Đề 14 chung cư khởi thành 15b + 2f đồ án tốt nghiệp đại học

Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau: Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống.. Sơ đồ làm việ

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 5

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 5

Mục đích thiết kế công trình 5

1.1.1 Quy mô công trình 5

1.1.2 Chức năng các tầng 5

1.1.3 Giải pháp giao thông trong công trình 5

1.1.4 Giải pháp thông thoáng 5

1.1.5 1.2 KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH 6

Mặt đứng công trình 6

1.2.1 Mặt bằng các tầng điển hình 7

1.2.2 Mặt cắt công trình 8

1.2.3 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ 9

2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 9

Thiết kế kết cấu khung 9

2.1.1 Thiết kế kết cấu móng 9

2.1.2 2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG 9

2.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 9

Tải trọng 9

2.3.1 Chuyển vị 10

2.3.2 Hệ kết cấu chính 10

2.3.3 Hệ kết cấu sàn 11

2.3.4 Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính 12

2.3.5 2.4 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 13

2.5 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 13

Sơ bộ tiết diện sàn 13

2.5.1 Sơ bộ kích thước dầm 13

2.5.2 Sơ bộ tiết diện vách 14

2.5.3 Sơ bộ tiết diện cột 14

2.5.4 PHẦN II KẾT CẤU 5

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 13

3.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 13

Tiêu chuẩn thiết kế 13

3.1.1 Vật liệu sử dụng 13 3.1.2

3.2 MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 133.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 14

Tĩnh tải 143.3.1

Tổng tĩnh tải 153.3.2

Tải tường 163.3.3

Hoạt tải 163.3.4

Tổng tải tác dụng lên sàn 173.3.5

3.4 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP CỔ ĐIỂN 18

Cơ sở lý thuyết 183.4.1

Xác định nội lực 183.4.2

Nội lực 213.4.3

3.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 24

Ô sàn điển hình 243.5.1

Sàn bản kê bốn cạnh ô sàn S1 243.5.2

Sàn bản kê bốn cạnh ô sàn S4 253.5.3

Tính cốt thép tất cả các ô sàn ( sử dụng Excel) 273.5.4

Kiểm tra độ võng nứt cho sàn 273.5.5

Kiểm tra độ cong ,võng cho ô sàn 353.5.6

Tính độ cong cho ô sàn S1 373.5.7

Kiểm tra độ võng cho ô sàn S1 373.5.8

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG 394.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 39

Vật liệu sử dụng 394.1.1

Sơ bộ kích thước tiết diện 394.1.2

4.2 TẢI TRỌNG CẦU THANG 40

Tải trọng tác dụng lên bảng nghiêng 404.2.1

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ,chiếu tới 414.2.2

Hoạt tải 414.2.3

4.3 SƠ ĐỒ TÍNH 42

Bản thang 424.3.1

Tính toán cốt thép 444.3.2

Tính toán dầm chiếu tới 454.3.3

Tính cốt thép dọc 474.3.4

Tính cốt thép đai 474.3.5

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 485.1 GIỚI THIỆU CHUNG 48

5.2 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN 48

5.3 MÔ HÌNH KHUNG TRỤC TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 10 49

5.4 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 49

Tải trọng tác dụng lên sàn 49

5.4.1 Tải trọng ngang 54

5.4.2 Gán tải trọng 66

5.4.3 5.5 KHAI BÁO KHỐI LƯỢNG THAM GIA DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH 71

5.6 KHÁI BÁO VÀ GÁN TUYỆT ĐỐI CỨNG CHO SÀN 71

5.7 KHAI BÁO TẢI TRỌNG GIÓ VÀ GÁN TÂM CỨNG CHO SÀN 72

5.8 KIỂM TRA MÔ HÌNH 72

5.9 GIẢI MÔ HÌNH 73

5.10 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 73

Các trường hợp tải trọng 73

5.10.1 Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán 74

5.10.2 5.11 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 76

Tính toán và bố trí cốt thép dọc dầm-khung trục 10 76

5.11.1 Tính toán cốt thép cho dầm khung tầng điển hình 78

5.11.2 5.12 TÍNH TOÁN CỐT THÉP ĐAI 79

Lý thuyết tính toán 79

5.12.1 Tính toán cốt thép đai cho mặt cắt tầng điển hình 80

5.12.2 5.13 KẾT QUẢ CỐT THÉP 81

5.14 TÍNH TOÁN CỐT TREO CHO DẦM 97

5.15 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CỘT-KHUNG TRỤC 10 98

Phương pháp tính toán bố trí cốt thép cho cột lệch tâm xiên 98

5.15.1 Tổ hợp nội lực tính toán cột 98

5.15.2 Xác định nội lực cột 98

5.15.3 Tính toán và bố trí thép cột 99

5.15.4 Kết quả tính toán thép cột 103

5.15.5 5.16 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO VÁCH 105

Khái quát cơ bản về vách lõi 105

5.16.1 Quan niệm tính toán vách cứng 105

5.16.2 5.17 NỘI LỰC TRONG VÁCH 110

5.18 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP DỌC CHO VÁCH 114

Tính toán cho mặt cắt vách điển hình 114

5.18.1 Chọn chiều dày vùng biên B 114

5.18.2 Xác định nội lực 114 5.18.3

Tính toán cốt thép 1145.18.4.

Kết quả tính toán thép vách 1155.18.5

5.19 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP ĐAI CHO VÁCH 120

Kiểm tra khả năng chịu cắt cho vách 1205.19.1

Bố trí cốt đai cho vách 1205.19.2

5.20 KIỂM TRA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 120

Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình 1205.20.1

Kiểm tra ổn định chống lật của công trình 1215.20.2

CHƯƠNG 6 THÔNG KÊ ĐỊA CHẤT 1226.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 122

Thông tin chung 1226.1.1

Phân loại,mô tả và đặc điểm các lớp đất 1226.1.2

6.2 LÝ THUYẾT THÔNG KÊ 1236.3 PHÂN CHIA ĐƠN NGUYÊN ĐỊA CHẤT 123

Hệ số biến động 1236.3.1

Quy tắc loại trừ sai số 1246.3.2

6.4 ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁN 124

Đặc trưng tiêu chuẩn 1246.4.1

Đặc trưng tính toán 1256.4.2

6.5 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN 126

Thống kê dung trọng tự nhiên và dung trọng khô của đất 1266.5.1

Thống kê lực dính C và góc ma sát trong phi (sử dụng hàm linest) 1416.5.2

Thống kê dung trọng bão hòa và dung trọng đẩy nổi 1516.5.3

CHƯƠNG 7 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG 1567.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 156

Móng cọc ép 1567.1.1

Cọc khoan nhồi 1567.1.2

Cọc barrettes 1567.1.3

Kết luận phương án thiết kế 1577.1.4

Nội lực tính toán móng 1577.1.5

7.2 NỘI LỰC 157CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP BÊ TÔNG LY TÂM 1608.1 GIỚI THIỆU CỌC ÉP BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC 160

Đặc điểm 1608.1.1

Phân loại 1608.1.2

8.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỌC ỐNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC 160

Ưu điểm 160

8.2.1 Nhược điểm 160

8.2.2 8.3 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 161

Vật liệu sử dụng 161

8.3.1 Vật liệu cọc 161

8.3.2 8.4 CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 161

8.5 KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN CẨU VÀ DỰNG CỌC 164

8.6 TÍNH TOÁN MÓNG M1 165

Nội lực do tải tính toán 165

8.6.1 8.7 NỘI LỰC 165

8.8 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 165

Sức chịu tải cọc theo vât liệu 166

8.8.1 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 166

8.8.2 8.9 SỨC CHỊU TẢI THEO THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN SPT 168

Sức chịu tải thiết kế của cọc 170

8.9.1 8.10 THIẾT KẾ MÓNG M1.(MÓNG CỘT TRỤC 10-B) 171

Nội lực tính móng 171

8.10.1 Sơ bộ số cọc trong đài 172

8.10.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên móng 173

8.10.3 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mô hình winkler 181

8.10.4 Kiểm tra xuyên thủng 184

8.10.5 Tính cốt thép trong đài móng 185

8.10.6 8.11 THIẾT KẾ MÓNG M2.(MÓNG VÁCH TRỤC 10-A) 187

Nội lực tính móng 187

8.11.1 Sơ bộ số cọc trong đài 187

8.11.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên móng 189

8.11.3 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mô hình winkler 196

8.11.4 Kiểm tra xuyên thủng 199

8.11.5 Tính cốt thép cho đài móng 201

8.11.6 8.12 THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG 205

Nội lực tính toán 205

8.12.1 Sơ bộ số cọc trong đài 205

8.12.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 207

8.12.3 Kiểm tra ứng suất dưới khối móng quy ước 208

8.12.4 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình winkler 213

8.12.5 Tính cốt thép cho đài móng 216 8.12.6

Kiểm tra xuyên thủng 220

8.12.7 CHƯƠNG 9 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 223

9.1 GIỚI THIỆU VỀ CỌC KHOAN NHỒI 223

9.2 THÔNG SỐ CỌC KHOAN NHỒI 223

Thông số vật liệu 223

9.2.1 Thông số chi tiết cọc 223

9.2.2 9.3 SỨC CHỊU TẢI CỌC 224

Sức chịu tải theo điều kiện vật liệu 224

9.3.1 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền 225

9.3.2 Sức chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 227

9.3.3 9.4 SỨC CHỊU TẢI THIẾT KẾ CỌC 229

9.5 THIẾT KẾ MÓNG M1 (MÓNG CỘT TRỤC 10-B) 230

Nội lực tính toán móng 230

9.5.1 Sơ bộ số cọc trong đài 231

9.5.2 Kiểm tra tải trong tác dụng lên cọc trong móng 232

9.5.3 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mô hình winkler 240

9.5.4 kiểm tra xuyên thủng 244

9.5.5 tính cốt thép trong đài móng 245

9.5.6 9.6 THIẾT KẾ MÓNG M2 (MÓNG VÁCH TRỤC 10-A) 249

Sức chịu tải thiết kế của cọc 249

9.6.1 Nội lực tính toán móng 250

9.6.2 Sơ bộ số cọc trong đài 250

9.6.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên móng 251

9.6.4 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình winkler 258

9.6.5 Kiểm tra xuyên thủng 262

9.6.6 Tính cốt thép cho đài móng 264

9.6.7 9.7 THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG 268

Nội lực tính toán 268

9.7.1 Sơ bộ số cọc trong đài móng lõi thang 268

9.7.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 270

9.7.3 Kiểm tra ứng suất dưới khối móng quy ước 271

9.7.4 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình winkler 276

9.7.5 Tính cốt thép cho đài móng 280

9.7.6 Kiểm tra xuyên thủng cho đài 283

9.7.7 CHƯƠNG 10 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG… 285

PHẦN I KIẾN TRÚC

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

là một giải pháp thiết yếu để giải quyết vấn đề nhà ở, văn phòng, khu trung tâm thương mại có thể nói sự xuất hiện ngày càng nhiều nhà cao tầng trong trung tâm thành phố, không những đáp ứng nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới cho thành phố Xứng đáng là trung tâm số một về kinh tế, khoa học kỹ thuật của cả nước Bên cạnh đó, sự xuất hiện của nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển nghành xây dựng ở thành phố nói chung và cả nước nói riêng thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế

Quy mô công trình

1.1.2

Công trình là một tổ hợp dự án gồm khu trung tâm thương mại, văn phòng, căn hộ và khu tiện ích Công trình sinh viên thiết kế là toà chung cư khởi thành cao tầng có 17 tầng, trong đó gồm có: 13 tầng nổi, 1 tầng sân thượng, 1 tầng kỹ thuật và 2 tầng hầm

Cốt 0.00m đặt tại mặt đất tự nhiên Tổng chiều cao công trình là 47.6m tính từ cốt 0.00m Mặt bằng công trình tại cốt là hình chữ nhật, xây dựng trên tổng diện tích sàn 45.000m2, số căn

hộ là 400 căn

Chức năng các tầng

1.1.3

- Tầng hầm 1 cao 3.5m: Bãi giữ xe 1, bể xử lí nước thải, bể chứa nước sinh hoạt và chữa cháy

- Tầng hầm 2 cao 3.1m: Bãi giữ xe 2, bể tự hoại, bể chứa nước sinh hoạt và chữa cháy

- Tầng 1 cao 4.2m: Khu sinh hoạt chung

- Tầng 2 cao 3.1m: Khu căn hộ

- Tầng 3 đến tầng 5 cao 3.1m: Khu căn hộ

- Tầng 6 đến tầng 10 cao 3.1m: Khu căn hộ, tầng điển hình

- Tầng 11 đến tầng 13 cao 3.1m: Khu căn hộ

- Tầng sân thượng cao 3.1m: sân thượng

- Tầng kỹ thuật cao 3.1m: phòng kỹ thuật và bể nước mái

Giải pháp giao thông trong công trình

1.1.4

- Giao thông đứng trong công trình được đảm bảo bằng 2 thang máy và hai cầu thang bộ, được đặt tại vị trí trung tâm khối nhà ở, Trong đó, thang bộ đóng vai trò luôn lối thoát hiểm

- Giao thông ngang là hệ thống hành lang chung

Giải pháp thông thoáng

1.1.5

Tất cả các phòng đều có ánh sáng chiếu vào từ các ô cửa sổ

Ngoài việc tạo thông thoáng bằng hệ thống cửa sổ ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo, bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng…

KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH

1.2

Mặt đứng công trình

1.2.1

Hình 1-1 Mặt đứng kiến trúc công trình trục 10-18

Mặt bằng các tầng điển hình

1.2.2

Hình 1-2 Mặt bằng tầng hầm 1

Hình 1-3 Mặt bằng tầng điển hình

Mặt cắt công trình

1.2.3

Hình 1-4 Mặt cắt kiến trúc công trình trục 10-18

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

2.1

Nội dung tính toán đặt ra gồm 2 yêu cầu: Thiết kế kết cấu khung và Thiết kế kết cấu móng cho

công trình được giao

Thiết kế kết cấu khung

2.1.1

Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên

Thiết kế sàn tầng điển hình

Thiết kế cầu thang

Thiết kế 1 khung trục: sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió, vách cứng

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

TCVN 5574 – 2012 : Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 198 – 1997 : Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

TCVN 10304 – 2014 : Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 4453 – 1995 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi côngvà

nghiệm thu

TCVN 299 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN

2737 – 1995

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

TCVN 9363 – 2012: Khảo sát cho xây dựng – Khảo sát địa kĩ thuật cho nhà cao tầng

TCVN 9391 – 2012: Lưới thép hàn dùng trong kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, thi

công lắp đặt và nghiệm thu

TCVN 9394 – 2012: Đóng và ép cọc – Thi công và nghiệm thu

TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

TCVN 9396 – 2012: Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phương pháp xung siêu âm

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Chuyển vị

2.3.2

Bao gồm chuyển vị ngang và chuyển vị đứng Trong đó nếu chuyển vị ngang lớn sẽ làm tăng giá trị nội lực, do độ lệch tâm tăng theo, có thể làm hư hỏng các bộ phận phi kết cấu (tường, vách ngăn…), làm tăng dao động ngôi nhà, làm cho con người có cảm giác khó chịu và hoảng sợ, có thể làm mất ổn định tổng thể nhà Chuyển vị ngang nhà không được vượt quá giới hạn cho phép Theo mục 2.6.3 TCVN 198-1997 có quy định:

Kết cấu khung BTCT: f/H ≤ 1/500

Kết cấu khung-vách : f/H ≤ 1/750

Kết cấu tường BTCT: f/H ≤ 1/1000

Trong đó f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao công trình

Nhà cao tầng phải có khả năng kháng chấn cao (chống động đât): Tải trọng động đất là một trong những yêu tố chính thiết kế kết cấu

Kết cấu chịu lực phương đứng và phương ngang phải chọn và bố trí hợp lý (khung, vách, lõi cứng…) có khả năng hấp thụ và tiêu tán năng lượng khi động đất xảy ra, kết cấu có thể duy trì sức chịu tải mà không bị sụp đổ Có khả năng chịu lửa cao, thoát hiểm an toàn Có độ bền, tuổi thọ cao móng phải phù hợp và chịu được tải trọng bên trên

Hệ kết cấu chính

2.3.3

Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

2.3.3.1 Hệ khung

Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút

Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau

Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, sử dụng tốt cho công trình

có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 – 12 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8 và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9

2.3.3.2 Hệ khung vách

Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng

Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây khác nhau như vừa có thể lắp ghép vừa

có thể đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép

Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, được đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước

Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m

2.3.3.3 Hệ khung lõi

Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên

Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian

Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng

Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản

Tính toán đơn giản

Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

2.3.4.1.2 Nhược điểm

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu

Không tiết kiệm không gian sử dụng

2.3.4.2 Sàn không dầm có mũ (sàn nấm)

Sàn nấm là sàn không có dầm, bản sàn tựa trực tiếp lên cột Xung quanh vùng sàn gối lên cột có thể loe rộng đầu cột ra thành mũ cột, hoặc tăng chiều dày bản sàn thành bản đầu cột

2.3.4.2.1 Ưu điểm

Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

Tiết kiệm được không gian sử dụng

Dễ phân chia không gian

Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…

Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản

Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn

Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen

do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép

2.3.4.3.2 Nhược điểm

Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hoá hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu

Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được

2.3.4.4 Sàn bê tông bubbleDeck & Uboot Beton

Bản sàn bê tông BubbleDeck & Uboot Beton phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa, hộp nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn

2.3.4.4.1 Ưu điểm

Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng Tạo không gian rộng cho thiết kế nội thất Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, và có thể lên tới 15m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo

Tổng quan kích thước công trình

Quy mô công trình 15 tầng nổi, tổng chiều cao 47.6m, dựa trên đặc điểm của các giải pháp kết cấu đã trình bày, chọn hệ khung kết hợp vách làm kết cấu chịu lực cho công trình là phù hợp nhất

Công trình với quy mô 15 tầng nổi với kích thước bước nhịp lớn Chính vì vậy cần lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp và đảm bảo tính hiệu quả cho công trình

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước nhịp lớn, đồng thời để đảm bảo vẻ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

Thép dùng trong kết cấu bê tông cốt thép nhà cao tầng nên sử dụng loại thép có cường độ cao (theo mục 2.1 TCXD 198:1997)

Dựa vào tính chất đặc thù của nhà cao tầng là thường có tải trọng lớn Vậy nên cần sử dụng loại vật liệu có tính chất vừa giảm được tải trọng cho công trình, tiết kiệm được chi phí, và phổ biển

Do vậy lựa chọn vật liệu thích hợp để đi thiết kế cho công trình là bê tông cốt thép

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

m hệ số phụ thuộc vào loại sàn

h  mm : đối với sàn nhà dân dụng

Thực tế thì chiều dày sàn min lấy bằng 100mm

Chọn ô sàn S1 7075 7200 x mmcó chiều dài cạnh ngắn L lớn nhất để sơ bộ: 1

1

1

7075 157 245

Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2-1.Kích thước tiết diện dầm

15520

Vậy chọn t v 300mm cho vách thang máy, thang bộ và các vách còn lại

Sơ bộ tiết diện cột

n là số tầng

qtb (bao gồm tỉnh tải và hoạt tải) giá trị tải trọng đứng lấy sơ bộ trên 1 m2 sàn,giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế chọn q=13 (kN/m2 )

f: diện tích truyền tải vào cột

Rb=17(MPa)=17*103 KN/m2 là cường độ tính toán về khả năng chịu nén của bê tông B30( không xét cốt thép chịu nén)

K là hệ số kể đến ảnh hưởng của moment tính đến tải trọng ngang: k=(1.1-1.5)

Bảng 2-2 Bảng sơ bộ kích thước tiết diện cột giữa Tầng N (kN) K Att (cm2) b (cm2) h(cm2) Att (cm2)

PHẦN II KẾT CẤU

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

THÔNG SỐ THIẾT KẾ

3.1

Tiêu chuẩn thiết kế

3.1.1

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

TCXDVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế

Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình” ( PGS TS.Vũ Mạnh Hùng )

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 14

+ Tải trọng bản thân và các lớp hoàn thiện

+ Tải trọng của tường trực tiếp lên sàn

3.3.1.1 Tĩnh tải sàn phòng khách,phòng ngủ,phòng bếp,hành lang

Chọn bề dày sàn đồng nhất cho các ô sàn Tuy nhiên đối với các khu vực khác nhau có công năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn khác nhau dẫn đến trọng lượng bản thân khác nhau và được chia làm các nhóm khu vực sau: Sàn điển hình (sàn phòng khách, phòng ngủ, bếp, hành lang…), sàn vệ sinh

