Thiết kế chung cư hưng thịnh

Kết cấu - Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình..  Hệ thống cấp nước: nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố Vũng tàu kết hợp với hệ thống nước dự t

Trang 1

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ HƯNG THỊNH

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN SVTH: QUẢN MINH TRÍ

MSSV:15149202

Tp Hồ Chí Minh, tháng 02/2020

SKL 0 0 6 8 7 7

Trang 2

1

Trang 3

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHUNG CƯ HƯNG THỊNH

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN

SVTH: QUẢN MINH TRÍ

MSSV: 15149202

Khoá: 2015

Tp Hồ Chí Minh, tháng 02/2020

Trang 4

3

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

TP HCM nói chung và quí thầy cô khoa Xây dựng nói riêng đã dạy bảo cho em kiến thức

trong bốn năm học vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Trung Kiên,

xuyên suốt quá trình làm đồ án, em được thầy hướng dẫn hết sức tận tâm và chân thành Không những giúp em hệ thống lại các kiến thức cơ bản đã học, mở rộng những vấn đề nâng cao hết sức sâu sắc, thầy còn là người giúp em có cái nhìn bao quát, giúp em mở rộng suy nghĩ ra nhiều khía cạnh hay và mới mẻ, mà trước nay em chưa từng nghĩ tới Bằng kiến thức sâu sắc của mình, thầy đã truyền đạt nhiều kiến thức rất thiết thực mà thầy có được từ cuộc sống, trong quá trình dạy học và làm việc, mà từ đó em học hỏi được rất nhiều điều thú vị, những kinh nghiệm quí báu hổ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế sau này Trong khoảng thời gian làm đồ án với thầy Kiên là khoảng thời gian em có rất nhiều động lực và quyết tâm để thực hiện đồ án tốt nghiệp này một cách hoàn chỉnh hết mức có thể

Cảm ơn gia đình luôn là là chỗ dựa vững chắc trong suốt khoảng thời gian em làm đồ

án, cảm ơn những người bạn đã giúp đỡ, hỗ trợ trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp này Các bạn đã động viên tinh thần, sẵn sàng góp ý, nhận xét bằng kinh nghiệm hiện có để giúp em những lúc gặp khó khăn

Và không thể quên gửi lời cám ơn đến những người thầy, người cô đã dạy em trong khóa học vừa qua Họ là những người đầu tiên giúp em xây dựng nên những kiến thức của mình như ngày hôm nay Cám ơn Khoa Xây dựng đã tạo điều kiện để em và các bạn có khoảng thời gian học tập đáng nhớ

Cuối cùng em xin chúc Quý Thầy Cô luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp truyền đạt kiến thức đến thế hệ sau

TP.Hồ Chí Minh, Ngày 2 tháng 02 năm 2020

Sinh viên thực hiện

QUẢN MINH TRÍ

Trang 5

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Họ và tên sinh viên: QUẢN MINH TRÍ Mssv: 15149202

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình xây dựng

Khoa: Xây dựng

Tên đề tài: Chung cư HƯNG THỊNH

Cán bộ phụ trách hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN

Ngày nhận đề tài:

Ngày nộp bài:

NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các số liệu, tài liệu ban đầu

- Hồ sơ kiến trúc

- Hồ sơ khảo sát địa chất

2 Nội dung thực hiện đề tài

a Kiến trúc

- Thể hiện các bản vẽ kiến trúc

b Kết cấu

- Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình

- Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế cầu thang điển hình

- Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế khung trục 2

- Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế móng cọc khoan nhồi

Trang 6

5

CAPSTONE PROJECT’ TASK

-

Faculty: Civil Engineering

Profession: Contrucstion Engineering and Technology

Project’s name: HUNG THINH

Adviser: Dr.NGUYEN TRUNG KIEN

Soil Investigation Drawings

2 The contents of capstone project

c Architecture

- Edit and complete architectural drawings with the suggestion of instructor by AutoCAD Software

d Structure

- Modeling, analysis and design typical Floor

- Modeling, analysis and design typical Stair

- Modeling, analysis and design frame grid 2 (design Wall grid 2 and 2 cored, Beam on typical floor)

