Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế: Chung cư LICOGI – Thành Phố Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hoá đất nước, Xây Dựng là một ngành kinh tế kỹ thuật quan trọng góp phần tạo cơ sở vật chất kỹ thuật cho các ngành kinh tế khác phát triển. Sự phát triển phồn vinh của ngành là động lực thúc đẩy nhanh tốc độ phát triển của đất nước nhưng đồng thời nó cũng tạo ra những thách thức mới cho mỗi chúng ta. Đó chính là sự nắm bắt nhanh nhạy những kiến thức và công nghệ mới của thế giới để tránh phải tụt hậu lại đằng sau. Vì thế, nhiệm vụ Công nghiệp hóa Hiện Đại hóa đất nước có tiến tới những nấc cuối cùng của sự thành công hay không đều tùy thuộc vào mức độ tiếp nhận và bản lĩnh phát huy những kiến thức mới đó như thế nào ở mỗi người chúng ta – những kĩ sư xây dựng tương lai. Có thể nói trường đại học chính là nơi hình thành và rèn luyện cho mỗi chúng ta khả năng tự lập trong việc giải quyết những vấn đề đó. Và chính vì thế mà đồ án tốt nghiệp chính là một bài kiểm tra cuối cùng về mức độ tư duy và khả năng tổng hợp những kiến thức đơn lẻ được học trong suốt năm học ở trường đại học để giải quyết vấn đề hoàn chỉnh mà mỗi chúng ta sẽ gặp trong thực tế sau khi tốt nghiệp trên cơ sở được sự hướng dẫn tận tình của các giáo viên. Đây cũng chính là điều cần thiết cho mỗi chúng ta nhằm tổng hợp lại các kiến thức và bắt đầu làm quen với công việc thiết kế một công trình hoàn chỉnh, để có hòa nhập tốt vào công việc sau này. Đề tài thiết kế: “Chung cư LICOGI – Thành Phố Hà Nội”. Với sự hướng dẫn của các thầy cô giáo sau : Phần Kiến trúc : 30 % là KTS. Tô Văn Hùng. Phần Kết cấu : 50 % là KS. Nguyễn Thạc Vũ. Phần Thi công : 20 % là KS. Phan Quang Vinh. Khối lượng công việc thực hiện trong đồ án khá nhiều, song thời gian hoàn thành công việc lại có hạn. Vì thế, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn nên em chỉ trình bày những nội dung cơ bản được giao. Trong quá trình thiết kế, tính toán, tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức còn hạn chế, và chưa có nhiều kinh nghiệm nên chắc chắn em không tránh khỏi sai xót. Em kính mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy, cô để em có thể hoàn thiện hơn đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa, trong khoa Xây dựng DDCN, đặc biệt là các thầy đã trực tiếp hướng dẫn em trong đề tài tốt nghiệp này. Đà Nẵng, ngày 1 tháng 6 năm 2009. Sinh Viên Võ Thị Mộng TuyềnĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LICOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 2ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 258 MỤC LỤC Lời mở đầu .........................................................................................................1 Phần I: Kiến trúc.................................................................................................2 I.Sự cần thiết phải đầu tư ...............................................................3 II.Vị trí, địa điểm và điều kiện khí hậu tự nhiên .............................3 II.1.Vị trí và địa điểm xây dựng công trình ...............................3 II.2.Điều kiện tự nhiên ...............................................................3 III.Nội dung và quy mô đầu tư.......................................................4 III.1.Các hạng mục đầu tư...........................................................4 III.2.Quy mô đầu tư ....................................................................5 IV.Giải pháp thiết kế......................................................................5 IV.1.Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng ........................................5 IV.2.Giải pháp thiết kế mặt bằng ................................................6 IV.3.Giải pháp thiết kế mặt đứng................................................6 IV.4.Giải pháp kết cấu................................................................7 IV.5.Các giải pháp kỹ thật khác ..................................................7 V.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thật...........................................8 V.1.Hệ số sử dụng mặt bằng công trình ......................................9 V.2.Hệ số sử dụng của công trình ...............................................9 VI.Kết luậnkiến nghị....................................................................9 Phần II: Kết cấu ..................................................................................................10 Chương mở đầu: Giới thiệu kết cấu công trình và nhiệm vụ tính toán .......11 I.Giới thiệu kết cấu công trình .......................................................11 II.Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình........................................11 Chương I: Tính toán sàn tầng điển hình (Tầng 4)......................................12 I.Tổng quan về phương án sàn ứng lực trước .................................13 I.1.Phương án sàn phẳng.............................................................13 I.2.Phương án sàn bê tông cốt thép ứng lực trước .......................13 II.Phương pháp tính toán ...............................................................13 III.Sơ bộ chọn kích thước các cấu kiện và vật liệu sử dụng ............14 III.1.Vật liệu sử dụng..................................................................14 III.2.Tiết diện các cấu kiện .........................................................15 IV.Xác định tải trọng tác dụng lên sàn ...........................................16 IV.1.Tĩnh tải sàn.........................................................................16 IV.2.Hoạt tải sàn.........................................................................18 V.Kiểm tra sơ bộ chọc thủng của cột đối với sàn ..........................20 VI.Trình tự tính toán......................................................................21 VI.1.Xác định tải trọng cân bằng và lực ƯLT yêu cầu ................21 VI.2.Xác định hình dạng cáp ......................................................23 VI.3.Tính ứng suất hiệu quả fse ...................................................24 VI.3.1.Tính hao ứng suất theo phương trục 16......................24 VI.3.2.Tính hao ứng suất theo phương trục AE.....................25 VI.3.3.Tính ứng suất hiệu quả fse ...........................................25 VI.3.4.Tính lực ứng lực trước của 1 cáp.................................26 VI.4.Tính số lượng cáp cần thiết trên 1 dải .................................26ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 259 VI.5.Bố trí cáp trên sàn...............................................................27 VI.6.Kiểm tra ứng suất trong bê tông..........................................28 VI.6.1.Lúc buông cáp ............................................................28 VI.6.2.Trong giai đoạn sử dụng .............................................31 VI.7.Kiểm tra khả năng chịu lực .................................................33 VI.7.1.Kiểm tra khả năng chịu uốn ........................................33 VI.7.2.Kiểm tra khả năng chịu cắt..........................................38 VI.7.3.Kiểm tra độ võng ........................................................43 VI.8. Đường rải cáp ƯLT thực tế................................................43 VI.8.1. Theo phương trục 16.................................................43 VI.8.2. Theo phương trục AE ...............................................43 VII. Tính ô sàn cầu thang ..............................................................44 VII.1. Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn...........................................44 VII.2. Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn ............................44 VII.3. Xác định nội lực...............................................................44 VII.4. Tính toán cốt thép.............................................................45 VII.5. Bố trí cốt thép...................................................................47 Chương II: Tính toán cốt thép cầu thang bộ 3 vế ......................................49 I.Cấu tạo chung..............................................................................49 I.1.Cấu tạo cầu thang..................................................................49 I.2.Mặt bằng cầu thang tầng hầm ................................................49 II.Tính toán bản thang và bản chiếu nghỉ .......................................50 II.1.Xác định tải trọng ................................................................50 II.1.1.Tĩnh tải ........................................................................50 II.1.2.Hoạt tải ........................................................................51 II.2.Xác định nội lực ..................................................................51 II.2.1.Bản thang 1 và 2 ..........................................................51 II.2.2.Bản thang 3..................................................................54 III.Tính toán cốn thang..................................................................55 III.1.Xác định tải trọng...............................................................55 III.2.Xác định nội lực .................................................................56 III.3.Tính toán cốt thép dọc ........................................................56 III.4.Tính toán cốt thép đai.........................................................57 IV.Tính dầm chiếu nghỉ ................................................................57 IV.1.Xác định tải trọng...............................................................57 IV.2.Xác định nội lực.................................................................58 IV.3.Tính toán cốt thép dọc........................................................59 IV.3.1.Trong vùng moment âm .............................................59 IV.3.2.Trong vùng moment dương ........................................59 IV.4.Tính toán cốt thép đai.........................................................59 V.Tính toán dầm chiếu tới.............................................................62 V.1.Xác định tải trọng................................................................62 V.2.Xác định nội lực ..................................................................62 V.3.Tính toán cốt thép dọc .........................................................63 V.3.1.Trong vùng moment âm ...............................................63 V.3.2.Trong vùng moment dương..........................................63ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 260 V.4.Tính toán cốt thép đai..........................................................64 Chương III: Thiết kế khung trục B ............................................................65 I.Các hệ kết cấu chịu lực trong nhà cao tầng .................................65 I.1.Hệ kết cấu khung..................................................................65 I.2.Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng .........................................65 I.3.Hệ kết cấu khunggiằng........................................................65 I.4.Hệ thống kết cấu đặc biệt......................................................66 I.5.Hệ kết cấu hình ống..............................................................66 I.6.Hệ kết cấu hình hộp..............................................................66 II.Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán kết cấu................66 II.1.Hệ kết cấu chịu lực..............................................................66 II.2.Phương pháp tính toán hệ kết cấu........................................66 II.2.1.Xác định tải trọng.........................................................66 II.2.2.Xác định nội lực và chuyển vị ......................................67 II.2.3.Tổ hợp và tính cốt thép.................................................67 III.Xác định sơ bộ kích thước các cấu kiện ....................................67 III.1.Chọn tiết diện dầm chu vi ..............................................67 III.2.Chọn tiết diện cột...........................................................67 III.3.Chọn tiết diện vách cứng................................................67 IV.Tính toán tải trọng tác dụng......................................................69 IV.1.Tải trọng đứng ...................................................................69 IV.1.1.Tĩnh tải .......................................................................69 IV.1.2.Hoạt tải.......................................................................74 IV.2.Tải trọng ngang .................................................................75 IV.2.1.Thành phần tĩnh của tải trọng gió................................75 IV.2.2.Thành phần động của tải trọng gió ..............................79 IV.3.Tải trọng đặc biệt...............................................................86 IV.3.1.Tiêu chí về tính đều đặn trong mặt bằng .....................86 IV.3.2.Tiêu chí về tính đều đặn trong mặt đứng .....................87 IV.3.3.Số dạng dao động cần xét đến .....................................87 IV.3.4.Quy trình tính toán......................................................87 V.Tổ hợp nội lực khung.................................................................98 V.1.Các trường hợp tải trọng cần khai báo trong Etabs ..............98 V.2.Tổ hợp tải trọng ..................................................................99 VI.Tính toán cốt thép cột ...............................................................100 VI.1.Tổ hợp nội lực cột.............................................................100 VI.2.Vật liệu .............................................................................100 VI.3.Tính toán cốt thép dọc.......................................................100 VI.3.1.Nguyên tắc tính toán...................................................100 VI.3.2.Đánh giá và xử lí kết quả............................................103 VI.4.Tính toán cốt thép đai ........................................................103 VI.4.1.Kiểm tra khả năng chịu cắt .........................................103 VI.4.2.Kiểm tra bê tông không bị phá hoại trên td nghiêng....104 VI.4.3.Bố trí cốt thép cột .......................................................104 VI.4.4.Tính toán cho cột C1 tầng hầm ...................................105 Bảng tổ hợp nội lục cho cột không gian cho công trình ............................113ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 261 Bảng tính cốt thép cho cột không gian......................................................145 VII.Tính toán cốt thép dầm............................................................163 VII.1.Phương pháp tính toán .....................................................163 VII.2.Các trường hợp tải trọng...................................................163 VII.3.Các tổ hợp tải trọng..........................................................163 VII.4.Nội lực .............................................................................164 VII.5.Tính toán cốt thép.............................................................164 VII.5.1.Nội lực ......................................................................164 VII.5.2.Vật liệu......................................................................165 VII.5.3.Tính toán cốt thép dọc ...............................................165 VII.5.4.Tính toán cốt thép ngang ...........................................168 VII.5.5.Bố trí cốt thép............................................................172 Chương IV: Thiết kế móng khung trục B..................................................174 I.Điều kiện địa chất công trình.......................................................174 I.1.Cấu tạo địa chất....................................................................174 I.2.Đánh giá nền đất...................................................................174 I.3.Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính móng................................176 I.4.Điều kiện địa chất thủy văn ..................................................176 II.Lựa chọn giải pháp móng...........................................................176 II.1.Cọc ép.................................................................................176 II.2.Cọc khoan nhồi ...................................................................176 III.Thiết kế cọc khoan nhồi............................................................177 III.1.Các giả thiết tính toán ........................................................177 III.2.Xác định tải trọng truyền xuống móng ...............................177 IV.Thiết kế móng M1 cho cột C1 ..................................................178 IV.1.Chọn vật liệu .....................................................................178 IV.2.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài........................178 IV.3.Tính sức chịu tải của cọc ...................................................179 IV.3.1.Theo vật liệu làm cọc..................................................179 IV.3.2.Theo đất nền ...............................................................179 IV.4.Xác định diện tích đáy đài, số lượng cọc, bố trí cọc ...........180 IV.5.Kiểm tra chiều sâu chôn đài...............................................181 IV.6.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ....................................181 IV.7.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc và kiểm tra lún.....182 IV.7.1.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc ......................182 IV.7.2.Kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi.......................184 IV.8.Tính toán và cấu tạo đài cọc...............................................184 IV.8.1.Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng .......................185 IV.8.2.Tính toán cốt thép .......................................................185 V.Thiết kế móng M2 cho cột C4....................................................186 V.1.Chọn vật liệu.......................................................................186 V.2.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài.........................187 V.3.Tính sức chịu tải của cọc.....................................................187 V.3.1.Theo vật liệu làm cọc ...................................................187 V.3.2.Theo đất nền ................................................................187 V.4.Xác định diện tích đáy đài, số lượng cọc, bố trí cọc ............188ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 262 V.5.Kiểm tra chiều sâu chôn đài ................................................189 V.6.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc......................................189 V.7.Kiểm tra nền đất tại mũi cọc, kiểm tra lún cho cọc..............190 V.7.1.Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc .......................190 V.7.2.Kiểm tra lún cho móng cọc khoan nhồi ........................192 V.8.Tính toán và cấu tạo đài cọc................................................193 V.8.1.Kiểm tra đài cọc theo điều kiện chọc thủng ..................193 V.8.2.Tính toán cốt thép ........................................................194 Phần III: Thi công...............................................................................................196 Chương I: Thiết kế biện pháp thi công phần ngầm....................................197 I.1.Đặc điểm chung, điều kiện liên quan và ảnh hưởng thi công.....197 I.1.1.Đặc điểm chung của công trình..........................................197 I.1.2.Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn.................197 I.1.3.Vị trí địa lí công trình ........................................................197 I.2.Phương hướng thi công tổng quát.............................................198 I.2.1.Thi công móng ..................................................................198 I.2.2.Thi công đào đất................................................................198 I.3.Thiết kế biện pháp thi công và tổ chức thi công........................198 I.3.1.Biện pháp và tổ chức thi công cọc khoan nhồi ...................198 A.Biện pháp thi công cọc khoan nhồi.....................................198 B.Tổ chức thi công cọc khoan nhồi........................................227 I.3.2.Biện pháp và tổ chức thi công đào đất phần ngầm .............229 A.Biện pháp thi công đào đất.................................................229 B.Thiết kế tuyến di chuyển khi thi công đất ...........................233 I.4.Phương án lựa chọn và tính toán ván khuôn cho 1 đài móng ....233 I.4.1.Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng ......................................233 I.4.2.Tính toán ván khuôn đài móng M1 ....................................235 I.5.Thiết kế tổ chức thi công bê tông cốt thép đài móng.................238 I.5.1.Xác định cơ cấu của quá trình............................................238 I.5.2.Chia phân đoạn thi công và tính khối lượng công tác.........238 I.5.3.Xác định nhịp công tác ......................................................241 I.5.4.Chọn tổ hợp máy thi công..................................................243 Chương II: Quy trình thi công cáp cho sàn ứng lực trước..........................245 II.1.Trình tự thi công.....................................................................245 II.2.Nhân lực và thiết bị .................................................................249 II.2.1.Nhân lực...........................................................................249 II.2.2.Thiết bị phục vụ ...............................................................249 II.3.Các sự cố thường gặp và biện pháp xử lí khi căng cáp ............250 II.3.1.Cơ sở lập các biện pháp xử lí sự cố ..................................250 II.3.2.Một số biện pháp xử lí sự cố ............................................250 II.4.Thiết kế ván khuôn sàn ...........................................................251 II.4.1.Tổ hợp ván khuôn sàn ......................................................251 II.4.2.Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn ...............................251 II.4.3.Sơ đồ tính.........................................................................252 II.4.4.Kiểm tra điều kiện cường độ của ván khuôn sàn...............252 II.4.5.Kiểm tra điều kiện độ võng của ván khuôn sàn.................252ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LCOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 263 II.4.6.Tính toán xà gồ đỡ ván khuôn sàn ....................................253 II.4.7.Tính toán cột chống xà gồ ................................................254 II.5.Thiết kế ván khuôn dầm trục 1 (BC) ......................................254 II.5.1.Tính ván đáy dầm.............................................................254 II.5.2.Tính cột chống ván đáy dầm.............................................255 II.6.Thiết kế ván khuôn cột giữa ...................................................256 II.6.1.Tổ hợp ván khuôn cột.......................................................256 II.6.2.Tính khoảng cách giữa các gông cột.................................256 Tài liệu tham khảo ..............................................................................................257ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUNG CƯ LICOGI SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền Lớp 04X1B Trang : 2 PHẦN I

Kiến trúc

Nội dung và quy mô đầu tư

III.1 Các hạng mục đầu tư:

Dựa trên mô hình tổ chức, các tiêu chuẩn quy phạm và nhu cầu diện tích sử dụng cho từng khối, từng ban của công trình, dự án đầu tư sẽ tập trung vào các hạng mục chính sau đây.

- Diện tích kinh doanh dịch vụ

- Diện tích vui chơi giải trí

- Khu xử lý nước thải

- Nhà vệ sinh (Nam+Nữ)

- Căn hộ loại A (Có 3 phòng ngủ)

- Căn hộ loại B (Có 2 phòng ngủ)

Ngoài ra công trình còn đầu tư vào những hạng mục phụ khác

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang : 5

III.2 Quy mô đầu tư: a/ Bố cục:

- Quy mô công trình bao gồm ba khối đơn nguyên

Đơn nguyên A và B bao gồm 14 tầng, trong đó từ tầng 4 trở đi là khu chung cư Mỗi tầng có 7 căn hộ, bao gồm 4 căn hộ loại A với 3 phòng ngủ, diện tích 130 m², và 3 căn hộ loại B với 2 phòng ngủ, diện tích 90 m² Chiều cao mỗi tầng là 3,3 m.

Tầng 1 là khu siêu thị gồm diện tích kinh doanh, phòng ban quản lý, khu cầu thang bộ, cầu thang máy và thang thoát hiểm, khu vệ sinh…chiều cao tầng 5,2 m

Tầng 2 là khu vui chơi giải trí, chiều cao tầng 3,2 m

Tầng 3 là tầng kỹ thuật, chiều cao tầng 2 m

Nhà để xe được thiết kế trong tầng hầm sâu 3 mét, cùng với các tiện ích như trạm biến áp, trạm bơm và khu xử lý nước thải cũng được bố trí tại đây.

- Công trình có mặt bằng với kích thước: 33,6 x 77,8 m

Công trình được thiết kế phù hợp với quy hoạch đô thị và tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế nhà chung cư cùng các tiêu chuẩn liên quan khác.

- Công trình thiết kế theo tiêu chuẩn cấp I: TCXD 13:1991

+ Chất lượng sử dụng: Bậc I (Chất lượng sử dụng cao)

+ Độ bền vững : Bậc I (Niên hạn sử dụng trên 100 năm)

+ Độ chịu lửa : Bậc I b/ Mỹ thuật:

Tòa nhà với hình dáng cao vút và kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ, vươn thẳng lên trên các tầng kiến trúc cũ, mang đến góc nhìn toàn cảnh thành phố từ trên cao Công trình này không chỉ nổi bật mà còn góp phần định hình bộ mặt kiến trúc của thành phố.

Giải pháp thiết kế

IV.1 Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng:

Giải pháp tổng mặt bằng cho công trình được thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả, chủ yếu dựa vào vị trí, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất Với diện tích hạn chế trong khu vực thành phố, hệ thống bãi đỗ xe được bố trí dưới tầng hầm nhằm phục vụ nhu cầu đón tiếp và đậu xe cho cư dân và khách đến thăm Công trình có cổng chính hướng ra đường lớn, cùng với cổng vào bãi đỗ xe và cổng ra riêng, giúp điều tiết lưu lượng người ra vào một cách hợp lý.

- Hệ thống kỹ thuật điện nước được nghiên cứu kỹ, bố trí hợp lý, tiết kiệm, dễ sử dụng và bảo quản

- Bố trí mặt bằng khu đất xây dựng sao cho tiết kiệm và sử dụng có hiệu quả nhất đạt yêu cầu về thẫm mỹ kiến trúc

IV.2 Giải pháp mặt bằng:

- Đây là một trong những khâu quan trọng nhằm thỏa mãn dây chuyền công năng cũng như tổ chức không gian bên trong

- Khu chung cư bao gồm cả khu mua sắm, giải trí nên việc thiết kế công trình đòi hỏi phải đáp ứng được cả 2 chức năng

Hai tầng dưới cùng phục vụ tất cả khách hàng, cả cư dân và người ngoài khu chung cư, không hạn chế việc đi lại Tuy nhiên, hai lõi cầu thang phân chia mặt bằng thành ba khu vực riêng biệt: sảnh đơn nguyên A bên trái, sảnh đơn nguyên B bên phải và khu vực kinh doanh dịch vụ ở giữa, nhằm đảm bảo trật tự trong việc di chuyển giữa khách hàng và cư dân.

Từ tầng 4 trở lên, mặt bằng được chia thành hai đơn nguyên đối xứng, mỗi đơn nguyên là một khu dân cư độc lập với hệ thống giao thông riêng biệt.

Các căn hộ được kết nối bằng các hành lang rộng 2,4 m, đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp với cầu thang có độ rộng phù hợp Hành lang này cho phép hai luồng di chuyển ngược chiều nhau với bề rộng tối thiểu 0,75 m cho mỗi luồng Để đảm bảo an toàn, hành lang không được bố trí vật cản kiến trúc, không có nút thắt cổ chai và không tổ chức bậc cấp.

Phương tiện giao thông thẳng đứng trong công trình bao gồm một cầu thang bộ ba vế, một thang thoát hiểm và hai thang máy cho mỗi đơn nguyên Cầu thang bộ được bố trí sát bên thang máy để đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong trường hợp thang máy gặp sự cố Sự bố trí này giúp mặt bằng trở nên gọn gàng và hợp lý, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và thoát hiểm khi cần thiết.

- Mặt bằng các tầng như sau:

Tầng hầm có diện tích xây dựng 2480 m², được sử dụng làm khu vực đỗ xe và bố trí các phòng chức năng như trạm biến áp, trạm bơm, phòng kỹ thuật và bảo vệ, với lối ra vào riêng biệt.

Tầng 1 có diện tích xây dựng 2480 m², được thiết kế để phục vụ các khu vực kinh doanh dịch vụ đa dạng như trang sức, quần áo, giày dép, thực phẩm và nhiều dịch vụ bán hàng khác Tại đây, cũng có thang máy, thang bộ và thang thoát hiểm để đảm bảo thuận tiện và an toàn cho khách hàng.

+ Mặt bằng tầng 2,3: Diện tích xây dựng 2480 m 2 , gồm khu vui chơi giải trí và tầng kỹ thuật

+ Mặt bằng tầng 4 -14: Mỗi đơn nguyên có diện tích xây dựng 780 m 2 , gồm 7 căn hộ (4 căn hộ loại có 3 phòng ngủ và 3 căn hộ loại có 2 phòng ngủ)

+ Mặt bằng tầng mái: Bố trí bể nước và các thiết bị thông tin liên lạc

IV.3 Giải pháp mặt đứng:

Mặt đứng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên tính nghệ thuật của công trình và ảnh hưởng đến kiến trúc cảnh quan của khu phố Khi nhìn từ xa, hình khối kiến trúc của công trình có thể được cảm nhận rõ ràng, tạo nên ấn tượng mạnh mẽ về tổng thể.

Mặt đứng của công trình được thiết kế với những cửa kính lớn, không chỉ mang lại vẻ hiện đại và sang trọng mà còn tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên cho ngôi nhà.

- Kiểu dáng nhà mạnh mẽ thể hiện mong ước kinh doanh phát đạt

IV.4 Giải pháp kết cấu:

Do yêu cầu của khu kinh doanh và căn hộ chung cư, cần có hệ thống cột lớn để tối ưu hóa không gian sử dụng và đảm bảo chiều cao thông thủy tối thiểu Vì vậy, phương án sử dụng sàn bê tông cốt thép ứng lực trước kết hợp với vách cứng chịu tải trọng ngang đã được áp dụng Phương án này không chỉ giảm chiều cao kết cấu sàn mà còn giảm trọng lượng bản thân kết cấu, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho phần móng của công trình.

- Kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng lực trước có những ưu điểm sau:

+ Làm tăng khả năng chống uốn cho kết cấu sàn

Sử dụng bê tông cốt thép nhẹ giúp giảm độ võng và nứt cho sàn hiệu quả hơn so với bê tông cốt thép thông thường, đồng thời cũng giảm thiểu lượng bê tông và thép cần thiết, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

+ Cùng 1 chiều cao của công trình có thể bố trí nhiều tầng hơn

Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước và vách bê tông cốt thép là những kết cấu chịu lực chính trong công trình Vách cứng được tích hợp làm lõi thang máy, giúp chịu tải trọng ngang hiệu quả cho toàn bộ công trình.

Cấu tạo hệ lưới cột: 8400 x 8400

Tường bao che 220 mm và tường ngăn 110 mm Các đường ống kỹ thuật được bố trí dưới sàn, đóng trần để che lại

IV.5 Các giải pháp kỹ thuật khác: a/ Thông gió chiếu sáng:

Chung cư được thiết kế thông minh với sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và nhân tạo, đảm bảo mỗi căn hộ có 1-2 mặt tiếp xúc với không khí bên ngoài để tối ưu hóa thông gió và ánh sáng Hệ thống chiếu sáng nhân tạo được bố trí dọc theo các hành lang, tạo nên không gian sáng sủa Đặc biệt, mỗi đơn nguyên còn có 2 giếng trời cạnh cầu thang, giúp tăng cường ánh sáng và sự thông thoáng cho khu vực cầu thang cũng như các phòng trong căn hộ Tất cả các căn hộ đều được trang bị hệ thống điều hòa, mang lại sự thoải mái cho cư dân.

Tầng hầm để xe được trang bị hệ thống hút gió hiện đại, bao gồm quạt kết nối với ống gió và các miệng hút, giúp loại bỏ khói xe hiệu quả Hệ thống điện cũng được lắp đặt đồng bộ để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho không gian tầng hầm.

Hệ thống điện của công trình được thiết kế kết hợp với máy phát điện dự phòng tại tầng hầm, đảm bảo các thiết bị hoạt động ổn định khi có sự cố mất điện từ mạng lưới điện thành phố Nguồn điện dự phòng cần duy trì hoạt động liên tục cho thang máy và hệ thống điều hòa Việc đặt máy phát điện ở tầng hầm không chỉ giảm thiểu tiếng ồn mà còn hạn chế rung động, tạo không gian yên tĩnh cho công trình.

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang : 8 c/ Hệ thống cấp thoát nước:

Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thật

V.1 Hệ số sử dụng mặt bằng công trình K 0 :

Với  S mbxd là diện tích mặt bằng xây dựng của công trình

 S lđ là diện tích lô đất của công trình

V.2 Hệ số sử dụng của công trình K 1 :

Với  S lv là diện tích làm việc của công trình

 S sd là diện tích sử dụng của công trình

Hệ số sử dụng đất là 2,92 không vượt quá 5 Điều này cũng phù hợp với TCXDVN 323:2004

Nhận xét: Công trình có hệ số sử dụng nằm trong giới hạn hợp lý Vậy công trình đem lại hiệu quả kinh tế cao trong sử dụng.

Kết luận-kiến nghị

Công trình chung cư LICOGI thể hiện tính khả thi cao, đóng góp vào sự phát triển xã hội và làm mới bộ mặt thành phố.

Công trình có kiến trúc hiện đại, nổi bật với mặt ngoài ốp đá Granite và hệ thống cửa kính Thiết kế giao thông ngang và đứng giữa các căn hộ và các tầng được bố trí rõ ràng, tạo sự thuận tiện cho cư dân.

Hệ sàn bê tông cốt thép ứng lực trước kết hợp với hệ vách chịu lực mang lại khả năng chịu tải trọng ngang và đứng hiệu quả cho công trình Ngoài ra, kết cấu móng vững chắc với hệ móng cọc khoan nhồi đảm bảo khả năng chịu tải lớn, góp phần tăng cường độ bền cho công trình.

Kết cấu

Giới thiệu kết cấu công trình

- Chung cư LiCoGi là công trình được xây dựng ở Hà Nội với quy mô 1 tầng hầm và 14 tầng nổi

- Công trình được xây dựng bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ với hệ thống khung, sàn ứng lực trước và vách cứng chịu lực

Hệ kết cấu khung – vách được hình thành từ sự kết hợp giữa khung và vách cứng, đặc biệt tại các khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy và thang thoát hiểm.

- Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn ứng lực trước

Trong hệ kết cấu này, vách cứng đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng ngang, trong khi khung chính được thiết kế chủ yếu để chịu tải trọng thẳng đứng.

- Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột, dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc.

Nhiệm vụ tính toán kết cấu công trình

Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp của mình, với khối lượng phần tính toán kết cấu là 50%, nhiệm vụ của em được giao bao gồm:

1 Tính toán và bố trí cốt thép sàn tầng 4 của đơn nguyên A

2 Tính toán và bố trí cốt thép cầu thang 3 vế trục 2-4 tầng hầm lên tầng 1

3 Tính toán và bố trí cốt thép cho khung không gian, tính cột, dầm biên trục B

Tính toán sàn tầng điển hình (Tầng 4)

Tổng quan về phương án sàn ứng lực trước

Các cột không có dầm liên kết thành khung, dẫn đến tổng độ cứng của chúng theo các phương chịu lực thấp hơn nhiều so với sàn dầm Khi chịu tải trọng ngang, độ cứng của các cột rất nhỏ so với độ cứng của lõi và vách cứng, mà chúng chiếm đến 97% lực ngang tác động vào công trình Do đó, trong tính toán, có thể bỏ qua tải trọng ngang tác động vào cột, vì chúng chủ yếu chỉ chịu tải trọng đứng, trong khi vách và lõi chịu tải trọng ngang.

Theo tính toán, khối lượng bê tông của sàn phẳng tương đương hoặc nhỏ hơn so với sàn dầm, đồng thời chiều cao giảm đáng kể Điều này giúp giảm tải trọng ngang do gió bão tác động lên công trình một cách hiệu quả.

Sàn phẳng thi công nhanh chóng và đơn giản nhờ vào việc lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn dễ dàng Các ván khuôn không yêu cầu gia công hình dạng phức tạp và không bị cắt vụn như dầm hay cột Hơn nữa, việc lắp đặt và gia công cốt thép cũng trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn, giúp định hình hiệu quả hơn so với sàn dầm.

Nhược điểm chính của sàn phẳng là độ cứng chống uốn theo phương ngang thấp, dẫn đến chuyển vị lớn tại đỉnh công trình Để đảm bảo yêu cầu về chuyển vị, cần bố trí hợp lý nhằm tăng cường độ cứng cho công trình, bao gồm việc sắp xếp vách cứng xung quanh và ở các biên.

I.2 Phương án sàn bê tông cốt thép ứng lực trước:

Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước là 1 dạng của sàn không dầm nhưng có những ưu điểm nổi bật so với sàn không dầm:

- Có khả năng chịu lực cao nên vượt được nhịp lớn

Bề dày bản sàn mỏng hơn so với sàn phẳng không dầm, giúp tăng chiều cao sử dụng, rất phù hợp cho các công trình như tòa nhà văn phòng, chung cư và khách sạn.

Phương pháp tính toán

Phương pháp tính toán và kiểm tra sàn bê tông cốt thép ứng lực trước được áp dụng ở đây là phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) với cáp không bám dính và căng sau.

Cần đánh giá tổng thể hoạt động của toàn bộ sàn và áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của phần mềm Safe V12 để thực hiện các phép tính cần thiết.

Việc mô hình hóa cáp trong phương pháp Phân Tích Hệ Thống (PTHH) gặp nhiều khó khăn, đặc biệt trong việc tính toán và phân tích qua các giai đoạn làm việc khác nhau của kết cấu Do đó, phương pháp cân bằng tải trọng được áp dụng để giải quyết vấn đề này.

Các tải trọng cân bằng được quy đổi thành tải phân bố trên mỗi mét vuông sàn Sàn được chia thành các dải với bề rộng tùy thuộc vào quy định của người thiết kế, trong đó bề rộng dải được mặc định bởi chương trình Safe.

Tùy thuộc vào hình dạng cáp, lực ứng lực trước (ƯLT) sẽ gây ra tải trong cân bằng tác dụng lên sàn hướng xuống hoặc hướng lên

Tải trọng cân bằng phụ thuộc vào quỹ đạo bố trí bố trí cáp.

Sơ bộ chọn kích thước các cấu kiện và vật liệu sử dụng

Mô hình cáp trong phương pháp cân bằng tải trọng

Tuy nhiên trong thực tế, cáp không thể bố trí tại gối B như mô hình tính toán trên mà phải bố trí như sau:

Phương pháp PTHH có thể dễ dàng mô hình được tải trọng cân bằng tương ứng theo quỹ đạo cáp

III Sơ bộ chọn kích thước các cấu kiện, loại vật liệu sử dụng:

III.1 Vật liệu sử dụng:

Bê tông B30 có cường độ chịu nén R b 22(MPa)22000(KN/m 2 ).

Cáp ƯLT không bám dính loại T15 có đường kính d = 15,24 mm đặt trong ống nhựa đường kính 20 mm có:

Giới hạn bền : f pu 1860(MPa).

Giới hạn chảy : f py 1690(MPa).

Diện tích Aps = 140 mm 2 ; Es = 195.10 3 (MPa)

Cốt thép thường dùng loại AIII có fy = 365 (MPa)

III.2 Tiết diện các cấu kiện:

Chiều dày sàn hợp lý nên chọn trong khoảng:

Nhưng ở đây do nhịp và tải trọng lớn nên để đảm bảo điều kiện chọc thủng, sơ bộ chọn chiều dày sàn là 250 mm

 l h d Chọn hd = 600 mm bd = (0,30,5).h = (0,180,3) Chọn bd = 300 mm

3.Tiết diện mũ cột: Tính khi không đảm bảo chọc thúng

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức: b t

Hệ số kt được xác định dựa trên các yếu tố như moment uốn Mu, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Khi moment uốn lớn và độ mảnh cột cao, giá trị kt sẽ nằm trong khoảng 1,3 đến 1,5 Ngược lại, nếu các yếu tố này không ảnh hưởng nhiều, kt sẽ dao động từ 1,1 đến 1,2 Đối với cột làm việc đúng tâm, hệ số kt sẽ bằng 1.

N: Lực nén, tính toán gần đúng như sau: N  m s q A s ms là số sàn phía trên tiết diện đang xét

Diện tích mặt sàn (A) là yếu tố quan trọng trong việc truyền tải trọng lên cột Tải trọng tương đương (q) được tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời từ bản sàn, trọng lượng của dầm, tường và cột, được phân bố đều trên sàn Giá trị của q thường được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.

Nhà có bề dày sàn lớn ( 25cm ), q có thể 20 (KN/m 2 ) hoặc hơn nữa a) Đối với cột biên:

 Chọn 700 x 700 (mm) b) Đối với cột giữa:

Để đảm bảo khả năng chống chọc thủng cho sàn ULT và đơn giản hóa quá trình tính toán, giáo viên hướng dẫn đã cho phép giữ nguyên tiết diện cột trong suốt chiều cao của tòa nhà Riêng đối với khối đơn nguyên giữa (đơn nguyên C), có những yêu cầu cụ thể cần được lưu ý.

Chiều dày thành vách t chọn theo các điều kiện sau:

Chọn chiều dày vách ngoài 300 mm, vách trong 250 mm

IV Xác định tải trọng tác dụng lên sàn:

(Sàn tầng điển hình là sàn tầng 4 của 1 đỏn nguyên A hoặc B)

IV.1 Tĩnh tải sàn: a) Trọng lượng bản thân sàn: g s tt = n.. = 1,1.25.0,25 = 6,875 (KN/m 2 ) Với :  (KN/m 3 ): Trọng lượng riêng của bê tông n: Hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995

 : Chiều dày sàn b) Trọng lượng các lớp lót và trần treo: g tt Ô sàn bình thường:

Lớp vật liệu Chiều dày(m)

Trọng lượng riêng (KN/m 2 ) g tc (KN/m 2 ) Hệ số vượt tải n g tt (KN/m 2 )

Vữa lót và trát trần 0.04 16 0.64 1.3 0.832

Thiết bị và trần treo 0.35

Tổng tải trọng 1.424 Ô sàn vệ sinh:

Lớp vật liệu Chiều dày(m)

Trọng lượng riêng(KN/m 2 ) g tc (KN/m 2 ) Hệ số vượt tải n g tt (KN/m 2 )

Vữa xi măng trát trần 0.01 16 0.16 1.3 0.208

Thiết bị và trần treo 0.35

Sau khi xác định tải trọng phân bố trên sàn vệ sinh, chúng ta có thể tính tải trọng tập trung tại sàn vệ sinh bằng công thức Q = qvs.Fsàn, trong đó Fsàn là diện tích sàn vệ sinh, được lấy trung bình là 5 cm² cho mỗi ô sàn.

Tải trọng tập trung ở các sàn vệ sinh được chia đều cho toàn sàn nhà:

Diện tích sàn trừ lỗ cầu thang và giếng trời:( Mỗi tầng có 14 sàn vệ sinh)

 c) Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:

Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng có độ dày 110 mm, được xây dựng bằng gạch rỗng với khối lượng riêng 1500 kg/cm³ Đối với các ô sàn mà tường được đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên toàn bộ sàn Trọng lượng của tường ngăn trên dầm sẽ được chuyển đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

Chiều cao tường được xác định: ht = H - hds

Trong đó: ht: Chiều cao tường

H: Chiều cao tầng nhà hds:Chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường và cửa trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : g t tt  c i c c c t t c t t

St (m 2 ): Diện tích bao quanh tường

Sc(m 2 ): Diện tích cửa nt, nc: Hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa.(nt=1,1; nc=1,3)

 t = 0,11 (m): Chiều dày của mảng tường

 t = 1500 (KG/m 3 ): Trọng lượng riêng của tường

 c = 18 (KG/m 2 ): Trọng lượng của 1m 2 cửa

Si (m 2 ): Diện tích ô sàn đang tính toán

Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn là:

G = g tt s g vs tt g tt g t tt  c

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (KN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (KN/m2).

Theo TCVN 2737-1995, khi thiết kế nhà cao tầng, cần nhân hoạt tải sử dụng với hệ số giảm tải theo chiều cao Hệ số giảm tải này được quy định cụ thể trong tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.

Khi diện tích ô sàn A>A16m 2 , theo điều 4.3.4.2 TCVN 2737-1995: n1=0,5+0,5/ A / A 1

Ta lập bảng tính toán sau:

HT dài hạn KG/m 2 n  A1   A2  Ptt

Ta có bảng tính tải trọng tác dụng lên sàn tầng điển hình Ô sàn Stường(m 2 ) Sôsàn(m 2 ) δ(m) g1

Tải trọng phân bố trên các ô sàn tầng 4-14 4.96

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1m 2 sàn (Tính gần đúng):

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên 1m 2 sàn: q tt gP tt 12,842,114,94(KN/m 2 ).

Kiểm tra sơ bộ chọc thủng của cột đối với sàn

Theo tiêu chẩn thiết kế TCXDVN 356-2005 thì điều kiện để đảm bảo chống chọc thủng là: P  R bt b h 0 (Trang 344 sách kết cấu BTCT1 phần cấu kiện cơ bản)

Với P là tải trọng gây nên sự phá hoại theo kiểu đâm thủng

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên 1m² sàn được ký hiệu là q Nhịp và bước cột được xác định với l1 = 10,8 m và l2 = 8,4 m Kích thước cột được quy định là c = 0,9 m đối với cột giữa và c = 0,7 m đối với cột biên Chiều dày hữu ích của bản được tính bằng h0 = h – a = 0,25 – 0,02 = 0,23 m, trong đó a = 2 cm là chiều dày lớp bảo vệ Chu vi trung bình của mặt đâm thủng được tính bằng b = 4.(c + h0).

Rbt : Cường độ chịu kéo của bê tông Bê tông B30 có Rbt = 1,8 MPa

Vậy: Đối với cột giữa: P = 14,94. 10 , 8 8 , 4  ( 0 , 9  2 0 , 23 ) 2   1328 ( KN ) Đối với cột biên: P = 14,94. 10 , 8 8 , 4  ( 0 , 7  2 0 , 23 ) 2   1335 ( KN )

Ta có: Cột giữa: R bt b h 0  1800 4 , 52 0 , 23  1871 ( KN )  P

Chiều dày sàn được chọn cần đảm bảo khả năng chống chọc thủng Sau khi hoàn tất tính toán và kiểm tra điều kiện chịu uốn, sẽ tiến hành kiểm tra lại để khẳng định chắc chắn về khả năng chống chọc thủng của sàn.

Trình tự tính toán

VI.1 Xác định tải trọng cân bằng W b ; lực ứng lực trước yêu cầu:

- Thường thì tải trọng cân bằng lấy vào khoảng (0,8-1) lần trọng lượng bản thân của sàn Lấy Wb = 0,9.25.0,25 = 5,625 (KN/m 2 )

Đưa tải trọng Wb vào mô hình tính toán sàn bằng phần mềm Safe, khai báo nó là tĩnh tải tác dụng lên sàn và cung cấp đầy đủ các đặc trưng vật liệu Sau khi chạy chương trình, ta thu được biểu đồ moment của từng dải và biểu đồ biến dạng do tải trọng cân bằng gây ra.

- Xác định moment Mmax của từng dải bản

- Lực ứng lực trước yêu cầu cho dải (Strips): s

Độ lệch tâm tương đương của cáp được xác định qua hai giá trị s1 và s2 Trong đó, e1 là độ vồng của cáp tại giữa nhịp, còn e2 là độ vồng của cáp tại đầu cột.

Chiều dày lớp bảo vệ a = 30 (mm)

Vậy độ lệch tâm tương đương của cáp là:

Lập bảng tính toán Pyc cho từng dải như sau:

Tên dải Độ lệch tâm của cáp (mm) M do tải cân bằng (KG.m) Bề rộng dải

VI.2 Xác định hình dạng cáp:

Căn cứ vào biểu đồ moment do tải trọng cân bằng gây ra để sơ bộ vẽ hình dạng cáp cho từng dải bản như sau:

VI.3 Tính ứng suất hiệu quả f se :

VI.3.1 Tính toán các hao ứng suất theo phương trục 1-6: a) Hao do ma sát của cốt thép với thành ống:

+ e là cơ số lôgarit tự nhiên

+ Tra bảng 17 trang 60 TCVN 5574-1991 có k = 0,0015;   0 , 55

+ : Tổng góc quay của trục cốt thép

Tính : Do cáp căng 2 đầu nên ta chỉ tính đến giữa nhịp, để thiên về an toàn tính cho đoạn cáp dài nhất có Lmax = 10,35(m)

+  0 xác định như sau: 0,2.Rb+P 0  0 , 8 R b  P

Vậy có: 3579  0  12952(daN/cm 2 ) Lấy  0 = 12900 (daN/cm 2 )

  b) Hao do biến dạng neo:

Theo tiêu chuẩn ACI thì cho phép biến dạng neo  6mm

 Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát:

Với fpi là ứng suất ban đầu:

MPa f f py pi pu pi

 Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát và biến dạng neo: f p f 2  - f = 1305,2 – 38,24 = 1266,96 MPa c) Hao ma sát do các nguyên nhân khác:

VI.3.2 Tính toán các hao ứng suất theo phương trục A-E: a) Hao do ma sát của cốt thép với thành ống:

  b) Hao do biến dạng neo: f 31 , 62 MPa

  Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát: f p 1335 MPa

 Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát và biến dạng neo: f2 = 1335-31,62 = 1303,4 MPa c) Hao ma sát do các nguyên nhân khác:

VI.3.3 Tính ứng suất hiệu quả f se :

- Theo phương trục 1-6: fse = 1266,96 – 228 = 1038,96 MPa

- Theo phương trục A-E: fse = 1303,4 – 234,6 = 1068,8 MPa

VI.3.4 Tính lực ứng lực trước của 1 cáp: P 1 cap  f se A

- Theo phương trục 1-6: P1cap = 1038,96.140/1000 = 145,5 (KN)

- Theo phương trục A-E: P1cap = 1068,8.1140/1000 = 149,6 (KN)

VI.4 Tính số lượng cáp cần thiết trên 1 dải: cap yc

 Kết quả tính toán thành lập bảng sau:

Tên dải Độ lệch tâm của cáp (mm)

M do tải cân bằng (KG.m)

Bề rộng dải (m) Pyc (KN) P1 cáp

Tên dải Độ lệch tâm của cáp (mm)

M do tải cân bằng (KG.m)

Bề rộng dải (m) Pyc (KN) P1 cáp

VI.5 Bố trí cáp trên sàn: Đối với dải trên cột, khoảng cách giữa các cáp lớn nhất là: a max  4 h b  1000 ( m ). Đối với dải giữa nhịp, khoảng cách giữa các cáp lớn nhất là: a max  6 h b  1500 ( m ).

+ Dải CSX1 và CSX13: Bố trí 1 cáp ở giữa dải (bd = 0,425 m)

+ Dải MSX1 và MSX12: Bố trí 3 cáp khoảng cách a = 0,3m (bd = 0,85m) + Dải CSX2 và CSX12: Bổ trí 3 cáp a = 0,5m (bd = 1,425m)

+ Dải MSX2 và MSX11: Bố trí 4 cáp a = 0,5m (bd = 2m)

+ Dải CSX3 và CSX10: Bố trí 3 cáp a = 0,8m (bd = 2,1m)

+ Dải MSX3 và MSX10: Bố trí 5 cáp a = 0,5m (bd = 2,2m)

+ Dải CSX4 và CSX10: Bố trí 5 cáp a = 0,3m (bd = 1,5625m)

+ Dải CSX5 và CSX9: Bố trí 2 cáp a = 0,5m (bd = 1m)

+ Dải MSX5 và MSX8: Bố trí 2 cáp a = 0,8 m (bd = 1,075m )

+ Dải CSX6 và CSX8: Bố trí 2 cáp a = o,8m (bd = 1,6375m)

+ Dải CSX7: Bố trí 8 cáp a = 0,3m (bd = 2,2m)

+ Dải CSY1 và CSY8: Bố trí 1 cáp ở giữa (bd = 0,425m)

+ Dải MSY1 và MSY7: Bố trí 1 cáp ở giữa dải (bd = 0,85m)

+ Dải CSY2 và CSY7: Bố trí 3 cáp a = 0,8m (bd = 2,475m)

+ Dải MSY2 và MSY6: Bố trí 5 cáp a = 0,8m (bd = 4,1m)

+ Dải MSY3 và MSY5: Bố trí 3 cáp a = 0,5m (bd = 1,2m)

+ Dải MSY4: Bố trí 6 cáp a = 0,5m (bd = 3m)

VI.6 Kiểm tra ứng suất trong bê tông:

Lúc buông neo, sàn chịu tác dụng của các lực: Lực ứng lực trước và trọng lượng bản thân của sàn a) Ứng suất cho phép:

- Ứng suất nén: 0,6f’ci (f’ci : Cường độ bê tông lúc buông neo)

Lúc buông neo, cường độ bê tông là: f’ci = 0,8f’c = 0,8.22 = 17,6 MPa

- Ứng suất kéo: Tại đầu cột : 0,5 f c '  0 , 5 22  2 , 35 ( MPa )  2350 ( KN / m 2 )

Tại nhịp : 0,25 f c '  0 , 25 22  1 , 17 ( MPa )  1170 ( KN / m 2 ) b) Ứng suất trong bê tông:

Vẽ và bố trí cáp theo phân tích trên mô hình sàn bằng phần mềm Safe V12, cần khai báo đầy đủ các đặc trưng vật liệu như trọng lượng riêng, mô đun đàn hồi và hệ số Poisson Sau đó, gán tiết diện và nhập tải trọng tác dụng, bao gồm trọng lượng bản thân sàn và ứng suất hiệu quả đã trừ hao ứng suất do ma sát, biến dạng neo và các hao ứng suất khác cho từng sợi cáp Cuối cùng, chạy chương trình để thu được moment M của từng dải bản.

Với M là moment do trường hợp tải ứng với giai đoạn buông cáp (Lấy từ Safe)

W là moment kháng uốn của dầm – bản: W = b d h b 2 /6

P là lực ứng lực trước: P= n.fse.Acáp.

Với fse = 1038,96 (MPa) phương trục 1-6 fse = 1068,8 (MPa) phương trục A-E

Acáp = 140 (mm 2 ) n: Số cáp trong dải

Dải CSX1 và CSX13: P = 1.1038,96.140.0,001 = 269,19 (KN)

A là diện tích bản: A = h b b dai

Vì số lượng dải nhiều, GVHD cho phép tiến hành tính toán tương tự cho các dải bản khác và lập thành bảng tính toán như sau:

Tên dải` Số cáp P (KN)

Bảng dữ liệu cho thấy các thông số của các cặp MSX và CSX, với các giá trị như MSX1 và MSX12 có tổng số 3, giá trị 607.60, hệ số 0.85 và lãi suất -3819.27 Tương tự, CSX2 và CSX12 có tổng số 3, giá trị 549.33, hệ số 1.425 và lãi suất -2532.30 Các cặp khác như MSX2 và MSX11, CSX3 và CSX11 cũng cho thấy những thông số tương tự, với các giá trị lần lượt là 713.26, 602.81 và lãi suất âm Đặc biệt, CSX7 có tổng số 8, giá trị 1460.23 và lãi suất -3383.69, cho thấy sự khác biệt đáng kể so với các cặp khác.

Tên dải Số cáp P (KN)

CSY1 và CSY8 1 181.85 0.425 0.25 0.11 0.004 1.2 -1982.55 -1440.43 MSY1 và MSY7 1 200.92 0.85 0.25 0.21 0.009 5.1 -1521.52 -369.52 CSY2 và CSY7 3 490.36 2.475 0.25 0.62 0.026 10.9 -1215.28 -369.71 MSY2 và MSY6 5 873.64 4.1 0.25 1.03 0.043 20.5 -1332.33 -372.33 CSY3 và CSY6 7 1329.34 2.65 0.25 0.66 0.028 29.5 -3075.24 -937.88 MSY3 và MSY5 3 459.84 1.2 0.25 0.30 0.013 12.6 -2540.80 -524.80 CSY4 và CSY5 5 836.40 2.1 0.25 0.53 0.022 14.2 -2242.29 -944.00

Theo bảng tính toán ta có: Ứng suất nén lớn nhất ở dải MSX1 và MSX12

Bảng số liệu cho thấy sự so sánh giữa các cặp CSX và MSX với những chỉ số khác nhau Cụ thể, CSX1 và CSX13 có giá trị 269.19 với tỷ lệ 0.425, trong khi MSX1 và MSX12 đạt 607.60 và tỷ lệ 0.85 Các cặp CSX2 và CSX12, CSX3 và CSX11 cũng cho thấy những biến động đáng kể với các chỉ số lần lượt là 549.33 và 602.81 Đặc biệt, CSX4 và CSX10 có giá trị cao nhất với 975.43, trong khi MSX4 và MSX9 lại thấp hơn đáng kể với 420.28 Các cặp CSX5 và MSX5, cũng như CSX6 và MSX6, đều nằm trong khoảng giá trị tương đối gần nhau, cho thấy sự ổn định trong các chỉ số Cuối cùng, CSX7 nổi bật với giá trị 1460.23, cho thấy sự khác biệt rõ rệt so với các cặp còn lại.

CSY1 và CSY8 1 181.85 0.425 0.25 0.11 0.004 -3 1.2 -1115.16 -2307.82 MSY1 và MSY7 1 200.92 0.85 0.25 0.21 0.009 -5.9 6 -482.46 -1408.58 CSY2 và CSY7 3 490.36 2.475 0.25 0.62 0.026 -11.3 37.6 -791.72 -793.27 MSY2 và MSY6 5 873.64 4.1 0.25 1.03 0.043 -9.1 29.3 -845.08 -859.59 CSY3 và CSY6 7 1329.34 2.65 0.25 0.66 0.028 -26.2 28.2 -1363.90 -2649.21 MSY3 và MSY5 3 459.84 1.2 0.25 0.30 0.013 -8 43.1 -1927.20 -1138.40 CSY4 và CSY5 5 836.40 2.1 0.25 0.53 0.022 -12.5 20.8 -1306.97 -1879.32 MSY4 6 1076.92 3 0.25 0.75 0.031 -8.7 8.3 -1237.18 -1634.62

Với Mmặt cột = Mtrục côt + Vc/3

Theo bảng tính toán có: Ứng suất nén lớn nhất ở dải MSX4 và MSX9:

  Thỏa mãn Ứng suất kéo lớn nhất ở dải MSX4 và MSX9:

VI.6.2 Trong giai đoạn sử dụng:

- Xét tải trọng không kể đến hệ số vượt tải Trong giai đoạn sử dụng, sàn chịu tác dụng của các lực: Trọng lượng bản thân sàn

Trọng lượng các lớp lót, trần treo, tường

Lực căng trước ( đã kể đến tất cả các hao ứng suất)

- Tiến hành làm tương tự như kiểm tra lúc buông cáp, xuất moment của từng dải bản, lập bảng tính toán, và so sánh với ứng suất cho phép

Bảng dữ liệu cho thấy hiệu suất của các cặp CSX và MSX với các chỉ số khác nhau Cụ thể, CSX1 và CSX13 có giá trị 269.19 với tỷ lệ 0.425, trong khi MSX1 và MSX12 đạt 607.60 với tỷ lệ 0.85 Các cặp CSX2 và CSX12 có giá trị 549.33, tỷ lệ 1.425, trong khi MSX2 và MSX11 có giá trị 713.26 và tỷ lệ 2 Cặp CSX3 và CSX11 đạt 602.81 với tỷ lệ 2.1, trong khi MSX3 và MSX10 đạt 883.11 với tỷ lệ 2.2 Cặp CSX4 và CSX10 có giá trị 975.43 với tỷ lệ 1.5625, còn MSX4 và MSX9 đạt 420.28 với tỷ lệ 0.925 Các cặp CSX5 và CSX9 có giá trị 328.44, tỷ lệ 1, trong khi MSX5 và MSX8 đạt 306.93 với tỷ lệ 1.075 Cuối cùng, CSX6 và CSX8 có giá trị 400.52 với tỷ lệ 1.6375, và MSX6 và MSX7 có giá trị 750.46 với tỷ lệ 2.2 Cặp CSX7 ghi nhận giá trị cao nhất 1460.23 với tỷ lệ 2.2, cho thấy sự biến động trong hiệu suất giữa các cặp.

CSY1 và CSY8 1 181.85 0.425 0.25 0.11 0.0044 2.4 -2253.61 -1169.37 MSY1 và MSY7 1 200.92 0.85 0.25 0.21 0.0089 10.9 -2176.58 285.54 CSY2 và CSY7 3 490.36 2.475 0.25 0.62 0.0258 38.3 -2278.07 693.08 MSY2 và MSY6 5 873.64 4.1 0.25 1.03 0.0427 93 -3029.90 1325.23 CSY3 và CSY6 7 1329.34 2.65 0.25 0.66 0.0276 95.8 -5477.05 1463.93 MSY3 và MSY5 3 545.54 1.2 0.25 0.30 0.0125 42.1 -5186.46 1549.54 CSY4 và CSY5 5 836.40 2.1 0.25 0.53 0.0219 62.3 -4441.14 1254.86 MSY4 6 1076.92 3 0.25 0.75 0.0313 66.2 -3554.30 682.50

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang : 32 Ứng suất nén lớn nhất ở dải CSX7:

 P Thỏa mãn Ứng suất kéo lớn nhất ở dải MSY3 và MSY5:

Bảng dữ liệu cho thấy các chỉ số của các cặp CSX và MSX với nhiều thông số khác nhau Cụ thể, CSX1 và CSX13 có giá trị 269.188 với các chỉ số khác nhau như 0.425, 0.25, và -1.5 Trong khi đó, MSX1 và MSX12 có giá trị cao hơn là 607.595 với chỉ số 0.85 Các cặp CSX2 và CSX12 cũng thể hiện sự khác biệt với giá trị 549.33 và chỉ số 1.425 Các cặp CSX3 và MSX3 có giá trị lần lượt là 602.81 và 883.11, cho thấy sự đa dạng trong các chỉ số CSX4 và MSX4 có giá trị 975.43 và 420.28, trong khi CSX5 và MSX5 có giá trị 328.44 và 306.93 Cuối cùng, CSX7 có giá trị cao nhất là 1460.23 với các chỉ số 2.2 Những thông tin này cung cấp cái nhìn tổng quan về hiệu suất của các cặp CSX và MSX trong bảng dữ liệu.

CSY1 và CSY8 1 181.85 0.425 0.25 0.11 0.0044 -7.3 5.4 -428.48 -2994.50 MSY1 và MSY7 1 200.92 0.85 0.25 0.21 0.0089 -16 -22.2 1613.73 -3504.77 CSY2 và CSY7 3 490.36 2.475 0.25 0.62 0.0258 -41 104.2 -414.70 -1170.29 MSY2 và MSY6 5 873.64 4.1 0.25 1.03 0.0427 -51.2 68.2 -132.57 -1572.10 CSY3 và CSY6 7 1329.34 2.65 0.25 0.66 0.0276 -62.9 74.1 -533.23 -3479.89 MSY3 và MSY5 3 459.84 1.2 0.25 0.30 0.0125 -29.1 84.7 -1237.60 -1828.00 CSY4 và CSY5 5 836.40 2.1 0.25 0.53 0.0219 -70.9 38.8 1115.88 -4302.17 MSY4 6 1076.92 3 0.25 0.75 0.0313 -101 134 509.70 -3381.50

Mmặt cột = Mtrục cột +Vc/3 Ứng suất nén lớn nhất ở dải CSX4 và CSX10:

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang : 33 Ứng suất kéo lớn nhất ở dải MSY1 và MSY7:

Vậy trong giai đoạn sử dụng bê tông không bị nứt

VI.7 Kiểm tra khả năng chịu lực:

VI.7.1 Kiểm tra khả năng chịu uốn:

- Coi vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, moment do tải trọng tính toán gây ra không được vượt quá moment giới hạn

- Tải trọng tác dụng: Tĩnh tải và hoạt tải tính toán Theo tiêu chuẩn ACI 318-

2002, hệ số vượt tải của tĩnh tải là 1,4 và của hoạt tải là 1,6

- Bố trí cốt thép thường theo cấu tạo 12a 200Số thanh thép thường

Để kiểm tra điều kiện M f ≤ M u, trước tiên cần xác định M f bằng cách đưa tĩnh tải và hoạt tải tính toán vào mô hình sàn Sau đó, chạy chương trình để tính toán moment từng dải do tải trọng gây ra, đặc biệt là moment tại gối.

M g  g  (M’g: Moment do tải trọng tính toán gây ra tại trục cột)

- Đối với nhịp có tỉ lệ (Nhịp/chiều cao tiết diện)35 thì ứng suất phá hoại trong cáp: p c se pe f f f 70 100.

 , nhưng không được lớn hơn fpy và fse + 400 68,8 (MPa)

- Đối với nhịp có tỉ lệ (Nhịp/chiều cao tiết diện) >35 thì ứng suất phá hoại trong cáp: p c se pe f f f 70 300.

 , nhưng không được lớn hơn fpy và fse +200 68,8 (MPa)

 là hàm lượng cốt thép ứng lực trước

Trong đó:dp là khoảng cách từ trọng tâm thép ứng lực trước đến mặt nén trong phương truyền moment, nên chọn dp  0 , 8 h s Lấy dp = 0,8.hs = 0,8.250 = 200 (mm)

- Hàm lượng cốt thép ULT:

 ( n là số cáp của dải; bd là bề rộng dải)

- Tỉ số chiều dài/chiều dày bản = 10800/250 = 43,2 > 35 Do đó ứng suất kéo trong cốt thép ứng lực trước được xác định theo công thức : p c se pe f f f 70 300.

Lập bảng tính toán sau

CSX1 và CSX13 1 0.425 0.25 0.0016 1153.5 MSX1 và MSX12 3 0.85 0.25 0.0025 1138.6 CSX2 và CSX12 3 1.425 0.25 0.0015 1158.7

CSX4 và CSX10 5 1.5625 0.25 0.0022 1141.7 MSX4 và MSX9 2 0.925 0.25 0.0015 1157.4

MSX5 và MSX8 2 1.075 0.25 0.0013 1165.3 CSX6 và CSX8 2 1.6375 0.25 0.0009 1194.7

MPa MPa f f se py pe 200 1268 , 8

- Lực kéo do cốt thép ULT và cốt thép thường trong mỗi dải:

T  n f pe A ps  f s A s n ' n, n ’ là số cáp trong mỗi dải và số thanh thép thường trong mỗi dải fs là cường độ thép AII: fs = 365 MPa

As là diện tích 1 thanh thép thường (12:A s 113,1mm 2 ;14:A s 153,9mm 2 )

- Chiều cao vùng nén bê tông: '

- Khả năng chịu lực của tiết diện: Mu = 0,9.T.z (KN.m)

Lập bảng tính như sau

Chiều cao vùng nén bê tông x(m)

Dải CSX7 có Mu < Mf nên tăng tiết diện thép thường lên 14

Vậy bố trí thép thường theo cấu tạo 12a 200, riêng dải CSX7 (bd = 2,2m) bố trí 200

14a là đảm bảo điều kiện chịu uốn

Tính toán tương tự như đối với nhịp L = 10,8 m

Lập bảng tính toán như sau:

CSX1 và CSX13 1 0.425 0.25 0.0016 1242.531 MSX1 và MSX12 3 0.85 0.25 0.0025 1198.008 CSX2 và CSX12 3 1.425 0.25 0.0015 1258.246

CSX3 và CSX11 3 2.1 0.25 0.0010 1328.960 MSX3 và MSX10 5 2.2 0.25 0.0016 1247.246 CSX4 và CSX10 5 1.5625 0.25 0.0022 1207.174 MSX4 và MSX9 2 0.925 0.25 0.0015 1254.317

MSX5 và MSX8 2 1.075 0.25 0.0013 1277.889 CSX6 và CSX8 2 1.6375 0.25 0.0009 1366.281

Mô men gối Mf(KN.m)

Mô men nhịp Mf(KN.m)

CSX7 11 1956.74 0.0476 0.1762 310.333 277.39 116 Ở bất kỳ dải nào của bản đều có: Mu > Mf : Đảm bảo điều kiện chịu uốn

- Bố trí cốt thép thường theo cấu tạo 12a 200

- Lập bảng tính toán như trên với L/hb = 8400/250 = 33,6 < 35

CSY1 và CSY8 1 0.425 0.25 0.0016 1272.371 MSY1 và MSY7 1 0.85 0.25 0.0008 1405.943 CSY2 và CSY7 3 2.475 0.25 0.0008 1398.086 CSY3 và CSY6 5 4.1 0.25 0.0009 1396.514 MSY2 và MSY7 7 2.65 1.25 0.0018 1257.780

Mô men gối Mf(KN.m)

Mô men nhịp Mf(KN.m)

MSY4 15 1707.81 0.0304 0.1848 284.011 142.78 151.7 Ở bất kỳ dải nào của bản đều có: Mu > Mf : Đảm bảo điều kiện chịu uốn

Kết luận: Với cốt thép bố trí trên sàn như vậy thì sàn đảm bảo khả năng chịu uốn

VI.7.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt: Điều kiện chịu cắt:

Khả năng chịu cắt phải nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất cắt tới hạn: V c  V u a) Xác định V u: Vu d b f V f c pc p p 0,3 .

= 20 đối với cột góc b0: Chu vi của tiết diện giới hạn fpc: Ứng suất nén do lực ULT hiệu quả gây ra ở tâm tiết diện

Vp: Thành phần thẳng đứng của lực ULT hiệu quả

Bỏ qua ảnh hưởng của lực nén theo phương ngang, ta có công thức V u = β p f c ' + 0,3 f pc Tiết diện chịu cắt được xác định bằng phần tiết diện mở rộng ra 1 khoảng d/2 từ mép cột, với d = 0,8.hs Để xác định V c, ta cần tính giá trị J c.

Ac: Diện tích tiết diện giới hạn bao quanh cột

Jc: Moment quán tính của tiết diện giới hạn bao quanh cột

 : Hệ số truyền moment do ứng suất cắt

M: Tổng moment truyền vào cột c: Khoảng cách từ trục trung hòa của tiết diện giới hạn đến điểm tính ứng suất. = 0,75 là hệ số an toàn Đối với cột biên:

- ABCD: Phần giới hạn của mặt cắt tới hạn d = 0,8hs = 200 (mm); c1 = 700; c2 = 700 b1 = c1+d/2 = 700 + 100 = 800 b2 = c2+d/2 = 700 + 200 = 900

- Chu vi bao của mặt cắt tới hạn là: b0 = 2.b1+b2 = 2.0,8+0,9 = 2,5 (m)

- Diện tích bê tông của phần mặt cắt tới hạn giả định là:

- Hệ số truyền moment do ứng suất cắt:

- Jc: Moment quán tính của tiết diện giới hạn bao quanh cột

 c là khoảng cách từ mép AB của mặt cắt tới hạn đến trục trọng tâm của chính nó: 0,256.

- Lực cắt lớn nhất lấy tại mép cột A trục 5: V = 141 (KN)

- Tại đó có moment M’u = 113,1 (KN.m) (lấy giá trị tuyệt đối)

- Tại cột biên, 1 phần của tổng moment được truyền tới cột do độ lệch tâm của mặt cắt tới hạn với trục cột

- Moment truyền bởi độ lệch tâm của lực cắt Vc là : Mlt = V.g

Với g là độ lệch tâm giữa mép trong của cột đến trục trọng tâm của mặt cắt tới hạn: g = c - d/2 = 0,256 – 0,1 = 0,156 (m)

- Do đó moment tổng cộng là: Mtc = 113,1+21,99 = 135,09 (KN.m)

- Cường độ của moment tổng cộng cần thiết: M = 150,1( )

- Ứng suất cắt tới hạn: V u  p f c '  0 , 3 f pc

Ta có: Vc = 702 (KN/m 2 ) < 0,75.Vu = 1297,5 (KN/m 2 ) Vậy sàn tại vị trí cột biên đủ khả năng chịu cắt Đối với cột giữa: b1d

- ABCD: Phần giới hạn của mặt cắt tới hạn d = 0,8hs = 200 (mm); c1 = 900; c2 = 900 b1 = c1+d = 900 + 200 = 1100 b2 = c2+d = 900 + 200 = 1100

- Chu vi bao của mặt cắt tới hạn là: b0 = 2.(b1+b2) = 2.(1,1+1,1) = 4,4 (m)

- Moment quán tính của tiết diện giới hạn bao quanh cột

c là khoảng cách từ mép AB của mặt cắt tới hạn đến trục trọng tâm của chính nó: c = 0,5.b1 = 0,5.b2 = 0,5.1,1 = 0,55 (m)

- Lực cắt lớn nhất lấy tại mép cột C trục 2: V = 349,5 (KN)

- Tại đó có moment M’u = 354,5 (KN.m) (lấy giá trị tuyệt đối)

- Cường độ của moment cần thiết: M = 393 , 9 ( )

Ta có: Vc = 881,6 (KN/m 2 ) < 0,75.Vu = 1500 (KN/m 2 ) Vậy sàn tại vị trí cột giữa đủ khả năng chịu cắt Đối với cột góc:

- ABCD: Phần giới hạn của mặt cắt tới hạn d = 0,8hs = 200 (mm); c1 = 900; c2 = 900 b1 = c1+d/2 = 700 + 100 = 800 b2 = c2+d/2 = 700 + 100 = 800

- Chu vi bao của mặt cắt tới hạn là: b0 = b1+b2 = 0,8+0,8 = 1,6 (m)

 c là khoảng cách từ mép AB của mặt cắt tới hạn đến trục trọng tâm của chính nó: 0,267( ).

- Moment quán tính của tiết diện giới hạn bao quanh cột

- Lực cắt lớn nhất lấy tại mép cột E trục 1: V = 21 (KN)

- Tại đó có moment M’u = 45 (KN.m) (lấy giá trị tuyệt đối)

- Moment truyền bởi độ lệch tâm của lực cắt Vc là : Mlt = V.g

- Do đó moment tổng cộng là: Mtc = 45+3,5 = 48,5 (KN.m)

- Cường độ của moment tổng cộng cần thiết: M = 54( )

Ta có: Vc = 122 (KN/m 2 ) < 0,75.Vu = 1297,5 (KN/m 2 ) Vậy sàn tại vị trí cột góc đủ khả năng chịu cắt

Kết luận: Sàn đủ khả năng chịu cắt

VI.7.3 Kiểm tra độ võng:

Dựa vào kết quả chuyển vị của các điểm trong mô hình khi sử dụng phần mềm SafeV12, độ võng lớn nhất của sàn được xác định xảy ra tại vị trí giữa nhịp của ô sàn thứ.

1 và 8 trên mặt bằng) và có giá trị là f = 7,8 (mm) ở giai đoạn sử dụng

VI.8 Đường rải cáp ứng lực trước thực tế: Đường cong rải cáp có dạng đường parabol bậc 2: y = ax 2 +bx + c xác định được qua tọa độ 3 điểm như hình vẽ

Dải CSX7: Tọa độ điểm A (0;-0,065)

Thay tọa độ 3 điểm A, B, C vào phương trình cáp có hệ phương trình sau:

Vậy có phương trình rải cáp ứng lực trước: y = 0,006.x 2 – 0,065

Dải CSY4: Tọa độ điểm A (0;-0,085)

Thay tọa độ 3 điểm A, B, C vào phương trình cáp có hệ phương trình sau:

Vậy có phương trình rải cáp ứng lực trước: y = 0,006.x 2 - 0,005.x - 0,085

Tính ô sàn cầu thang

VII.1 Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn: l m h b  D

D = 0,8 – 1,4 phụ thuộc vào tải trọng l = l1: Kích thước cạnh ngắn của bản: l = 4 (m)

VII.2 Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn: a) Tĩnh tải:

+ Trọng lượng lớp gạch ceramic: g 1 n. c 1,1.0,170,187(KN/m 2 ).

+ Trọng lượng lớp vữa lót: g 2 n. v  v 1,3.16.0,020,416(KN/m 2 ).

+ Trọng lượng bản bê tông cốt thép: g 3 n. bt  b 1,1.25.0,123,3(KN/m 2 ).

+ Trọng lượng lớp vữa trát: g 4 n. v  v 1,3.16.0,0150,312(KN/m 2 ).

Tổng tĩnh tải phân bố trên bề mặt sàn: g = g1 +g2 + g3 + g4 = 4,215 (KN/m 2 ) b) Hoạt tải:

Lấy theo TCVN 2737-1995 Để đơn giản xem hoạt tải toàn phần thuộc tải trọng ngắn hạn, bỏ qua thành phần dài hạn, có: p tc = 3(KN/m 2 )  p tt  n p tc  1 , 2 3  3 , 6 ( KN / m 2 ).

VII.3 Xác định nội lực:

Nội lực trong sàn được xác định theo sơ đồ đàn hồi

Ta có: l2/l1 = 6/4 = 1,5 < 2: Sàn làm việc theo 2 phương  Sàn bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

Xác định MI, MII, M1, M2 theo công thức:

+Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

+Moment âm lớn nhất ở trên gối:

Trong đó  1 , 2 , 1 , 2 tra bảng phụ lục 17 sách BTCT1 (phần cấu kiện cơ bản) phụ thuộc vào sơ đồ liên kết và tỉ số l2/l1 qs = g + p = 4,215 + 3,6 = 7,815 (KN/m 2 ) l1 = 4 (m); l2 = 6 (m)

VII.4 Tính toán cốt thép: a) Vật liệu: Bê tông: B25 có Rb = 14,5 MPa = 14500 (KN/m 2 )

Thép :   10: Dùng thép AI có R = R’a = 225000 (KN/m 2 )

  10: Dùng thép AII có Rs = Rsc = 280000 (KN/m 2 ) b) Trình tự tính toán:

Tính như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật b x h: b = 1m; h = hb = 12 (cm)

Tính cốt thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:

Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 0,22% 0,05%

Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép: 100 0,25%

Ta có :  min   max : Thỏa mãn

Tính cốt thép chịu moment dương theo phương cạnh dài:

Lấy a = 2,3 (cm) vì lớp thép này đặt trên lớp thép theo phương cạnh ngắn

Tính cốt thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn:

Tính cốt thép chịu moment âm theo phương cạnh dài:

Lấy a = 2,5 (cm) vì lớp thép này đặt trên lớp thép theo phương cạnh ngắn

 Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

VII.5 Bố trí cốt thép:

- Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định

- Cốt thép lớp trên ở nhịp được bố trí theo cấu tạo

- Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC

Kết quả tính toán cho trong bảng sau:

Kích thước Tải trọng Chiều dày Tỷ số l 2 /l 1

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang : 48 α m ζ A s TT H.lượng ỉ s TT s BT A s CH H.lượng

(cm 2 /m)  TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  BT (%)

Tính toán cốt thép cầu thang bộ 3 vế

Cấu tạo chung

-Chiều cao tầng hầm đến tầng 1 là 3 m

Cầu thang được thiết kế theo kiểu đổ toàn khối, sử dụng loại cốn chịu lực với 3 vế Hai vế thang có chiều rộng 1,35m và được bố trí 6 bậc thang, trong khi vế thang theo chiều dài có chiều rộng 1,4m.

8 bậc thang, hb= 150 mm và b = 300 mm

-Chọn chiều dày bản thang, bản chiếu nghỉ là 80 mm

I.2 Mặt bằng cầu thang tầng hầm:

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang :50

-Lớp vữa lót: δ = 2 cm, γ = 1600 (KG/m 2 )

-Lớp vữa liên kết: δ = 2 cm, γ = 1600 (KG/m 2 )

-Bản bê tông cốt thép: δ = 8 cm, γ = 2500 (KG/m 2 )

-Lớp vữa trát: δ = 1,5 cm, γ = 1600 (KG/m 2 ).

Tính toán bản thang và bản chiếu nghỉ

II.1 Xác định tải trọng:

II.1.1 Tĩnh tải: a) Bản thang:

Tĩnh tải tác dụng lên bản thang gồm:

-Trọng lượng lớp gạch ceramic: ( / 2 )

-Trọng lượng lớp vữa lót: ( / 2 )

-Trọng lượng bậc xây gạch: ( / )

-Trọng lượng bản bê tông cốt thép: g 4 n bt  b (KN/m 2 )

-Trọng lượng lớp vữa liên kết: g 5  n  v  ( KN / m 2 )

-Trọng lượng lớp vữa trát mặt dưới: g 6  n  v  ( KN / m 2 )

Vậy tổng tĩnh tải phân bố trên mặt bản thang là: g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6.

Hệ số vượt tải n được tra cứu theo TCVN 2737-1995, trong đó γc, γv, γbt, γg đại diện cho trọng lượng riêng của gạch ceramic, lớp vữa trát, bê tông và gạch xây bậc Các ký hiệu δc, δv, δb thể hiện chiều dày của lớp gạch ceramic, lớp vữa trát và bản bê tông Bản chiếu nghỉ cũng cần được xem xét trong quá trình thiết kế.

Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ gồm:

-Trọng lượng lớp gạch ceramic: ( / 2 )

-Trọng lượng lớp vữa lót: ( / 2 )

-Trọng lượng bê tông cốt thép: g 3 n bt  b (KN/m 2 )

-Trọng lượng lớp vữa trát : g 4  n  v  ( KN / m 2 )

Vậy tổng tĩnh tải phân bổ trên bề mặt chiếu nghỉ là: g = g1 + g2 + g3 + g4.

Kết quả tải trọng phân bố trên bản thang và bản chiếu nghỉ thành lập bản tính toán

TĨNH TẢI TÁC DUNG LÊN BẢN THANG

Bề dày các lớp vật liệu(mm) γ(KN/m 3 ) Hệ số n gtc-

(KN/m 2 ) gtt(KN/m 2 ) Lớp gạch ceramic 0.17(KN/m 2 ) 1.1 0.233 0.256

Bản bê tông cốt thép 25 1.1 2.000 2.200

TĨNH TẢI TÁC DUNG LÊN CHIẾU NGHỈ

Bề dày các lớp vật liệu(mm) γ(KN/m 3 ) Hệ số n gtc-

(KN/m 2 ) gtt(KN/m 2 ) Lớp gạch ceramic 0.17(KN/m 2 ) 1.1 0.170 0.187

Bản bê tông cốt thép 25 1.1 2.000 2.200

Do chức năng của thang thuộc khu vực chung cư Tra bảng TCVN 2737-1995 có: P tc = 3 KN/m 2  P tt  n P tc  1 , 2 3  3 , 6 ( KN / m 2 )

Vậy tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 của:

II.2 Xác định nội lực:

II.2.1 Bản thang 1 và 2: Bản thang 6 bậc

2000   Do đó, bản thang 1 và 2 làm việc như bản kê 4 cạnh: 1 ngàm (vách cứng), 3 khớp (dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ, cốn thang)

- Gọi Mg theo phương cạnh ngắn: MI.

Mg theo phương cạnh dài : MII.

Mnh theo phương cạnh ngắn: M1

Mnh theo phương cạnh dài : M2

 Xác định MI,MII,M1,M2 theo công thức sau:

4 hệ số α1, α2, β1, β2 tra bảng phụ thuộc vào sơ đồ liên kết của ô sàn và tỉ số l2/l1

-Tính cốt thép: a) Vật liệu:

Bê tông B25 có Rb = 14,5 MPa = 14500 KN/m 2

Cốt thép   10: Dùng thép AI có : R = Ra’ = 225 MPa = 225.10 3 KN/m 2

Cốt thép   10: Dùng thép AII có: Rs = Rsc = 280 MPa = 280.10 3 KN/m 2 b) Trình tự tính toán:

Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật b x h0

Chọn chiều dày lớp bảo vệ là: a = 1,5 (cm)

Chiều cao tính toán : h0 = h – a (cm)

 Với M là mômen tại vị trí tính thép

Kiểm tra điều kiện :  m  R (Tức là

Nếu thỏa mãn thì từ  m tính được  :

Diện tích cốt thép yêu cầu:

A M s s  Nếu  m  R : Tăng kích thước tiết diện hoặc đặt cốt kép Điều kiện chọn AS: +A s ch  A s tt

+Thỏa điều kiện cấu tạo, thuận tiện thi công

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 0,05%

Thường lấy  min 0,1% Và hàm lượng hợp lý từ (0,3-0,9) %

Chọn và bố trí cốt thép chịu lực: Khoảng cách giữa các thanh là: s a

Với: fa là diện tích tiết diện 1 thanh thép

As là diện tích thép yêu cầu b là bề rộng dải bản tính toán

Kết quả tính thép thành lập bảng như sau: Ô bản 1:

Tính thép Chọn thép α m ζ A s TT H.lượng ỉ s TT s BT A s CH H.lượng

SVTH: Võ Thị Mộng Tuyền - Lớp 04X1B Trang :54 α m ζ A s TT H.lượng ỉ s TT s BT A s CH H.lượng

II.2.2 Bản thang 3: Bản thang 8 bậc

Bản làm việc như 1 dầm đơn giản gác lên dầm chiếu nghỉ và vách cứng

Cắt dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn (phương làm việc để xác định nội lực)

Mômen lớn nhất tại nhịp là: 1 , 5 ( )

Mômen lớn nhất tại gối là: 2 , 68 ( )

Ta có :  min   max : Thỏa mãn b) Ở gối:

Tính toán cốn thang

III.1 Xác định tải trọng:

-Chọn tiết diện cốn thang: b x h = 100 x 300(mm)

-Lan can sắt lấy: 25 KG/m

-Tải trọng tác dụng lên cốn gồm:

+Trọng lượng phần bê tông:

+Trọng lượng phần vữa trát:

+Trọng lượng lan can: q 3  n   1 , 2 0 , 25  0 , 3 ( KN / m )

+Do ô bản truyền vào g4: Tùy thuộc vào bản dầm hay bản kê q ht

2   Do đó bản thang làm việc như bản kê 4 cạnh l2 là cạnh bản tính theo phương nghiêng:

Tổng tải trọng tác dụng lên cốn: qc = 0,605 + 0,193 + 0,3 + 5,1 = 6,198 (KN/m)

III.2 Xác định nội lực : qc

III.3 Tính toán cốt thép dọc:

-Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 2,5 cm

Chiều cao tính toán : h0 = h – a = 30 – 2,5 = 27,5 (cm)

Tính dầm chiếu nghỉ

Diện tích cốt thép yêu cầu: 0,458( )

- Chọn 112 có As = 1,131 (cm 2 ) > As tt = 0,458 (cm 2 ) Ở vùng mômen âm đặt 12

1 cấu tạo để buộc cốt đai với cốt dọc chịu lực

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100 0,41% 0,1%

III.4 Tính toán cốt thép đai:

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

Nếu Q max Q b min  b 3 (1 f  n )R bt b.h 0 thì không cần tính toán cốt đai mà chỉ đặt theo cấu tạo

Trong đó:  f 0 vì tiết diện cốn thang đang xét là tiết diện chữ nhật

 n  0 vì không có lực nén hoặc lực kéo

 b 3  0 , 6 đối với bê tông nặng

Vậy không cần tính cốt đai cho cốn thang, chỉ cần đặt theo cấu tạo 1 nhánh 150

-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng: Điều kiện: Q max  0 , 3 w 1  b 1 R b b h 0

Vậy 0 , 3 sw 1  b 1 R b b h 0  0 , 3 1 , 066 0 , 855 14500 0 , 1 0 , 275  109 ( KN )  6 , 2 ( KN ). Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì cốn thang đủ khả năng chịu cắt

IV.Tính toán dầm chiếu nghỉ:

IV.1 Xác định tải trọng:

-Chọn tiết diện dầm chiếu nghỉ: 0,3( ).

-Tải trọng tác dụng lên dầm gồm: a) Tải trọng phân bố đều:

+Trọng lượng bê tông: q 1  n  b ( h  h b )  1 , 1 25 0 , 2 ( 0 , 3  0 , 08 )  1 , 21 ( KN / m ) +Trọng lượng vữa trát:

Tại vị trí đỡ bản thang 6 bậc cấp: q 31  q cn l 1 / 2  6 , 715 1 , 6 / 2  5 , 372 ( KN / m ) Tại vị trí đỡ bản thang 8 bậc cấp: q 32  q b l 1 / 2  8 , 36 1 , 6 / 2  6 , 688 ( KN / m ) +Do ô bản 1 và 2 truyền vào:

Tại vị trí đỡ bản thang 6 bậc cấp:

+Do trọng lượng tay vịn lan can: q 5  n   1 , 2 0 , 25  0 , 3 ( KN / m )

Tổng tải trọng phân bố ở phần dần nằm ngang: q pb 1 q 1 q 2 q 31 q 41 1,210,25,3724,1510,932(KN/m)

Tổng tải trọng phân bố ở phần dầm nằm nghiêng: q pb 1 q 1 q 2 q 32 q 42 1,210,26,6880,38,398(KN/m) b) Tải trọng tập trung do cốn truyền vào:

IV.2 Xác định nội lực:

IV.3 Tính cốt thép dọc:

IV.3.1 Trong vùng mômen âm:

Chọn chiều dày lớp bảo vệ của dầm là: a = 2,5 (cm)

Chọn 318 có As = 7,63 (cm 2 ) > As tt = 7,62 (cm 2 )

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100 1,38% 0,1%

IV.3.2 Trong vùng mômen dương:

Chọn chiều dày lớp bảo vệ của dầm là: a = 2,5 (cm)

Chọn 214 có As = 3,08 (cm 2 ) > As tt = 2,12 (cm 2 )

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100 0,56% 0,1%

IV.4 Tính cốt thép đai:

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

Nếu Q max Q b min  b 3 (1 f  n )R bt b.h 0 thì không cần tính toán cốt đai mà chỉ đặt theo cấu tạo

Trong đó:  f 0 vì tiết diện cốn thang đang xét là tiết diện chữ nhật

 n  0 vì không có lực nén hoặc lực kéo

 b 3  0 , 6 đối với bê tông nặng

Vậy phải cần tính cốt đai cho dầm chiếu nghỉ như sau:

Tính Mb: Mb = b 2  ( 1  f  n ) R bt bh 0 2

b2: Hệ số xét đến ảnh hưởng của các loại bêtông; b2 = 2 (Bêtông nặng)

n: Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục: n = 0 (Lực dọc không kể đến).

f: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T và chữ I

f = 0 (do tại gối B tiết diện tính toán là hình chữ nhật)

Suy ra: Mb = b 2  ( 1  f  n ) R bt bh 0 2 = 31,76 (KN.m) q1 = 12,73 (KN/m) Tính : Qb1 = 2 M b q 1 = 2 31 , 76 12 , 73= 40,21 (KN)

Lấy qsw = 32,25(KN/m) ,tiếp tục kiểm tra :

 h Với Qbmin = 34,7 (KN) qsw = 32,25 (KN/m) min

 h = 45(KN/m) (Không thõa mãn) Vậy phải tính lại qsw theo công thức:

Với đai ỉ6 hai nhỏnh, khoảng cỏch khu vực gần gối tựa : s sw sw sw q

(Đảm bảo yêu cầu cấu tạo của cốt thép đai gần khu vực gối tựa)

Kết luận : Chọn ỉ6 hai nhỏnh , s = 100 (mm) ở khu vực gần gối tựa

Chọn ỉ6 hai nhỏnh , s = 150 (mm) ở khu vực giữa nhịp

-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng: Điều kiện: Q max  0 , 3 w 1  b 1 R b b h 0

Vậy0 , 3 sw 1  b 1 R b b h 0  0 , 3 1 , 066 0 , 855 14500 0 , 2 0 , 275  180 , 36 ( KN )  57 , 95 ( KN ). Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì cốn thang đủ khả năng chịu cắt

Dầm chiếu nghỉ có cốn thang gác lên tạo ra tải trọng tập trung tại vị trí đó, do đó cần phải tính toán cốt treo tăng cường để đảm bảo tính an toàn và độ bền cho công trình.

Sử dụng cốt đai 6 với 2 nhánh, cốt treo được bố trí dưới dạng cốt đai Vì dầm có dạng gãy khúc, nên cần tính toán diện tích cần thiết để đảm bảo chịu được hợp lực trong các thanh cốt dọc không được neo, đồng thời phải chịu không dưới 35% hợp lực trong các thanh cốt dọc đã được neo trong vùng nén.

-Điều kiện:  R sw A sw cos   ( 2 A s 1  0 , 7 A s 2 ) R s cos  2

Với: As1 là diện tích các thanh cốt dọc không được neo trong vùng nén

As2 là diện tích các thanh cốt dọc đã được neo trong vùng nén

 là góc đổi hướng của dầm (Theo bản vẽ kết cấu   153 0 )

 là góc hợp bởi đường phân giác của góc đổi hướng dầm với phương cốt đai(  13 0 )

-Xác định diện tích cốt treo cần thiết cho 1 bên:

Rs = 280000(KN/m 2 ): Cường độ của cốt thép dọc 18 loại AII

Rsw = 175000 (KN/m 2 ): Cường độ của cốt thép treo 6 loại AII

-Số lượng đai cần thiết cho mỗi bên là: 3 , 7

-Số lượng cốt treo tính toán phải được bố trí trong đoạn :

Để đảm bảo yêu cầu cấu tạo của cốt đai tại vị trí nối cốt thép, cần bố trí cốt treo cụ thể Tại vị trí gãy khúc không nối, sử dụng 4 đai 6a 50 mỗi bên và 1 đai chính giữa, tổng cộng 9 đai Đối với vị trí có nối thép, bố trí 5 cốt đai mỗi bên và 1 cốt đai chính giữa, tổng cộng 11 đai.

Tính toán dầm chiếu tới

-Chọn kích thước dầm chiếu tới: 0,3( )

-Xác định tải trọng tác dụng lên dầm: a) Tải trọng phân bố đều:

+Trọng lượng bê tông: q 1  n  b ( h  h b )  1 , 1 25 0 , 2 ( 0 , 3  0 , 08 )  1 , 21 ( KN / m )

+Do bản sàn truyền vào:

Ta có: l2/l1 = 6/4 = 1,5

Tiêu đề	Chung cư LICOGI – Thành Phố Hà Nội
Tác giả	Võ Thị Mộng Tuyền
Người hướng dẫn	KTS. Tô Văn Hùng, KS. Nguyễn Thạc Vũ, KS. Phan Quang Vinh
Trường học	Đại học Bách Khoa
Chuyên ngành	Xây dựng DD-CN
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	278
Dung lượng	10,98 MB