Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chung cư cao tầng CT1A phục vụ di dân tái định cư

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chung cư cao tầng CT1A phục vụ di dân tái định cư NGHIỆP THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO TẦNG NAM SÀI GÒN GVHD : Thầy. HUỲNH THANH ĐIỆP SVTH : PHAN VIẾT DŨNG LỚP : 09HXD02. PHỤ LỤC THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO TẦNG NAM SÀI GÒN GVHD : Thầy. HUỲNH THANH ĐIỆP SVTH : PHAN VIẾT DŨNG LỚP

Trường đại học xây dựng

lời mở đầu

Tất cả các sinh viên trường Đại học Xây dựng, sau 5 năm học tập vàrèn luyện đều phải trải qua một cuộc sát hạch cuối cùng trước khi được côngnhận là một người kỹ sư xây dựng - đó là đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp là một bài ôn tập lớn cuối cùng mà em và các sinh viên

trong toàn trường phải thực hiện Trong thời gian 15 tuần, với đề tài "Chung

cư cao tầng ct1a phục vụ di dân tái định cưi", em có nhiệm vụ tìm hiểu

phần kiến trúc, thiết kế phần kết cấu và lập biện pháp kỹ thuật, tổ chức thicông công trình Với sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô Nguyễn Thanh

Hà (hướng dẫn kết cấu) và tiến sĩ Trần Hồng Hải (hướng dẫn thi công), em

đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em có điều kiện kiểm tra lại nhữngkiến thức mình đã học Quá trình ôn tập này đặc biệt có ích cho em trước khi

ra trường, sử dụng những kiến thức đã học vào công việc thiết kế xây dựngsau này

Thời gian 5 năm học tại trường Đại học Xây dựng đã kết thúc và sau khihoàn thành đồ án tốt nghiệp này, sinh viên chúng em sẽ là những kỹ sư trẻtham gia vào quá trình xây dựng đất nước Tất cả những kiến thức đã họctrong 5 năm, đặc biệt là quá trình ôn tập thông qua đồ án tốt nghiệp tạo cho

em sự tự tin để có thể bắt đầu công việc của một kỹ sư thiết kế công trìnhtrong tương lai Những kiến thức đó có được là nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảotận tình của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Xây dựng

Em xin phép được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến nhà trường và tấtcả các thầy cô đã dạy dỗ em Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến cô Nguyễn Thanh Hà (bộ môn công trình thép gỗ) và TS Trần HồngHải (bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng) - những người thầy đã tận tìnhhướng dẫn, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tạo cho em sự tự tin

để làm một người kỹ sư xây dựng

Hà Nội, ngày 18/1/2006Sinh viên: Vương Danh Thắng

lời mở đầu

Tất cả các sinh viên trường Đại học Xây dựng, sau 5 năm học tập vàrèn luyện đều phải trải qua một cuộc sát hạch cuối cùng trước khi được côngnhận là một người kỹ sư xây dựng - đó là đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp là một bài ôn tập lớn cuối cùng mà em và các sinhviên trong toàn trường phải thực hiện Trong thời gian 15 tuần, với đề tài

"Chung cư cao tầng ct1a phục vụ di dân tái định cưi", em có nhiệm vụ

tìm hiểu phần kiến trúc, thiết kế phần kết cấu và lập biện pháp kỹ thuật, tổchức thi công công trình Với sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô NguyễnThanh Hà (hướng dẫn kết cấu) và tiến sĩ Trần Hồng Hải (hướng dẫn thicông), em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em có điều kiện kiểm tra lạinhững kiến thức mình đã học Quá trình ôn tập này đặc biệt có ích cho emtrước khi ra trường, sử dụng những kiến thức đã học vào công việc thiết kếxây dựng sau này

Thời gian 5 năm học tại trường Đại học Xây dựng đã kết thúc và saukhi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, sinh viên chúng em sẽ là những kỹ sưtrẻ tham gia vào quá trình xây dựng đất nước Tất cả những kiến thức đã họctrong 5 năm, đặc biệt là quá trình ôn tập thông qua đồ án tốt nghiệp tạo cho

em sự tự tin để có thể bắt đầu công việc của một kỹ sư thiết kế công trìnhtrong tương lai Những kiến thức đó có được là nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảotận tình của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Xây dựng

Em xin phép được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến nhà trường vàtất cả các thầy cô đã dạy dỗ em Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến cô Nguyễn Thanh Hà (bộ môn công trình thép gỗ) và TS Trần HồngHải (bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng) - những người thầy đã tận tìnhhướng dẫn, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tạo cho em sự tự tin

để làm một người kỹ sư xây dựng

Hà Nội, ngày 18/1/2006

3 Địa điểm xây dựng:

Công trình được xây dựng tại khu đô thị mới Mỹ Đình

+ Tầng hầm: Cao 3m, có diện tích sàn là: 1224m2, dùng để xe (Ôtô con

4 chỗ, xe máy, xe đạp, không để xe tải, xe ben những xe có chiều cao lớn)

+ Tầng 1 : Cao 4,2m, đặt kiốt, siêu thị và một số phòng kỹ thuật (trạm

điện, thu rác…), cụ thể như sau:

- 2 siêu thị (310m2 và 300m2)

- 4 Kiốt mỗi cái có diện tích 32m2

- Phòng thu rác được đặt ở tầng 1, cửa phòng thu rác được đi riêngkhông ảnh hưởng đến xung quanh

- Ngoài ra tầng 1 còn đặt phòng kỹ thuật và phòng kỹ thuật điện

+ Tầng điển hình : Cao 3,3m bố trí 9 căn hộ chia thành 2 loại: 2 phòng

ngủ và 3 phòng ngủ bao gồm:

- 6 căn hộ 3 phòng ngủ (108,5m2) trong đó mỗi căn hộ có: 3 phòngngủ, 1 phòng khách, 1 bếp, và 2 vệ sinh

- 3 căn hộ 2 phòng ngủ (85m2) trong đó mỗi căn hộ có: 2 phòngngủ, 1 khách, 1 bếp và 1 vệ sinh

- Ngoài ra căn hộ nào cũng có ít nhất một ban công

- Hố đổ rác được mỗi tầng một cửa được bố trí gần cầu thang, đổ rácxuống tầng 1 nơi đặt phòng thu rác

- Tóm lại có tất cả: 24 phòng ngủ, 24 vệ sinh, 9 phòng khách, 9 bếp,

b Giải pháp thông gió, cấp nhiệt:

- Công trình được đảm bảo thông gió tự nhiên nhờ hệ thống hành lang, cửa

sổ có kích thước, vị trí hợp lí

- Sử dụng hệ thống máy điều hoà

- Công trình có hệ thống quạt đẩy, quạt trần, để điều tiết nhiệt độ và khí hậu

đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho làm việc, nghỉ ngơi

- Tại các buồng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió

c Giải pháp giao thông:

+ Giao thông đứng: Gồm thang 2 thang máy và 2 thang bộ

- Thang máy là phương tiện giao thông theo phương đứng của toàn côngtrình Công trình có 2 thang máy dân dụng được lắp vào 2 lồng thang máyphục vụ cho tất cả các tầng

+ Giao thông ngang:

- Bố trí 2 dãy hành lang trong thông với nhau xung quanh lõi (Thang máy)

d Giải pháp phòng cháy chữa cháy:

Giải pháp phòng cháy, chữa cháy phải tuân theo tiêu chuẩn phòng chữa cháy cho nhà cao tầng của Việt Nam hiện hành Hệ thống phòng cháy– chữa cháy được trang bị các thiết bị sau:

cháy Hộp đựng ống mềm và vòi phun nước, bình xịt được bố trí ở các vị trí thíchhợp của từng tầng

- Máy bơm nước chữa cháy được đặt ở tầng kĩ thuật

- Bể chứa nước chữa cháy

- Hệ thống báo cháy gồm : đầu báo khói, hệ thống báo động

e Về giải pháp cung cấp điện:

- Dùng nguồn điện được cung cấp từ thành phố, công trình có trạm biến ápriêng, ngoài ra còn có máy phát điện dự phòng

- Hệ thống chiếu sáng đảm bảo độ rọi từ 20 – 40lux Đối với các phòng phục

vụ nhu cầu giải trí, phòng đa năng có thêm yêu cầu chiếu sáng đặc biệt thì

được trang bị các thiết bị chiếu sáng cấp cao

Phương thức cấp điện

- Toàn công trình cần được bố trí một buồng phân phối điện ở vị trí thuận lợicho việc đặt cáp điện ngoài vào và cáp điện cung cấp cho các thiết bị sửdụng điện bên trong công trình Buồng phân phối này được bố trí ở tầng kĩthuật

- Từ trạm biến thế ngoài công trình cấp điện cho buồng phân phối trongcông trình bằng cáp điện ngầm dưới đất Từ buồng phân phối điện đến các

tủ điện các tầng, các thiết bị phụ tải dùng cáp điện đặt ngầm trong tườnghoặc trong sàn

- Trong buồng phân phối, bố trí các tủ điện phân phối riêng cho từng khốicủa công trình, như vậy để dễ quản lí, theo dõi sự sử dụng điện trong côngtrình

- Bố trí một tủ điện chung cho các thiết bị, phụ tải như: trạm bơm, điện cứuhoả tự động, thang máy

- Dùng Aptomat để khống chế và bảo vệ cho từng đường dây, từng khu vực,từng phòng sử dụng điện

f Giải pháp cấp, thoát nước:

- Hệ thống thoát nước trên mái, yêu cầu đảm bảo thoát nước nhanh, không

bị tắc nghẽn

- Bên trong công trình, hệ thống thoát nước bẩn được bố trí qua tất cả cácphòng, là những ống nhựa đứng đặt trong hộp kỹ thuật và đưa đến tầng kỹthuật để thoát nước ra ngoài công trình

g Giải pháp thu gom rác thải:

- Mỗi tầng có một cửa thu gom rác thải bố trí gần cầu thang, rác thải theo hệthống ống dẫn đứng xuống tầng 1 là nơi đặt phòng thu rác thải

- Tầng 1 đặt phòng thu rác thải có cửa riêng thông ngay ra ngoài công trìnhnên không ảnh hưởng đến môi trường trong công trình và xe cộ đi vào lấyrác thuận tiện

h Hệ thống thông tin - tín hiệu, dịch vụ ngân hàng:

- Công trình được lắp đặt một hệ thống tổng đài điện thoại phục vụ thông tin,liên lạc quốc tế, trong nước và có cả dịch vụ ngân hàng phục vụ quý khách

- ở mỗi phòng đặt một máy điện thoại nội bộ để thuận tiện trong liên lạc

- Lắp đặt các hệ thống cứu hoả tự động như : còi báo động, hệ thống xịt khíCacbonic, các đường báo cứu ra trung tâm cứu hoả thành phố, các hệ thốngthoát hiểm

i Hệ thống chống sét và nối đất:

- Hệ thống chống sét gồm: kim thu lôi, hệ thống dây thu lôi, hệ thống dâydẫn bằng thép, cọc nối đất ,tất cả được thiết kế theo đúng qui phạm hiệnhành

- Toàn bộ trạm biến thế, tủ điện, thiết bị dùng điện đặt cố định đều phải có

hệ thống nối đất an toàn, hình thức tiếp đất : dùng thanh thép kết hợp vớicọc tiếp đất

b Phần thân:

- Căn cứ vào hình dáng kiến trúc, giải pháp mặt bằng, tình trạng địa chấtcủa khu vực xây dựng công trình, ta chọn giải pháp kết cấu cho công trìnhnhư sau:

Sơ đồ kết cấu: Khung BTCT đổ toàn khối, kết hợp với lõi vách chịu tải trọng ngang

c Phần mái:

- Chọn giải pháp mái tôn tạo dốc, độ dốc 15%

3 Đánh giá giải pháp kiến trúc, kết cấu trên quan điểm thi công

- Do công trình được xây trên khu đất rộng rãi là khu đô thị mới Mỹ

Đình nên mặt bằng kiến trúc được thiết kế thi công dễ dàng, giao thông đi lạithuận tiện

- Tuy mặt bằng có trải dài (54.6m) xong hiện nay với sự hỗ trợ của các thiết

bị máy móc thi công hiện đại như: cần trục tháp, máy bơm bê tông… chonên việc thi công không hề bị cản trở Cho nên ta thấy kiến trúc hoàn toànhợp lý

- Về mặt kết cấu:

Hiện nay công nghệ thi công bê tông cốt thép đổ tại chỗ đang rất thịnh hànhtại Việt Nam, đối với nhà cao tầng giải pháp kết cấu khung chịu lực kết hợpvới lõi vách chịu tải trọng ngang là hoàn toàn hợp lý

III điều kiện thi công:

1 Những điều kiện về địa hình, địa chất, thuỷ văn:

+ Công trình nằm tại Hà Nội nhiệt độ bình quân trong năm là 27oC, chênhlệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất và thấp nhất khá cao do nằm trong vùngkhí hậu nhiệt đới gió mùa, đây là khí hậu quyết định thời tiết của miền Bắcnói chung

+ Hai hướng gió chủ đạo là Đông Nam vào mùa hè và Đông Bắc vào mùa

Đông

+ Địa hình: Bằng phẳng, giao thông thuận tiện

+ Địa chất: Công trình được xây dựng trong lưu vực sông Hồng (Hà Nội) nênnền đất không tốt lắm, gồm nhiều lớp đất khác nhau, lớp cát, đá thô ở sâu

+ Thuỷ văn: Hà Nội là nơi có mạch nước mặt và nước ngầm khá phức tạp,mực nước ngầm ở độ sâu -10m.

2 Điều kiện các nguồn cung ứng vật tư:

- Vốn đầu tư được cấp theo từng giai đoạn thi công công trình

- Vật tư được cung cấp liên tục đầy đủ phụ thuộc vào giai đoạn thi công:

 Bê tông cọc và đài cọc dùng bê tông Mác 300 là bê tông thươngphẩm của công ty Vinaconex

 Bê tông dầm, sàn, cột: dùng bê tông thương phẩm Mác 300 củacông ty Vinaconex

 Thép: sử dụng thép Thái Nguyên loại I đảm bảo yêu cầu và cóchứng nhận chất lượng của nhà máy

 Dùng xi măng Hoàng Thạch PC40 có chứng nhận chất lượng củanhà máy

 Đá, cát được xác định chất lượng theo TCVN

 Gạch lát, gạch lá nem dùng sản phẩm của công ty Hữu Hưng

 Khung Nhôm, cửa kính Singapo

 Điện dùng cho công trình gồm điện lấy từ mạng lưới điện thành phố

và từ máy phát dự trữ phòng sự cố Điện được sử dụng để chạymáy, thi công và phục vụ cho sinh hoạt của cán bộ công nhân viên

 Nước dùng cho sản xuất và sinh hoạt được lấy từ mạng lưới cấpnước thành phố

 Nhân lực: được xem là đủ đáp ứng theo yêu cầu của tiến độ thicông

3 Điều kiện hạ tầng kỹ thuật, xử lý:

+ Khu đô thị mới Mỹ Đình tuy mới được xây dựng xong là một trong nhữngtrọng điểm của quốc gia để phát triển thủ đô sau này nên đã được trang bị

hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật khá tốt, mạng lưới giao thông đi lại đã được

mở rất thuận tiện

+ Điện, nước, trạm y tế, trường học cũng được quy hoạch tốt phục vụ chomột lượng đông dân cư sinh sống

NhiÖm vô thiÕt kÕ: - ThiÕt kÕ thÐp sµn tÇng 5.

- ThiÕt kÕ thÐp cÇu thang bé trôc 2-3

- ThiÕt kÕ thÐp khung trôc 3

- ThiÕt kÕ thÐp mãng khung trôc 3

Chương 1: giải pháp kết cấu

I - Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng:

Thiết kế kết cấu nhà cao tầng so với thiết kế kết cấu nhà thấp tầng thìvấn đề chọn giải pháp kết cấu có vị trí rất quan trọng Việc chọn hệ kết cấukhác nhau có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng , hình thể khối đứng, độcao các tầng, thiết bị điện, đường ống, yêu cầu về kỹ thuật thi công, tiến độthi công, giá thành công trình…

Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầng là:

1 Tải trọng ngang:

Tải trọng ngang bao gồm áp lực gió tĩnh, động là nhân tố chủ yếu củathiết kế kết cấu Nhà ở phải đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tảitrọng ngang Trong kết cấu thấp tầng, ảnh hưởng của tải trọng ngang sinh

ra rất nhỏ, nói chung có thể bỏ qua Theo sự tăng lên của độ cao, nội lực vàchuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tăng lên rất nhanh

Nếu xem công trình như một thanh công xôn ngàm cứng tại mặt đất thìmô men tỉ lệ thuận với bình phương chiều cao:

120

11 4 (Tải trọng phân tam giác)

Chuyển vị ngang của công trình làm tăng thêm nội lực phụ do tạo ra độlệch tâm cho lực tác dụng thẳng đứng; làm ảnh hưởng đến tiện nghi củangười làm việc trong công trình; làm phát sinh các nội lực phụ sinh ra các

rạn nứt các kết cấu như cột, dầm, tường, làm biến dạng các hệ thống kỹthuật như các đường ống nước, đường điện

Chính vì thế, khi thiết kế công trình nhà cao tầng không những chỉ quantâm đến cường độ của các cấu kiện mà còn phải quan tâm đến độ cứngtổng thể của công trình khi công trình chịu tải trọng ngang

3 Trọng lượng bản thân:

Công trình càng cao, trọng lượng bản thân càng lớn thì càng bất lợi vềmặt chịu lực Trước hết, tải trọng đứng từ các tầng trên truyền xuống tầngdưới cùng làm cho nội lực dọc trong cột tầng dưới lớn lên, tiết diện cột tănglên vừa tốn vật liệu làm cột, vừa chiếm không gian sử dụng của tầng dưới,tải trọng truyền xuống kết cấu móng lớn thì sẽ phải sử dụng loại kết cấumóng có khả năng chịu tải cao, do đó càng tăng chi phí cho công trình Mặtkhác, nếu trọng lượng bản thân lớn sẽ làm tăng tác dụng của các tải trọng

động như tải trọng gió động, tải trọng động đất Đây là hai loại tải trọng nguyhiểm thường quan tâm trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Vì vậy, thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọnglượng bản thân kết cấu, chẳng hạn như sử dụng các loại vách ngăn có trọnglượng riêng nhỏ như vách ngăn thạch cao, các loại trần treo nhẹ, vách kínhkhung nhôm

II - Phương án kết cấu :

Từ thiết kế kiến trúc, ta có thể chọn một trong hai loại kết cấu sau:

1 Kết cấu thuần khung:

Với loại kết cấu này, hệ thống chịu lực chính của công trình là hệkhung gồm cột dầm sàn toàn khối chịu lực, lõi thang máy được xây gạch Ưu

điểm của loại kết cấu này là tạo được không gian lớn và bố trí linh hoạtkhông gian sử dụng; mặt khác đơn giản việc tính toán khi giải nội lực và thicông đơn giản Tuy nhiên, kết cấu công trình dạng này sẽ giảm khả năngchịu tải trọng ngang của công trình Nếu muốn đảm bảo khả năng chịu lựccho công trình thì kích thước cột dầm sẽ phải tăng lên, nghĩa là phải tăngtrọng lượng bản thân của công trình, chiếm diện tích sử dụng Do đó, chọnkiểu kết cấu này chưa phải là phương án tối ưu Với công trình không cao

quá và chịu tải trọng gió, động đất không lớn ta có thể áp dụng sơ đồ kếtcấu khung cứng chịu lực (sơ đồ khung giằng).

2 Kết cấu khung vách:

Đây là kết cấu kết hợp khung bê tông cốt thép và vách cứng cùngtham gia chịu lực.Tuy có khó khăn hơn trong việc thi công nhưng kết cấuloại này có nhiều ưu điểm lớn Khung bê tông cốt thép chịu tải trọng đứng vàmột phần tải trọng ngang của công trình Lõi cứng tham gia chịu tải trọngngang cho công trình một cách tích cực Lõi cứng ở đây sẽ tận dụng lồngthang máy không ảnh hưởng đến không gian sử dụng, mặt khác lõi cứng sẽgiảm chấn động khi thang máy làm việc Tuy nhiên đối với một số công trình(như khách sạn) lõi thang máy được thiết kế để làm đẹp kiến trúc Khi bố tríkhung đặc biệt là lõi phải bố trí đối xứng để chống xoắn cho nhà

Bê tông cột dầm sàn được đổ toàn khối tạo độ cứng tổng thể cho côngtrình Hệ tường xây gạch và cửa gỗ, cửa kính làm kết cấu bao che

Với những ưu nhược điểm phân tích ở trên, em quyết định chọn phương án

Kết cấu khung vách cho công trình.

III - Chọn vật liệu, sơ bộ chọn kích thước tiết diện.

1.Chọn loại vật liệu: Chọn vật liệu dùng cho kết cấu khung.

- Bê tông thương phẩm Mác 300 có: Rn= 130 kG/cm2

- Cốt thép chịu lực chính loại AII có: Ra= 2700 kG/cm2

Cốt thép đai loại AI có: Rad= 1700 kG/cm2

k : Hệ số phụ thuộc vào mômen k = 1,2  1,5

Rn : Cường độ chịu nén của bê tông Lực dọc N tính sơ bộ lấy bằng tổng tải trọng trên phần diện tích chịutải Căn cứ vào đặc điểm công trình là nhà trung cư nên lấy sơ bộ tải trọng:Tĩnh tải: Sàn dày 20cm là: 0.2x2500 = 500Kg/m2, hoạt tải và dầm khoảng300Kg/m2, tổng cộng tải trọng lấy sơ bộ: 500 + 300 = 800 kG/m2 sàn

Công trình với lưới cột không đều do đó ta chọn diện tích cột giữa và cộtbiên khác nhau

Tổng lực dọc N truyền xuống từ các tầng trên lấy theo diện tích chịu tải bỏqua sự liên tục của dầm sàn là :

Cột giữa : N = 15.7,8.(8,1 + 3)/2.800 = 519480 (kG) = 519,48 (T).Cột biên : N = 15.7,8.8,1/2.800 = 379080 (kG) = 397,080 (T)

Diện tích cần thiết của cột giữa : F = ,1 2 4795 , 2

Để việc thi công được thuận lợi không đổi tiết diện cột

Chọn kích thước dầm: Chiều cao tiết diện dầm được chọn sơ bộ thoảmãn điều kiện

1218

 Chọn kích thước lõi cầu thang máy:

Chiều dày lõi cầu thang máy lấy bằng 30 cm

Chương 2 - xác định tải trọng

I Tĩnh tải:

1-Tĩnh tải sàn

a - Cấu tạo bản sàn: Xem bản vẽ Kiến trúc

b - Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán (xem bảng 1)

2 - Tĩnh tải sàn vệ sinh:

a - Cấu tạo bản sàn vệ sinh: Xem bản vẽ Kiến trúc

b - Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán (xem bảng 2)

3-Tĩnh tải mái:

a -Cấu tạo bản sàn mái: Xem bản vẽ Kiến trúc

b - Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán (xem bảng 3)

4-Tĩnh tải cầu thang:

a - Cấu tạo bản sàn cầu thang: Xem bản vẽ Kiến trúc

b - Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán (xem bảng 4)

Tĩnh tải tác dụng lên sàn (Bảng 1)

(KG/m2)

n qtt(KG/m2)

TÜnh t¶i t¸c dông lªn sµn vÖ sinh (B¶ng 2)

bảng Tĩnh tải tác dụng lên bản thang (Bảng 4)

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn

và tải trọng do tường ,vách kính đặt trên công trình Khi xác định tĩnh tải, tachỉ cần xác định tải trọng do các lớp sàn và tải trọng các vách tường truyềnvào các khung vì khi giải lực bằng chương trình sap 2000 , tải trọng bản thâncủa các phần tử cột và dầm sẽ được tự động cộng vào khi khai báo hệ sốtrọng lượng bản thân

Tĩnh tải do trọng lượng tường trên dầm được phân trực tiếp cho dầm.Tĩnh tải do trọng lượng tường trên sàn lấy cho ô sàn nhiều tường nhất (nguyhiểm nhất – ô sàn nằm giữa trục 3,4 và H,F) được quy đổi thành Kg/m2sànnhư sau:

8,78,4

3,38,7)03,0.1800.3,111,0.2000.1,1

II - Hoạt tải.