- Investigation, analysis, evalute soil and load effect to foundation

- Choose the solution foundation: Bored Pile Foundation

3 Explanation & Drawing

01 Appendix and 01 Data sheet… A1 Drawings ( … Architeture, … Structure)

Confirm of Adviser

HCMC, Date …… Month …… Year 2019

Confirm of Faculty

………

Trang 7

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU 11

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 12

1.1 Giới thiệu công trình 12

1.2 Quy mô công trình: 12

1.3.Phân khu chức năng 13

1.4.Tác động đến môi trường – xã hội 13

1.4.1.Hệ thống điện 13

1.4.2.Hệ thống cấp thoát nước 13

1.4.3.Hệ thống thông gió 13

1.4.4 Hệ thống chiếu sáng 13

1.4.5.Hệ thống thoát rác 14

1.4.6 Hệ thống PCCC 14

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 15

2.1 Cơ sở tính toán: 15

2.2 Nguyên tắc tính toán kết cấu: 15

2.2.1 Các trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I 15

2.2.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II 15

2.2.3 Phần mềm, chương trình tính được sử dụng 15

2.3 Vật liệu sử dụng 16

2.4.Lớp bê tông bảo vệ: 16

2.5 Phương án kết cấu 17

2.5.1 Hệ kết cấu chịu lực chính 17

2.5.3 Hệ kết cấu móng 17

2.6 Quy trình thiết kế công trình 17

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 18

3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình 18

3.2 Sơ bộ kích thước tiết diện 18

3.2.1.Sơ bộ kích thước sàn 18

3.2.2.Sơ bộ kích thước dầm 19

3.2.3.Sơ bộ tiết diện cột: 19

3.2.4.Tiết diện vách: 21

3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 21

3.3.1 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn 21

3.3.2 Tĩnh tải tường xây 22

3.3.2 Hoạt tải 23

3.4 Mô hình phân tích và tính toán 24

3.4.1 Mô hình kết cấu 24

3.4.2 Phân tích nội lực sàn 25

3.5 Tính toán cốt thép 27

Trang 8

7

3.6.Kiểm tra chuyển vị dài hạn 28

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 33

4.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình: 33

4.2 Sơ bộ kích thước bản thang: 33

4.3 Tải trọng cầu thang 33

4.3.1 Tĩnh tải tác dụng bản chiếu nghĩ 33

4.3.2 Tĩnh tải tác dụng bản thang nghiêng 34

4.3.2 Hoạt tải 34

4.4 Tính toán nội lực bản thang 35

4.4.1 Sơ đồ tính và gán tải trọng 35

4.4.2 Xác định nội lực 36

4.5 Tính toán cốt thép bản thang 37

4.6 Tính dầm chiếu nghỉ 38

4.6.1 Xác định nội lực 38

4.6.2 Tính cốt thép 39

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 41

5.1 Tải trọng 41

5.5.1 Tĩnh tải 41

5.1.2 Hoạt tải 42

5.2 Tải trọng gió 42

5.2.1 Tính toán thành phần tĩnh 43

5.2.2 Tính toán thành phần động 44

5.3.Tải trọng động đất 48

5.4 Mô hình tính toán 53

5.5 Các loại tải trọng 53

5.5.1 Các trường hợp tải tác dụng lên khung 53

5.5.2 Tổ hợp tải trọng 53

5.6.Kiểm tra chuyển vị đỉnh và vấn đề dao động: 54

5.6.1.Chuyển vị đỉnh: 54

5.6.2.Kiểm tra về dao động: 55

5.7 Tính Toán Dầm Tầng Điển Hình 55

5.7.1 Tính toán cốt thép 55

5.7.2 Cấu Tạo Kháng Chấn cho dầm 58

5.7.3 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép 59

5.8 Thiết kế cột khung trục 3 và truc D 62

5.8.1 Cốt thép dọc 62

5.8.2 Tính thép dọc cột khung trục 3, trục D 66

5.8.3 Cốt thép đai 68

5.9 Tính toán - thiết kế hệ vách 73

5.9.1 .Phương pháp vùng biên chịu moment 73

5.9.2 Tính toán cho một trường hợp cụ thể 75

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ MÓNG 83

Trang 9

6.1 Số liệu địa chất 83

6.2 Thông số thiết kế 87

6.3.Sức chịu tải cọc khoan nhồi D800 87

6.3.1 Sức chịu tải theo vật liệu 87

6.3.2.Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 88

6.3.3.Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền 89

6.3.4.Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT (công thức Nhật Bản) 91

