luận văn thiết kế chung cư an mỹ

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nh

PHAÀN I

1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ

Hoà nhập với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược xây dựng đất nước Vốn đầu tư xây dựng xây dựng cơ bản chiếm rất lớn trong ngân sách nhà nước (40-50%), kể cả đầu tư nước ngoài Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa nền kinh tế, mức sống của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn Mặt khác một số thương nhân, khách nước ngoài vào nước ta công tác, du lịch, học tập,…cũng cần nhu cầu ăn ở, giải trí thích hợp

2 SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH

Công trình có mặt bằng hình chữ nhật, có tổng diện tích xây dựng 1350 m2 Toàn bộ các mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống cửa sổ để lấy ánh sáng xen kẽ với tường xây Dùng tường xây dày 200mm làm vách ngăn ở những nơi tiếp giáp với bên ngoài, tường xây dày 100 mm dùng làm vách ngăn ngăn chia các phòng trong một căn hộ…

3 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Số tầng: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt + 9 tầng lầu + một sân thượng( tầng mái)

- Phân khu chức năng: Công trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên + Tầng hầm: là nơi để xe

+ Tầng trệt: làm văn phòng, sảnh + Lầu 1-9: dùng làm căn hộ, có 8 căn hộ mỗi tầng + Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa, hồ nước mái, hệ thống chống sét

4 GIẢI PHÁP ĐI LẠI 4.1 Giao thông đứng

Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống hai thang máy khách, mỗi cái 8 người, tốc độ 120m/ phút, chiều rộng cửa 800mm, đảm bảo nhu cầu lưu thông cho khoảng 300 người với thời gian chờ đợikhoảng 40s Bề rộng cầu thang bộ là 1.575 m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xẩy ra Cầu thang bộ và cầu thang máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang nhỏ hơn 20m để giải quyết việc phòng cháy chữa cháy

5 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU–KHÍ TƯỢNG–THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

MINH

- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

- Các yếu tố khí tượng:

 Nhiệt độ trung bình năm: 26oC

 Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 22oC

 Nhiệt độ cao nhật trung bình năm: 30oC

 Số giờ nắng trung bình khá cao

 Lương mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm

 Độ ẩm tương đối trung binh: 78%

 Hướng gió chính thay đổi theo mùa

 Mùa khô: Từ Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam

 Mùa mưa: Tây-Nam và Tây

 Tầng suất lặng gió trung bình hằng năm là 26%

- Thủy triều tương đối ổn định, ít xẩy ra những hiện tượng biến đổi về dòng nước , không có lụt lội chỉ có ở những vùng ven thỉnh thoảng xảy ra

6 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 6.1 Điện

Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy phát điện riêng Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt đồng thời trong quá trình thi công ) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật và phải đảm bảo an toàn không đi qua các khu vục ẩm ướt, tạo điều kiện dể dàng khi sửa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí (đảm bảo an toàn phòng cháy nổ)

6.2 Hệ thông cung cấp nước

- Công trình sử dụng nước từ hai nguồn: nước ngầm và nước máy Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt ngàm ở tầng hầm Sau đó được hệ thống máy bơm mơm lên hồ nước mái và từ đó nước được phân phối cho các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính

- Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gaine Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng

6.3 Hệ thống thoát nước

Nuớc mưa từ mái sẽ được thoát theo các lổ chãy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và chảy vào các ống thoát nước mưa ( = 140mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ bố trí riêng

6.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng Chiếu sáng

Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng

Thông gió

Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên Riêng tầng hầm có bố trí thêm hệ thống thông gió và chiếu sáng

7 AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

- Trang bị các bộ súng cứu hoả (ống gai  20 dài 25m, lăng phun  13) đặt tại phòng trực, có 01 hoặc 02 vòi cứu hoả ở mỗi tầng tuỳ thuộc vào khoảng không ở mỗi tầng và ống nối được cài từ tầng một đến vòi chữa cháy và các bảng thông báo cháy

- Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một cái và được nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa cháy khô ở tất cả các tầng Đèn báo cháy ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở tất cả các tầng

- Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi như cửa ra vào kho, chân cầu thang mỗi tầng

8 HỆ THỐNG THOÁT RÁC

Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm , có một bộ phận chứa rác ở ngoài Gaine rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm

PHAÀN II

CHÖÔNG 1:

ĐT: CHUNG CƯ AN MỸ - SVTH: NGUYỄN KHẮC TIẾN Trang 6

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC 1.1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG

“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng” Đó

là định nghĩa về nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường xung quanh, địa thế xây dựng, tí/nh kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở đây là móng cọc

Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể Do vậy, đối với các nhà cao hơn 40m thì phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn một khi chịu tác động của động đất Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền của công trình

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức tạp, nguy hiểm Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất lượng công trình khi đưa vào sử dụng

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình

1.1.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG

Chung cư Ngọc Lan có chiều cao là 58.9m (so với mặt đất tự nhiên) gồm 19 tầng (1 hầm + 1 trệt + 16 lầu + 1 tầng mái) Do đó việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công trình là điều rất quan trọng Dưới đây ta xem xét một số hệ chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng:

1.1.2.1 Hệ khung chịu lực

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa chịu tải trọng ngang Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung, quan niệm là nút cứng Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình Yếu điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này

1.1.2.2 Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính của công trình Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực; tường ngang và dọc cùng chịu lực

Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng Khi đó, vách cứng không những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng Số tầng có thể xây dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng

Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng có một số hạn chế:

Gây tốn kém vật liệu; Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết; Thi công chậm;

Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu

1.1.2.3 Hệ khung - tường chịu lực

Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực

Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng, tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chịu lực (vách cứng)

Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải

trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng Sàn cứng là một trong những kết

cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng Để đảm bảo ổn

ĐT: CHUNG CƯ AN MỸ - SVTH: NGUYỄN KHẮC TIẾN Trang 8

định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau sang các hệ vách cứng, sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm ngang

Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp cho các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu được lớn nhất lên đến 50 tầng

1.1.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình như sau:

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như không xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh hưởng của gió bão Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết

- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu

thang, hồ nước , hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường chịu lực,

vì hệ này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ cứng chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém Sự tương tác giữa khung và vách khi chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu hỗn hợp khung – vách Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các vách cứng chỉ chịu lực trong mặt phẳng Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian cho công trình, thì phải bố trí các vách cứng theo cả hai phương và được liên kết với nhau tạo thành lõi cứng

 Phương án sàn sườn có hệ dầm trực giao, (vì diện tích các ô sàn lớn)

Kết luận:

Hệ chịu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn sườn và khung kết hợp với lõi cứng

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẦN SÀN

Việc bố trí mặt bằng kết cấu của sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và việc bố trí các kết cấu chịu lực chính

Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí ở bất kì vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng sàn

Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng của chúng trên mặt bằng

2.1.1.Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm Chiều cao tiết diện dầm hd được chọn theo nhịp:

( 2.1 )

trong đó:

l d - nhịp dầm đang xét;

md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;

md = 12  16 đối với dầm chính của khung ngang nhiều nhịp;

md = 16  20 đối với dầm phụ

Chiều rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng: bd .hd

4121



 ( 2.2 ) Để thuận tiện thi công chọn hd và bd là bội số của 50 mm Kích thước tiết diện dầm

m

Hình 2.1 : Mặt bằng dầm tầng điển hình

l

mDhs . ( 2.3 ) trong đó:

m = 30  35 - bản một phương ;

5,42

sàn Công năng l ng (m) ld (m) Tỷ số ld/lng

Diện tích (m2)

Bố trí ô sàn trên mặt bằng tầng điển hình

Hình 2.2 : Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

2.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN Tải trọng trên bản sàn gồm có

2.2.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)

Bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:

g = i.i.ngi ( 2.4 )

trong đó: I - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ I ;

i - chiều dày lớp cấu tạo thứ i;

ngi - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

gtt = 545,7 (daN/m2), đối với sàn âm (WC, Balcony, sân phơi) thì gtt = 666,7 (daN/m2)

Nhận xét: Ta thấy tải trọng tác dụng lên sàn tầng và sàn âm không chênh lệch

nhau nhiều nên để đơn giản, thuận tiện trong việc tính toán ta lấy tải trọng tác dụng lên

sàn như sau gtt = (545,7 + 666,7)/2 = 606,2 (daN/m2)

2.2.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737 –1 995

ptt = ptc.np ( 2.5 ) trong đó:

ptc - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737–1995;

np - hệ số độ tin cậy :

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Tất cả các ô sàn (trừ hành lang và sảnh thang máy) lấy ptc = 200 kg/m2, n = 1,2

Hành lang và sảnh thang máy lấy ptc = 300 kg/m2, n = 1,2

Bảng 2.4 : Giá trị hoạt tải của mỗi ô sàn

Hoạt tải tiêu

n

Hoạt tải tính toán

2.2.3 Tải trọng tường ngăn

Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phân bố đều trên sàn (cách tính này

đơn giản mang tính chất gần đúng ) Tải trọng của các tường ngăn có kể đến hệ số giảm tải (trừ đi 30% diện tích ô cửa) xác định theo công thức:

ngd

tcttqdt

ll

ghl

trong đó:

.lt - chiều dài tường (m);

ht - chiều cao tường (m);

gtc - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường:

gtc = 330 (daN/m2) với tường 20 gach ống; gtc = 180 (daN/m2) với tường 10 gạch ống;

.ld,lng - kích thước cạnh dài và cạnh ngắn ô sàn có tường

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc công trình và tính toán sơ bộ tải trọng tường trên

các ô sàn Ta có tải trọng tường phân bố đều lên sàn là gtt = 150 daN/m2

Vậy tổng tải tính toán tác dụng lên sàn: Đối với sàn các phòng bình thường (trừ hành lang và sảnh TM): qtt = gtlbt + gtuong + ptt = 606,2 + 150 + 200x1.2 = 996,2 (daN/m2)`

Đối với hành lang và sảnh TM:

qtt = gtlbt + gtuong + ptt = 606,2 + 150 + 300x1.2 = 1116,2 (daN/m22.3 TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN

hh

để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm Theo đó :

sd

hh

≥ 3 => Bản sàn liên kết ngàm với dầm;

sd

hh

l1m

d

224

lqMn  tt (2.7)

121

lqMg  tt (2.8)

trong đó: qtt (kg/m2)- tải trọng toàn phần

tttt

tuongtt

tlbttt

pg

c Tính toán cốt thép

Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng b = 1m và được tính toán như cấu kiện chịu uốn

sobs

RbhR

20

.

hbR

thép chịu kéo  h0 = 100 – 20 = 80 mm Lựa chọn vật liệu như bảng 2.5

Bảng 2.6 : Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán

Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo điền kiện sau :

max0

RR

sbR



Theo TCVN lấy min = 0.05% Giá trị  hợp lý nằm trong khoảng từ 0.3% đến 0.9%

Kết quả tính toán cốt thép được lập thành bảng 2.6 :

Bảng 2.6 : KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Ô BẢN DẦM

2.3.2 Tính toán các ô bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) Theo bảng 2.2 thì các ô bản kê 4 cạnh là : S1, S2 ,S3, S4, S5, S6,

Các giả thiết tính toán :

 Ô bản được tính toán như ô bản liên tục, có xét đến ảnh hưởng của ô bản

bên cạnh  Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

 Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính

toán  Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm a Xác định sơ đồ tính

Ô bản

Mômen (daN.m)

ĐT: CHUNG CƯ AN MỸ - SVTH: NGUYỄN KHẮC TIẾN Trang 20

Xét tỉ số

sd

hh

để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm Theo đó :

sd

hh

≥ 3 => Bản sàn liên kết ngàm với dầm;

sd

hh

Do các cạnh của ô bản liên kết với dầm là ngàm nên ứng với ô thứ 9 trong 11 loại ô bản

Hình 2.4 : Sơ đồ tính sàn (ô bản kê 4 cạnh) Giả thiết tính toán:

Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến sự ảnh hưởng của ô

l1

l2 1m

1mM1

MI

 a = 20mm - Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh

ngắn, cạnh dài đến mép bê tông chịu kéo ;  h0 - chiều cao có ích của tiết diện (h0 = hs – a) ;  b = 100cm - bề rộng tính toán của dải bản

đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 2.5 Tính toán và kiểm tra hàm lượng  tương tự phần 2.4.1.c

Bảng 2.10 : Tính toán cốt thép cho sàn loại bản kê 4 cạnh

Nhận xét: Vậy các kích thước chọn sơ bộ ban đầu của sàn là thoả mãn các yêu cầu về

thiết kế sàn bê tông cốt thép

Ghi chú: Khi thi công , thép chịu mô men âm ở 2 ô bản kề nhau sẽ lấy giá trị lớn

để bố trí

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CẦU THANG

TẦNG ĐIỂN HÌNH

 

        

3.1 CẤU TẠO THANG

Hình 3.1: Mặt bằng mặt cắt cầu thang 3.1 ĐẶC ĐIỂM

     Cầu thang là một bộ phận kết cấu, cĩ vai trị quan trọng trong việc phục vụ giao thơng bên trong cơng trình. Vào giờ cao điểm, hoặc những trường hợp bất trắc cĩ đơng người cầu thang phải chịu một tải trọng rất lớn.Vì vậy, trong mọi trường hợp cầu thang phải bảo đảm khơng bị nứt gãy và sụp đổ. 

       

3.2 CÁC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC

      Sơ bộ xác định chiều cao bậc  hb và chiều dài bậc lb theo cơng thức sau:   

       2hb + lb = (60 - 62 ) cm       (3.1)      Ở đây ta chọn 

       hb = 170  mm   ; lb = 280 mm        (3.2)  

     Chọn sơ bộ chiều dày bản thang       (3.3)         Chọn hb = 120cm 

      Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ       (3.4)       

      Chọn     h = 350 mm         b = 200 mm 

BẢN BTCT DÀY 120VỮA XI MĂNG DÀY 20

VỮA XI MĂNG DÀY 20BẢN BTCT DÀY 120VỮA XI MĂNG DÀY 20ĐÁ HOA CƯƠNG DÀY 20

 

CHIẾU NGHỈ

)(109 91 272030

125

130

125

1

mm l 

  



   





o

bb

lh

280170

 

 

)(3452651310

3450 13

432  Cầu thang được thiết kế bằng BTCT : 

Lớp đá  có 1 = 20mm,    

 vữa xi măng  2 = 20mm,         

 Bản thang có 4 = 120mm,         

 Vữa xi măng có 5 = 20mm,         

a) Tĩnh tải: bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo  

       (/ 2)

1'

n





       (3.5)       trong đó: 

I    – khối lượng lớp cấu tạo thứ i; 

tdi  - chiều dày đương tương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng ; 

ni  - hệ số độ tin cậy thứ  i.      Đối với các lớp gạch ( đá hoa cương, đá mài…) và lớp vữa có chiều dày i chiều dày tương đương được xác định như sau: 

 

      

bibbtdi

lh

 (  ) .cos       (3.6)        - góc nghiêng của bản thang. 

         Đối với bậc thang xây gạch có kích thước lb, hb chiều dày tương đương được xác định như sau: 

      cos

2

btd

          (3.7)

Bảng 3.1: Tính chiều dày tương đương các lớp cấu tạo bản thang

 

STT Cấu tạo bản thang lb

(m)

hb (m)

      

       (3.8)       Tải  trọng do  lan can  truyền vào  bản  thang qui  về  tải  trọng phân  bố đều  trên bản thang. Trọng lượng của lan can gtc = 30 daN/m. Do đó qui tải lan can trên đơn vị m2 bản thang: 

       tt

lc

1, 3 g3032,5

ptc  –  tải  trọng  tiêu  chuẩn  lấy  theo  bảng  3  [1],  đối  với  cầu  thang 

chung cư lấy ptc = 300 (daN/m2); 

)/(824857, 0

78, 705cos

2'

2



n –  hệ số độ tin cậy.          như vậy:       ptt  = 300 x 1,2 = 360 (daN/m2).        

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang:

  i - chiều dày của lớp thứ i;    ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i.  

         Lớp đá  có 1 = 20mm,          vữa xi măng  2 = 20mm,          Bản thang có 4 = 120mm,          Vữa xi măng có 5 = 20mm,  

Bảng 3.3: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ

         Tổng tải phân bố trên bản chiếu nghỉ

       q =g + p = 476,4 + 360 = 836,4 (daN/m2) 

cứng của bản thang là rất nhỏ so với độ cứng của vách cứng.        Lựa chọn sơ đồ tính toán đơn giản nhất của hai vế thể hiện như sau 

  

:  

Hình 3.6 : phản lực gối tựa vế 1

   Gối A: VA = 1693 (daN);   Gối B: VB = 3491 (daN). 

Ghi chú: phản lực gối tựa theo phương x tại gối tựa A nhỏ nên ta bỏ qua Vế 2:

Hình 3.7: biểu đồ moment của vế 2 

Hình 3.8 : phản lực gối tựa vế 2

      Gối A:Vd = 1693 (daN);  Gối B: Vc = 3491 (daN). 

(MPa) 

Rbt (MPa) 

Eb (MPa) 

Rs (MPa) 

Rsc (MPa) 

Es (MPa) 14,5 1,05 3 x 104 280 280 21 x 104 0,595  

      tính: 

sobs

RbhRA

      ( 3.16 ) trong đó: 

m

112      ( 3.17 )  

20.

hbR

M

bm 

      ( 

3.18)  Với: b = 100 cm; chọn a = 2cm   ho = 12 – 2 = 10 cm 

Bảng 3.5: Kết quả tính toán cốt thép bản thang Tiết

diện

Mômen M (daNm)  m 

s

A (tính) (cm2)

s

A (chọn) (cm2)

(%) Kiểm

tra

Nhịp 837,9 0,04 0,041 3,17  10a200(3,92) 0.33  Thỏa! Gối 978,65 0,047 0,048 3,72  10a200(3,92) 0.44  Thỏa! 

0min



hb

As

       (3.19)  

%08.3280

5.14595.0.

RR

sbR

      (3.20) 

Theo TCVN lấy min = 0.05%. 

a- Tính vế 2: kết quả tương tự vế 1 3.4.2 Tính bản chiếu tới

      Xét tỷ số   3450 1,911 2

1805

d

n

ll    Bản chiếu nghỉ là bản sàn làm việc 2 hương Sơ đồ tính: 

. Cắt một dải bản có bề rộng b = 1m để tính. . Xét tỉ số hd/hs < 3 thì liên kết giữa bản chiếu tới với dầm chiếu tới là khớp 

       . Liên kết giữa chiếu tới và vách cứng cũng được coi là liên kết khớp vì độ cứng 

của chiếu tới rất nhỏ so với vách cứng 

  

111.

Mm P 0,0473x5217,8=246,8   (daN/m)      (3.21) 212.

Mm P 0,0118x5217,8=94   (daN/m)       (3.21)     Tính cốt thép:  

       Đặc trưng vật liệu giống bảng 3.4  

sobs

RbhRA

      trong đó: 

m

 1 12        2

0.

hbR

M

bm 

       

  Với: b = 100 cm; chọn a = 2cm  =>  ho = 12 – 2 = 10 cm 

Bảng 3.6: Kết quả tính toán cốt thép bản chiếu nghỉ Tiết

diện

Mômen M (daNm)

(%) Kiểm

tra

Nhịp M1  246,8 0,017 0,017 1,106   2,51(8 a 200)  0,31 Thỏa Nhịp M2 94 0.006 0.007 0.42   2,01(8 a 250)  0,31 Thỏa 

Đặt thép cấu tạo: - Thép mũ 6a250 - Thép bụng 8a200

   

  3.4.3 Tính toán dầm chiếu nghỉ   a) Tải trọng

    Tiết diện dầm đã chọn ở phần 3.2 là : 20x35cm 

Trọng lượng bản thân dầm: 

bhngd   0,2.0,35.2500.1,1 = 192,5 (daN/m)       (3.22)      Tải  trọng do bản chiếu nghỉ và bản thang truyền vào chính bằng giá trị phản 

lực tại gối tựa của chiếu nghỉ và của bản thang được quy về dạng phân bố đều.     

 Do bản thang truyền vào: 

      gbt =Rb = 3491 (daN/m)       

Tổng tải trọng phân bố lên dầm là:         qd  gd gcn gbx 192,5 + 616,84 + 3491 = 4300,34(daN/m) 

b) Sơ đồ tính   

Để  tính  toán  đơn  giản  và  thiên  về  an  toàn,  sơ  đồ  tính  toán  dầm  chiếu  nghỉ được xem là dầm đơn giản, liên kết khớp ở hai đầu. Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục của vách chịu lực. 

RbhRA

      trong đó: 

m

112       2

0.

hbR

M

bm 

       

  Với: b = 20 cm; chọn a = 2,5cm  ho = 35 – 2,5 = 32,5 cm 

Bảng 3.7: Kết quả tính toán cốt thép dọc dầm chiếu nghị Tiết

diện

Mômen M (daNm)

(%) Kiểm

tra

Nhịp    2132,7 0,06 0,06 3,01     4,62 (314) 0,71 Thỏa Gối 4265,4 0,12 0,13      6,23  7,64 (318) 1,18 Thỏa  

Kiểm tra hàm lượng cốt thép 

 

5.14.595,0%

71,05,32.20

62,4.100

 

 Kiểm tra điều kiện tính toán

Công thức kiểm tra :        QA ≤  Q0 = 0,5. b4(1+n ) Rbtbh0      (3.24) Trong đó : 

      Q0 : khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt thép đai ;       b4 : hệ số phụ thuộc vào loại bê tông ; 

      Rbt : cường độ tính toán về kéo của bê tông ;       b, ho : bề rộng, chiều cao làm việc của tiết diện .  Q0 = 0,5.1,5.(1+0).1,05.200.325 = 51187,5 N 

  Ta thấy  QA = 7418,1 daN > Q0  Do khả năng chịu cắt của bê tông  không đủ vì vậy cần phải tính toán thêm cốt đai 

 

 Tính toán cốt đai Chọn cốt thép làm cốt đai là : dsw = 8 số nhánh  n=2 , Rsw=175 Mpa, 

wb 2 b2 bbt 0 sw

Kiểm tra điều kiện   

      b  1 0.01bRb 0.896        

Q    R bh   daN  

       Vậy cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt 

    Vậy chọn bố trí cốt thép đai 8, 2 nhánh, S =150 mm trong khoảng 1/4        nhịp dầm gần gối tựa và đai 8, 2 nhánh, S =250 mm ở đoạn giữa nhịp. 

 

 Kết luận: Các kết quả tính toán  trên đều thỏa mãn khả năng chịu lực nên các 

giả thiết ban đầu là hoàn toàn hợp lý. Xem phần bố trí cốt thép trong bản vẽ.