Thiết kế chung cư 270 lý thường kiệt p14 q10 TPHCM

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nh

NỘI DUNG

Trang

i.1 Sự cần thiết đầu tư

i.2 Sơ lược về công trình

i.3 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng

i.4 Giải pháp đi lại

i.5 Đặc điểm khí hậu – khí tượng – thủy văn tại Tp.HCM

i.6 Các giải pháp kỹ thuật

i.7 An toàn phòng cháy chữa cháy

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 Những đặc điểm cơ bản của nhà cao tầng

1.2 Hệ chịu lực chính của nhà cao tầng

1.3 So sánh lựa chọn phương án kết cấu

1.4 Kết luận:

TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn

2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

2.3 Tính toán các ô bản sàn

2.4 Bố trí cốt thép sàn tầng điển hình

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TRỤC 3-4 23-41

3.1 Kiến trúc cầu thang bộ trục 3-4 tầng 3

3.2 Tính toán các bộ phận cầu thang bộ trục 3-4 tầng 3

3.3 Kiến trúc cầu thang tầng trệt ( tầng 1)

3.4 Tính toán các bộ phận cầu thang tầng trệt

3.5 Kết luận

4.1 Công năng và kích thước hồ nước mái

4.2 Tính nắp và dầm nắp của hồ nước mái

4.3 Tính thành hồ nước mái

4.5 Tính dầm đáy hồ nước mái

PHÂN TÍCH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN

THIẾT KẾ KHUNG PHẲNG TRỤC 5

5.1 Sơ đồ tính

5.2 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm và cột

5.3 Tải trọng tác dụng lên công trình

5.4 Các trường hợp đặt tải và cấu trúc tổ hợp

5.5 Tính toán khung trục 5

i Giới thiệu công trình:

ii Điều kiện địa chất công trình:

iii Phân tích lựa chọn phương án móng

CHƯƠNG 6 : PHƯƠNG ÁN I: CỌC ÉP MÓNG M1 VÀ M2

6 Thiết kế móng cột 5-A và 5-B ( ký hiệu etabs : C4 và C10):

6.1.Tải trọng:

6.2 Kích thước và vật liệu:

6.3 Kiểm tra cẩu, lắp cọc

6.4 Sơ bộ chiều sâu đáy đài và các kích thước:

6.5 Tính toán sức chịu tải của cọc ép:

6.6 Xác định số lượng cọc:

6.7 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc

6.8 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

6.9 Tính toán đài cọc

6.10 Xác định số lượng cọc cho móng 5-B ; 5-C ; 5-D ; 5-E :

6.11 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc 5-B

6.12 Tính toán đài cọc

CHƯƠNG 7 : PHƯƠNG ÁN II : CỌC KHOAN NHỒI MÓNG M1 160-206

7.Thiết kế móng cọc khoan nhồi - cột 5-A ( ký hiệu C4/ etabs):

7.1.Tải trọng:

7.2 Chọn sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc và chiều sâu đặt đài móng

7.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc

7.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo các đặc trưng đất nền:

7.5 Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài

7.6 Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm

7.7 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

7.8 Tính toán đài cọc

7.9 Tính toán cọc chịu tác dụng của tải ngang:

PHƯƠNG ÁN II: CỌC KHOAN NHỒI M2

8.Thiết kế móng cột 5-B ( ký hiệu trên etabs : C10 ):

8.1.Tải trọng:

8.2 Chọn sơ bộ chiều sâu đặt mũi cọc, đường kính cọc và chiều sâu đặt đài móng

8.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc

8.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo các đặc trưng đất nền:

8.5 Xác định số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trong đài

8.6 Kiểm tra tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm

8.7 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng

8.8 Tính toán đài cọc

SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN II

TÍNH TOÁN KẾT CẤU

GVHD: ThS TRƯƠNG QUANG THÀNH

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG

“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng” Đó là định nghĩa về

nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra

Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường xung quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở đây là móng cọc

