ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CAO ỐC VĂN PHÒNG PHỐ BÀ TRIỆU

Hệ kết cấu này phù hợp với những công trình chịu tải trọng ngang nhỏ.. Hệ kết cấu này phù hợp với những cao ốc chọc trời >80 tầng khi yêu cầu vềsức chịu tải của công trình khiến cho các

Trang 1

Có nhiều giải pháp kết cấu có thể đảm bảo khả năng làm việc của công trình

do vậy để lựa chọn được một giải pháp kết cấu phù hợp cần phải dựa trên nhữngđiều kiện cụ thể của công trình

1 Hệ kết cấu khung chịu lực:

Là hệ kết cấu không gian gồm các khung ngang và khung dọc liên kết vớinhau cùng chịu lực Để tăng độ cứng cho công trình thì các nút khung là nút cứng

Ưu điểm:

Tạo được không gian rộng

Dễ bố trí mặt bằng và thoả mãn các yêu cầu chức năng

Nhược điểm:

Độ cứng ngang nhỏ

Tỷ lệ thép trong các cấu kiện thường cao

Hệ kết cấu này phù hợp với những công trình chịu tải trọng ngang nhỏ

2 Hệ kết cấu vách chịu lực:

Đó là hệ kết cấu bao gồm các tấm phẳng thẳng đứng chịu lực Hệ này chịu tảitrọng đứng và ngang tốt áp dụng cho nhà cao tầng Tuy nhiên hệ kết cấu nàyngăn cản sự linh hoạt trong việc bố trí các phòng

3 Hệ kết cấu lõi-hộp:

Hệ kết cấu này gồm 2 hộp lồng nhau Hộp ngoài được tạo bởi các lưới cột vàdầm gần nhau, hộp trong cấu tạo bởi các vách cứng Toàn bộ công trình làm việcnhư một kết cấu ống hoàn chỉnh Lõi giữa làm tăng thêm độ cứng của công trình

và cùng với hộp ngoài chịu tải trọng ngang

Chi phí xây dựng cao

Điều kiện thi công phức tạp yêu cầu kỹ thuật cao

Hệ kết cấu này phù hợp với những cao ốc chọc trời (>80 tầng) khi yêu cầu vềsức chịu tải của công trình khiến cho các hệ kết cấu khác khó đảm bảo được

4 Hệ kết cấu hỗn hợp khung-vách-lõi chịu lực:

Về bản chất là sự kết hợp của 2 hệ kết cấu đầu tiên Vì vậy nó phát huy được

ưu điểm của cả 2 giải pháp đồng thời khắc phục được nhược điểm của mỗi giảipháp trên trên thực tế giải pháp kết cấu này được sử dụng rộng rãi do những ưuđiểm của nó

Tuỳ theo cách làm việc của khung mà khi thiết kế người ta chia ra làm 2 dạng

sơ đồ tính: Sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng

Trang 2

Trêng ®HXD Hµ Néi Líp 47th2

Sơ đồ giằng: Khi khung chỉ chịu tải trọng theo phương đứng ứng với diệnchịu tải, còn tải ngang và một phần tải đứng còn lại do vách và lõi chịu Trong sơ

đồ này các nút khung được cấu tạo khớp, cột có độ cứng chống uốn nhỏ

Sơ đồ khung giằng: Khi khung cũng tham gia chịu tải trọng đứng và ngangcùng với lõi và vách Với sơ đồ này các nút khung là nút cứng

Kết luận:

Sự kết hợp của giải pháp kết cấu khung-vách-lõi cùng chịu lực tạo ra khảnăng chịu tải cao hơn cho công trình Dưới tác dụng cảu tải trọng ngang (tải trọngđặc trưng cho nhà cao tầng) khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đốicủa các tầng trên là nhỏ, của các tầng dưới lớn hơn trong khi đó lõi và vách chịuuốn là chủ yếu, tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầngdưới.điều này khiến cho chuyển vị của cả công trình giảm đi khi chúng làm việccùng nhau

Với những ưu điểm đó em quyết định chọn giải pháp kết cấu khung-vách-lõichịu lực

Lựa chọn phương án sàn:

Trong kết cấu nhà cao tầng sàn là vách cứng ngang, tính tổng thể yêu cầutương đối cao Hệ kết cấu sàn được lựa chọn chủ yếu phụ thuộc vào chiều caotầng, nhịp và điều kiện thi công

+, Sàn sườn toàn khối:

Là hệ kết cấu sàn thông dụng nhất áp dụng được cho hầu hết các công trình,phạm vi sử dụng rộng, chỉ tiêu kinh tế tốt thi công dễ dàng thuận tiện

+, Sàn nấm:

Tường được sử dụng khi tải trọng sử dụng lớn, chiều cao tầng bị hạn chế, hay

do yêu cầu về kiến trúc sàn nấm tạo được không gian rộng, linh hoạt tận dụng tối

đa chiều cao tầng Tuy nhiên sử dụng sàn nấm sẽ không kinh tế bằng sàn sườn.Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng điển hình là 3,6m là tương đốicao đối với nhà làm việc, đồng thời để đảm bảo tính linh hoạt khi bố trí các váchngăn mềm, tạo không gian rộng, ta chọn phương án sàn sườn toàn khối với các ôsàn 3,6x3m và 4x3,6m

II Tải trọng thẳng đứng lên sàn:

1.Tĩnh tải sà n:

Bê tông dùng cho công trình ta dùng bê tông mác 300

+Tĩnh tải sàn tác dụng dài hạn do trọng lượng bê tông sàn được tính:

Trang 3

2 líp g¹ch l¸ nem dµy 2x2cm

B¶n bª t«ng cèt thÐp dµy 8cm

G¹ch l¸t nÒn dµy 1cm V÷a lãt dµy 2cm

V÷a tr¸t dµy 1,5cm

Tĩnh tải:

Tên Các lớp - Trọng lượng Tải trọng Hệ TTtính toán Tổng

Trang 4

γ= 1800 kG/m3Sàn bê tông cốt thép

10cm

γ= 2500 kG/m3Vữa trát 1,5 cm

γ= 1800 kG/m3

203620027

1.11.31.11.3

2246.822035.1

γ= 1800 kG/m3Lớp gạch chống nóng 10

cm

γ= 800kg/m3

Bê tông sàn 10 cm

γ= 1800 kG/m3

72368020027

1.11.31.11.11.3

79.246.88822035.1

γ= 1800 kG/m3

Bê tông sàn 8 cm

γ= 1800 kG/m3

183620027

1.11.31.11.3

19.846.822035.1

cm

γ= 1800 kG/m3Bậc gạch cao 16,0 cm

γ= 1800 kG/m3

20027144

1.11.31.1

22035.1

Giá trị tính toán (kG/m2)

Trang 5

Trong đó: m = 40 ÷45 đối với bản kê 4 cạnh.Với bản liên tục ta lấy m=45

D = 0,8 ÷1,4 phụ thuộc vào tải trọng.Lấy D=1 vì hoạt tải 200kG/ m2 thuộcloại trung bình

l: nhịp của bản lấy l = 3 m

 hb = 300

45

1 ≈7cm Ta chọn hb=8 cm

* Bề dầy của vách, lõi lấy sơ bộ 22 cm

* Bề dầy tường tầng hầm lấy sơ bộ 25 cm

Trang 7

III Thiết kế cầu thang

Trang 8

1 Tính toán bản thang

Chiều dài quy đổi của bản thang l= 3 , 5 2 + 2 , 4 2 = 4 , 25m

Bề rộng bản thang = (4-0,05)/2=1,975m (Khoảng hở giữa 2 bản thang=5cm)

Ta tính theo sơ đồ bản loại dầm

Bản thang 2 vế giống nhau do đó chỉ cần tính thép cho 1 vế rồi bố trí thép cho cả

2 vế Chiều dầy bản thang dự kiến 8cm

Chọn a = 1,5cm ⇒ h0 =6,5cm Tính cho dải bản rộng 1m

Tải trọng phân bố q= g +p= 360+ 415= 775 kG/m2

cèn thang b¶n thang

b¶n chiÕu nghØ dÇm chiÕu nghØ

dÇm chiÕu tíi

mÆt c¾t a-a mÆt b»ng thang

M

aγ = 2100 0 , 97 6 , 5

100 317

= 2,39cm2 Chọn thép Φ8 a200 có Fa = 2,5cm2

Trang 9

Fa =

0

h R

M

aγ = 2100 0 , 992 6 , 5

100 25 , 81

2 2

=

bh R

M

aγ = 2100 0 , 984 6 , 5

100 174

= 1,3cm2Chọn thép Φ8 a200 (có Fa= 2,5cm2 )

2 2

=

bh R

M

aγ = 2100 0 , 993 6 , 5

100 77

Tỷ lệ cốt thép µ =

5 6 100

4 , 1 100

= 0,22% > µmin = 0,1% Hợp lý Khi tính toán ta coi liên kết giữa bản chiếu nghỉ và dầm thang là liên kết khớp nhưng thực tế ở đây có mômen âm nên ta bố trí cốt thép âm để chịu mômen này chọn Φ6 a200

3 Thiết kế cốn thang

Cốn thang là dầm đơn giản nhịp 5m chịu tải trọng do bản thang truyền vào Sơ

bộ lấy tiết diện 15x30 cm

Trang 10

5 , 3 912 ) ( cos

8

) cos(

=

bh R

M n

= 0,117 γ = 0,5[1 + 1 2 - A] = 0,937

Vậy: Fa =

0

h R

M

aγ = 2700 0 , 937 27

100 1665

= 3,44 cm2Chọn 2Φ16 có Fa = 4,02 cm2 Tỷ lệ cốt thép: µ = 100

27 15

02 , 4

2 =

ql

= 1596 kG

Kiểm tra điều kiện:

k0 Rnbh0 = 0,35.130.20.27 = 24570 kG > QThoả mãn điều kiện hạn chế về lực cắt

k1 Rnbh0 = 0,6.10.20.27 = 3240 kG > Q Nên không cần tính cốt đai mà đặt theo cấu tạo

Uct = 15 cm đối với dầm cao 30cm < 45cm

5 , 3

= 1903 kG

Mmax = 1903 1 , 975

8

4 5

=

bh R

M n

= 0,154  γ = 0,5[1 + 1 2 - A] = 0,916

Fa =

0

h R

M

a γ = 2700 0 , 916 32

100 4086

= 5,16 cm2

Trang 11

Chọn 2Φ20 có Fa = 6,28 cm2 Tỷ lệ cốt thép: µ = 100

32 20

28 , 6

ql

= 3893 kGKiểm tra điều kiện :

k0 Rnbh0 = 0,35.130.20.32 = 29120 kG > QThoả mãn điều kiện hạn chế

Trang 12

Sàn nhà vệ sinh làm việc trong môi trường xâm thực nên được thiết kế theo

sơ đồ đàn hồi để kiểm soát được sự xuất hiện và khống chế bề rộng của khe nứt

Bê tông mác 300; Rn = 130 kg/cm2

sµn wc

Mi

MiiMii

Mi

M2M1

M n

= 130 100 6 , 5 2

100 140

= 1,04 cm2Chọn φ8 a200 Có Fa = 2,5 cm2

Trang 13

M n

= 130 100 6 , 5 2

100 324

M

aγ = 2100 0 , 97 6 , 5

100 324

= 2,45 cm2Chọn φ8 a200 Fa = 2,5 cm2

M n

= 130 100 6 , 5 2

100 111

M

aγ = 2100 0 , 99 6 , 5

100 111

= 0,83 cm2Chọn φ8 a200 Fa = 2,5 cm2

Thép âm:

A = 2

0

bh R

M n

= 130 100 6 , 5 2

100 257

M

aγ = 0 , 976 2100 6 , 5

100 257

= 1,93 cm2Chọn φ8 a200 Fa = 2,5 cm2

Trang 14

r = llt

t

2 2

=

275

335

= 1,22Dùng phương trình 6.3a tính toán cốt thép bố trí đều nhau trong mỗi phương:

q lb t12 3 lt2 lt112

Tra bảng 6.2 (Nội suy theo r ) θ = 0,78; A1 = B1 = 1,112; A2 = B2 = 0,912

Thay vào phương trình ta có:

12

) 75 , 2 35 , 3

M

aγ = 2100 0 , 99 6 , 5

10540

= 0,78 cm2Chọn thép φ6 a 200 có Fa = 1,41 cm2

M

aγ = 2100 0 , 989 6 , 5

11721

Tính cốt thép theo phương cạnh dài.

Theo phương cạnh dài ta có :

Cốt thép dương M2 = 8222 kGm < M1 = 10540 kGm

Cốt thép âm MA2 = 7499 kGm < MA1 = 11721 kGm

Thép theo phương cạnh dài đặt theo cấu tạo φ6 a 200.

Trang 15

=

325

375

= 1,15Dùng phương trình 6.3a tính toán cốt thép bố trí đều nhau trong mỗi phương:

q lb t12 lt lt

3 12

Tra bảng 6.2 (Nội suy theo r ) θ = 0,85; A1 = B1 = 1,12; A2 = B2 = 0,94

Thay vào phương trình ta có:

12

) 35 , 3 75 , 3

M n

M

aγ = 2100 0 , 987 6 , 5

14440

Trang 16

Cốt thép âm:

A = R bho2

M n

M

aγ = 2100 0 , 985 6 , 5

16173

Tính cốt thép theo phương cạnh dài.

Theo phương cạnh dài ta có :

Trang 17

N là lực dọc lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

N =F.(tĩnh tải + hoạt tải sàn).n

4 ,

Hệ sốvượt tải

Giá trịtính toán(kG/m)

Giá trị tínhtoán tường

có lỗ cửaTầng 1

- Tường 110

-Tường 220

3,6

180330

1,2

7781426

545999 Tầng 2

- Tường 110

-Tường 220

4,2

180330

1,2

9081664

6361165Tầng điển

Trang 18

-Tường 110

-Tường 220

VI Phân phối tải trọng đứng lên khung trục 4:

Theo cấu tạo tải trọng của gara sẽ truyền trực tiếp lên đất nền mà khôngtruyền vào cột Vậy sơ đồ truyền tải trong tầng 1  11 sẽ giống nhau Mái do cómỗi chiều thu vào 90 cm để tạo góc mái dốc nên sơ đồ phân tải có sự thay đổi

1 Tĩnh tải (sơ đồ phân tải như hình vẽ):

-Với ô sàn 3x3,6 m thì có tung độ tải phân bố lớn nhất mỗi bên là:

g1 = 0,5.l1.325 = 0,5.3.325 = 487,5 kG/m

Trang 19

4 +

.1,8.325 = 1287 kG

Tầng 1:

Dầm chính DE

- Tường 110 phân bố đều trên dầm DE có cường độ 545 kG/m

- Lực phân bố trên dầm chính DE do sàn truyền vào:

Tải phân bố tam giác với giá trị max gDE = 2.g1 =2.487,5 = 975 kG/m

- Lực tập trung tại giữa dầm chính DE:

+ Do tĩnh tải sàn phân bố hình thang và tĩnh tải sàn phân bố tam giác trêncác dầm phụ truyền vào:

G sàn = 4G hình thang + 2G tam giác = 4.1024 + 2.732 = 5560 kG

+ Do dầm phụ dọc giữa trục D,E:

G dầm phụ = 7,2.0,2.(0,4 - 0,08) x 2500 x 1.1 = 1426 kG

⇒ G giữa DE = 5560 + 1426 = 6986 kG.

- Lực tập trung tại biên trục E4:

+ Do tĩnh tải sàn phân bố hình thang và tĩnh tải sàn phân bố tam giác:

G sàn = 2G hình thang + G tam giác = 2.1024 + 732 = 2780 kG

Trang 20

- Tường 110 phân bố đều trên dầm DC có cường độ 545 kG/m.

- Lực phân bố trên dầm chính DC do sàn truyền vào:

Tải phân bố tam giác với giá trị max gDE = 2.g1 =2.487,5 = 975 kG/m

- Lực tập trung tại giữa dầm chính DC:

Dầm chính BC

- Nhận xét: Dựa vào sơ đồ phân tải ta thấy tải phân bố tam giác, lực tập trunggiữa dầm và lực tập trung tại C4 hoàn toàn giống với dầm chính DC

- Tính lực tập trung tại B4

G sàn = 2.G hình thang1 + G tam giác1 + 2.G tam giác2 + G hình thang2 = 2.1024 + 732 + 2.1053 + 1287 = 6173 kG

Trang 21

Dầm chính BA

- Tường 110 phân bố đều trên dầm DC có cường độ 545 kG/m

- Lực phân bố trên dầm chính BA do sàn truyền vào:

Tải phân bố hình thang với giá trị max gDE = 2.g2 =2.585 = 1170 kG/m

- Lực tập trung tại biên trục A4:

G sàn = G hình thang + 2G tam giác = 1287 + 2.1053 = 3393 kG

- Nhận xét: Sơ đồ dồn tải và các giá trị tải sàn phân bố như tầng 1 tuy nhiên

do chiều cao tầng khác nhau nên chiều cao của tường có thay đổi Các giá trị dồntải của tĩnh tải sàn ta lấy lại như ở trên còn lực phân bố và lực tập trung liên quanđến tĩnh tải tường ta sẽ tính lại:

Dầm chính DE

+ Tường phân bố trên trục E (Tường 220):

Trang 22

Dầm chính BC

+ Do tường phân bố trên trục B (Tường 110):

+ Tường phân bố trên trục E (Tường 220):

Trang 23

Dầm chính DC

- Sơ đồ dồn tải vào dầm chính DC:

3000 3000

975 6986 975 13315

45413315

Dầm chính BC

+ Do tường phân bố trên trục B (Tường 110):

Trang 24

4 +

.1,8.470 = 1862 kG

Dầm chính DE

- Lực phân bố trên dầm chính DE do sàn truyền vào:

Tải phân bố tam giác với giá trị max gDE = 2.g1 =2.705 = 1410 kG/m

- Lực tập trung tại giữa dầm chính DE:

+ Do dầm phụ dọc giữa trục D,E:

G dầm phụ = 7,2.0,2.(0,4 - 0,08) x 2500 x 1.1 = 1426 kG

⇒ G giữa DE = 8040 + 1426 = 9466 kG.

- Lực tập trung tại biên trục E4:

G sàn = 2G hình thang + G tam giác = 2.1481 + 1058 = 4020 kG

+ Do dầm chính trục E:

G dầm chính = 7,2.0,3.(0,6 - 0,08) x 2500 x 1.1 = 3089 kG

⇒ G E = 4020 + 3089 = 7109 kG.

- Lực tập trung tại trục D4:

Trang 25

- Lực phân bố trên dầm chính DC do sàn truyền vào:

Tải phân bố tam giác với giá trị max gDE = 1410 kG/m

- Lực tập trung tại giữa dầm chính DC:

Dầm chính BC

- Nhận xét: Dựa vào sơ đồ phân tải ta thấy tải phân bố tam giác, lực tập trunggiữa dầm và lực tập trung tại C4 hoàn toàn giống với dầm chính DC

- Tính lực tập trung tại B4

G sàn = 2.G hình thang1 + G tam giác1 + 2.G tam giác2 + G hình thang2 = 2.1481 + 1058 + 2.1523 +1862 = 8928 kG

- Lực phân bố trên dầm chính BA do sàn truyền vào:

Tải phân bố hình thang với giá trị max gDE = 2.g2 =2.846 = 1692 kG/m

- Lực tập trung tại biên trục A4:

G sàn = G hình thang + 2G tam giác = 1862 + 2.1523 = 4908 kG

+ Do dầm chính trục E:

G dầm chính = 7,2.0,3.(0,6 - 0,08) x 2500 x 1.1 = 3089 kG

Trang 26

4 , 0 4 2

].0,1 = = 13413 kGm = 13,413 Tm

M T8A =[4.(15036 + 1170

2

4 , 0 4 2

].0,1 = 8565 kGm = 8,565 Tm

2 Tính toán hoạt tải 1 (sơ đồ như hình vẽ)

- Tải ở nhịp AB và CD tầng 1,3,5,7,9,11,máí Tải ở nhịp BC và DE tầng2,4,6,8,10,12

- Sơ đồ phân tải và cách tính giá trị tải trọng và dồn tải như ở phần tĩnhtải.Các giá trị tính được cho trong bảng sau đây:

Tổng tải trọngphân bố hìnhthang (kG)

Dầm chính CD

- Lực phân bố trên dầm chính CD do sàn truyền vào:

Tải phân bố tam giác với giá trị max pCD = 2.p1 =2.720 = 1440 kG

- Lực tập trung tại giữa dầm chính CD do hoạt tải sàn truyền vào thông quadầm phụ dọc gồm:

PCD = 4.Phình thang + 2.P tam giác = 4.1512 + 2.1080 = 8208 kG

Trang 27

- Lực tập trung tại D4 = Lực tập trung tại C4:

P D = PC = 2.P hình thang + P tam giác = 2.1512 + 1080 = 4104 kG

- Lực phân bố trên dầm chính AB do sàn truyền vào:

Tải phân bố hình thang với giá trị max pAB = 2.p2 = 2.432 = 864 kG/m

- Lực tập trung tại B4 = Lực tập trung tại A4 gồm:

P = P sàn truyền vào 2 dầm phụ ngang + P sàn truyền vào 2 dầm chính dọc = P hình thang + 2.P tam giác = 950 + 2.778 = 2506 kG

Tổng tải trọngphân bố hìnhthang(kG)

Dầm chính CD

- Lực phân bố trên dầm chính CD do sàn truyền vào:

PCD = 4.P hình thang + 2.P tam giác = 4.756 + 2.540 = 4104 kG

PD = PC = 2.P hình thang + P tam giác = 2.756 + 540 = 2052 kG

Trang 28

- Lực phân bố trên dầm chính CD do mái truyền vào:

PCD = 4.P hình thang + 2.P tam giác = 4.307 + 2.220 = 1668 kG

PD = PC = 2.P hình thang + P tam giác = 2.307 + 220 = 834 kG

294 1668

294

Dầm chính AB

- Lực phân bố trên dầm chính AB do sàn truyền vào:

Tải phân bố hình thang với giá trị max pAB = 2.p2 = 2.178 = 356 kG/m

- Lực tập trung tại B4 = Lực tập trung tại A4 gồm:

P = P sàn truyền vào 2 dầm phụ ngang + P sàn truyền vào 2 dầm chính dọc = P hình thang + 2.P tam giác = 386 + 2.316 = 1018 kG

Tổng tải trọngphân bố hìnhthang (kG)

28

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	1,65 MB