Để thoả mãn các yêu cầu đó, các phương án kết cấu cho các bộ phận chính của ngôi nhà được đề xuất như sau: Phần thân công trình: Do công trình là nhà cao tầng với độ cao vừa phải, lại có
Trang 1MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
PHẦN I KIẾN TRÚC GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 3
1 TÊN CÔNG TRÌNH: CHUNG CƯ CAO TẦNG VINAMAX- T.P VINH 3
2 CHỦ ĐẦU TƯ: TỔNG CÔNG TY ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN NHÀ HÀ NỘI 3
3 CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH 4
4 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA CÔNG TRÌNH 6
PHẦN II KẾT CẤU CHƯƠNG 1 : GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 9
1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU 9
2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO NHÀ CAO TẦNG 9
3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU TỔNG THỂ 10
4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU SÀN 11
5 CHỌN TIẾT DIỆN DẦM: 12
CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 15
1 MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH: 15
2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 15
3 XÉT SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC Ô SÀN: 17
4 TÍNH TOÁN NÔI LỰC CÁC Ô LÀM VIỆC 2 PHƯƠNG 18
5 ĐỐI VỚI CÁC Ô SÀN LÀM VIỆC 1 PHƯƠNG: 19
6 BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN: 19
1.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 20
Trang 22.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC 31
3.TÍNH CỐT THÉP DẦM VÀ CỘT 34
CHƯƠNG 4: TÍNH CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 41
1 SƠ ĐỒ TÍNH CẦU THANG: 41
2 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 41
3 TÍNH CỐT THÉP BẢN CHIẾU NGHỈ: 43
4 TÍNH CỐT THÉP DẦM CHIẾU NGHỈ (DCN): 44
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÓNG KHUNG K7 46
1.ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN 46
2.TÍNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI 47
3.TÍNH MÓNG M1 CHO CỘT C1 VÀ C23 51
4.TÍNH MÓNG M2 58
Trang 3PHẦN III THI CÔNG
CHƯƠNG 1: THI CÔNG PHẦN NGẦM 67
1.TRÌNH TỰ THI CÔNG CÁC DẠNG CÔNG TÁC PHẦN NGẦM 67
2 LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 67
CHƯƠNG 2:THI CÔNG PHẦN THÂN 83
2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP PHẦN THÂN, MÁI 83
3 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 86
CHƯƠNG 3 : TỔ CHỨC THI CÔNG 139
1 MỤC DICH,Ý NGHIA CỦA THIẾT KẾ VA TỔ CHỨC XAY DỰNG 139
2 NỘI DUNG, NGUYÊN TẮC CHÍNH TRONG THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
139
3 LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG 140
4 THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG XÂY DỰNG 141
5 AN TOÀN LAO ĐỘNG 151
Trang 4PHẦN I: KIẾN TRÚC 1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay đất nước ta bước vào giai đoạn mới, giai đoạn công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, giai đoạn hội nhập kinh tế quốc tế; đòi hỏi mỗi người phải trau dồi phẩm chất cũng như kiến thức chuyên môn của mình, đặc biệt là thế hệ trẻ như chúng ta Để sau khi rời ghế nhà trường đi vào thực tiễn sản xuất trở thành một người thực sự làm việc tốt thì nền tảng phải bắt đầu từ ngày hôm nay
Đồ án tốt ngiệp là phần cuối cùng trong chương trình đào tạo kỹ sư Xây dựng dân dụng và công nghiệp Đây là đồ án tổng hợp hầu hết tất cả các kiến thức cơ
sở ngành và chuyên ngành xây dựng đã được nghiên cứu trước đây
Với thời gian không nhiều và kiến thức cũng như kinh nghiệm còn hạn chế nên trong đồ án này còn nhiều vấn đề sai sót mong các thầy giáo, các bạn sinh viên bổ sung góp ý để đề tài hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm thầy cô và các
bạn!
BD, ngày 06/10/2015
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Trọng Nhật
Trang 5PHẦN I: KIẾN TRÚC 2
PHẦN I KIẾN TRÚC
Giáo viên hướng dẫn: Ths.Ks.Trần Đăng Bảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trọng Nhật
Trang 6PHẦN I: KIẾN TRÚC 3
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1 TÊN CÔNG TRÌNH: CHUNG CƯ CAO TẦNG VINAMAX- T.P VINH
2 CHỦ ĐẦU TƯ: TỔNG CÔNG TY ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN NHÀ HÀ NỘI
2.1 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG
- Nhằm mục đích phục vụ nhu cầu nhà ở và siêu thị của người dân thành phố Vinh ngày một tăng, công trình được xây dựng tại khu đô thị mới Nghi Phú, Thành phố Vinh Do đó, kiến trúc công trình đòi hỏi không những đáp ứng được đầy đủ các công năng sử dụng mà còn phù hợp với kiến trúc tổng thể khu đô thị nơi xây dựng công trình và phù hợp với qui hoạch chung của thành phố
- Theo dự án, công trình là nhà thuộc loại cao tầng trong khu vực, cho các hộ gia đình có thu nhập trung bình mua gồm 9 tầng nổi, 01 tầng hầm và 01 tầng mái, toàn bộ
lô đất có dạng hình chữ nhật, diện tích là 4200 m2
+ Tầng hầm có cốt nền - 3.900m , gồm các gara ô tô, gara xe máy, các hộp kĩ thuật và hộp rác Diện tích tầng hầm: 1201,5m2
+ Tầng 1, 2 gồm sảnh và các ki-ốt bán hàng phục vụ sinh hoạt của toàn nhà Diện tích tầng 1,2: 1180 m2
+ Các tầng từ tầng 3 đến tầng 9 mỗi tầng gồm 8 căn hộ khép kín Trong một tầng có 3 loại căn hộ (Căn hộ B1, B2, B3) Mỗi căn hộ có 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, một bếp nấu + phòng ăn, các phòng vệ sinh và 2 ban công Diện tích căn hộ loại B1 là: 104.8m2, diện tích căn hộ loại B2 là: 110m2, diện tích căn hộ loại B3 là: 101m2.Diện tích tầng điển hình 3- 9: 1102m2
+ Tầng mái gồm hệ thống kỹ thuật và tum thang máy, bể nước
+ Chiều cao của toàn nhà tính từ mặt đất tự nhiên là: 32.7 M
+ Về cấp công trình có thể xếp công trình vào loại “ Nhà nhiều tầng loại III ” (cao dưới 40m)
2.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG
Khu đô thị mới Nghi Phú– T.P Vinh :
+ Tây Nam và Đông Nam giáp đường nội bộ khu vực
+ Đông Bắc và Đông Bắc giáp công trình khác
Trang 7Mặt bằng của công trình là 1 đơn nguyên liền khối đối xứng, mặt bằng hình chữ nhật và có nhiều ban công tăng diện tích tiếp xúc của nhà với thiên nhiên Công trình gồm 9 tầng, 1 tầng hầm và 1 tầng mái :
+ Tầng 1, 2 gồm: sảnh dẫn lối vào, các phòng chức năng, khu vực siêu thị
+ Tầng 3 đến tầng 9 là các tầng dùng để ở, mỗi tầng gồm 8 căn hộ (Gồm 2 căn hộ loại B1, 4 căn hộ loại B2 và 2 căn hộ loại B3), mỗi căn hộ có 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, 3 phòng vệ sinh với B1 và B2, 2 vệ sinh đối với B3, phòng bếp + ăn , 2 ban công Diện tích cụ thể của từng loại căn hộ như sau:
Sàn các phòng ở được lát gạch men, trần quét sơn, ở những nơi có đường ống kỹ thuật dùng trần nhựa để che, sàn các phòng kỹ thuật dùng sơn chống bụi Trên cùng gồm tum thang máy, hộp kỹ thuật và hệ thống chống nóng, cách nhiệt và bể nước mái Mỗi tầng có hai phòng thu gom rác thải từ trên tầng xuống Việc bố trí hai cầu thang
bộ hai bên đầu nhà và 1 cầu thang bộ giữa nhà cùng với 3 chiếc thang máy là nhằm cho việc giao thông theo phương đứng thuận tiện, dễ dàng trong giai đoạn thi công, sử dụng hay khi có sự cố bất thường xảy ra
Trang 8PHẦN I: KIẾN TRÚC 5
3.2 GIẢI PHÁP MẶT ĐỨNG
- Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần để tạo thành quần thể kiến trúc đẹp trong quy hoạch chung của khu đô thị Mặt đứng của công trình được trang trí trang nhã, hiện đại với hệ thống cửa kính khung nhôm tại các căn phòng Với các căn hộ có hệ thống cửa sổ mở ra không gian rộng làm tăng tiện nghi tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng, việc tạo không gian lõm ở giữa nhà tạo không gian thông thoáng cho 2 căn hộ B3 Giữa căn hộ ngăn bởi tường xây 220, giữa các phòng trong một căn hộ được ngăn bởi tường 110, trát vữa xi măng hai mặt và lăn sơn 3 nước theo chỉ dẫn kỹ thuật
- Hình thức kiến trúc của công trình mạch lạc, rõ ràng Công trình bố cục chặt chẽ và quy mô phù hợp chức năng sử dụng góp phần tham gia vào kiến trúc chung của toàn thể khu đô thị Tầng 1,2 có mặt bằng rộng hơn tạo thêm không gian làm việc vừa tránh
sự đơn điệu theo 1 chiều Đồng thời các phòng đều có ban công nhô ra phía ngoài, các ban công này đều thẳng hàng theo tầng tạo nhịp điệu theo phương đứng
3.3 GIẢI PHÁP MẶT CẮT
Cao độ của tầng 1 là 4,8m, cao độ của tầng 2 là 4,5m thuận tiện cho việc sử dụng làm siêu thị cần không gian sử dụng lớn mà vẫn đảm bảo nét thẩm mĩ nên trong các tầng này có bố trí lắp thêm các tấm trần nhựa Đài Loan, để che hệ thống dầm đỡ đồng thời còn tạo ra nét hiện đại trong việc sử dụng vật liệu Từ tầng 3 trở đi cao độ các tầng
là 3.3m không lắp trần giả do các tầng dùng làm nhà ở cho các hộ dân có thu nhập trung bình nên không yêu cầu quá cao về thẩm mĩ Mỗi căn hộ đều có 1 cửa ra vào 1500x2250 chính đặt ở hành lang giữa rộng 2.9m, cửa ra vào của các căn phòng là loại cửa 1 cánh 800x1900, các phòng ngủ đều có cửa sổ 1200x1800 và lối đi thuận tiện dẫn
ra ban công để nhằm tăng thêm sự tiện nghi cho cuộc sống, sự tiếp xúc với thiên nhiên của mọi người
3.4 CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA CÔNG TRÌNH
Công trình xây dựng muốn đạt hiệu quả kinh tế thì điều đầu tiên là phải lựa chọn cho
nó một sơ đồ kết cấu hợp lý Sơ đồ kết cấu này phải thỏa mãn được các yêu cầu về kiến trúc, khả năng chịu lực, độ bền vững, ổn định cũng như yêu cầu về tính kinh tế
Để thoả mãn các yêu cầu đó, các phương án kết cấu cho các bộ phận chính của ngôi nhà được đề xuất như sau:
Phần thân công trình: Do công trình là nhà cao tầng với độ cao vừa phải, lại có bố trí thang máy ở vị trí khá cân xứng nên hệ kết cấu phù hợp và kinh tế nhất là kết cấu khung và lõi kết hợp chịu lực
Trang 9PHẦN I: KIẾN TRÚC 6
Kết cấu móng: Công trình có tải trọng lớn, lại nằm trên nền đất khá yếu nên lựa chọn phương án móng cọc khoan nhồi cho phần móng công trình
Cách lựa chọn các phương án trên sẽ được trình bày cụ thể hơn ở phần kết cấu
4 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA CÔNG TRÌNH
+ Tuyệt đối không đặt gần nơi có thể phát sinh hỏa hoạn
+ Dễ dàng sử dụng cũng như sửa chữa khi có sự cố
+ Phù hợp với giải pháp Kiến trúc và Kết cấu để đơn giản trong thi công lắp đặt, cũng như đảm bảo thẩm mỹ công trình
Với những yêu cầu đó, giải pháp cung cấp điện cho công trình là sử dụng mạng điện thành phố qua trạm biến áp riêng, ngoài ra còn có một trạm phát điện dự phòng đặt ở tầng hầm để đảm bảo việc cấp điện được liên tục
Hệ thống điện được thiết kế theo dạng hình cây Bắt đầu từ trạm điều khiển trung tâm,
từ đây dẫn đến từng tầng và tiếp tục dẫn đến toàn bộ các phòng trong tầng đó Để tiện cho việc quản lý theo dõi, mỗi tầng được bố trí một tủ điện riêng và có một tủ điện chung cho điện chiếu sáng, thang máy, cứu hoả v.v
4.2 HỆ THỐNG NƯỚC
Sử dụng nguồn nước từ hệ thống cung cấp nước của Thành phố được chứa trong bể ngầm riêng sau đó cung cấp đến từng nơi sử dụng theo mạng lưới được thiết kế phù hợp với yêu cầu sử dụng cũng như các giải pháp Kiến trúc, Kết cấu
Tất cả các khu vệ sinh và phòng phục vụ đều được bố trí các ống cấp nước và thoát nước Đường ống cấp nước được nối với bể nước ở trên mái Tại tầng hầm có bể nước
dự trữ và nước được bơm lên tầng mái Toàn bộ hệ thống thoát nước trước khi ra hệ thống thoát nước thành phố phải qua trạm xử lý nước thải để nước thải ra đảm bảo các tiêu chuẩn của ủy ban môi trường thành phố
Hệ thống thoát nước mưa có đường ống riêng đưa thẳng ra hệ thống thoát nước thành phố Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế riêng biệt gồm một trạm bơm tại tầng hầm, một bể chứa riêng trên mái và hệ thống đường ống riêng đi toàn bộ ngôi nhà Tại các tầng đều có các hộp chữa cháy đặt tại hai đầu hành lang, cầu thang
Trang 10PHẦN I: KIẾN TRÚC 7
4.3 HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHIẾU SÁNG
Công trình được thông gió tự nhiên bằng các hệ thống cửa sổ, khu cầu thang và sảnh giữa, đảm bảo các nguyên tắc kiến trúc cơ bản Mỗi căn hộ đều có ít nhất 2 ban công và 2 cửa sổ đảm bảo tác dụng thông gió và chiếu sáng cho công trình, các khu vệ sinh đều có quạt thông gió Hệ thống chiếu sáng công cộng được thiết kế hợp lý, có thể chiếu sáng các khu vực cần thiết khi ánh sáng tự nhiên không đảm bảo
4.4 HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng những nơi có khả năng gây cháy cao như nhà bếp, nguồn điện Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy
Mỗi tầng đều có bình đựng Canxi Cacbonat và axit Sunfuric có vòi phun để phòng khi hoả hoạn
Các hành lang cầu thang đảm bảo lưu lượng người lớn khi có hỏa hoạn, 1 thang bộ được bố trí cạnh thang máy, 2 thang bộ bố trí tại hai đầu hồi có kích thước phù hợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hoả hoạn hay các sự cố khác
Các bể chứa nước trong công trình đủ cung cấp nước cứu hoả trong 2 giờ Khi phát hiện có cháy, phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịp thời kiểm soát khống chế hoả hoạn cho công trình
4.5 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THUỶ VĂN
Công trình nằm ở Vinh, nhiệt độ bình quân trong năm là 270C , chênh lệch nhiệt
Trang 11PHẦN II: KẾT CẤU 8
PHẦN II KẾT CẤU
Giáo viên hướng dẫn: Ths.Ks.Trần Đăng Bảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trọng Nhật
Trang 12CHƯƠNG I: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 9
CHƯƠNG 1 : GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU
- TCVN 2737-1995 : Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động
- TCVN 356 – 2005 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
- TCVN 375 – 2006 : Thiết kế công trình chịu động đất
- TCXD198 – 1997 : Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối
- TCVN 5574-1991 : Tiêu chuẩn thiết kế bê tông
- TCVN 205-1998 : Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc
- Kết cấu bêtông cốt thép ( phần kết cấu nhà cửa) – GS TS Ngô Thế Phong, Pts Lý Trần Cường, Pts Trịnh Kim Đạm, PGS Nguyễn Lê Ninh
- Kết cấu bêtông cốt thép Phần cấu kiện cơ bản – PGS Phan Quang Minh ,GS Ngô Thế Phong ,GS Nguyễn Đình Cống
- Lý thuyết nén lệch tâm xiên dựa theo tiêu chuẩn Anh BS8110-1985 do GS Nguyễn Đình Cống biên soạn và cải tiến theo TCVN 5574 – 1991
2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO NHÀ CAO TẦNG
3.1 2.1 đặc điểm thiết kế nhà cao tầng :
+ Tải trọng ngang
Một nhân tố chủ yếu trong thiết kế nhà cao tầng là tải trọng ngang, vì tải trọng ngang gây ra nội lực và chuyển vị lớn Nếu xem công trình như là một thanh công xôn ngàm tại mặt đất thì lực dọc tỉ lệ với chiều cao, mômen tỉ lệ với chiều cao :
M = P x H ( tải trọng tập trung), M = q x H2/2 ( tải trọng phân bố đều)
Chuyển vị do tải trọng ngang tỉ lệ với chiều cao:
u = P x H3/3EJ ( tải trọng tập trung) ; u = q x H4/8EJ ( tải trọng phân bố)
+ Hạn chế chuyển vị
Trong thiết kế kết cấu, không chỉ yêu cầu kết cấu đủ khả năng chịu lực mà còn đủ độ cứng cho phép để hạn chế chuyển vị ngang
+ Giảm trọng lượng bản thân
Xét từ sức chịu tải của nền đất: làm giảm áp lực tác dụng xuống nền đất và hệ móng Xét về mặt dao động: sẽ làm giảm khối lượng dao động nên giảm tác động của gió và động đất
Xét về mặt kinh tế và kiến trúc: sẽ làm tiết kiệm vật liệu, giảm giá thành công trình bên cạnh đó còn tăng được không gian sử dụng
Trang 13CHƯƠNG I: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 10
3.2 Giải pháp về vật liệu :
Bêtông cốt thép là loại vật liệu được sử dụng chính cho các công trình xây dựng trên thế giới Kết cấu bêtông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bêtông và tính chịu kéo của cốt thép nhờ sự làm việc chung giữa chúng Tuy nhiên vật liệu bêtông cốt thép sẽ đòi hỏi kích thước cấu kiện lớn, tải trọng bản thân của công trình tăng nhanh theo chiều cao khiến cho việc lựa chọn các giải pháp kết cấu để xử lý là phức tạp Do đó kết cấu bêtông cốt thép thường phù hợp với các công trình dưới 30 tầng
3.3 Giải pháp về hệ kết cấu khung chịu lực :
- Hệ khung thông thường bao gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng đứng bằng các nút cứng Kết cấu này chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục của khung cứng phụ thuộc vào độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này không được phép có biến dạng góc Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chịu lực của từng dầm và từng cột
- Hệ kết cấu này rất thích hợp với những công trình đòi hỏi sự linh hoạt trong công năng mặt bằng, nhất là những công trình như khách sạn Nhưng có nhược điểm là kết cấu dầm sàn thường dày nên có chiều cao các tầng nhà thường phải lớn
3.4 Lựa chọn phương pháp tính
Mặt bằng nhà có tỷ lệ L 2
B = Nên em chọn sơ đồ tính theo khung không gian
Phân tích nội lực ta dùng Etabs 9.7 là một chương trình mạnh đối với kết cấu nhà cao tầng và được dùng tương đối phổ biến hiện nay ở nước ta
3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU TỔNG THỂ
Fb : Diện tích tiết diện ngang của cột
K : Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen = 1,2-1,5
Chọn K= 1,2
Rn: Cường độ chịu nén của bê tông Rn=145 kG/cm2
N :Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột,
N = S n q
Diện truyền tải vào cột giữa
S : Diện tích chịu tải của cột
q : Tải trọng sơ bộ tính toán trung bình trên 1m2 sàn = 1T/m2
Trang 14CHƯƠNG I: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 11
n : số tầng nhà =9
Tính toán theo cột có diện chịu tải lớn nhất(cột giữa):
N = S n q= 6,6.7,5.9.1= 445.5 (T)
2445500
+Sàn sườn toàn khối :Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm chính, phụ và bản sàn
- Ưu điểm: Lý thuyến tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công
- Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng
+ Sàn sườn kiểu ô cờ : Chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng trong phòng
- Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho bố trí mặt bằng
- Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí cũng
sẽ tăng cao vì kích thước dầm rất lớn
=> Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của từng loại phương án kết cấu sàn trên em
lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối cho công trình
Kích thước ô sàn lớn nhất là (5,4x5,7)m là bản kê bốn cạnh ,ta có công thức sơ bộ chiều dày sàn : h b D.l
m
= ( với l là cạnh ngắn của ô bản) Với bản kê bốn cạnh: m = 40 ¸ 45 => chọn m = 45
D = 0,8 ¸ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng => chọn D = 1
Trang 15CHƯƠNG I: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 12
* Các dầm phụ theo phương dọc nhà lấy thống nhất bxh = 22x50 (cm)
* Các dầm bo xung quanh ban công và lôgia lấy thống nhất bxh = 22x35 (cm)
*) Chiều rộng dầm khung theo phương ngang nhà:
Trang 16CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SÀN 15
CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
S8 3.18 3.90 2701 19.44 138.95 S10 3.18 4.90 3394 20.04 169.36
Trang 17CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SÀN 16
Trang 18CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SÀN 17
SV1 4.2 4.5 1.07 Bản 2 phương SV2 3.9 4.5 1.15 Bản 2 phương SV3 3.6 4.5 1.25 Bản 2 phương SV4 2.1 3.3 1.57 Bản 2 phương BC1 1.8 7.5 4.17 Bản 1 phương BC2 1.8 4.2 2.33 Bản 1 phương BC3 1.8 4.5 2.50 Bản 1 phương BC4 1.8 5.4 3.00 Bản 1 phương HL1 3.9 4.2 1.08 Bản 2 phương HL2 3.9 6.6 1.69 Bản 2 phương
Do mỗi loại sàn có kích thước tương đương nhau nên ta chỉ tính toán cho ba ô sàn điển hình cú kích thước lớn nhất của tầng điển hình ( đó kí hiệu trong mặt bằng kết cấu ) Các ô sàn còn lại tính tóan tương tự bằng cách lập bảng
Trang 19CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SÀN 18
4 TÍNH TOÁN NÔI LỰC CÁC Ô LÀM VIỆC 2 PHƯƠNG
- Mômen lớn nhất ở nhịp :
+Theo phương cạnh ngắn l1: M1 = mi1 ´P +Theo phương cạnh dài l2: M2 = mi2 ´P
Với P= (gtt+qtt)´l1 ´l2
4.3 *Tính cốt thép:
- Chia sàn thành các dải có bề rộng b = 100cm và
tính toán cốt thép như dầm chịu uốn
- Dựng thép loại AI cú Rs= 2250 kG/cm2, Bê tông
M
b
m =
- Kiểm tra điều kiện hạn chế am £ aR Tra bảng E-2 (TCXDVN 5574 – 2012)
đối với bê tông B25, thép AI, hệ số điều kiện làm việc của bê tông gb2 = 1 có hệ số aR
= 0,427
Nếu am ³ aR Tính tóan hệ số: z = 0,5[1+ 1-2am]
Diện tích cốt thép trong phạm vi dải bề rộng b = 100cm:
o s
s
h R
M A
Trang 20CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SÀN 19
- Nếu am ³ aR thì phải tăng kích thước tiết diện, tăng cấp độ bền chịu nén của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế am £ aR
5 ĐỐI VỚI CÁC Ô SÀN LÀM VIỆC 1 PHƯƠNG:
với l là nhịp của ô sàn theo phương bố trí thép chịu mômen âm)
- Với thép dương : Ta bố trí đúng như kết quả đó tính tóan với khoảng cách thộp
dương ngàm vào dầm lớn hơn 15d ( d : là đường kính cốt thép )
- Thép cấu tạo CT ở trên, đặt vuông góc với thép mũ lấy þ 6a250
Trang 21CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 20
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 7
1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH
1.1 Cơ sở để xác định tải trọng
- Căn cứ vào cấu tạo kiến trúc và kích thước cấu kiện để xác định tĩnh tải tác dụng
lên công trình
- Căn cứ vàoTiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động để
xác định các hệ số vượt tải, tính hoạt tải, tải trọng gió
- Căn cứ vào TCVN 229:1999 – Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng
gió
1.2 Xác định tải trọng đơn vị
1.1.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và hoạt tải trên sàn
1.1.1.1 Tải trọng thường xuyên phân bố đều trên sàn
Dựa vào cấu tạo các loại sàn (xem bản vẽ kiến trúc), tính toán trọng lượng bản
thân các loại sàn tính theo công thức: gi=ni.g i.hi
Bảng 2.1 Tính tải trọng phân bố trên các lớp sàn
Sàn mái
Các lớp sàn g (Kg/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Trang 22CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 21
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Trang 23CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 22
Các lớp sàn g (Kg/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Trang 24CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 23
Các lớp sàn g (Kg/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Hành lang, chiếu nghỉ, chiếu tới
Các lớp sàn g (Kg/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m2)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m2)
Tải cầu thang bên
Các lớp sàn g (T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* Bản sàn bê tông chịu lực 2.500 100 250 1,1 275
* Granitô lát mặt bậc 2.000 20 40 1,3 52
* Bậc gạch 1.800 150 270 1,1 297
* Lớp vữa lót, trát trần 1.800 35 63 1,3 82
* Hoạt tải thang ( phân bố trên mặt chéo thang ) 300 1,2 360
Trang 25CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 24
Tải cầu thang giữa
Các lớp sàn g (T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* Bản sàn bê tông chịu lực 2.500 100 250 1,1 275
* Granitô lát mặt bậc 2.000 20 40 1,3 52
* Bậc gạch 1.800 170 306 1,1 337
* Lớp vữa lót, trát trần 1.800 35 63 1,3 82
* Hoạt tải thang ( phân bố trên mặt chéo thang ) 300 1,2 360
1.1.1.2 Trọng lượng bản thân tường
Tường ngăn giữa các đơn nguyên và tường bao che dày 220mm, tường ngăn trong các
phòng, tường vệ sinh trong nội bộ 1 đơn nguyên dày 110mm; gạch xây bằng gạch đặc
có g =1800Kg/m3(cộng thêm 3cm vữa trát 2 bên)
Bảng 2.2 Tính tải trọng phân bố đều trên dầm
Tải trọng tường xây 220
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 146 1,3 190
* Gạch xây 1.800 220 1.069 1,1 1.176
Trang 26CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 25
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 227 1,3 295
* Gạch xây 1.800 220 1.663 1,1 1.830
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 211 1,3 274
* Gạch xây 1.800 220 1.544 1,1 1.699
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 162 1,3 211
* Gạch xây 1.800 110 594 1,1 653
Tải trọng tường xây 110
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 146 1,3 190
Trang 27CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 26
* Gạch xây 1.800 110 535 1,1 588
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 227 1,3 295
* Gạch xây 1.800 110 832 1,1 915
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 211 1,3 274
* Gạch xây 1.800 110 772 1,1 849
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 162 1,3 211
* Gạch xây 1.800 110 594 1,1 653
Trang 28CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 27
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 151 1,3 197
* Gạch xây 1.800 220 1.109 1,1 1.220
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 232 1,3 302
* Gạch xây 1.800 220 1.703 1,1 1.873
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 216 1,3 281
* Gạch xây 1.800 220 1.584 1,1 1.742
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 167 1,3 218
* Gạch xây 1.800 110 614 1,1 675
Trang 29CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 28
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 151 1,3 197
* Gạch xây 1.800 110 554 1,1 610
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 227 1,3 295
* Gạch xây 1.800 110 832 1,1 915
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 216 1,3 281
* Gạch xây 1.800 110 792 1,1 871
Các lớp g
(T/m3)
Chiều dày lớp ( mm )
Tải trọng tiêu chuẩn ( Kg/m3)
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính toán ( Kg/m3)
* 2 lớp trát 1.800 30 167 1,3 218
* Gạch xây 1.800 110 614 1,1 675
Trang 30CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 29
1.1.1.3 Tải trọng bể nước mái
1 Đáy bể: 2500*6.9*8.7*0.2 30015 1.1 33017 Vữa trát: 1800*6.9*8.7*0.015*2 3242 1.3 4215
2
Thành bể: 2500*(6.9 + 8.7)*0.3*3*2 35100 1.1 38610 Vữa trát:
1800 *(6.9 +8.7)*0.015*3*4 5054 1.3 6570
3
Nắp Bể:
2500*(6.9*8.7 - 0.8*0.8)*0.2 29695 1.1 32665 Vữa trát:
1800*(6.9*8.7 - 0.8*0.8)*0.015*2 3192 1.3 4150
4 Nước trong bể (bể đầy):
Sau khi có tải trọng của bể ta đưa về tải trọng phân bố đều trên sàn đỡ bể nước
Tải trọng phân bố đều trên sàn:
gtt= 287626/130,5=2204kG/m2=2,204T/m2
Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-95 Vì công trình có chiều cao nhỏ (H <40,0m), do đó công trình không tính toán đến thành phần gió động
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng phân bố đều trên một đơn vị diện tích được xác định theo công thức sau:
Wtt = n.Wo.k.c
n - Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió n = 1.2
Wo - Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió Theo TCVN 2737-1995, khu vực TP Vinh thuộc vùng III-B có Wo = 125 kG/m2
k - Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình, hệ số k tra theo bảng 5 TCVN 2737-1995 Địa hình dạng B
Trang 31CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 30
c - Hệ số khí động, lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737-1995, phụ thuộc vào
hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió Với công trình có hình khối chữ
nhật, bề mặt công trình vuông góc với hướng gió thì hệ số khí động đối với mặt đón
gió là c = 0,8 và với mặt hút gió là c = 0,6
Áp lực gió thay đổi theo độ cao của công trình theo hệ số k Để đơn giản trong tính
toán, trong khoảng mỗi tầng ta coi áp lực gió là phân bố đều, hệ số k lấy là giá trị ứng
với độ cao của sàn tầng nhà Ta quy áp lực gió tĩnh về lực phân bố đều q (kG/m) trên
các cột theo bề rộng đón gió Giá trị hệ số k và áp lực gió phân bố từng tầng được tính
như trong Bảng 2.4
Lưu ý: - Tính gió bắt đầu từ mặt đất thiên nhiên ( cách cốt ± 0.0 là - 0,9m)
- Chiều cao tường chắn trên tầng mái ht = 0,9m
- Chiều cao từ tường chắn đến đỉnh bể nước là 5,9m, Kích thước bể nước
15x6,9m, tải trọng gió tác dụng vào bể nước được truyền vào sàn tầng mái
Cao độ của bể nước là 37m, tra bảng có hệ số k = 1,36 Tải trọng gió tác dụng vào bể
nước được truyền vào sàn tầng mái thành lực tập trung theo 2 phương của trục X và Y
FnX=FdX+FhX = ( 0,8 + 0,6 )*1,2*125*1,36*6,9*5,9 = 11627 kG
FnY=FdY+FhY = ( 0,8 + 0,6 )*1,2*125*1,36*15*5,9 = 25276 kG
Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực phân bố đều trên mức sàn mỗi tầng (ở
bảng dưới) theo công thức:
Wđ,h =
22
1
+ ´+
Theo phương trục X : B = 22,5m ,theo phương trục Y : B = 45m
Tải trọng gió tĩnh tác dụng lên từng tầng
Tầng 2 5,7 4,5 0,90 22,50 45,00 5,01 3,75 394,16 197,08
Tầng 3 10,2 3,3 1,00 22,50 45,00 4,69 3,52 369,66 184,83
Tầng 4 13,5 3,3 1,06 22,50 45,00 4,18 3,14 329,31 164,66
Tầng 5 16,8 3,3 1,10 22,50 45,00 4,35 3,26 342,41 171,21
Trang 32CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 31
Tầng 6 20,1 3,3 1,13 22,50 45,00 4,48 3,36 352,70 176,35 Tầng 7 23,4 3,3 1,16 22,50 45,00 4,60 3,45 362,06 181,03 Tầng 8 26,7 3,3 1,19 22,50 45,00 4,71 3,53 371,10 185,55 Tầng 9 30 3,3 1,22 22,50 45,00 4,83 3,62 380,46 190,23 Tầng tum 53,9 3,0 1,36 8,70 15,00 4,56 3,42 119,60 69,37
2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC
2.1 Xác định nội lực khung
Sơ đồ tính của công trình là sơ đồ khung không gian, liên kết giữa khung với móng là liên kết ngàm tài mặt đài móng, liên kết giữa cột và dầm khung là liên kết cứng
Trong đó đồ án này để tính kết cấu cho công trình dùng chương trình ETABS v9.7.3, sau khi tính toán ra nội lực ta dùng kết quả của nội lực này để tổ hợp nội lực tìm cặp nội lực bất lợi nhất để tính toán kết cấu cho công trình theo Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành
- Tạo mô hình kết cấu của công trình
- Khai báo đặc trưng của các vật liệu dùng để thiết kế công trình: bê tông sàn, cột cấp độ bền B25,
- Khai báo kích thước các cấu kiện: Cột, dầm - Phần tử Frame, Sàn, vách, - Phần
tử Slab/Wall
- Gán đặc trưng hình học cho các phần tử cột, dầm,
-Gán các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình
- Khai báo tải trọng tham gia dao động ( TT + 0,5HT)
- Gán điều kiện biên, chia phần tử sàn, khia báo sàn tuyệt đối cứng, bậc tự do của công trình Sau khi đã khai báo đầy đủ các số liệu thì thực hiện tính toán Sau khi chương trình tính toán xong ta lấy kết quả những trường hợp cần thiết
2.1.2.1 Tải trọng tĩnh:
Chương trình ETABS v9.7.3 tự động tính tải trọng bản thân của các cấu kiện nên đầu vào ta chỉ cần khai báo kích thước của các cấu kiện dầm, sàn, cột Đặc trưng của vật liệu được dùng thiết kế như mô đun đàn hồi, trọng lượng riêng, hệ số poatxông, nếu không theo sự ngầm định của máy: với bê tông B25 ta nhập E = 3,0.109 kG/m2; g
=2500 kG/m3 Chương trình tự động dồn tải dồn tĩnh tải về khung nút
Trong trường hợp Tĩnh tải ta đưa vào hệ số Selfweigh = 1,1; có nghĩa là trọng lượng của bản sàn BTCT dày 12 cm đã được máy tự động tính vào; Chỉ cần khai báo
Trang 33CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 32
trọng lượng các lớp cấu tạo: gạch lát, vữa lót, vữa trát, tường trên sàn, sàn vệ sinh, thêm vào Tĩnh tải, bằng cách lấy toàn bộ tĩnh tải đã tính trừ đi trọng lượng tính toán của bản sàn BTCT
2.1.2.2 b) Hoạt tải đứng:
Tải phân bố đều trên toàn bộ bản sàn Chương trình ETABS có thể tự động dồn tải về các cấu kiện cho nên hoạt tải thẳng đứng tác dụng lên các bản sàn được khai báo trên phần tử Slab (Bản sàn) với thứ nguyên lực trên đơn vị vuông; chương trình tự động dồn tải trọng về khung nút
3 GX (gió theo phương trục X),
4 GXX (gió theo phương trục X-),
5 GY (gió theo phương trục Y),
6 GYY (gió theo phương trục Y-),
Sau khi gán xong các trường hợp tải trọng, tiến hành chạy nội lực cho khung không gian Các biểu đồ nội lực của các trường hợp tải sẽ được trình bày trong phần phụ lục
2.1.2 Kiểm tra lại kết quả tính toán
Trong quá trình giải lực bằng chương trình ETABS, có thể có những sai lệch về kết quả do nhiều nguyên nhân: lỗi chương trình; do vào sai số liệu; do quan niệm sai
về sơ đồ kết cấu, tải trọng Để có cơ sở khẳng định về sự đúng đắn hoặc đáng tin cậy của kết quả tính toán bằng máy, ta tiến hành một số tính toán so sánh kiểm tra như sau: Sau khi có kết quả nội lực từ chương trình ETABS Chúng ta cần phải đánh giá được sự hợp lý của kết quả đó trước khi dùng để tính toán Sự đánh giá dựa trên những kiến thức về cơ học kết cấu và mang tính sơ bộ, tổng quát, không tính toán một cách
cụ thể cho từng phần tử cấu kiện, với một số nguyên tắc cơ bản dựa vào dạng chất tải
Trang 34CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 33
Trang 35CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 34
Kết quả tổ hợp nội lực được trình bày thành bảng và đính kèm ở phần phụ lục
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra cặp nội lực nguy hiểm nhất trong bảng tổ hợp để thiết kế cốt thép cho cột, dầm, móng
3 TÍNH CỐT THÉP DẦM VÀ CỘT
3.1 Tính toán cốt thép cho dầm:
Nhận xét: Vì dầm có cấu tạo dạng dầm bẹt nên trong tính toán thiết kế không đưa bản vào chịu nén cùng với dầm để quá trình tính toán đơn giản mà không nguy hiểm
Do đó với momen dương vẫn dữ nguyên tiết diện của dầm để tính toán
Cốt thép dầm của các tầng được tính toán và lập thành bảng ở phần phụ lục, ở đây chỉ tính toán dầm tầng 1 làm đại diện:
Tính cho phần tử dầm B139 của cấu kiện dầm D1-3: tính cho tiết diện chịu mômen âm lớn nhất (tính toán tương tự cho phần tử B141, B143, B144, B145 và nửa đối xứng bên kia)
Nội lực tính cốt thép chịu mô men âm phần tử dầm B139
Giả thiết a= 60 mm -> ho=600 - 60 = 540 mm
*Tiết diện chịu Momen âm lớn nhất: mặt cắt I-I M = 41,068(Tm); Q= 25,173 (T)
Trang 36CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 35
0
29, 45.100 0, 78% 0, 05%
Chiều dài đoạn neo không bé hơn 25d = 25.25 = 625 (mm)
- Đoạn nối chồng cốt thép trong vùng chịu kéo của bê tông:
280 ( ) (0, 9 11).25 709( )
Chiều dài đoạn nối chồng không bé hơn 30d = 30.25 = 750(mm)
Vậy chọn chiều dài đoạn neo cốt thép trong vùng chịu kéo cũng như đoạn nối chồng cốt thép là 750 mm
Tính cho phần tử dầm B139 của cấu kiện dầm D1-3 Các dầm khác tính tương tự, kết quả lập thành bảng trong phụ lục
Nội lực tính cốt thép chịu moomen dương phần tử dầm B139
Giả thiết a= 60 mm -> ho=600 - 60 = 540 mm
* Tiết diện chịu Momen dương: M = 28,847 (T.m); Q = - 6,171 (T)
Trang 37CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 36
- Chọn thép 6f22 có AS = 22,81 (cm2)
0
22,81.100 0,59% 0, 05%
Chiều dài đoạn neo không bé hơn 15d = 15.25 = 375 (mm)
- Đoạn nối chồng cốt thép trong vùng chịu kéo của bê tông:
280 ( ) (0, 9 11).22 624( )
Chiều dài đoạn nối chồng không bé hơn 30d = 30.22 = 660(mm)
Vậy chọn chiều dài đoạn neo cốt thép trong vùng chịu nén cũng như đoạn nối chồng cốt thép là 660 mm
Từ bảng tổ hợp nội lực ta thấy lực cắt lớn nhất trong dầm là Q=31,049; đạt được
ở tiết diện cuối phần tử dầm B149 của dầm D1-3 Để đơn giản trong tính toán và thiên
về an toàn, ta tính cốt đai với lực cắt lớn nhất và bố trí cho toàn khung
- Nội lực thiết kế: Q=31,049 (T)
- Kiểm tra điều kiện cường độ chịu nén của dải nghiêng ở bụng dầm:
Q = 31,049 (T)< 0,3 jw1.jb1.Rb b.ho = 0,3.1.1450.0,7.0,54 = 191,8 (T)
(ở đây, giả thiết jw1.jb=1)
-> Lực cắt thoả mãn, đảm bảo điều kiện bêtông không bị ép vỡ bởi ứng suất nén chính
- Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai:
bt o sw sw tt
R b h R n a
Q
Trang 38CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 37
*Khoảng cách theo cấu tạo của cốt đai:
- Đối với đoạn đầu dầm (1/4.l với dầm chịu tải phân bố đều)
Vậy chọn đai f8a150 đối với đoạn đầu dầm
- Đối với đoạn còn lại: 3
Tại vị trí dầm phụ đặt lên dầm chính phải bố trí cốt gia cường để chịu lực giật đứt
P, tránh sự phá hoại cục bộ Dùng cốt treo dưới dạng cốt thép đai, tổng diện tích cốt thép treo ở cả 2 bên là: 1
sw sw
P A R
=
Rsw: cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép
P1: lực tập trung truyền từ dầm phụ vào dầm chính
Số cốt treo cần thiết:
.
sw sw
A m
n a
=n: số nhánh đai chọn làm cốt treo
asw: diện tích 1 nhánh đai
Khoảng cách đặt cốt đai: S= bdp+ 2.(hdc- hdp)
P1 có thể lấy bằng : P+G
P: hoạt tải tập trung từ dầm phụ truyền vào
G: tĩnh tải tập trung từ dầm phụ truyền vào
P và G có thể xác định bằng cách xem giá trị lực cắt của của thành phần tĩnh tải và hoạt tải của dầm phụ truyền lên dầm khung
Tính cho dầm phụ khung trục 7 có: P= 4,99 và G= 7,32T
Trang 39CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 38
P1= 4,24+8,07= 12,31T= 12310 kG 12310 2
7, 03 1750
đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra các công thức và điều kiện tính toán phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 356-2005
3.2.2 Một số qui định đối với việc tính cột và bố trí cốt thép:
d > 0,25d1 (d1: đường kính lớn nhất của cốt dọc chịu lực)
Khoảng cách giữa các cốt đai: ở đây thép có Rsc< 400MPa
ad£15d2 (d2: đường kính bé nhất của cốt dọc) và ao=500mm
Trong đoạn nối chồng thép dọc ad£10d2
Để giữ ổn định, tốt nhất là cốt dọc được nằm ở góc của cốt đai Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cứ cách một cốt dọc phải có một cốt dọc nằm ở góc cốt đai Chỉ khi cạnh của tiết diện không quá 40 cm và trên mỗi cạnh có không quá bốn cốt dọc mới cho phép dùng một cốt đai bao quanh tất cả các cốt dọc
Những cột có hàm lượng thép bé hoặc âm thì đặt theo cấu tạo thoả mãn điều kiện Fa ³ 0.2%bh0
Trang 40CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG 39
Kết quả tính toán thép cột được lập thành bảng đính kém trong phụ lục Ở đây ta chỉ tính cho một cấu kiện cột điển hình
Thiết kế thép cột biên C12 (tầng hầm): bố trí tương tự cho cột C9
Mx1=hx.My=1.38,282 = 38,282 (Tm); My1=hy.Mx=1.0,249= 0,249 (Tm)
Ta có: 38, 282 1 1 0, 249
y x
M M
= > =Suy ra tính theo phương X: h = Cx = 60 (cm) b = Cy = 70 (cm)