Do giá trị đất ngày càng cao, nên chủ đầu tư thông thường chọn giải pháp tăng chiều cao của công trình Nên ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể Do vậy, đối với các nhà cao hơn 40m thì phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn một khi chịu tác động của động đất Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền của công trình

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các nội lực,

do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình

1.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG

Chung cư 270 Lý thường Kiệt_Q.10 là công trình có 9 tầng, với chiều cao 32.6m so với mặt đất tự nhiên Theo phân loại của Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế thì công trình này thuộc

loại nhà cao tầng loại I [17] Việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công trình là điều rất quan

trọng Dưới đây, khảo sát đặc tính của một số hệ chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng để từ đó tìm được hệ chịu lực hợp lý cho công trình :

1.2.1 Hệ khung chịu lực

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa chịu tải trọng ngang Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung, quan niệm là nút cứng Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình Yếu điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu

khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng [17] Vì vậy, kết

cấu khung chịu lực ta có thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này

1.2.2 Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính của công trình Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực; tường ngang và dọc cùng chịu lực

Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng Khi đó, vách cứng không những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng Số tầng có thể xây

dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng [18]

Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng có một số hạn chế:

Gây tốn kém vật liệu;

Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;

Thi công chậm;

Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu

Nên cần xem xét kỹ khi chọn hệ chịu lực này

1.2.3 Hệ khung - tường chịu lực

Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng, tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chịu lực (vách cứng), gọi là sơ đồ giằng

Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng Sàn cứng là một trong những kết cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng Để đảm

1.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình Chung cư 270 Lý thường Kiệt_Q 10 :

Chung cư này là công trình có 9 tầng, với chiều cao 32.6m so với mặt đất tự nhiên, diện tích mặt bằng tầng điển hình 28mx28m

Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như không xảy

ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh hưởng của gió bão Công trình cao ≤ 40m , do đó việc tính toán gió động cho công trình là không thật sự cần thiết

Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu thang, hồ

nước , hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung chịu lực,

1.4 KẾT LUẬN:

Hệ chịu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn sườn và khung kết hợp

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP

TOÀN KHỐI TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TẦNG 3 )

2.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN

Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng

Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào vách cứng, lõi cứng sẽ giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau

Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí ở bất kì vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng sàn

Ngoài ra còn xét đến chống cháy khi sử dụng đối với các công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình mà sàn chỉ chịu tải trọng đứng

Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp của sàn trên mặt bằng và tải trọng tác dụng

2.1.1 Kích thước sơ bộ tiết diện dầm

Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau:

d d

m

h = 1 (2.1) trong đó:

md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;

md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp;

md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp;

md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ;

1

= (2.2)

Kích thước tiết diện dầm được trình bày trong bảng 2.1

Do chiều dài của các nhịp khác nhau không lớn ( 5m, 5.5m , 6m ) nên ta chọn nhịp dầm 6m để tính toán kích thước tiết diện cho các dầm khung chính

2.1.2 Chiều dày bản sàn h s

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau:

l m

D h s

s = (2.3) trong đó:

D - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

ms = 30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm;

md = 40 ÷ 50 - đối với bản kê bốn cạnh;

l - nhịp cạnh ngắn của ô bản

Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 6cm

Chọn ô sàn S3 (6mx6m) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn:

l m

D h s

s = = 1 600

50 = 12cm

Vậy chọn hs = 12cm cho toàn sàn, nhằm thỏa mãn truyền tải trọng ngang cho các kết cấu đứng

Với những điều kiện trên, các ô sàn được phân loại như sau:

Bảng 2.2: Phân loại ô sàn

Phân loại ô sàn Số hiệu sàn Số lượng Cạnh dài

l d (m)

Cạnh ngắn

l n (m)

Diện tích (m 2 )

Tỷ số

l d /l n

S4 S2

250X500 250X500

250X500 250X500 250X500

250X500 250X500

250X500 250X500

Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

2.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Tải trọng tác dụng lên sàn gồm có:

2.2.1 Tĩnh tải

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn

trong đó: ãi - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i;

δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i;

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3

• Loại 1

Sàn bình thường ,không có lớp bêtông chống thấm

Bảng 2.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn thường

STT Các lớp cấu tạo γ(daN/m 3 ) δi(mm) n i gstc (daN/m 2 ) gstt (daN/m 2 )

Bảng 2.4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn thường

STT Các lớp cấu tạo γ(daN/m 3 ) δi(mm) n i gstc

(daN/m 2 )

gstt (daN/m 2 )

- LỚP GẠCH MEN DÀY 10

- LỚP VỮA LÓT DÀY 20

- ĐAN BTCT DÀY 120

- LỚP VỮA TRÁT TRẦN DÀY 15

- LỚP GẠCH BÔNG DÀY 10

- LỚP VỮA LÓT DÀY 20

- ĐAN BTCT DÀY 120

- LỚP VỮA TRÁT TRẦN DÀY 15

- LỚP XI MĂNG CHỐNG THẤM DÀY 3

Hình 2.2: Các lớp cấu tạo sàn

• Sàn mái

Bảng 2.5: Tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn mái

STT Các lớp cấu tạo γ(daN/m 3 ) δi(mm) n i gstc

(daN/m 2 )

gstt (daN/m 2 )

ptc - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3/[1];

np - hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3/[1]:

6.04.0

A A

5.05.0

A A

ψ (2.7)

trong đó: A - diện tích chịu tải

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.6

Bảng 2.6: Hoạt tải tác dụng lên sàn

l d (m)

l n (m)

Hành lang giữa các phòng

Hành lang khu vực thang

P khách,ngủ,bếp,vệ sinh,ban công

Công năng

Hoạt tải sân thượng

2.2.3 Tải trọng tường ngăn

Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản mang tính chất gần đúng) Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa), được tính theo công thức sau:

A

g h l g

tc t t t qd t

= 70% (2.8)

trong đó: lt - chiều dài tường;

ht - chiều cao tường;

A - diện tích ô sàn (A = ld x ln);

gttc - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường

với: tường 10 gạch ống: gttc = 180 (daN/m2);

tường 20 gạch ống: gttc = 330 (daN/m2)

Trên mặt bằng kiến trúc ta thấy chỉ có ô sàn S1 là có tường ngăn

Kết quả được trình bày trong bảng 2.7

Bảng 2.7: Tải trọng tường ngăn qui đổi

Tải trọng tường qui đổi tính toán: 268(daN/m2)

2.3 TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN

2.3.1 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản loại dầm)

Theo bảng 2.2 thì chỉ có ô sàn B.cong là bản làm việc 1 phương

Các giả thiết tính toán:

• Các ô bản loại dầm được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bản kế cận

• Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

• Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

a Xác định sơ đồ tính

< 3 => Bản sàn liên kết khớp với dầm;

Ô bản S3 (hs = 10cm) ,chọn sơ đồ tính của ô bản S3 là dầm đơn giản 2 đầu ngàm

Hình 2.3: Sơ đồ tính và nội lực bản loại dầm Các giá trị momen:

Bảng 2.8: Nội lực trong các ô bản loại dầm

Hoạt tải Tổng tải

g s tt (daN/m 2 ) g t qd (daN/m 2 ) p tt (daN/m 2 ) q(daN/m 2 ) M nh (daN.m) M g (daN.m)

KH l n (m)

c Tính toán cốt thép

Ô bản loại dầm được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết tính toán:

• a= 1.5cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo;

• ho - chiều cao có ích của tiết diện;

ho = hs – a = 12 – 1.5 = 10.5 cm

• b = 100cm - bề rộng tính toán của dải bản

Lựa chọn vật liệu như bảng 2.7

Bảng 2.7: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán

Rb(daN/cm 2 ) Rbt(daN/cm 2 ) E b (daN/cm 2 ) R a (daN/cm 2 ) Rsc(daN/cm 2 ) E a (daN/cm 2 )

bh R

s

b b s

R

h b R

Giá trị μ hợp lý nằm trong khoảng từ 0.3% đến 0.9%

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.8

Bảng 2.8: Tính toán cốt thép cho bản sàn loại dầm

B.c

KH Momen

(daN.m)

b (cm)

h o (cm)

μ % Thép chọn

2.3.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh)

Theo bảng 2.2 thì các ô bản kê 4 cạnh là: S1 S7

Các giả thiết tính toán:

• Ô bản được tính toán như ô bản liên tục, có xét đến ảnh hưởng của ô bản bên cạnh

• Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

• Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán

• Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

a Xác định sơ đồ tính

< 3 => Bản sàn liên kết khớp với dầm;

Kết quả được trình bày trong bảng 2.9

Bảng 2.9: Sơ đồ tính ô bản kê 4 cạnh

Sàn h s (cm) Dầm h d (cm) h d /h s Liên kết Sơ đồ tính

Các công thức tính thép tương tự như bản loại dầm:

)21(1(

M

2 0 b

m b m

h b R

αξ

γα

R

s

h b

=

%100

(Hàm lượng thép sàn hợp lí: 0,3% → 0,9%)

Các hệ số m11, m12, m91, m92, k91, k92 tra bảng , phụ thuộc vào tỉ số

Hình 2.4: Sơ đồ tính và nội lực bản kê 4 cạnh

c Tính toán cốt thép

Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thiết tính toán:

• a1 = 1.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn

đến mép bê tông chịu kéo

• a2 = 2 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài

đến mép bê tông chịu kéo

• h0 - chiều cao có ích của tiết diện ( h0 = hs – a), tùy theo phương

đang xét;

• b = 100 cm - bề rộng tính toán của dải bản

Đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 2.7

Tính toán và kiểm tra hàm lượng μ tương tự phần 2.3.1.c

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.10

5.5 S5

10.5 1.10

5

864

864 5.5

Þ10a90

Ghi chú: Khi thi công, thép chịu momen âm ở 2 ô bản kề nhau sẽ lấy giá trị lớn để bố trí

d Kiểm tra độ võng:

(Tham khảo Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (tập 1)-Tg:Phan quang Minh_2006)

Tính toán về biến dạng cần phân biệt 2 trường hợp, một là khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt và hai là khi bê tông vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành Ở đồ án này chỉ xác định độ võng f của sàn theo trường hợp thứ nhất

Điều kiện về độ võng: f < [ f ]

Kiểm tra độ võng cho ô bản cho ô bản số 3 (S3) vì ô bản này có nhịp tính toán và tải trọng truyền xuống lớn

Ô bản S3 có: l1=l2= 6 (m);

q= 535.9+268+360= 1163.9 (daN/m²); h= 12 (cm)

Vậy ô bản (S3) thoả mãn yêu cầu về độ võng

Các ô bản khác có kích tương tự và tải trọng nhỏ hơn nên ta không kiểm tra độ võng

2.3.3 Kết luận

Các kết quả tính toán đều thỏa mãn khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra cho nên các giả thiết ban đầu là hợp lý

2.4 BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Để thuận tiện trong việc bố trí thép và trong công tác thi công cốt thép sàn ta chọn cốt thép lớn nhất ở 2 ô sàn kề bên nhau để bố trí cho cả 2 ô

Cốt thép sàn tầng điển hình được bố trí trong bản vẽ KC 01/06

)/(95.581x11163.96

l l

l

=+

=+

=

)(10x44.112

12.0112

4 4 3

6x95.581

384

5

384

5

4 9

4 4

2 1

EJ

l q

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TRỤC 3-4

3.1 KIẾN TRÚC CẦU THANG BỘ TRỤC 3-4 TẦNG 3

3.1.1 Mặt bằng, mặt cắt cầu thang bộ:

Cầu thang bộ là phương tiện giao thông theo chiều đứng gồm 2 vế Vừa là phương tiện giao thông đồng thời cũng là hướng thoát hiểm cho công trình

Do đặc điểm là công trình công cộng nên công trình được bố trí tổng cộng 2 thang bộ Ngoài trục 3-4 cầu thang bộ còn được bố trí ở các trục 2-3

Ở đây ta tính cầu thang bộ trục 3–4, tầng 3, được thiết kế dạng bản 2 vế, không có dầm limon Kích thước như hình vẽ (tính cho mặt bằng thang tầng điển hình (tầng 3 lên 4 )

D' E

TL 1/50

DẦM SÀN N( 200X400)

N CHIẾU NGHỈ

D

+10.50

CỘT TƯỜNG DÀY 200

+12.20 +8.80

Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang tầng 3

Do chiều cao tầng là 3.4(m) nên ta bố trí mỗi đợt thang cao 1.70(m) với 10 bậc thang

cao 0.17(m/bậc)

5000

2000300x10=3000

Hình 3.2: Mặt cắt cầu thang tầng 3

3.1.2 Lựa chọn kích thước tiết diện:

a Lựa chọn chiều dày bản thang và chiếu nghỉ:

- Chiều dày bản thang:

b Lựa chọn kích thước dầm thang:

Sơ bộ lựa chọn kích thước dầm thang: với L0=5(m)

87.0cos54

29566

.03.0

- LỚP GẠCH MEN DÀY 10

- LỚP VỮA LÓT DÀY 20

- LỚP GẠCH / ĐÁ CAO 170

- ĐAN BTCT DÀY 120

- VỮA TRÁT TRẦN DÀY 15

- Vữa lót, δ2 = 2 cm, γ2 = 1800 daN/m3, n = 1.3

.172

cos

trong đó: γi - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i;

δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i;

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Tĩnh tải các lớp cấu tạo tác dụng lên bản thang

STT Các lớp cấu tạo γ(daN/m 3 ) δ(mm) n g s tc (daN/m 2 ) g s tt (daN/m 2 )

c Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

nghỉ không có bậc tha

Bảng 3.2: Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Cấu tạo gồm các lớp tương tự như bản thang nhưng bản chiếu

ng.Tổng trọng lương bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ được tính toán tươngtự như với bản thang Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.2

ST Các lớp cấu tạo γ(daN/m 3 ) δ(mm) n g s tc (daN/m 2 ) g s tt (daN/m 2 )

3.1.3 Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

ố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ

(3.5) trong đó:

2 - tải trọng tiêu chuẩn

Vậy: ptt = 300x1.2x1

Hoạt tải tiêu chuẩn phân b

Hoạt tải tính toán trên 1m bề rộng:

3.1.4 T

hợp nguy hiểm nhất là tĩnh tải và hoạt tải chất đầy

Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ theo phương đứng:

.2 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG BỘ TRỤC 3-4 TẦNG 3

Tính theo bản sàn làm việc 1 phương, cắt 1 m theo phương cạnh ngắn để tính

thuộc vào quan điểm ang này có nhiều quan điểm về sơ đồ tính như sau Xem bản thang là gối

o yêu cầu

- Trường hợp 1 ( sơ đồ tính: 2 đầu gối cố định)

ổng tải trọng tác dụng

Đối với cầu thang ,trường

Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản thang nghiêng theo phương đứng:

tt tt

bt g p

tt tt cn tt ct tt

Bỏ qua thành phần lực dọc.⇒ Xem cầu thang là 1 cấu kiện chịu uốn

Sơ đồ làm việc của cầu thang có nhiều cách lựa chọn khác nhau tuỳ

của người thiết kế

Đối với loại cầu th

cố định ở hai đầu ; hay1 đầu gối cố định và 1 đầu gối di động; hay là ngàm ở 2 đầu

Chọn sơ đồ tính như hình vẽ, sau khi tính toán bố trí thêm một hàm lượng thép the

cấu tạo tại các vị trí gối cố định đó Sơ đồ tính có thể có được thể hiện trên hình 3.4

Sơ đồ tính vế 1

- Trường hợp 2 ( sơ đồ tính: 1 đầu gối cố định, 1 đầu ngàm )

Sơ đồ tính vế 1

- Trường hợp 3 ( sơ đồ tính : 2 đầu ngàm )

Sơ đồ tính vế 1

- Trường hợp 4 ( sơ đồ tính : 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động)

Sơ đồ tính vế 1( 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động )

Sơ đồ tính vế 2 ( 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động )

ình 3.6: Sơ đồ tính, tải trọng tác dụng lên bản thang H

ội lực và phản lực gối tựa bản thang

Nội lực và phản lực gối tựa của bản thang được x

0_V 10 Kết quả được trình bày trong hình 3.6

Phân tích từ kết quả các giá trị môment tìm được

áy rằng môment lớn nhất khi sơ đồ tính là 1 đầu gối cố định , 1 đầu gối di động và ttrọng chất đầy bản thang Vậy ta chọn trường hợp 4 , bất lợi nhất để tính toán

Sơ đồ tính vế 1 ( 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động )

Dựa theo kết quả tính tóan từ sap 2000, ta có:

ế thang 2 thì môment tương tự vế thang 1

và b( trường hợp 1 gối cố định và 1 gối di động )

Momen dương lớn nhất của bản thang nghiêng

V

Biểu đồ phản lực vế thang 1 ( T )

Biểu đồ phản lực vế thang 2 ( T ) Hình 3.8:Phản lực gối tựa của bản thang ( trường hợp 4)

Phản lực tại gối tựa của bản thang là V 4 = 2770 daN ( dầm sàn )

V 3 = 2320 daN ( dầm chiếu nghỉ)

Tính toán cốt thép

Tính bản thang như cấu kiện chịu uốn

Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán:

Cắt 1m bề rộng dọc theo bản thang để tính

b = 100 cm : bề rộng tính toán;

a = 1.5 cm : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông;

bh R

R

h b R

A ξ.γ 0

Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.3: Tính toán cốt thép bản thang

ban thang

(daN.m)

b (cm)

h o (cm)

μ % Thép chọn

Bố trí thép gối: bố trí thép gối chọn: φ10 a130

Cốt ngang của bản thang chọn theo cấu tạo φ8 a200

Vì nội lực ở vế 1 và vế 2 giống nhau, nên ta lấy cốt thép ở vế 1 bố trí cho vế 2

Tính vế thang 2 tương tự như tính vế 1

3.2.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ CỐT THÉP DẦM CHIẾU NGHỈ:

3.2.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

3.2.2.2 Sơ đồ tính :

Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ là dầm đơn giản, chịu uốn thuần túy, tựa trên 2 gối là cột

trục C và D, có nhịp tính toán là khoảng cách giữa trục các cột C_3 và D_3

Hình 3.9: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ

3.2.2.3 Tính nội lực và cốt thép :

Moment lớn nhất tại nhịp

Với αm = 0.267 ≤ αR = 0.429 ( tra bảng PL5_BT3) Do đó ta thiết kế cốt đơn

Kiểm tra: (Hàm lượng thép dầm hợp lí: 0.8% → 1.5%)

Với αm = 0.213 ≤ αR = 0.429 ( tra bảng PL5_BT3) Do đó ta thiết kế cốt đơn

Tra bảng, chọn thép gối : 3φ20 (As = 9.42 cm²)

Kiểm tra: (Hàm lượng thép dầm hợp lí: 0.8% → 1.5%)

s o

d Tính toán cốt thép ngang:

- Kiểm tra khe hở giữa các cốt thép t:

i si si

cm A

- Lực cắt lớn nhất ở gối tựa: Qmax=½ q.l = 7964 (daN)

- Do tiết diện hình chữ nhật, không có lực dọc nên: ϕf =0, ϕn=0

- Dùng bêtông nặng, tra bảng có: ϕb2=2, ϕb3=0.6, ϕb4=1.5,

- Cường độ chịu cắt của bê tông dầm 25x40(cm2):

3.3 KIẾN TRÚC CẦU THANG TẦNG TRỆT ( TẦNG 1- TẦNG 2)

3.3.1 Mặt bằng, mặt cắt cầu thang bộ:

Ở đây ta tính cầu thang bộ trục 3–4, tầng trệt, được thiết kế dạng bản 2 vế, không có dầm limon Kích thước như hình vẽ (tính cho mặt bằng thang tầng điển hình (tầng 1 lên 2 )

D' E

3 MẶT BẰNG CẦU THANG 4

TL 1/50

DẦM SÀN N( 200X400)

N CHIẾU NGHỈ

D

+3.40

CỘT TƯỜNG DÀY 200

+5.40 +1.40

Hình 3.10: Mặt bằng cầu thang tầng trệt

Do chiều cao tầng là 4(m) nên ta bố trí mỗi đợt thang cao 2.0(m) với 11 bậc thang cao

3.3.2 Lựa chọn kích thước tiết diện:

a Lựa chọn chiều dày bản thang và chiếu nghỉ:

- Chiều dày bản thang:

Vì l0 > 4m, do đó ta chọn: hb= 12(cm)

b Lựa chọn kích thước dầm thang:

Sơ bộ lựa chọn kích thước dầm thang: với L0=5(m)

Như vậy ta chọn tiết diện là 25x40 (cm) cho toàn bộ dầm thang

Chiều dày bậc thang qui đổi δ 3 được tính như sau:

2

)66.33cos(

.2.182

cos

g = gbttt + gtv = 611.74 + 50 = 661.74 daN/m2

c Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

Cấu tạo gồm các lớp tương tự như bản thang nhưng bản chiếu nghỉ không có bậc

thang.Tổng trọng lương bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ được tính toán tương

tự như với bản thang Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.2

3.3.3 Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ

Hoạt tải tính toán trên 1m bề rộng:

3.3.4 Tổng tải trọng tác dụng

Đối với cầu thang ,trường hợp nguy hiểm nhất là tĩnh tải và hoạt tải chất đầy

Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản thang nghiêng theo phương đứng:

tt tt

bt g p

Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ theo phương đứng:

tt tt cn tt ct tt

3.4 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG TẦNG TRỆT TRỤC 3-4

3.4.1 Bản thang và bản chiếu tới

a Sơ đồ tính

Tính theo bản sàn làm việc 1 phương, cắt 1 m theo phương cạnh ngắn để tính

Bỏ qua thành phần lực dọc.⇒ Xem cầu thang là 1 cấu kiện chịu uốn

Đối với loại cầu thang này có nhiều quan điểm về sơ đồ tính như sau Xem bản thang là gối cố định ở hai đầu ; hay1 đầu gối cố định và 1 đầu gối di động; hay là ngàm ở 2 đầu

Chọn sơ đồ tính như hình vẽ, sau khi tính toán bố trí thêm một hàm lượng thép theo yêu cầu cấu tạo tại các vị trí gối cố định đó Sơ đồ tính có thể có được thể hiện trên hình 3.4

- Trường hợp bất lợi nhất ( sơ đồ tính: đầu gối di động và đầu gối cố định _ tương tự

như tầng điển hình)

Sơ đồ tính vế 1

Hình 3.12: Sơ đồ tính, tải trọng tác dụng lên bản thang

b Xác định nội lực và phản lực gối tựa bản thang

Nội lực và phản lực gối tựa của bản thang được xác định bằng phần mềm SAP 2000_V 10 Kết quả được trình bày trong hình 3

Phân tích từ kết quả các giá trị môment tìm tương tự của cầu thang tầng điển hình,

ta nhận thấy rằng môment lớn nhất khi sơ đồ tính là 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động và tải trọng chất đầy bản thang Vậy ta chọn trường hợp bất lợi nhất để tính tóan

( trường hợp 1 gối cố định và 1 gối di động )

Vế thang 2 thì môment tương tự vế thang 1

Hình 3.13:Phản lực gối tựa của bản thang ( trường hợp 4)

Phản lực tại gối tựa của bản thang là V 4 = 2890 daN ( dầm sàn )

V 3 = 2370 daN ( dầm chiếu nghỉ)