6.3.5.Các giá trị sức chịu tải cọc D800 92

6.4.Xác định độ cứng của cọc đơn 93

6.5.Mặt bằng đài cọc 94

6.6.Thiết kế móng M1 ( 2-B) 94

6.6.1.Nội lực móng 94

6.6.2.Kiểm tra phản lực đầu cọc 95

6.6.3.Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước 95

6.6.4.Kiểm tra xuyên thủng 98

6.6.5.Tính cốt thép cho đài móng 98

6.7.Thiết kế móng M3 (D – 2) 99

6.7.1.Nội lực móng 99

6.7.4.kiểm tra xuyên thủng 102

6.8.Thiết kế móng M4 (A-3) 103

6.8.1.Nội lực móng 104

6.9.Thiết kế móng M2 (A-1) 108

6.9.1.Nội lực móng 108

6.10.Thiết kế móng lõi thang máy khối căn hộ M8 113

6.10.1.Nội lực móng 113

Trang 10

9

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hình ảnh về công trình 12

Hình 3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình 18

Hình 3.2 Mặt bằng kết cầu dầm sàn căn hộ điển hình 24

Hình 3.3 Tĩnh tải tác dụng lên sàn 24

Hình 3.4 Hoạt tải tác dụng lên sàn 25

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 33

Hình 4.3 Tỉnh tải tác dụng lên sàn 35

Hình 4.5 Biểu đồ moment 36

Hình 4.6 Biểu đồ lực cắt 37

Hình 4.7 Phản lực tại gối 37

Hình 4.8 Biểu đồ moment dầm (kN.m) 38

Hình 4.9 Biểu đồ lực cắt dầm (kN) 38

Hình 5.1: Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình 45

Hình 5.2: Đồ thị xác định hệ số động lực  46

Hình 5.3: Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian ν 47

Hình 5.10 Biểu đồ phổ thiết kế gán bào Robot dùng cho phân tích đàn hồi 52

Hình 5.11 Mô hình tính toán 53

Hình 5.12 Biểu đồ bao moment dầm tầng điển hình (tầng 10) ứng với tổ hợp bao 55

Hình 5.13 Sơ đồ tính toán 57Error! Bookmark not defined Hình 5.14 Tính toán tóm tăt theo sơ đồ khối 65Error! Bookmark not defined Hình 5.15 Sơ đồ nội lực tác dụng lên vách 68Error! Bookmark not defined Hình 6.1 Biểu đồ SPT 87Error! Bookmark not defined Hình 6.2 Mặt bằng móngM1 90Error! Bookmark not defined Hình 6.3 Phản lực đầu cọc móng M1 91Error! Bookmark not defined Hình 6.4.Moment theo phương X 94Error! Bookmark not defined Hình 6.5 Moment theo phương Y 94Error! Bookmark not defined Hình 6.6 Mặt bằng móng M3 95Error! Bookmark not defined Hình 6.7 Phản lực đầu cọc móng M3 96Error! Bookmark not defined Hình 6.8 Moment theo phương X 104Error! Bookmark not defined Hình 6.9 Moment theo phương Y 104Error! Bookmark not defined Hình 6.10 Mặt bằng móng M4 105 Hình 6.11 Phản lực đầu cọc móng M4 105Error! Bookmark not defined Hình 6.12 Moment theo phương X 108Error! Bookmark not defined Hình 6.13 Moment theo phương Y 108Error! Bookmark not defined