Hình 3.3.Cấu tạo sàn phòng khách,bếp,ngủ

Bảng 3-1.Trọng lượng sàn phòng khách,bếp,phòng ngủ,hành lang

Vật liệu cấu tạo sàn

Chiều dày (mm)

Trọng lượng riêng

kN / m

Tĩnh tải tiêu chuẩn

kN / m

Hệ số vượt tải n

Tỉnh tải tính toán

3.3.1.2 Sàn vê sinh,ban công,logia

Hình 3.4.Cấu tạo sàn vệ sinh,ban công,logia

Bảng 3-2.Trọng lượng phòng vệ sinh,ban công ,logia

Vật liệu cấu tạo

sàn

Chiều dày (mm)

Trọng lượng riêng

kN / m

Tỉnh tải tiêu chuẩn

 2

kN / m

Hệ số vượt tải n

Tỉnh tải tính toán

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 16

Tải tường

3.3.3

Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc

bố trí tường ngăn vì vậy một số tường này không có dầm đỡ bên dưới Do đó khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn bên trong ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn Để đơn giản trong tính toán, tải tường được quy về phân bố đều trên một ô sàn có tải tường lớn nhất Được xác định theo công thức:

Trong đó:

Chiều dày tường

Chiều cao tường

Chiều dài tường

Trọng lượng riêng của tường xây

Diện tích ô sàn có tường

: hệ số vượt tải của tường lấy gần đúng để đơn giản tính toán là 1.1

 Tải trọng tường phân bố đều trên dầm,tường bao rộng 200mm

g

kN / m  

tt tuong 2

g

kN / m

Bảng 3-5.Hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán theo TCVN 2737-1995

Mỗi ô sàn tính toán có nhiều loại sàn với hoạt tải khác nhau, do đó thiên về an toàn ta lấy giá trị lớn nhất để làm giá trị tính toán sàn

Bảng 3-6.Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Tải tường (kN/m2)

Tĩnh tải (kN/m2)

Hoạt tải (kN/m2)

Tổng (kN/m2)

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 18

Tải tường (kN/m2)

Tĩnh tải (kN/m2)

Hoạt tải (kN/m2)

Tổng (kN/m2)

Tải tường (kN/m2)

Tĩnh tải (kN/m2)

Hoạt tải (kN/m2)

Tổng (kN/m2)

L

Bản kê (bản 2 phương): tỷ lệ 2

12

L

Xác định nội lực

3.4.2

Xét điều kiện liên kết với bản dầm

Tất cả các ô sàn đều là kết cấu toàn khối với dầm, do đó xét tỉ lệ độ cứng giữa dầm và sàn để xác định sơ đồ tính toán của ô sàn

Xét tỷ số: 500

3170

d

s

h

h   ( với hd là chiều cao dầm)

Ta thấy tỷ số có giá trị ≥ 3 nên liên kết biên của các ô sàn là ngàm

Bảng 3-9.Bảng phân loại ô bản sàn

STT Ô sàn Kích thước l2/l1

Loại ô sàn

Tĩnh Tải tính toán (kN/m2)

Hoạt tải tính toán (kN/m2)

3.4.2.1 Tính toán nội lực theo ô bản đơn

Loại bản kê 4 cạnh ( bản làm việc 2 phương )

Cắt theo 2 phương một dải có bề rộng b 1m, xem bản như 1 dầm đơn giản, gối tựa là các dầm chính hoặc dầm phụ

Moment dương lớn nhất ở giữa ô sàn:

MII MII

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 20

Moment âm lớn nhất ở gối:

Trong đó:

tổng tải trọng tác dụng lên ô bản

hoạt tải của ô sàn

tĩnh tải các lớp cấu tạo ô sàn

Kí tự i: số hiệu ô bản đang xét, ở đây i  9

Kí tự 1, 2: chỉ phương đang xét là cạnh ngắn hay cạnh dài

Hệ số m, k tra Bảng Phụ lục 15[Nhà xuất bản Xây dựng 2012.Võ Bá Tầm, Kết cấu Bê Tông Cốt Thép tập 2 (cấu kiện nhà cửa), Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh]

Loại bản dầm ( bản làm việc theo 1 phương)

Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có bề rộng b  m, xem bản như 1 dầm đơn giản, gối tựa là 1các dầm chính hoặc dầm phụ

1

L

Bảng 3-10.Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu

Sơ đồ tính

Giá trị Moment

180

3.4.3

Moment (kN.m/m)

p (kN/m2)

h (mm)

a (mm)

S6 c 1,2 6,625 7,74 2,4 170 20,0 150,0 5,52

0,61 1,22

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 24

Từ kết quả tính nội lực, thực hiện các bước tính toán sẽ được cốt thép As của ô bản

Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông B30, xác định được các thông số R0.541,R0.395 đối với nhóm cốt thép AIII và R0 596 ,R0 419. đối với nhóm cốt thép AI

: Tra Bảng E.2

Hệ số điều kiện làm việc

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Điều kiện kiểm tra:min    max

Hoạt tải (kN/m2)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Điều kiện kiểm tra: min   max

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Điều kiện kiểm tra: min   max

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 26

Tên ô sàn

l1 l2 Tĩnh tải gs Hoạt tải ps Tổng qs

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Điều kiện kiểm tra : min   max

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Điều kiện kiểm tra : min   max

Tính toán tương tự các ô sàn còn lại

Bảng 3-12.Bảng kết quả tính toán thép cho các ô sàn

ach(mm)

Hàm lượng

Kiểm tra độ võng và nứt cho ô sàn lớn nhất S1, nếu ô sàn lớn thoả điều kiện võng và nứt thì các

ô sàn còn lại đều thoả và ngược lại

Bảng 3-13.Moment tải tiêu chuẩn của ô sàn S1

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 28

3.5.5.1 Kiểm tra nứt

Tính toán khả năng kháng nứt của sàn:

Kiểm tra sự hình thành vứt nứt, theo mục 7.1.2.4, [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế], vết nứt được hạn chế theo điều kiện:

R : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bêtông ứng với trạng thái giới hạn 2 Tra bảng

12 – [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế]

pl

W : Moment chống uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng Theo mục

7.1.2.6 - [TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế]:

M và M ngược chiều nhau, lấy dấu “–“ khi r M rp và M cùng chiều Đối với kết cấu bêtông r

không ứng lực trước, ứng lực trước P là do co ngót gây ra và M rp lấy dấu “–” Xác định P và

 : Hệ số tác dụng của tải trọng, lấy theo mục 7.2.2.1 TCVN 5574 – 2012

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

μ : Hàm lượng cốt thép của tiết diện

Chương 3:Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình Trang 30

Số hạng thứ 2 của công thức ξ lấy dấu “+” khi cấu kiện chịu nén lệch tâm, “–” khi cấu kiện chịu kéo lệch tâm, bằng 0 khi cấu kiện chịu uốn

β : Hệ số, lấy bằng 1.8 đối với bêtông nặng và bêtông nhẹ, bằng 1.6 đối với bêtông hạt nhỏ, bằng 1.4 đối với bêtông rỗng và bêtông tổ ong

h h

e : Độ lệch tâm của lực dọc N (lực nén hoặc kéo) đối với trọng tâm tiết diện cốt thép S, tot

tương ứng với Moment M (Xem mục 7.4.3.1, TCVN 5574 – 2012), được xác định theo công thức:

3.5.5.2 Kiểm tra nứt cho ô sàn S1

Tính toán momen tiêu chuẩn do toàn bộ tải trọng tác dụng:

Tải trọng tác dụng dài hạn (tĩnh tải tiêu chuẩn) :

Tải trọng toàn phần (hoạt tải tiêu chuẩn): p = 1.5 (kN/m tp tc 2)

Tổng tải trọng phân bố toàn bộ: tc tc 7 9 1 5 9 4 2

q g p  .  .  (k N / m ) Moment tiêu chuẩn do tác dụng ngắn hạn cùa toàn bộ tải trọng (tại nhịp) :

s b

E

E

    Chiều dày bản sàn: h s 0 17 m17cm

Chọn lớp bê tông bảo vệ a20mm