luận văn thiết kế chung cư bến ba đình

Giải pháp kết cấu cho công trình : 1.2.1, Phân tích khái quát hệ chịu lực về NHÀ CAO TẦNG nói chung : - Hệ chịu lực của nhà cao tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011 ĐT : CHUNG CƯ BẾN BA ĐÌNH

GVHDC : Th.STRẦN NGỌC BÍCH SVTH : NGUYỄN TRẦN BẢO KHƠI

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cơ trong khoa Xây dựng- trường trường Đại Học kỹ thuật Cơng nghệ TPHCM đã hết lịng đào tạo, dạy dỗ em trong thời gian ngồi trên ghế nhà trường , tạo nền tảng để em cĩ thể thực hiền đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn cơ Trần Ngọc Bích đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp

Em xin cảm ơn gia đình đã động viên, khuyến khích em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Xin cảm ơn tất cả anh chị, bạn bè đã hết sức động viên mình trong thời gian qua Xin chân thành cảm ơn

Người viết NGUYỄN TRẦN BẢO KHƠI

Trang 2

GVHDC : Th.STRẦN NGỌC BÍCH SVTH : NGUYỄN TRẦN BẢO KHƠI

Trang 3

GVHDC : Th TRẦN NGỌC BÍCH SVTH : NGUYỄN TRẦN BẢO KHƠI Trang 1

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH:

1.1 Mục đích xây dựng công trình:

Hiện nay, TP.HCM là trung tâm thương mại lớn nhất và đây cũng là khu vực mật độ dân số cao nhất cả nước, nền kinh tế không ngừng phát triển làm cho số lượng người lao động công nghiệp và mức độ đô thị hoá ngày càng tăng, đòi hỏi nhu cầu về nhà ở cũng tăng theo Do đó việc xây dựng nhà cao tầng theo kiểu chung cư là giải pháp tốt nhất để đáp ứng nhu cầu nhà ở cho người dân, cán bộ công tác, lao động nước ngoài… Chung cư này thích hợp cho nhu cầu ở của người có thu nhập cao, người nước ngoài lao động tại Việt Nam, chung cư còn có thể cho thuê, mua bán…

1.2 Vị trí xây dựng công trình:

Công trình được xây dựng tại khu vực Q8, thành phố Hồ Chí Minh

1.3 Điều kiện tự nhiên:

Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt

1.3.1) Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có

 Nhiệt độ trung bình : 25oC  Nhiệt độ thấp nhất : 20oC  Nhiệt độ cao nhất : 36oC

 Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4)  Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5)  Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)  Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%  Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%  Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

1.3.2) Mùa khô :

 Nhiệt độ trung bình : 27oC  Nhiệt độ cao nhất : 40oC

Trang 4

1.3.3) Gió :

- Thịnh hàng trong mùa khô :  Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%  Gió Đông : chiếm 20% - 30% - Thịnh hàng trong mùa mưa :

 Gió Tây Nam : chiếm 66% - Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2,15 m/s - Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió

Đông Bắc thổi nhẹ - Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão

1.4 Qui mô công trình:

 Công trình Chung cư Cao Tầng thuộc công trình cấp I  Công trình gồm 12 tầng : 1 tầng hầm và 11 tầng nồi với 104 căn hộ  Công trình có diện tích tổng mặt bằng (27x33 ) m2, bước cột lớn 8.0 m chiều

cao tầng hầm 3,3 m ,chiều cao tầng trệt 4.5 m

II CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC:

2.1 Giải pháp giao thông nội bộ:

- Về mặt giao thông đứng được tổ chức gồm 2 cầu thang bộ kết hợp với 2 thang

máy dùng để đi lại và thoát người khi có sự cố - Về mặt giao thông ngang trong công trình ( mỗi tầng) là các hành lang

chạy xung quanh giếng trời của công trình thông suốt từ trên xuống

2.2 Giải pháp về sự thông thoáng:

- Tất cả các căn hộ đều nằm xung quanh giếng trời có kích thước 1.6x10.2m suốt từ tầng mái đến tầng trệt sẽ phục vụ việc chiếu sáng và thông gió cho công trình

- Ngoài ra tất cả các căn hộ đều có lỗ thông tầng để lấy ánh sáng tự nhiên, trên tầng mái tại các lỗ thông tầng ấy ta lắp đặt các tấm kiếng che nước mưa tạc vào công trình

III GIẢI PHÁP KỸ THUẬT: 3.1 Hệ thống điện:

Trang 5

 Nguồn điện cung cấp cho chung cư chủ yếu là nguồn điện thành phố (mạng

điện quận 2), có nguồn điện dự trữ khi có sự cố cúp điện là máy phát điện đặt ở tầng trệt để bảo đảm cung cấp điện 24/24h cho chung cư

 Hệ thống cáp điện dược đi trong hộp gain kỹ thuật và có bảng điều khiển cung cấp điện cho từng căn hộ

3.2 Hệ thống nước:

 Nguồn nước cung cấp cho chung cư là nguồn nước thành phố, được đưa vào bể nước ngầm của chung cư sau đó dùng máy bơm đưa nước lên hồ nước mái, rồi từ đây nước sẽ được cung cấp lại cho các căn hộ Đường ống thoát nước thải và cấp nước đều sử dụng ống nhựa PVC

 Mái bằng tạo độ dốc để tập trung nước vào các sênô bằng BTCT, sau đó được thoát vào ống nhựa thoát nước để thoát vào cồng thoát nước của thành phố

3.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

Các họng cứu hỏa được đặt hành lang và đầu cầu thang, ngoài ra còn có các hệ thống chữa cháy cục bộ đặt tại các vị trí quan trọng Nước cấp tạm thời được lấy từ hồ nước mái

3.4 Hệ thống vệ sinh:

Xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi cho hệ thống cống chính của thành phố Bố trí các khu vệ sinh của các tầng liên tiếp nhau theo chiều đứng để tiện cho việc thông thoát rác thải

3.5 Các hệ thống kỹ thuật khác:

Thanh chống sét nhà cao tầng, còi báo động, hệ thống đồng hồ

IV HẠ TẦNG KỸ THUẬT:

Sân bãi, đường nội bộ được làm bằng BTCT, lát gách xung quanh toàn ngôi nhà Trồng cây xanh, vườn hoa tạo khung cảnh, môi trường cho chung cư

Trang 6

Chương 1 : CÁC CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU I CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU:

1.1 Các qui phạm và tiêu chuẩn để làm cơ sở cho việc thiết kế :

* Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép TCVN 356 –2005 * Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động TCVN 2737 - 1995 * Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 45 - 1978 * Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205 - 1998 * Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế và thi công nhà cao tầng TCXD 1998 – 1997 * Nhà cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế 195 – 1997

1.2 Giải pháp kết cấu cho công trình : 1.2.1, Phân tích khái quát hệ chịu lực về NHÀ CAO TẦNG nói chung :

- Hệ chịu lực của nhà cao tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng truyền chúng xuống móng và nền đất Hệ chịu lực của công trình nhà cao tầng nói chung được tạo thành từ các cấu kiện chịu lực chính là sàn, khung và vách cứng

- Hệ tường cứng chịu lực (Vách cứng): Cấu tạo chủ yếu trong hệ kết cấu công

trình chịu tải trọng ngang: gió Bố trí hệ tường cứng ngang và dọc theo chu vi thang máy tạo hệ lõi cùng chịu lực và chu vi công trình để có độ cứng chống xoắn tốt

 Vách cứng là cấu kiện không thể thiếu trong kết cấu nhà cao tầng hiện nay Nó là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặc biệt là các tải trọng ngang xuất hiện trong các công trình nhà cao tầng với những lực ngang tác động rất lớn

 Sự ổn định của công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc Như vậy vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tải trọng ngang

 Bản sàn được xem như là tuyệt đối cứng trong mặt phằng của chúng Có tác dụng tham gia vào việc tiếp thu và truyền tải trọng vào các tường cứng và truyền xuống móng

 Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem như một thanh ngàm ở móng

Trang 7

 Đồi với công trình chịu tải ĐỘNG ĐẤT: do lực động đất là lực khối tác

động vào trọng tâm công trình theo phương ngang là chủ yếu nên bố trí vách cứng sao cho độ cứng theo 2 phương xấp xĩ bằng nhau và cấu tạo thêm hệ khung chịu tải đứng là hợp lý nhất

- Hệ khung chịu lực : Được tạo thành từ các thanh đứng ( cột ) và ngang (

Dầm, sàn ) liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối khung không gian

1.2.2, Kết cấu cho công trình chung cư Nhà Cao Tầng chịu gió động :

 Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẻ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được chọn như sau :

 Kết cấu móng dùng hệ móng cọc nhồi đài băng hay bè, cọc có

 •Tải trọng ngang (chủ yếu xét động đất và gió động) do hệ lõi cứng chịu Xét gió động tác dụng theo nhiều phương khác nhau nhưng ta chỉ xét theo 2 phương chính của công trình là đủ và do một số yêu cầu khi cấu tạo vách cứng ta bố trí vách cứng theo cả hai phương dọc và ngang công trình

 Toàn bộ công trình là kết cấu khung + lỏi cứng chịu lực bằng BTCT, khẩu độ chính của công trình là 4.5m và 8 m theo cả 2 phương

 Tường bao che công trình là tường gạch trát vữa ximăng Bố trí hồ nước mái trên sân thượng phụ vụ cho sinh hoạt và cứu hỏa tạm thời, nước cứu hỏa và sinh hoạt là được ngăn riêng biệt để sử dụng riêng

II CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 2.1 Cường độ tính toán của vật liệu

Trang 8

2.1.2, Bê tông phần thân :

* Mác 400 (đối với sàn không dầm):

Cốt thép A-II :

Dùng cho vách và khung BTCT và móng, có đường kính > 10 mm : Ra = Ra' = 2800 daN / cm2

Ea = 2.100.000 daN / cm2

Cốt thép A-I :

Dùng cho khung và hệ sàn BTCT và móng , có đường kính < = 10 mm

Ra = Ra' = 2300 daN / cm2 Ea = 2.100.000 daN / cm2

2.2 Tải trọng đứng tác động lên công trình :

Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu:  Về mặt truyền lực: đảm bảo cho giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt

phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị…)  Yêu cầu cấu tạo: Trong tính toán không xét việc sàn bị giảm yếu do các

lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện, nước, thông gió,…)  Yêu cầu công năng: Công trình sẽ được sử dụng làm cao ốc văn phòng

nên các hệ tường ngăn (không có hệ đà đỡ riêng) có thể thay đổi vị trí mà không làm tăng đáng kể nội lực và độ võng của sàn

 Ngoài ra còn xét đến yêu cầu chống cháy khi sử dụng… Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến

50% so với các công trình khác mà sàn chỉ chịu tải đứng • Ta chọn bản sàn Béton cốt thép dày 20 cm đối với sàn không dầm và sàn 15

cm đối với sàn dầm.(=2500 daN/m3) • Số liệu tải trọng đứng và cầu tạo sàn tính theo bảng sau :

Trang 9

Trọng lượng riêng của vật liệu và hệ số vượt tải :

TT Vật liệu Đơn vị tính Trọng lượng riêng vượt tải Hệ số 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Bê tông cốt thép Vữa XM trát , ốp , lát

Gạch ốp , lát Đất đầm nện chặt Tường xây gạch thẻ Tường xây gạch ống Bê tông sỏi nhám nhà xe

Bê tông lót móng Lớp chống thấm Đường ống thiết bị kỹ thuật

T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3T/m2 T/m2

2.50 1.80 2.00 2.00 2.00 1.80 2.00 2.00 0.02 0.50

1.1 1.3 1.1 1.2 1.2 1.2 1.1 1.2 1.2 1.3

Tỉnh tải tác dụng lên từng loại sàn

SÀN VĂN PHÒNG -KHU Ở –HÀNH LANG – BAN CÔNG

Bề dày mỗi lớp vâït liệu Bề dày mỗi lớp vâït liệu n : Hệ số vượt tải

Các lớp cấu tạo sàn

 ( mm )

 (daN/ m3) gtc (daN/m2 ) n g

stt ( daN/m2)

Trang 10

CẤU TẠO SÀN ĐẬU XE, SÀN HẦM

Lớp Cấu tạo  (mm)

Hệ số vượt

tải

(daN/m

3

Tải trọng tính toán gtt (daN/m2) Vữa lót tạo

CẤU TẠO SÀN VỆ SINH :

Cấu tạo sàn d( mm ) y(daN/m3) gtc (daN/m) 2 n gstt (daN/m) 2Lớp gạch

CẤU TẠO SÀN MÁI :

Lớp Cấu tạo

Chiều dày (mm)

Hệ số Vượt

tải

(DaN/m

3)

Tải trọng tính toán Gtt (daN/m2)

Vữa lót tạo

Trang 11

Lớp chống

tính

Tải trọng tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Khu vực phòng ở, ăn,vệ sinh

Sảnh, cầu thang Nước (hồ nước máí) Khu vực Garage Khu vực phòng khách, Khu vực văn phòng Khu vực mái

Khu vực phòng họp,lễ tân

Phòng ngủ Khu vực của hàng bách hoá

daN/m2 daN/m2 daN/m3 daN/m2 daN/m2 daN/cm2 daN/cm2 daN/cm2 daN/cm2 daN/cm2

200 300 1000

500 200 200 75 400 200 400

1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.3 1.2 1.2 1.2

Tải trọng ngang : Tải gió gồm gió tĩnh và gió động (Xem bảng tính phần chương 5) III CÁC CƠ SỞ TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH:

3.1 Tính toán trên máy tính : Sử dụng chương trình ETAB 9.0.4

Do ETAB là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu chuyên cho Nhà Cao Tầng nên việc đưa số liệu và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác

3.2 Nhập dữ liệu vào máy : 3.2.1, Đưa công trình lên mô hình :

Căn cứ vào bản vẽ kiến trúc, đơn giản hoá và quan niệm các cấu kiện rồi đưa mô hình ETAB

Trang 12

3.2.2, Kích thước tiết diện cho các cấu kiện :

Do hệ chịu lực của nhà là hệ kết cấu siêu tĩnh nên nội lực trong khung không những phụ thuộc vào sơ đồ kết cấu, tải trọng mà còn phụ thuộc vào độ cứng của các cấu kiện Do đó cần phải xác định sơ bộ kích thước tiết diện

 Chọn chiều dày sàn:

Đối với sàn ứng suất trước 2 phương, tỷ số chiều dài/chiều dày được lấy điển hình bằng 45 xuất phát từ điều kiện kinh tế và thoả mãn các quy định thi công cấu trúc

max45

bLh Trong đó :Lmax 9m

Vậy lấy chiều dày toàn bộ các tầng sàn h = 20 cm Đối với sàn dầm ta sẽ tính toán cụ thể ở phần sau

 Hệ vách - lõi cứng :

Do cấu tạo chống động đất và quy phạm chưa quy định rõ về việc giảm chiều dày vách trong cấu tạo cho phép, nên tính kích thướt vách giữ nguyên từ dưới lên trên

 Hệ lõi cầu thang bộ : • Tầng hầm - Tầng mái = 30 cm  Hệ lõi cầu thang máy :

• Tầng hầm - Tầng mái = 20 cm  Vách cứng trục theo tường công trình: • Tầng hầm - Tầng mái = 30 cm

3.2.3, Các trường hợp tải trọng tác động: Sẽ được trình bày chi tiết trong phần tính khung

3.2.4, Các trường hợp Tổ Hợp Tải Trọng : Sẽ được trình bày chi tiết phần tính khung

Trang 13

I CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

- Dùng betơng Mac 400 đá 1x2 có : Rn = 170 daN/cm² - Thép chịu lực dùng loại thép AI có Ra = 2300 daN/cm²

- Thép đai dùng loại thép AI có Rađ = 1800 daN/cm²

II CẤU TẠO HÌNH HỌC : 2.1 Kích thước cầu thang như hình vẽ:

33003450

2.2 Cấu tạo thang :

Thang gồm 3 vế : - Vế đi lên có 7 bậc - Vế giữa có 8 bậc - Vế tới có 7 bậc - Tổng cộng thang gồm 22 bậc :

Kích thước bậc : h 3300 150 mm

22

l = 300 mm - Chọn chiều dày của bản là 12 cm - Kích thước thang: bề rộng vế thang: b = 1,2m - Góc nghiêng của thang:

Trang 14

1500, 5300

tg     = 26,50 => Cos = 0,894

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG :

- Tải trọng tiêu chuẩn: gtci=i hi (daN/m2)

Trong đó:

qtci: Tải trọng tiêu chuẩn lớp vật liệu thứ i I: Trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i hi: Bề dày lớp vật liệu thứ i

- Tải trọng tính toán: gtti=qtci ni (daN/m2)

Trong đó : ni :hệ số vượt tải của lớp vật liệu thứ i lấy theo TCVN 2737-1995[8]

3.1 Tải trọng tác dụng trên bản thang :

Theo TCVN 2737 – 1995 ta có : + Tĩnh tải : (được cấu tạo như sau) Bản nghiêng được xác định theo chiều dày tương đương :

1

ntt

i tdi ig    h n (daN/m2) Trong đó i : khối lượng lớp thứ i ni : hệ số tin cậy của lớp thứ i tdi : chiều dày tương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng,được xác

định như sau :  Đối với lớp gạch đá mài td1 =   cos  30 15  1 0,894

30

ib

tdi(m)  s(daN/m3) n

g’(daN/m2)

Trang 15

ptc = 300 (daN/m2) và n = 1,2 => ptt = 300x1,2 = 360(daN/m2) + Tổng tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ phân bố theo chiều nghiêng bản

 Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang : q2 = 976 (daN/m)

3.2 Tải trọng tác dụng trên bản chiếu nghỉ :

TẢI

 s(daNm3) n gtt

cn(daN/m2) TĨNH TẢI

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH THÉP : 4.1 Sơ đồ tính và nội lực vế 1 ( mặt cắt A-A) :

Trang 16

2100300 hb = 120300

Va=1778Mmax=1570 daNm

1673

 Nhận xét : việc đưa ra sơ đồ tính như thế nào là do mỗi người, và từ sơ đồ tính này ta phải cấu tạo chúng cho phù hợp với tính toán Việc quan niệm liên kết giữa bản thang và dầm hay bản thang là khớp (cố định ,di động) hay ngàm là là một vấn đề phức tạp tùy thuộc vào người thiết kế Ở bài này, căn cứ vào độ cứng giữa bản thang với dầm (vách cứng) mà ta coi liên kết giữa chúng là gối cố định hay di động

+ Nếu hdầm(vách) ≥ 3 hb -> gối cố định (Liên kết giữa vách cứng và bản thang) + Nếu hdầm(vách) < 3 hb -> gối di động (Liên kết giữa dầm và bản thang)

Trang 17

Sau khi tính toán ta phân phối lại Mômen : 70% nhịp và 40% gối Phản lực tại A:

x LL

1 12

q



 (3.4) Thay vào công thức (3.1) ta được:

Với q1 = 752.8 daN/m, q2 = 1006 daN/m, L1 =0,3 m , L2 =2,1 m, L3 =1,05 m

Cos = 0,894 Thay số liệu vào các công thức (4.3) và (3.4) ta được: VA =

0

nMR bh  = 0.5(1 1 2 ) A => Fa =

Thép AI có Ra = 2300 daN/cm2

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết

Fa(cm2) tính

Chọn thép Fa(cm2) chọn

Trang 18

x LL

1 12

q



 (3.4) Thay vào công thức (3.1) ta được:

Với q1 = 752.8 daN/m, q2 = 1006 daN/m, L1 =1,35 , L2 =2,1m, L3 = 0 m Cos = 0,894

Trang 19

q1=752.8daN/m

q2=1006daN/m

21001350

Trang 20

0

nMR bh =>  = 0.5(1 1 2 ) A => Fa =

Thép AI có Ra = 2300 daN/cm2

Kết quả tính toán cốt thép sau :

Tiết

2) tính Chọn thép

Fa(cm2) chọn

4.3 Sơ đồ tính và nội lực vế 2 ( mặt cắt C-C) :

Sơ đồ tính vế 2 như một bản hai đầu khớp được đỡ bởi hai vách lõi thang Khi đó ta cắt một dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn và tải trọng tác dụng lên một dải bản rộng 1m là

q2’’ = q2 1006 daN/ m

q2=1006daN/m

1450

1450Mmax=264daNm

Trang 21

Mômen Mmax = q''2 l2  1006 1,45 2 264 daNm

Tiết

2) tính Chọn thép Fa(cm

2) chọn

KẾT QUẢ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐƯỢC THỂ HIỆN Ở BẢN VẼ KC-01

Trang 22

- Trong công trình gồm 2 loại bể nước:  Bể nước dưới tầng hầm dùng để chứa nước được lấy từ hệ thống nước thành

phố và bơm lên mái  Bể nước mái: Cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình

và lượng nước cho cứu hỏa Chọn bể nước mái để tính toán Bể nước mái được đặt trên hệ cột phụï, đáy bể cao hơn cao trình sàn tầng thượng 150 cm

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN :

1.1, Kích thước sơ bộ :

Bể nước mái có kích thước 8.5x8.5x1.6 (m3).Cao trình nắp bể là Bể nước ( gồm đáy bể , thành bể , đáy bể ) được đúc BTCT toàn khối

1.2 Vật liệu :

Bê tông mác 400 : Rn = 145 daN/cm2 ;RK = 10.5 daN/cm2 Thép AIII (Þ≥10 ) có Ra = Ra’ = 3600 daN/cm2; Rad = 2800 daN/cm2 Thép AI (Þ<10 ) có Ra = Ra’ = 2300 daN/cm2; Rad = 1800 daN/cm2

II TÍNH TOÁN NẮP BỂ : 2.1 Sơ đồ tính :

 Chọn bề dày nắp bể h = 10 cm nắp bể đúc bê tông toàn khối theo chu vi nắp và tựa trên thành bể Ô cửa nắp: 0.8m  0.8m

 Chọn kích thước dầm nắp là DN1 : 250x400 và DN2 : 200x400 (nối 2 cột)  Tỉ số : L2/L1 =4.25/4.25= 1 < 2  bản nắp làm việc theo hai phương

Theo phương dầm DN: hd/hb = 40/10 =4 >3  nên liên kết giữa dầm nắm à bản nắp được xem là ngàm

 Sơ đồ tính như một ô bản ngàm 4 cạnh (như hình vẽ bên dưới)

2.2 Tải trọng tác dụng :

- Tĩnh tải:

Bảng 3.1 Thành phần dày (cm) Chiếu

Tải tiêu chuẩn (daN/m2)

Hệ số an toàn

Tải tính toán (daN/m2)

Trang 23

thép

- Hoạt tải: pn = 1.375= 97.5 daN/m2

 Tổng tải trọng tác dụng lên nắp bể:: qn = gn + pn = 454.4 daN/m2

2.3 Xác định nội lực và tính cốt thép:

- Chọn a = 2 > h0 = 10– 2 = 8 cm Ta có L2/L1 =4.25/4.25=1, P =qttL1L2 = 454.4x4.25x4.25 = 8270.6 daNm/m

Tra bảng ta được: k91= 0.0417, k92 = 0.0417, m91 = 0.0179, m92 = 0.0179 Mômen tại giữa bản : M1= m91xP ; M2= m92xP

Mômen tại gối : MI= k91xP ; MII= k92xP





0

aa

MF

0

100 a

Fb h

BẢNG 3.2 : TÍNH THÉP CHO BẢN NẮP

Thép cấu tạo chọn 6a200 Xung quanh lỗ thâm ta gia cường 210

III TÍNH TOÁN THÀNH BỂ : 3.1 Tải trọng:

3.1.1.Tải trọng ngang của nứơc:

- Xét trường hợp nguy hiểm nhất khi mực nước trong hồ đạt cao nhất, biểu đồ áp lực nước có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu

Tại đáy hồ: pn = nnH = 1.1x1000x1.6x1 =1760 daN/m

3.1.2 Tải trọng gió tác động:

- TPHCM thuộc vùng áp lực gió II-A , lấy giá trị áp lực gió W0 = 83 daN/m2

Trang 24

( lấy địa hình B )

- Đáy bể có cao trình + 35.2, nắp bể có cao trình +37.3m, coi như áp lực không đổi suốt chiều cao thành bể : ứng với z =+ 37.3 k =1.3484 Phía gió đẩy : pđ = 1.2 x 83 x 1.3584 x 0.8 = 134.3 daN/m2

Phía gió hút : ph = 1.2 x 83 x 1.3584 x 0.6 = 100.8 daN/m2

3.2 Nội lực :

- Thành bể là cấu kiện chịu nén lệch tâm, để đơn giản tính toán thiên về an toàn ,bỏ qua trọng lượng bản thân của thành bể Xem thành bể là cấu kiện chịu uốn có :

+ Cạnh dưới ngàm vào bản đáy + Cạnh bên được ngàm vào trong cột hay các thành vuông góc + Cạnh trên tựa đơn do có hệ dầm nắp bao theo chu vi

- Chọn bề dày thành bản là thanh=12 cm Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh

ngắn để tính toán - Do bản nắp tựa lên thành bể & thành bể theo phương lực tác dụng có độ cứng

lớn nên sơ đồ tính là 1 đầu ngàm & 1 đầu tựa đơn

- Tải trọng tác dụng : Xét trường bất lợi nhất , ô bản chịu tác dụng của áp lực nước và gió hút nên tải trọng tác dụng có dạng hình thang :

- Tại cao trình nắp hồ: q1  ph1m 100.7 daN/m - Tạicao trình đáy hồ:P(ph pn)1m P(1760 100.7) 1  m1860.7 daN/m

8000

Trang 25

3.3 Tính thép :

Mmax = 2

151

151 x1860.7x1.6x1.6= 318 daNm Mnhịp = 2 1860.7 1.6 1.6

pl    = 142 daNm, tại vị trí x= 0.553L= 0.885m + Tính thép :

- Betông # 300 có Rn = 145daN/cm2 RK = 10.5 daN/cm2

- Thép AI có Ra = 2300 daN/cm2=> 0 = 0,58 tra bảng phụ lục 6 sách Kết cấu CBTCT phần cấu kiện cơ bản (Ngô Thế Phong)

2300

na

R

Thép theo phương ngang đặt theo cấu tạo 6a200

IV TÍNH TOÁN ĐÁY HỒ:

Chọn chiều dày đáy hồ đáy hồ = 14cm Sàn đáy hồ S1 có kích thước 4.25X4.25 m

Trang 26

Chọn hệ dầm chính DD1 = 400x700

Chọn hệ dầm phụ DD2 = 300x600 (dầm trực giao - Tỉ số : L2/L1 =4.25/4.25 = 1 < 2  bản nắp làm việc theo hai phương - Xét tỉ số giữa chiều cao dầm và bề dầy sàn :

- Theo phương dầm DD1 ta có 75/14= 5.35 > 3  nên liên kết được xem là ngàm

- Theo phương dầm DD2: 60/14 = 4.28 > 3  nên liên kết được xem là ngàm => Sơ đồ tính : ô bản số 9

Hệ số an toàn

Tải tính toán (daN/m2) Lớp vữa ximăng

Trang 27

sợi chống thấm

Sàn bêtông cốt

518.7 Khối nước cao h =1.6 m => gn = 1.1x1000x1.6 = 1760 daN/m2

4.1.2 Hoat tải :

Đối với bản đáy không kể vào hoạt tải sửa chửa, vì tải trọng của khối nước

có thể bù vào cho hoạt tải ( khi sửa chửa hồ không chứa nước)

Theo điều 1.11TCVN 5574.1991 => Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy : q = 1760+518.7 = 2278.7 daN/m2

4.2 Xác định nội lực và tính thép :

- Betông # 400 có Rn = 170 daN/cm2 ;RK = 12 daN/cm2 - Thép AI có Ra = 2300 daN/cm2=> 0 = 0,58 tra bảng phụ lục 6 sách Kết cấu

CBTCT phần cấu kiện cơ bản (Ngô Thế Phong) - Chọn a = 2 cm => h0 = 14 – 2 = 12 cm

Ta có L2/L1 =4.25/4.25 = 1 , P =qttL1L2 = 2278.7x4.25x4.25 = 41159 daN Tra bảng ta được: k92= 0.0417, k92 = 0.0417, m91 = 0.0179, m92 = 0.0179 BẢNG 3.5 : TÍNH THÉP CHO BẢN ĐÁY

Hàm lượng cốt thép min = 0,01% <  < max = 0  0,58 145  3,65%

2300

na

R

V TÍNH TOÁN DẦM NẮP & DẦM ĐÁY HỒ: 5.1 Kích thước dầm :

Trang 28

- Dầm nắp được tính như một dầm trực giao

- Kích thước dầm DN1 = 250 x400 và DN2 = 200x400 - Kích thước dầm DD1 = 300 x700 và DD2 = 300x600

5.2 Tải trọng tác động :

Các thành phần tải trọng :

 Trọng lượng bản thân của dầm : gd = n.BT.bd.hd=0.25*(0.5-0.1)*2500*1.1=275 (daN/m)

 Trọng lượng do bản nắp truyền vào dầm tương ứng với các dạng tải trọng khác

nhau như sau (chỉ xét cho truyền tải một bên vào dầm): - Dạng I : tải tam giác ta quy đổi về dạng tải tương đương như sau :

- Dạng II : tải hình thang ta quy đổi về dạng tải tương đương như sau :

- Lưu ý : L1 =4.25(m) : chiều dài cạnh ngắn của ô bản đang xét cho dầm

L2 =4.25(m) : chiều dài cạnh dài của ô bản đang xét cho dầm

 Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm bằng tổng tất cả các tải trọng  (gd+gtd )trên và được ký hiệu là q Từ đó kết quả được thể hiện ở bảng sau

Tên dầ

m

Kích thước bxh (m)

Dạng truyề

n tải

số bên truyề

L (m)

gd

(daN/m)

gtđ

(daN/m)

q (daN/m

)

)/(2

Với  

625.085:   

Trang 29

n tải

DN1

250

50

Tải trọng do dầm nắp DN2 truyền vào : P=1428x4.25/2 =3034.5 daN

c Xác định nội lực dầm DN1

L

LM

maxM

maxP=2917.625(daN)

q=1414daN

L

maxQ maxmax=18970.14 daNm

Trang 30

d Tính toán cốt thép dầm DN1 Đặc trưng vật liệu :

Chọn a = 5 cm, ho = hd – a - Tiết diện của các cấu kiện: DN1 (bxh0 = 25x35cm), DN2 (bxh0 = 20x35cm), DD1 (bxh0 = 30x65cm), DD2 (bxh0 = 30x55cm), - Betông M400 có Rn = 170 daN/cm2 RK = 12 daN/cm2 - Thép AIII có Ra =3650 daN/cm2(),Ra = 2300 daN/cm2(≤)

RR





0

aa

MF

0

100 a

Fb h

IV.1 TÍNH DẦM NẮP DN2: Các thành phần tải trọng :

 Trọng lượng do bản nắp truyền vào dầm tương ứng với các dạng tải trọng khác

7936.66 100

0.092145 25 45

Trang 31

L2 =4.25(m) : chiều dài cạnh dài của ô bản đang xét cho dầm

 Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm bằng tổng tất cả các tải trọng  (gd+gtd )trên và được ký hiệu là q Từ đó kết quả được thể hiện ở bảng sau

Tên dầ

m

Dạng truyề

n tải

số bên truyền tải

L (m)

gd

(daN/m)

gtđ

(daN/m)

q (daN/m

)

DN2

200

40

d Xác định nội lực dầm DN2

)/(2

Với  

625.085:   

Trang 32

maxQ maxmaxmax=5835.25 daNL

LM

maxM

d Tính toán cốt thép dầm DN2 Đặc trưng vật liệu :

Chọn a = 5 cm, ho = hd – a - Tiết diện của các cấu kiện: DN1 (bxh0 = 25x35cm), DN2 (bxh0 = 20x35cm), DD1 (bxh0 = 40x65cm), DD2 (bxh0 = 35x55cm), - Betông M400 có Rn = 170 daN/cm2 RK = 12 daN/cm2 - Thép AIII có Ra =3650 daN/cm2(),Ra = 2300 daN/cm2(≤)

Trang 33

RR





0

aa

MF

0

100 a

Fb h

IV.1 TÍNH DẦM ĐÁY DD1:

b Các thành phần tải trọng :

 Trọng lượng do bản đáy truyền vào dầm tương ứng với các dạng tải trọng khác

L2 =4.25(m) : chiều dài cạnh dài của ô bản đang xét cho dầm  Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm bằng tổng tất cả các tải trọng

 (gd+gtd )trên và được ký hiệu là q Từ đó kết quả được thể hiện ở bảng sau

+ Trọng lượng bản thân của tường

5158.65 100

0.088145 20 45

Với  

625.085:   

Trang 34

gt = 0.14x(1.6 – 0.4)x2500x1.1= 462 daN/m => g = gd + gt = 616 + 462 = 1078 daN/m

Tên dầ

m

Dạng truyề

n tải

số bên truyền tải

L (m)

gd

(daN/m)

gtđ

(daN/m)

q (daN/m

)

DD

Tải trọng do dầm nắp DD2 truyền vào : P=6432.5*4.25/2=13669.06 daN

c.Xác định nội lực dầm DD1 Moment nhịp

L

maxQ maxmax=29907.25 daNP=13669.06(daN)

L

LM

maxM

Trang 35

Qmax =





0

aa

MF

0

100 a

Fb h

IV.1 TÍNH DẦM ĐÁY DD2: Các thành phần tải trọng :

 Trọng lượng bản thân của dầm :

37379.43 100

0.153145 40 65

Trang 36

gd = n.BT.bd.hd=0.35*(0.6-0.14)*2500*1.1=442.75 (daN/m)

 Trọng lượng do bản đáy truyền vào dầm tương ứng với các dạng tải trọng khác

- Lưu ý : L1 =4.25(m), : chiều dài cạnh ngắn của ô bản đang xét cho dầm

L2 =4.25(m) : chiều dài cạnh dài của ô bản đang xét cho dầm  Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm bằng tổng tất cả các tải trọng

 (gd+gtd )trên và được ký hiệu là q Từ đó kết quả được thể hiện ở bảng sau

Tên dầ

m

Dạng truyề

n tải

số bên truyề

n tải

L (m)

gd

(daN/m)

gtđ

(daN/m)

q (daN/m

)

DD2

35

60

c.Xác định nội lực dầm DD2

)/(2

Với  

625.085:   

Trang 37

L

maxQ maxmaxmax=27338.12daNL

LMmaxMmaxMmaxMmax

2

 = 27338.12daN

Momen gối : : Mgối=40%Mnh=40%x58664.74 =23466daNm

Trang 38

RR





0

aa

MF

0

100 a

Fb h

145 35 55

  = 0.153

Môment

+ Tính thép chịu cắt:

- Kiểm tra điều kiện hạn chế :

+ Bêtông không bị phá hoại do ứng suất nén chính Dầm DN1 QDN1 = 0.35xRnxbxh0 = 0.35x170x25X35 = 52062.5 daN Dầm DN2 QDN2 = 0.35xRnxbxh0 = 0.35x170x20x35 = 41650 daN Dầm DD1 QDD1 = 0.35xRnxbxh0 = 0.35x170x30X65 = 116025 daN Dầm DD2 QDD2 = 0.35xRnxbxh0 = 0.35x170x30x55 = 98175 daN

+ Khả năng chịu cắt của bêtông :

Dầm DN1 : Q0 =0.6xRkxbxh0 = 0.6x10.5x25x35 = 6300 daN < Q = 7468.13daN

Trang 39

Dầm DN2 : Q0 =0.6xRkxbxh0 = 0.6x10.5x20x35 = 5040 daN < Q = 5835.25daN Dầm DD1 : Q0 =0.6xRkxbxh0=0.6x10.5x40x65 =16380 daN < Q = 37141.28 daN Dầm DD2 : Q0 = 0.6xRkxbxh0=0.6x10.5x35x55 = 12127.5 daN < Q= 27338.1 daN

Với dầm DN1, DD1, DN2 và DD2 thì bêtông không đủ khả năng chịu cắt và phải tính cốt đai chịu cắt

+ Kiểm tra đai theo công thức Chọn

max

ttctu

Q

5.5 Tính cốt treo :

Hệ dầm trực giao DN2 và DD2 ( dầm phụ) được gác trực tiếp lên hệ dầm chính DN1 và DD1 nên tại chổ này xuất hiện một lực tập trung khá lớn từ dầm phụ truyền vào dầm chính nên phải bố trí cốt treo để tránh sự phá hoại cục bộ

- Hệ dầm nắp : do chiều cao hai dầm hDN1 = hDN2 = 40cm Diện tích cốt thép Ftr = 1  4296 1,87

2300

a

P

Chọn 8 đai 6a50 (Ftr = 2,26 cm2)bố trí mổi bên 4 đai trong khoảng b = 25cm

- Hệ dầm đáy :

Ta có : h1 = hDN1 – hDN2 = 700 – 600 = 100 mm Chọn 6 đai 8 a50 bố trí mỗi bên mép dầm DN2 là 3 đai

Diện tích cốt thép chữ V :

Pn f R

Chọn 212(Ftr = 2,26 cm2) uốn V bố trí dưới DD2

(bố trí như bản vẽ KC-03)

Trang 40

I MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

S 12S13S13S12

S2S4S8S 1

S2S11S11S2S2

S4S5S6S4S4

S5

S8S9S10S9S8S8

S10

S 1S 1S3S3S 1

S2S4

S8

S 1

S2S11S11S2S2

S4S5S6S4S4

S5

S8S9S10S9S8S8

S10

Trong các công trình nhà cao tầng chiều dày thường lớn để đảm bảo các yêu cầu sau: Trong tính toán không tính đến việc sàn bị yếu do khoan lỗ để treo các thiết bị kỹ thuật như đường ống điện lạnh thông gió, cứu hỏa cũng như các đường ống đặt ngầm trong sàn