KI ẾN TRÚC CÔNG TR ÌNH
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Tại Việt Nam, vấn đề nhà ở đang trở nên cấp bách, đặc biệt tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh, nơi có tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và dân số tăng cao Mặc dù diện tích lớn, nhu cầu về nhà ở vẫn vượt quá khả năng cung cấp 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 thuê hoặc mua căn hộ tại trung tâm Việc xây dựng một ngôi nhà đẹp và tiện nghi không hề đơn giản, đòi hỏi sự chú ý đến nhiều yếu tố thiết kế Do đó, việc hợp tác với một kiến trúc sư chuyên nghiệp sẽ giúp bạn hiện thực hóa ý tưởng thiết kế của mình, đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật, mỹ thuật và kinh tế, từ đó tạo ra một ngôi nhà vừa đẹp, vừa sang trọng, thể hiện được cá tính của chủ nhân.
Nhà ở không phải là hàng hóa có thể dễ dàng đổi trả nếu bạn không hài lòng hoặc phát hiện lỗi Khi đã sở hữu, bạn không thể hủy bỏ ngôi nhà của mình Do đó, cần phân biệt rõ giữa thiết kế mỹ thuật và công năng của ngôi nhà, vì chúng là hai yếu tố khác nhau nhưng đều quan trọng trong việc tạo nên một không gian sống hoàn hảo.
Nhiều ngôi nhà lớn nhưng thiếu vẻ đẹp, trong khi những ngôi nhà đẹp có thể không mang lại sự thoải mái và tiện nghi Điều này cho thấy rằng vẻ đẹp thường liên quan đến yếu tố mỹ thuật, trong khi sự tiện nghi và thoải mái lại phụ thuộc vào kỹ thuật và công năng sử dụng của nội thất trong không gian sống.
Vì bạn đến từ lĩnh vực khác, nên có thể bạn sẽ không nắm rõ những kiến thức cơ bản trong xây dựng Do đó, việc hợp tác với một kiến trúc sư chuyên nghiệp là cần thiết, người sẽ đảm nhận mọi công việc cho bạn, giúp bạn yên tâm mà không cần lo lắng về các chi tiết kỹ thuật.
Thuê kiến trúc sư lại là một giải pháp tiết kiệm trong
Nhiều gia chủ lo lắng về độ chính xác từ bản vẽ thiết kế đến ngôi nhà thực tế, đặc biệt khi nhìn vào bản vẽ 3D đẹp mắt nhưng không biết kết quả cuối cùng có đạt yêu cầu hay không Họ thường tiếc nuối khi nghĩ rằng mình chỉ đang trả tiền cho một tờ giấy A3, nhưng thực tế đó là kết quả của quá trình lao động, trí tuệ và tài năng của các kiến trúc sư Việc đầu tư vào thiết kế không chỉ giúp xây nhà dễ dàng hơn mà còn tiết kiệm chi phí đáng kể cho gia chủ.
Để tránh thử nghiệm ý tưởng trên công trình thực tế, bạn cần cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố cấu trúc và kinh tế Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong quyết định cuối cùng, vì một giải pháp tốn kém nhưng không hiệu quả sẽ không đáng để thực hiện.
Hãy thẳng thắn chia sẻ ý tưởng và mong muốn của bạn với kiến trúc sư, vì mỗi gia đình có phong cách sống và sở thích riêng về màu sắc, vật liệu và trang thiết bị Việc thể hiện rõ ràng những yêu cầu cá nhân sẽ giúp kiến trúc sư thiết kế ngôi nhà phù hợp nhất với bạn, tránh tình trạng ngôi nhà trở nên thiếu dấu ấn cá nhân và không phản ánh đúng sở thích của gia đình.
Thuê thiết kế và kiến trúc sư là quyết định quan trọng giúp bạn tránh những sai lầm tốn kém về thời gian và tiền bạc Với sự hỗ trợ từ chuyên gia, bạn có thể dự đoán và giải quyết mọi vấn đề một cách hiệu quả Đừng để “một lần sợ tốn, bốn lần chẳng xong” trở thành thực tế trong dự án của bạn.
1.1.1.1 Quy mô và đặc điểm công trình
Tên công trình : Nhà ở biệt thự đơn lập
Chủ đầu tư công trình : Phạm Thành Nam Chúc Sơn – Chương mĩ – Hà
Khu vực xây dựng công trình tọa lạc tại Chúc Sơn, Chương Mỹ, Hà Nội, gần quốc lộ 6, hướng từ Hòa Bình vào trung tâm Hà Nội Đất xây dựng cách mặt đường 20m, với địa chất tốt và đất cứng, thuận lợi cho việc thi công công trình.
Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc công trình : Nguyên lí thiết kế kiến trúc nhà ở Ths Kts Trần Đình Hiếu
Công trình tọa lạc trên trục đường giao thông chính, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và di chuyển ngoài công trình Hệ thống cấp điện và cấp nước trong khu vực đã được hoàn thiện, đáp ứng tốt các yêu cầu cần thiết cho công tác xây dựng.
ĐIỀU KIỆN KINH TẾ X Ã H ỘI, KHÍ HẬU, THỦY VĂN
1.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội
Khu đất xây dựng có bề mặt bằng phẳng, không có công trình cũ hay công trình ngầm nào dưới lòng đất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và bố trí tổng mặt bằng.
1.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn
Công trình tọa lạc tại TP Hà Nội, nơi có nhiệt độ trung bình hàng năm đạt 26°C Sự chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng 1) là 12°C Thời tiết tại đây được phân chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10.
11), mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau) Độ ẩm trung bình 75% -
80% hướng gió chủ yếu là từ Đông Nam và Đông Bắc Tháng 8 là tháng có sức gió mạnh nhất, trong khi tháng 11 có sức gió yếu nhất, với tốc độ gió lớn nhất đạt 28 m/s Địa chất công trình được phân loại là đất trung bình.
GI ẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TR ÌNH
Anh Phạm Thành Nam - Năm sinh dương lịch: 1978
- Năm sinh âm lịch: Mậu Ngọ
- Ngũ hành: Thiên Thượng Hỏa (Lửa trên trời)
- Thuộc Đông Tứ Mệnh, nhà hướng Nam, thuộc Đông Tứ Trạch
- Qui mô công trình : Bi ệt thự nhỏ
- Gi ải pháp kiến trúc công tr ình
1.3.2 Gi ải pháp thi ết k ế
Chiều cao của các tầng trong ngôi nhà được thiết kế hợp lý để tạo không gian thông thoáng Tầng 1 có chiều cao 3,9m, giúp ngôi nhà mở rộng ra mặt đường, trong khi tầng 2 có chiều cao 3,6m và tầng tum là 2,75m.
Phòng khách trong kiến trúc Phương Đông thường được coi là trung tâm của ngôi nhà, tạo sự gần gũi và thân thiện giữa các thành viên trong gia đình Đây cũng là không gian tiếp khách và tổ chức các hoạt động xã hội, vì vậy cần thiết kế một không gian rộng rãi Một phòng khách lý tưởng có diện tích khoảng 40m2, kết nối với khu vườn, giúp tạo sự thông thoáng và nâng cao giá trị thẩm mỹ cho không gian sống.
Phòng thờ được thiết kế dựa trên sự tìm hiểu kỹ lưỡng và trao đổi với anh Nam, con trưởng trong gia đình, người rất coi trọng việc thờ kính tổ tiên Anh mong muốn đặt bàn thờ tổ tiên ngay cạnh tầng 1 để mọi người có thể cảm nhận được lòng kính nhớ của anh Giải pháp cho phòng thờ là không gian rộng 26m2, nằm đối diện phòng khách và được ngăn cách bằng một vách ngăn gỗ, phù hợp với yêu cầu và phong cách của anh Đông.
Phòng bếp là không gian 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 cần đủ lớn để đáp ứng nhu cầu của người nội trợ, trang thiết bị và chỗ ăn uống cho toàn gia đình Gia đình anh Nam gồm 4 người lớn và 2 trẻ em, do đó, giải pháp tối ưu là thiết kế phòng bếp có diện tích 29m2, nằm cạnh phòng khách để đảm bảo sự tiện lợi và thoải mái trong sinh hoạt.
Gia đình có 6 người cần ít nhất 3 phòng ngủ, bao gồm phòng ngủ cho vợ chồng, ông bà và hai con gái Các phòng ngủ nên yên tĩnh, có ban công hoặc lô gia để tăng cường ánh sáng và không khí trong lành Để hạn chế giao thông qua lại, thiết kế hợp lý là có 1 phòng ngủ ở tầng 1 cho vợ chồng anh Nam và 2 phòng ngủ ở tầng 2 cho ông bà và hai con gái, mỗi phòng rộng 22m2, đáp ứng yêu cầu về không gian và ánh sáng.
Phòng học tập và vui chơi cho hai cô con gái được thiết kế nhằm đảm bảo không gian yên tĩnh sau giờ học, đồng thời tạo điều kiện cho các bé vui chơi mà không cần ra ngoài Với diện tích 22m2 nằm trên tầng 2, phòng học tập và vui chơi này rất yên tĩnh, đủ rộng rãi để cả hai bé có thể học tập và giải trí thoải mái.
Phòng WC trong gia đình đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các hoạt động vệ sinh cá nhân như tắm rửa, giặt giũ và tiểu tiện Đặc biệt, vị trí của phòng WC cần gần gũi với phòng ngủ để thuận tiện cho các thành viên trong gia đình.
Do diện tích ngôi nhà hạn chế, mỗi tầng được thiết kế một WC cạnh cầu thang và phòng ngủ, với kích thước 4,6m2, phục vụ cho cả tắm giặt và đại tiện, đầy đủ trang thiết bị Ngoài ra, còn có một WC chung nằm phía Tây Nam của căn nhà.
Phòng kho là giải pháp lý tưởng để lưu trữ đồ đạc lớn và cồng kềnh không sử dụng theo mùa Thiết kế thêm một kho bên ngoài căn nhà không chỉ đảm bảo tính thẩm mỹ mà còn đáp ứng nhu cầu lưu trữ cần thiết Diện tích kho rộng 3,7m2, giúp tối ưu hóa không gian sống.
+ Sảnh hiên bố trí giữa căn nhà tạo sự cân bằng của căn nhà
Để tạo ra không gian gần gũi với thiên nhiên sau một ngày làm việc và học tập, thiết kế sân chơi rộng 13m2 bao gồm bàn trà và tiểu cảnh có mái che là một giải pháp lý tưởng Không gian này không chỉ thuận tiện cho việc thư giãn mà còn giúp hòa mình vào thiên nhiên mà không lo bụi bẩn hay tiếng ồn.
Cầu thang đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các tầng, không chỉ về mặt thẩm mỹ mà còn về công năng Thiết kế cầu thang được đặt giữa phòng bếp và WC1, với 21 bậc, rộng 1,2m, bề mặt mỗi bậc rộng 0,25m và cao 0,17m Để tính số lượng bậc cầu thang hợp phong thủy, người Việt thường áp dụng Quy luật của đời người (Sinh – Lão – Bệnh – Tử) làm nguyên tắc thiết kế, phản ánh vòng đời tự nhiên của con người.
Sinh: Là khởi phát cho sự sống mới, mang ý nghĩa dồi dào năng lượng, sinh lực.
Lão: Đây là một thời kỳ mà ai cũng phải trải qua, đó là tuổi già Lão
Bệnh: Sau khi già ốm là giai đoạn bệnh tật, bệnh là một biểu tượng cho những thứ không may mắn
Tử: Đây là thời điểm chấm dứt một vòng đời, có nghĩa là sự chết chóc,
2 tầng, có nghĩa là phải đóng 1 bộ cầu thang và muốn bậc cầu thang cuối cùng rơi vào cung Sinh thì có thể tính toán như sau:
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:
Như vậy chắc chắn bậc cuối cùng thứ 21 này nhất định sẽ rơi vào cung Sinh Ảnh 2: Cầu thang
1.3.3 Giải pháp mặt bằng và mặt đứng
Giải pháp mặt đứng giúp hòa hợp giữa công trình và thiên nhiên bằng cách thiết kế nhiều mái dốc độc đáo cho mái hiên và mái nhà Thêm vào đó, việc tạo ban công, cửa sổ kính và bồn hoa xung quanh nhà cùng với những hàng cỏ mang lại cảm giác như lạc vào thiên nhiên mỗi khi nhìn ra ngoài, tạo nên một không gian sống hài hòa và gần gũi với thiên nhiên.
Giải pháp mặt bằng cho ngôi nhà nằm ở vị trí bên cạnh mặt đường là lùi sâu vào bên trong, nhằm giảm thiểu bụi bẩn và tiếng ồn, đồng thời tạo ra không gian kín đáo và riêng tư cho cư dân.
1.3.4 Giai 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 18m
Trước nhà, việc bố trí bụi cây thấp và bồn hoa với màu sắc tươi sáng từ những cây cảnh có tán thưa sẽ tạo ra không gian thoáng mát, đồng thời không che chắn nhiều cho mặt đứng và đường phố.
1.3.5 Giải pháp thiết kế kiến trúc nội thất
- Giải pháp cho từng phòng theo diện tích và công năng sử dung.phù hợp với không gian và hường nắng hướng gió theo tiêu chuẩn.
+ Phòng khách : Phòng khách được bố trí 1 bộ đồng kị kết hợp bàn, có giá sách, kệ tivi treo , đợt treo để đồ deco Ảnh 3: Phòng khách
Phòng ăn được thiết kế hiện đại với tông màu trắng, sử dụng vật liệu Acrilic và thùng MDF chống ẩm An Cường Tủ dưới cao 830cm, sâu 600cm, bao gồm mặt đá và được trang bị bồn rửa bát cùng bếp từ Không gian được chia thành các ngăn tiện lợi để đựng gạo, lò vi sóng, bếp nướng, và tủ trên cách tủ dưới 600cm, với các ngăn để đồ khô và giá bát.
CÁC GI ẢI PHÁP KĨ THUẬT
1.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng
1.4.1 : Giải pháp thoát nước, cấp cứu hỏa , chiếu sang , thông gió
+ Thông gió: Là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con người khi làm việc
Các phòng trong công trình được thiết kế với cửa sổ thông gió trực tiếp, kết hợp với quạt hoặc điều hòa để đảm bảo thông gió nhân tạo vào mùa hè Hệ thống chiếu sáng bao gồm cả chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, trong đó chiếu sáng nhân tạo chiếm ưu thế.
Về chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống sổ, cửa kính và cửa mở ra ban công.
Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống bóng điện lắp trong các phòng và tại hành lang, cầu thang bộ, cầu thang máy.
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 được luồn trong ống nhựa mềm chôn trong tường, trần hoặc sàn, với yêu cầu tiếp diện tối thiểu là 1,5mm² cho dây dẫn ra đèn.
Hệ thống chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang và đèn dây tóc để chiếu sáng tuỳ theo chức năng của từng phòng, tầng, khu vực.
Trong các phòng có bố trí các ổ cắm để phục vụ cho chiếu sáng cục bộ và cho các mục đích khác.
Hệ thống chiếu sáng được bảo vệ bởi Aptomat trong các bảng phân phối điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Việc điều khiển ánh sáng được thực hiện thông qua các công tắc được lắp đặt trên tường gần cửa ra vào hoặc ở vị trí thuận tiện nhất, mang lại sự tiện lợi cho người dùng.
Hệ thống chống sét cho công trình được thiết kế với các kim thu sét bằng thép có đường kính 16mm và chiều dài 600mm, được lắp đặt trên các kết cấu nhô cao và đỉnh mái nhà Các kim thu sét được kết nối với nhau và nối với đất bằng thép có đường kính 10mm Cọc nối đất sử dụng thép góc 65x65x6 dài 2,5m, trong khi dây nối đất được làm từ thép dẹt 40x4 Hệ thống nối đất đảm bảo có điện trở nhỏ hơn 10Ω, đảm bảo hiệu quả trong việc chống sét.
Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị điện phải được tách biệt hoàn toàn với hệ thống nối đất chống sét, với điện trở nối đất đảm bảo nhỏ hơn 4Ω Tất cả các cấu trúc kim loại, bao gồm khung tủ điện và vỏ hộp Aptomat, cần phải được kết nối với hệ thống này để đảm bảo an toàn.
Hệ thống cấp nước cho ngôi nhà được thiết kế theo mạch vòng, lấy nguồn nước từ hệ thống cấp nước thành phố qua các ống dẫn xuống bể chứa trên mái Nước được bơm trực tiếp từ hệ thống cấp nước thành phố lên bể nước trên mái, sau đó được phân phối đến các căn hộ thông qua hệ thống đường ống.
Thoát nước: Bao gồm thoát nước mưa và thoát nước thải sinh hoạt
Nước thải khu vệ sinh được xử lý qua hai hệ thống riêng biệt: hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân Nước bẩn từ phễu thu sàn, chậu rửa, tắm đứng và bồn tắm được dẫn vào ống đứng thoát, sau đó chảy vào hố ga thoát nước bẩn và cuối cùng được đưa vào hệ thống thoát nước chung.
Phân từ các xí bệt được dẫn vào hệ thống ống đứng thoát riêng, sau đó được lưu trữ trong ngăn chứa của bể tự hoại Hệ thống được thiết kế với ống thông hơi có đường kính 60mm, được đưa cao lên 70cm so với mái.
Hệ thống thoát nước mưa sử dụng sênô 110 để dẫn nước từ ban công và mái nhà qua các ống nhựa ở góc cột Nước sẽ chảy xuống hệ thống thoát nước của toàn nhà và sau đó được dẫn ra hệ thống thoát nước của thành phố.
Xung quanh nhà có hệ thống rãnh thoát nước có kích thước 38038060 làm nhiệm vụ thoát nước mặt.
1.4.2 Giải pháp cứu hoả Để phòng chống hoả hoạn cho công trình trên các tầng đều bố trí các bình cứu hoả cầm tay, họng cứu hoả lấy nước trực tiếp tù bể nước mái nhằm nhanh chóng dập tắt đám cháy khi mới bắt đầu.
Trong trường hợp có cháy, việc thoát hiểm là rất quan trọng Công trình được thiết kế với hệ thống giao thông ngang linh hoạt, bao gồm cả cầu thang bộ và cầu thang máy Mỗi tầng sẽ có một thang máy và một thang bộ phục vụ cho 4 căn hộ, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho cư dân khi cần thoát hiểm.
1.4.3 Hệ thống cấp thoát nước
Nước cho công trình được cung cấp từ hệ thống cấp nước của thành phố Hệ thống máy bơm đảm bảo nước được bơm lên téc inox trên mái, từ đó nước được phân phối qua các đường ống đến các phòng sinh hoạt.
1.4.3.2 C ấp nước sinh ho ạt
Bố trí các ống đứng cấp nước trong hộp kỹ thuật cạnh nhà vệ sinh, từ đó phân nhánh cấp nước Đặt đồng hồ đo nước cho căn hộ tại hành lang tầng để kiểm soát lượng nước cấp Ống cấp nước vào căn hộ có đường kính 25mm Sau khi lắp đặt, hệ thống ống cấp nước cần được thử áp lực và khử trùng trước khi đưa vào sử dụng.
1.4.4.3.H ệ th ống thoát nước th ải
Bố trí ống đứng thoát nước cho xí và tiểu có đường kính D140, dẫn vào một bể tự hoại Đồng thời, ống đứng thoát nước cho lavabô và nước rửa sàn cũng có đường kính D140.
Nước thải được xử lý sơ bộ qua bể bán tự hoại, thoát ra mạng lưới thoát nước chung
1.4.4.4 H ệ th ống thoát nước mưa
Bố trí ống đứng thoát nước mưa trong các hộp kỹ thuật Hệ thống thoát nước mưa được thu vào các rãnh xung quanh công trình tại tầng 1.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
2.1.1 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.
THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN
THI ẾT KẾ CỘT
3.1 Lý thuy ết tính toán c ột ch ịu nén l ệch tâm xiên
Công trình có cấu trúc gần như đối xứng với các cột chịu mômen lớn theo cả hai phương Mx và My Khi tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên, nếu xem xét riêng từng trường hợp tải trọng Mx,N và My,N rồi cộng kết quả thép, sẽ không đảm bảo an toàn cho cả vùng chịu kéo và chịu nén Cánh tay đòn ngẫu lực trong trường hợp chịu nén lệch tâm xiên thường nhỏ hơn so với cánh tay đòn khi cột chịu nén uốn phẳng Hơn nữa, việc cộng cốt thép như vậy dẫn đến việc vùng góc phần tư chéo của cột bị tính chịu lực dọc N hai lần.
Các tài liệu tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên trước đây chủ yếu dựa vào phương pháp chọn và bố trí cốt thép, sau đó kiểm tra lại nén lệch tâm bằng cách xác định vị trí đường trung hòa của tiết diện cột Phương pháp này yêu cầu xác định ứng suất trong cốt thép vùng chịu nén và kéo, tuy nhiên có nhược điểm là dài dòng, phức tạp và cần kinh nghiệm trong việc chọn cốt thép.
Hiện nay, tính cốt thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn
BS 8110-85 của Anh đã được GS TS Nguyễn Đình Cống điều chỉnh để phù hợp với TCVN - Tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép - 2006 Cơ sở tính toán được áp dụng nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế cột bê tông cốt thép.
- Chiều dài tính toán của cột được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột lo = l (3-1)
- Hàm lượng cốt thép trong cột:
-Hàm lượng cốt thép đảm bảo
Hình 3.1: Mô hình bi ểu di ễn n ội l ực c ột
- Xuất kết quả chạy nội lực của ETABS dưới dạng bảng của EXCEL
Lập bảng tổ hợp nội lực của cột khung KB tại 2 mặt cắt nguy hiểm nhất.
Tiết diện cột có hình vuông với cốt thép được bố trí đối xứng và đều quanh chu vi Do đó, các cặp nội lực được lựa chọn để tính toán sẽ được xác định một cách chính xác.
+ Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng
+ Có Mx lớn nhất và N, My tương ứng
+ Có My lớn nhất và N, Mx tương ứng
+ Có Mx và My đều lớn
+ Có độ lệch tâm 1 x M x e N hoặc 1 y M y e N lớn
3.1.2 Nguyên t ắc tính toán c ột ch ịu nén l ệch tâm xiên
Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép
Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là:
Tiết diện chịu lực nén N và mômen uốn Mx, My cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay được xem xét Sau khi phân tích uốn theo hai phương, hệ số x và y được tính toán Mômen gia tăng được xác định là Mx1 và My1.
Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị Mx1, My1 và kích thước các cạnh, chúng ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính toán, có thể theo phương x hoặc phương y Các điều kiện và ký hiệu được trình bày trong bảng dưới đây.
B ảng 3 1: Mô hình tính toán c ột BTCT tiết diện chữ nhật
Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện x 1 y 1 x y
M1 = Mx1 ; M2 = My1 ea = eax + 0,2eay h = Cy ; b = Cx
M1 = My1 ; M2 = Mx1 ea = eay + 0,2eax
Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính ho = h - a ; Z = h - 2a, các số liệu Rb Rs,
R sc , R như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng.