Tính toán cốt thép

Tính bản thang như cấu kiện chịu uốn

Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán:

Cắt 1m bề rộng dọc theo bản thang để tính

bh R

R

h b R

Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.4 : Tính toán cốt thép bản thang

B.c

(daN.m)

b (cm)

h o (cm)

μ % Thép chọn

Chọn thép ở nhịp : φ12 a120 (As = 9.4 cm²/m)

Bố trí thép gối: Ta bố trí thép gối chọn: φ10 a130

Cốt ngang của bản thang chọn theo cấu tạo φ8 a200

Vì nội lực ở vế 1 và vế 2 giống nhau, nên ta lấy cốt thép ở vế 1 bố trí cho vế 2

Tính vế thang 2 tương tự như tính vế 1

3.4.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ CỐT THÉP DẦM CHIẾU NGHỈ:

3.4.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ là dầm đơn giản, chịu uốn thuần túy, tựa trên 2 gối là cột

trục C và D, có nhịp tính toán là khoảng cách giữa trục các cột C_3 và D_3

3.4.2.3 Tính nội lực và cốt thép :

Moment lớn nhất tại nhịp

Với αm = 0.281 ≤ αR = 0.429 ( tra bảng PL5_BT3) Do đó ta thiết kế cốt đơn

Kiểm tra: (Hàm lượng thép dầm hợp lí: 0.8% → 1.5%)

s o

Với αm = 0.225 ≤ αR = 0.429 ( tra bảng PL5_BT3) Do đó ta thiết kế cốt đơn

Kiểm tra: (Hàm lượng thép dầm hợp lí: 0.8% → 1.5%)

d Tính toán cốt thép ngang:

- Kiểm tra khe hở giữa các cốt thép t:

i si si

cm A

- Lực cắt lớn nhất ở gối tựa: Qmax=½ q.l = 8386.2 (daN)

- Do tiết diện hình chữ nhật, không có lực dọc nên: ϕf =0, ϕn=0

- Dùng bêtông nặng, tra bảng có: ϕb2=2, ϕb3=0.6, ϕb4=1.5,

- Cường độ chịu cắt của bê tông dầm 25x40(cm2):

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI

4.1 CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI

Hồ nước mái là bộ phận kết cấu để chứa nước phục vụ cho nhu cầu dùng nước của công trình và phục vụ cho công tác cứu hỏa Sơ bộ tính nhu cầu dùng nước của chung cư như sau: nhu cầu sử dụng nước 1 ngày đêm là 200 lít/ người, chung cư có 9 tầng, mỗi tầng có 8 căn hộ, mỗi căn hộ có khoảng 5 người Do đó lượng nước yêu cầu mỗi ngày cần cung cấp cho chung cư là :

Dựa vào nhu cầu sử dụng đó ta bố trí 2 hồ nước mái trên sân thượng ( xem bản vẽ mặt bằng mái) Hồ nước được thiết kế có dung tích

V = 6 x 6 x 1,5 = 54 m3

Vậy với 2 hồ nước mái ta có thể tích tổng cộng là 108m3

Vì vậy việc bơm nước vào hồ nước sẽ diễn ra 1 ngày bơm 1 lần

Bố trí 2 hồ nước mái ở trục 2-3 /D-E và 4-5 /D-E đối xứng nhau

SÀN TẦNG MÁI

DẦM NẮP BỂ (200x500)

Hình 4.1: Mặt bằng, mặt cắt hồ nước mái

4.2 TÍNH NẮP VÀ DẦM NẮP CỦA HỒ NƯỚC MÁI

4.2.1 TÍNH NẮP CỦA HỒ NƯỚC MÁI

4.2.1.1 Sơ đồ tính nắp hồ nước mái :

Thiết kế hồ nước có dầm nắp cho nên bản nắp liên kết với dầm nắp là liên kết ngàm

Do vậy bản nắp được tính toán như là bản kê 4 cạnh có các liên kết là liên kết ngàm (sơ

đồ 9)