ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO TẦNG CT1A

Cho nên ta thấy kiến trúc hoàn toàn hợp lý - Về mặt kết cấu: Hiện nay công nghệ thi công bê tông cốt thép đổ tại chỗ đang rất thịnh hành tại Việt Nam, đối với nhà cao tầng giải pháp kết

Trờng đại học xây dựng

Bộ môn sức bền vật liệu

***************************

Bài tập lớn Cơ môi trờng liên tục

Trờng đại học xây dựng

Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp

nhận là một ngời kỹ s xây dựng - đó là đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp là một bài ôn tập lớn cuối cùng mà em và các sinh viên trong toàn trờng phải thực hiện Trong thời gian 15 tuần, với đề tài

"Chung c cao tầng ct1a phục vụ di dân tái

định ci", em có nhiệm vụ tìm hiểu phần kiến trúc,

thiết kế phần kết cấu và lập biện pháp kỹ thuật,

tổ chức thi công công trình Với sự hớng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô Nguyễn Thanh Hà (hớng dẫn kết cấu) và tiến sĩ Trần Hồng Hải (hớng dẫn thi công), em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em có

điều kiện kiểm tra lại những kiến thức mình đã học Quá trình ôn tập này đặc biệt có ích cho em trớc khi ra trờng, sử dụng những kiến thức đã học vào công việc thiết kế xây dựng sau này

Thời gian 5 năm học tại trờng Đại học Xây dựng đã kết thúc và sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, sinh viên chúng em sẽ là những kỹ s trẻ tham gia vào quá trình xây dựng đất nớc Tất cả những kiến thức đã học trong 5 năm, đặc biệt

là quá trình ôn tập thông qua đồ án tốt nghiệp tạo cho em sự tự tin để có thể bắt đầu công việc của một kỹ s thiết kế công trình trong tơng lai Những

kiến thức đó có đợc là nhờ sự hớng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy giáo, cô giáo trờng Đại học Xây dựng

Em xin phép đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến nhà trờng và tất cả các thầy cô đã dạy

dỗ em Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thanh Hà (bộ môn công trình thép gỗ) và TS Trần Hồng Hải (bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng) - những ngời thầy đã tận tình hớng dẫn, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tạo cho em sự tự tin để làm một ngời

3 Địa điểm xây dựng:

Công trình đợc xây dựng tại khu đô thị mới Mỹ Đình

+ Tầng hầm: Cao 3m, có diện tích sàn là: 1224m2, dùng để xe (Ôtô con 4 chỗ, xe máy,

xe đạp, không để xe tải, xe ben những xe có chiều cao lớn)

+ Tầng 1 : Cao 4,2m, đặt kiốt, siêu thị và một số phòng kỹ thuật (trạm điện, thu rác…), ),

cụ thể nh sau:

- 2 siêu thị (310m2 và 300m2)

- 4 Kiốt mỗi cái có diện tích 32m2

- Phòng thu rác đợc đặt ở tầng 1, cửa phòng thu rác đợc đi riêng không ảnh hởng

đến xung quanh

- Ngoài ra tầng 1 còn đặt phòng kỹ thuật và phòng kỹ thuật điện

+ Tầng điển hình : Cao 3,3m bố trí 9 căn hộ chia thành 2 loại: 2 phòng ngủ và 3 phòng

ngủ bao gồm:

- 6 căn hộ 3 phòng ngủ (108,5m2) trong đó mỗi căn hộ có: 3 phòng ngủ, 1 phòng khách, 1 bếp, và 2 vệ sinh

- 3 căn hộ 2 phòng ngủ (85m2) trong đó mỗi căn hộ có: 2 phòng ngủ, 1 khách, 1 bếp và 1 vệ sinh

- Ngoài ra căn hộ nào cũng có ít nhất một ban công

- Hố đổ rác đợc mỗi tầng một cửa đợc bố trí gần cầu thang, đổ rác xuống tầng 1 nơi đặt phòng thu rác

- Tóm lại có tất cả: 24 phòng ngủ, 24 vệ sinh, 9 phòng khách, 9 bếp, 11 ban công

b Giải pháp thông gió, cấp nhiệt:

- Công trình đợc đảm bảo thông gió tự nhiên nhờ hệ thống hành lang, cửa

sổ có kích thớc, vị trí hợp lí

- Sử dụng hệ thống máy điều hoà.

- Công trình có hệ thống quạt đẩy, quạt trần, để điều tiết nhiệt độ và khí hậu

đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho làm việc, nghỉ ngơi

- Tại các buồng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió

c Giải pháp giao thông:

+ Giao thông đứng: Gồm thang 2 thang máy và 2 thang bộ

- Thang máy là phơng tiện giao thông theo phơng đứng của toàn côngtrình Công trình có 2 thang máy dân dụng đợc lắp vào 2 lồng thang máyphục vụ cho tất cả các tầng

+ Giao thông ngang:

- Bố trí 2 dãy hành lang trong thông với nhau xung quanh lõi (Thang máy)

d Giải pháp phòng cháy chữa cháy:

Giải pháp phòng cháy, chữa cháy phải tuân theo tiêu chuẩn phòng chữa cháy cho nhà cao tầng của Việt Nam hiện hành Hệ thống phòng cháy– chữa cháy đợc trang bị các thiết bị sau:

cháy Hộp đựng ống mềm và vòi phun nớc, bình xịt đợc bố trí ở các vị trí thíchhợp của từng tầng

- Máy bơm nớc chữa cháy đợc đặt ở tầng kĩ thuật

- Bể chứa nớc chữa cháy

- Hệ thống báo cháy gồm : đầu báo khói, hệ thống báo động

e Về giải pháp cung cấp điện:

- Dùng nguồn điện đợc cung cấp từ thành phố, công trình có trạm biến ápriêng, ngoài ra còn có máy phát điện dự phòng

- Hệ thống chiếu sáng đảm bảo độ rọi từ 20 – 40lux Đối với các phòngphục vụ nhu cầu giải trí, phòng đa năng có thêm yêu cầu chiếu sáng đặcbiệt thì đợc trang bị các thiết bị chiếu sáng cấp cao

- Toàn công trình cần đợc bố trí một buồng phân phối điện ở vị trí thuận lợicho việc đặt cáp điện ngoài vào và cáp điện cung cấp cho các thiết bị sửdụng điện bên trong công trình Buồng phân phối này đợc bố trí ở tầng kĩthuật

- Từ trạm biến thế ngoài công trình cấp điện cho buồng phân phối trongcông trình bằng cáp điện ngầm dới đất Từ buồng phân phối điện đến các tủ

điện các tầng, các thiết bị phụ tải dùng cáp điện đặt ngầm trong tờng hoặctrong sàn

- Trong buồng phân phối, bố trí các tủ điện phân phối riêng cho từng khốicủa công trình, nh vậy để dễ quản lí, theo dõi sự sử dụng điện trong côngtrình.

- Bố trí một tủ điện chung cho các thiết bị, phụ tải nh: trạm bơm, điện cứuhoả tự động, thang máy

- Dùng Aptomat để khống chế và bảo vệ cho từng đờng dây, từng khu vực,từng phòng sử dụng điện

f Giải pháp cấp, thoát nớc:

g Giải pháp thu gom rác thải:

- Mỗi tầng có một cửa thu gom rác thải bố trí gần cầu thang, rác thải theo hệ thống ống dẫn

đứng xuống tầng 1 là nơi đặt phòng thu rác thải

- Tầng 1 đặt phòng thu rác thải có cửa riêng thông ngay ra ngoài công trình nên không ảnh hởng đến môi trờng trong công trình và xe cộ đi vào lấy rác thuận tiện

h Hệ thống thông tin - tín hiệu, dịch vụ ngân hàng:

- Công trình đợc lắp đặt một hệ thống tổng đài điện thoại phục vụ thông tin,liên lạc quốc tế, trong nớc và có cả dịch vụ ngân hàng phục vụ quý khách

- ở mỗi phòng đặt một máy điện thoại nội bộ để thuận tiện trong liên lạc

- Lắp đặt các hệ thống cứu hoả tự động nh : còi báo động, hệ thống xịt khíCacbonic, các đờng báo cứu ra trung tâm cứu hoả thành phố, các hệ thốngthoát hiểm

i Hệ thống chống sét và nối đất:

- Hệ thống chống sét gồm: kim thu lôi, hệ thống dây thu lôi, hệ thống dâydẫn bằng thép, cọc nối đất ,tất cả đợc thiết kế theo đúng qui phạm hiệnhành

- Toàn bộ trạm biến thế, tủ điện, thiết bị dùng điện đặt cố định đều phải có

hệ thống nối đất an toàn, hình thức tiếp đất : dùng thanh thép kết hợp vớicọc tiếp đất

2 Giải pháp kết cấu

a Phần ngầm:

- Do địa chất Hà Nội tơng tối xấu, công trình cao tầng (15 tầng) nên chọn

giải pháp dùng móng cọc khoan nhồi.

- Đây là công nghệ thờng sử dụng hiện nay, đòi hỏi công nghệ thi công vàchi phí lớn nhng chúng có u điểm là có thể đạt đến chiều sâu hàng trămmét, đờng kính cọc nhiều loại, có khả năng chịu tải lớn, khắc phục đợc tiếng

ồn, chấn động ảnh hởng đến công trình xung quanh

- Chọn giải pháp mái tôn tạo dốc, độ dốc 15%

3 Đánh giá giải pháp kiến trúc, kết cấu trên quan điểm thi công

- Do công trình đợc xây trên khu đất rộng rãi là khu đô thị mới Mỹ Đình nên mặt bằng kiến trúc đợc thiết kế thi công dễ dàng, giao thông đi lại thuận tiện

- Tuy mặt bằng có trải dài (54.6m) xong hiện nay với sự hỗ trợ của các thiết bị máy móc thicông hiện đại nh: cần trục tháp, máy bơm bê tông…), cho nên việc thi công không hề bị cản trở Cho nên ta thấy kiến trúc hoàn toàn hợp lý

- Về mặt kết cấu:

Hiện nay công nghệ thi công bê tông cốt thép đổ tại chỗ đang rất thịnh hành tại Việt Nam,

đối với nhà cao tầng giải pháp kết cấu khung chịu lực kết hợp với lõi vách chịu tải trọng ngang là hoàn toàn hợp lý

III điều kiện thi công:

1 Những điều kiện về địa hình, địa chất, thuỷ văn:

+ Công trình nằm tại Hà Nội nhiệt độ bình quân trong năm là 27oC, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất và thấp nhất khá cao do nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, đây

là khí hậu quyết định thời tiết của miền Bắc nói chung

+ Hai hớng gió chủ đạo là Đông Nam vào mùa hè và Đông Bắc vào mùa Đông

+ Địa hình: Bằng phẳng, giao thông thuận tiện

+ Địa chất: Công trình đợc xây dựng trong lu vực sông Hồng (Hà Nội) nên nền đất không tốt lắm, gồm nhiều lớp đất khác nhau, lớp cát, đá thô ở sâu

+ Thuỷ văn: Hà Nội là nơi có mạch nớc mặt và nớc ngầm khá phức tạp, mực nớc ngầm ở độsâu -10m

2 Điều kiện các nguồn cung ứng vật t:

- Vốn đầu t đợc cấp theo từng giai đoạn thi công công trình

- Vật t đợc cung cấp liên tục đầy đủ phụ thuộc vào giai đoạn thi công:

 Bê tông cọc và đài cọc dùng bê tông Mác 300 là bê tông thơng phẩm của công tyVinaconex.

 Bê tông dầm, sàn, cột: dùng bê tông thơng phẩm Mác 300 của công tyVinaconex

 Thép: sử dụng thép Thái Nguyên loại I đảm bảo yêu cầu và có chứng nhận chất ợng của nhà máy

l- Dùng xi măng Hoàng Thạch PC40 có chứng nhận chất lợng của nhà máy

 Đá, cát đợc xác định chất lợng theo TCVN

 Gạch lát, gạch lá nem dùng sản phẩm của công ty Hữu Hng

 Khung Nhôm, cửa kính Singapo

 Điện dùng cho công trình gồm điện lấy từ mạng lới điện thành phố và từ máyphát dự trữ phòng sự cố Điện đợc sử dụng để chạy máy, thi công và phục vụ chosinh hoạt của cán bộ công nhân viên

 Nớc dùng cho sản xuất và sinh hoạt đợc lấy từ mạng lới cấp nớc thành phố

 Nhân lực: đợc xem là đủ đáp ứng theo yêu cầu của tiến độ thi công

3 Điều kiện hạ tầng kỹ thuật, xử lý:

+ Khu đô thị mới Mỹ Đình tuy mới đợc xây dựng xong là một trong những trọng điểm của quốc gia để phát triển thủ đô sau này nên đã đợc trang bị hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật khá tốt, mạng lới giao thông đi lại đã đợc mở rất thuận tiện

+ Điện, nớc, trạm y tế, trờng học cũng đợc quy hoạch tốt phục vụ cho một lợng đông dân c sinh sống

PhÇn ii

KÕt cÊu (45%)

Gi¸o viªn híng dÉn : nguyÔn thanh hµ

Bé m«n : C«ng tr×nh thÐp gç

NhiÖm vô thiÕt kÕ: - ThiÕt

kÕ thÐp sµn tÇng 5

- ThiÕt kÕ thÐp cÇu thang bé trôc 2-3

- ThiÕt kÕ thÐp khung

trôc 3

- ThiÕt kÕ thÐp mãng khung trôc 3

Ch¬ng 1: gi¶i ph¸p kÕt cÊu

I - §Æc ®iÓm thiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ cao tÇng:

ThiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ cao tÇng so víithiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ thÊp tÇng th×

vấn đề chọn giải pháp kết cấu có vị trí rất quan trọng Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quan đến vấn

đề bố trí mặt bằng , hình thể khối

đứng, độ cao các tầng, thiết bị điện,

đờng ống, yêu cầu về kỹ thuật thi công, tiến độ thi công, giá thành công trình…),

Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầnglà:

1 Tải trọng ngang:

Tải trọng ngang bao gồm áp lực

gió tĩnh, động là nhân tố chủ yếu của thiết kế kết cấu Nhà ở phải

đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Trong kết cấu thấp tầng, ảnh hởng của tải trọng ngang sinh ra rất nhỏ, nói chung có thể bỏ qua Theo sự tăng lên của độ cao, nội lực và chuyển vị do tải trọng ngang sinh ratăng lên rất nhanh

Nếu xem công trình nh một thanh công xôn ngàm cứng tại mặt đất thì mô men tỉ lệ thuận với bình phơng chiều cao:

trọng ngang tỉ lệ thuận với luỹ thừa bậc 4 của chiều cao.

Chuyển vị ngang của công trình làm tăng thêm nội lực phụ do tạo ra

độ lệch tâm cho lực tác dụng thẳng

đứng; làm ảnh hởng đến tiện nghi của ngời làm việc trong công trình; làm phát sinh các nội lực phụ sinh

ra các rạn nứt các kết cấu nh cột, dầm, tờng, làm biến dạng các hệ thống kỹ thuật nh các đờng ống n-

ớc, đờng điện

Chính vì thế, khi thiết kế công trìnhnhà cao tầng không những chỉ quantâm đến cờng độ của các cấu kiện

mà còn phải quan tâm đến độ cứng tổng thể của công trình khi công trình chịu tải trọng ngang

3 Trọng lợng bản thân:

Công trình càng cao, trọng lợng bảnthân càng lớn thì càng bất lợi về mặt chịu lực Trớc hết, tải trọng

đứng từ các tầng trên truyền xuống tầng dới cùng làm cho nội lực dọc trong cột tầng dới lớn lên, tiết diện cột tăng lên vừa tốn vật liệu làm cột, vừa chiếm không gian sử dụng của tầng dới, tải trọng truyền xuốngkết cấu móng lớn thì sẽ phải sử dụng loại kết cấu móng có khả năng chịu tải cao, do đó càng tăng chi phí cho công trình Mặt khác, nếu trọng lợng bản thân lớn sẽ làm tăng tác dụng của các tải trọng

động nh tải trọng gió động, tải trọng động đất Đây là hai loại tải trọng nguy hiểm thờng quan tâm trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng.Vì vậy, thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọnglợng bản thân kết cấu, chẳng hạn

nh sử dụng các loại vách ngăn có trọng lợng riêng nhỏ nh vách ngăn thạch cao, các loại trần treo nhẹ, vách kính khung nhôm

II - Phơng án kết cấu :

Từ thiết kế kiến trúc, ta có thể chọn một trong hai loại kết cấu sau:

1 Kết cấu thuần khung:

Với loại kết cấu này, hệ thống chịu lực chính của công trình

là hệ khung gồm cột dầm sàn toàn khối chịu lực, lõi thang máy đợc xây gạch Ưu điểm của loại kết cấu này là tạo đợc không gian lớn và bốtrí linh hoạt không gian sử dụng; mặt khác đơn giản việc tính toán khi giải nội lực và thi công đơn giản Tuy nhiên, kết cấu công trình dạng này sẽ giảm khả năng chịu tải trọng ngang của công trình Nếu muốn đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình thì kích thớc cột dầm sẽ phải tăng lên, nghĩa là phải tăng trọng lợng bản thân của công trình, chiếm diện tích sử dụng Do

đó, chọn kiểu kết cấu này cha phải

là phơng án tối u Với công trình không cao quá và chịu tải trọng gió,

động đất không lớn ta có thể áp dụng sơ đồ kết cấu khung cứng chịu lực (sơ đồ khung giằng)

2 Kết cấu khung vách:

Đây là kết cấu kết hợp khung

bê tông cốt thép và vách cứng cùng tham gia chịu lực.Tuy có khó khăn hơn trong việc thi công nhng kết cấu loại này có nhiều u điểm lớn Khung bê tông cốt thép chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang của công trình Lõi cứng tham gia chịu tải trọng ngang cho công trình một cách tích cực Lõi cứng ở đây sẽ tận dụng lồng thang máy không ảnh hởng đến không gian sử dụng, mặt khác lõi cứng sẽ giảm chấn động khi thang máy làm việc Tuy nhiên đối với một số côngtrình (nh khách sạn) lõi thang máy

đợc thiết kế để làm đẹp kiến trúc Khi bố trí khung đặc biệt là lõi phải

bố trí đối xứng để chống xoắn cho nhà

Bê tông cột dầm sàn đợc đổ toàn khối tạo độ cứng tổng thể cho công trình Hệ tờng xây gạch và cửa gỗ, cửa kính làm kết cấu bao che

Với những u nhợc điểm phân tích ở trên, em quyết định chọn phơng án Kết cấu khung

- Cốt thép chịu lực chính loại AII có: Ra = 2700 kG/cm2

Cốt thép đai loại AI có: Rad = 1700 kG/cm2.

Công trình với lới cột không đều do đó ta chọn diện tích cột giữa và cột biên khác nhau

Tổng lực dọc N truyền xuống từ các tầng trên lấy theo diện tích chịu tải bỏ qua sự liên tục của dầm sàn là :

Cột giữa : N = 15.7,8.(8,1 + 3)/2.800 = 519480

(kG) = 519,48 (T).

Cột biên : N = 15.7,8.8,1/2.800 = 379080 (kG) = 397,080 (T).

Diện tích cần thiết của cột giữa : F =

2 , 4795 2

Chọn kích thớc dầm: Chiều cao tiết diện dầm

đợc chọn sơ bộ thoả mãn điều kiện

h = 810

12

1 8

1 12

1 8

 Chọn chiều dày sàn:

Chiều dày sàn kê bốn cạnh đợc lấy nh sau :

 Chọn kích thớc lõi cầu thang máy:

Chiều dày lõi cầu thang máy lấy bằng 30 cm.

Chơng 2 - xác định tải trọng

I Tĩnh tải:

1-TÜnh t¶i sµn

a - CÊu t¹o b¶n sµn: Xem b¶n vÏ KiÕn tróc

b - T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n (xem b¶ng 1)

2 - TÜnh t¶i sµn vÖ sinh:

a - CÊu t¹o b¶n sµn vÖ sinh: Xem b¶n vÏ KiÕn tróc

b - T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n (xem b¶ng 2)

3-TÜnh t¶i m¸i:

a -CÊu t¹o b¶n sµn m¸i: Xem b¶n vÏ KiÕn tróc

b - T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n (xem b¶ng 3)

4-TÜnh t¶i cÇu thang:

a - CÊu t¹o b¶n sµn cÇu thang: Xem b¶n vÏ KiÕn tróc

b - T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n (xem b¶ng 4)

TÜnh t¶i t¸c dông lªn sµn (B¶ng 1)

(KG/m2)

n qtt(KG/m2)

thân của các phần tử cột và dầm sẽ đợc tự động

cộng vào khi khai báo hệ số trọng lợng bản thân.

Tĩnh tải do trọng lợng tờng trên dầm đợc phân trực tiếp cho dầm

Tĩnh tải do trọng lợng tờng trên sàn lấy cho ô sàn nhiều tờng nhất (nguyhiểm nhất – ô sàn nằm giữa trục 3,4 và H,F) đợc quy đổi thành Kg/

m2 sàn nh sau:

Gt =

2

/ 214 8

, 7 8 , 4

3 , 3 8 , 7 ) 03 , 0 1800 3 , 1 11 , 0 2000 1 , 1 (

m Kg x

x x

của tiêu chuẩn TCVN:2737-95.

Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tơng ứng với các loại phòng đợc cho trong bảng sau Các

ô sàn phòng khách,WC, phòng ăn (150KG/m2) lấy bằng phòng có giá

trị lớn nhất là phòng ngủ : 200 (kG/m2)

Bảng xác định tải trọng hoạt tải phân bố.

STT Loại phòng

Tải trọngtiêu chuẩn(kG/m2)

Hệsố

Tải trọngtính toán(kG/m2)1

- Hành lang, cầu thang , sảnh

- Hoạt tải mái

- Mái tôn

- Vệ sinh, phòng ăn, phòng khách

2003007030150

1,31,21,31,31,3

2603609139195

Tính toán giảm tải.

Do hoạt tải chất lên khung không gian toàn sàn nên phải tính đến giảm tải

- Hoạt tải phòng lớn nhất ( Phòng ngủ): 260 Kg/m

- Hoạt tải hành lang : 360 Kg/ m2

Trong mỗi tầng mỗi phòng có một diện tích khác nhau dẫn đến hệ số giảm tải khác nhau nên để an toàn ta lấy hệ số giảm tải theo phòng bé nhất: Bếp ăn (10 m2 > 9m2)

ở các phòng: A1 = 0,4 + 100,69 = 0,9692

Hoạt tải hành lang trong tiêu chuẩn không giảm tải

Vậy hoạt tải thành phần ở phòng là : 0,9692 x 260 =252 Kg/m2

Hoạt tải thành phần ở hành lang ( để tính dầm, bản): 360 Kg/m2

Hoạt tải mái đã giảm tải là: 0,9692 x 91 = 88 Kg/

Để xác định tải trọng gió tĩnh ta coi tải trọng gió

là phân bố đều trên mỗi đoạn chiều cao công trình ở đây ta lấy mỗi đoạn có chiều cao là 1 tầng.

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần gió tĩnh ở độ cao z của công trình đợc xác định theo công thức:

Wt = n.W0.k.c (1) (kG/m2)

Trong đó: W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn.

W0 = 95 (kG/m2)

K : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao

ở đây ta lấy giá trị trung bình, nội suy

C : Hệ số khí động phụ thuộc vào hình dạng công trình.

 Phía gió đẩy (đón gió): c = 0,8

 Phía gió hút (khuất gió): c = 0,6

n : Hệ số vợt tải, n = 1,2

 Tải trọng gió tính toán: n x W

Wiđ = 95.k.0,8.1,2 = 91,2k (KG/m2)

Wih = 95.k.0,6.1,2 = 68,4k (KG/m2)

Tải trọng gió tĩnh phân bố theo độ

l-Trọng lợng của cột, dầm, sàn đợc khai báo trong SAP theo hệ số kể đến trọng lợng bản thân

là 1, trọng lợng tờng trên dầm đợc quy về phân

bố đều trên m dài dầm

*) Tính toán tải trọng tờng trên dầm, lớp trát ờng:

t-Tờng ngăn giữa các đơn nguyên, tờng bao chu vi nhà dày 220 ; t-Tờngngăn trong các phòng, tờng nhà vệ sinh trong nội bộ các đơn nguyên dày

Chiều cao tờng đợc xác định : ht= H-hd,s

Trong đó: ht -chiều cao tờng

H-chiều cao tầng nhà

hd,s- chiều cao dầm, hoặc sàn trên tờng tơng ứng

Và mỗi bức tờng cộng thêm chiều dầy vữa trát (2 bên) : có  =1800 KG/m3.Ngoài ra khi tính trọng lợng tờng – một cách gần đúng ta phải trừ đi phầntrọng lợng do cửa đi, cửa sổ chiếm chỗ (lấy gần đúng 1/3 khối lợng tổng)

TÇng 1, h = 4,2 m1

Têng g¹ch 220

1,1 1,3+ 0,22x3,5x1500 – 1/3(0,22x3,5x1500) 770 847

V÷a tr¸t+ 0,05x3,5x1800 – 1/3(0,22x3,5x1800) 210 273

V÷a tr¸t+ 0,05x2,6x1800 – 1/3(0,22x2,6x1800) 156 203

TÇng m¸i 4

Têng g¹ch 220

1,1 1,3

+ 0,22x2,25x1500 –1/3(0,22x2,25x1500) 495 545

V÷a tr¸t+ 0,05x2,25x1800 – 1/3(0,22x2,6x1800) 135 176

Dựng hệ trục toạ độ OXY, trong đó:

 O: Gốc toạ độ là giao điểm của 2 trục 4 và D

 Y: Trục theo phơng ngang công trình.

 X: Trục theo phơng dọc công trình.

Để xác định tần số dao động riêng của công trình ta chất hết tĩnh tải lên công trình chạy SAP,

từ đó tính ra đợc các dạng dao động ứng với các tần số :

Mode 1: f1 = 0.6530 s-1; ( T = 1,531 s, dao dộng theo phơng X )

Mode 2: f2 = 0.7299 s-1; ( T = 1,37 s, dao dộng theo phơng Y )

Mode 3: f3 = 0.8317 s-1; ( T = 1,2045 s, dao dộng xoắn trong XOY )

Mode 4: f4 = 2.188 s-1; ( T = 0,457 s, dao dộng theo phơng X )

Với công trình bê tông cốt thép có  = 0,3 do đó tần số giới hạn fL = 1,3 (Hz).

Ta có: f1, f2, f3 < fL = 1,3 < f4 = 2,188 Hz

3 mode đầu tiên 1, 2, 3 là thuộc dạng dao

động đầu tiên Dạng dao động thứ 2 có fx = f4 = 2.188 Hz > fL = 1,3 (Hz).

Vậy ta chỉ cần tính toán thành phần gió động với dạng dao động đầu tiên theo 2 phơng X Y ứng với f1, f2 để tìm ra thành phần gió động theo phơng X, Y(Với f3 dao động xoắn có tần số lớn hơn f1, f2 không nguy hiểm nhất)

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần khối lợng thứ i ứng với dạng dao động cơ bản 1 đợc xác định:

Wpj1 = Mj.1.1.xj1 (1)

Trong đó: Mj : Khối lợng tập trung của phần công trình thứ i (là khối lợng 1 tầng, các tầng có chiều cao bằng nhau, tiết diện cột thay đổi không

đáng kể nên lấy trung bình bằng khối lợng toàn công trình chia cho số tầng)

+ Mj = 753579 KG

+ 1 : Hệ số động lực ứng với dạng dao

động 1 Nó phụ thuộc vào thông số:

1 và độ giảm lôga của dao

động 1 =

1

0

940

+ 1 : Hệ số phụ thuộc vào độ biến dạng của công trình trong dạng dao động 1 đợc xác định bằng cách chia công trình ra nhiều phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió không đổi (theo các tầng).

1

2 1

11

1 1

j

j j

j

Fj j

M y

W y

- WFj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình khi chỉ kể đến xung vận tốc gió.

W Fj W j 1.S1. 

xj1 : Dịch chuyển tơng đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ 1.

1 : Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, tra bảng.

Sj : Diện tích đón gió của phần thứ j của công trình (m2).

Sj = 3,3 x 30,3 = 100 m2 ( Mặt đón gió phơng X)

Sj = 3,3 x 54,6 = 180,2 m2 ( Mặt đón gió phơng Y)

Wj : Giá trị tiêu chuẩn của gió tĩnh gồm gió hút và gió đẩy

Để tính áp lực động ta chia công trình ra các phần có khối lợng bằng nhau, ở đây là các tầng Trên mỗi tầng giá trị thành phần gió tĩnh là không

Tơng tự ta tính đợc thành phần gió động theo

ph-ơng Y

III Tính toán nội lực:

Sơ đồ để tính toán nội lực là sơ đồ khung phẳng ngàm tại móng Công trình chịu tác dụng của các loại tải trọng : tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió.

Ta chia ra thành các trờng hợp tải trọng sau:

- Trờng hợp tĩnh tải.

-Trờng hợp hoạt tải ta không chất lệch tần lệch nhịp, hoạt tải đợc chất lên tất cả các ô sàn khi đã đợc nhân với hệ số giảm tải.

- Bốn trờng hợp tải trọng gió :

+ Gió X: Bao gồm Wt + Wđx và Wđy (Có gió – X)

+ Gió Y: Bao gồm Wt + WđY và Wđx ( Có gió – Y)

Không tính gió xiên vì công trình có chiều dài lớn nên gió xiên nhỏ

Trong đó: Trục X : theo phơng dọc nhà.

Trục Y : theo phơng ngang nhà.

Sử dụng các chơng trình tính nội lực với sự trợ giúp của máy tính để xác định nội lực trong khung, ở đây ta sử dụng chơng trình SAP 2000

Kết quả nội lực xem phần phụ lục I, II.

IV Kiểm tra sự đúng đắn của kết quả tính toán:

Để kiểm tra độ chính xác của kết quả tính toán sau khi chạy máy ta dùng các phơng pháp sau:

- Dựa vào điều kiện cân bằng lực:

 Tổng đại số lực dọc trục của cột và vách tại tầng trệt phải bằng toàn bộ phần tải trọng

đứng.

Nc + Nv = G

G : Tổng tải trọng đứng.

Nc,Nv : Lực dọc trục trong cột và vách.

 Tổng đại số lực cắt tại chân cột, chân vách theo một phơng phải bằng tải trọng ngang tác dụng theo phơng ấy.

- Dựa vào tính chất chịu lực của kết cấu đối xứng Kết cấu đối xứng chịu tải trọng đối xứng thì mô men, lực dọc, chuyển vị phải đối xứng.

- Dựa vào điều kiện cân bằng lực tại các nút khung Tại các nút khung tổng đại số của mô men, lực cắt, lực dọc phải bằng không.

- Dựa vào dạng biểu đồ nội lực đặc trng ứng với các trờng hợp tải trọng khác nhau Chẳng hạn tải phân bố đều trên dầm thì biểu đồ mô men uốn có dạng đờng cong bậc hai, giá trị mô men treo ở giữa nhịp là ql2/8, Lực cắt là đờng bậc nhất

Sau khi kiểm tra nội lực theo các bớc trên ta thấy đều thõa mãn, do đó kết quả nội lực tính đợc

là đúng.

Vậy ta tiến hành các bớc tiếp theo: Tổ hợp nội lực, tính thép cho khung, thiết kế móng.

V Tổ hợp nội lực:

Sau khi kiểm tra kết quả tính toán ta tiến hành tổ hợp nội lực nhằm tìm ra nội lực nguy hiểm nhất để thiết kế cấu kiện.

Nội lực đợc tổ hợp theo hai tổ hợp cơ bản:

- Tổ hợp cơ bản 1: Gồm tĩnh tải cộng với một trờng hợp hoạt tải, trong đó hệ số tổ hợp lấy bằng một.

- Tổ hợp cơ bản 2: Gồm tĩnh tải cộng với hai trờng hợp hoạt tải trở lên, trong đó hoạt tải đ-

ợc nhân với hệ số 0,9

 Tổ hợp nội lực dầm: Cần xét các cặp nội lực sau:

MMAX MMIN

NMAX

NTƯ NTƯ

MTƯ

Đối với những cột trên cùng, do tải trọng gió lớn

ta cần xét thêm cặp nội lực có độ lệch tâm lớn nhất: emax M N

 Các trờng hợp tải trọng:

1 Trờng hợp tĩnh tải.

1 Trờng hợp hoạt tả sử dụng

4 Trờng hợp hoạt tải gió.

Trờng hợp gió theo phơng X.

Trờng hợp gió theo phơng -X.

Trờng hợp gió theo phơng Y.

Trờng hợp gió theo phơng -Y.

Trong 4 trờng hợp gió khi tổ hợp chỉ cộng 1 trờng hợp.

Nội lực cột và dầm đợc tổ hợp và lập thành bảng Một số bảng tổ hộp nội lực cho các dầm và cột

- Thép chịu lực chính loại AII có: Ra = Ra = 2700 kG/cm2

Thép đai loại AI có: Rađ = 1700 kG/cm2

 Đợc sự cho phép của thầy giáo hớng dẫn, em tính toán thiết kế các loại cấu kiện sau:

- Thiết kế sàn tầng 5, tính thép và bản vẽ bố trí thép

- TÝnh thÐp cÇu thang bé trôc 2 – 3

- TÝnh thÐp cho khung trôc 3

- TÝnh thÐp cho mãng díi khung trôc 3

I TÝnh thÐp sµn tÇng 5

MÆt b»ng kÕt cÊu xem b¶n vÏ MÆt b»ng kÕt cÊu tÇng ®iÓn h×nh: KC-01

Ta chØ tÝnh cho c¸c « sµn ®iÓn h×nh nguy hiÓm nhÊt

1 TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 2:

L2 = 8100 vµ L1 = 7800



04,17800

q: Ho¹t t¶i t¸c dông lªn « sµn;

G1: TÜnh t¶i do têng quy vÒ Kg/m2 sµn

% 24 , 0 0024 , 0 5 , 18 100

46 , 4

46 , 4 5 , 18 98 , 0 2100 170027

98 , 0 038 , 0 2 1 1 5 , 0

3 , 0 038

, 0 5 , 18 100 130 170027

min 0

2 1

2 2

0 1

γ γ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

Tra b¶ng diÖn tÝch cèt thÐp cña b¶n ta chän 10, a = 170

% 26 , 0 0026 , 0 5 , 18 100

83 , 4

83 , 4 5 , 18 98 , 0 2100 184013

98 , 0 04 , 0 2 1 1 5 , 0

3 , 0 04

, 0 5 , 18 100 130 184013

min 0

2 1

2 2

γ γ

bh F

cm h

R

M F

A bh

R

M A

a

o a a

d n

II

Tra b¶ng diÖn tÝch cèt thÐp cña b¶n ta chän 10, a = 150

cã Fa = 5,23 cm2 > 4,83 cm2

2 TÝnh to¸n cèt thÐp « sµn 4:

L2 = 7800 vµ L1 = 7800



17800

q: Ho¹t t¶i t¸c dông lªn « sµn;

G1: TÜnh t¶i do têng quy vÒ Kg/m2 sµn