Tải trọng hoạt tải người phân bố trên sàn các tầng được lấy theo bảngmẫu của tiêu chuẩn TCVN:2737-95.

Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tương ứng với các loại phòng

được cho trong bảng sau Các ô sàn phòng khách,WC, phòng ăn(150KG/m2) lấy bằng phòng có giá trị lớn nhất là phòng ngủ : 200 (kG/m2)

Bảng xác định tải trọng hoạt tải phân bố.

ST

Tải trọngtiêu chuẩn(kG/m2)

Hệsố

Tải trọngtính toán(kG/m2)1

- Hành lang, cầu thang , sảnh

- Hoạt tải mái

- Mái tôn

- Vệ sinh, phòng ăn, phòng khách

2003007030150

1,31,21,31,31,3

2603609139195

Tính toán giảm tải.

Do hoạt tải chất lên khung không gian toàn sàn nên phải tính đếngiảm tải

- Hoạt tải phòng lớn nhất ( Phòng ngủ): 260 Kg/m2

- Hoạt tải hành lang : 360 Kg/ m2

Trong mỗi tầng mỗi phòng có một diện tích khác nhau dẫn đến hệ sốgiảm tải khác nhau nên để an toàn ta lấy hệ số giảm tải theo phòng bé nhất:Bếp ăn (10 m2> 9m2)

ở các phòng: A1= 0,4 +

9 10

6 ,

0

= 0,9692

Hoạt tải hành lang trong tiêu chuẩn không giảm tải

Vậy hoạt tải thành phần ở phòng là : 0,9692 x 260 =252 Kg/m2

Hoạt tải thành phần ở hành lang ( để tính dầm, bản): 360 Kg/m2

Hoạt tải mái đã giảm tải là: 0,9692 x 91 = 88 Kg/m2

III - Tải trọng gió.

1 Xác định thành phần gió tĩnh:

Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 - 95

Công trình được xây dựng ở Hà Nội thuộc khu vực II-B, dạng địa hình B

có giá trị áp lực gió W0= 95 KG/m2

Để xác định tải trọng gió tĩnh ta coi tải trọng gió là phân bố đều trên mỗi

đoạn chiều cao công trình ở đây ta lấy mỗi đoạn có chiều cao là 1 tầng.Giá trị tiêu chuẩn của thành phần gió tĩnh ở độ cao z của công trình đượcxác định theo công thức:

Wt= n.W0.k.c (1) (kG/m2)Trong đó: W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W0= 95 (kG/m2)

K : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

ở đây ta lấy giá trị trung bình, nội suy

C : Hệ số khí động phụ thuộc vào hình dạng công trình

 Phía gió đẩy (đón gió): c = 0,8

 Phía gió hút (khuất gió): c = - 0,6

n : Hệ số vượt tải, n = 1,2

 Tải trọng gió tính toán: n x W

Wiđ= 95.k.0,8.1,2 = 91,2k (KG/m2)

Wih= 95.k.0,6.1,2 = 68,4k (KG/m2)

Tải trọng gió tĩnh phân bố theo độ cao nhà

Tầng Z (m) K Gió đẩy W(KG/m2) đ Gió hút W(KG/m2) h

định trọng lượng bản thân công trình gồm trọng lượng của cột dầm sàn,tường, lớp trát, gạch lát

Trọng lượng của cột, dầm, sàn được khai báo trong SAP theo hệ số kể

đến trọng lượng bản thân là 1, trọng lượng tường trên dầm được quy về phân

bố đều trên m dài dầm

*) Tính toán tải trọng tường trên dầm, lớp trát tường:

Tường ngăn giữa các đơn nguyên, tường bao chu vi nhà dày 220 ;Tường ngăn trong các phòng, tường nhà vệ sinh trong nội bộ các đơnnguyên dày 110 được xây bằng gạch rỗng, có  =1500 KG/m3

- Trọng lượng tường ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng trên 1 mdài tường

- Trọng lượng tường ngăn trên các ô bản (tường 110, 220mm) tính theotổng tải trọng của các tường trên các ô sàn sau đó chia đều cho diệntích toàn bản sàn của công trình

Chiều cao tường được xác định : ht= H-hd,s

Trong đó: ht-chiều cao tường

H-chiều cao tầng nhà

hd,s- chiều cao dầm, hoặc sàn trên tường tương ứng

Và mỗi bức tường cộng thêm chiều dầy vữa trát (2 bên) : có  =1800 KG/m3.Ngoài ra khi tính trọng lượng tường – một cách gần đúng ta phải trừ đi phầntrọng lượng do cửa đi, cửa sổ chiếm chỗ (lấy gần đúng 1/3 khối lượng tổng)

Bảng tính trọng lượng tường 220, lớp trát

qtc qtt(Kg/

m) (Kg/m)Gạch Vữa

5148011384816679

Dựng hệ trục toạ độ OXY, trong đó:

 O: Gốc toạ độ là giao điểm của 2 trục 4 và D

 Y: Trục theo phương ngang công trình

 X: Trục theo phương dọc công trình

Để xác định tần số dao động riêng của công trình ta chất hết tĩnh tải lêncông trình chạy SAP, từ đó tính ra được các dạng dao động ứng với các tần

số :

Mode 1: f1 = 0.6530 s-1; ( T = 1,531 s, dao dộng theo phương X )Mode 2: f2 = 0.7299 s-1; ( T = 1,37 s, dao dộng theo phương Y )Mode 3: f3 = 0.8317 s-1; ( T = 1,2045 s, dao dộng xoắn trong XOY )Mode 4: f4 = 2.188 s-1; ( T = 0,457 s, dao dộng theo phương X )Với công trình bê tông cốt thép có  = 0,3 do đó tần số giới hạn fL= 1,3 (Hz)

Wpj1= Mj.1.1.xj1 (1)Trong đó: Mj : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ i (là khốilượng 1 tầng, các tầng có chiều cao bằng nhau, tiết diện cột thay đổi không

đáng kể nên lấy trung bình bằng khối lượng toàn công trình chia cho sốtầng)

Thay vào ta có: 1= 0,0174

653,0.940

95.2

Với 1= 0,0174 tra đồ thị ta xác định được  1 = 1,73.

+ 1 : Hệ số phụ thuộc vào độ biến dạng của công trình trong dạngdao động 1 được xác định bằng cách chia công trình ra nhiều phần, trongphạm vi mỗi phần tải trọng gió không đổi (theo các tầng)

2 1

W y

- WFj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tácdụng lên phần thứ j của công trình khi chỉ kể đến xung vận tốcgió



. 1 S1.W

đổi

Thay các giá trị vào (1) ta tính được các giá trị cho ở bảng sau:

Bảng giá trị thành phần gió động theo phương X

2 1

W

x

=

95,

Bảng giá trị thành phần gió động theo phương y

III Tính toán nội lực:

Sơ đồ để tính toán nội lực là sơ đồ khung phẳng ngàm tại móng Côngtrình chịu tác dụng của các loại tải trọng : tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió

Ta chia ra thành các trường hợp tải trọng sau:

-Trường hợp tĩnh tải

- Trường hợp hoạt tải ta không chất lệch tần lệch nhịp, hoạt tải đượcchất lên tất cả các ô sàn khi đã được nhân với hệ số giảm tải

- Bốn trường hợp tải trọng gió :

+ Gió X: Bao gồm Wt+ Wđxvà Wđy (Có gió –X)

+ Gió Y: Bao gồm Wt+ WđYvà Wđx ( Có gió –Y)

Không tính gió xiên vì công trình có chiều dài lớn nên gió xiên nhỏ

Trong đó: Trục X : theo phương dọc nhà

Trục Y : theo phương ngang nhà.

Sử dụng các chương trình tính nội lực với sự trợ giúp của máy tính để xác

định nội lực trong khung, ở đây ta sử dụng chương trình SAP 2000

Kết quả nội lực xem phần phụ lục I, II.

IV Kiểm tra sự đúng đắn của kết quả tính toán:

Để kiểm tra độ chính xác của kết quả tính toán sau khi chạy máy tadùng các phương pháp sau:

- Dựa vào điều kiện cân bằng lực:

 Tổng đại số lực dọc trục của cột và vách tại tầng trệt phải bằng toàn

V Tổ hợp nội lực:

Sau khi kiểm tra kết quả tính toán ta tiến hành tổ hợp nội lực nhằm tìm

ra nội lực nguy hiểm nhất để thiết kế cấu kiện

Nội lực được tổ hợp theo hai tổ hợp cơ bản:

- Tổ hợp cơ bản 1: Gồm tĩnh tải cộng với một trường hợp hoạt tải, trong

đó hệ số tổ hợp lấy bằng một

- Tổ hợp cơ bản 2: Gồm tĩnh tải cộng với hai trường hợp hoạt tải trở lên,trong đó hoạt tải được nhân với hệ số 0,9

 Tổ hợp nội lực dầm: Cần xét các cặp nội lực sau:

 Tổ hợp nội lực cột : Cần xét các cặp nội lực sau:

1 Trường hợp hoạt tả sử dụng

4 Trường hợp hoạt tải gió

Trường hợp gió theo phương X

Trường hợp gió theo phương -X

Trường hợp gió theo phương Y

Trường hợp gió theo phương -Y

Trong 4 trường hợp gió khi tổ hợp chỉ cộng 1 trường hợp

Nội lực cột và dầm được tổ hợp và lập thành bảng

Một số bảng tổ hộp nội lực cho các dầm và cột điển hình

Xem chi tiết bảng tổ hợp nội lực phần phục lục III, IV

Chương 3 - thiết kế cấu kiện

 Chọn vật liệu:

- Bê tông Mác 300 có: Rn= 130 kG/cm2 , Rk= 10 kG/cm2

- Thép chịu lực chính loại AII có: Ra= Ra= 2700 kG/cm2

Thép đai loại AI có: Rađ = 1700 kG/cm2

 Được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn, em tính toán thiết kế cácloại cấu kiện sau:

- Thiết kế sàn tầng 5, tính thép và bản vẽ bố trí thép

- Tính thép cầu thang bộ trục 2 – 3

- Tính thép cho khung trục 3

- Tính thép cho móng dưới khung trục 3

Mặt bằng kết cấu xem bản vẽ Mặt bằng kết cấu tầng điển hình: KC-01

Ta chỉ tính cho các ô sàn điển hình nguy hiểm nhất

Mô men giữa bản M1= m1.P và M2= m2.P ( Cắt bản bề rộng 1m để tính)Mô men trên gối MI = MI’- k1.P và MII= MII’ - k2.P ( Cắt bản bề rộng 1m đểtính)

Với P = (p+q+G1).L1.L2trong đó

p: Tĩnh tải tác dụng lên ô sàn;

q: Hoạt tải tác dụng lên ô sàn;

G1: Tĩnh tải do tường quy về Kg/m2 sànm1, m2, k1, k2: Các hệ số tra bảng

Ô sàn 2 thuộc phòng ngủ và vệ sinh hoạt tải lấy theo phòng ngủ cho antoàn:

q = 200 Kg/m2Tĩnh tải: p = 750,5 Kg/m2 p + q +G1= 750,5 + 200 + 214 = 1165 Kg/m2

 P = 1165 x 7,8 x 8,1 = 73605 Kg.m

Tra bảng ta được các hệ số:

m1= 0,0231m2= 0,0184k1 = 0,0560k2= 0,0385

Từ đó ta tính được mô men lớn nhất tại giữa ô bản và gối là:

b.Tính toán cốt thép chịu lực:

Tính cốt thép chịu mômen dương (ở giữa nhịp) :

+ M1= 1700,27 Kg.m

46,4

46,45,18.98,0

2100170027

98,0038,0.211.5,0

3,0038

,05,18.100.130170027

min 0

2 1

2 2

0 1

γγ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

Tra b¶ng diÖn tÝch cèt thÐp cña b¶n ta chän 10, a = 170

%26,00026,05,18

1004,83

83,45,18.98,0

2100184013

98,004,0.211.5,0

3,004

,05,18.100.130184013

min 0

2 1

2 2

γγ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

p: Tĩnh tải tác dụng lên ô sàn;

q: Hoạt tải tác dụng lên ô sàn;

G1: Tĩnh tải do tường quy về Kg/m2 sànm1, m2, k1, k2: Các hệ số tra bảng

Ô sàn 12 thuộc phòng khách, phòng ngủ, WC hoạt tải lấy theo phòng ngủcho an toàn:

q = 200 Kg/m2Tĩnh tải: p = 750,5 Kg/m2 p + q +G1= 750,5 + 200 + 214 = 1165 Kg/m2

 P = 1165 x 7,8 x 7,8 = 70878 Kg.m

Tra bảng ta được các hệ số:

m1= 0,0258m2= 0,0258k1 = 0,0263k2= 0,0263

Từ đó ta tính được mô men lớn nhất tại giữa ô bản và gối là:

%25,00025,05,18

1004,79

79,45,18.978,0

2100182365

978,004,0.211.5,0

3,004

,05,18.100.130182365

min 0

2 1

2 2

0 1

γγ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

Tra bảng diện tích cốt thép của bản ta chọn 10, a = 160

%26,00026,05,18.100

91,4

91,45,18.977,0.2100186409

977,004,0.211.5,0

3,004

,05,18.100.130186409

min 0

2 1

2 2

γγ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

II

Tra bảng diện tích cốt thép của bản ta chọn 10, a = 150

Từ đó ta tính được mô men lớn nhất tại giữa ô bản và gối là:

G 591

16.3

1051 16

q

M  b. 2  1051.32  860

Ta thấy mô men ở ô sản hành lang này nhỏ hơn các ô bản phòng ngủ nênkhông cần phải tính thép, đặt thép giống ở các ô sàn phòng ngủ

Để thuận tiện thi công tránh nhầm lẫn ta chọn thép sàn như sau:

Thép chịu mô men âm thống nhất lấy: 10, a = 150

Thép chịu mô men dương thống nhất lấy: 8, a = 160

+ d > 0.25d1(d1 : đường kính lớn nhất của cốt dọc)

+ Khoảng cách giữa các cốt đai 15d2 (d2: đường kính bé nhất của cốtdọc)

- Chiều dày lớp bảo vệ a = 5 cm.

Do công trình là cao tầng , tải trọng ngang luôn thay đổi chiều , nhất làthành phần gió động và tảỉ trọng động đất nên khi tính bố trí thép phải bố tríthép đều theo chu vi

Các phần tử cột, dầm được đánh số trong chương trình SAP 2000 như sau: