ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ TỔ HỢP NHÀ Ở TIÊU CHUẨN CAO

Do chiều cao toàn bộ nhà lớn, việc bố trí hệ thống lõi ở giữa nhà cần kết hợp với các vách hình chữ L ở bốn góc biên nhà nhằm tăng đáng kể độ cững công trình cách xa trọng tâm nhà và làm

Mở đầu

Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ quan trọng nhất của một sinh viên trớc khi ra trờng Đây là một bài tập tổng hợp kiến thức tất cả các môn học chuyên ngành mà sinh viên đợc học tập trong suốt những năm còn ngồi trên ghế nhà trờng Đây là giai đoạn tập dợt, học hỏi cũng nh là cơ hội thể hiện những gì sinh viên đã thu nhận đợc trong thời gian vừa qua.

Đối với đất nớc ta hiện nay, việc đáp ứng nhu cầu nhà ở cho dân c đô thị là một vấn đề khá bức xúc và đang đợc đầu t phát triển mạnh Nhà chung c cao tầng là một hớng phát triển phù hợp và có nhiều tiềm năng Việc thiết kế kết cấu và tổ chức thi công một ngôi nhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực đối với một kỹ s xây dựng Chính vì vậy đồ án tốt nghiệp mà

em nhận là một công trình cao tầng có tên "Tổ hợp nhà ở tiêu chuẩn cao" (high quality

apartments).

Đồ án tốt nghiệp đợc thực hiện trong 15 tuần với nhiệm vụ tìm hiểu kiến trúc, thiết kế kết cấu, lập biện pháp kỹ thuật, biện pháp tổ chức thi công công trình Kết hợp những kiến thức đợc các thầy, cô trang bị trong 5 năm học cùng sự nỗ lực của bản thân và đặc biệt là đợc sự hớng dẫn nhiệt tình, chu đáo của các thầy giáo hớng dẫn đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do thời gian thực hiện có hạn và kinh nghiệm thực tế còn thiếu nên đồ án này khó trành khỏi những sai sót và hạn chế.

Nhân dịp này, em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo :

+ Thầy Trần sơn .

+ Thầy Đoàn ngọc tranh

+ Ths.Ks lê đức Thành

đã nhiệt tình hớng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Đồng thời em cũng xin đ

-ợc cảm ơn những thầy, cô giáo, các bạn sinh viên trong trờng đã chỉ bảo em rất nhiều trong quá trình học tập để trở thành một ngời kỹ s xây dựng.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Bình

Phần một Kiến trúc

(10%)

Giáo viên hớng dẫn : Trần sơn.

Nhiệm vụ thiết kế :

- Tìm hiểu thiết kế kiến trúc có sẵn.

- Vị trí xây dựng : Số 25 Láng Hạ, quận Đống Đa - Hà Nội.

- Chủ đầu t : Công ty xây dựng số 1 Hà Nội.

mở rộng đô thị, nhu cầu nhà ở ngày càng trở nên cấp bách.

Xây dựng nhà ở cho dân c đô thị phải đợc cân nhắc đến qui hoạch chung của thành phố, tránh tình trạng nhà chia lô xây dựng ồ ạt trớc đây ảnh hởng đến mỹ quan đô thị "Tổ hợp nhà ở tiêu chuẩn cao" là một mô hình nhà ở chung c phù hợp với tốc độ phát triển hiện nay của Hà Nội Các căn hộ đợc thiết kế phù hợp nhu cầu đa dạng của các hộ gia đình với tiêu chuẩn cao về diện tích, thông gió và chiếu sáng Ngoài ra các tầng dới của chung c còn đợc sử dụng làm các tầng siêu thị , bán hàng, giải khát và văn phòng phục vụ nhu cầu mua sắm và của ng ời dân sống trong chung c

Chung c đợc thiết kế hai tầng hầm sử dụng làm khu vực để xe và bố trí khu vực thu rác thải, phòng kỹ thuật có máy phát điện phục vụ thang máy cho chung c và một phòng máy bơm Các

bể nớc và bể phốt đợc bố trí dới nền công trình ngoài phạm vi tầng hầm Ngoài ra ở tầng 13 bố trí

thêm bể nớc 80m3phòng hoả và tầng 26 phần mái bố trí thêm ba bể nớc có khối tích120m3

dùng cho sinh hoạt

Hai tầng dới cùng đợc sử dụng làm siêu thị bán hàng, trong đó tầng 1 đợc dùng làm sảnh đón khách vào siêu thị và sảnh đón khách vào chung c riêng Hai tầng 3 và 4 đợc sử dụng làm văn phòng cho thuê Năm tầng siêu thị và văn phòng này đợc bố trí thêm hai cầu thang bộ để tách giao thông theo phơng đứng Khu vệ sinh chung của các tầng này đợc bố trí tập trung và các đều các khu vực bán hàng và văn phòng đảm bảo khoảng cách yêu cầu và thuận tiện cấp thoát n- ớc.

Chung c có hai tầng kỹ thuật ở vị trí tầng 5 và tầng 26 để đặt máy móc và các thiết bị dự trữ nhằm duy trì hoạt động thờng xuyên của hệ thống thang máy phục vụ Các tầng này có chiều cao lớn hơn các tầng khác của nhà để tiện bố trí máy móc.

Các tầng dùng làm nhà ở đợc chia thành các căn hộ gia đình độc lập nhng hệ thống giao thông theo phơng đứng đợc bố trí tập trung nên các hộ vẫn không quá cách biệt phù hợp với phong cách sống của ngời Việt Nam Diện tích các phòng ở là 120m2 , 140m2 , 170m2 và 190 2

m đáp ứng nhu cầu nhà ở đa dạng của các mô hình hộ gia đình ở mỗi tầng đều bố trí nơi thu rác thuận tiện và hệ thống cứu hoả đủ theo tiêu chuẩn Khu vệ sinh thiết kế có diện tích đảm bảo yêu cầu của một khu vệ sinh hiện đại, các phòng vệ sinh đ ợc bố trí gần phòng ngủ Phòng vệ sinh

và bếp bố trí gần nhau nên hệ thống đờng ống dẫn và thoát nớc tập trung thuận tiện trong thiết

kế đờng ống.

Đặc biệt khu vực xây dựng khu nhà chung c này là khu vực đô thị mới có vị trí đẹp, các khu nhà xung quanh đợc qui hoạch tốt Khu chung c nhìn ra hồ Giàng võ và hồ Thành Công nên tầng trên cùng đợc làm tầng café quay theo mô hình tầng giải khát của nhà 33 tầng khá thành công trong Tp Hồ Chí Minh.

Cùng với bố trí các tầng hợp lý, các tầng nhà tạo thành hình khối công trình hài hoà, xứng

đáng nằm trên một đờng phố đẹp của Thủ đô.

II Thiết kế thông gió và chiếu sáng:

Do đặc diểm khí hậu miền Bắc Việt Nam là có bốn mùa, mùa hè nóng ẩm, mùa thu thoáng mát, mùa đông lạnh và mùa xuân ẩm ớt, việc thiết kế thông gió và chiếu sáng phải phù hợp đặc

điểm khí hậu Công trình có mặt bằng gần nh vuông, các góc nhà không xây hết mà xây hụt vào tạo thêm diện tích chiếu sáng và thông gió Hệ thống cửa đi và cửa sổ bố trí hợp lý tạo luồng gió tự nhiên thông thoáng tất cả các phòng Hệ thống các tờng ngăn phòng bố trí thoáng tạo không gian mở đó gió và thông gió tự nhiên tốt.

Hệ thống thang bộ và thang máy bố trí tập trung ở giữa công trình nên các căn hộ nằm xung quanh chu vi nhà, tiện cho việc đón gió và ánh sáng tự nhiên Để đáp ứng nhu cầu tiện nghi cao của nhà ở, các căn hộ có thể bố trí điều hoà nhiệt độ và quạt thông gió

Nhu cầu ánh sáng tự nhiên của công trình nhà ở là rất quan trọng Các phòng ở có hệ thống cửa và vách kính bố trí hợp lý với tỷ lệ diện tích cửa trên diện tích phòng là 0.6 Ngoài ra cần bố trí

hệ thống chiếu sáng nhân tạo phục vụ cho các phòng ở và phòng làm việc Các tầng hầm phục

vụ mục đích để xe nên chỉ cần hệ thống chiếu sáng nhân tạo là đủ.

III Thiết kế hệ thống cấp nớc, điện:

Nớc cấp cho công trình đợc lấy từ hệ thống cấp nớc thành phố trữ trong hai bể nớc ngầm Nhở

hệ thống máy bơm, nớc đợc bơm lên các bể chứa trên tầng 13 và trên tầng 26 Từ các bể trên cao này, các ống dẫn nớc lấy nớc phục vụ cho các căn hộ ở từng tầng Các ống dẫn nớc này đ-

ợc đặt trong hộ kỹ thuật bố trí trong các phòng vệ sinh của từng căn hộ và trong phòng vệ sinh của các tầng siêu thị và văn phòng.

Các đờng ống thoát nớc cũng đợc dẫn từ các phòng vệ sinh xuống bể phốt và bể chứa nớc thải ngầm dới nên công trình Các đờng ống này cũng đợc đặt cùng hệ thống đờng ống cấp nớc trong các hộp kỹ thuật.

Hệ thống điện đợc lẫy từ mạng lới điện thành phố đợc đa đến từng căn hộ ngầm trong các hôpj kỹ thuật bố trí trong phòng khách và chạy ngầm trong tờng đến các vị trí ổ cắm cho các thiết

bị điện Đờng cáp truyền hình, cáp điện thoại cũng đợc bố trí ngầm trong các hộp kỹ thuật này.

Điện và nớc đợc đo chỉ số bằng công tơ cho từng hộ gia đình Tuy nhiên nhà ở chung c này còn có điểm bất tiện là khồn bố trí đợc hệ thống cung cấp gas đến từng hộ gia đình vì việc mua gas lẻ theo bình của từng căn hộ là khá bất tiện, không phù hợp với nhu cầu nhà ở cao cấp hiện nay.

IV Thiết kế phòng cháy, chữa cháy:

Công trình là nhà ở chung c có mật độ dân c cao nên yêu cầu về phòng cháy, chữa cháy và thoát hiểm là rất quan trọng

1.Thiết kế phòng cháy:

Hệ thống báo cháy tự động đợc thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN5738-1995 Các đầu dò khói đợc lắp đặt ở các khu vực bán hàng (tầng 1 và tầng 2), phòng đặt môtơ thang máy (tầng th ợng), phòng máy biến thế, phòng phát điện, phòng máy bơm, phòng bảo vệ Các đầu dò nhiệt đợc bố trí ở phòng biến thế và phòng phát điện Các đầu dò này nối với hệ thống chuông báo động bố trí

ở tất cả các tầng nhà Ngoài ra các chuông báo động có cháy đợc đặt trong các hộp kính nhỏ

có thể đập vỡ dễ dàng để báo cháy khi có ngời phát hiện hoả hoạn

2.Thiết kế chữa cháy:

Bao gồm hệ thống chữa cháy tự động là các đầu phun, tự động hoạt động khi các đầu dò khói, nhiệt báo hiệu Hệ thống bình xịt chữa cháy đợc bố trí mỗi tầng hai hộp ở gần khu vực cầu thang bộ Công trình còn đợc trang bị hệ thống bơm chữa cháy vách tờng dẫn trực tiếp từ bể chữa nớc cứu hoả ở tầng 13 và hai bể nớc trên mái tầng 26.

Khi cần các bể nớc trên mái và trên tầng 13 có thể đập để nớc thoát thẳng xuống tràn vào các tầng kết hợp với việc cứu hoả bên ngoài công trình.

đẹp về kiến trúc, đa dạng về công năng và có tính an toàn cao.

Với những đặc điểm kiến trúc của công trình, việc thiết kế kết cấu phải xem xét đến các yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc để công trình vừa đẹp, thuận tiện trong quá trình thi công cũng nh sử dụng và phải đảm bảo tính kinh tế.

PhÇn hai kÕt cÊu

(45%)

Gi¸o viªn híng dÉn : §oµn ngäc tranh.

NhiÖm vô thiÕt kÕ :

- Thiết kế sàn điển hình.

- Thiết kế các cột và dầm chính.

- Thiết kế lõi thang máy.

- Thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình.

I Chọn giải pháp kết cấu cho công trình:

Mặt bằng kiến trúc có dạng gần nh hình vuông và đối xứng theo cả hai phơng Tổng diện tích mặt bằng là 40.5x39.5m, nh vậy công trình chịu lực theo cả hai phơng gần nh nhau Hệ thống thang máy và thang bộ khá đỗi xứng tập trung khu vực giữa công trình nên hệ kết cấu thuận tiện nhất là chọn hệ kết cấu khung - lõi kết hợp.

Đặc điểm công trình là nhà ở tiêu chuẩn cao nhịp lớn 9mx9.5m do đó nếu sủ dụng kết cấu hệ sàn dầm thì kích thớc dầm sẽ lớn làm xấu kiến trúc công trình Nếu sử dụng hệ dầm bẹt thì quá tốn kém Mặt khác việc sử dụng sàn nấm cũng không khả thi do đảm bảo yêu cầu chống chọc thủng thì kích thớc cột phải lớn (không kinh tế) hay phải làm mũ cột (không thích hợp cho các tầng làm nhà ở).

Phơng án sử dụng sàn ứng suất trớc đợc đặt ra phù hợp với nhịp của các ô sàn Việc dùng cáp căng sau trong sàn giúp trong sàn tồn tại một ứng suất nén tr ớc để khi xuất hiện lực kéo trong sàn thì ứng suất này sẽ trung hoà một phần ứng suất đó làm nội lực trong sàn nhỏ đi Ưu điểm lớn nhất của sàn ứng suất trớc là hạn chế tối đa vết nứt có thể xuất hiện trong cấu kiện và làm tăng khả năng làm việc của cấu kiện trong giai đoạn sử dụng Dùng kết cấu sàn ứng suất trớc làm tăng độ cứng của cấu kiện nên giảm võng và có thể giảm chiều dày sàn dẫn đến giảm trọng lợng bản thân cấu kiện, có tính kinh tế.

Dùng sàn bê tông cốt thép ứng lực trớc ta sẽ chọn vật liệu là bê tông cờng độ cao (mác 350)

và thép AIII nên càng tăng khả năng chịu lực của cấu kiện Việc sử dụng vật liệu cờng độ cao là cần thiết vì để bê tông và cốt thép làm việc đồng thời thì biến dạng của chúng phải gần nh nhau Khi có ứng suất truớc, biến dạng của bê tông khi chịu kéo giảm đi, với bê tông cờng độ cao thì càng nhỏ, lại kết hợp với cốt thép cờng độ cao thì khả năng làm việc cuả cấu kiện càng tốt.

Nh vậy ở các sàn tầng hầm do không có yêu cầu cao về kiến trúc, em chọn giải pháp sàn dầm với cách chia ô sàn nhỏ để chiều cao dầm không quá lớn ảnh hởng đến giao thông bên dới Các sàn của các tầng bán hàng và ở dùng sàn ứng suất trớc ở những vị trí có khả năng xây tờng che chiều cao dầm và không yêu cầu cao về kiến trúc đặt dầm có kích th ớc tiết diện là 50x100cm Đó

là các vị trí dầm dới tờng bao xung quanh nhà và dầm nối giữa các lõi vách ở khu vực thang Sàn các tầng 2 đến tầng 5 do có bố trí thêm thang bộ nên tại các vị trí thang bộ có đặt các dầm đỡ bản thang.

Do chiều cao toàn bộ nhà lớn, việc bố trí hệ thống lõi ở giữa nhà cần kết hợp với các vách hình chữ L ở bốn góc biên nhà nhằm tăng đáng kể độ cững công trình (cách xa trọng tâm nhà) và làm giảm đáng kể chuyển vị ngang của lõi

II Chọn vật liệu và sơ bộ tiết diện:

1 Chọn vật liệu:

- Cầu thang chọn bê tông mác 200 có Rn=90 kG / cm2.

- Sàn, cột và lõi chọn bê tông mác 350 Rn=155kG / cm2.

- Cốt thép: + Cốt thép chịu lực dùng thép AIII có Ra=3200kG / cm2.

+ Cốt chịu lực trong dầm, thang dùng thép AII có Ra= 2800kG / cm2.

Sàn làm việc theo hai phơng nhng khi tính toán kinh tế nhất là tính sàn theo một phơng nên lấy:

.75.2340

Kích thớc tiết diện dầm đợc chọn nh sau:

+ Dầm bao xung quanh nhà trên các trục A, B, E, F và trục 1, 2, 5, 6 chọn chiều cao tiết diện:

181

Tính theo chiều dài nhịp lớn nhất, có:

Chiều rộng tiết diện dầm chọn theo hai điều kiện:

4

d d

h

b  và b d 250, ta chọn b d 35cm + Dầm đỡ sàn các tầng hầm để đảm bảo chiều cao thông thuỷ cho xe cộ phía d ới chiều cao dầm nên nhỏ hơn 50 cm Đối với các dầm chính chọn dầm bẹt kích th ớc tiết diện 120x50 cm còn các vị trí khác chọn dầm theo các điều kiện nh trên với điều kiện các dầm ở giữa sàn có chiều

cao nhỏ hơn 50cm Bề rộng dầm chọn bằng 30cm đảm bảo các điều kiện

4

d d

R

N

F (1,21,5)

N: lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột.

Rn: cờng độ tính toán của bêtôngmác 350 có Rn=155kg/cm 2

Ta có mặt bằng phân tải sơ bộ cho một cột giữa nh hình vẽ.

Giả sử chọn tiết diện cột là (120x120)cm.

Tính toán sơ bộ lực nén lớn nhất tác dụng lên

chân cột ở tầng 1:

Tải trọng tác dụng lên chân cột tầng1 :

N=Ni=Diện chịu tải x số tầng x 1200KG/cm 2

=7,5x6,75x28x1200=1701000KG/cm 2

155

17010003

Vậy ta chọn tiết diện cột 120x120 cm (Fa=14400cm 2 )

Hình dãng mặt bằng có tính đối xứng cao nên tiết diện cột trên đ ợc dùng cho tất cả các cột

có vị trí tơng đơng Các cột biên có diện chịu tải nhỏ hơn nhng để đảm bảo độ cứng tổng thể cho nhà ta chọn các cột có cùng tiết diện 120x120 cm Các cột phía trên chịu tải ít hơn nh ng để đảm bảo độ cứng nhà không thay đổi lớn và thuận tiện cho thi công ta không thay đổi kích th ớc tiết diện cột mà chỉ bố trí thép giảm đi.

c Chọn kích thớc lõi cứng:

Kích thớc lõi cứng đợc chọn theo hai điều kiện:

-Để đảm bảo điều kiện thi công ( ván khuôn trợt ) chiều dày vách v 15cm và điều kiện

25.2)96.3(9)2/5.996(9)2/5.99[(

2

79.191319015.0015

Diện tích lõi và vách lớn hơn qui định và khi chạy dao động công trình ta nhận thấy chu kỳ dao

động của dạng dao động chính của nhà là T1 2.68s0.08n0.08312.5s (n là số tầng của công trình kể cả hai tầng hầm và 2 tầng mái là 31 tầng) Đây là công thức kinh nghiệm

đảm bảo độ cứng các cấu kiện là hợp lý và kinh tế.

3 Chọn ph ơng án tính toán nội lực khung - lõi:

Hệ kết cấu của nhà là hệ khung kết hợp lõi chịu lực Hình dáng mặt bằng nhà có tính đối xứng cao nên ta tính toán nội lực bằng khung không gian.

Khung không gian đợc mô tả vào chơng trình Sap 2000 với các phần tử dầm cột khai báo là frame và các phần tử sàn, vách, lõi khai báo là phần tử shell Nhà có hai tầng hầm ph ơng án lựa chọn tờng tầng hầm sơ bộ là tờng Barrette dày 600 khai báo nh phần tử shell.

Việc tính toán tờng tầng hầm sẽ đợc khai báo riêng do đó khi chạy nội lực khung không khai báo áp lực đất mà chỉ khai báo tờng tầng hầm để có độ cững tổng thể của nhà nhằm mô phỏng chính xác hơn sự làm việc của hệ kết cấu.

Các tầng kỹ thuật và tầng café quay trên cùng đợc khai báo gần đúng là có mặt bằng hình vuông Tải trọng phân bố đều lên sàn Tải trọng do gió và động đất phụ thuộc cao trình đợc đặt tại các nút cột của tầng Sàn đợc coi là cứng vô cùng trong mặt phẳng làm việc của nó sẽ truyền tải trọng ngang đến vách , lõi, cột theo tỷ lệ độ cứng của chúng Lúc này ta coi khối l ợng tập trung của một tầng nhà đặt trên mức sàn bên dới.

Các loại tải trọng đợc xét đến là:

+ Tải trọng bản thân các kết cấu chịu lực Khai báo khung không gian các phần tử frame (dầm, cột) và các phần tử shell (các sàn có khai báo), sap tính tải trọng bản thân của chúng với hệ số v -

ợt tải khai báo là selfweigh=1.1.

+ Tải trọng phụ thêm do các lớp cấu tạo sàn, trần kỹ thuật

+ Tải trọng bản thân tờng Tờng 220 xung bao xung quanh nhà đợc khai báo lên các dầm biên với hệ số giảm tải do có xét đến các lỗ cửa Tờng ngăn 110 và 220 trên các sàn tầng nhà ở đợc qui

về tải trọng phân bố đều trên sàn.

+ Hoạt tải cho các tầng và các khu vực phụ thuộc mục đích sử dụng (làm phòng ở, văn phòng làm việc, bán giải khát, siêu thị, hành lang )

+ Tải trọng gió gồm gió tĩnh và gió động (do công trình cao trên 40m và có tần số dao động của một số dạng dao động nhỏ hơn 1.3).

+ Tải trọng động đất (công trình là nhà cao tầng yêu cầu chống động đất cấp 7).

Tải trọng bản thân tờng ngăn tại các tầng dùng làm căn hộ ở và văn phòng làm việc đợc qui thành tải trọng phân bố đều trên sàn.

+ Tầng mái là tầng cafe quay, tải trọng đợc qui thành tải phân bố đều trên sàn:

m Kg

120000

m Kg





2 Hoạt tải:

Công trình là nhà cao tầng nên hoạt tải phân bố đều trên sàn đợc nhân với hệ số giảm tải:

STT Hoạt tải sử dụng q tc(kG/m2) n qtt(kG/m2) Hs giảm tải q(kG/m2)

4 Hoạt tải phòng ăn uống+cửa hàng) 400 1.2 480.00 0.56 270.792

3 Hoạt tải do gió:

Tải trọng gió bao gồm thành phần tĩnh và thành phần động.

a Gió tĩnh:

Công thức xác định tải trọng gió tĩnh tính toán là:

C K W n

Trong đó:

n: Hệ số vợt tải lấy n=1.2.

0

W : Tải trọng gió tiêu chuẩn vị trí xây dựng công trình.

Công trình đợc xây dựng tại Hà Nội nên thuộc khu vực II-B, dạng địa hình C Ta có

2

0 95kG/m

W 

K: hệ số phụ thuộc cao trình nhà

Tính toán gió tĩnh cho công trình theo hai phơng X và Y, lập đợc bảng kết quả thể hiện trong

Bảng 1 của phụ lục.

b Gió động:

Ta tiến hành chạy dao động của công trình theo sơ đồ không gian với các khối lợng của tờng, vách ngăn

và hoạt tải dài hạn phân bố vào các nút chính của từng tầng Số dạng dao động xét đến với kết cấukhông gian là 9 dạng Kết quả các chu kỳ dao động và từ đó tính đợc các tần số dao động của công trìnhcho trong bảng sau:

Trong đó: m i: Khối lợng tập trung của phần công trình thứ j Khối lợng đợc tính toán thể

hiện trong Bảng 2 phụ lục.

i: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i phụ thuộc thông số i của từng dạng dao động.

n j

Fj ji i

M y

W y

1 2

1



Với y ji:Chuyển vị ngang ứng với từng dạng dao động i của trọng tâm phần công trình thứ j

Bảng các chuyển vị ngang của công trình theo các dạng dao động đợc xuất từ file kết quả chuyển vịcủa SAP 2000 nh sau:

Dạng dao động 1 Dạng dao động 2 Dạng dao động 3

Để tính đợc gió động ta phải tính khối lợng từng tầng đa về trọng tâm của các tầng đó Các tầng chính là các phần thứ j của công trình, khối lợng của chúng bằng trọng lợng từng tầng chia cho gia tốc trọng trờng lấy gần bằng 10 Bảng trọng lợng các tầng đợc tính toán và thể hiện trong bảng sau:

Kết quả tính toán gió động thể hiện trong bảng từ Bảng 3 của phụ lục.

3 Tải trọng động đất:

Hiện nay Việt Nam đang sắp xuất bản tiêu chuẩn tính toán động đất dựa trên tiêu chuẩn tính

động đất của Nga trớc đây Tiêu chuẩn này cha đợc xuất bản nên em vẫn tính động đất theo tiêu chuẩn CHN 7  81của Nga với hệ số động đất lấy theo số liệu đất Hà Nội đã đợc khảo sát trong tài liệu địa chất kèm với công trình.

Tải trọng động đất tác dụng lên tầng thứ k theo dạng dao động thứ i xác định theo công thức:

Với: + Q k là trọng lợng của phần công trình đặt tại điểm thứ k.

+ A: hệ số động đất (hệ số gia tốc nền hiệu dụng ứng với chu kỳ 475 năm) lấy A=0,1 t

-ơng ứng với tính toán động đất cấp 7.

+ i: hệ số động lực ứng với dạng dao động riêng thứ i của công trình Nền đất Hà Nội ứng với loại đất III theo tiêu chuẩn CHN 7  81 nên hệ số này lấy theo đờng cong 3

1.104

n k

ki k ki ik

x Q

x Q x

1 2

1



Tính toán động đất với 3 dạng dao động đầu tiên của công trình, kết quả tính đợc thể hiện

trong Bảng 4 của phụ lục.

Với các tải trọng gió động ứng với các dạng dao động riêng của công trình ta sẽ có nội lực

t-ơng ứng với từng dạng dao động, nội lực đó đợc tổ hợp dạng  X i2 trong đó X i là nội lực và chuyển vị tơng ứng với từng dạng dao động

Kết quả thể hiện trong Bảng 4 của phụ lục.

Iv Tính sàn tầng điển hình:

Sàn tầng điển hình là sàn ứng suất trớc dày.

Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trớc có thể tính theo 3 phơng pháp đó là:

 Tính toán theo ứng suất cho phép: Phơng pháp này coi bê tông trong cấu kiện bê tông cốt thép ứng lực truớc trở thành vật liệu đàn hồi có ứng suất trong bê tông là :

e: khoảng cách từ tâm tiết diện tới điểm xa nhất của parabol cáp ứng lực trớc.

Đối với sàn làm việc theo hai phơng kê bốn cạnh, ứng lực trớc thiết kế cho hai phơng sẽ liên quan chặt chẽ đến nhau Tuy nhiên nguyên tắc cơ bản của cân bằng tải trọng vẫn giữ nguyên và mục đích của thiết kế là cân bằng tải trọng nên toàn kết cấu sẽ có ứng suất phân bố đều trong mỗi phơng và sẽ không có độ võng hay vồng lên dới tải trọng này Xét một sàn hai phơng kê lên các dầm ở 4 cạnh Cáp ở cả hai phơng với ứng lực trớc F1và F2ta có tải trọng phân bố đều bởi cáp parabol theo hai phơng là :

2 2

2 2 2

h F

Cáp đợc bố trí theo phơng vuông góc với dải sàn tính toán theo dạng parabol võng ở giữa nhịp

và vồng lên ở gối Khi phân tích biểu đồ nội lực của sàn tầng điển hình bằng chơng trình phân tích kết cấu SAP2000, ta bố trí cáp ƯLT theo biểu đồ mômen Sàn làm việc theo 2 ph ơng nhng khi tính toán để đảm bảo tính kinh tế ta tính cáp theo phơng ngắn Quan niệm tính toán sàn theo bản làm

kê hai cạnh cũng đợc lựa chọn dựa trên biều đồ mômen do tĩnh tải và hoạt tải gây ra Sau khi tính

đợc số cáp bố trí, ta kiểm tra cờng độ của bê tông và thép trong các giai đoạn thi công và sử dụng sàn ở vị trí ứng suất trong bê tông và cốt thép lớn nhất Việc kiểm tra đ ợc tiến hành theo 3 cách:

 Cách 1: Kiểm tra đợc tính bằng tay với giả thiết vị trí tiết diện có mômen lớn nhất là vị trí có ứng suất lớn nhất và lực nén trong cáp chỉ theo 1 phơng Cách kiểm tra này em áp dụng cho việc kiểm tra tại tiết diện giữa nhịp dải sàn tính toán 2-3 và C-D Nếu kiểm tra các tiết diện giữa nhịp 2-3 và C-D đảm bảo an toàn thì cáp tại các ô sàn còn lại đợc bố trí tơng tự.

 Cách 2: Do trong thực tế sàn không chỉ làm việc theo 1 phơng, mặt khác nội lực của sàn có thể lấy kết quả của SAP2000 với các trờng hợp tĩnh tải (kiểm tra giai đoạn buông cốt thép)

và trờng hợp tĩnh tải+hoạt tải (giai đoạn sử dụng) ứng lực trớc cho sàn không khai báo đợc trong SAP (cũng nh các phần mềm phân tích kết cấu khác nh STAADIII, SAFE ) sẽ đợc cộng

q

N N

w

thêm vào ứng suất tính toán đợc theo SAP Các tiết diện kiểm tra là các tiết diện có max

x

M hoặc M ymax hoặc cả M x và M y đều lớn ứng lực trớc cộng thêm đợc lấy theo tổng áp lực phân bố dạng parabol tuỳ thuộc cáp bố trí và đợc lấy theo cả hai phơng (w 1 và w 2).

 Cách 3: Tuy không khai báo đợc ứng lực trớc trong SAP2k nhng ta có thể thay thế lực nén trong cáp bằng áp lực phân bố không đều theo hai phơng tuỳ theo cáp bố trí và kiểm tra ứng suất tại các tiết diện sàn bằng cách xuất ứng suất trên sàn theo hai ph ơng và so sánh

nó với ứng suất cho phép trong bê tông theo tiêu chuẩn ACI Tuy nhiên, một hạn chế của phơng pháp này là việc khai báo tải trọng phân bố không đều trên phần tử tấm theo SAP không có dạng tải phân bố parabol Ta khắc phục hạn chế này bằng cách chia tải parabol thành các tải phân bố đều trên sàn theo dạng tam giác và hình thang tuỳ theo dạng parabol của áp lực do ƯLT trong cáp gây ra

Do công trình khá lớn việc chia quá nhỏ các ô sàn trong toàn bộ công trình sẽ sinh số phần tử cần phân tích quá lớn (khoảng hơn 10000 phần tử shell) Mặt khác khi tính sàn ta coi các vị trí dầm

và cột là liên kết cố định, sàn coi nh không chịu tải trọng ngang nên em tách sàn một tầng điển hình cùng các cột và vách đỡ để chạy nội lực Tải trọng xét đến là trọng l ợng bản thân sàn (SAP tự tính), trọng lợng tờng và các vách ngăn phân bố đều trên sàn, hoạt tải trên sàn lấy theo tiêu chuẩn 2737-95 Khi chạy nội lực và ứng suất, các phần tử dầm, cột, vách và sàn đều đ ợc chia nhỏ

để nội lực trong sàn gần đúng nhất.

Tính dải sàn nhịp 2-3:

a Vật liệu :

+ Bê tông mác 350, R n 155kG/cm2, R k 11kG/cm2.

2.1

35078.02

.1

#78.0

cm kG BT

+ Cốt thép: ULT dùng cáp T15 gồm 7 sợi cáp bó lại với nhau Diện tích bó cáp là A=140mm2.

Đây là loại cáp không kết dính (unbonded), vỏ bọc ống plastic ( 20mm), bôi mỡ chống gỉ cho cáp, các thông số của cáp nh sau:Giới hạn bền cáp: f y 1860MPa18600kG/cm2

- Giới hạn chảy cáp: f py 1690MPa16900kG/cm2

- Mô đun đàn hồi:E p 2.105MPa2000000kG/cm2.

Cốt thép thờng chọn thép AIII có R a 3600kG/cm2.

b Bổ trí cáp:

Chiều dày bản đã chọn theo bản làm việc theo hai phơng =240 Cáp đợc bố trí dạng parabol theo trục 1-6 võng xuống ở giữa các nhịp và vồng lên ở các gối Đối với cáp ở biên, tâm cảu neo trùng với tâm sàn và khoảng cách từ điểm võng nhất của cáp parabol đến mép dới sàn là 60mm Đối với các nhịp giữa, cáp bố trí dạng parabol vồng lên ở các vị trí gối (chịu mômen âm) và võng xuống ở giữa nhịp cách mép sàn một khoảng là 60mm.

75

2

/1253813950

5.400025.013950

MÆt kh¸c sau khi th¶ neo, ®Çu c¸p neo sÏ bÞ tôt mét kho¶ng lín nhÊt =6mm Do hao ma s¸t, c¸p bÞ gi·n dµi thªm mét ®o¹n :

2

'pi

pi p

f f

1253813950

cm KG

mm m

E

l

f p

268268

.02000000

5.4013244

b Hao øng suÊt do biÕn d¹ng vïng neo:

Vïng neo biÕn d¹ng cho phÐp lín nhÊt set= 6mm=0.6cm

øng suÊt hao do biÕn d¹ng neo:

2

/297268

132446

6

cm KG

DiÖn tÝch tiÕt diÖn mét bã c¸p T15 lµ 140mm 2 1.4cm2 Ta cã lùc c¨ng trong 1 c¸p lµ:

150454

.110747

.09.09

+ Nhịp biên:

m mm

h1  240  ( 60  120 ) / 2  60  90  0 09

m KG h

L w

09 0 8

9 4 518 8

58320

1

m cap N

N n cap

h1 240 60 60120 0.12

m KG h

L w

12 0 8

9 4 518 8

43740

1

m cap N

N n cap

4 Tính cốt thép th ờng:

Cốt thép thờng đặt theo cấu tạo, hàm lợng cốt thép 0.4% Cốt thép thờng bố trí hai lớp trên và dới nh sàn có dầm.

Diện tích cốt thép thờng min cho 1 lớp:

Vậy mỗi lớp cốt thép thờng

2.16

2

10024004

min    

Sàn bê tông cốt thép ƯLT cần kiểm tra ứng suất trong bê tông các giai đoạn:

- Giai đoạn buông cốt thép.

- Giai đoạn sử dụng.

- Kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện (tải trọng giới hạn)

Ta tiến hành kiểm tra ứng suất cho nhịp 2-3 với cáp bố trí trong bớc A-B có L AB 9m.

a Giai đoạn buông cốt thép:

Cáp đợc căng sau khi bê tông đã đạt cờng độ thiết kế ở 28 ngày tuổi, bê tông mác 350 của Việt Nam đợc qui đổi theo tiêu chuẩn ACI với mẫu thí nghiệm không phải khối hộp vuông mà là khối trụ là:

2

/5.2272

.1

35078.0

M F

h N

Trong đó  là góc nghiêng của dạng parabol cáp ƯLT so với phơng nằm ngang ở nhịp biên cáp ƯLT vồng lên ở đoạn gối tựa cách mép trên của sàn bằng 12cm và đầu kia là 6cm Tính với góc  lớn hơn ta có :

013.0450

612

cm KG

2

900013.02.725039

2

8

9240024

.0

3 2

2

96006

24100

bh

ứng suất trong tiết diện phải đảm bảo điều kiện: nen 0.6f c' và keo 0.5 f c' với f c'

đợc tính theo đơn vị MPa Bê tông mác 350 có f c' 227.5kG/cm2 22.75MPa



2

/5.1365.2276.0

.275.225.0'

2.72503

2.72503

KG nên bê tông đảm bảo khả năng chịu lực khi buông neo cáp ƯLT.

b Giai đoạn sử dụng:

Giai đoạn sử dụng kiểm tra ứng suất trong bê tông khi chịu tải trọng tác dụng của một phần trọng lợng bản thân (hệ số 0.1) mà cáp ƯLT cha cân bằng, trọng lợng của tờng, vách ngăn và hoạt tải tác dụng lên sàn Ngoài ra cần kiểm tra ứng suất trong cáp ứng lực trớc.

Trọng lợng tờng, vách ngăn đợc qui thành lực phân bố đều trên sàn đã tính trong bảng tải trọng: q t,v 238.22kG/m2

Tổng tải trọng phân bố đều trên sàn lúc này là:

2 ,

0 0.1 TT q HT 0.1 2400 0.24 238.22 240 535.82kG/m

ứng suất trong bê tông cần kiểm tra tơng tự nh trên tuy nhiên lực dọc do cáp truyền đợc lấy là lực dọc trong cáp đã trừ đi mọi hao ứng suất do ma sát, biến dạng neo, từ biến, bê tông co ngót, chùng ứng suất trong cáp và mômen là do lực nén trong cáp và lực phân bố trên sàn gây ra Cắt 1m dài bản để kiểm tra ứng suất trong bê tông Tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện giữa nhịp ta có:

W

M W

M F

sin

1

L F

h N

2

8

982



Mômen kháng uốn của 1m sàn là:

3 2

2

96006

24100

bh

ứng suất trong tiết diện phải đảm bảo điều kiện: nen 0.45f c' và keo 0.5 f c' với f c'

đợc tính theo đơn vị MPa Bê tông mác 350 có f c' 227.5kG/cm2 22.75MPa



2

/4.1025.22745.0'45

2

/8.2338

.275.225.0'5

2.60183

2.60183

1 keo 

 KG / cm2 <23.8 KG / cm2 và2 nen 101.34102.4 KG / cm2 nên

bê tông đảm bảo khả năng chịu lực trong giai đoạn sử dụng.

c Kiểm tra khả năng chịu lực:

Cấu kiện phải đảm bảo khả năng chịu lực với hệ số vợt tải của tĩnh tải là 1.4 và hoạt tải là 1.7 Lúc này tải phân bố đều trên sàn là:

HT TT

7.1)22.238240024

.0(4

Nc RaFa

Cáp

Cắt 1m dài bản để kiểm tra ứng suất trong bê tông Kiểm tra mômen của các tiết diện sát mép cột và tiết diện giữa nhịp sàn.

a Kiểm tra cho tiết diện giữa nhịp sàn:

ở giữa sàn, cáp bố trí 2.5 cáp/ 1m dài N c 2.5129471.445314.5KG

2

2400100

h N

5



+ Mômen do lực nén trong cáp gây ra tại tiết diện giữa nhịp sànM N 142741KGcm

+ M q là mômen do tải phân bố gây ra tại tiết diện giữa nhịp sàn lấy trên biểu đồ mômen M22 trong sàn với tổ hợp tải trọng 1.4TT+1.7HT là kết quả của bài toán phân tích sàn đã khai báo trong SAP2k

Nh trên đã nói, cốt thép thờng đợc đặt trong sàn là 312trên 4m dài (A s'3.39cm2) Vậy 1m dài sàn có diện tích thép là:

2

8475.04

39.3

F p 107471.42.537614.5 /

m kG m

kN

1000

75.84280

F 37614.5237339987.5 /

Chiều cao vùng chịu nén là:

m bf

F a

c

0206.0105.227185.0

5.39987'

85

4.1

ps

f f

f

300

'

0081.0300

75.2270

7

Nh vậy mômen tổng cộng do các tải trọng gây ra kể cả ứng lực trớc trong cáp là :

KGm KGcm

M M

M M

M  nên sàn đảm bảo khả năng chịu lực theo trạng thái giới hạn.

b Kiểm tra tại tiết diện sát mép cột:

ở sàn sát mép cột, cáp bố trí là 5 cáp/ 1m dài N c 5129471.490629KG N

M là mômen do lực nén trong cáp gây ra tại tiết diện giữa nhịp sàn.

)62/24

Nh trên đã nói, cốt thép thờng đợc đặt trong sàn vùng cột là 16 cm.2 2 Vậy 1m dài sàn có diện tích thép là:

2

8.19

2.16

ta có:

m KG

F p 107471.4575229 /

m kG m

kN

1000

180280

F

10 5 227 1 85 0

4.1

f f

f

300

'

0081.0300

75.2270

7

+ Mép cột biên trục 2:

 Cột trục B: M=5572.8kGm < M gh 7974KGm nên đảm bảo điều kiện chịu lực.

 Cột trục C: M=4432kGm <M gh 7974KGm nên đảm bảo điều kiện chịu lực.

+ Mép cột giữa trục 3:

 Trục A: M=11836.4kGm Ngoải ra cần cộng tác dụng của mômen do cáp gây ra là:

KGm KGcm

M  nên điều kiện về khả năng chịu lực ở trạng thái giới hạn là đảm bảo.

6 Kiểm tra võng:

Độ vóng trong sàn ƯLT là tổng của độ võng do trọng lợng bản thân sàn và tải trọng ngoài với độ võng của sàn do cáp ứng lực trớc gây ra ở đây cáp đợc bố trí theo hai phơng nên độ võng của cáp đợc lấy tổng của độ võng do cáp đặt theo hai phơng gây ra ở cả hai phơng nhịp sàn đều là 9m nên độ võng của cáp parabol theo cả hai phuơng bằng 2 lần độ võng do cáp trong 1 phơng gây ra, độ võng này tính theo công thức:

EI

L N EI

L e N e

h EI

L N

48 8

48

2 2

11520012

24100

cm

E là môđun đàn hồi của bê tông (bỏ qua tác động của từ biến từ biến).

cm a

a

115200 10

4 2 384

900 ) 100 / 240 100 / 2400 24

0 ( 5 115200 10

4 2 48

900 10470 4

2

4 5

2 2

MPa cm

kG

10024

 v c 0.29 22.70.31.741.904MPa19.04kG/cm2 Với các cột đỡ sàn là cột biên, ứng suất cắt trong cột đợc tính theo công thức sau:

c

AB u c

u c

J

c g V M A

1 1

t

m c c

c m  2  và c t c1d/2

)2

A

d c

c

2



AB t

Mômen quán tính độc cực:

2 1

2

3 1 3

2

26

c

J

c g V M d

1 1

t

m c c

3 1

3 1

212

ơng pháp khung tơng đơng rồi so sánh kết quả.

Cách 1: Tính toán mômen và lực cắt theo Nichols:

Để kiểm tra khả năng chịu cắt, ta tính lực cắt cộng thêm ảnh hởng của mômen tại tiết diện cột bên trái hay bên phải của cột ( tuỳ bên nào nhuy hiểm hơn) ở đây ta tính toán với mômen và lực cắt trong cột cha phân phối cho các cột ngay bên trên và bên dới sàn nên có tính an toàn hơn.

a Tính toán kiểm tra lực cắt cột C1:

Diện chịu tải của C1 nh hình vẽ.

Theo Nichols, mômen trên sàn của 1 ô

sàn kích thớc l 1 l2quay quanh trục

2 1 2 1 1

c l

3 / 2 1



m d

c d c c

c m  t  1  2 1.20.80.241.392

Chu vi mặt phá hoại do cắt: b0 4c m 41.3925.568m2.

m A

d c c

c

069 1

24 0 8 0 392

2

Mômen quán tính độc cực:

     

4 3

3 2

2 1 2

3 1

3 1

3468.04

)192.02.1(192.012

192.0)2.1192.0(12

)192.02.1(192.02

212

122

m J

c d d c d d c d d

c d J

0

348095724894

019205685

476138

m kG

85.010

2.10030910

2.100309

cm kG

b Tính toán kiểm tra lực cắt cột C2:

Diện chịu tải của C2 nh hình vẽ.

Tính đợc:

kGm

M t

2.60813

)2

5.15.48

)2.19(5.4(1548

2 2

3 / 2 1



m d

c d c c

c m  t  1  2 1.20.80.241.392

Chu vi mặt phá hoại do cắt: b0 4c m 41.3925.568m2.

m A

d c c

c

069 1

24 0 8 0 392

.0

348.085.274804

.0192.0568.5

2.95434

m kG

85.010

9.6400110

9.64001

cm kG

c Tính toán kiểm tra lực cắt cột C5:

Cột C5 là cột biên sơ đồ chịu tải nh hình vẽ:

Tính đợc:

M t

04.6548

2

2.175.415482

6.05.41548

2 2

2.19

2.12

c

c m  21 1.20.80.241.392

m d

c

c t  1 /21.20.192/21.296

296.1

392.13/21

11

/3/21



1) 0.1921.392 2 1.29 0.7652

d

m A

d c c

c

t

765 0

24 0 8 0 392

3 3

2 1

2 3

1 3

4216.02

296.1192.0296.124216.0192.0392.16

192.0296.16

296.1192

0

2

26

t

c

J

c c d c dc

c d c

dc

J

4

144

4216 0 274 0 6 75209 101197

409 0 765 0

6 75209

m kG



2 4

85.010

5.19455910

5.194559

cm kG

Nh vậy, tại các cột giữa, ứng suất cắt nhỏ hơn giá trị cho phép nên cột không bị chọc thủng ở

cột biên, ứng suất cắt vợt quá giá trị cho phép, ta có các cách khắc phục sau:

+Tăng chiều dày sàn (hay làm mũ cột): Cách này không kinh tế vì chiều dày sàn tăng làm tải

trọng bản thân tăng thêm nhiều Nếu làm mũ cột, kiến trúc trong các phòng ở không đạt yêu cầu.

+Tăng tiết diện cột: Khi tính toán cốt thép cho cột, nhận thấy diện tích cốt thép các phần cột

trên với tiết diện cột 120x120 là rất nhỏ (cốt thép âm, đặt theo cấu tạo) nên ta không dùng ph ơng

pháp này.

+Đặt cốt thép phụ thêm chịu cắt dạng consol ngầm hoặc cốt vai bò cho những cột chọc thủng sàn Phơng pháp này khả thi do tiết kiệm và bố trí thép cũng không khó khăn, mặt khác ứng suất cắt trong cột cũng không vợt quá ứng suất cắt cho phép quá nhiều.

K

11

l

I E

l

c l

C E

Với l2 là bề rộng trung bình dải dầm bản =(9+6)/2=7.5m

E s: môđun đàn hồi của bản sàn.

3

63.0

c 4 J c12 1.75m.

Ta có:

007370

3

75124075

1

2406301

3

751157

007370

91

c

c c

l

I E

12 ) 24 0 2 3 3 (

75 1 4

11086

.12

11

4 0175 0 1086 1

0194 0

c c

ec c c

c c

ec

I E

l l

I E E

E K

K

0175.0

c ec

Trong đó c ec và c1là cạnh của cột khung tơng đơng và cột thực, ta có c1=1.75m Kích thớc cạnh cột biên khung tơng đơng là:

c

c c

l

I E

12 ) 24 0 2 3 3 (

2 1 4

2.124.02

.1

24.063.01

2.115.7

00483.09

1245

.02

11

4 0767 0 245

0

0189 0

c c

ec c c

c c

ec

I E

l l

I E E

E K

K

c ec

Trong đó c ec và c1là cạnh của cột khung tơng đơng và cột thực, ta có c1=1.2m Kích thớc cạnh cột vuông khung tơng đơng là:

38.5062095

.72489



85.27480

56.2742785

.27480

9.752614

.76138'



2.95434

83.849452

.95434'



Nh vậy các sai khác về giá trị mômen và lực cắt cho thấy tính toán theo ph ơng pháp tĩnh học của Nichols cho kết quả mômen và lực cắt lớn hơn kết quả tính toán theo ph ơng pháp khung tơng

đơng Giá trị mômen trên sàn tại vị trí cột C1 sai khác khá lớn so với tính bằng ph ơng pháp khung

t-ơng đt-ơng là do nhịp của ô sàn một phía cột C1 chỉ bằng 1/2 nhịp phía bên kia ô sàn Ta tính ứng suất cắt cho cột theo phơng pháp an toàn hơn của Nichols đảm bảo cột C1 và C2 không chọc thủng sàn là an toàn Đối với cột C5 tính theo NIchols ứng suất cắt v ợt quá giá trị cho phép nhng không nhiều, phơng pháp này an toàn hơn, mặt khác rõ ràng cáp ứng kực tr ớc trong sàn giảm tải trọng tác dụng lên cột nên ta bố trí cốt đai chịu cắt cho cột theo các yêu cầu cấu tạo Đối với các cột tầng trên giảm tiết diện cột, ứng suất cắt trong các cột khá lớn, ta bố trí cốt đai chịu cắt dạng consol ngầm cho tất cả các vị trí sàn trên cột và trên vách Hình vẽ sau thể hiện cốt đai chịu cắt cho sàn trên cột biên và cột giữa:

Đối với sàn các tầng có cột giảm tiết diện từ 120x120 xuống 110x110 rồi 100x100, ta cũng tính toán khả năng cột có thể chọc thủng sàn Trờng hợp cột tiết diện 100x100 nhuy hiểm hơn, ta tính toán bố trí thép consol ngầm trong sàn đối với cột C1, C2, C5 tiết diện 100x100 rồi bố trí tơng tự tại các vị trí cột cần thiết kế cốt đai chịu cắt cóz kích thớc 110x110 và 120x120.

Sử dụng phơng pháp khung tơng đơng tính khả năng cột C1 và C2 tiết diện 100x110 chọc thủng sàn tơng tự nh trên Các đăc trng khung tơng đơng nh sau:

+Kích thớc cạnh cột biên khung tơng đơng là:

m

c ec 0.637 (đã tính ở trên) +Kích thớc cột khung tơng đơng với cột giữa cạnh=1m

c c

c

c c

l

I E

12 24 0 2 3 3

1 4

)

.

3

12401

2406301

3

1157

0039109

2

11182

02

11

4 0914 0 1182

0

0108 0

.

ec c c

c c

ec

I E

l l

I E E

E K

c ec

Trong đó c ec và c1là cạnh của cột khung tơng đơng và cột thực, ta có c1=1m Kích thớc cạnh cột vuông khung tơng đơng là:

3 / 2 1



m d

c d c c

c

24 0 8 0 1 24 0 8 0 4

24 0 8 0 192

2

.

.

.

3 2

2 1 2

3 1 3

1

209504

19201192012

19201192012

1920119202

212

122

m J

c d d c d d c d d c d J

c

c

.).(

)

().(

0

29808453414

019207684

1575039

m kG

85010

410776710

4107767

cm kG

b Tính toán kiểm tra lực cắt cột C2:

3 / 2 1



m d

c d c c

c

24 0 8 0 1 24 0 8 0 4

24 0 8 0 192

2

.

.

.

.0

298.0257804

.0192.0768.4

87.85361

m kG

85010

310791310

3107913

cm kG

kG

10024

45

./

Đối với sàn có cốt thép bố trí dạng consol ngầm,

chu vi chịu cắt này xác định theo hình vẽ:

cm b

b

770

1260502501131002

2

741307222407702

cm kG MPa

v c

/

c Tính toán kiểm tra lực cắt cột C5 tiết diện 100x100:

Cột C5 là cột biên sơ đồ chịu tải nh hình vẽ:

Tính đợc:

kGm

M t

325319

2

1175415482

50541548

2 2

Mômen ảnh hởng đến ứng suất cắt của cột là:

19

12

422192.01131222192.0100

c m 2.2 2.20.80.242.392

m d

c t 1.6 /21.60.192/21.696

6961

3922321

11

321

1

.//

2 1

1 2

1

3 1 3 1

644301920164430507211920126

192016

11920

2

26

6

AB c

J

c c b d c dc

c d c dc J

6443057570775890115448

430771920

775890

m kG

85010

313411610

3134116

cm kG

So sánh với ứng suất cho phép, có : vc  15783 9    vc  23 93 kG / cm2

Nh vậy consol ngầm đã thiết kế là hợp lý, thép doc trong consol ngầm là các thép dọc

100

12a

 bố trí trên mũ cột, ở lớp dới bổ sung thép dọc 12vơn ra các mép cột 600 đảm bảo lớp thép dới cũng có hàm lợng thép là 12a100 Bổ sung thép đai đặt dày trong consol ngầm

là 10a75đảm bảo khoảng cách cốt đai u d 8cm

3

24

3  

hai mép cốt thép >5cm để thuận tiện cho việc đổ bê tông sàn.

Chiều dài consol đảm bảo vơn ra ngoài mép cột >1.5d 1.50.1920.288m Bố trí consol này cho các sàn trên cột C5 với các tiết diện 120x120, 110x110 và 100x100.

/1257213950

5.390025.013950

1257213950

cm kG

mm

262.02000000

5.3913261

2 Hao øng suÊt do biÕn d¹ng vïng neo:

Vïng neo biÕn d¹ng cho phÐp lín nhÊt set= 6mm=0.6cm

øng suÊt hao do biÕn d¹ng neo:

2

/304262

132616

6

cm KG

.09.09

+ Nhịp biên: (6m) h1  ( 240  50  120 ) / 2  60  95 mm  0 095 m

m kG h

L w

095 0 8

6 4 518 8

N

+ Nhịp giữa: (9.5m)

m mm

h1 240 50 50140 0.14

m kG h

L w

14 0 8

5 9 4 518 8

N

Chọn số cáp cho 1m dài sàn theo kết quả của nhịp giữa 3-4 là 4cáp/1m dài sàn Dải sàn C-D nhịp 4.5m nên bố trí số cáp là: 18 T15 Tuy nhiên để huy động tối đa tác dụng của cáp đối với sự làm việc của sàn, tiêu chuẩn ACI khuyến cáo nên bố trí 75% số cáp trong phạm vi dải cột và 25% trong phạm vi dải giữa Ta bố trí cáp trong dải cột tính từ tâm cột là 1.2m mỗi bên là 6 cáp tức là khoảng cách cáp là a=250 ở dải giữa (2.1m) bố trí 6 cáp khoảng cách là a=350.

d Tính cốt thép thờng:

Cốt thép thờng đặt theo cấu tạo giống dải sàn nhịp 2-3.

e Kiểm tra :

(1) Giai đoạn buông cốt thép:

Cắt 1m dài bản để kiểm tra ứng suất Tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện giữa nhịp ta có:

W

M W

M F

.9

8

6240024

Mômen kháng uốn của 1m sàn là:

3 2

2

96006

24100

bh

ứng suất trong tiết diện phải đảm bảo điều kiện: nen 0.6f c' và keo 0.5 f c' với f c'

đợc tính theo đơn vị MPa Bê tông mác 350 có f c' 227.5kG/cm2 22.75MPa



2

/5.1365.2276.0'6

2

/8.2338

.275.225.0'5

4498532400

72557

cm kG

4498532400

72557

cm kG



kGcm kGm

8

5.9240024

.0

1541842400

72557

cm kG

1541842400

72557

cm kG

1 keo 21.4kG/cm 23.8kG/cm

bê tông đảm bảo khả năng chịu lực khi buông neo cáp ƯLT.

(2) Giai đoạn sử dụng:

Tổng tải trọng phân bố đều trên sàn lúc này là: q0 535.82kG/m2

Cắt 1m dài bản để kiểm tra ứng suất trong bê tông Tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện giữa nhịp ta có:

W

M W

M F

.110757