4.1. HỆ KẾT CẤU SÀN
- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu cuûa coâng trình.
- Ta xét các phương án sàn sau:
4.1.1. HỆ SÀN SƯỜN
- Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.
- ệu ủieồm:
o Tính toán đơn giản
o 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.
- Nhược điểm:
o 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 tiét kiệm chi phí vật liệu.
o Không tiết kiệm không gian sử dụng.
4.1.2. HỆ SÀN Ô CỜ
- Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m.
- ệu ủieồm:
o Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp,thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ...
- Nhược điểm:
o Không tiết kiệm, thi công phức tạp.
o 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.
4.1.3. SÀN KHÔNG DẦM (KHÔNG CÓ MŨ CỘT):
- Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.
- ệu ủieồm:
o Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 22 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
o Tiết kiệm được không gian sử dụng o Deã phaân chia khoâng gian
o Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước..
o Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (68 m)
o 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.
o 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
o Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm
- Nhược điểm:
o Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu.
o 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.
4.1.4. SÀN KHÔNG DẦM ỨNG LỰC TRƯỚC
- Ưu điểm: Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm:
o Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.
o Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường.
o Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mô men do tính tải gây ra, khiến cho tiết kiệm được cốt theùp.
- Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này nhử sau:
o 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.
o Giá thành thiết bị còn cao, các thiết bị còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được.
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 23 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
4.1.5. KẾT LUẬN
- Qua phân tích các đặc điểm trên và xem xét các đặt điểm về kết cấu ta chọn phương án sàn không dầm không có mũ cột để sử dụng cho công trình.
4.2. HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH
- Nếu căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
o Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực,kết cấu lõi cứng và kết cấu ống
o Các hệ kết cấu hổn hợp: Kết cấu khung-giằng , kết cấu khung-vách , kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp.
o 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.
- Thông thường việc lựa chọn giải pháp kết cấu cho nhà cao tầng là căn cứ theo chiều cao và số tầng, thông số cụ thể trình bày trong bảng sau:
Chiều cao tối đa và tỷ số giới hạn giữa chiều cao và chiều rộng H/B:
Hệ kết cấu Trường hợp không có động đất
Trường hợp có động đất cấp (theo thang MSK)
6 và 7 8 9
Nhà khung MaxH=H/B 60 m
5
60-55 m 5-5
45 m 4
25 m 2 Nhà vách và
khung oáng MaxH=H/B 130 m
5
130-120 m 5-5
100 m 4
50 m 3
Nhà vách MaxH=H/B 140 m
5 140-120 m
6-6 120m
5 60 m
4 Nhà ống và vách
trong oáng MaxH=H/B 180 m
5 180-150 m
6-6 120 m
5 70 m
4
*Các số liệu trong bảng trên tham khảo của thầy Lê Thanh Huấn- ĐH Kiến Trúc HN - Với công trình CMID chiều rộng nhà theo số liệu trên bản vẽ thiết kế kiến trúc là 19,5m
H/B=48,8/19,5=2,5 <4; như vậy không có sự thay đổi đặt biệt nào về việc lựa chọn giải pháp kết cấu khung.
- Công trình xây dựng tại Q.3 – TP.HCM, khả năng xảy ra động đất khoảng cấp 6-7 (theo thang độ MSK) chiều cao công trình là 48.4m <55m, vậy lựa chọn giải pháp nhà khung beâtoâng coát theùp.
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 24 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
4.3. CƠ SỞ TÍNH TOÁN- VẬT LIỆU DÙNG
4.3.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU
- Báo cáo khảo sát địa chất do Công ty TNHH Một thành viên Tư vấn đầu tư và xây dựng Minh Thông thực hiện.
- Các Tiêu chuẩn thiết kế dùng để thiết kế
TCVN 2737 – 1995 : “Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế”;
TCVN 356 – 2005 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết keá.
TCVN 5574 – 1991 : “Keỏt caỏu beõ toõng coỏt theựp. Tieõu chuaồn thieỏt keỏ”;
TCXD 45 – 78 : “Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình”;
TCVN 338 – 2005 : “Keỏt caỏu theựp. Tieõu chuaồn thieỏt keỏ”;
TCVN 4453 – 1995 : “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối. Quy phạm thi công và nghiệm thu
TCVN 1765 – 1975 : “Thép cacbon kết cấu thông thường. Mác thép và yêu cầu kỹ thuật
TCVN 6283 – 1 – 1997 : “Thép thanh cán nóng. Phần 1.
4.3.2. CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TÍNH TOÁN
- Phần mềm tính toán kết cấu ETABS V9.1.5: xác định nội lực và các chuyển vò.
- Phần mềm tính sàn SAFE V12 : xác định nội lực dầm sàn
- Phần mềm tính toán Excel: thực hiện các bảng tính toán cốt thép, móng…
4.3.3. VẬT LIỆU CHỦ YẾU DÙNG CHO CÔNG TRÌNH
4.3.3.1. BEÂ TOÂNG :
- Bêtông mác B22.5 (M300) dùng cho kết cấu dầm, cột sàn, có:
Cường đụù chịu nộn tớnh toỏn Rn = 13MPa Cường độ chịu kéo tính toán Rk = 1MPa Môđun đàn hồi Eb = 29000 MPa
- Bêtông mác B30 (M400) dùng cho kết cấu móng có:
Cường đụù chịu nộn tớnh toỏn Rn = 17 MPa Cường độ chịu kéo tính toán Rk = 1,2 MPa Môđun đàn hồi Eb = 32500 MPa
4.3.3.2. COÁT THEÙP :
- Cốt thép >= 10 có : AII
Cường độ Ra = 280 MPa
Môđun đàn hồi Ea = 210000 MPa - Cốt thép < 10 có AI
Cường độ chịu kéo, nén Ra = 225 MPa Môđun đàn hồi Ea = 210000 MPa
- Công tác hàn thực hiện với que hàn N42 (TCVN 3223 – 89)
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 25 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
4.3.3.3. KHỐI XÂY TƯỜNG BAO CHE, TƯỜNG NGĂN (TƯỜNG KHÔNG CHỊU LỰC) :
Gạch xây 4 lỗ, loại I, kích thước chuẩn 8x8x18cm;
Vữa xây, trát : vữa xi măng mác M100;
- Tường dày 200 xây gạch ống : trọng lượng 330 Kg/m2, n=1.2 - Tường dày 100 xây gạch ống : trọng lượng 180 Kg/m2 , n=1.2
4.4. SƠ BỘ BỐ TRÍ CỘT VÀ CHỌN KÍCH THƯỚC TIEÁT DIEÄN
- Các vách chọn chiều dày là 300mm. Bố trí và khích thước theo như trên hình veõ.
- Đối với nhà cao tầng có hệ chịu lực là khung BTCT, cột chủ yếu chịu nén nên khi tính toán chọn tiết diện cho cột thỏa mãn lực nén theo công thức chọn sơ bộ
c n
F = kN / R . Đối với cột giữa:
o Tầng hầm1-hầm 2-trệt-lững : 1000x1000(mm)
o Taàng 2-3-4-5 : 900x900(mm)
o Taàng 6-7-8-9 : 800x800(mm)
o Tầng 10-11-12-kỹ thuật : 700x700(mm) Đối với cột biên:
o Tầng hầm1-hầm 2-trệt-lững : 800x800(mm)
o Taàng 2-3-4-5 : 700x700(mm)
o Taàng 6-7-8-9 : 600x600(mm)
o Tầng 10-11-12-kỹ thuật : 500x500(mm) Đối với cột biên B1:
o Tầng hầm1-hầm 2-trệt-lững : 800x600(mm)
o Taàng 2-3-4-5 : 800x500(mm)
o Taàng 6-7-8-9 : 800x400(mm)
o Tầng 10-11-12-kỹ thuật : 800x300(mm) - Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu:
o Không bị cột đâm thủng
o Đảm bảo cho giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị…)
o Yêu cầu cấu tạo: Trong tính toán không xét việc sàn bị giảm yếu do các lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện, nước, thông gió,…).
Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình khác mà sàn chỉ chịu tải đứng.
Chọn bản sàn bêtông cốt thép toàn khối dày 250mm.
- Chọn cầu thang dạng bản có chiều dày 12cm
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 26 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO