KIẾN TRÚC CÔNG TR ÌNH
Gi ới thiệu về công tr ình
Tên công trình: Trụ sở bảo hiểm Nhân Thọ Địa điểm xây dung: Thanh Xuân – Hà Nội.
Trong bối cảnh xã hội phát triển và dân số đô thị tăng nhanh, nhu cầu về nhà ở trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết Để đảm bảo người dân có môi trường làm việc chất lượng, hạn chế tình trạng xây dựng không kiểm soát và tạo ra kiến trúc thành phố hiện đại, việc xây dựng trụ sở làm việc là một lựa chọn cần thiết và hợp lý.
Từ điều kiện thực tế ở Việt Nam và cụ thể là ở Hà Nội thì trụ sở làm việc Bảo
Nhà ở Hiểm là một giải pháp hiệu quả để cải thiện môi trường làm việc, giúp tiết kiệm đất đai, hạ tầng kỹ thuật và chi phí Việc phát triển theo chiều cao không chỉ tối ưu hóa diện tích xây dựng mà còn dành không gian cho cơ sở hạ tầng và khu vực cây xanh, tạo điều kiện cho các hoạt động giải trí Mô hình nhà trụ sở làm việc này phù hợp với đô thị, đáp ứng nhanh chóng diện tích cần thiết và nâng cao chất lượng môi trường làm việc, giáo dục, nghỉ ngơi, quan hệ xã hội, trang thiết bị kỹ thuật và khí hậu Do đó, công trình Trụ sở bảo hiểm Nhân thọ được xây dựng để phục vụ những mục đích thiết thực này.
Công trình trụ sở bảo hiểm Nhân Thọ là một phần quan trọng trong chiến lược phát triển trụ sở làm việc cao cấp tại đô thị Hà Nội Với vị trí thuận lợi nhờ hệ thống giao thông thuận tiện và nằm trong khu vực quy hoạch phát triển của thành phố, công trình này thể hiện rõ ưu thế về vị trí chiến lược của nó.
Công trình có kích thước mặt bằng 21,2x54,2m với diện tích sàn tầng điển hình 1153,28m², bao gồm 12 tầng Tầng 1 được sử dụng làm gara và chứa các thiết bị kỹ thuật, trong khi từ tầng 2 đến tầng 11 được bố trí cho các phòng làm việc, và tầng 12 là hội trường.
Các gi ải pháp kiến trúc
1.2.1 Gi ải pháp về mặt bằng
Mặt bằng của công trình là đơn nguyên liền khối hình chữ nhật 21,2mx 54,4m Công trình gồm 12 tầng
Tầng 1 đặt ở cao trình -0.00m với cốt TN, với chiều cao tầng là 3,9m, có nhiệm vụ làm gara chung cho cả trụ sở, chứa các thiết bị kỹ thuật, kho cáp thang máy, trạm bơm nước cấp
Tầng 2 cao 3m dùng bố trí các phòng làm việc, tầng 3 là tầng điển hình
M?t B?ng Ki?n Trúc T?ng 3 TL 1:100
Hình 1.1: M ặt bằng tầng điển h ình
Từ tầng 2 đến tầng 11, mỗi tầng gồm 11 phòng làm việc với diện tích trung bình khoảng 48m², tùy theo công năng sử dụng Chiều cao thông thủy của tầng nhà là 3m, phù hợp với hệ thống nhà ở hiện đại và tối ưu hóa việc sử dụng điều hòa nhiệt độ, giúp tiết kiệm năng lượng.
Khu nhà được trang bị 2 thang bộ và 2 thang máy để phục vụ nhu cầu giao thông trong nhà, với tỷ lệ hợp lý là mỗi thang bộ và thang máy phục vụ cho 4-5 phòng làm việc trên mỗi tầng.
1.2.2 Gi ải pháp về m ặt đứng
Mặt đứng của công trình không chỉ thể hiện kiến trúc bên ngoài mà còn góp phần vào quần thể kiến trúc và nhịp điệu tổng thể của khu vực Thiết kế mặt đứng được trang trí hiện đại và tinh tế, sử dụng hệ thống cửa kính khung nhôm, mang lại không gian mở cho các phòng Các cửa sổ rộng rãi không chỉ tăng cường tiện nghi mà còn tạo cảm giác thoải mái và thông thoáng cho người sử dụng, đặc biệt là trong các phòng làm việc Giữa các căn hộ được phân chia bằng tường xây, đảm bảo sự riêng tư và chức năng cho từng không gian.
220, , trát vữa xi măng 2 mặt và lăn sơn 3 lớp theo chỉ dẫn kĩ thuật.
Chung cư có chiều cao 36,9m tính tới đỉnh, chiều dài 54.4, chiều rộng 21,2m
Là một công trình độc lập, với cấu tạo kiến trúc như sau:
M? T Ð? NG TR? C 1-9 TL 1/100 M? T Ð? NG TR? C A-E TL 1/100
Hình 1.2: M ặt đứng công tr ình
Mặt đứng phía trước của công trình được thiết kế đơn giản với các mảng tường xen kẽ ô cửa kính, giúp thông gió và tận dụng ánh sáng tự nhiên Thiết kế mặt phẳng giúp giảm thiểu tác động của tải trọng ngang như gió và bão Ngoài ra, việc sử dụng sơn màu trang trí bên ngoài không chỉ tạo vẻ đẹp kiến trúc mà còn nâng cao giá trị thẩm mỹ cho công trình.
1.2.3 Gi ải pháp về mặt cắt
Cao độ tầng 1 là 3,9m, tạo thuận lợi cho gara và khu vực kỹ thuật với không gian rộng rãi mà vẫn đảm bảo tính thẩm mỹ Từ tầng 2 trở lên, cao độ các tầng là 3m Mỗi phòng đều có cửa ra vào kích thước 1400x2250 đặt tại hành lang, trong khi các phòng ngủ được trang bị cửa sổ 1400x1800 hướng ra khoảng không gian rộng, giúp tăng cường ánh sáng và thông thoáng cho môi trường làm việc.
Các gi ải pháp kỹ thuật của công tr ình
1.3.1 Gi ải pháp thông gió, chiếu sáng
Thông gió là yếu tố thiết yếu trong thiết kế kiến trúc, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm vệ sinh và sức khỏe cho con người trong quá trình làm việc và nghỉ ngơi.
Các phòng trong nội bộ công trình đều được trang bị cửa sổ thông gió trực tiếp, đảm bảo không khí lưu thông Mỗi căn hộ còn có quạt hoặc điều hòa không khí để cung cấp thông gió nhân tạo trong mùa hè, tạo cảm giác thoải mái cho cư dân.
Chiếu sáng: Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo trong đó chiếu sáng nhân tạo là chủ yếu
Về chiếu sáng tự nhiên: Các phòng đều được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống sổ, cửa kính.
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.
1.3.2 Gi ải pháp cung cấp điện
Lưới cung cấp và phân phối điện đảm bảo cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho công trình từ điện hạ thế của trạm biến áp Dây dẫn điện sử dụng lõi đồng cách điện PVC, được lắp đặt trong hộp kỹ thuật, kết nối từ tủ điện hạ thế đến các bảng phân phối điện ở các tầng Dây dẫn sau bảng phân phối ở các tầng được luồn trong ống nhựa mềm và chôn trong tường, trần hoặc sàn, với dây dẫn ra đèn đảm bảo tiếp diện tối thiểu 1,5mm².
1.3.3 Gi ải pháp hệ thống chống sét v à n ối đất
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, lắp đặt trên các kết cấu nhô cao và đỉnh mái nhà Các kim thu sét được kết nối với nhau và với đất bằng thép có đường kính 10mm Cọc nối đất được sử dụng là thép góc 65x65x6 dài 2,5m, trong khi dây nối đất sử dụng thép dẹt 40x4 Hệ thống nối đất đảm bảo có điện trở nhỏ hơn 10Ω để đảm bảo hiệu quả chống sét.
Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị điện được thiết kế độc lập với hệ thống nối đất chống sét, với điện trở nối đất đảm bảo nhỏ hơn 4Ω Tất cả các cấu trúc kim loại, khung tủ điện và vỏ hộp Aptomat cần phải được kết nối với hệ thống này để đảm bảo an toàn.
1.3.4 Gi ải pháp cấp thoát nước Đường ống cấp nước: do áp lực nước lớn => dùng ống thép tráng kẽm Đường ống trong nhà đi ngầm trong tường và các hộp kỹ thuật Đường ống sau khi lắp đặt song đều phải thử áp lực và khử trùng trước khi sử dụng Tất cả các van, khoá đều phải sử dụng các van, khoá chịu áp lực.
Thoát nước: Bao gồm thoát nước mưa và thoát nước thải sinh hoạt.
1.3.5 Gi ải 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 xảy ra cháy, việc thoát người cần được đảm bảo qua các hành lang rộng rãi, kết nối thuận tiện với hệ thống giao thông đứng như cầu thang Hệ thống cầu thang được bố trí linh hoạt, bao gồm cả cầu thang bộ và cầu thang máy, với tỷ lệ 1 thang máy phục vụ cho một số lượng nhất định người sử dụng.
1 thang bộ phục vụ cho 4-5 phòng làm việc mỗi tầng.
1.3.6 Các thông s ố, chỉ tiêu cơ bản
- Mật độ xây dựng được xác định bằng công thức: Sxd/S
Trong đó: Sxd – Diện tích xây dựng của công trình
S – Diện tích toàn khu đất, S= 42,6x73,1114,06m 2
(Bao gồm diện tích xây dựng công trình, đường giao thông, sân…)
Vậy ta có hệ số xây dựng là 1153,28/3114,06= 0,37 < 0,4 (0,4- hệ số xây dựng cho phép)
1.3.7 V ật liệu sử dụng trong công tr ình
- Đối với kết cấu chịu lực:
Bê tông được sử dụng có cấp bền B25, được cung cấp từ các trạm trộn bê tông thương phẩm Để rút ngắn tiến độ thi công, bê tông được pha trộn với phụ gia và tính toán cấp phối nhằm đảm bảo đạt cường độ theo yêu cầu.
+ Thép chịu lực dùng thép CB300V, cường độ Rk = Rn = 2800 kG/cm2, thép đai dùng thép CB240T, cường độ Rk = Rn = 2300 Kg/cm2
+ Gạch xây tường ngăn giữa các phòng và giữa các phòng dùng gạch rỗng có trọng lượng nhẹ, để làm giảm trọng lượng của công trình
+ Dùng các loại sỏi, đá, cát phù hợp với cấp phối, đảm bảo mác của vữa và khối xây theo 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 lực tốt trước các va đập mạnh từ gió và bão, đồng thời mang lại khả năng cách âm và cách nhiệt hiệu quả.
Các loại gạch men ốp lát có khả năng chống trầy xước và hoa văn nội tiết hài hòa với màu sơn tường, giúp nâng cao tính thẩm mỹ cho không gian phòng.
+ Gỗ dùng làm cửa và nội thất bên trong phòng: Sử dụng các loại gỗ đặc chắc, không bị mối mọt, có thời gian sư dụng trên 30 năm.
+ Sơn: Dùng sơn có khả năng chống mưa bão, chống thấm, không bị nấm mốc
- Ngoài những vật liệu đã nêu ở trên, công trình còn sử dụng các loại vật liệu chống thấm (Sika), xốp cách nhiệt, …
Điều kiện khí hậu, thủy văn
Công trình nằm ở Hà Nội, nhiệt độ bình quân trong năm là 27 0 C, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng 1) là 12 C 0
Thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng ( từ tháng 4 đến tháng 11), mùa lạnh (từtháng 12 đến tháng 3 năm sau). Độ ẩm trung bình 75% - 80%.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU V À T ẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
Các gi ải pháp kết cấu
2.1.1 Các h ệ kết cấu chịu lực cơ bản của nh à nhi ều tầng
Hệ thống chịu lực chính của công trình sử dụng kết cấu khung phẳng, bao gồm các cột đứng và dầm ngang, liên kết với nhau để tạo thành khối khung không gian hình chữ nhật Ưu điểm của loại kết cấu này là tạo ra không gian lớn với sự bố trí linh hoạt, đồng thời đơn giản hóa quá trình tính toán nội lực và thi công.
Kết cấu công trình dạng này có nhược điểm là giảm khả năng chịu tải trọng ngang, đặc biệt đối với các công trình cao Để đảm bảo khả năng chịu lực, kích thước cột dầm cần phải tăng, dẫn đến việc tăng trọng lượng của công trình và chiếm diện tích sử dụng Vì vậy, lựa chọn kiểu kết cấu này chưa phải là phương án tối ưu cho các công trình cao.
2.1.1.2 Hệ tường – lõi chịu lực
Trong hệ thống nhà, các tường phẳng và lõi là các cấu kiện thẳng đứng chịu lực chính Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường và lõi thông qua các bản sàn, trong khi các tường cứng hoạt động như các công xôn với chiều cao lớn Giải pháp này rất phù hợp cho những ngôi nhà có không gian bên trong đơn giản, với vị trí tường ngăn trùng khớp với vị trí tường chịu lực Ưu điểm nổi bật của giải pháp này là độ cứng cao, giúp nhà chịu tải trọng ngang tốt, đồng thời kết hợp vách thang máy bằng bê tông cốt thép làm lõi.
Nhược điểm: Trọng lượng công trình lớn, tính toán và thi công phức tạp hơn.
2.1.1.3 Hệ khung – lõi chịu lực
Trong hệ kết cấu này, khung và lõi phối hợp làm việc, với khung chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang, trong khi lõi chịu tải trọng ngang Phân phối tải trọng được thực hiện theo độ cứng tương đương của khung và lõi, giúp giảm trọng lượng công trình, tạo không gian kiến trúc bên trong rộng rãi và đơn giản hóa quá trình tính toán cũng như thi công.
2.1.2 L ựa chọn giải pháp kết cấu cho công tr ình
Mỗi hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng đều có ưu và nhược điểm riêng Đối với công trình yêu cầu không gian linh hoạt cho các phòng, giải pháp tường chịu lực không đáp ứng được Hệ khung chịu lực gây ra chuyển vị ngang lớn và kích thước cấu kiện lớn, dẫn đến sự lãng phí Giải pháp hệ lõi chịu lực đòi hỏi thiết kế với độ dày sàn lớn và lõi phân bố hợp lý, gây khó khăn cho việc bố trí mặt bằng cho nhà ở và giao dịch buôn bán Để đáp ứng các yêu cầu kiến trúc và kết cấu cho nhà cao tầng làm chung cư, biện pháp sử dụng hệ hỗn hợp, kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản, được lựa chọn Dựa trên phân tích, hệ kết cấu chịu lực cho công trình được xác định là hệ khung – lõi.
2.1.3 Sơ đồ l àm vi ệc của hệ kết cấu chịu tác dụng của tải trọng ngang
Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải, đồng thời xem xét tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng.
Hình 2.4: Sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng
Các kết cấu chịu tải cơ bản bao gồm lõi và tường chịu lực Trong sơ đồ này, tất cả các nút khung đều được thiết kế với cấu tạo khớp, trong khi đó, tất cả các cột có độ cứng chống uốn rất thấp.
2.1.3.2 Sơ đồ khung - giằng (hình 2 4b)
Khung trong sơ đồ này tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và ngang cùng với các kết cấu chịu lực cơ bản khác, được gọi là khung cứng khi có liên kết cứng tại các nút Độ cứng tổng thể của hệ thống được đảm bảo nhờ các kết cấu giằng đứng (vách) và các tấm sàn ngang Tuy nhiên, độ cứng của khung thường thấp hơn nhiều so với vách cứng, dẫn đến việc các kết cấu giằng chịu phần lớn tác dụng của tải trọng ngang.
* Lựa chọn sơ đồ làm việc cho kết cấu chịu lực:
Sơ đồ khung - giằng được xác định là phương án hợp lý nhất cho công trình, trong đó kết cấu lõi (lõi cầu thang máy) kết hợp với khung Sự kết hợp đồng thời giữa khung và lõi mang lại ưu điểm nổi bật cho hệ kết cấu này Do đó, hệ khung giằng được lựa chọn làm hệ kết cấu chính chịu lực cho công trình.
2.1.4 Phương án kết cấu sàn
Sàn nấm là loại sàn không có dầm, tựa trực tiếp lên cột, giúp giảm chiều cao kết cấu và đơn giản hóa thi công Loại sàn này mang lại khả năng chiếu sáng và thông gió tốt hơn, phù hợp cho nhà có nhịp rộng từ 4-8m Tuy nhiên, độ dày lớn của sàn nấm có thể làm tăng khối lượng công trình Đặc biệt, trong các công trình chung cư có nhiều tường ngăn, lực tập trung sẽ cao, khiến sàn nấm không phải là lựa chọn tối ưu.
Sàn dầm là loại sàn được thiết kế với dầm, cho phép bản sàn tựa trực tiếp lên hệ thống dầm và truyền lực xuống các cột Nhờ đó, bề dày của sàn tương đối mỏng, giúp giảm trọng lượng tổng thể của công trình Loại sàn này rất phù hợp cho các tòa nhà chung cư cao tầng.
Qua phân tích trên ta thấy thích hợp với công trình này là chọn giải pháp thiết kế sàn sườn toàn khối.
L ựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện
2.2.1 L ựa chọn chiều d ày sàn
Công thức xác định chiều dày bản sàn như sau: hs = D l m (2 - 1) Trong đó:
Hệ số D phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng theo phương đứng tác dụng lên sàn, với giá trị D nằm trong khoảng từ 0,8 đến 1,4 Nhịp l được tính toán theo phương chịu lực của bản sàn Hệ số m phụ thuộc vào đặc tính làm việc của sàn, trong đó m có giá trị từ 35 đến 45 cho sàn làm việc theo 2 phương và từ 30 đến 35 cho sàn làm việc theo 1 phương.
Xét các ô sàn: Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu ta phân các ô sàn ra làm 2 loại:
+ Loại 1: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 ≤ 2 ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản kê 4 cạnh)
+ Loai 2: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 2 ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm).
Mặt bằng diện tích các ô sàn xem hình A.1 phần phụ lục.
Bề dày các ô sàn được tính toán ở bảng 2.1
B ả ng 2.1: B ề dày các ô sàn điể n hình
Tên ô sàn l1 (m) l2 (m) l2/l1 D m Loại ô bản hstt (m) hs chọn (m)
S3 4,8 6,5 1,35 0,8 40 Bản kê 4 cạnh 0,096 0,12 S4 3,46 6,5 1,87 0,8 40 Bản kê 4 cạnh 0,069 0,09 S5 1,2 7,5 6,25 0,8 35 Loại bản dầm 0,027 0,09
2.2.2 Xác định tiết diện dầm
Chiều cao tiết diện dầm hd chọn sơ bộ theo nhịp:
m (2 - 2) Trong đó: ld – Nhịp của dầm đang xét; md – Hệ số kể đến vai trò của dầm (Với dầm phụ: m d 12 20 ; với dầm chính: m d 8 12; với đoạn dầm consol:m d 5 7)
Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng 0,3 0,5 h d
B ảng 2.2: B ảng lựa chọn kích thước tiết diện dầm tầng điển h ình
Tiết diện tính toán Tiết diện chọn b (cm) h (cm) b h
Các tiết diện dầm cho các tầng khác được tính toán tương tự và được thể hiện rõ ràng trong các bản vẽ mặt bằng kết cấu KC-01 đến KC-04.
2.2.3 Xác định tiết diện cột
Kích thước tiết diện cột được chọn theo công thức sau:
N – Lực dọc sơ bộxác định theo công thức:
F – Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét; q – Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn: q= (1÷1,5) T/m 2 ;
Rb – Cường độ tính toán về nén của bê tông ;
Rsc – Cường độ tính toán về lực kéo của thép;
– Hệ sốxét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép
Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện vềđộ mảnh theo phương cạnh ngắn:
Hình 2.7: M ặ t b ằ ng di ệ n tích ch ị u t ả i c ộ t gi ữ a C2
B ảng 2.3.: B ảng lựa chọn kích thước tiết diện của cột
V ậy để đảm bảo ổn định và an toàn cho công trình t chọn côt có tiết diện cho cả công trình như sau:
2.2.4 Xác định tiết diện l õi thang máy
Theo TCVN 1998 quy định độ dày của lõi thang máy không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau: {150mm; Ht
Vậy sơ bô chọn độ dày của lõi thang máy là 220mm
Dựa trên các kết quả tính toán và giải pháp đã được lựa chọn, chúng tôi đã tiến hành lập mặt bằng kết cấu, chi tiết có thể tham khảo trong các bản vẽ mặt bằng KC-01 đến KC-04 Toàn bộ công trình sau đó được mô hình hóa trong phần mềm Etabs 9.7.4, như thể hiện trong hình 2.8.
Hình 2.8: Mô hình 3D c ủ a công trình trong ph ầ n m ề m Etabs
Tính toán tải trọng
Tải trọng các lớp tĩnh tải hoàn thiện được tính theo công thức: \( q_{tc} = q \times n \) Trong đó, tải trọng tiêu chuẩn \( q_{tc} \) được xác định bằng tích của chiều dày lớp hoàn thiện \( h_{ht} \) và trọng lượng riêng \( \gamma \) (Kg/m²).
– Trọng lương riêng (Kg/m 3 ); n– Hệ sốđộ tin cậy
Các giá trị tải trọng tính toán cụ thểđược thể hiện trong Bảng A1, A2 A3,A4
Sơ đồ tĩnh tải sàn tác dụng lên tầng điển hình trong Etabs được thể hiện trong hình A.2 phần phụ lục
2.3.1.2 Tĩnh tải tường xây, vách ngăn (TTG)
Tường ngăn giữa các WC dày 110mm, tường bao chu vi nhà và tường ngăn giữa các phòng làm việc dày 220mm
Chiều cao tường được xác định: ht = H – hd,s (2 – 8a)
(2 – 8b) Trong đó : ht - Chiều cao tường;
H - Chiều cao tầng nhà; hd,s - Chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng
Khi tính trọng lượng tường, cần trừ đi 30% trọng lượng do cửa đi và cửa sổ bằng cách nhân với hệ số 0,8 Đối với tường không có cửa sổ, hệ số giữ nguyên là 1.
Tĩnh tải tường xây và vách ngăn được xem trong Bảng trong bảng mục lục A.4
Sơ đồ tĩnh tải tường tác dụng lên tầng điển hình trong Etabs
Chương trình Etabs ver 9.7.4 tự động tính toán tải trọng bản thân của công trình dựa trên các khai báo, với hệ số trọng lượng bản thân được thiết lập là 1,1.
Hoạt tải của các phòng được lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995 và được thể hiện trong bảng A6
2.3.3.1 Tính toán tải trọng gió thành phần tĩnh Áp lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh luôn được tính theo công thức sau:
Giá trị áp lực gió W0 được xác định theo bản đồ phân vùng trong phụ lục D và điều 6.4 Hệ số kzj phản ánh sự thay đổi của áp lực gió tại tầng thứ j theo độ cao z, được tra cứu trong bảng 5 Hệ số khí động c được lấy theo bảng 6 của tiêu chuẩn, với giá trị c = 0,8 cho gió đẩy và c = 0,6 cho gió hút.
Tải trọng gió tính toán thành phần tĩnh tại mức sàn thứ j sẽ là:
Wj T – Tải gió tĩnh đẩy tiêu chuẩn (T/m)
Hj – Chiều cao đón gió chất vào mức sàn thứ j γ – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, γ=1,2
Giá trị tiêu chuẩn thành phần gió tĩnh các tầng khác thể hiện trong bảng A.7 trong phần phụ lục.
Tổ hợp tải trọng
Các tổ hợp tải trọng được tính toán theo TCVN 5574-2012, cụ thể như sau:
Tổ hợp 1: Tĩnh tải + Hoạt tải;
Tổ hợp 2: Tĩnh tải + 0,9×Hoạt tải + 0,9×Gió X;
Tổ hợp 3: Tĩnh tải + 0,9×Hoạt tải + 0,9×Gió XX;
Tổ hợp 5: Tĩnh tải + 0,9×Hoạt tải + 0,9×Gió YY;
Tổ hợp 6: Tổ hợp bao (Tổ hợp 1÷5)
Gió GX là gió trực tiếp đối với gió X, trong khi gió Y tương tự như gió GY Giá trị nội lực của gió được mô phỏng trong phần mềm Etabs và được thể hiện qua các hình A.4 đến A.7.
Lập sơ đồ tính toán
Trong khóa luận, để đảm bảo đúng với sự làm việc thực tế của công trình, ta sử dụng mô hình 3D được xây dựng trên phần mềm Etabs ver 9.7.4
Hình 2.9: Sơ đồ 3D của công trình.
THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN
Cơ sở lý thuyết tính cột b ê tông c ốt thép
Cột trong công trình là cột tiết diện chữ chịu nén lệch tâm xiên Nội lực tác dụng theo các phương như sau:
Mô men uốn nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khung: Mx
Trục x là trục theo phương cạnh dài công trình, trục y là trục theo cạnh ngắn công trình (gồm cả tầng hầm)
Tính toán thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên được thực hiện theo tài liệu "Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép" của Gs Nguyễn Đình Cống, sử dụng phương pháp gần đúng để chuyển đổi tình huống nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng Phương pháp này dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế như BS811097 và ACI 318, từ đó xây dựng công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1651–2008).
Tiết diện cột có các cạnh là Cx, Cy.Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng:
C 2 Cốt thép được đặt đều theo chu vi, phân bố đều hoặc dày hơn trên cạnh b
Tiết diện chịu lực nén N, các mô men uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay Giá trịmô men sau khi xét đến uốn dọc là:
Tùy theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về tính toán theo một trong 2 phương x hoặc y
C C , khi đó kí hiệu: h = Cx, b = Cy
M1 = Mx1, M2 = My1 ea = eax + 0,2eay x z y
C C , khi đó kí hiệu: h = Cy, b = Cx
M1 = My1, M2 = Mx1 ea = eay + 0,2eax
Giả sử chiều dày lớp đệm là a, ta có thể tính ho = h - a và Z = h - 2a Các thông số quan trọng khác bao gồm Rb, đại diện cho cường độ chịu nén tính toán của bê tông, cùng với Rs và Rsc, là cường độ chịu kéo và nén của thép, và hệ số ξR.
Hệ số chuyển đổi: mo
Tính mô men tương đương: M = M1 + moM2 h b Độ lệch tâm: e1 = M/N, với kết cấu siêu tĩnh: eo = max(e1, ea)
Tính toán độ mảnh theo 2 phương: λx, λy, λ = max(λx, λy)
Dựa vào độ lệch tâm eo và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán:
Trường hợp 1: ε = 0 o e h 0,3 Nén l ệ ch tâm r ất bé, tính toán gần như nén đúng tâm.
Hệ sốảnh hưởng độ lệch tâm: e 1
Hệ số uốn dọc phụthêm khi nén đúng tâm: e (1 )
Khi λ 14 lấy 1; khi 14 < λ < 104 tính theo công thức:
Diện tích cốt thép dọc:
Khi : ε = 0 o e h 0,3 và x1 > ξRho Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé
Xác định chiều cao vùng nén: x = R R 2 o o
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:
Khi: ε = 0 o e h 0,3 và x1 ξ Rho Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn
Diện tích cốt thép dọc:
So sánh t với min = 0,1 và max = 5%
+ Nếu t < min: Bố trí thép cấu tạo: s bh 0
A 2+ Nếu t > max: Nên tăng kích thước cột.
Cơ sở lý thuy ết cấu tạo cột b ê tông c ốt thép
Trong cấu kiện chịu nén cần đặt khung cốt thép gồm các cốt thép dọc và cốt thép ngang (hình 3.1a)
3.2.1 C ốt thép dọc chịu lực
Cốt thép dọc chịu lực thường dùng các thanh đường kính 12 40 Khi cạnh lớn hơn 200mm nên chọn 16
Trong cấu kiện nén đúng tâm cốt thép dọc được đặt đều theo chu vi (hình 3.1b)
Trong cấu kiện nén lệch tâm có tiết diện chữ nhật, cốt thép dọc chịu lực tập trung được đặt theo cạnh b và chia thành hai phía: As và A’s Cốt thép A’s nằm phía chịu nén nhiều hơn, gần điểm đặt lực N, trong khi cốt thép As ở phía đối diện chịu kéo hoặc nén ít hơn, xa điểm đặt N Trường hợp As = A’s tạo thành cấu trúc đối xứng, còn khi As ≠ A’s sẽ dẫn đến cốt thép không đối xứng.
Hình 3.1: C ố t thép d ọ c ch ị u l ự c trong c ấ u ki ệ n Đặt s
Là tỷ số phần trăm cốt thép Giá trị và ' không bé hơn min Theo TCVN 1651-
2008 giá trị min lấy theo độ mảnh l 0
Bảng 3.1: Giá trị tỉ số cốt thép tối thiểu
Khi chưa sử dụng quá 50% khả năng chịu lực của cấu kiện thì min 0,05% không phụ thuộc độ mảnh
Gọi Ast là diện tích tiết diện toàn bộ cốt thép dọc chịu lực Đặt t s b
Diện tích tính toán của tiết diện bê tông được ký hiệu là A b, trong đó A s t là tổng diện tích cốt thép bao gồm A s và A' s Đối với cấu kiện nén lệch tâm với cốt thép đặt theo cạnh b, A b được tính bằng công thức A b = b × h 0 Trong trường hợp cấu kiện chịu nén lệch tâm có cốt thép đặt theo chu vi hoặc cấu kiện nén trung tâm, A b sẽ tương ứng với diện tích tiết diện của cấu kiện.
Nên hạn chế tỉ số cốt thép t :
Để xác định giá trị , ta lấy 0 = 2 min Giá trị tối đa max phụ thuộc vào cách sử dụng vật liệu Để hạn chế việc sử dụng thép, thường quy định max = 3% Để đảm bảo sự phối hợp hiệu quả giữa thép và bê tông, giá trị max thường được lấy là 6%.
3.2.2 C ốt thép dọc cấu tạo
Khi sử dụng cấu kiện nén lệch tâm với chiều cao h ≥ 500mm, nếu cốt thép As và A’s được bố trí tập trung theo cạnh b, cần thiết phải đặt cốt thép dọc cấu tạo ở giữa cạnh h để chịu các ứng suất do bê tông co ngót và biến đổi nhiệt độ, đồng thời ổn định cho các nhánh cốt đai dài Cốt thép cấu tạo không tham gia vào tính toán khả năng chịu lực, có đường kính tối thiểu 12mm và khoảng cách theo phương cạnh ngắn h là S0 ≤ 500mm Khi đã lắp đặt cốt thép dọc chịu lực theo chu vi, việc bố trí cốt thép cấu tạo không còn cần thiết.
Hình 3.2: C ốt dọc cấu tạo v à c ốt thép đai
Cốt đai trong khung bê tông cốt thép ngang có vai trò quan trọng trong việc giữ vị trí và ổn định cho cốt thép dọc, đặc biệt khi thi công Chúng giúp duy trì sự ổn định cho cốt thép dọc chịu nén và tham gia chịu lực cắt trong các trường hợp cấu kiện phải chịu lực cắt lớn Đường kính tối đa của cốt đai (d max) cần được xác định hợp lý để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho công trình.
Khoảng cách cốt đai a d k mim và a0
Khi Rsc≤ 400MPa lấy k = 15 và a0 = 500mm;
Khi Rsc > 400MPa lấy k = 12 và a0 = 400mm
Nếu tỉ lệ cốt thép dọc ' 1,5% cũng như khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà t 3%
Trong đoạn nối thép dọc, khoảng cách a d 10
Áp d ụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện cột
Với mỗi nhóm cột đã kí hiệu trong mặt bằng định vị cột, vách (xem bản vẽ KC-
05) ta chọn ra từ một đến hai cột điển hình có nội lực lớn nhất để tính thép Đối với mỗi loại tổ hợp tải trọng (Combo), ta tính toán cho hai vịtrí là đầu và cuối cột
Tính toán thép cho cột dựa theo tiêu chuẩn mới TCXDVN 5574 – 2008 nên các thông số về vật liệu lấy theo tiêu chuẩn này có giá trịnhư sau:
Bê tông cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5 MPa = 1450 T/m 2
Thép CB300V có: Rs = Rsc = 280 MPa = 2800 T/m 2
Với mỗi nhóm cột có 5 tổ hợp nội lực ta tính toán từng tổ hợp và sau đó chọn thép cột theo tổ hợp cho lượng thép lớn nhất
Tính toán cốt thép cho nhóm cột C1 (phần tử C1 trong sơ đồ Etabs) Ta tính toán cho tổ hợp 1 tại vị trí chân cột có :
N = 222800 (kg) ; Mx = 5299 (kg.m) ; My "06 (kg.m)
Kích thước cột: l = 3.9m ; tiết diện Cy×Cx = 500×500mm
Xác định ảnh hưởng của uốn dọc
+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ax ay l b 3900 500 e Max ; Max ; 16,6mm
+ Độ mảnh của cột: theo 2 phương: y o y l
Chiều dài tính toán của cột trong khung nhiều tầng với liên kết cứng giữa dầm và cột được xác định theo tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2008, cụ thể là lo = 0,7 × l Với chiều dài l = 3900mm, ta có lo = 0,7 × 3900 = 2730mm.
bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc (=1,00) y1 y
C 500 C 500 tính theo phương Y b = Cy = 500 mm; h = Cx = 500 mm
Tính diện tích cốt thép
Giả thiết a = 40mm ho= 500 - 40 = 460mm Đặt M1 = Mx1 = 5299 kg.m ; M2 = My1 = 2206 kg.m
+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a e ax 0, 2 e ay 16, 6 0, 2 16, 6 20, 2 mm
+ Chiều cao của vùng bê tông chịu nén:
+ Mômen tương đương (đổi lệch tâm xiên thành lệch tâm phẳng)
+ Độ lệch tâm tĩnh học:
Với kết cấu siêu tĩnh: e0 = Max(e ; e ) 1 a Max(17, 01; 20, 2) 20, 2
Lệch tâm rất bé Tính toán gần như nén đúng tâm + Hệ sốảnh hưởng độ lệch tâm: e
+ Hệ số uốn dọc phụthêm khi xét nén đúng tâm: e
+ Tổng diện tích cốt thép: e b e 2 st sc b
+ Hàm lượng tổng cốt thép: st
Vậy đặt thép chịu lực: Chọn8 20 Có A s 25,12(cm 2 )
Việc xác định cốt thép cho cột được thực hiện thông qua việc lấy nội lực tại chân cột từ phần mềm Etabs, và các kết quả tính toán được tổng hợp vào các bảng B.1, B.2, B.3, B.4, B.5, B.6, B.7.
Sơ đồ tên cột và biểu đồ nội lực tại chân cột được trình bày trong hình B.1 và B.2 trong phần phụ lục Các nhóm cột được đánh tên theo bản vẽ định vị cột vách thể hiện trong bản vẽ KC 05 Cần thực hiện tính toán cốt thép đai cho cột.
Theo TCVN 5574-2012, cốt đai trong cột cần được chọn đường kính và bố trí theo yêu cầu cấu tạo, với đường kính cốt đai lớn hơn 1/4 đường kính cốt dọc lớn nhất (max) và tối thiểu là 5mm Đường kính cốt dọc lớn nhất được quy định là 25mm.
1 cốt dọc ; 5 mm) = max(6,25mm ; 5mm) = 8mm; chọn 8
Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: a min(10 cốt dọc ; 500mm) = min(250mm; 500mm) = 300mm
Bố trí khoảng cách cốt đai (u) còn lại như sau: a min(15 cốt dọc ; 500mm) = min(375; 500) = 450(mm)
Cơ sở lý thuyết tính dầm b ê tông c ốt thép
Ta tính toán và bố trí cốt thép đối với dầm có tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn.
Hình 3.3: S ơ đồ ứ ng su ấ t c ủ a ti ế t di ệ n có c ốt đơ n
* Các công thức cơ bản
Vì hệ lực gồm có các lực song song nên chỉ có hai phương trình cân bằng có ý nghĩa độc lập
Tổng hình chiếu của các lực lên phương của trục dầm phải bằng không, do đó:
Tổng mômen của các lực tác động lên trục qua điểm đặt hợp lực của cốt thép chịu kéo và thẳng góc với mặt phẳng uốn phải bằng không.
Điều kiện cường độ khi tính toán theo trạng thái giới hạn (đảm bảo tiết diện không vượt quá trạng thái giới hạn về cường độ) được xác định trong khoảng từ 3 đến 7.
Kết hợp (3 - 6) và (3 - 8) ta có: s s
(3 - 6) và (3 - 8) là các công thức cơ bản để tính cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn
Để xảy ra phá hoại dẻo, cần hạn chế lượng cốt thép As, đồng nghĩa với việc giảm chiều cao vùng nén x Các nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng phá hoại dẻo sẽ xảy ra khi có sự cân bằng giữa cốt thép và chiều cao vùng nén.
- đặc trưng tính chất biến dạng của vùng bê tông chịu nén;
(3 - 10) Ở đây 0,85 đối với bê tông nặng, sẽ có trị số khác đối với bê tông nhẹ và bê tông hạt nhỏ; Rb – tính bằng MPa;
Rs – cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép (MPa);
Giới hạn ứng suất của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén được xác định là sc,u = 500MPa khi bê tông đạt tới biến dạng cực hạn dưới tác động của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn Đối với tải trọng tác dụng ngắn hạn và tải trọng đặc biệt, giới hạn ứng suất này giảm xuống còn sc,u = 400MPa.
Các giá trị R tùy từng trường hợp cụ thể sẽ có những giá trị khác nhau
Thay (3 - 9) vào (3 - 6) ta có: b R b 0 s s,max s s
là hàm lượng cốt thép thì hàm lượng cốt thép cực đại của tiết diện sẽ là: b max R s
Khi cốt thép trong bê tông quá ít, sẽ dẫn đến hiện tượng phá hoại đột ngột (phá hoại giòn) ngay khi bê tông xuất hiện nứt, vì toàn bộ lực kéo đều do cốt thép chịu trách nhiệm Để ngăn chặn tình trạng này, cần phải đảm bảo cốt thép được bố trí đầy đủ và hợp lý.
Giá trị min được xác định dựa trên khả năng chịu mômen của dầm bê tông cốt thép, yêu cầu không được thấp hơn khả năng chịu mômen của dầm bê tông không có cốt thép Đối với các cấu kiện chịu uốn, giá trị thường được lấy là min = 0,05%.
Có thể áp dụng trực tiếp các công thức cơ bản (3 - 6) và (3 - 8) để tính toán cốt thép, diện tích bê tông, cũng như khả năng chịu lực Mgh của tiết diện Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc tính toán bằng các công cụ đơn giản, người ta thường thực hiện biến đổi số và lập các bảng tính tương ứng.
h các công thức cơ bản sẽ có dạng: s s b o
Điều kiện hạn chế có thể viết thành: m R R(1 0,5 )R
Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tông cốt thép
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 cốt thép trong dầm 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 thường được đặt tại vùng kéo của dầm, nhưng đôi khi cũng có thể đặt ở vùng nén Diện tích tiết diện ngang của cốt dọc được xác định dựa trên trị số mômen uốn, với đường kính thường từ 10 đến 30mm Số lượng thanh trong tiết diện phụ thuộc vào diện tích yêu cầu và chiều rộng của tiết diện Đối với dầm có tiết diện từ 15cm trở lên, cần ít nhất hai cốt dọc, trong khi với bề rộng nhỏ hơn, có thể chỉ cần một cốt Cốt dọc chịu lực có thể được bố trí thành một hoặc nhiều thanh lớn và 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 yêu cầu cốt dọc chịu kéo theo tính toán Ngoài ra, cốt giá còn giúp chịu đựng các ứng suất do co ngót và biến đổi nhiệt độ Thông thường, cốt thép có đường kính từ 10 đến 12mm được sử dụng cho mục đích này.
Khi chiều cao tiết diện dầm vượt quá 700mm, cần thiết phải thêm cốt thép phụ vào mặt bên của tiết diện Các cốt thép này giúp chịu đựng các ứng suất do co ngót và nhiệt độ, đồng thời giữ cho khung cốt thép ổn định 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.
Áp d ụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện dầm
Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm DC3-1(2260) trục E tầng 3 bao gồm các phần tử B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9 trong phần mềm etabs Các dầm khác cũng được tính toán và bố trí cốt thép tương tự dựa trên các thông số đầu vào đã xác định.
Bê tông B25 Cốt thép chịu lực CB400V
Chiều cao dầm h = 60cm Bề rộng dầm b "cm
Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 2,5cm
Mô men tính toán M = 2,658 được lấy tại vị trí giữa dầm nhịp 2-3 trên phần tử B2 với giá trị tổ hợp bao (COMB6)
Dầm được tính toán theo tiết diện chữ nhât bỏ qua sự làm việc của cánh sàn
Thay số vào (3-24) ta có: 2, 658 2 0,024
Vậy ta chỉ cần đặt cốt thép theo bài toán đặt cốt thép đơn cho cấu kiện
Thay số vào (3-18) ta có: (1 1 2 0,024)
Vậy diện tích cốt thép yêu cầu là:
Thay số vào (3-26) ta có: 10 5 1,33( 2 )
Ta bố trí thép2 20 cho vị trí tiết diện giữa dầm
AS tk = (23,14×2,5 2 ) / 4 = 9,81cm 2 > AS yc =1,04(cm 2 )
Kết luận: Bốtrí thép như vậy là đạt yêu cầu
Từ bảng tổ hợp nội lực, ta chọn ra tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán
Ta tính toán cho dầm ở vị trí hai đầu dầm Kết quả tính toán cốt thép các dầm khác được thể hiện trong bảng B.9 phần phụ lục
Sơ đồ tên dầm trong phần mềm Etabs được thể hiện trong hình B.3, trong khi biểu đồ mômen có thể xem tại hình B.4 trong phần phụ lục Để đơn giản hóa quá trình thi công, cốt thép đai cho dầm được tính toán dựa trên lực cắt lớn nhất, và phương pháp bố trí này sẽ được áp dụng cho các dầm còn lại.
Lực cắt lớn nhất trong các dầm: Qmax = -26,23(T)
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 Mác 30
Kiểm tra điều kiện bêtông có đủ khả năng chịu cắt không:
Hệ số k1 = 0,6 đối với dầm
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 CB240, có diện tích tiết diện là f đ = 0,503cm 2 ,
R ađ = 16000(T/m 2 ) Số nhánh cốt đai n = 2
Khoảng cách cốt đai được lấy như sau: u ≤ {utt; umax; uct} Trong đó:
Khoảng cách tính toán của cốt đai: ut 2 2
Khoảng cách cực đại giữa hai cốt
Khoảng cách cấu tạo của cốt đai:
Vậy ta chọn cốt đai cho dầm 8a150, đoạn giữa dầm chọn cốt đai 8a200.
THIẾT KẾ KẾT CẤU S ÀN
Cơ sở lý thuyết tính s àn bê tông c ốt thép
Sàn bêtông 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.
Cơ sở lý thuyết cấu tạo s àn bê tông c ốt thé p
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 cấu khác Bêtông của bản có cấp độ bền chịu nén từ B12,5 đến B25, trong khi cốt thép bao gồm cốt chịu lực và cốt phân bố bằng thép CB240T hoặc CB300V Cốt chịu lực được đặt trong vùng chịu kéo do mômen gây ra, với đường kính từ 6 đến 12mm Số lượng cốt chịu lực được xác định qua tính toán và thể hiện qua đường kính cũng như khoảng cách giữa các cốt cạnh nhau, trong đó khoảng cách giữa trục hai cốt thép chịu lực trong vùng có mômen lớn không được vượt quá một giới hạn nhất định.
20cm khi chiều dày bản h < 15cm
Hình 4.1: S ơ đồ b ố trí c ố t thép trong b ả n a) Mặt bằng; b) Mặt cắt;
1 - Cốt chịu lực; 2 - Cốt phân bố.
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 tính toán được trình bày chi tiết trong các bảng C.1, C.2, C.3 và C.4 trong phần phụ lục.
Mặt bằng bốtrí thép sàn được thể hiện trong bản vẽ kết cấu KC-17 và KC-18.
Biểu đồ mômen trong phần mềm safe của các dải sàn theo phương ox và oy được thể hiện trong hình C.1 và C.2 phần phụ lục.
1 Áp dụng tính toán cốt thép cho ô sàn theo phương X giữa các trục C-D và 2-3 a Các thông số đầu vào
Bê tông B25 Cốt thép chịu lực CB4300V
Chiều dày sàn h = 15cm Bề rộng dải sàn tính toán b 0cm
Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 2cm
Mô men tính toán M = 0,68 được lấy tại vị trí giữa ô sàn tại vị trí có tọa độ Location
X = 5.1 tại giữa trục 2– 3 với dải sàn CSA4 trong Safe b.Áp dụng tính toán cốt thép cho sàn
Vậy ta chỉ cần đặt cốt thép theo bài toán đặt cốt thép đơn cho cấu kiện
Thay số vào (4-2) ta có: 1 1 2 0,014
m Vậy diện tích cốt thép yêu cầu là:
Thay số ta có (4-3) ta có: 0,68 10 5 1, 04( 2 )
Ta bố trí thép 7 10 có có diện tích cốt thépA s tk 5, 49(cm 2 ) cho móng dải sàn với bề rộng 1m
Kết luận: Bố trí thép như vậy là đạt yêu cầu Các vị trí khác trong dải và các ô sàn khác được xem trong bảng C.1C.4 phần phụ lục C
Mặt bằng bốtrí thép sàn được thể hiện trong các bản vẽ KC-07, KC-08.
THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN NGẦM
Điều kiện địa chất công tr ình
Trụ địa chất của khu đất xây dựng công trình được xây dựng dựa trên báo cáo khảo sát địa chất của chủ đầu tư cung cấp
Các dữ liệu về các lớp đất dưới móng công trình ở Hà Nội được được trình bày trong bảng bảng 5.1
Hình 5.1 thể hiện một hố khoan địa chất nền đất dưới công trình
Bảng 5.1: Các đặc trưng cơ lí của lớp đất dưới công trình
L ớp đấ t Lo ại đấ t
Chi ề u dày l ớp đấ t (m) Độ ẩ m (%)
Lực dính đơn vị, C (Kg/cm 2 )
Hình 5.1: H ố khoan đị a ch ấ t c ủ a n ền đất dướ i chân công trình
Lập phương án kết cấu ngầm cho công trình
5.2.1 Đề xuất phương án móng
Lực dọc lớn nhất tại chân cột biên đạt 459,61T, trong khi cột giữa lên tới 524,24T Do các giá trị nội lực này cao, cần thiết phải lựa chọn móng cọc sâu để truyền tải trọng xuống lớp cuội sỏi phía dưới.
Do vậy,các giải pháp móng có thể sử dụng được là:
+ Phương án móng cọc ép
+ Phương án móng cọc khoan nhồi
- Phương án móng cọc ép:
+ Ưu điểm : -Không gây chấn động mạnh;
-Dễ thi công , kiểm tra được chất lượng cọc ;
+ Nhược điểm : -Tiết diện cọc nhỏdo đó sức chịu tải của cọc không lớn;
- Khó thi công khi phải xuyên qua lớp sét cứng hoặc cát chặt
- Phương án móng cọc khoan nhồi :
- Có thể khoan đến độ sâu lớn, cắm sâu vào lớp cuội sỏi;
- Kích thước cọc lớn, sức chịu tải của cọc rất lớn , chịu tải trọng động tốt;
- Không gây chấn động trong quá trình thi công
- Thi công phức tạp , cần phải có thiết bị chuyên dùng;
- Khó kiểm tra chất lượng cọc;
- Giá thành tương đối cao
Với 2 phương án trên ta thấy rằng sử dụng giải pháp móng cọc ép là phù hợp hơn về yêu cầu sức chịu tải cũng như khảnăng thi công thực tế cho công trình.
Tính toán cọc
Dựa trên phương án đề xuất, lực dọc lớn nhất ở chân cột truyền xuống móng khoảng 900T, vì vậy chúng tôi quyết định chọn giải pháp móng cọc ép Loại cọc sử dụng có tiết diện 300×300 mm, và đầu cọc cần được cắm vào lớp cát chặt vừa hạt mịn (lớp thứ 5 theo bảng).
Sức chịu tải của cọc được xác định dựa trên trị số xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức Nhật Bản và Meyehof, theo tiêu chuẩn TCXD 10304:2014 Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng D.3 của phụ lục.
Cường độ chịu nén bê tông cọc : R = 115 kG/cm 2 (B20) Cường độ tính toán cốt thép cọc : Ra = 2800 (CB240V) Thép