Thiết kế và thi công chung cư cao tầng CT8 khu đô thị mới yên phúc hà đông hà nội

Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất, nó được tạo thành từ một hoặc nhiều cấu kiện cơ bản kể trê

LỜI CẢM ƠN

Sau những năm theo học nghành kĩ thuật xây dựng công trình trực thuộc khoa Cơ Điện Và Công Trình – Trường Đại Học Lâm Nghiệp.Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu trường Đại Học Lâm Nghiệp, Ban lãnh đạo khoa Cơ Điện Và Công Trình, các thây, cô giáo đã trực tiếp cươg như gián tiếp giảng dạy, hướng dẫn đồ án môn học,bạn

bè đã quan tâm chỉ bảo, giúp đỡ em trong những năm học vừa qua và đặc biệt là sự chỉ

bảo tận tình của thầy Th.s: Hoàng Gia Dương và các thầy, cô trong bộ môn Kĩ Thuật

Xây Dựng Công Trình đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp KSXD này

Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu và học hỏi thêm để hoàn thành tốt

đồ án được giao,nhưng do kiến thức còn hạn chế cộng với kinh nghiệm thi công cũng như thiết kế ngoài thực tế chưa có, cũng như thời gian có hạn nên đồ án còn có thể có sai sót nhỏ Em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy các cô để bổ sung vào lượng kiến thức nhỏ bé của mình