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tính mômen tương đương ( đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)
N , Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea)
Tính toán độ mảnh theo hai phương: x ox x l
Cốt thép trong cột được kiểm tra theo các trường hợp phụ thuộc vào độ lệch tâm e o và x 1 , với:
+ Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi o 0,3 o e
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
= 1,028 - 0,0000288 2 - 0,0016 (3-10) Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
+ Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé:
Khi > 0,30 và đồng thời x1 >Rho tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x:
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast tính theo công thức
+ Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn:
h và đồng thời x1 < Rho Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn
Tính Ast với hệ số k = 0,4 :
Lực cắt trong cột là nhỏ, cốt đai được xác định như sau:
+ Đường kính cốt đai đ ≥ 0,25 max
+ Trong đọan nối cốt thép u 10 L
+ Các vị trí khác u min ( 15Lmin , 500 ) mm
3.1.4 Tính toán chi tiết thép cột C2 khung trục B
Do tính chất đối xứng, chỉ cần tính toán cho cột C2 Để thuận tiện cho thi công và thiết kế, thép cho cột tầng 1 và tầng 2 sẽ được bố trí giống như lượng thép tính toán từ nội lực nguy hiểm nhất ở tầng 1.
Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp nội lực của cột được ghi ở bảng sau:
Bảng 2.1: N ội lực( max) nguy hiểm cột C2
3.1.4.2 Tính toán b ố trí c ốt thép c ột C2 –tr ục B
Bê tông B25 có Rb.5 MPa; Rbt=1.05MPa; Eb0000MPa
Cốt thép dùng thép CII: Rs = Rsc= 280MPa
12mmdùng thép CI : Rs = Rsc= 225MPa
Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 210000MPa
=0.85 đối với bê tông nặng 0.85 0.008 14.5 0.734 Đối với tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn sc.u 500MPa
Khung nhà nhiều tầng có từ 2 nhịp trở lên, có liên kết cứng giữa dầm và cột, sàn đổ toàn khối 0.7
Chiều dài tính toán đối với tầng 1: l ox l 0y 0.7 H 0.7 3,6 2.52(m)
Z h a 180 40 140mm. Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ay c ax c
Tính toán cốt thép C2 và đối xứng ở vị trí có N 6.2, Mx = 75.7 , My 90.7
Vậy tính theo phương x h = C y = 220mm ; b = C x = 220mm ;M 2 = M y2 = 90.07 kN ; M 1 = M x1 = 75.7 kN
e a = e ax + 0.2e ay = 5.7+ 0.2x6= 6.9mm Với kết cấu siêu tĩnh: o 1 a e max(e ;e ) 957.28mm e e 0 0.5h a 0.957 0.5 0.22 0.04 1.027m
nên xảy ra nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:
Kiểm tra hàm lượng thép|: min 0.05% t 1.57% max 3%
Vậy hàm lượng thép tính toán là hợp lý
Tính toán cốt thép C2 và đối xứng tại vị trí có N = 21.7 , Mx = 25.6 ,
Vậy tính theo phương x h = Cy = 220mm ; b = Cx = 220mm ;M2 = My2 = 22 kN ; M1 = Mx1= 25.6 kN
Với kết cấu siêu tĩnh: o 1 a e max(e ;e ) 1180mm e e 0 0.5h a 1.180 0.5 0.22 0.04 1.25m
h nên xảy ra nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:
Kiểm tra hàm lượng thép|: min 0.05% t 1.07% max 3%
Vậy hàm lượng thép tính toán là hợp lý
B ố trí cốt thép đai cấu kiện cột
Theo TCXD 198–1997, cốt đai trong cột cần được chọn với đường kính và bố trí phù hợp với yêu cầu cấu tạo Cụ thể, đường kính cốt đai phải lớn hơn 1/4 đường kính lớn nhất của cốt dọc (max) và không nhỏ hơn 5mm Đường kính cốt dọc lớn nhất được quy định là 25mm, do đó, đường kính cốt đai sẽ được xác định dựa trên các tiêu chí này.
1 cốt dọc ; 5 mm) = max(6,25mm ; 5mm) = 6,25mm, chọn 8
Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: a min(10c ốt dọc ;500mm) = min(250mm; 500mm) = 250mm ;
Bố trí khoảng cách cốt đai (u) còn lại như sau: a min(15c ốt dọc ;500mm) = min(375; 500) = 375(mm) ;
3.2.1 Cơ sở lý thuyết cấu tạo và tính toán dầm bê tông cốt thép
3.2.1.1 Cơ s ở lý thuy ết c ấu t ạo d ầm bê tông c ốt thép
Dầm là một cấu kiện có chiều cao và chiều rộng của tiết diện ngang nhỏ so với chiều dài, với các tiết diện phổ biến như chữ nhật, chữ T, chữ I, hình thang và hình hộp Trong đó, tiết diện chữ nhật và chữ T là thường gặp nhất.
Hình 3.3: Các d ạng ti ết di ện d ầm
Cốt thép trong dầm gồm có cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai và cốt xiên (hình 3.4)
Hình 3.4: Các lo ại c ốt thép trong d ầm a) Cốt đai hai nhánh; b) Cốt đai một nhánh; c) Cốt đai bốn nhánh;
1 – Cốt dọc chịu lực; 2 – Cốt cấu tạo; 3 – Cốt xiên; 4 – Cốt đai.
Cốt dọc chịu lực được đặt chủ yếu ở vùng kéo của dầm, và đôi khi cũng ở vùng nén, với diện tích tiết diện ngang xác định theo mômen uốn Đường kính của cốt dọc chịu lực thường dao động từ 10 đến 30 mm, và số lượng thanh trong tiết diện phụ thuộc vào diện tích yêu cầu cũng như chiều rộng tiết diện Đối với dầm có chiều rộng từ 15 cm trở lên, cần tối thiểu hai thanh cốt dọc, trong khi với bề rộng nhỏ hơn, có thể chỉ cần một thanh Cốt dọc chịu lực có thể được bố trí thành một hoặc nhiều lớp, phải tuân thủ các nguyên tắc cấu tạo.
Cốt dọc cấu tạo có thể là:
Cốt giá được sử dụng để giữ vị trí của cốt đai trong quá trình thi công, đặc biệt đối với dầm chỉ cần cốt dọc chịu kéo theo tính toán Nó cũng giúp chịu đựng các ứng suất do co ngót và nhiệt độ, với cốt thép thường có đường kính từ 10 đến 12mm.
Cốt thép phụ được lắp thêm vào mặt bên của tiết diện dầm khi chiều cao vượt quá 70cm, nhằm chịu đựng các ứng suất do co nhót và nhiệt độ Chúng có vai trò quan trọng trong việc giữ cho khung cốt 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 các thành phần quan trọng trong kết cấu bê tông, giúp chịu nội lực cắt Q và kết nối vùng bê tông chịu nén với vùng bê tông chịu kéo, đảm bảo tiết diện có khả năng chịu mômen Góc nghiêng của cốt xiên thường là 45 độ, nhưng đối với dầm cao trên 80 cm, góc này là 60 độ, trong khi dầm thấp và bản có góc 30 độ Đường kính cốt đai thường từ 6 đến 10 mm, và khi chiều cao dầm đạt 80 cm trở lên, cần sử dụng cốt đai có đường kính từ 8 mm trở lên Cốt đai có thể có một, hai hoặc nhiều nhánh, và khoảng cách cùng diện tích của cốt xiên và cốt đai được xác định dựa trên tính toán kỹ thuật.
3.2.1.2 Tính toán c ấu ki ện d ầm bê tông c ốt thép
3.2.1.3 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện 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, bao 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 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. a) Kiểm tra điều kiện đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:
Hệ số k0 = 0,3 với bê tông B25 b) Kiểm tra điều kiện bê tông có đủ khả năng chịu cắt không:
Hệ số k1 = 0,6 đối với dầm
3.2.2 Tính toán và bố trí cốt thép dầm
Vật liệu dùng thiết kế dầm là:
Bêtông B25 có các thông số: Rb= 14500 (kN/m 2 ); Rbt = 1050 (kN/m 2 ); b2 1.
CI có:R s 22,5 10 kN / m ;R 4 2 sw 17,5 10 kN / m ; 4 2 R 0,618; R 0, 427; CII có: R s 28 10 kN / m ; 4 2 R 0,595; R 0,418.