Trang 11

Hình 6.14 Mặt bằng móng M2 109Error! Bookmark not defined Hình 6.15 Phản lực đầu cọc móng M2 109 Hình 6.16 Moment theo phương X 113Error! Bookmark not defined Hình 6.17 Moment theo phươngY 113Error! Bookmark not defined Hình 6.18 Mặt bằng móng LTM 114Error! Bookmark not defined Hình 6.19 Phản lực đầu cọc móng LTM 115Error! Bookmark not defined Hình 6.20 Moment theo phương X 118Error! Bookmark not defined Hình 6.21 Moment theo phươngY 118Error! Bookmark not defined

Trang 12

11

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Tĩnh tải sàn tầng điển hình 21

Bảng 3.2 Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh 22

Bảng 3.3 Tĩnh tải tường xây 22

Bảng 3.4 Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình (TCVN 2737-1995) 23

Bảng 3.5 Tính thép sàn thep phương X Error! Bookmark not defined

Bảng 3.6 Tính thép theo phương Y 28

Bảng 4.1: Các lớp cấu tạo chiếu nghĩ 34

Bảng 4.2: Tĩnh tải bản thang nghiêng 34

Bảng 4.3: Kết quả tính thép cầu thang 38

Bảng 5.1: Tải tường 41

Bảng 5.2: Sàn căn hộ, sàn hành lang 41

Bảng 5.3: Sàn vệ sinh42

Bảng 5.4: Giá trị hoạt tải sử dụng 42

Bảng 5.5: Gió tĩnh gán vào tâm hình học sàn 43

Bảng 5.6: Tần số dao động, phần trăm khối lượng tham gia dao động 45

Bảng 5.7 Bảng tính gió động theo phương y ứng với mode 1 47

Bảng 5.8 Bảng tính gió động theo x ứng với model 3 48

Bảng 5.9 Giá trị của tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi 50

Bảng 5.11 Các trường hợp tải tác dụng lên khung 53

Bảng 6.4: Bảng thống kê thành phần hạt Error! Bookmark not defined

Bảng 6.5 Bảng thông số thiết kế cọc khoan nhồi D800 91

Bảng 6.6 Bảng xác định sức kháng fi theo chỉ tiêu cơ lý Error! Bookmark not defined

Bảng 6.7 Bảng tính sức kháng fi theo chỉ tiêu cường độ Error! Bookmark not defined

Bảng 6.8 Bảng xác định sức kháng bên cọc fi theo SPT Error! Bookmark not defined Bảng 6.9 Hệ số an toàn cọc 93Error! Bookmark not defined

Bảng 6.15 Nội lực móng M3 Error! Bookmark not defined

Bảng 6.16 Kiểm tra ổn định nền đất dưới dáy móng 100

Bảng 6.17 Tính thép đài móng M3 (D-2) Error! Bookmark not defined

Bảng 6.18 Nội lực móng M4 Error! Bookmark not defined

Bảng 6.19 Kiểm tra ổn định nền đất dưới đáy móng Error! Bookmark not defined

Bảng 6.20Tính thép đài móng M4 Error! Bookmark not defined

Bảng 6.21Nội lực móng M2 Error! Bookmark not defined

Bảng 6.22Kiểm tra ổn định nền đất dưới đáy móng Error! Bookmark not defined

Bảng 6.23Tính thép đài móng M2 Error! Bookmark not defined

Bảng 6.24Nội lực móng LTM Error! Bookmark not defined

Bảng 6.25Kiểm tra ổn định nền đất dưới đáy móng 115

Bảng 6.26 Tính thép đài LTMError! Bookmark not defined

Trang 13

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu công trình

Tên dự án: KHU DÂN CƯ HƯNG THỊNH

Hạng mục dự án: CHUNG CƯ HƯNG THỊNH 16 TẦNG

Địa chỉ: KHU PHỐ 2, PHƯỜNG TRUNG DŨNG ,THÀNH PHỐ BIÊN HÒA, TỈNH ĐỒNG NAI

Dự án sở hữu một vị trí đắc địa ngay tại một thành phố lớn TP.BIÊN HÒA Các tiện ích ngoại khu: Lotte Mart Amata, Ngân Hàng, Phòng Gym, Bệnh Viện, Trường Học mầm non, Cấp 1-2-3 KCN Biên Hoà 1-2 Tiện ích nội khu: công viên cây xanh rộng 1600 m2

