luận văn thiết kế chung cư bắc linh đàm

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 đ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG 0O0 HỆ ĐÀO TẠO: VỪA LÀM VỪA HỌC NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

ĐỊA ĐIỂM: QUẬN HOÀNG MAI – TP HÀ NỘI

GVHD : ThS KHỔNG TRỌNG TOÀNSVTH : NGUYỄN VĂN AN

MSSV : 506105203

THÁNG 05 - 2011

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG 0O0 HỆ ĐÀO TẠO: VỪA LÀM VỪA HỌC NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

PHỤ LỤC THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ CHUNG CƯ BẮC LINH ĐÀM

ĐỊA ĐIỂM: QUẬN HOÀNG MAI – TP HÀ NỘI

GVHD : ThS KHỔNG TRỌNG TOÀNSVTH : NGUYỄN VĂN AN

MSSV : 506105203

THÁNG 05 - 2011

Trang 3

MỤC LỤC

Trang

1.5 Đặc điểm khí hậu, khí tượng, thủy văn tại nơi xây dựng công trình 5

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

CHƯƠNG 3

Trang 4

CHƯƠNG 4

CHƯƠNG 5

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TÍNH TOÁN

5.4 Xác định nội lực công trình (khung không gian) 101

PHẦN C

CHƯƠNG 6

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Có thể nói con đường học tập là một con đường dài với đầy khó khăn, vất vả mà em đã đi qua sắp được tới đích, đó là được bảo vệ kết quả học tập trước hội đồng nhà trường, được công nhận tốt nghiệp Đại học ngành xây dựïng dân dụng và công nghiệp, trở thành kỹ sư xây dựng

Đồ án tốt nghiệp được hoàn thành với sự quan tâm và giúp đỡ của các thầy cô và các bạn Em xin chân thành cảm ơn:

 Thầy Khổng Trọng Toàn đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian vừa qua Sự quan tâm tận tình, đặc biệt với tấm lòng yêu nghề của thầy đã giúp em có nhiều kiến thức quý báu, đồng thời tạo động lực mạnh mẽ cho em hoàn thành đồ án này

 Các Thầy Cô khoa Xây dựng, cùng toàn thể các Thầy Cô trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM đã nhiệt tình ủng hộ

 Con trân trọng gởi tới Ba, Mẹ, và gia đình hai bên nội ngoại lời biết ơn sâu sắc - đã dày công nuôi nấng và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho con trong suốt thời gian học tập tại trường

 Công Ty TNHH Tư Vấn Và Xây Dựng Kim Vươn đã tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình theo học tại trường và hoàn thành đồ án tốt nghiệp  Xin cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án này

Sau cùng em kính chúc quý Thầy Cô, gia đình, tất cả người thân và bạn bè luôn dồi dào sức khỏe, tâm huyết, nhiệt tình giảng dạy tạo nên nền tảng giáo dục tiên tiến cho nước nhà cùng thế hệ trẻ xây dựng quê hương đất nước ngày càng giàu đẹp

Chân thành cảm ơn!

Trang 6

PHẦN A TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ

Thủ đô Hà Nội là trung tâm kinh tế lớn của cả nước Kinh tế phát triển gắn liền với việc thu hút nguồn lao động từ khắp nơi Dân số ngày càng tăng làm nhu cầu về nhà ở tăng lên nhanh chóng Vì vậy trong những năm gần đây sự xuất hiện các chung

cư cao tầng ngày càng nhiều Chung cư BẮC LINH ĐÀM được thiết kế nhằm đáp

ứng nhu cầu nhà ở, cũng như góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới của thành phố: một thành phố hiện đại, văn minh Bên cạnh đó, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng ở thành phố và cả nước thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong thiết kế, tính toán và thi công xây dựng

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Công trình CHUNG CƯ BẮC LINH ĐÀM được xây dựng tại quận Hoàng Mai,

TP Hà Nội

1.3 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC 1.3.1 Mặt đứng của công trình bao gồm

+ Tầng trệt cao 4,0 (m);

+ Tầng 2 - tầng 10 cao 3,3 (m); + Mái che ô cầu thang 3,0 (m) ; + Tổng chiều cao nhà tính từ mặt nền (nền tầng trệt) 36,7 (m); + Sân thượng có 01 hồ nước mái dung tích (8.1 x 6,5 x 2)m; + Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ

1.3.2 Mặt bằng công trình bao gồm

+ Tầng trệt: gồm có các cửa hàng và là nơi để xe máy + Tầng 2-10: gồm 10 căn hộ, mỗi căn hộ có 03 phòng ngủ, 01 WC và 01 nhà bếp + Tầng áp mái: gồm 01 hồ nước mái và 01 mái che ô cầu thang

+ Chiều dài nhà (tính từ tim trục ngoài cùng) 49,4 (m) + Chiều rộng nhà (tính từ tim trục ngoài cùng) 22,0 (m)

Trang 7

A

CỬA HÀNGWCWCKHOKHO

CỬA HÀNGCỬA HÀNG

CỬA HÀNG

P MÁYBIẾN ÁPCHỖ ĐỄ XE MÁY

CHỖ ĐỄ XE MÁY

MẶT BẰNG TẦNG 1 TL 1/100

D

C

B

AD

C

B

A

76

54

32

B

P KHÁCHP KHÁCH

P NGỦP NGỦ

WC

P NGỦP NGỦ

WC

P KHÁCH

P NGỦP NGỦBẾP

WCP KHÁCH

P NGỦP NGỦ BẾP BẾP P NGỦP NGỦ

P KHÁCHP NGỦP NGỦ

WCP KHÁCHP NGỦP NGỦ

WC

P NGỦP NGỦP NGỦ

P NGỦ BẾP BẾP

WCWC

P KHÁCHP KHÁCHD

C

B

A

76

54

32

Trang 8

1.4.2 Giao thông ngang

Bao gồm các hành lang đi lại, sảnh

1.5 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU - KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN TẠI NƠI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Từ tháng 5 đến tháng 9 là mùa nóng và mưa Từ tháng 11 đến tháng 3 là mùa lạnh và khô ráo

Mùa hạ bắt đầu từ tháng 5, kéo dài đến tháng 8, nhiệt độ trung bình là 27,50C Tháng nắng nhất là tháng 6, nhiệt độ trung bình tháng này là 29,2oC, có ngày đến 380C Mùa đông bắt đầu từ tháng 11 Nhiệt độ hạ thấp, trung bình tháng 11 là 21,50C, tháng 12 là 18,50C và tháng Giêng – tháng lạnh nhất là 17,20C

1.6 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 1.6.1 Hệ thống điện

Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện thành phố và máy phát điện riêng có công suất 150KVA (kèm thêm 1 máy biến áp, tất cả được đặt ở phòng kỹ thuật điện, gần khu vực để xe để tránh gây tiếng ồn và độ rung làm ảnh hưởng sinh hoạt) Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

1.6.2 Hệ thống cung cấp nước

Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: hồ nước mái và nước máy Tất cả được

chứa trong một bể nước mái Máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước đặt ở mái và từ

đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính

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

1.6.3 Hệ thống thoát nước

Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy ( 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 được bố trí đường ống riêng

1.6.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng a) Chiếu sáng

Trang 9

Toàn bộ toà nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên (thông qua các cửa sổ ở các mặt của tòa nhà và hai khoảng trống ở khối trung tâm) và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng

b) Thông gió

Hệ thống thông gió tự nhiên bao gồm các của sổ, hai khoảng trống ở khu trung tâm Ở các căn hộ đều được lắp đặt hệ thống điều hòa không khí

1.6.5 An toàn phòng cháy chữa cháy

Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài khoảng 20m, bình xịt CO2, ) Bể chứa nước trên mái (dung tích khoảng 82 m3/bể) khi cần được huy động để tham gia chữa cháy Ngoài ra, ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo cháy (báo nhiệt) tự động

Trang 10

PHẦN B

TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊN TRÊN CÔNG TRÌNH

Trang 11

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA

CÔNG TRÌNH 1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG

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, tính 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

1.2 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG

Trang 12

Chung cư cao tầng Bắc Linh Đàm là công trình có 10 tầng, với chiều cao 37.2m so với mặt đất tự nhiên Theo phân loại của Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế thì công trình

này thuộc loại nhà cao tầng loại II [17] Việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công

trình là điều rất quan trọng Dưới đây, khảo sát đặc tính của một số hệ chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng để từ đó tìm được hệ chịu lực hợp lý cho công trình:

-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 [17] Vì

vậy, kết cấu khung chịu lực có thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này

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 Chung cư cao tầng Bắc Linh Đàm:

- Chung cư cao tầng Bắc Linh Đàm là công trình có 10 tầng, với chiều cao 37.2m so với mặt đất tự nhiên, diện tích mặt bằng tầng điển hình 22mx49.4m

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hà Nội 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 tĩnh bởi vì cơng trình cĩ chiều cao 37.2m < 40m

- 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 cột – dầm chịu

lực, vì hệ này có những ưu điểm phù hợp với qui mô công trình chung cư Bắc Linh

Đàm

- Công trình có kích thước: (22x49.4)m; Tỉ số L/B= 2.2 >1.5; (nhưng để thể hiện đúng sự làm việc của kết cấu) Nên ta chọn tính công trình theo sơ đồ khung không gian Hệ chịu lực chính của công trình là kết cấu khung BTCT Khung BTCT tác dụng chịu tải, truyền tải do các bộ phận cấu tạo nên công trình như tường bao che, sàn các lớp cấu tạo trên sàn các vật dụng đặt trên sàn tủ giường bàn ghế…vv., các vật dụng trong sinh hoạt gắn trên từơng máy lạnh, quạt vv cầu thang, các lớp cấu tạo trên cầu thang tay vịn, đá ốp lát,

Trang 13

vữa trát…vv Ngoài những tải trọng trên thì khung BTCT còn phải chịu tải trọng gió và phụ thuộc nhiều vào vị trí đặt công trình và chiều cao công trình

- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của khung, sàn là một trong những kết cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng Không những có chức năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải trọng ngang khác sang hệ khung Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực trong hệ khung Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho công trình kinh tế nhất, ổn định nhất, và mỹ quan nhất… Trong đồ án này chọn phương án sàn để thiết kế:

 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

1.4 QUI PHẠM TẢI TRỌNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TÍNH TOÁN

- Tải trọng được sử dụng trong tính toán là lấy từ tài liệu “Tiêu chuẩn tải trọng

và tác động TCVN 2737 – 1995”[ 1 ] do Viện khoa học kĩ thuật xây dựng-Bộ xây dựng

Trang 14

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

TẦNG 2-10 2.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN

Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng

Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào khung, sẽ giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau

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

Ngoài ra còn xét đến chống cháy khi sử dụng đối với các công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình mà sàn chỉ chịu tải trọng đứng

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

2.1.1 Kích thước sơ bộ tiết diện dầm

Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau:

dd

m

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

md = 10 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp; md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp; md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ;

Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau:





4121

(2.2) Kích thước tiết diện dầm được trình bày trong bảng 2.1

Trang 15

Bảng 2.1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

2.1.2 Chiều dày bản sàn hs

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau:

lm

Dh

s

trong đó: D=0.8 ÷ 1.4 - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

ms=30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm; md=40 ÷ 45 - đối với bản kê bốn cạnh;

Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin= 6cm Chọn ô sàn S1(5.2mx4.4m) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn:

mDh

s

409.0

cm = 9.9 cm

Vậy chọn hs = 10 cm cho toàn sàn, nhằm thỏa mãn truyền tải trọng ngang cho các kết cấu đứng

Cách xác định sơ đồ tính

- Dựa vào tỉ lệ giữa cạnh dài (l2) và cạnh ngắn (l1), ta chia làm hai loại ô bản:

Loại dầm

Kí hiệu

Nhịp dầm ld(m)

Hệ số md

Chiều cao hd(m)

Bề rộng bd(m)

Chọn tiết diện hdx bd(cmxcm)

Dầm khung

Trang 16

+ Nếu 2

12

ll

: bản làm việc hai phương, cắt một dải bản rộng 1m để tính

ll

>2: bản làm việc một phương, cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính

Hình 2.2: Sơ đồ tính bản làm việc một phương

- Dựa vào tỉ lệ giữa (hd) và (hs), ta chia làm hai loại ô bản:

+ Nếu

sdhh

 3 : bản liên kết với các dầm bao quanh là ngàm + Nếu

sd

hh

< 3 : bản liên kết với các dầm bao quanh là gối tựa Với những điều kiện trên, các ô sàn được phân loại như sau:

Trang 17

Bảng 2.2: Phân loại ô sàn Số hiệu

sàn

Số lượng

Trang 18

D3(30000))0050(2D5)0000(3D4

D15(20000)

D5(25000))0000(3D4D3

(30000))0050(2D5)0000(3D4

D3(30000))0050(2D5)0000(3D4

D7(20000)

D11(25000))00503(2D10)0x2(D1

D13(25000

D11(25000))00503(2D10)0x2(D1

D11(25000)

D15(0x

Trang 19

2.2.1 Tĩnh tải

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn

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

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3

Bảng 2.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn

- Gạch Ceramic, 1 = 2000 daN/m3,δ1 = 10mm, n=1.1 - Vữa lót, 2 = 1800 daN/m3,δ2 = 30mm, n=1.3 - Sàn BTCT, 3 = 2500 daN/m3,δ3 = 100mm, n=1.1 - Vữa trát trần,4 = 1800 daN/m3,δ4 = 15mm, n=1.3

Hình 2.4: Các lớp cấu tạo sàn 2.2.2 Hoạt tải

Tải trọng phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 ([1]) như sau:

trong đó:

Trang 20

Bảng 2.4: Hoạt tải tác dụng lên sàn

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 tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ 30% diện tích lỗ cửa), được tính theo công thức sau:

Aghlg

tctttqdt

trong đó: lt - chiều dài tường;

A - diện tích ô sàn (A = ld x ln); gttc - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường với: tường 110 gạch ống: gttc = 200 (daN/m2);

Trên mặt bằng kiến trúc ta thấy chỉ có ô sàn S1, S2 là có tường ngăn Kết quả được trình bày trong bảng (2.5)

Bảng 2.5: Tải trọng tường ngăn quy đổi Số

hiệu sàn

Công năng

Cạnh dài ld(m)

Cạnh Ngắn

ln(m)

Hoạt tải ptc(daN/m2) n

Hoạt tải ptt(daN/m2)

Số hiệu sàn

Diện tích (m2)

Trang 21

2.3 TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN 2.3.1 Tính toán các ô bản làm việc 1 phương (bản loại dầm)

Theo bảng 2.2 thì có các ô sàn S(14,15,16) là bản làm việc 1 phương

Các giả thiết tính toán:

 Các ô bản loại dầm được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bản kế cận

 Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi  Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tính  Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

a) Xác định sơ đồ tính

Xét tỉ số

sd

hh

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

sdhh

 3  Bản sàn liên kết ngàm với dầm;

sd

hh

< 3  Bản sàn liên kết khớp với dầm; Ô bản S(14,15,16) (hs =10cm) có 1 cạnh liên kết với dầm với hd=70cm, nên chọn sơ đồ tính của ô bản S(14,15,16) là dầm consol

21

Bảng 2.6: Nội lực trong các ô bản loại dầm

Trang 22

c) Tính toán cốt thép

Ô bản loại dầm được tính như cấu kiện chịu uốn Giả thiết tính toán:

 a= 2cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê

 ho - chiều cao có ích của tiết diện;

ho1 = hs – a = 10 – 2 = 8 cm  b = 100cm - bề rộng tính toán của dải bản Lựa chọn vật liệu như bản 2.7

Bảng 2.7: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán

Diện tích cốt thép được tính bằng công thức sau:

sbbs

RbhR

Mbbm



hb

sbbR



2255.111

Ptt(daN/m2)

Tổng tải q(daN/m2)

Trang 23

S15 Mg317,2910080,033 0,0341,80282002,5120,314THỎAMnh

S16 Mg127,2910080,012 0,0120,71382002,5120,314THỎAMnh

Số hiệu

sàn

≤ μm a x(daN.m)

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: S(1, 2, 3, 4, 5, 6) Các giả thiết tính toán:

 Ô bản được được tính toán như ô bản đơn  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

Xét tỉ số

sd

hh

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

sdhh

 3  Bản sàn liên kết ngàm với dầm;

sd

hh

< 3  Bản sàn liên kết khớp với dầm; Kết quả này được trình bày trong bảng 2.9

Bảng 2.9: Sơ đồ tính ô bản kê 4 cạnh

Trang 25

trong đó: g - tĩnh tải ô bản đang xét; p - hoạt tải ô bản đang xét; P - tổng tải tác dụng lên ô bản;

đang xét Trong trường hợp đang tính toán i = 9 Momen âm lớn nhất trên gối:

Các hệ số m91, m92, k91, k92 tra bảng PL 15[9], phụ thuộc vào tỉ số

12

ll

Hình 2.6: Sơ đồ tính và nội lực bản kê 4 cạnh

Bảng 2.10: Nội lực trong các ô bản kê 4 cạnh

Trang 26

S1 438.3 168.59 195.00 802 18347 372.45 266.04 853.15 612.80 S2 438.3 112 195.00 745 15696 326.48 197.77 743.99 452.05 S3 438.3 0 195.00 633 10209 205.20 72.48 451.23 161.30 S4 438.3 0 195.00 633 9196 192.19 108.51 435.87 246.44 S5 438.3 0 195.00 633 6479 122.45 108.84 285.71 250.72 S6 438.3 0 195.00 633 8360 174.71 81.92 390.39 181.40 S7 438.3 0 195.00 633 5890 108.37 102.48 253.26 236.77 S8 438.3 0 195.00 633 12514 262.79 140.16 593.16 317.86 S9 438.3 0 360.00 798 11208 210.71 56.04 452.81 123.29 S10 438.3 0 195.00 633 8464 174.36 115.96 398.66 264.92 S11 438.3 0 195.00 633 7942 158.83 119.12 366.11 276.37 S12 438.3 0 360.00 798 7113 145.81 98.16 334.30 224.05 S13 438.3 0 360.00 798 11496 235.66 91.96 519.60 203.47

c) Tính toán cốt thép

Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn Giả thiết tính toán:

 a1 = 2 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh

 a2 =3 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh

 h0 - chiều cao có ích của tiết diện (h0 = hs – ai), tùy theo

 b =100cm - bề rộng tính toán của dải bản

Đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 2.7

Tính toán và kiểm tra hàm lượng μ tương tự phần 2.3.1.c Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.11

Bảng 2.11: Tính toán cốt thép cho sàn loại bản kê 4 cạnh

Momen (daN.m)

b (cm)

A (mm)

Aschọn

S1 M1 372.45 100 8 0.051 0.052 2.124 8 200 2.512 0.314 THỎA M2 266.04 100 7 0.047 0.048 1.731 8 200 2.512 0.359 THỎA MI 853.15 100 8 0.116 0.124 5.052 8 100 5.024 0.628 THỎA MII 612.80 100 8 0.083 0.087 3.559 8 125 4.019 0.502 THỎA

S3 M1 205.20 100 8 0.028 0.028 1.156 6 200 1.413 0.177 THỎA M2 72.48 100 7 0.013 0.013 0.463 6 200 1.413 0.202 THỎA MI 451.23 100 8 0.061 0.063 2.589 8 150 3.349 0.419 THỎA

Trang 27

MII 161.30 100 8 0.022 0.022 0.906 6 200 1.413 0.177 THỎA

S12 M1 145.81 100 8 0.020 0.020 0.818 6 200 1.413 0.177 THỎA M2 98.16 100 7 0.017 0.018 0.629 6 200 1.413 0.202 THỎA MI 334.30 100 8 0.045 0.047 1.901 8 200 2.512 0.314 THỎA MII224.05 100 8 0.030 0.031 1.264 6 150 1.884 0.236 THỎA

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

để bố trí

2.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐỘ VÕNG:

Trang 28

Tính toán về biến dạng cần phân biệt 2 trường hợp, một là khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt và hai là khi bê tông vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành

2.4.1 Tính độ võng sàn

Sàn chịu tải rất lớn, do đó ta phải đi tính toán kiểm tra độ võng sàn kích thước lớn nhất S1 (4.4x5.2)m, tiết diện tính toán chữ nhật có b = 1m theo TTGH2

+ Kiểm tra khả năng xảy ra khe nứt - Tính giá trị momen toàn phần, do tĩnh tải tiêu chuẩn qtc (theo bảng 2.3)

gây ra

mdaNql

M 1287.8.

82.53818

22



- Tính khả năng chống nứt

sosobo

xh

III



'



bs

EE



10.27

10.21

34

habh

hx



2

)'1(21

0

34.1019542

)100

01(210010001





32.3410003

)



Iso = As(h-x-a)2 = 251.2(100-34.2-25)2 = 0.4x106 mm4 (2.29) 

6

2.16 10100 34.2

pl

Kết luận: Mcr< M  vậy bê tông tại vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành

2.4.2 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép đối với đoạn có khe nứt trong vùng

kéo

Trang 29

Điều kiện về độ võng: f < [fu] (2.30) Ta cắt một dải bản rộng một đơn vị và coi dải bản làm việc như một dầm đơn giản với hai đầu khớp chịu tải phân bố đều, độ võng toàn phần được xác định như sau:

lr



(2.32)



r

1

=

321

11

1



rr

r - độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải

trọng dùng để tính toán độ võng;

2

1

r - độ cong ban đầu do tác dụng ngắn hạn của phần

tải trọng dài hạn (thường xuyên và tạm thời dài hạn);

3

1

r - độ cong do tác dụng dài hạn của phần tải trọng

dài hạn Độ cong thành phần (1/r)i của cấu kiện có tiết diện chữ nhật chịu uốn, xác định theo công thức sau:

Nisi

Mr

11



Nr

1

= 0 - với cấu kiện chịu uốn;

sau:

bb

bss

s

AEAE

Zh





.Es, Eb - là modun đàn hồi của thép và bê tông;

Trang 30

.As - là diện tích cốt thép chịu lực;

thép chịu kéo do sự tham gia chịu lực của bê tông chịu kéo giữa các khe nứt,

rpr

plserbtm

MM

WR

bằng hợp lực do ứng lực trước gây ra Với bê tông cốt thép thường thì ứng lực trước là do co ngót của bê tông và P là lực kéo;

xh

III



2)

bSso  

.b= 0.9 - hệ số xét đến sự phân bố không đều biến dạng của thớ bê tông

chịu nén ngoài cùng trên chiều dài đoạn có vết nứt: đối với bê tông nặng có B>7.5;

.v - là hệ số đàn hồi của bê tông v = 0.15 khi tính toán với tải tác dụng

dài hạn và v = 0.45 khi tính toán với tải tác dụng ngắn hạn;

ffof

hh

h











)(

21

2



(2.37)

a) Tính độ võng f1 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

Trang 31

)(518.1

1

oh

x

701015

1016.176

23

42

.







oser

RM

7100

512.2



os

bhA

10.27

10.21

34





bsEE

bt serplm

r theo công thức sau:









bb

bss

s

hM



11

Trang 32

b) Tính với độ võng f2 do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

Ta có:



10

)(518.1

1

oh

x

trong đó:

701015

104.126

23

42

.







oser

RM

70100

512.2



osbhA

10.27

10.21

34





bsEE



78.700359.010

)00172.0(518.1

110

)(51

1









176.01)

(21

22















1085.34.1

46.





rpr

plserbtm

MM

WR



1085.31084.332.12100

5.4038878

.72)

(2

mmS

xh

I



22

1084.32

)32.12100(10002

)(

mmx

hb

Trang 33











bb

bss

s

hM



22

1













1232010

2745.0

9.02

.2511021

15.08

.6370

104.1261

34

c) Tính với độ võng f3 do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn như sau:

Ta có:



10

)(518.1

1

oh

x

trong đó:

701015

104.126

23

42

.







oser

RM

70100

512.2



osbhA

10.27

10.21

34





bsEE



78.700359.010

)00172.0(518.1

110

)(51

1









176.01)

(21

22















1085.34.1

46.





rpr

plserbtm

MM

WR



1085.31084.332.12100

5.4038878

.72)

(2

mmS

xh

I



22

1084.32

)32.12100(10002

)(

mmx

hbSbo     

Trang 34

… 224

5.40388)

32.1225(2.251)









bb

bss

s

hM



23

1













1232010

2745.0

9.02

.2511021

45.08

.6370

104.1261

34

1101.4

3





d) Độ cong toàn phần

Aùp dụng công thức sau:

485

lr



5



Độ võng giới hạn fu: fu

2005200

2.5 BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG 2-10

Cốt thép sàn tầng 2-10 được bố trí trong bản vẽ KC

Trang 35

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG 1 ĐẾN 10 3.1 CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG 1 ĐẾN TẦNG 10

Trang 36

3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG

Tải trọng tác dụng lên cầu thang gồm có:

3.2.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) a) Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản thang

Chọn chiều dày bản thang hbt = 13 cm Kích thước các bậc thang được chọn theo công thức sau:

Hình 3.2: Các lớp cấu tạo bản thang

Cắt 1 dải bản có chiều rộng b = 1 m để tính Tải trọng 1 bậc thang được tính như sau:

trong đó: Gi – tải trọng bản thân các lớp cấu tạo 1 bậc bản thang được tính như sau:

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

Trang 37

ltdi - chiều dài lớp cấu tạo thứ i;

- Diện tích tiết diện lớp đá ốp lát (lớp thứ 1), áp dụng công thức (3.4):

s11ltd1 1.(lbhb)2x(30+16)=92cm2 - Diện tích tiết diện lớp vữa ốp lát (lớp thứ 2), áp dụng công thức (3.4):

s22ltd2 2.(lb hb)2x(30+16)=92cm2 - Diện tích tiết diện lớp gạch xây (lớp thứ 3), áp dụng công thức (3.4):

s3 12.(lb x hb) = (1/2)x(30x16) = 240cm2 - Diện tích tiết diện lớp bê tông bản thang (lớp thứ 4), áp dụng công thức (3.4):

s44ltd4 4.(lb/cos)13x(30/ 0.882)=442.2cm2 trong đó: cos cos(arctg(hb/lb) = cos(arctg(160/300)) = 0.882 - Diện tích tiết diện lớp vữa trát (lớp thứ 5), áp dụng công thức (3.4):

s55ltd5 5.(lb/cos)1.5x(30/0.882)=51.02cm2 trong đó: coscos(arctg(hb/lb) = cos(arctg(160/300)) = 0.882 Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Tĩnh tải tác dụng lên bản thang

b) Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

Cấu tạo gồm các lớp tương tự như bản thang nhưng bản chiếu nghỉ không có bậc thang Tổng trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ và chiếu tới được tính toán tương tự như với bản thang

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang được tính như sau:

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

ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.2

Bảng 3.2: Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

cấu tạo

 (daN/m3)

Trang 38

c) Trọng lượng lan can trên bản thang

Tải tiêu chuẩn phân bố đều của lan can trên bản thang lấy theo [1]:

trong đó: ptc = 30 daN/m - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3/[1];

Vậy: glctt = (36/1.5m) =24daN/m2

3.2.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ (chiếu tới)

lấy theo [1]:

trong đó: ptc = 300 daN/m2 - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3/[1];

Vậy: ptt = 300x1.2 = 360 daN/m2

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng

Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản thang: qbttt = gttbt + glctt + ptt = 771.37 +24 +360 = 1155.37 daN/m2 (3.8) Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

Qcntt = gttct + gcntt + ptt = 483.4 + 360 = 843.4 daN/m2 (3.9)

3.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG 3.3.1 Bản thang và bản chiếu nghỉ

a) Sơ đồ tính

Cắt 1 dải bản có chiều rộng 1m để tính Sơ đồ tính được thể hiện trên hình 3.3

(daN/m3)

δ

gstc (daN/m2)

gstt (daN/m2)

Trang 39

55.37(daN/m)

ARAD

RD

q1=843.40(daN/m)C

RC

q2=1155.37(daN

2121222

1

llllql

lRA 



)(

2)2(cos

21

2112122

ll

lqlllqRA



Trang 40

RB  ql  ql )RA

cos

11

22xqxR

.

qRxx

qR

Với x vừa tìm được ta thay vào trên ta tìm được Mmax

22max

2cos

qR



Kết quả được thể hiện dưới (hình 3.4) và bảng 3.3

Bảng 3.3: Nội lực bản thang 2 vế

Bản thang

Q (daN)

M (daN.m)

Vế 1 1.31 4.3 843.40 1155.37 0.882 3601.65 3133.72 2.75 0.00 4953.29

1.31 4.3 843.401155.370.8823601.65 3133.72 4.30 (2028.87) 3381.49 Vế 2 1.61 3.1 843.40 1155.37 0.882 2955.46 2461.63 2.26 0.00 3335.33

1.61 3.1 843.401155.370.8822955.46 2461.63 3.10 (1103.76) 2870.14