Ngô Thanh VinhTên đề tài: Thiết kế Công Ty Vạn TườngSinh viên thực hiện: Nguyễn Đức HạMã SV: 1911506110112 Lớp: 19XD1 Trang 6 CÔNG TY VẠN TƯỜNG – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PH
KIẾN TRÚC (15%)
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN
Công Ty Vạn Tường – Quân Khu 5
Hình I.1 Phối cảnh công trình
1.2 Vị trí xây dựng Địa chỉ công trình: Phường Hoà Thuận Tây, Quận Hải Châu, Thành phố Đà Nẵng.
Hình I.2 Vị trí xây dựng và hiện trạng xung quanh công trình
1.3.1 Khí hậu Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình: nền nhiệt độ cao và ít biến động Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam của Việt Nam với tính trội là khí hậu miền Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8÷12 và mùa khô từ tháng 1÷7 Mùa đông có nhiều đợt rét nhưng không đậm và không kéo dài
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9°C; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8 với nhiệt độ trung bình từ 28÷30°C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2 với nhiệt độ trung bình từ 18÷23°C Riêng vùng núi Bà Nà ở độ cao gần 1.500 m, nhiệt độ trung bình khoảng 20°C. Độ ẩm không khí trung bình năm là 83,4%, cao nhất vào các tháng 10, 11: từ 85÷87%; thấp nhất vào các tháng 6, 7: từ 76÷77%.
Lượng mưa trung bình năm trên 2.500 mm, lượng mưa tháng cao nhất vào các tháng
10, 11: từ 550÷1.000 mm/tháng và thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3, 4: từ 23÷40 mm/tháng.
Trong năm, bình quân có 2.156 giờ nắng, tháng 5, 6 có nhiều giờ nắng nhất: từ 234÷277 giờ/tháng và tháng 11, 12 có ít nhiều giờ nắng nhất: từ 69÷165 giờ/tháng.
1.3.2 Điều kiện về địa lý
Khu đất xây dựng nằm trong Khu công nghiệp Trà Linh Đông, huyện Thái Thụy,tỉnh Thái Bình, địa hình tương đối bằng phẳng, xung quanh là các công trình và đường giao thông hiện hữu.
1.4 Địa hình Đà Nẵng có địa hình đồng bằng và địa hình đồi núi Đồi núi thường dốc (>40°), tập trung ở phía Tây, Tây-Bắc và từ đó có các dãy núi lan ra, xen kẽ với đồng bằng hẹp ven biển Vùng núi, độ cao từ 700÷1.500 m, là nơi tập trung rừng đầu nguồn nên có giá trị cao về mặt kinh tế, môi trường và sinh thái của thành phố Núi Sơn Trà nằm phía Đông-Bắc tạo nên lá chắn gió cho vùng đồng bằng sông Hàn Đồng bằng ven biển là vùng đất thấp chịu ảnh hưởng của sông và biển, là nơi tập trung các cơ sở kinh tế, xã hội như nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, quân sự, dân cư và các khu chức năng khác của thành phố.
Qua tài liệu các lỗ khoan khảo sát địa chất dự án Nhà máy Xây dựng và kinh doanh cho thuê nhà xưởng Nam Tài tại Lô B2, Khu công nghiệp Liên Hà Thái (Green iP-1), huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình có kết luận như sau:
- Lớp 1: Đất màu mặt ruộng.
- Lớp 2: Sét pha màu nâu xám trạng thái dẻo chảy.
- Lớp 3: Cát hạt mịn màu xám nâu, xám xanh, kết cấu xốp.
- Lớp 4: Cát pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái chảy.
- Lớp 5: Sét pha màu nâu, xám nâu, trạng thái dẻo mềm.
- Lớp 6: Sét pha màu nâu, xám ghi, trạng thái dẻo cứng.
- Lớp 7: Sét pha màu nâu vàng, xám nâu, trạng thái nửa cứng.
- Lớp 8: Sét pha màu xám xanh, nâu xám, trạng thái dẻo cứng.
- Lớp 9: Sét pha màu xám nâu, xám xanh, trạng thái nửa cứng.
Nhìn chung, điều kiện địa chất khu vực biến đổi rất phức tạp, tồn tại nhiều lớp địa chất có sự biến đổi nhiều về diện phân bố và cường độ chịu tải Qua kết quả khảo sát, người thiết kế sẽ nghiên cứu kỹ đặc điểm, tính chất cơ lý của từng lớp đất, so sánh với quy mô, tải trọng công trình để chọn giải pháp móng và chiều sâu đặt móng cho phù hợp, đảm bảo sự ổn định lâu dài cho công trình.
Vu Gia, Cu Đê và Phú Lộc là 3 hệ thống sông chính ở Đà Nẵng, trong đó sông VuGia lớn nhất (hình 1) Chế độ thủy văn của sông Vu Gia bị chi phối mạnh bởi chế độ mưa trong lưu vực, sự trao đổi nước với sông Thu Bồn ở Quảng Nam và các đập thủy điện ở thượng nguồn sông Thu Bồn
1.6 Cơ sở tính toán và thiết kế
Công trình được thực hiện tính toán đựa theo tiêu chuẩn Việt Nam, các tài liệu hướng dẫn, giáo trình, các bài báo khoa học trong nước và quốc tế Tiêu chuẩn Mỹ có thể được tham khảo và áp dụng ở một số bài toán.
1 TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế [1].
2 TCVN 5574:2018: Kết cấu bê tông và Bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế [3].
3 TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất [4].
4 TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế [5].
5 TCVN 7888:2014: Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước [6]
6 QCVN 02:2022/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia – Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong Xây dựng [8].
1.6.2 Tài liệu tham khảo phục vụ tính toán
7 Báo cáo khảo sát địa chất công trình.
8 Các tài liệu về thiết kế kết cấu Bê tông cốt thép và kết cấu Thép trong và ngoài nước.
9 Hồ sơ thiết kế kiến trúc.
1 Phần mềm phân tích kết cấu chính: Etabs.
2 Cầu thang: Sap2000, bảng tính Excel.
3 Sàn BTCT: Etabs, bảng tính Excel.
4 Cột: Etabs, bảng tính Excel
5 Dầm: Etabs và bảng tính Excel.
6 Sức chịu tải: Bảng tính Excel.
8 Móng cọc: Etabs, bảng tính Excel.
9 Đài cọc: Etabs, bảng tính Excel.
1.6.4 Phần mềm triển khai bản vẽ
1 Triển khai bản vẽ kết cấu bê tông cốt thép: Autocad.
KẾT CẤU (60%)
LỰA CHỌN CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Dùng bê tông cấp độ bền B40 cho toàn bộ kết cấu của công trình, Các thông số của bê tông B25:
- Cường độ chịu nén tính toán của bê tông : Rb = 22 (MPa).
- Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông : Rbt =1,4 (MPa).
- Mô đun đàn hồi của bê tông : Eb = 30×10 3 (MPa).
Các loại cốt thép sửa dụng cho công trình:
Loại thép Rs = Rsc (MPa) Rsw (MPa) Es (MPa)
- Căn cứ vào yêu cầu cấu tạo kiến trúc và các hoạt tải dài hạn.
- Tính cho hai loại: Sàn bình thường (phòng ngủ, hành lang) và sàn có lớp chống thấm (sàn vệ sinh), Dựa vào các lớp cấu tạo sàn để xác định tĩnh tải cho từng loại sàn.
Tĩnh tải không bao gồm trọng lượng bản thân được trình bày ở bảng dưới đây
Khu vực sàn phòng ngủ, khách
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Lớp gạch lát sàn Granite 20 2000 20 1,1 44
- Trần giả + thiết bị kỹ thuật, 50 1,1 55
Khu vực kho (sàn dày 200)
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Lớp gạch lát sàn Granite 10 2000 20 1,1 22
- Trần giả + thiết bị kỹ thuật, 50 1,1 55
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Lớp gạch lát chống trơn 300x300 10 2000 20 1,1 22
- Lớp vữa trát, lót chống thấm (15+20) 50 1800 90 1,3 117
- Lớp vữa tạo độ dốc 30 1500 45 1,2 54
- Trần giả + thiết bị kỹ thuật, 50 1,1 55
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Hai lớp gạch lá nem chống nóng 10 2000 20 1,1 22
- Lớp vữa tạo độ dốc dày trung bình
- Trần giả + thiết bị kỹ thuật, 50 1,1 55
+) Tường xây gạch đất nung 200 Chiều cao: 3,3 Dầm: 400
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Tải tường phân bố trên 1 m dài: 1085 1224
- Tải tường phân bố có kể đến 25% diện tích cửa: 813 918,29
+)Tường xây gạch đất nung 100 Chiều cao: 3,3 Dầm: 400
Tên các lớp chiều dày lớp (mm) γ (kG/m 3 )
- Tải tường phân bố trên 1 m dài: 464 510,4
- Tải tường phân bố có kể đến 25% diện tích cửa: 348 382,8
Hoạt tải sử dụng: Dựa theo “TCVN 2737:2023 - Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế”.
Bảng II-1 Tải trọng tác động.
Loại tải Loại sàn Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kN/m 2 )
1.5 Tổ hợp nội lực và tổ hợp tải trọng
STT Trường hợp tải trọng Ký hiệu Loại tải
1 Trọng lượng bản thân DL Tỉnh tải
2 Trọng lượng các lớp hoàn thiện SDL Tỉnh tải
4 Trọng lượng tường 100mm và 200mm WALL Tỉnh tải
5 Hoại tải sàn LL Hoạt tải
6 Gió theo phương trục X GX Gió
7 Gió theo phương trục Y GY Gió
8 Động đất theo phương X DDX Động đất
9 Động đất theo phương Y DDY Động đất
Tên tổ hợp Tổ hợp tải trọng
1.6 Kiểm tra ổn định tổng thể
Hình II.3 Mô hình 3D công trình.
Hình II.4 Tải hoàn thiện (SDL), đơn vị kN/m 2
Hình II.5 Tải tường (Wall), đơn vị kN/m
Hình II.6 Hoạt tải (LL), đơn vị kN/m.
Hình II.7 Gió X+, đơn vị kN.
Hình II.8 Gió Y, đơn vị kN. 1.6.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Chuyển vị do gió X, và gió Y được thể hiện dưới đây
Hình II.9 Chuyển vị ngang do gió X và gió Y.
Chuyển vị ngang lớn nhất bằng1 6.13(mm) 100mm lấy c0 = 15mm
Giả thiết a0 Với bản thường chọn a0 = 15÷20mm Khi h khá lớn (h > 150mm) có thể chọn a0 = 25÷30mm Tính h0 = h - a0.
: Đặc trưng tính chất biến dạng của vùng bê tông chịu nén, = - 0,008.Rb
= 0,85 đối với bê tông nặng.
sc,u: ứng suất giới hạn của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén, sc,u = 400Mpa m b 0 2
Kiểm tra điều kiện hạn chế: ≤ R
Khi điều kiện hạn chế được thỏa mãn, tính = 1 - 0,5.
Tính diện tích cốt thép: s s 0
Tính tỷ lệ cốt thép : 0
Kiểm tra điều kiện ≥ min = 0,1% Khi xảy ra < min chứng tỏ h quá lớn so với yêu cầu, nếu được thì rút bớt h để tính lại Nếu không thể giảm h thì cần chọn As theo yêu cầu tối thiểu bằng min.b.h0
Sau khi chọn và bố trí cốt thép cần tính lại a0 và h0 Khi h0 không nhỏ hơn giá trị đã dùng để tính toán thì kết quả là thiên về an toàn Nếu h0 nhỏ hơn giá trị đã dùng với mức độ đáng kể thì cần tính toán lại nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý.
Tiêu chuẩn thiết kế [TCVN 5574 – 2018: Kết Cấu Bê Tông Và Bê Tông Cốt Thép – Tiêu Chuẩn Thiết Kế] [4].
Cơ sở kiểm tra vết nứt:
- Xét điều kiện M > Mcrc = Wpl.Rbt,ser
M: Là mô men do ngoại lực tác động tạo ra tại tiết diện tính toán
Mcrc: Là giới hạn mô men tiết diện chịu được trước khi hình thành vết nứt
(Mô men kháng nứt có kể đến biến dạng không đàn hồi của vùng bê tông chịu kéo)
- Tính toán chiều rộng của vết nứt: s s crc,i 1 2 3 s s a L
+ σ s: là ứng suất trong cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực tương ứng
+ Ls là khoảng cách cơ sở (không kể đến ảnh hưởng của loại bề mặt cốt thép) giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
+ s là hệ số, kể đến sự phân bố không đều biến dạng tương đối của cốt thép chịu kéo giữa các vết nứt, s = 1-0,8.Mcrc/M
+ 1 là hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, lấy bằng:
1,0 − khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng
1,4 − khi có tác dụng dài hạn của tải trọng
+ 2 là hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, lấy bằng:
0,5 − đối với cốt thép có gân và cáp
0,8 − đối với cốt thép trơn
+ 3 là hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực, lấy bằng:
1,0 − đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén lệch tâm
1,2 − đối với cấu kiện chịu kéo
- Chiều rộng vết nứt dài hạn được xác định theo công thức: acrc acrc,1
- Chiều rộng vết nứt ngắn hạn được xác định theo công thức: acrc = acrc,1 + acrc,2 - acrc,3
+ acrc,1: là chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
+ acrc,2: là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn)
+ acrc,3: là chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
- Điều kiện chống nứt: Điều kiện chống nứt a crc,u
Dài hạn Ngắn hạn Đảm bảo toàn vẹn cốt thép 0,3 0,4
Hạn chế thẩm thấu 0,2 0,3 Ăn mòn môi trường biển 0,15 0,15
3.3.3 Kết quả tính toán thép sàn
TÍNH TOÁN KIỂM TRA SÀN BTCT
2 Vị trí : Giá trị nội lực cực trị
- Cấp độ bền bê tông
- Lớp bê tông bảo vệ : a (cm) = 2
6 Bảng tính toán và bố trí cốt thép :
(mm) (mm) (kNm) (cm) (cm 2 /m) F @ + F @ (cm 2 /m)
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B 4.1 Sơ bộ tiết diện
4.1.1 Sơ bộ tiết diện dầm
Sơ bộ dầm theo công thức: h d = 1 m d L d b d =( 12÷1
- L d : chiều dài dầm đang xét
- m d =(10÷14): đối với dầm chính một nhịp
- m d =(12÷16): đối với dầm chính nhiều nhịp
- m d =(5÷7): đối với dầm công xôn
Ta thực hiện tính toán sơ bộ kích thước dầm chính với Ld = 9 m
16) × 9 0 00=5 60÷7 50mm, ta chọn hd = 700 mm b d =( 12÷1
4) × 7 00=1 75÷ 3 50 mm , ta chọn bd = 300 mm
4.1.2 Sơ bộ tiết diện cột
Do quá trình lựa chọn sơ bộ tiết diện sàn đã được chọn sơ bộ ở chương 3 tính toán sàn tầng điển hình Ở trong nội dung này ta tiến hành chọn sơ bộ tiết diện cột theo giáo trình “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS Nguyễn Đình Cống.
Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS.TS Nguyễn Đình Cống.
Diện tích tiết diện cột: A = k t R N b
- Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông, với bêtông có cấp độ bền là B25 thì Rb
- kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mô men uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột:
Với cột biên ta lấy kt = 1,3
Với cột giữa trong nhà ta lấy kt = 1,1
Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,5
- N: lực nén được tính toán gần đúng như sau: N = mS.q.FS
+ mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét.
+ FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét.
+ q: là tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng tường, dầm, 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 trung bình từ 15÷20, tường, dầm và cột là trung bình hoặc lớn q÷18(kN/m 2 ) nên sơ bộ chọn q = 15 (kN/m 2 ).
Chọn tiết diện b h A c m 2 kN/m 2 kN cm 2 cm cm cm 2
Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hóa của một bộ phận công trình hay toàn bộ công trình, được lập ra chủ yếu nhằm thực hiện hóa khả năng tính toán các kết cấu phức tạp. Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì sự làm việc của công trình được mô phỏng sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian. Khi giải theo sơ đồ khung không gian thì ta xét được khả năng làm việc đồng thời của khung, vách cứng và lõi khi chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang và công trình được sinh viên mô phỏng tính toán theo sơ đồ khung không gian.
Khi tiến hành giả khung theo khung không gian, sau đó căn cứ vào kết quả nội lực mà tính toán và bố trí thép cho khung trục B.
Hình II.17 Sơ đồ tính khung trục 3.
Hình II.18 Biểu đồ moment M33.
Hình II.19 Biểu đồ moment M22.
Hình II.20 Biểu đồ lực dọc.
Hình II.21 Biểu đồ lực cắt 2 – 2.
Hình II.22 Biểu đồ lực cắt 3 – 3.
4.4 Tính toán dầm bê tông cốt thép
Dùng tổ hợp tính toán: tổ hợp BAO
Tại mỗi tiết diện có hai giá trị Mmax, Mmin.
Cốt thép chịu momem âm dùng Mmin để tính.
Cốt thép chịu momem dương dùng Mmax để tính.
THIẾT KẾ CỐT THÉP DẦM
- Cấp độ bền bê tông : B25 - Các chỉ tiêu tương ứng :
10) : CB400-V - Tính toán cốt thép kép theo giới hạn A = 0.35
Nội lực Tính toán và bố trí cốt thép lớp trên Tính toán và bố trí cốt thép lớp dưới
Tính toán và bố trí cốt thép đai b h M
Kết quả tính toán dầm được thể hiện trong phần phụ lục.
4.5 Tính toán cột bê tông cốt thép
4.5.1 Nội lực tính toán và tổ hợp nội lực cột
Trong đồ án này, sinh viên thực hiện tính toán thiết kế khung không gian Do đó tổ hợp nội lực cho cột khung không gian cần xét đến các trường hợp sau:
Trường hợp 1: Mx, max, My, tu và Ntu
Trường hợp 2: My, max, Mx, tu và Ntu
Trường hợp 3: Nmax, Mx, tu và My, tu
Trường hợp 4: Mx và My cùng lớn
Trường hợp 5: e1x = Mx/N hoặc e1y = My/N
Nhận xét: Việc lọc giá trị nội lực để tính thép cột sẽ rất khó khăn khi số trường hợp tổ hợp tải trọng nhiều Điều đó dễ dẫn tới những sai sót trong quá trình tìm kiếm trường hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính thép cột Trên cơ sở đó, sinh viên thực hành tính toán với tất cả các cặp giá trị nội lực tính toán được từ tất cả các trường hợp tổ hợp tải trọng được xuất ra từ phần mềm ETABS Sau đó tiến hành tính thép và cuối cùng lọc ra giá trị diện tích thép lớn nhất để bố trí Điều này giúp không xót trường hợp nội lực gây nguy hiểm cho cột và cũng như thiên về an toàn.
4.5.2 Phương pháp tính toán cốt thép cột
Hiện nay tiêu chuẩn Việt Nam chưa có hướng dẫn cụ thể tính toán thép cột chịu nén lệch tâm xiên Khi thiết kế thường sử dụng 1 trong 3 phương pháp sau:
- Phương pháp thứ nhất là tính toán riêng theo từng trường hợp lệch tâm phẳng theo mục 8.1.2.4 trong tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2018và bố trí thép theo mỗi phương.
- Phương pháp thứ hai là phương pháp tính gần đúng quy đổi từ bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương và bố trí thép đều theo chu vi.
- Phương pháp thứ ba là phương pháp biểu đồ tương tác
Trong ba phương pháp trên thì hai phương pháp đầu là phương pháp tính gần đúng. Còn phương pháp thứ ba là phương pháp phản ánh đúng thực tế khả năng chịu lực của cấu kiện Tuy nhiên trong thực hành tính toán thì biểu đồ tương tác chỉ áp dụng cho bài toán kiểm tra vì số liệu tính toán là khá lớn và tốn nhiều thời nên phương pháp một và hai được sử dụng rộng rãi hơn