KDC BÌNH ĐA nơi hội tụ những giá trị cho cuộc sống hạnh phúc thịnh vượng, bởi sự kết hợp giữa, khu biệt thự, nhà phố, căn hộ cao cấp và trung tâm thương mại được thiết kế theo kiến trúc Châu Âu hiện đại sang trọng và chất lượng Tất cả sẽ tạo nên 1 không gian sống đẳng cấp, tiện nghi văn minh xanh sạch đẹp

Hình 0.1 Hình ảnh về công trình

1.2 Quy mô công trình:

 Diện tích khu đất xây dựng chung cư: 3050m2

Trong đó:

 Quy mô chung cư: 234 căn hộ Loại căn hộ 2 phòng ngủ có diện tích từ 48.7m2 – 69.1m2

(bố trí từ tầng 3 - tầng 15)



Trang 14

13

 Tổng chiều cao từ vĩa hè đường D2 đến đỉnh mái: H=61.3m

 Tổng diện tích sàn xây dựng tại tầng 1 (bao gồm ram dốc xe lên tầng 2): 1670m2

 Mật độ xây dựng tại tầng 1: 54.8%

 Tổng diện tích sàn xây dựng khoảng: 22976m2

 Tổng diện tích sàn sử dụng: 19493m2

 Tổng số dân cư dự kiến: 836 người

1.3.Phân khu chức năng

 Tầng hầm được sử dụng làm nơi đậu xe, là nơi đặt các phòng kỹ thuật như phòng máy phát điện, trạm biến áp, phòng quạt gió thải, phòng cấp gió tươi, bể cứu hỏa và bể nước sinh hoạt, khu xử lý nước thải, phòng bơm…Hệ thống thang máy, thang cuốn, cầu thang dẫn lên trung tâm thương mại, khu chung cư và khách sạn

 Khu thương mại cung cấp các dịch vụ như nhà hàng, văn phòng cho thuê, phòng hội nghị, phòng họp, kinh doanh các sản phẩm thương hiệu nổi tiếng trên tế giới, khu spa, phòng tập gym, cửa hàng café…, cùng với hệ thống cây xanh được bố trí hài hòa với kiến trúc

1.4.Tác động đến môi trường – xã hội

1.4.1.Hệ thống điện

- Hệ thống điện: bố trí ngầm vào sàn và tường nhằm tăng tính thẫm mỹ Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa Có hệ thống phát hiện điện riêng cho từng khu vực khác nhau

1.4.2.Hệ thống cấp thoát nước

 Hệ thống cấp nước: nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố Vũng tàu kết hợp với hệ thống nước dự trữ được chứa trong các bể ngằm dưới công trình Hệ thống bơm nước cho công trình đươc thiết kế tự động hoàn toàn đảm bảo cho nhu cầu sinh hoạt và PCCC

 Hệ thống thoát nước: nước thải sinh hoạt được dẫn về hệ thống xử lý thông qua các ống nước trước khi xả trở lại cống thoát nước đô thị

1.4.3.Hệ thống thông gió

 Các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên Bên cạnh đó, công trình còn có các khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gen được dẫn lên mái Phòng cấp gió và thoát gió đặt ở tầng hầm của công trình

1.4.4 Hệ thống chiếu sáng

- Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài và các giếng trời trong công trình Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết

Trang 16

15

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1 Cơ sở tính toán:

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:

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

TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió

TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

TCVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối

TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 9394: 2012 Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu

TCVN 9395: 2012 Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu

Bên cạnh các tài liệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng

về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước qui định như : Thiết kế các vách cứng, lõi cứng nên trong quá trình tính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài

Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau

2.2 Nguyên tắc tính toán kết cấu:

Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II)

2.2.1 Các trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I

Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:

 Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

 Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí

 Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi

 Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

2.2.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II

Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:

 Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt

 Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động

2.2.3 Phần mềm, chương trình tính được sử dụng

- Chương trình phân tích kết cấu ROBOT 2019

- Phần mềm thể hiện bản vẽ RIVIT 2019

- Các phần mềm Microsoft Office 2016

Trang 17

2.3 Vật liệu sử dụng

Sử dụng bê tông cấp độ bền B25 với các thông số:

 Cường độ chịu nén theo TTGH I: Rb = 14.5 MPa

 Cường độ chịu kéo theo TTGH I: Rbt = 1.05 MPa

 Cường độ chịu nén theo TTGH II: Rb,ser = 18.5 MPa

 Cường độ chịu kéo theo TTGH II: Rbt,ser = 1.60 MPa

 Module đàn hồi: Eb = 30000 MPa

Sử dụng bê tông cấp độ bền B30 với các thông số:

 Cường độ chịu nén theo TTGH I: Rb = 17 MPa

 Cường độ chịu kéo theo TTGH I: Rbt = 1.20 MPa

 Cường độ chịu nén theo TTGH II: Rb,ser = 22 MPa

 Cường độ chịu kéo theo TTGH II: Rbt,ser = 1.80 MPa

 Module đàn hồi: Eb = 32500 MPa

Hệ số điều kiện làm việc b2 = 1 với các hệ số =0.714; R = 0.573; R = 0.409

 Cường độ chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa

 Cường độ chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.05 MPa

 Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa

Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø < 10)

 Cường độ chịu nén Rsc = 225 MPa

 Cường độ chịu kéo Rs = 225 MPa

 Cường độ tính toán cốt ngang Rsw = 175 MPa

 Mô đun đàn hồi Es = 210000 MPa

Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø ≥10)

 Cường độ chịu nén Rsc = 365 MPa

 Cường độ chịu kéo Rs = 365 MPa

 Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa

2.4.Lớp bê tông bảo vệ:

 Lớp bê tông bảo vệ cho các cấu kiện bê tông cốt thép được sử dụng như bảng dưới:

Lớp bê tông bảo vệ cấu kiện bê tông cốt thép

Trang 18

17

2.5 Phương án kết cấu

2.5.1 Hệ kết cấu chịu lực chính

 Hệ kết cấu chịu lực của công trình là hệ khung - vách

 Hệ kết cấu khung theo khung không gian, gồm các phần từ cột - dầm - sàn chịu tải trọng thẳng đứng và tải ngang tác động vào công trình, kết hợp với hệ vách cứng có chức năng chính trong chịu tải động đất, giảm chuyển vị ngang tại đỉnh và tăng khả năng chống xoắn cho công trình

2.5.2 Hệ kết cấu sàn

- Hệ sàn sườn toàn khối :

+ Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

+ Lý thuyết 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 Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây

 Xét theo lưới trục ta thấy mỗi ô sàn nhịp tương đối lớn

 Nhà có chiều cao tầng lớn 3.4m, số tầng 16 tầng

 Diện tích khối công trình phân bố rất rộng

 Tham khảo Bảng 3 Hệ kết cấu chịu lực của nhà cao tầng BTCT, sách “Cấu tạo kiến trúc và chọn hình kết cấu”, GS.TS.KTS Nguyễn Đức Thiềm Số tầng max = 25 với hệ chịu lực sàn dầm, với vách cứng

2.6 Quy trình thiết kế công trình

Sơ đồ thiết kế công trình

Trang 19

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình

Hình 3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình

3.2 Sơ bộ kích thước tiết diện

3.2.1.Sơ bộ kích thước sàn

Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

 Có thể chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức:

Trang 20

19

 D : Hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = (0.8 ÷1.4)

 Lmin = min (L , L )1 2 (lấy theo ô sàn lớn nhất 8.4m x 9m)

 hmin : Chiều dày tối thiếu của bản sàn được lấy theo mục 8.2.2 của TCXDVN

356 : 2005 “Tiêu chuẩn thiết kế - Kết cấu bê tông và Bê tông cốt thép”

+ Sàn tầng hầm dày h = 250 mms được sử dụng làm nơi để xe, phải chịu tải lớn

+ Riêng khu vực nối giữa 2 vách cứng của thang bộ và thang máy, chọn sàn có kích thước s

h = 400 mm(với mục đích liên kết tạo giữa 2 khối lõi thành một khối có độ cứng lớn)

3.2.3.Sơ bộ tiết diện cột:

 Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS.TS Nguyễn Đình Cống, tiết diện cột A0được xác định theo công thức

t 0 b

k NA

R



 Trong đó:

 Rb - Cường độ tính toán về nén của bê tông

 N - Lực nén, được tính toán bằng công thức như sau : N m qF  s s

 Fs - Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

 ms - Số sàn phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái

Trang 21

 q - Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế

 Với nhà có bề dày sàn là bé (10 14cm kể cả lớp cấu tạo mặt sàn), có ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại bé q 1 1,4(T / m )   2

 Với nhà có bề dày sàn nhà trung bình (15 20cm kể cả lớp cấu tạo mặt sàn) tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q 1,5 1,8(T / m )   2

 Với nhà có bề dày sàn khá lớn ( 25cm ), cột và dầm đều lớn thì qcó thể lên đến 2 (T / m )2hoặc hơn nữa

t

k - Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột Xét

sự ảnh hưởng này theo sự phân tích và kinh nghiệm của người thiết kế, khi ảnh hưởng của

mômen là lớn, độ mảnh cột lớn thì lấy ktlớn, vào khoảng 1, 3 1,5 Khi ảnh hưởng của

mômen là bé thì lấy kt  1,1 1,2 

Nhập thông số

m q F N k Rb Ftinh Fchon h chọn b chọn CỘT số tầng (kG/m2) (m2) (kG) hệ

Trang 22

+Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn

bộ chiều cao của nó

+Các lỗ (cửa) trên các vách không được làm ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc chịu tải của vách và phải có biện pháp cấu tạo tăng cường cho vùng xung quanh lỗ

+Các kích thước chiều dày vách: 200, 250, 300, 350, 400mm

Trang 23

Hệ thống kĩ thuật - - 0.50 1.2 0.600

Tĩnh tải chưa tính trọng lượng ản thân sàn 1.6 - 2.01

Tổng tĩnh tải 5.35 - 6.135

Chú thích: - Trọng lượng riêng [kN/m3];

h - Chiều dày [mm]; gtc -Tĩnh tải tiêu chuẩn [kN/m2]

n - Hệ số vượt tải; gtt - Tĩnh tải tính toán [kN/m2]

3.3.2 Tĩnh tải tường xây

 Tĩnh tải tường xây là tải do tường bao quanh công trình, tải phân cách giữa các phòng

 Ta chia tải tường làm hai phần:

 Tải tác dụng lên dầm đối với các tường xây trực tiếp lên dầm

Bảng 3.3 Tĩnh tải tường xây phân bố lên dầm Loại tường Bề dày Chiều

[mm] [m] [kN/m3] [kN/m] [kN/m]

Tường gạch ống 100 100 3.25 18 1.2 6.96 5.8

Tường gạch ống 200 200 3.25 18 1.2 13.92 11.6

Bảng 3.4.Tĩnh tải tường xây phân bố trực tiếp lên sàn

Khối Tổng chiều dài tường [m] Qt S [m 2 ] Qtpb

[kN] [kN/m 2 ] Tường 100 Tường 200

Tầng điển hình 217 8 869.4 1139.4 0.76

Trang 24

23

 Công thức chung quy tải tường về dạng phân bố đều:

t tpb

 Qt   Vt t, tổng trọng lượng tường trong ô sàn xét đến

 Vt - thể tích khối tường, t - trọng lượng riêng của tường

Hệ số vượt tải n

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

1 Sảnh, hành lang, cầu thang,

4

Phòng ăn, bếp, phòng khách,phòng ngủ, WC (khối

căn hộ)

Trang 25

3.4 Mô hình phân tích và tính toán

Sử dụng phần mềm Robot2019 để mô hình sàn và phân tích nội lực Mặt bằng tầng sàn điển hình

Hình 3.2 Mặt bằng kết cầu dầm sàn căn hộ điển hình

3.4.1 Mô hình kết cấu

Hình 3.3 Tĩnh tải tác dụng lên sàn

Trang 27

Hình 3.6 Biểu đồ màu moment MYY

3.4.3.Kiểm tra chuyển vị

3.4.3.1 Chuyển vị ngắn hạn

Hình 3.7 Chuyển vị sàn theo tải trọng ngắn hạn

Theo TCVN 5574-2012 độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < [ fgh]

Với nhịp lớn nhất ô bản trong khoảng 5m < L = 9m ≤ 10m

Độ võng giới hạn, được nêu trong Bảng 4, TCVN 5574-2012 có giá trị

Trang 28

R b

( kNm)

As (mm2/m)

μ (%)

Chọn thép

Trang 29

( kNm)

As (mm2/m)

μ (%)

3.6.Kiểm tra chuyển vị dài hạn

Đối với các vật liệu có tính tư biến cần phải kể đến sự tăng độ võng theo thời gian

Bê tông là vật liệu dễ bị nứt ở vùng chịu kéo khi có tải trọng tác dụng Do đó, khi tính độ võng của sàn ta phải kể đến ảnh hưởng của sự hình thành vết nứt

Trang 30

29

'

2 f

5

4

2.0×10

α = = 6.6730×10

Xem cốt thép chỉ chịu kéo nên : ' '

  là độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Độ võng của sàn có vết nứt trong vùng chịu kéo tính théo công thức:

Trang 31

- hệ số lấy bằng 1 đối với cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm, bằng 1.2 đối với cấu

kiện chịu kéo

l- hệ số lấy bằng 1 đối với tải trọng tác dụng ngắn hạn, đối với tải trọng tác dụng dài

hạn thì lấy như sau:

l =1.6-1.5µ :đối với bê tông nặng, trong điều kiện độ ẩm tự nhiên

: hệ số lấy bằng 1 đối với cốt thép có gờ, bằng 1.3 đối với cốt thép tròn trơn

s- ứng suất trong các thanh cốt thép ngoài cùng

s s

Trang 34

33

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình:

Hình 0.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang tầng điển hình

4.2 Sơ bộ kích thước bản thang:

- Chiều cao tầng điển hình là 3.4 m, có 19 bậc thang, cầu thang 2 vế Chiều cao mỗi bậc thang là:

Trang 35

gtt (kN/m 3 ) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

gtt (kN/m 3 ) (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Trang 37

Hình 4.4 Hoạt tải tác dụng lên sàn

4.4.2 Xác định nội lực

Phân tích nội lực bằng Robot được kết quả sau:

Hình 4.5 Biểu đồ moment

Trang 39

Đặc trưng vật liệu:

Bê tông : B25 → Rb = 14.5 MPa

Eb = 32500 MPa → ξR = 0.573 Cốt thép : CIII,AIII → Rs = 365 MPa → αR = 0.409

vệ

M ( kNm)

As (mm2/m)

μ (%)

Trang 40

39

4.6.2 Tính cốt thép

 Tính cốt dọc

Giả thiết tính toán:

- a = 2.5 cm khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo;

- ho = 40 – 2.5 = 37.5 cm chiều cao có ích của tiết diện

Bê tông : B25 → Rb = 14.5 MPa

Eb = 32500 MPa → ξR = 0.573 Cốt thép : CIII,AIII → Rs = 365 MPa → αR = 0.409

Các bước tính toán cốt thép:

2 0

R R

a (mm)

ho (mm)

M (kNm)

Mf (kNm)

AS (cm 2 )

μ (%)

Bố trí

As bt (cm2)

μ chọn (%) Gối 250 400 25 375 -9.36 457.47 0.95 0.16 3Ø12 3.39 0.36 Nhịp 250 400 25 375 4.68 457.47 0.47 0.08 2Ø12 2.26 0.24

Định dạng
Số trang	121
Dung lượng	6,23 MB