Thiết kế và thi công chung cư cao tầng CT8

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...

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 & Công Trình,các thây,cô giáo đã trực tiếp cũng 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 Vũ Minh Ngọc 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

Nguyễn Văn Mạnh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH 7

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 KIẾN 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 3

1.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội 3

1.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 3

1.3 Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế công trình 3

1.4 Phân tích chọn giải pháp kiến trúc cho công trình 4

1.4.1.Giải pháp mặt bằng tầng 1 4

1.4.3 Giải pháp mặt bằng tầng điển hình 4

1.4.4 Giải pháp mặt đứng 5

1.4.5.Giải pháp thông gió chiếu sáng 6

1.4.6 Giải pháp cung cấp điện, nước sinh hoạt 7

CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 8

2.1 Xây dựng giải pháp kết cấu 8

2.1.1 Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng 8

2.1.3 Đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình 11

2.1.4 Lựa chọn vật liệu làm kết cấu công trình 11

2.2.1 Lựa chọn kích thước tiết diện cột 11

2.2.2 Lựa chọn sơ bộ tiết diện vách lõi 13

2.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện dầm 13

2.2.5 Mặt bằng kết cấu 15

2.3 Tính toán tải trọng 15

2.3.1 Tĩnh tải 15

2.3.3 Tải trọng gió (G) 20

2.4 Tổ hợp tải trọng 22

2.5 Lập sơ đồ tính toán 22

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN 24

3.1 Cơ sở lý thuyết tính cột bê tông cốt thép 24

3.1.1 Tính toán tiết diện chữ nhật 25

3.1.3 Đánh giá và xử lý kết quả 28

3.2.1 Cốt thép dọc chịu lực 28

3.3 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện cột 32

3.3.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện cột 32

3.3.2 Bố trí cốt thép đai cấu kiện cột 35

3.4 Cơ sở lý thuyết tính dầm bê tông cốt thép 35

3.4.1 Sơ đồ ứng suất 35

3.4.2 Các công thức cơ bản 36

3.4.4 Tính toán tiết diện 38

3.5 Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tông cốt thép 39

3.6 Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện dầm 40

3.6.1 Bố trí cốt thép dọc cấu kiện dầm 40

3.6.2 Bố trí cốt thép đai cấu kiện dầm 42

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN 44

4.1 Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tông cốt thép 44

4.2 Cơ sở lý thuyết cấu tạo sàn bê tông cốt thép 44

CHƯƠNG 5THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN NGẦm 49

5.1 Địa chất công trình và địa chất thủy văn 49

5.1.1 Điều kiện địa chất công trình 49

5.2 Lập phương án kết cấu ngầm cho công trình 51

5.2.1 Đề xuất phương án móng: 51

5.3 Tính toán móng cọc: 52

5.3.1 Thông số về cọc: 52

5.3.2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 53

5.4.3.Tính toán sức chịu tải theo Meyerhof: 53

5.4.4.Xác đinh theo Công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988): 58

5.4.5 Lựa chọn sức chịu tải: 62

5.5 Tính toán kiểm tra bố trí cọc: 62

5.5.1 Tính toán số lượng cọc trong đài: 62

5.5 Mặt bằng ép cọc cho công trình 63

5.4.2 Xác định kích thước đài móng , giằng móng 63

5.4.3 Lập mặt bằng kết cấu móng cho công trình 63

5.4.4 Kiểm tra phản lực tác dụng lên đài cọc 64

5.4.5 K iểm tra đài cọc 64

5.4.6 Tính toán kiểm tra cọc 66

5.5 Kiểm tra tổng thể đài cọc 68

CHƯƠNG 6 THI CÔNG PHẦN NGẦM 75

6.1 Tổng Quan 75

6.1.3 Tổng quan về các bước thi công phần ngầm 76

6.1.4 Chọn máy móc –thiết bị 76

6.1.5 Giai đoạn ép cọc thử 78

6.2.4 Quy trình thi công cọc: 80

6.2.5 Các sự cố khi thi công cọc và biện pháp giải quyết 83

6.3 Thi Công Đài Móng 86

6.3 1Thi công đào đất 86

6.3.2 Biện pháp kỹ thuật 87

6.3.3 Thi công lấp đất hố móng 89

6.4 Thi công hệ giằng móng 89

6.4.1 Giới thiệu về hệ móng công trình 89

6.4.2 Giác móng và phá bê tông đầu cọc 90

6.4.2 Thi công hệ đài – giằng móng: 90

6.4.3 Thi công bê tông lót: 92

6.4.5 Ván khuôn: 93

6.4.3 Công tác cốt thép: 99

6.4.4 Công tác đổ bê tông: 99

6.4.5 Công tác tháo dỡ ván khuôn, đầm chặt: 101

CHƯƠNG 7 THI CÔNG PHẦN THÂN 102

7.1 Phân tích điều kiện thi công phần thân công trình 102

7.1.1 Tên công trình và địa điểm công trình: 102

7.1.2 Hệ thống kết cấu công trình: 102

7.2 Giải pháp thi công kết cấu thân công trình 102

7.2.1 Phân đợt thi công 103

7.2.2 Phân đoạn thi công 103

7.3 Thiết kế, thi công và nghiệm thu ván khuôn, cột chống cho tầng điển hình 106

7.3.1 Thiết kế ván khuôn cột 106

7.3.2 Thiết kế ván khuôn dầm 108

7.4 Thi công và nghiệm thu cốt thép cho một tầng điển hình 113

7.4.1 Yêu cầu kỹ thuật 113

7.4.2 Lắp dựng cốt thép 113

Nghiệm thu và bảo quản cốt thép đã gia công 114

7.5 Thi công và nghiệm thu bê tông cho một tầng điển hình 114

7.5.1 Các yêu cầu kỹ thuật chung 114

7.5.2 Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần bê tông cột 115

7.5.3 Lập biện pháp kỹ thuật thi công bêtông dầm sàn 119

CH¦ƯƠNG 8TÍNH TOÁN BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH 122

8.1 Nguyên tắc bố trí tổng mặt bằng 122

8.2 Tính toán diện tích kho bãi 122

8.3 Tính toán diện tích nhà tạm 123

8.3.1 Số người trên công trường 123

8.3.2 Bố trí nhà tạm trên mặt bằng 123

8.4 Bố trí công trường 123

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện của cột 12

Bảng 2.2: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện dầm tầng điển hình 13

Bảng 2.3: Bảng lựa chọn kích thước tiết diện sàn 14

Bảng 3.1: Mô hình tính toán cột BTCT tiết diện chữ nhật 26

Bảng 3.2: Giá trị tỉ số cốt thép tối thiểu 30

Bảng 5.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất 50

Bảng 5.4 : Kích thước tiết diện của giằng móng ( cm ) 63

Bảng 6.1 : Thời gian tác dụng các cấp tải trọng 79

Bảng 6.3: Quy trình thi công đài giằng móng 91

Bảng 6.4: Đặc tính kỹ thuật của tấm ván khuôn 93

Bảng 6.5: Tính toán tải trọng tác dụng lên cốp pha móng 95

Bảng 6.5: Thông số kỹ thuật của xe trộn bê tông mã hiệu KAMAZ-5511 100

Bảng 0.1 - Đặc tính kỹ thuật của ván khuôn thép 106

Bảng 0.2 - Tổ hợp ván khuôn dầm DC-(30x70) 109

Bảng 0.3 -Tổ hợp ván khuôn sàn S1(8,4x9) 112

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Mặt bằng tầng điển hình của công trình 5

Hình 1.2: Mặt đứng công trình 6

Hình 2.1: Quy trình đánh giá giải pháp kết cấu đã chọn 8

Hình 2.2: Phân loại hệ kết cấu chịu lực trong nhà nhiều tầng 10

Hình 2.3: Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột 12

Hình 2.4: Sơ đồ 3D của công trình 23

Hình 3.1: Quy trình tính toán cấu kiện cột và dầm 24

Hình 3.2: Mô hình biểu diễn nội lực trong cột 25

Hình 3.3: Cốt thép dọc chịu lực trong cấu kiện cột BTCT 29

Hình 3.4: Cốt thép dọc cấu tạo và cốt thép đai 31

Hình 3.5: Sơ đồ ứng suất của tiết diện có cốt đơn 36

Hình 3.6: Các dạng tiết diện dầm 39

Hình 3.7: Các loại cốt thép trong dầm 39

Hình 4.1: Quy trình thiết kế sàn tầng điển hình 44

Hình 4.2: Sơ đồ bố trí cốt thép trong bản 45

Hình 5.1: Quy trình thiết kế móng 49

Hình 5.2: Mặt cắt trụ địa chất 51

Hình 5.3: Sức kháng cắt/ áp lực hiệu quả thẳng đứng: cu/ ‟v 54

Hình 5.4: Chiều sâu cọc đường kính cọc : L/d 54

Hình 5.6 Sơ đồ 3D mặt bằng kết cấu móng công trình 63

Hình 5.8 Biểu đồ moomem khi vận chuyển cọc 67

Hình 5.9 Biểu đồ moomem khi cẩu lắp 67

.Hình 6.1 cấu tạo máy ép cọc robot 77

Hình 6.2: sơ đồ ép cọc 81

Hình 6.3: máy đào đất 87

Hình 6.4: Sơ đồ tính toán cốp pha móng 95

Hình 6.5 Sơ đồ tính toán sườn ngang đài móng 96

Hình 0.1 - Cấu tạo ván khuôn cột 108

Hình 0.2 - Ván khuôn dầm chính DC-(30x70) 109

Hình 0.3 - Ván khuôn đáy dầm 109

Hình 0.4 - Ván khuôn thành dầm chính DC-(30x70) 111

Hình 0.5 - Ván khuôn ô sàn điển hình 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 CT8” Nội dung của khóa luận gồm các phần:

- Phần 1: Kiến trúc

- Phần 2: Kết cấu

- Phần 3: Thi công

- Phần 4: Lập tổng dự toán

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Lâm Nghiệp và các thầy cô

trong khoa Cơ Điện và Công Trình đã tận tình giảng dạy,truyền đạt những kiến thức

quý giá của mình cho em cũng như các bạn sinh viên khác trong những năm học qua Đặc biệt đồ án tốt nghiệp này cũng không thể hoàn thành nếu không có sự tận tình

hướng dẫn của thầy Vũ Minh Ngọc – 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 có thể hoàn thành đồ án này

Thông qua khóa luận tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hoá lại toàn bộ kiến thức đã học cũng như đưa giải pháp vật liệu và kết cấu mới vào triển khai cho công trình Do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện hơn sau này

CHƯƠNG 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 CT8 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 CT8 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 CT8 được xây dựng với diện tích 763 m2, nằm trên địa bàn khu đô thị mới Văn Quán – Yên Phúc – Hà Đông, thành phố Hà Nội Tòa nhà bao gồm 10 tầng và một tầng mái tum, chiều cao công trình là 36,2 m Trong đó, gồm 9 tầng trên dùng làm khu phòng ở, tầng trệt cùng dùng cho khu dịch vụ, kiốt và gửi xe máy, tầng trên cùng có 1 tum là phòng kĩ thuật

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 Văn Quán – Yên Phúc – Hà Đông – 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 27 0 C, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng 1) là

- 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

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 2 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

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

1.4.5.Giải pháp thông gió chiếu sáng

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

1.4.5.1.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

1.4.5.2.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

1.4.6 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

1.4.7 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 cáchọng 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

CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN

Hình 2.1: Quy trình đánh giá giải pháp kết cấu đã chọn 2.1 Xây dựng giải pháp kết cấu

Công trình xây dựng đạt hiệu quả kinh tế thì đầu tiên là phải lựa chọn một

sơ đồ kết cấu hợp lý.Sơ đồ kết cấu này phải thỏa mãn được các yêu cầu về kiến trúc, khả năng chịu lực, độ bền vững, ổn định và tiết kiệm

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)

Hình 2.2: Phân loại hệ kết cấu chịu lực trong nhà nhiều 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:

yc c

N A

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

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

 (2-4)

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

STT

yc c

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

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

2.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện dầm

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

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

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

STT

Tên dầm Loại dầm

Nhịp (L)

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

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

Tên và ký hiệu của các ô sàn được xem

2.3.1.1 Tĩnh tải hoàn thiện (TTS)

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

q h  kG m ;

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

Tải trọng sàn trong phòng và hành lang

STT Tên tải trọng

Chiều dày (m)

TL riêng (kG/m3)

TT tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

TT Tính toán (kG/m2)

TL riêng (kG/m3)

TT tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

TT Tính toán (kG/m2)

Tải trọng cầu thang bộ

STT Tên tải trọng

Chiều dày (m)

TL riêng (kG/m3)

TT tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

TT Tính toán (kG/m2)

TT tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

TT Tính toán (kG/m2)

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

Chiều cao tường được xác định :

,–

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, 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:

Tải trọng tường xây gạch đặc 220 mm cao :2,7m (đối với các dầm có h d=50cm )

C¸c líp

ChiÒu dµy

T.L riªng

T.T t/chuÈn HÖ sè

T.T t/to¸n

T.L riªng

T.T t/chuÈn HÖ sè

T.T t/to¸n

Tải trọng tường xây gạch rỗng 110mm cao :2,7m (đối với các dầm có h d=50cm )

C¸c líp

ChiÒu dµy

T.L riªng

T.T t/chuÈn HÖ sè

T.T t/to¸n

T.L riªng

T.T t/chuÈn HÖ sè

T.T t/to¸n

Hệ số vượt tải

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Mái bê tông không có người sử dụng 75 1,3 97,5

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

 hệ số tin cậy của tải trong gió  1, 2

Wo: Giá trị áp lực gió, phụ thuộc vùng gió tại địa điểm xây dựng công trình, tra bảng 4 của TCVN 2737:1995, chú ý Wo được giảm đối công trình thuộc vùng ít chịu ảnh hưởng của gió bão (I-A, II-A và III-A; xem mục 6.4.1 của tiêu chuẩn)

k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao (tra bảng 5 của TCVN 2737:1995); k phụ thuộc vào dạng địa hình và cao độ của vị trí tính toán

c: hệ số khí động

Bj và hj: lần lượt là bề rộng đón gió và chiều cao của tầng thứ j

Tải trọng gió theo phương x

S tầng h j

(m)

B j (m)

z j

W Tj (T)

z j

W Tj (T)

- GX: Gió đẩy theo phương X

-GXX Gió hút theo phương X

- GY: Gió đẩy theo phương Y

- GYY: Gió hút theo phương Y

2.5 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 2.4: Sơ đồ 3D của công trình

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN

Hình 3.1: Quy trình tính toán cấu kiện cột và dầm 3.1 Cơ sở lý thuyết tính cột bê tông c t 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

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

My

Mx N

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

0

0,30

e h

   tính toán gần như nén đúng tâm

0

0,30

e h

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

hợp 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  Tính toán theo  R h0

trường hợp nén lệch tâm lớn Lấy k = 0,4, tính Ast theo 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

  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 c t 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)

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: C t 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

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

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 và A s A b   Trong cấu b h0

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

Nên hạn chế tỉ số cốt thép  t

  0  t max (3-12)

Lấy 0  2 min Giá trị  được quy định tùy thuộc quan điểm sử dụng vật max

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   , có khoảng cách theo phương 12cạnh h là S 0 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: C t thép dọc cấu tạo và c t 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

Nếu tỉ lệ cốt thép dọc 1,5% cũng như khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà 3%

t

  thì k 10 và a 0 300 mm

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 b trí c t 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 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

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(30x40) ( phần tử C4 trong etab ) Ta tính toán cho tổ hợp 1 tại vị trí chân cột có :

N = 228,63 (T) ; Mx = 2,2 (T.m) ; My = 1,64 (T.m)

Kích thước cột: l = 3,2m ; tiết diện CyxCx = 300x400mm

Xác định ảnh hưởng của uốn dọc

+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: