng và kích thước cấu kiện

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	2,1 MB