Em xin được gửi tới các thầy, cô giáo với tầm lòng biết ơn nhất

Sinh viên thực hiện

Đỗ Mạnh Tuyên

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 6

Chương 1KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2

1.1 Giới thiệu về công trình 2

1.1.1 Tổng quan 2

1.1.2 Quy mô và đặc điểm công trình 2

1.2 Điều kiện kinh tế xã hội, khí hậu thủy văn 2

1.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội 2

1.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 3

1.4 Phân tích chọn giải pháp kiến trúc cho công trình 3

1.4.2.Giải pháp mặt bằng tầng điển hình 3

1.4.3 Giải pháp mặt đứng 4

1.4.4 Giải pháp thông gió chiếu sáng 5

1.4.5 Giải pháp cung cấp điện, nước sinh hoạt 6

1.4.6 Giải pháp Phòng cháy chữa cháy 6

C hương 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 7

2.1 Xây dựng giải pháp kết cấu 7

2.1.1 Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng 7

2.1.1.1.Các cấu kiện chịu lực cơ bản của nhà 7

2.1.1.2.Các hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng 7

2.1.2 Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng 8

2.1.3 Đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình 8

2.1.4 Lựa chọn vật liệu làm kết cấu công trình 8

2.2 Lập mặt bằng kết cấu 9

2.2.1 Lựa chọn kích thước tiết diện cột 9

2.2.2 Lựa chọn sơ bộ tiết diện vách lõi 10

2.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện dầm 10

2.2.4 Lựa chọn chiều dày sàn 11

2.2.5 Mặt bằng kết cấu 12

2.3 Tính toán tải trọng 12

2.3.1 Tĩnh tải 12

2.3.2 Hoạt tải (HT) 13

2.3.3 Tải trọng gió (G) 13

2.4 Tổ hợp tải trọng 13

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN 15

3 1 Cơ sở lý thuyết tính cột bê tông cốt thép 15

3 1.1 Tính toán tiết diện chữ nhật 15

3 1.3 Đánh giá và xử lý kết quả 18

3 2 Cơ sở lý thuyết cấu tạo cột bê tông cốt thép 18

3 2.1 Cốt thép dọc chịu lực 18

3.2.2 Cốt thép dọc cấu tạo 20

3 2.3 Cốt thép ngang 21

3 3 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện cột 22

3 3.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện cột 22

3.3.2 Bố trí cốt thép đai cấu kiện cột 24

3 4 Cơ sở lý thuyết tính dầm bê tông cốt thép 24

3 4.1 Sơ đồ ứng suất 24

3 4.2 Các công thức cơ bản 25

3 4.3 Điều kiện hạn chế 26

3 4.4 Tính toán tiết diện 27

3 5 Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tông cốt thép 27

3 6 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện dầm 29

3 6.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện dầm 29

3 6.2 Bố trí cốt thép đai cấu kiện dầm 30

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN 32

4 1 Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tông cốt thép 32

4 2 Cơ sở lý thuyết cấu tạo sàn bê tông cốt thép 32

4 3 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện sàn 33

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN NGẦM 35

5.1 Điều kiện địa chất công trình 35

5.2 Lập phương án kết cấu ngầm cho công trình 36

5.2.1 Đề xuất phương án móng 36

5.4.1 Tính toán số lượng cọc trong đài 42

5.4.2 Xác định kích thước đài móng, giằng móng 59

5.4.3 Lập mặt bằng kết cấu móng cho công trình 59

5.4.4 Kiểm tra phản lực tác dụng lên đầu cọc 59

5.4.5 Kiểm tra đài cọc 60

5.6 Tính toán thiết kế cốt thép cọc, đài, giằng 70

5.6.1 Cốt thép cọc 70

5.6.2 Cốt thép đài, giằng móng 70

CHƯƠNG 6 THI CÔNG PHẦN NGẦM 73

6.1.Đặc điểm điều kiện thi công công trình 73

6.1.1 Điều kiện địa chất công trình 73

6.1.2 Đặc điểm công trình 73

6.1.3 Điều kiện thi công 74

6.3 Thi công công tác đất 81

6.3.1 Chọn phương án và tính toán khối lượng đào đất 81

6.3.2 Biện pháp kỹ thuật 82

6.3.3 Thi công lấp đất hố móng 83

6.4 Thi công hệ đài, giằng móng 83

6.4.1 Giới thiệu về hệ móng công trình 83

6.4.2 Giác đài cọc và phá bê tông đầu cọc 84

6.4.2.1 Giác đài cọc 84

6.4.3 Tính toán khối lượng bê tông móng 84

6.4.4 Biện pháp kỹ thuật thi công 85

6.4.5 Công tác ván khuôn móng 85

6.4.6 Công tác cốt thép 87

CHƯƠNG 7 THI CÔNG PHẦN THÂN 90

7.1 Phân tích lập biện pháp thi công phần thân 90

7.1.1 Đặc điểm thi công phần thân công trình 90

7.1.2 Đánh giá, lựa chọn giải pháp thi công phần thân 90

7.2 Thi công ván khuôn, cột chống cho tầng điển hình 91

7.2.1 Tổ hợp ván khuôn 91

7.2.2 Ván khuôn sàn 91

7.2.3 Ván khuôn dầm 93

7.2.4 Ván khuôn cột 95

7.3 Thi công công tác cốt thép 99

7.3.1 Gia công cốt thép 99

7.3.2.Cốt thép cột 99

7.3.3.Cốt thép dầm, sàn 99

7.4 Thi công công tác bê tông, xây trát, hoàn thiện 99

7.4.1 Đổ bê tông cột, vách 100

7.4.2 Đổ bê tông dầm, sàn 100

7.4.3 Bảo dưỡng bê tông 100

7.4.4 Công tác xây 100

7.4.5 Công tác hệ thống ngầm điện nước 101

7.4.6 Công tác trát 101

7.4.7.Công tác lát nền 101

7.4.8 Công tác lắp cửa 101

7.4.9 Công tác sơn 101

7.4.10 Các công tác khác 101

7.5 Chọn máy thi công,công trình 102

CHƯƠNG 8:BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG……….108

8.3 Tính toán diện tích nhà tạm 109

8.3.1 Dân số trên công trường 109

8.3.2 Bố trí nhà tạm trên mặt bằng 109

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 111

1 Kết luận 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, ngành xây dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những bước tiến đáng kể

Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần một nguồn nhân lực trẻ là các kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất và năng lực, tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh và hiện đại hơn

Sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, khóa luận tốt nghiệp này là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã hoàn thành nhiệm vụ của mình trên ghế giảng đường đại học Trong phạm vi khóa luận tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng để trình bày toàn bộ các phần việc thiết kế và thi công công

trình: “Chung cư cao tầng ” Nội dung của khóa luận gồm các phần:

dẫn của thầy Hoàng Gia Dương – Trong bộ môn Kĩ thuật xây dựng công trình.Xin cảm

ơn gia đình, thầy cô và bạn bè đã hộ trợ và động viên em trong suốt thời gian qua để em

C hương 1 KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 Giới thiệu về công trình

1.1.1 Tổng quan

Nhà cao tầng ngày càng xuất hiện nhiều do dân số của các thành phố tăng lên nhanh chóng, kèm theo nhu cầu về nhà ở, văn phòng làm việc và khách sạn cũng tăng lên Diện tích xây dựng bị thiếu một cách trầm trọng và giá đất xây dựng ở một số khu vực ngày càng trở nên đắt đỏ

Mặt khác, xây dựng là một nghành phục vụ cho sự phát triển, chịu ảnh hưởng nhiều mặt của khu vực hóa và toàn cầu hóa Trong những năm gần đây nhờ chính sách đổi mới của đảng và nhà nước các doanh nghiệp, các công ty các tập đoàn xây dựng đã tìm được các nguồn vốn để đầu tư về chiều sâu, nâng cấp công nghệ do đó năng suất lao động và chất lượng công trình tăng lên một cách rõ rệt Các loại công trình ngày càng phong phú hơn Nhiều công nghệ thi công và thiết bị máy móc mới được áp dụng

Công trình chung cư được xây dựng nhằm giải quyết vấn đề về nhà ở, địa điểm làm việc cho cá nhân, tập thể các doanh nghiệp vừa và nhỏ vv trên địa bàn thành phố Hà Nội Tòa nhà chung cư mang kiểu dáng hiện đại, được thiết kế xây dựng theo sự định hướng phát triển của nền kinh tế, nó sẽ đóng góp một phần vào sự phát triển chung cho cơ sở hạ tầng, kinh tế và xã hội của thành phố Hà Nội

1.1.2 Quy mô và đặc điểm công trình

Chung cư được xây dựng với diện tích 708 m2

, nằm trên địa bàn khu đô thị mới Xala, Phúc La, Hà Đông, TP Hà Nội Tòa nhà bao gồm 9 tầng và một mái, chiều cao công trình là 33,00 m Trong đó, gồm 8 tầng trên dùng làm khu phòng ở, tầng trệt cùng dùng cho khu dịch vụ, kiốt và gửi xe máy, tầng trên cùng có mái che bằng tôn

Hình khối kiến trúc được thiết kế theo kiến trúc hiện đại, đơn giản, bao gồm các hệ kết cấu bê tông cốt thép kết hợp với kính và màu sơn tạo nên sự sang trọng và quý phái cho

tòa nhà

Địa điểm xây dựng công trình: khu đô thị mới Xala, Phúc La, Hà Đông, TP Hà Nội

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

1.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội

Do công trình nằm trong thành phố nên điều kiện thi công có bị hạn chế, nhất là với công tác bê tông vì xe bê tông, xe chở đất chỉ có thể vào thành phố vào buổi đêm Trong thời gian thi công, nếu có nhu cầu đổ bê tông vào buổi sáng, cần làm việc với cảnh sát giao thông để xin giấy phép.Yêu cầu về công tác an toàn vệ sinh lao động, bảo vệ môi trường là

rất cao Mặt bằng thi công tương đối chật hẹp, khó khăn cho việc tập kết phương tiện, máy móc, nguyên vật liệu, bố trí lán trại tạm thời

1.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn

Công trình nằm ở Hà Đông - Hà Nội, nhiệt độ bình quân trong năm là 0

27 C, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng 1) là 0

- TCVN 375-2006 – Thiết kế công trình chịu động đất

- TCVN 9362-2012 – Thiết kê nền nhà và công trình

- TCVN 10304-2014 – Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc

1.4 Phân tích chọn giải pháp kiến trúc cho công trình

1.4.1 .Giải pháp mặt bằng tầng 1

Tầng 1 là tầng kinh doanh dịch vụ phục vụ cho nhu cầu mua sắm của cư dân trong khu nhà cũng như phục vụ nhân dân.Với kiểu dáng kiến trúc mở rộng hơn so với những tầng trên,nên tạo sự vững chắc và bề thế hơn cho công trình đồng thời cũng tạo ra khoảng không gian rộng hơn cho việc bố trí các mặt hàng kinh doanh

1.4.2 Giải pháp mặt bằng tầng điển hình

Thiết kế mặt bằng các tầng chung cư là một khâu quan trọng nhằm thoả mãn dây chuyền công năng của công trình Dây chuyền công năng chính của công trình là nhà ở cho người dân.Với giải pháp mặt bằng vuông vắn, thông thoáng, linh hoạt kín đáo, yên tĩnh phù hợp với các yêu cầu ăn ở, sinh hoạt của người dân

Không gian trên mặt bằng điển hình công trình được ngăn cách bằng các khối tường xây do vậy rất đảm bảo về các điều kiện sinh hoạt, nghỉ ngơi cho con người sau những giờ làm việc, học tập căng thẳng

Mặt bằng công trình vận dụng theo kích thước hình khối của công trình Mặt bằng thể hiện tính chân thực trong tổ chức dây chuyền công năng

Mặt bằng công trình được lập dựa trên cơ sở yếu tố công năng của dây chuyền Phòng

ở và sinh hoạt là yếu tố công năng chính của công trình Do đó, kiến trúc mặt bằng thông thoáng, tuy đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính linh hoạt và yên tĩnh tạo ra những khoảng không gian kín đáo và riêng rẽ, đáp ứng được các yêu cầu đặt ra

Do đặc điểm công trình là nhà ở chung cư, đồng thời xung quanh đều được bố trí các đường giao thông nên việc tổ chức giao thông đi lại từ bên ngoài vào bên trong thông

qua sảnh lớn được bố trí tại chính giữa khối nhà bao gồm lối đi dành cho người đi bộ và cho các phương tiện tại các nhà để xe Như vậy, hệ giao thông ngang được thiết kế với diện tích mặt bằng lớn và khoảng cách ngắn nhất tới nút giao thông đứng tạo nên sự an toàn cho sử dụng đồng thời đạt được hiệu quả về kiến trúc

Hình 1.1: Mặt bằng tầng điển hình của công trình

Các chi tiết khác như: gạch ốp, màu cửa kính, v.v làm cho công trình mang một

vẻ đẹp hiện đại riêng

Hệ giao thông đứng bằng 2 thang máy và 1 thang bộ Hệ thống thang này được đặt tại nút giao thông chính của công trình và liên kết với các tuyến giao thông ngang Kết hợp cùng các giao thông đứng là các hệ thống kỹ thuật điện và rác thải

Tất cả hợp lại tạo nên cho mặt đứng công trình một dáng vẻ hiện đại, tạo cho con người một cảm giác thoải mái

Độ cao của các tầng yêu cầu phù hợp với công năng sử dụng của công trình hay bộ phận công trình Ở tầng điển hình, chiều cao tầng điển hình là 3,2 m, chiều cao cửa đi là 2,3 m, lan can ban công cao 1,2 m, chiều cao cửa thang máy là 2,3 m, cầu thang bộ được thiết kế là loại cầu thang 2 vế có một chiếu nghỉ, riêng tầng dưới cùng cao 4,2 m, mặt

bằng được thiết kế rộng rãi phù hợp với chức năng phục vụ cho kinh doanh và các dịch

vụ đem lại sự tiện nghi nhất cho tòa nhà

Hình 1.2: Mặt đứng công trình

1.4.4 Giải pháp thông gió chiếu sáng

Giải pháp thông gió bao gồm cả thông gió tự nhiên và thông gió nhân tạo

1.4.4.1.Thông gió tự nhiên

Hệ thống cửa sổ kính, cửa đi đảm bảo cho việc cách nhiệt và thông gió của mỗi phòng Ngoài ra, còn có hệ thống các cửa sổ thông gió nằm tại các đầu hành lang mỗi tầng tạo ra sự đối lưu trong nhà

1.4.4 2.Thông gió nhân tạo

Với khí hậu nhiệt đới của Hà Nội nói riêng và của Việt Nam nói chung rất nóng và

ẩm Do vậy, để điều hoà không khí công trình ta bố trí thêm các hệ thống máy điều hoà, quạt thông gió tại mỗi tầng Công trình là nơi tập trung ăn, ở và sinh hoạt của nhiều người nên yếu tố thông gió nhân tạo là rất cần thiết

Giải pháp chiếu sáng cũng bao gồm chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo Chiếu sáng tự nhiên là sự vận dụng các ánh sáng thiên nhiên thông qua các lớp cửa kính

để phân phối ánh sáng vào trong phòng Ngoài ra, còn có hệ thống đèn điện nhằm đảm bảo tiện nghi ánh sáng về đêm

Cách bố trí các phòng, sảnh đáp ứng được yêu cầu về thông thoáng không khí Các cửa sổ, cửa đi, thông gió dùng chất liệu kính khung nhôm để điều chỉnh đảm bảo điều kiện tiện nghi vi khí hậu một cách tốt nhất

Yêu cầu về thông thoáng đủ lượng ánh sáng tự nhiên là điều kiện vi khí hậu khiến con người sống thoải mái, khoẻ mạnh để giúp cho sự làm việc, học tập năng suất và đạt hiệu quả cao Công trình đã đáp ứng được các điều kiện tiện nghi vi khí hậu

1.4.5 Giải pháp cung cấp điện, nước sinh hoạt

Công trình nằm ngay cạnh hệ thống mạng lưới điện và nước của thành phố, điều này rất thuận tiện cho công trình trong quá trình sử dụng Hệ thống ống nước được liên kết với nhau qua các tầng và thông với bể nước trên mái công trình, hệ thống ống dẫn nước được máy bơm đưa lên, các hệ thống này bố trí trong công trình vừa đảm bảo yếu tố an toàn khi sử dụng và điều kiện sửa chữa được thuận tiện

Nước thoát từ các thiết bị vệ sinh như chậu rửa, thoát sàn, được thu gom từ các thiết bị vệ sinh chảy vào hệ thống ống thoát nước đứng đặt trong các hộp kỹ thuật của công trình

Nước thoát từ các thiết bị vệ sinh được thu vào ống và chảy vào hệ thống ống thoát nước đứng đặt trong các hộp kỹ thuật rồi chảy vào hệ thống bể tự hoại đặt dưới công trình để thoát ra cống của thành phố

1.4.6 Giải pháp Phòng cháy chữa cháy

Giải pháp phòng cháy chữa cháy phải tuân theo tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng của Việt Nam hiện hành.Để ngăn chặn những sự cố xảy ra thì tại mỗi tầng đều có hệ thống biển báo phòng cháy, biển cấm hút thuốc lá, nhất là tại các cửa cầu thang Tại hành lang của mỗi tầng và ở gần cửa thang máy có bố trí các họng nước cứu hoả, treo các bình cứu hoả phòng khi có sự cố cháy, nổ Hệ thống báo cháy gồm: đầu báo khói, hệ thống báo động

C hương 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 2.1 Xây dựng giải pháp kết cấu

2.1.1 Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng

2.1.1.1.Các cấu kiện chịu lực cơ bản của nhà

Các cấu kiện chịu lực cơ bản của nhà gồm các loại sau:

- Cấu kiện dạng thanh: Cột, dầm,…

- Cấu kiện phẳng: Tường đặc hoặc có lỗ cửa, hệ lưới thanh dạng giàn phẳng, sàn phẳng hoặc có sườn

- Cấu kiện không gian: Lõi cứng và lưới hộp được tạo thành bằng cách liên kết các cấu kiện phẳng hoặc thanh lại với nhau Dưới tác động của tải trọng, hệ không gian này làm việc như một kết cấu độc lập

Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất, nó được tạo thành từ một hoặc nhiều cấu kiện

cơ bản kể trên

2.1.1.2.Các hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng

Hệ khung chịu lực (I): Hệ này được tạo bởi các thanh đứng (cột) và thanh ngang (dầm)

liên kết cứng tại những chỗ giao nhau giữa chúng (nút) Các khung phẳng liên kết với nhau bằng các thanh ngang tạo thành khung không gian Hệ kết cấu này khắc phục được nhược điểm của hệ kết cấu tường chịu lực Nhưng nhược điểm của phương án này là tiết diện cấu kiện lớn (do phải chịu phần lớn tải trọng ngang), độ cứng ngang bé nên chuyển

vị ngang lớn và chưa tận dụng được khả năng chịu tải trọng ngang của lõi cứng

Hệ tường chịu lực (II): Trong hệ này các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các

tường phẳng.Vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế để chịu tải trọng đứng Nhưng trong thực tế, đối với nhà cao tầng, tải trọng ngang bao giờ cũng chiếm ưu thế nên các tấm tường được thiết kế chịu cả tải trọng ngang và tải trọng đứng.Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường qua bản sàn.Các tường cứng làm việc như các dầm consol có chiều cao tiết diện lớn.Giải pháp này thích hợp với công trình có chiều cao không lớn và yêu cầu các khoảng không gian bên trong không quá lớn

Hệ lõi chịu lực (III): Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác

dụng nhận toàn bộ tải trọng lên công trình truyền xuống đất Hệ lõi chịu lực được tải trọng ngang khá tốt và tận dụng vách tường bê tông cốt thép làm vách cầu thang Tuy nhiên, để hệ kêt cấu tận dụng được hết tính năng thì sàn phải dày và chất lượng khi thi công giữa chỗ giao của sàn và vách phải đảm bảo

Hệ hộp chịu lực (IV): Hệ này truyền lực trên nguyên tắc các bản sàn được gối vào kết

cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngoài mà không cần các gối trung gian bên

trong Hệ này chịu tải trong rất lớn thích hợp cho xây dựng những toà nhà siêu cao tầng (thường trên 80 tầng)

2.1.2 Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng

Các hệ hỗn hợp được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản nói trên, một số hệ hỗn hợp thường gặp như sau:

Sơ đồ giằng: Khi khung chỉ chịu được phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện

tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng thẳng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác chịu (lõi, tường, hộp,v.v…) Trong sơ đồ này, tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột đều có độ cứng chống uốn bé vô cùng Theo cách quan niệm này, tất cả các hệ chịu lực cơ bản và hỗn hợp tạo thành từ các tường, lõi và hộp chịu lực cũng đều thuộc sơ đồ giằng

Sơ đồ khung-giằng: Khi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và ngang với

các kết cấu chịu lực cơ bản khác Trong trường hợp này, khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng).Theo cách quan niệm này, hệ khung chịu lực cũng được xếp vào sơ đồ khung-giằng

2.1.3 Đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình

Qua việc phân tích và chỉ ra ưu, nhược điểm của từng hệ kết cấu chịu lực trong nhà nhiều tầng thấy rằng việc sử dụng kết cấu lõi chịu tải trọng đứng và ngang kết hợp với khung sẽ làm tăng hiệu quả chịu lực của toàn hệ kết cấu đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng đối với khung không gian Đặc biệt, khi có sự hỗ trợ của lõi sẽ làm giảm tải trọng ngang tác dụng vào từng khung Do vậy, giải pháp kết cấu cho công trình chung cư liền

kề Trường Thi là hệ hỗn hợp kết cấu khung cột chịu lực, dầm bê tông cốt thép kết hợp với lõi chịu tải trọng ngang (theo sơ đồ khung-giằng)

2.1.4 Lựa chọn vật liệu làm kết cấu công trình

Bê tông sử dụng: Bê tông cấp độ bền B25 có:

Cường độ tính toán chịu nén - Rb = 14,5MPa = 1450T/m2;

Cường độ tính toán chịu kéo - Rbt = 1,05MPa = 105T/m2

Cốt thép: Cốt thép loại CB400V có:

Cường độ tính toán chịu kéo, nén - Rs =Rsc= 365Mpa;

Cường độ tính toán chịu cắt - Rsw = 225Mpa

2.2 Lập mặt bằng kết cấu

2.2.1 Lựa chọn kích thước tiết diện cột

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

F – Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét;

q – Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn ( tải trọng thường xuyên

và tải trọng tạm thời), theo kinh nghiệm q= (1†1,5) T/m2

;

n – Số đang sàn phía trên tiết diện xét (kể cả mái);

Rb– Cường độ tính toán về nén của bê tông ;

K: – hệ số, kể đến ảnh hưởng của momen lấy từ 1,0 đến 1,5

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

Hình 2.3: Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột

Bảng 2.1: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện của cột

h(c m)

2.2.2 Lựa chọn sơ bộ tiết diện vách lõi

Theo TCVN 198 – 1997 quy định độ dày của vách không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau: 150 mm; ht/20 = 160mm

Vậy, chọn sơ bộ độ dày của lõi là 250 mm

2.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện dầm

Chiều cao tiết diện dầm hd chọn sơ bộ theo nhịp:

m   , với đoạn dầm consol :m d  5 7);

Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng 0,3 0,5 h d

Bảng 2.2: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện dầm tầng điển hình

S

TT Tên dầm

Lo

ại dầm

Nhịp Tiết diện tính toán Tiết diện chọn(cm)

2.2.4 Lựa chọn chiều dày sàn

Chiều dày sàn được chọn theo công thức:

l - nhịp tính toán theo phương chịu lực của bản sàn;

m - hệ số phụ thuộc vào đặc tính làm việc của sàn, m = 35 † 45 cho sàn làm việc hai phương và m = 30 † 35 cho sàn làm việc một phương

Bảng 2.3: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện sàn

Nhằm thỏa mãn giả thiết kết cấu sàn là vách cứng trong mặt phẳng ngang, nghĩa là có

độ cứng tuyệt đối trong mặt phẳng sàn và mềm (biến dạng được) ngoài mép sàn của các

lý thuyết tính toán nhà cao tầng hiện nay, dẫn đến chuyển vị ngang ở mỗi cao trình nhà cao tầng là không đổi Sàn càng cứng, chu kỳ dao động, gia tốc dao động sẽ giảm đi, đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép Và thông thường, nếu cứ “chồng” tầng lên mà mỗi sàn vẫn được tính toán như 1 sàn độc lập, khả năng độ cứng của giả thiết sẽ không đảm bảo tuyệt đối – công trình sẽ “rung, lắc” nhẹ khi tính toán đến thành phần động (gió động, động đất) Do vậy, để đảm bảo cho sàn nhà có một độ cứng nhất định, đảm bảo chịu tải ngay cả khi có gió động hay động đất, quyết định chọn tiết diện sàn như sau:

- Sàn hành lang thang máy dày 20cm;

- Sàn khu vệ sinh, ban công sàn các tầng có chiều dày sàn là 12cm;

Tên và ký hiệu của các ô sàn được xem trong hình A.1 Phụ lục A

2.3.1.1 Tĩnh tải hoàn thiện (TTS)

Tải trọng các lớp tĩnh tải hoàn thiện được tính toán theo công thức sau:

hht– Chiều dày lớp hoàn thiện (m);

 – Trọng lương riêng (kG/m3

);

n– Hệ số độ tin cậy

Các giá trị tải trọng tính toán cụ thể được lập trong các bảng A.1, A.2, A.3, A.4, A.5, A.6, P hụ lục A

2.3.1.2 Tĩnh tải tường xây, vách ngăn (TTG)

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

hd,s - Chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Khi tính trọng lượng tường, một cách gần đúng ta phải trừ đi phần trọng lượng do cửa

đi, cửa sổ chiếm cho ta giảm đi 30% bằng cách ta nhân với hệ số 0,7.Tĩnh tải tường xây

và vách ngăn được xem trong bảng A.7 Phụ lục A

2.3.1.3 Tải trọng bản thân ( TBT)

Tải trọng bản thân của công trình được chương trình tính toán kết cấu Etabs ver 9.7.4 tính toán theo khai báo với hệ số kể đến trọng lượng bản thân là 1,1

2.3.2 Hoạt tải (HT)

Hoạt tải của các phòng được lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN

2737-1995 và được thống kê trong bảng A.8 Phụ lục A

2.3.3 Tải trọng gió (G)

- Tính toán tải trọng gió thành phần tĩnh

Áp lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh luôn được tính theo công thức sau:

0

Trong đó:

W0 – Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng ở phụ lục D và điều 6.4;

kj – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió tại tầng thứ j theo độ cao z tra trong

bảng 5;

c – Hệ số khí động lấy theo bảng 6 của tiêu chuẩn c = 0,8 đối với gió đẩy

c = 0,6 đối với gió hút

Giá trị được thể hiện trong bảng A.9.phụ lục

Tải trọng gió tác dụng lên tầng điển hình xem Hình A.5, A.6, A.7, A.8

2.4 Tổ hợp tải trọng

Các tổ hợp các hệ quả của tải trọng được tính toán theo TCVN 5574-2012, cụ thể như sau:

- GX: Gió đẩy theo phương X

-GXX Gió hút theo phương X

- GY: Gió đẩy theo phương Y

- GYY: Gió hút theo phương Y

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN

3 1 Cơ sở lý thuyết tính cột bê tông cốt thép

Cột trong công trình là cột chữ nhật chịu nén lệch tâm xiên Nội lực tác dụng theo các phương như sau:

Nz – Lực nén dọc trục;

My – Mô men uốn nằm trong mặt phẳng khung;

Mx – Mô men uốn nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khung

x z

y

My

Mx N

Hình 3.2: Mô hình biểu diễn nội lực trong cột

Trục x là trục theo phương cạnh dài công trình, trục y là trục theo cạnh ngắn công trình

Tính toán cốt thép cho cột bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên theo tài liệu “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của Gs.Nguyễn Đình Cống Tài liệu này trình bày cách tính cốt thép theo phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn BS8110 của nước Anh và ACI 318 của Mỹ, tác giả Gs.Nguyễn Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam (TCXDVN 356-2005)

3.1.1 Tính toán tiết diện chữ nhật

Xét tiết diện có cạnh Cx ,Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là:

y

C

C

  , cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh

b có thể lớn hơn (cạnh b được giải thích ở bảng về mô hình tính)

Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax , eay Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ số  ,x y Mômen đã gia tang Mx1, My1

M x1 xM x;M y1 yM y (3-1)

Tùy theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán ( theo phương x hoặc y) Điều kiện và kí hiệu theo bảng sau:

Bảng 3.1: Mô hình tính toán cột BTCT tiết diện chữ nhật

M M

max x; y

Dựa vào độ lệch tâm e0 và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán

Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi 0

0 0,30

e h

   tính toán gần như nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:

Trường hợp 2: Khi 0

0

0, 30

e h

   đồng thời x1R Tính toán theo trường hợp h0

nén lệch tâm bé Với mức độ gần đúng, có thể tính x theo công thức sau:

0 2 0

1

1 50

R R

Trường hợp 3: Khi 0

0

0,30

e h

   đồng thời x1R Tính toán theo trường hợp h0

nén lệch tâm lớn Lấy k = 0,4, tính Asttheo công thức sau:

3 1.2 Tính toán tiết diện vuông

Tiết diện vuông chịu nén lệch tâm xiên có thể được tính toán như đối với tiết diện chữ nhật như đã trình bày ở mục 3.1.1

Riêng đối với tiết diện vuông có cốt thép đặt đều theo chu vi với số lượng từ 12 thanh trở lên (12,16,20,…) có thể được tính gần đúng bằng cách quy về tiết diện tròn có đường kính D1, 05C x Tính với lực nén N và mômen tổng 2 2

x y

M  M M Tính toán theo tiết diện tròn cốt thép Ast, chọn và bố trí cốt thép cho tiết diện vuông

  với AC xC y  b h Tùy theo kết quả tính được mà có cách đánh giá và xử lý như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

3 2 Cơ sở lý thuyết cấu tạo cột bê tông cốt thép

Tiết diện ngang của cấu kiện chịu nén thường có dạng hình vuông, chữ nhật, tròn, đa giác đều hoặc chữ I, chữ T

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 Cốt thép dọc chịu lực

Đó là các cốt thép được kể đến khi xác định khả năng chịu lực của cấu kiện Cốt thép dọc chịu lực thường dung các thanh có đường kính  12 40 Khi cạnh tiết diện lớn hơn 200mm thì 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, tiết diện chữ nhật nên đặt cốt thép dọc chịu lực tập trung theo cạnh b và chia ra hai phía: A s và A s Cốt thép A s ở về phía chịu nén nhiều hơn (gần hơn với điểm đặt lực N) Cốt thép A s ở về phía đối diện vớiA s, chịu kéo hoặc nén ít hơn (xa điểm đặt N hơn) Khi A s A s, ta có trường hợp cốt thép đối xứng; khi A s A s - có cốt thép không đối xứng (hình 3.1c,d)

Hình 3.3: Cốt thép dọc chịu lực trong cấu kiện cột BTCT

Đặt cốt thép đối xứng làm cho thi công được đơn giản Khi cấu kiện chịu mômen đổi dấu có giá trị gần bằng nhau thì việc đặt cốt thép đối xứng là hợp lý về phương diện chịu lực

Với một cặp nội lực gồm M và N đã biết thì tính toán cốt thép không đối xứng thường cho kết quả tổng lượng cốt thép ít hơn so với tính toán cốt thép đối xứng Tuy vậy, trong nhiều trường hợp thì sự chênh lệch đó là không đáng kể

Chỉ nên tính toán và đặt cốt thép không đối xứng trong một số trường hợp đặc biệt khi

mà cấu kiện chịu mômen không đôi dấu (hoặc M theo chiều này khá lớn hơn M theo chiều kia) và việc tính toán chứng tỏ rằng nếu đặt cốt thép không đối xứng sẽ có hiệu quả tiết kiệm đáng kể

Khi chưa sử dụng quá 50% khả năng chịu lực của cấu kiện thì min 0, 05% không phụ thuộc độ mảnh

Trong một số trường hợp đặc biệt, với tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm cũng có thể đặt cốt thép dọc chịu lực đều theo chu vi Làm như vậy nhằm tạo cho cấu kiện có khả năng chịu uốn cao theo cả hai phương hoặc để tránh việc đặt quá nhiều thép theo một cạnh, gây khó khan cho thi công

Gọi Ast là diện tích tiết diện toàn bộ cốt thép dọc chịu lực Đặt st

t b

A A

   với Ab là diện tích tính toán của tiết diện bê tông Trong cấu kiện nén lệch tâm đặt cốt thép theo cạnh b thì A st  A sA s và A b   Trong cấu kiện chịu b h0

nén lệch tâm có cốt thép đặt theo chu vi và cấu kiện nén trung tâm thì Ab bằng diện tích tiết diện

Nên hạn chế tỉ số cốt thép t

0  t  max (3-12)

Lấy 0 2min Giá trị max được quy định tùy thuộc quan điểm sử dụng vật liệu Khi cần hạn chế việc sử dụng quá nhiều thép, người ta lấy max 3% Để bảo đảm sự làm việc chung giữa thép và bê tông, thường lấy max 6%

3 2.2 Cốt thép dọc cấu tạo

Với cấu kiện nén lệch tâm, khi h > 500mm mà cốt thépA s,A s được đặt tập trung theo cạnh b thì còn cần đặt cốt thép dọc cấu tạo vào khoảng giữa cạnh h, dung để chịu những ứng suất sinh ra do bê tông co ngót, do nhiệt độ thay đổi và cũng để giữ ổn định cho những nhánh cốt thép đai quá dài Cốt thép cấu tạo không tham gia vào tính toán khả năng chịu lực, có đường kính  12, có khoảng cách theo phương cạnh h là S0  500mm (hình 3.2) Trên hình 4.2, các thanh số (1) là cốt thép cấu tạo Khi đã đặt cốt thép dọc chịu lực theo chu vi thì không cần đặt cốt thép dọc cấu tạo nữa

Hình 3.4: Cốt thép dọc cấu tạo và cốt thép đai

3.2.3 Cốt thép ngang

Trong khung buộc, cốt thép ngang là những cốt đai, chúng có tác dụng giữ vị trí của cốt thép dọc khi thi công, giữ ổn định của cốt thép dọc chịu nén Trong trường hợp đặc biệt, khi cấu kiện chịu lực cắt khá lớn thì cốt đai tham gia chịu lực cắt

Đường kính cốt đai max

14

Trong đoạn nối chồng thép dọc, khoảng cách a đ 10

Về hình thức, cốt thép đai cần bao quanh toàn bộ cốt thép dọc và giữ cho cốt thép dọc chịu nén không bị phình ra theo bất kì hướng nào Muốn vậy, các cốt thép dọc (tối thiểu

là cách một thanh) cần được đặt vào chỗ uốn của cốt thép đai và các chỗ uốn này cách nhau không quá 400 mm theo cạnh tiết diện Khi chiều rộng tiết diện không lớn hơn 400mm và trên mỗi cạnh có không quá 4 thanh cốt thép dọc, được phép dung một cốt thép đai bao quanh toàn bộ cố thép dọc (hình 3.4)

3 3 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện cột

3 3.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện cột

Với mỗi nhóm cột đã kí hiệu trong mặt bằng định vị cột, vách (xem bản vẽ KC-01) 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 vị trí là đầu và cuối cột

Tính toán thép cho cột dựa theo tiêu chuẩn mới TCVN 1651-2008 và TCVN 5574-2012 nên các thông số về vật liệu lấy theo tiêu chuẩn này có giá trị như sau:

Bê tông cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5 MPa = 1450 T/m2

Xác định ảnh hưởng của uốn dọc

+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

lC

x x

lC

 

Trong đó: lo: chiều dài tính toán của cột đƣợc xác định dựa vào kết cấu công trình là khung nhiều tầng, có liên kết cứng giữa dầm và cột, đồng thời cột đổ toàn khối với dầm sàn nên: (theo 6.2.2.16-TCXDVN 356-2005)

2940

7,35 8400

 b = Cx = 400 mm; h = Cy = 600 mm

Tính diện tích cốt thép

Giả thiết a = 40mm  ho= 600 - 40 = 560mm

Đặt M1 = Mx1 = 1781 kg.m ; M2 = My1 = 6506 kg.m

+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea eax 0, 2.eay 200, 2.3026mm

+ Chiều cao của vùng bê tông chịu nén:

+ Tổng diện tích cốt thép:

e

b

2 e

Việc tính toán cụ thể cốt thép cột được thực hiện bằng cách lấy nội lực chân cột từ

phần mềm sapv2000 và việc tính toán được tổng hợp thành các bảng B.1,B.2, B.3, B.4 trong phần phụ lục B

Sơ đồ tên cột xem trong hình A.7 và biểu đồ nội lực tai chân cột xem trong hình A.2,A.3,A.4,A.5,A.6 phần phụ lụcA Đánh tên các nhóm cột xem bản vẽ định vị cột vách được thể hiện trong bản vẽ KC-01

3 3.2 Bố trí cốt thép đai cấu kiện cột

Theo TCXD 198–1997, cốt đai trong cột được chọn đường kính và bố trí theo yêu cầu cấu tạo như sau:

Đường kính cốt đai: đai > 1/4maxcủa cốt dọc và đai  5mm

Chi tiết cốt thép cột được thể hiện trong bản vẽ KC-05 và KC-06

3 4 Cơ sở lý thuyết tính dầm bê tông cốt thép

Bài toán đưa ra ở đây là cần tính toán cho cấu kiện chịu uốn (dầm BTCT) có tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn (khi chỉ có cốt thép Asđặt trong vùng chịu kéo)

3 4.1 Sơ đồ ứng suất

Lấy trường hợp phá hoại thứ nhất (phá hoại dẻo làm cơ sở để tính toán) Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện theo trạng thái giới hạn lấy như sau: Ứng suất trong cốt thép chịu kéo As đạt tới cường độ chịu kéo tính toán Rs, ứng suất trong vùng bê tông chịu nén đạt đến cường độ chịu nén tính toán Rb và sơ đồ ứng suất có dạng hình chữ nhật, vùng bê tông chịu kéo không được tính cho chịu lực vì đã nứt

Hình 3.5: Sơ đồ ứng suất của tiết diện có cốt đơn

Trong các công thức trên:

M – Mômen uốn lớn nhất mà cấu kiện phải chịu, do tải trọng tính toán gây ra;

Rb, Rs – Cường độ chịu nén tính toán của bê tông và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép;

x – Chiều cao của vùng bê tông chịu nén;

b – Bề rộng của tiết diện;

h0– Chiều cao làm việc của tiết diện, h0 = h – a;

h – Chiều cao của tiết diện;

a – Khoảng cách từ mép chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo;

As– Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo

3.4.3 Điều kiện hạn chế

Để đảm bảo xảy ra phá hoại dẻo thì cốt thép As phải không được quá nhiều, tức là phải hạn chế As và tương ứng với nó là hạn chế chiều cao vùng nén x (công thức 3-13) Các nghiên cứu thực nghiệm cho biết trường hợp phá hoại dẻo sẽ xảy ra khi:

s

sc u

x x

 – Ứng suất giới hạn của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén (khi bê tông đạt tới

biến dạng cực hạn), sc u, 500MPa đối với tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn; sc u, 400MPa đối với tải trọng tác dụng ngắn hạn và tải trọng đặc biệt

Các giá trị  đối với một số trường hợp cụ thể sẽ có những giá trị khác nhau R

Thay (3-17) vào (3-13), ta có:

0 ,max

s

R R

   (3-20)

Song nếu cốt thép ít quá sẽ xảy ra sự phá hoại đột ngột (phá hoại giòn) ngay sau khi bê tông bị nứt (toàn bộ lực kéo do cốt thép chịu) Để tránh điều đó, cần phải đảm bảo:

 

Giá trị min được xác định từ điều kiện khả năng chịu mômen của dầm bê tông cốt

thép không nhỏ hơn khả năng chịu mômen của dầm bê tông không có cố thép Thông thường, lấy min 0, 05% đối với cấu kiện chịu uốn

3 4.4 Tính toán tiết diện

Có thể sử dụng trực tiếp các công thức cơ bản (3-13) và (3-15) để tính cốt thép, tính tiết diện bê tông hay tính khả năng chịu lực M gh của tiết diện Tuy vậy, để tiện cho việc tính toán bằng công cụ thô sơ người ta thường đổi biến số và thành lập các bảng tính như sau:

3 5 Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tông cốt thép

Dầm là cấu kiện mà chiều cao và chiều rộng của tiết diện ngang khá nhỏ so với chiều dài của nó Tiết diện ngang của dầm có thể là chữ nhật, chữ T, chữ I, hình thang, hình hộp, v.v…Thường gặp nhất là tiết diện chữ nhật và chữ T

Gọi chiều cao h của tiết diện là cạnh nằm theo phương của mặt phẳng uốn thì tiết diện hợp lý là tiết diện có tỉ số h b/  2 4 Chiều cao h thường được chọn trong khoảng 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Khi chọn kích thước b và h cần phải xem xét đến yêu cầu kiến trúc và việc định hình hóa ván khuôn

Hình 3.6: Các dạng tiết diện dầm

Cốt thép trong dầm gồm có cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai và cốt xiên (hình 3.5)

Hình 3.7: Các loại 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 đặt ở vùng kéo của dầm, đôi khi cũng có cốt dọc chịu lực đặt tại vùng nén Diện tích tiết diện ngang của chúng được xác định theo trị số mômen uốn

Đường kính cốt dọc chịu lực thường từ 10 đến 30 mm Số thanh trong tiết diện phụ thuộc vào diện tích yêu cầu và chiều rộng tiết diện Trong dầm có chiều rộng từ 15 cm trở lên cần phải có ít nhất hai thanh cốt dọc, khi bề rộng nhỏ hơn có thể đặt một cốt Cốt dọc chịu lực có thể đặt thành một hoặc nhiều lớp và phải tuân theo các nguyên tắc cấu tạo Cốt dọc cấu tạo có thể là:

Cốt giá dùng để giữ vị trí của cốt đai trong lúc thi công (đối với dầm mà theo tính toán chỉ cần đặt cốt dọc chịu kéo) và chịu các ứng suất do co ngót và nhiệt độ Khi đó thường dùng cốt thép có đường kính từ 10 đến 12mm

Cốt thép phụ đặt thêm vào mặt bên của tiết diện dầm khi chiều cao tiết diện vượt quá 70cm Các cốt này chịu các ứng suất do co nhót và nhiệt độ và giữ cho khung cốt thép khỏi bị lệch khi 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 dùng để chịu nội lực cắt Q, cốt đai gắn vùng bê tông chịu nén với vùng bê tông chịu kéo để đảm bảo cho tiết diện chịu được mômen Góc nghiêng của cốt xiên thường là 450 Đối với dầm có chiều cao trên 80 cm thì α = 600, đối với dầm thấp và

bản thì α = 300 Đường kính cốt đai thường lấy từ 6 đến 10mm Khi h dầm đạt 80cm trở lên phải dùng đai  8 hoặc lớn hơn Cốt đai có thể có hai nhánh nhưng cũng có thể có một nhánh hoặc nhiều nhánh như trên hình 4.5 Khoảng cách, diện tích cốt xiên và cốt đai được xác định theo tính toán

3 6 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện dầm

3 6.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện dầm

Dựa vào nội lực xuất ra từ phần mềm Sapv2000, ta lấy ra ba tổ hợp tải trọng lớn nhất tại ba vị trí của dầm (hai gối + nhịp giữa) và tính toán thép cho dầm chính của tầng điển hình

a Các thông số đầu vào

Bê tông B25 Cốt thép chịu lực CB400V

Chiều cao dầm h = 70cm Bề rộng dầm b =30cm

Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 3cm

Mô men tính toán M = 14,29 được lấy tại vị trí giữa dầm nhịp 37

M

R b h

 

  (3-24) Thay số vào (3-24) ta có: 2

14, 29

0, 0851450.0, 4.(0, 7 0, 03)

m m

yc s s

M A

R h

 (3-26)

Thay số vào (3-26) ta có: 16,55.105 2

7,1( )3650.0,953.(70 3)

yc s

Ta bố trí thép4 20 cho vị trí tiết diện giữa dầm

Kiểm tra lại:

AStk = (2x3,14 x2,52) / 4 = 19,6cm2 > ASyc =7,1(cm2)

Kết luận: Bố trí thép như vậy là đạt yêu cầu

3 6.2 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

Qmax = 16,59(T) < 87,43 (T)  Thoã mãn điều kiện

b)Kiểm tra điều kiện bê tông có đủ khả năng chịu cắt không:

Q max k1 R k b h 0 (3-25)Trong đó:

Chọn đường kính cốt đai là 8 thép CB240T, có diện tích tiết diện là fđ = 0,50310-4

1, 2716,59

23, 333

3030

ct

h u

Vậy chọn cốt đai cho dầm là 8a150, đoạn giữa dầm đặt 8a200

Chi tiết cốt thép dầm được thể hiện trong bản vẽ 10, 11, 12, 13,

KC-14, KC-15.

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN

4 1 Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tông cốt thép

Sàn bê tông cốt thép được tính toán với dải sàn rộng 1m và tính toán giống với cấu kiện dầm (xem mục 3.4 chương 3)

4 2 Cơ sở lý thuyết cấu tạo sàn bê tông cốt thép

Bản là kết cấu phẳng có chiều dày khá bé so với chiều dài và chiều rộng Trong kết cấu nhà cửa, các bản sàn thường có kích thước trên mặt bằng vào khoảng 2 đến 6 m trong khi chiều dày bản chỉ biến động trong khoảng từ 6 đến 20 cm Trong các kết cấu khác, bản có thể có kích thước và chiều dày lớn hơn hoặc bé hơn nữa Bê tông của bản thường

có cấp độ bền chịu nén khoảng từ B12,5 đến B25 Đối với cấu kiện chịu uốn bằng bê tông cốt thép thường, sử dụng bê tông có cấp độ bền cao có lợi một ít về hạn chế độ võng

và bề rộng khe nứt nhưng hiệu quả kinh tế sẽ thấp

Cốt thép trong bản gồm có cốt thép chịu lực và cốt phân bố bằng thép CB240T hoặc CB300V, đôi khi là thép CB400V Cốt thép chịu lực đặt trong vùng chịu kéo do mômen gây ra Trong các loại bản thông thường, đường kính cốt thép chịu lực từ 6 đến 12mm Số lượng cốt thép chịu lực được xác định theo tính toán, được thể hiện qua đường kính và khoảng cách giữa hai cốt thép cạnh nhau Khoảng cách giữa trục hai cốt thép chịu lực đặt trong vùng có mômen lớn không được vượt quá:

20 cm khi chiều dày bản h < 15 cm;

1,5h khi h 15 cm

Để dễ đổ bê tông, khoảng cách cốt thép không được nhỏ hơn 7 cm Cốt thép phân bố đặt thẳng góc với cốt thép chịu lực, nhiệm vụ của chúng là giữ vị trí của cốt thép chịu lực khi đổ bê tông, phân phối ảnh hưởng của lực tập trung cho các cốt thép chịu lực ở lân cận, đồng thời cũng chịu các ứng suất do co ngót và nhiệt độ gây ra Đường kính cốt thép phân bố thường từ 4 – 8 mm, số lượng của chúng không ít hơn 10% số lượng cốt thép chịu lực tại tiết diện có mômen uốn lớn nhất Khoảng cách giữa các cốt thép phân bố thường từ 25 đến 30 cm và không lớn quá 35 cm Cốt thép chịu lực và cốt thép phân bố được buộc hoặc hàn với nhau thành lưới

Hình 4.2: Sơ đồ bố trí cốt thép trong bản

a) Mặt bằng; b) Mặt cắt;

1 – Cốt thép chịu lực; 2 – Cốt thép phân bố

4 3 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 bằng cách xuất nội lực

từ phần mềm SAFE version 12.3.1 và tính toán trên excel

1 Áp dụng tính toán cốt thép cho ô sàn theo phương X giữa các trục A-B và 1-2

a Các thông số đầu vào

Bê tông B25 Cốt thép chịu lực CB300V

Chiều dày sàn h = 12cm Bề rộng dải sàn tính toán b =100cm

Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 2cm

Mô men tính toán M = 0,6307 được lấy tại vị trí giữa ô sàn tại vị trí có tọa độ Location X = 4 tại giữa trục C – D với dải sàn S1 trong Safe

b Áp dụng tính toán cốt thép cho sàn

2

0

m b

M

R b h

 

  (4-1) Thay vào (4-1) Ta có: 0, 6307 2 2 0, 044

Ta có hệ số:

(1 1 2 )2

m m



    (4-2)

yc s s

M A

R h

 (4-3)

Thay số ta có (4-3) ta có: 0, 6037.105 2

2,58( )3650.0, 67.(12 2)

yc s

A  cm cho móng dải sàn với bề

rộng 1m

Kết luận: Bố trí thép nhƣ vậy là đạt yêu cầu

Mặt bằng bố trí thép sàn đƣợc thể hiện trong các bản vẽ KC-16, KC-17

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN NGẦM

Hình 5.1: Quy trình thiết kế móng

5.1 Điều kiện địa chất công trình

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

Bảng 5.1: Các đặc trưng cơ lí của lớp đất dưới công trình

Đ

ộ ẩm (

%)

Trọng lượng

tự nhiên,

γ (T/m3)

Lực dính đơn vị, C (Kg/cm2)

Góc

ma sát trong φ

Mô đun biến dạng,

N – Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT (búa)

 - Góc nội ma sát theo tiêu chuẩn