Đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng vầ công nghiệp tòa nhà hải minh, đông hải, hải an, hải phòng

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS TRẦN DŨNG

SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHẠM VĂN LỊCH

CÁC BẢN VẼ KÈM THEO:

3.MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.MẶT ĐỨNG TRỤC 1-12 6.MẶT ĐỨNG TRỤC A - D 7.MẶT CẮT + CHI TIẾT

Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 10 - MSV: 1512105001

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

- Tên công trình: Tòa Nhà Hải Minh

- Địa điểm xây dựng: Km105 Đường bao Nguyễn Bỉnh Khiêm, Phường Đông Hải

2, Quận Hải An, Thành phố Hải Phòng

Công trình có 7 tầng hợp khối:

+ Chiều cao toàn bộ công trình: 28 (m)

Công trình được xây dựng trên khi đất đã san gạt bằng phẳng và có diện tích xây dựng khoảng 850 (m 2 ) nằm trên khu đất có tổng diện tích 8600 (m 2 )

- Chức năng phục vụ: Công trình được xây dựng phục vụ với chức năng đáp ứng nhu cầu làm việc cho cán bộ và toàn thể nhân viên

Tầng 1: Gồm các phòng làm việc, sảnh chính, phòng khách, phòng họp lớn Tầng 2: Gồm các phòng làm việc, phòng giám đốc

Tầng 3 đến tầng 7: Gồm các phòng làm việc khác.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1 Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình

- Công trình được bố trí trung tâm khu đất tạo sự bề thế cũng như thuận tiện cho giao thông, quy hoạch tương lai của khu đất

- Công trình có 1 sảnh chính tầng nhằm tạo sự bề thế thoáng đãng cho công trình đồng thời đầu nút giao thông chính của tòa nhà

- Vệ sinh chung được bố trí tại mỗi tầng, ở cuối hành lanh đảm bảo sự kín đáo cũng như vệ sinh chung của khu nhà

2 Giải pháp về mặt đứng và hình khối kiến trúc công trình

- Công trình có tổng chiều cao là 28 m, gồm 7 tầng chính và 1 tum mái, mỗi tầng cao 3,6 m

Công trình được thiết kế theo phong cách hiện đại với hình khối độc đáo, sử dụng hệ thống cửa đi và cửa sổ bằng gỗ kết hợp với vách kính, tạo nên vẻ sang trọng cho không gian làm việc Hai bên cửa được trang trí bằng các trụ hoa văn tinh tế, mang lại sự hài hòa và thu hút cho tổng thể kiến trúc.

Vẻ bề ngoài của công trình được quyết định bởi cấu trúc bên trong, bao gồm bố cục mặt bằng, giải pháp kết cấu, tính năng vật liệu và điều kiện quy hoạch kiến trúc.

- Nhìn từ hướng trục 1 – 12 công trình có tổng chiều cao 25,2 m các tầng có chiều cao 3,6 m có 1 cầu thang bộ ở giữa và 1 cầu thang bộ ở đầu nhà

Công trình được xây dựng với chiều cao tăng liên tục và ổn định, không có sự thay đổi đột ngột, giúp giảm thiểu biên độ dao động lớn tại các điểm tập trung.

3 Giải pháp giao thông và thoát hiểm của công trình

- Giải pháp giao thông dọc: Đó là các hành lang được bố trí từ tầng 2 đến tầng

7 Các hành lang này được nối với các nút giao thông theo phương đứng (cầu thang), phải đảm bảo thuận tiện và đảm bảo lưu thoát người khi có sự cố xảy ra Chiều rộng của hành lang là 3,6 m, cửa đi các phòng có cánh mở ra phía ngoài

- Giải pháp giao thông đứng: Công trình được bố trí 2 cầu thang bộ và 2 cầu thang máy, thuận tiện cho giao thông đi lại

Giải pháp thoát hiểm hiệu quả bao gồm việc thiết kế khối nhà với hành lang rộng rãi, hệ thống cửa đi thuận tiện và thang máy, thang bộ được đảm bảo, nhằm đảm bảo an toàn cho cư dân khi xảy ra sự cố.

4 Giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên cho công trình

Công trình được xây dựng tại vị trí lý tưởng với bốn mặt thông thoáng, không có vật cản, giúp tối ưu hóa giải pháp thông thoáng tự nhiên Điều này đảm bảo mọi người có môi trường làm việc thoải mái, hiệu quả, và nhanh chóng phục hồi sức khỏe sau những giờ làm việc căng thẳng.

Quy hoạch xung quanh công trình được thiết kế với nhiều bồn hoa và cây xanh, nhằm tạo ra không gian thân thiện với môi trường Những yếu tố này không chỉ giúp dẫn gió, che nắng mà còn có tác dụng chắn bụi và chống ồn, góp phần tạo nên cảnh quan đẹp mắt.

- Về thiết kế: Các phòng làm việc được đón gió trực tiếp, và đón gió qua các lỗ cửa, hành lang để dễ dẫn gió xuyên phòng

- Về nội bộ công trình: Các phòng làm việc được thông gió trực tiếp qua lỗ cửa hành lang, thông gió xuyên phòng

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế không gian sống, với mỗi phòng đều được trang bị cửa sổ mở cánh để tối ưu hóa ánh sáng từ bên ngoài Những cửa sổ này không chỉ giúp không gian trở nên sáng sủa hơn mà còn tạo cảm giác thoáng đãng và gần gũi với thiên nhiên.

Ngoài việc tận dụng diện tích cửa để tối ưu ánh sáng tự nhiên, chúng tôi còn lắp đặt hệ thống bóng đèn li ông để chiếu sáng không gian trong nhà vào buổi tối.

5 Giải pháp sơ bộ về hệ kết cấu công trình và vật liệu xây dựng công trình

- Giải pháp sơ bộ về hệ kết cấu công trình và cấu kiện chịu lực chính cho công trình:

Phần móng của công trình nhà cao tầng, với tải trọng lớn và điều kiện địa chất tốt, được thiết kế sử dụng giải pháp móng cọc ép.

Khung công trình được cấu thành từ bê tông cốt thép chịu lực toàn khối, có khả năng chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang Sàn bê tông cốt thép không chỉ chịu tải trọng bản thân mà còn phải đảm bảo khả năng chịu đựng các hoạt tải sử dụng trên đó.

Giải pháp bê tông cốt thép toàn khối mang lại nhiều ưu điểm lớn, đáp ứng tính đa dạng trong việc bố trí không gian và hình khối kiến trúc đô thị Nhờ vào những tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất bê tông tươi và công nghệ ván khuôn tấm lớn, thời gian thi công được rút ngắn, chất lượng kết cấu được đảm bảo, và chi phí xây dựng được giảm thiểu Bê tông toàn khối còn đạt độ tin cậy cao về cường độ và độ ổn định.

Hệ sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối được thiết kế để chịu tải trọng ngang, với chiều dày sàn được tính toán dựa trên tải trọng tác động Vật liệu sử dụng là bê tông cấp độ bền B20 và cốt thép thuộc nhóm AI.

Các dầm dọc trong công trình có nhiệm vụ duy trì độ cứng không gian cho hệ khung, chịu tải trọng từ sàn và tường bao che Chúng được liên kết với hệ khung phẳng tại các nút khung Tất cả dầm dọc đều được làm từ bê tông Cấp độ bền B20, trong khi thép dọc chịu lực sử dụng thép nhóm AII.

Hệ thống cầu thang bộ được thiết kế với kết cấu bê tông cốt thép, bao gồm hai thang máy và hai thang bộ, mỗi thang bộ có hai vế, đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng Vật liệu sử dụng là bê tông cấp độ bền B20 và cốt thép nhóm AII.

KẾT LUẬN

Công trình được thiết kế nhằm đáp ứng tối ưu nhu cầu làm việc của người sử dụng, kết hợp với cảnh quan hài hòa và đảm bảo tính mỹ thuật Bên cạnh đó, thiết kế còn chú trọng đến độ bền vững, tính kinh tế, cũng như bảo vệ môi trường và tạo điều kiện làm việc thuận lợi cho cán bộ, công nhân viên.

- Công trình được thiết kế dựa theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4601 – 1998.

PHỤ LỤC

KẾT CẤU

 Chọn giải pháp kết cấu tổng thể công trình

 Chọn sơ bộ kích thước cấu kiện

 Thiết kế một khung nhà (Khung trục 10)

 Thiết kế móng khung trục 10,

 Thiết kế cấu thang bộ tầng 4 – 5 trục CD – 56

CÁC BẢN VẼ KÈM THEO:

3.MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.MẶT ĐỨNG TRỤC 1-12 6.MẶT ĐỨNG TRỤC A - D 7.MẶT CẮT + CHI TIẾT

CƠ SỞ TÍNH TOÁN 1.1 Các tài liệu sử dụng trong tính toán

1 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 356:2005

2 TCVN 5574-1991 Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

3 TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

1.Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000.v14.2 – Ths.Hoàng Hiếu Nghĩa

2 Sàn sườn BTCT toàn khối – ThS.Nguyễn Duy Bân, ThS Mai Trọng Bình, ThS Nguyễn Trường Thắng

3 Kết cấu bêtông cốt thép ( phần cấu kiện cơ bản) – Pgs Ts Phan Quang Minh, Gs Ts Ngô Thế Phong, Gs Ts Nguyễn Đình Cống

4 Kết cấu bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs.Ts Ngô Thế Phong, Pgs Ts Lý Trần Cường, Ts Trịnh Thanh Đạm, Pgs Ts Nguyễn Lê Ninh

5 Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép – Ths Hoàng Hiếu Nghĩa

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH.TÍNH TOÁN NỘI LỰC

LỰA CHỌN CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH

Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép

Việc sử dụng kết cấu thép cho nhà cao tầng gặp khó khăn trong việc thi công các mối nối, đồng thời chi phí xây dựng thường cao và việc bảo trì các cấu kiện trong quá trình sử dụng cũng tốn kém.

Kết cấu bê tông cốt thép tạo ra trọng lượng lớn cho công trình, dẫn đến yêu cầu móng lớn hơn Tuy nhiên, nó khắc phục nhiều nhược điểm của kết cấu thép, như thi công đơn giản, chi phí vật liệu thấp và khả năng bền bỉ với môi trường và nhiệt độ Giải pháp này tận dụng hiệu quả tính chịu nén của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách bố trí cốt thép trong vùng kéo.

Dựa trên các phân tích, bê tông cốt thép được chọn làm vật liệu chính cho kết cấu công trình Để phù hợp với thiết kế nhà cao tầng, chúng ta sử dụng bê tông mác cao.

Các vật liệu xây dựng chính như gạch, cát, đá và xi măng thường được sản xuất tại địa phương nhằm giảm chi phí cho công trình Trước khi sử dụng, các vật liệu này cần được kiểm tra và xác định tính chất cơ lý để đảm bảo chất lượng.

- Gạch chỉ nung tuy nen: R b = 75 Kg/cm2

- Bê tông cấp độ bền B20 : R b = 11,5MPa = 11,5x10 3 KN/m 2

- Cốt thép: d < 10 nhóm CI: R s = 225MPa

LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

Trong thiết kế công trình, việc chọn giải pháp kết cấu là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành và chất lượng công trình Có nhiều giải pháp kết cấu khác nhau có thể đảm bảo hiệu quả làm việc của công trình, vì vậy cần căn cứ vào các điều kiện cụ thể của từng dự án để lựa chọn giải pháp phù hợp.

- Dựa vào đặc điểm công trình

- Tải trọng tác dụng vào công trình

- Yêu cầu của kiến trúc về hình dáng, công năng, tính thích dụng

Công trình là một khối nhà nhiều tầng với 7 tầng, có chiều cao lớn và tải trọng tác động phức tạp, do đó cần thiết phải thiết kế một hệ kết cấu chịu lực hợp lý và hiệu quả Việc phân loại các giải pháp kết cấu là rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và bền vững cho công trình.

1 Kết cấu chịu lực chính (các dạng kết cấu khung)

Hệ kết cấu thuần khung tạo ra không gian lớn và linh hoạt, phù hợp cho công trình công cộng Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, hệ kết cấu khung gặp khó khăn khi chiều cao công trình tăng, với khả năng chịu tải trọng ngang kém và biến dạng lớn Để giảm thiểu biến dạng, cần sử dụng mặt cắt tiết diện lớn cho dầm và cột, dẫn đến lãng phí không gian sử dụng và vật liệu, đồng thời yêu cầu sử dụng nhiều thép hơn.

Kết cấu thuần khung bê tông cốt thép (BTCT) thường được áp dụng cho các công trình có chiều cao tối đa 20 tầng khi ở khu vực có cấp phòng chống động đất ≤ 7, 15 tầng cho những nơi có chấn động cấp 8 và 10 tầng cho cấp 9.

1.2 Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được thiết kế theo các phương thức khác nhau như một chiều, hai chiều hoặc kết nối thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này nổi bật với khả năng chịu lực ngang tốt, vì vậy thường được ứng dụng cho các công trình cao trên 20 tầng.

Độ cứng theo phương ngang của các vách tường chỉ hiệu quả ở những độ cao nhất định; khi công trình cao, vách cần có kích thước lớn, điều này khó thực hiện Hệ thống vách cứng cũng cản trở việc tạo ra không gian rộng trong công trình.

Hệ kết cấu vách cứng rất hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng, đặc biệt là với cấp phòng chống động đất cấp 7 Tuy nhiên, độ cao tối đa của công trình sẽ giảm nếu áp dụng cấp phòng chống động đất cao hơn.

1.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung giằng bao gồm sự kết hợp giữa hệ thống khung và hệ thống vách cứng Thường thì, hệ thống vách cứng được hình thành ở các khu vực nhất định.

Trong thiết kế kiến trúc, cầu thang bộ và cầu thang máy là những yếu tố quan trọng Khu vệ sinh chung hoặc các tường biên thường có cấu trúc tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà, trong đó hai hệ thống khung và vách liên kết qua hệ kết cấu sàn Hệ sàn liên khối đóng vai trò quan trọng trong việc chịu lực Trong hệ thống kết cấu này, vách chủ yếu chịu tải trọng ngang, trong khi khung được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân chia chức năng này giúp tối ưu hóa các cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đồng thời đáp ứng yêu cầu kiến trúc.

Loại kết cấu này phù hợp cho các ngôi nhà có độ cao dưới 40 tầng với khả năng chống động đất cấp 7, 30 tầng cho khu vực có động đất cấp 8 và 20 tầng cho khu vực có động đất cấp 9.

Công trình "Nhà làm việc" có thiết kế cao 7 tầng, với chiều cao trung bình mỗi tầng là 3,6m và bước nhịp trung bình 7,0m, dẫn đến tải trọng lớn theo cả phương đứng và phương ngang Đặc điểm của công trình này là trụ sở làm việc, do đó cần đảm bảo các yêu cầu về kiến trúc, công năng và tính thích dụng.

Kích thước của công trình theo phương ngang là 17,6m, theo phương dọc là 57,2m, theo phương đứng là 28m.Từ những đặc điểm trên ta thấy sử dụng phương án

Khung BTCT chịu lực là hợp lý hơn cả

Khi công trình có chiều dài lớn hơn chiều rộng (H > 2B), việc chọn hệ khung phẳng để tính toán là hợp lý, vì phương pháp này không chỉ đơn giản hơn mà còn tăng cường độ an toàn cho công trình.

2 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

2.1 Phương án sàn sườn BTCT toàn khối:

Hệ kết cấu sàn bao gồm dầm chính, dầm phụ và bản sàn, mang lại nhiều ưu điểm Lý thuyết và kinh nghiệm tính toán đã được hoàn thiện, giúp thi công trở nên đơn giản và phổ biến tại Việt Nam Công nghệ thi công đa dạng tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn phương pháp phù hợp Chất lượng công trình được đảm bảo nhờ vào kinh nghiệm thiết kế và thi công tích lũy từ trước.

Nhược điểm của thiết kế này là chiều cao và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, cùng với hệ dầm phụ bố trí không đồng nhất, gây khó khăn cho các công trình không có hệ thống cột giữa Điều này dẫn đến chiều cao thông thủy mỗi tầng thấp hoặc yêu cầu nâng cao chiều cao tầng, ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc được bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng, không tiết kiệm thời gian và chi phí vật liệu, đồng thời cũng không tối ưu hóa không gian sử dụng.

2.2 Phương án sàn ô cờ BTCT:

Hệ kết cấu sàn bao gồm các dầm vuông góc, chia bản sàn thành các ô có nhịp nhỏ, với khoảng cách giữa các dầm không quá 2m Dầm chính có thể thiết kế dạng bẹt để tối ưu hóa không gian sử dụng trong phòng, đặc biệt phù hợp cho nhà có hệ thống cột vuông Ưu điểm của thiết kế này là giảm số lượng cột bên trong, giúp tiết kiệm không gian và tạo nên kiến trúc đẹp, lý tưởng cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao.

Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 19 - MSV: 1512105001 không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho bố trí mặt bằng

TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 10

Khung là kết cấu hệ thanh, bao gồm các thanh ngang gọi là dầm, các thanh đứng gọi là cột

Khung BTCT là kết cấu phổ biến, đóng vai trò chính trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp Có thể thi công khung BTCT theo hai phương pháp: toàn khối hoặc lắp ghép Kết cấu khung BTCT toàn khối được ưa chuộng nhờ vào sự đa dạng, linh động trong thiết kế kiến trúc và độ cứng cao của công trình.

- Công trình: “Nhà làm việc” với kết cấu chịu lực chính là hệ khung bê tông cốt thép toàn khối

Dựa vào bước cột và nhịp của dầm khung ngang, có thể nhận thấy rằng phương dọc của nhà có nhiều cột hơn so với phương ngang, dẫn đến sự ổn định cao hơn Do đó, phương ngang được coi là phương nguy hiểm hơn trong quá trình tính toán.

Sơ đồ tính khung là khung phẳng nằm ngang trong nhà, được xác định dựa trên bản vẽ thiết kế kiến trúc, giúp xác định hình dáng của khung như nhịp và chiều cao tầng.

Sinh viên Phạm Văn Lịch, 20 tuổi, mã số sinh viên 1512105001, đã thực hiện tính toán sơ bộ cho tiết diện cột và dầm Các cấu kiện được liên kết cứng tại nút, trong khi liên kết giữa móng và chân cột được thiết kế theo kiểu ngàm.

Dựa vào tải trọng tác dụng lên sàn, bao gồm tĩnh tải và hoạt tải, chúng ta tiến hành tính toán nội lực để xác định số lượng cốt thép cần thiết cho từng loại cấu kiện Đồng thời, cần bố trí cốt thép một cách hợp lý và tính toán chất tải lên khung Khung trục 4 được thiết kế với 3 nhịp và 7 tầng, với sơ đồ khung bố trí qua các trục A, B, C, D.

Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm:

LẬP CÁC MẶT BẰNG KẾT CẤU, ĐẶT TÊN CHO CÁC CẤU KIỆN, LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN

1.Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

1.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Công thức chọn sơ bộ : d d d l h  m 1 

Trong đó: m d = (812) với dầm chính m d = (1220) với dầm phụ

Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu b = (0.3 0.5)600  0~300 mm, chọn b = 300 mm

Vậy kích thước dầm chính theo nhịp lớn 7 m là : bxh =300x600 mm (D1) Nhịp dầm l= 3600 mm h = ( 1 ~ 1

Vì là dầm khung để đảm bảo điều kiện ổn định của kết cấu chọn b = 300 mm Kích thước dầm theo nhịp 3600 mm là : bxh =300x400 mm (D2)

12 ~ 20).5200 = 260 ~ 430 mm; chọn h = 400 mm Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu: b = (0.3-0.5)350 = 105-175 mm, chọn b = 220 mm

Kích thước dầm phụ bxh = 220x400 mm (D3, D4, D5) Dầm khu vệ sinh chọn theo nhịp 450 mm hvs = 300 mm; bd = 220 mm (D7)

1.2 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Xác định kích thước sàn

Xét ô bản có kích thước l 1  l 2 = 5200  7000 (mm)

2 1 l = =1,44 l  2  Ô bản làm việc theo hai phương( loại bản kê bốn cạnh)

Sơ bộ ta xác định chiều dày bản sàn theo công thức: b h = l D m Trong đó:

D = (0,81,4), là hệ số phụ thuộc tải trọng Lấy D = 1 l: là cạnh ngắn trong ô sàn, l = 3600 (mm) m  35 45  với bản kê bốn cạnh m3035 với bản kê hai cạnh (bản loại dầm)

Bản kê bốn cạnh ta chọn m = 42

Thay số vào ta có : h b = l  D m = 3600  1

Vậy chọn chiều dày bản h b = 10 cm > h min =6 cm thoả mãn các điều kiện cấu tạo cho tất cả các ô bản

1.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột:

Tiết diện của cột được chọn theo nguyên lý cấu tạo kết cấu bêtông cốt thép, cấu kiện chịu nén

- Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định theo công thức:

+ k= 1,21,5: Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen Chọn k =1,2

+ Fb: Diện tích tiết diện ngang của cột

+ R b : Cường độ chịu nộn tớnh toỏn của bờtụng Ta chọn bêtông B20

Cã Rb.5 Mpa 5 kG/cm 2

+ N: Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

N: Có thể xác định sơ bộ theo công thức: N= S.q.n

Trong đó: - S: Diện tích truyền tải về cột

- q: Tĩnh tải + hoạt tải tác dụng lấy theo kinh nghiệm thiết kế

Sàn dày (10-14cm) lấy q=(1-1,4)T/m 2 Chọn q=1T/m 2 = 10  2 MPa

- n: Số sàn phía trên tiết diện đang xét a Cột giữa trục B,C (C 1 )

Diện tích tiết diện ngang của cột:

 Chọn cột có tiết diện: 300600 mm

+ Kiểm tra kích thước cột đã chọn:

Chiều cao của tầng có tiết diện cột (300600) là: H = 3,6(m)

Kết cấu khung nhà nhiều tầng, nhiều nhịp  Chiều dài tính toán của cột được xác định theo công thức: l 0 = 0,7 H = 0,73,6 = 2,52(m) Độ mảnh : 252

30 lo b  =8,4 100 mm

Với cốt cấu tạo: t 0 = 10 mm khi h  250 mm t 0 mm khi h > 250 mm

2 Vật liệu và tải trọng

- Cốt thép: d < 10 nhóm CI: R s = 225MPa

Căn cứ vào kiến trúc, mặt bằng sàn, mục đích sử dụng ta chia các loại ô sàn trên mặt bằng thành các ô sàn như sau:

MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG ĐIỂN HÌNH

CƠ SỞ TÍNH TOÁN

Khi lựa chọn sơ đồ tính toán cho các loại ô sàn, cần chú ý đến yêu cầu chống nứt và chống thấm cho sàn nhà vệ sinh, vì vậy nên áp dụng sơ đồ đàn hồi Đối với các loại sàn khác như sàn phòng ngủ, phòng khách và hành lang, nên sử dụng sơ đồ khớp dẻo để tối ưu hóa khả năng làm việc của vật liệu và đảm bảo tính kinh tế.

Gọi l t1 , l t2 là chiều dài và chiều rộng tính toán của ô bản

Xét tỉ số hai cạnh ô bản :

 Nếu : l t2 /l t1 > 2 thì bản làm việc theo một phương.Cắt theo phương cạnh ngắn của ô bản một dải rộng 1m để tính toán

 Nếu : l t2 /l t1 < 2 thì bản làm việc theo hai phương.Cắt theo phương cạnh ngắn của ô bản một dải rộng 1m để tính toán

Xét từng ô bản có 6 mô men :

M 1 , M A1 , M B1 : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh ngắn

M 2 , M A2 , M B2 : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh dài

Nếu là sơ đồ khớp dẻo thì M 1 , M A1 , M B1 , M 2 , M A2 , M B2 được xác định theo phương trình :

Các hệ số được tra bảng 2.2 - cuốn “sàn sườn BTCT toàn khối” của Gs.Nguyễn Đình Cống

- Chọn lớp bảo vệ cốt thép a ==> h 0 = h – a

- Nếu là sơ đồ đàn hồi thì M 1 , M A1 , M B1 , M 2 , M A2 , M B2 được xác định theo công thức :

- Với q là tải trọng phân bố đều trên sàn

-  1 , 2 , 1 , 2 : hệ số tra bảng phụ lục 16

- Chọn lớp bảo vệ cốt thép = a ==> h 0 = h – a

TÍNH TOÁN SÀN

1.Tính toán ô sàn sảnh ( Ô2 ) a.Xác định nội lực

- Xét tỉ số hai cạnh ô bản : 2

- Xem bản chịu uốn theo 2 phương, tính toán theo sơ đồ bản kê bốn cạnh ngàm (theo sơ đồ khớp dẻo)

- Nhịp tính toán của ô bản l t1 =L 1 – b d = 3,6 – 0,22/2 – 0,22/2 = 3,38 m l t2 =L 2 – b d = 5,2 – 0,22/2 – 0,22/2 = 4,98 m

Theo mỗi phương của ô bản cắt ra một rải rộng b = 1 m.Sơ đồ tính như hình vẽ b Tải trọng tính toán:

- Hoạt tải tính toán: p tt = 360 kG/m 2

Tổng tải trọng toàn phần là: q b = 397 + 360 = 697 kG/m 2

 lt   ta tra các hệ số ,A i ,B i Ta bố trí cốt thép đều nhau theo mỗi phương

Bảng 2.2 - Cuốn “sàn sườn BTCT toàn khối” của Gs.Nguyễn Đình Cống

- Tra bảng được các giá trị:  =0,56; A 1 = B 1 = 1 ; A 2 = B 2 =0,8

- Thay vào công thức tính M 1 ta có :

M A2 = M B2 = 147,6.0,8 = 118 (kGm) c.Tính toán cốt thép

- Tính theo phương cạnh ngắn:

+ Cốt thép chịu mô men dương : M 1 = 263,6 kGm

- Chọn lớp bảo vệ a = 2 (cm) ==>h 0 = h – a = 10 - 2 = 8 (cm)

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0

Khoảng cách giữa các cốt thép là : 100 0, 283.100 19( )

+ Cốt thép chịu mô men âm : M A1 = 220 kGm

- Tính theo phương cạnh dài:

Theo phương cạnh dài ta có :

Vậy thép theo phương cạnh dài đặt theo cấu tạo 6a200 có As = 1,41 cm 2

2.Tính toán ô sàn phòng làm việc ( Ô1 ) a.Xác định nội lực

- Xem bản chịu uốn theo 2 phương, tính toán theo sơ đồ bản kê bốn cạnh ngàm (theo sơ đồ khớp dẻo)

- Nhịp tính toán của ô bản l t1 =L 1 – b d = 3,6 – 0,22/2 – 0,22/2 = 3,38 m l t2 =L 2 – b d = 5,2 – 0,22/2 – 0,22/2 = 4,98 m

Theo mỗi phương của ô bản cắt ra một rải rộng b = 1 m.Sơ đồ tính như hình vẽ b Tải trọng tính toán:

Tổng tải trọng toàn phần là: q b = 397 + 240 = 637 kG/m 2

 lt   ta tra các hệ số ,A i ,B i Ta bố trí cốt thép đều nhau theo mỗi phương

Bảng 2.2 - Cuốn “sàn sườn BTCT toàn khối” của Gs.Nguyễn Đình Cống

- Tra bảng được các giá trị:  =0,55; A 1 = B 1 = 1 ; A 2 = B 2 =0,8

- Thay vào công thức tính M 1 ta có :

M A2 = M B2 = 127,3.0,8 = 101,8 (kGm) c.Tính toán cốt thép

- Tính theo phương cạnh ngắn:

+ Cốt thép chịu mô men dương : M 1 = 231,5 kGm

- Chọn lớp bảo vệ a = 2 (cm) ==>h 0 = h – a = 10 - 2 = 8 (cm)

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0

Khoảng cách giữa các cốt thép là : 100 0, 283.100 22( )

+ Cốt thép chịu mô men âm : M A1 = 231,5 kGm

- Tính theo phương cạnh dài:

Theo phương cạnh dài ta có :

Vậy thép theo phương cạnh dài đặt theo cấu tạo 6a200 có As = 1,41 cm 2

3.Tính toán ô bản sàn vệ sinh ( Ô4) a.Xác định nội lực

- Ô sàn làm việc 1 phương(bản loại dầm) Ta cắt 1 dải bản có bề rộng b= 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán l t1 =L 1 – b d = 2,6 – 0,22/2-0,22/2 = 2,38 m l t2 =L 2 – b d = 5,3 – 0,22/2-0,22/2 = 5,08 m b.Sơ đồ tính:

Sơ đồ tính toán dầm đơn giản với hai đầu liên kết và liên kết ngàm chịu tải trọng phân bố đều trên toàn bộ dầm c Tải trọng tính toán được xác định để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế kết cấu.

Tổng tải trọng toàn phần là: q b = 443 + 240 = 683 kG/m 2 = 6,83 KN/m 2

+ Xác định nội lực d.Nội lực tính toán:

Mô men dương lớn nhất tại giữa dầm:

Mô men âm lớn nhất tại 2 đầu dầm dầm:

12 12 3, 2 q l   (kNm) e.Tính toán cốt thép cho ô bản:

- Tính toán cốt thép chịu mô men dương:

- Diện tích cốt thép chịu mômen dương là:

Khoảng cách giữa các cốt thép là : 100 0, 283.100 31, 7( )

- Tính toán cốt thép chịu mô men âm:

- Diện tích cốt thép chịu mômen dương là:

Khoảng cách giữa các cốt thép là : 100 0, 283.100 31, 7( )

Các ô sàn còn lại được bố trí thép giống như các ô sàn đã tính toán

Sử dụng thép 6 đặt thành hai lớp.

TÍNH TOÁN DẦM KHUNG K10

CƠ SỞ TÍNH TOÁN

Cường độ tính toán của vật liệu:

- Cốt thép: d < 10 nhóm CI: Rs = 225MPa

Nội lực tính toán thép được xác định bằng mômen cực đại tại giữa nhịp và trên từng gối tựa Đối với dầm đổ toàn khối, phần bản cần được xem như một phần tham gia chịu lực cùng với dầm, tương tự như cánh của tiết diện chữ T Tùy thuộc vào mômen dương hay âm, có thể quyết định việc có tính cánh vào trong tính toán hay không Việc tính toán cánh vào tiết diện bê tông chịu nén sẽ giúp tiết kiệm thép cho dầm chịu mômen dương.

Với tiết diện chịu mômen âm

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi

  Nếu  m   R thì từ  m tính ra.  0,5 1   1 2   m 

Diện tích cốt thép được tính theo công thức: s s 0

  Chọn thép và kiểm tra hàm lượng cốt thép: s min 0

Nếu  <  min thì giảm kích thước tiết diện rồi tính lại b

Nếu  > max thì tăng kích thước tiết diện rồi tính lại

Nếu  m   R thì trong trường hợp không thể tăng kích thước tiết diện thì phải tính toán đặt cốt thép vào vùng nén để giảm  ( tính cốt kép )

Với tiết diện chịu mômen dương

Sàn nằm trong vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn, tính toán theo tiết diện chữ

T chiều rộng cánh đưa vào tính toán là b f : b f = b + 2S f

Trong đó S f không vượt quá trị số bé nhất trong ba trị số sau:

+ Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm

+ 1/6 nhịp tính toán của dầm

+ 6h f khi h f > 0,1h trong đó h f là chiều cao của cánh lấy bằng chiều dày sàn

+ Bỏ qua S f trong tính toán khi h f < 0,05h

Xác định vị trí trục trung hoà bằng cách tính Mf: f b f f 0 f

- Trường hợp 1: Nếu M  M f trục trung hoà đi qua cánh, lúc này tính toán như tiết diện chữ nhật b f x h

- Trường hợp 2: Nếu M > M f trục trung hoà đi qua sườn, lúc này tính toán như tiết diện chữ nhật b x h

+ Từ  tính ra   0,5.(1  1 2   m ), xác định AS theo công thức:

Trước hết kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt, đảm bảo bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

Kiểm tra điều kiện khả năng chịu cắt của bêtông:

Q  k1.R bt b.h 0 + Trong đó k1 = 0,6 đối với dầm

Nếu các điều kiện được thỏa mãn, chỉ cần lắp đặt cốt đai và cốt xiên theo thiết kế Ngược lại, cần tiến hành tính toán để xác định cốt đai chịu lực cắt.

Phương pháp tính toán thực hành theo sách "Tính toán thực hành cấu kiện BTCT" của GS.TS Nguyễn Đình Cống cho phép thực hiện các phép tính hiệu quả Điều kiện cần thiết để tiến hành tính toán là Q max phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,7 lần Q bt.

Hoặc có thể tính toán cốt đai khi không đặt cốt xiên:

+ Lực cốt đai phải chịu:

    + Chọn đường kính cốt đai có diện tích tiết diện là a sw , số nhánh của cốt đai: n

Khoảng cách tính toán của cốt đai: tt sw sw s

Khoảng cách cực đại của cốt đai:

Khoảng cách cấu tạo của cốt đai:

+ Đầu dầm : S ct  ( h/2 ; 15cm ) khi h  45 cm

+ Giữa dầm ( S ct  3h/4 ; 50 cm ) khi h > 30 cm

Khoảng cách giữa các cốt đai chọn: S d  ( S tt , S max , S ct )

THIẾT KẾ THÉP CHO CẤU KIỆN ĐIỂN HÌNH

1.Tính toán dầm nhịp AB - khung trục 10 tầng 1(phần tử 29)

+ Tiết diện dầm: h = 60 cm, b 0 cm

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện chính Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta cần lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại ba vị trí: giữa nhịp và hai đầu dầm để tiến hành tính toán thép.

Nội lực dầm AB (phần tử 29) tầng 1

Tiết diện Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

Thiết kế cốt dọc: a.Tính với mômen âm: M = 29,27 T.m = 292,7 kNm

Cánh nằm trong vùng chịu kéo với tiết diện chữ nhật b = 30 cm Cần đặt cốt thép dầm chính xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản ở trên gối.

Ta có:  m = 0,27 <  R = 0,429  Đặt cốt đơn

Kiểm tra hàm lượng cốt thộp:

Chọn 3ỉ25 + 2 ỉ28 cú A s = 27,05 cm 2 b.Tính với mômen dương: M = 8,71T.m = 87,1 kNm

Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén

Tính theo tiết diện chữ T với : h f = h s = 10 (cm)

Bề rộng cánh là: b f = b dc + 2 × S f

S f là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị:

1khoảng cách thông thủy giữa các sườn dọc:

6nhịp tính toán của dầm: 1 700

Vị trí trục trung hoà được xác định bằng cách tính Mf:

Mô men dương lớn nhất: M = 87,1 kNm < M f  trục trung hoà đi qua cánh tính toán như tiết diện chữ nhật bxh. m 2 3 2 R b f 0

Do vậy có thể tính As theo công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Chọn cốt thép dọc của dầm AB (phần tử 29) tầng 1

Tiết diện A s (cm 2 ) Cốt thép Diện tích (cm 2 ) h 0 (cm)

2 Tính toán dầm nhịp BC-khung trục 10 tầng 1(phần tử 36)

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện, bao gồm giữa nhịp và hai đầu Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, cần lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại các tiết diện này để tiến hành tính toán thép.

Nội lực dầm BC (phần tử 36) tầng 1

Thiết kế cốt dọc: a.Tính với mômen âm:

Cánh nằm trong vùng chịu kéo với tiết diện chữ nhật b = 30 cm Cốt thép của dầm chính cần được đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản trên gối.

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Chọn 2ỉ25 + 2ỉ22 cú A s = 17,42 cm 2 b Tính với mômen dương:

Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén Tính theo tiết diện chữ T với : h f = h s = 10 (cm)

Mf Rb  bf hf h - 0,50  hf ,5x10 3 ×1,74×0,1×(0,36 – 0,5×0,1)b0,3(kNm)

Mô men dương lớn nhất: M = 5,5 kNm < Mf  trục trung hoà đi qua cánh m 2 3 2 R b f 0

- Kiểm tra hàm lương cốt thép:

Chọn cốt thép dọc của dầm BC (phần tử 36) tầng 1

3.Tính toán dầm nhịp AB - khung trục 10 tầng mái (phần tử 35)

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện chính Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, cần lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại ba vị trí: giữa nhịp và hai đầu dầm để tiến hành tính toán thép cần thiết.

Nội lực dầm AB (phần tử 35) tầng mái

Thiết kế cốt dọc: a.Tính với mômen âm: M = 8,53 T.m = 85,3 kNm

Cánh nằm trong vùng chịu kéo với tiết diện chữ nhật b = 30 cm Trên gối, cốt thép của dầm chính cần được đặt xuống phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản.

Kiểm tra hàm lượng cốt thộp:

Chọn 1ỉ18 + 2 ỉ20 cú A s = 8,83 cm 2 b.Tính với mômen dương: M = 7,07 T.m = 70,7 kNm

Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén

Tính theo tiết diện chữ T với : hf= hs= 10 (cm)

Vị trí trục trung hoà được xác định bằng cách tính Mf:

Mô men dương lớn nhất: M = 70,7 kNm < Mf  trục trung hoà đi qua cánh tính toán như tiết diện chữ nhật bxh m 2 3 2 R b f 0

Do vậy có thể tính As theo công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Chọn cốt thép dọc của dầm AB (phần tử 35) tầng mái

4 Tính toán dầm nhịp BC-khung trục 4 tầng mái (phần tử 42)

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện chính, bao gồm giữa nhịp và hai đầu Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta cần lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại các tiết diện này để tiến hành tính toán thép.

Nội lực dầm BC (phần tử 42) tầng mái

Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 79 - MSV: 1512105001 a.Tính với mômen âm:

Cánh nằm trong vùng chịu kéo với tiết diện chữ nhật b = 30 cm Cần đặt cốt thép dầm chính ở phía dưới hàng trên cùng của cốt thép bản tại gối.

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Chọn 2 ỉ20 cú A s = 6,28 cm 2 b Tính với mômen dương:

Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén Tính theo tiết diện chữ T với : h f = h s = 10 (cm)

Bề rộng cánh là: bf = b dc + 2 × S f

Mf Rb  bf hf h - 0,50  hf ,5x10 3 ×1,4×0,1×(0,36 – 0,5×0,1)I9,1(kNm)

Mô men dương lớn nhất: M = 14 kNm < M f  trục trung hoà đi qua cánh m 2 3 2 R b f 0

- Kiểm tra hàm lương cốt thép:

Chọn cốt thép dọc của dầm BC (phần tử 42) tầng mái

5.Tính toán cốt thép ngang:

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

- Bêtông có cấp độ bền B20 có :

- Thép đai nhóm AI có:

- Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với: g = 2304 (KG/m) = 23,04 (daN/cm)

( Có kể đến trọng lượng bản thân dầm và tường trên dầm) p = 500 (KG/m) = 5(daN/cm)

- Chọn lớp bêtông bảo vệ a = 4(cm) h 0 = 60 – 4 = 56 ( cm) a Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

Do chưa có bố trí cốt đai nên ta giả thiết φ φ = 1 w1 b1

Dầm có đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Bêtông nặng sử dụng cốt liệu nhỏ có cấp độ bền tối đa B25, do đó cần phải đặt cốt đai để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu cấu tạo Việc kiểm tra sự cần thiết của việc đặt cốt đai là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên φ = 0.n

 Cần phải đặt cốt đai chịu cắt

Do dầm có phần cánh nằm trong vùng kéo  f  0

- Xác định q sw theo công thức : b b sw M

Ta lấy giá trị q sw = 81 ( daN/cm) để tính cốt đai

Sử dụng đai 8(a sw = 0,503cm 2 ),số nhánh n = 2

- Xác định khoảng cách cốt đai:

-Khoảng cách thiết kế của cốt đai: s = min(s ;s ;stt ct max) = min (21,73;20;86,81) = 20cm

Ta bố trí thép đai 8s200, 2 nhánh cho dầm AB

Kiểm tra lại điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai:

 Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Chọn cốt đai 2 nhánh 8a200 ở toàn bộ tiết diện dầm c.Tính toán cốt treo

Tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính, cần thiết phải bố trí cốt treo để gia cố cho dầm chính Lực tác dụng từ dầm phụ sẽ được truyền vào dầm chính, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho kết cấu.

Trong đó : P : hoạt tải tập trung do dầm phụ truyền vào

P g : tĩnh tải tập trung truyền từ dầm phụ vào

Cốt treo đặt dưới dạng cốt đai , diện tích tính toán là:

Dùng đai 8 có A sw =0,503 (cm 2 ) ,số nhánh n s = 2, số lượng cốt treo cần thiết là :

Bố trí mỗi bên mép dầm phụ là 3 đai trong đoạn h s = 600-400 = 200 (mm) Khoảng cách giữa các cốt đai là 60 mm

Bố trớ cốt đai 6ỉ8 2 nhỏnh cú A sv chọn =2.6.0, 503 = 6,036 cm 2

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CỘT

TÍNH TOÁN CẦU THANG

TÍNH MÓNG KHUNG TRỤC 10

THI CÔNG

THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM

THI CÔNG PHẦN THÂN

TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Tiêu đề	Tòa Nhà Hải Minh, Đông Hải, Hải An, Hải Phòng
Tác giả	Phạm Văn Lịch
Người hướng dẫn	ThS. Trần Dũng Trần Trọng Bính
Trường học	Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	259
Dung lượng	8,47 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1.Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000.v14.2 – Ths.Hoàng Hiếu Nghĩa. Ks Trịnh Duy Thành	Khác
2. Sàn sườn BTCT toàn khối – ThS.Nguyễn Duy Bân, ThS. Mai Trọng Bình, ThS. Nguyễn Trường Thắng	Khác
3. Kết cấu bêtông cốt thép ( phần cấu kiện cơ bản) – Pgs. Ts. Phan Quang Minh, Gs. Ts. Ngô Thế Phong, Gs. Ts. Nguyễn Đình Cống	Khác
4. Kết cấu bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs.Ts. Ngô Thế Phong, Pgs. Ts. Lý Trần Cường, Ts Trịnh Thanh Đạm, Pgs. Ts. Nguyễn Lê Ninh	Khác
5. Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép – Ths. Hoàng Hiếu Nghĩa	Khác