Nhiệm vụ: - Kiến trúc: giới thiệu công trình, các giải pháp kết cấu - Kết cấu: tính toán thiết kế các kết cấu công trình bao gồm: +Sàn điển hình ỨNG LỰC TRƯỚC +Cầu thang +Khung + vách -
Trang 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT XY DỰNG - š@&?œ -
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD KẾT CẤU : ThS LÊ ĐÌNH QUỐC GVHD NỀN MĨNG : TS L TRỌNG NGHĨA
TPHCM, Tháng 01/ 2010
Trang 2Bộ Giáo Dục và Đào tạo CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đại học Quốc gia Tp.HCM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: Trần Huy Lộc MSSV: 80501549
NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CN LỚP: XD05DD1
KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN: ĐỊA CƠ NỀN MÓNG
1 Đầu đề luận văn: CHUNG CƯ PHÚC YÊN
2 Nhiệm vụ: - Kiến trúc: giới thiệu công trình, các giải pháp kết cấu - Kết cấu: tính toán thiết kế các kết cấu công trình bao gồm: +Sàn điển hình ỨNG LỰC TRƯỚC +Cầu thang +Khung + vách - Nền móng: +Thống kê địa chất +Thiết kế 2 phương án móng: móng cọc ép và móng cọc nhồi +Thiết kế tường vây 3 Ngày giao luận văn: 28/09/2009 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 11/01/2010 5 Họ và tên người hướng dẫn Phần hướng dẫn Khối lượng a Ts Lê Trọng Nghĩa Nền móng 70 % b Ths Lê Đình Quốc Kết cấu 30 %
Cán bộ hướng dẫn chính Cán bộ hướng dẫn phụ Nội dung và yêu cầu LVTN đã được bộ môn thông qua Ngày tháng năm 2008 Chủ nhiệm Bộ môn (ký và ghi rõ họ tên) Phần dành cho Khoa, Bộ môn: Người duyệt:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận văn:
Trang 3Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KẾT CẤU: Th.S LÊ ĐÌNH QUỐC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NỀN MÓNG: TS LÊ TRỌNG NGHĨA
Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN :
Trang 4
Trang 5
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin tạ ơn cha mẹ đã chịu bao vất vả khó nhọc để lo cho em được ăn học đến nơi đến chốn để có vốn kiến thức vào đời
Kế đến, em xin gởi lời biết ơn đến Thầy Lê Trọng Nghĩa, Thầy Lê Đình Quốc đã nhiệt tình chỉ bảo giúp em hoàn thành luận văn này
Em cũng không quên sự giúp đỡ động viên của các anh khóa trước và các bạn bè đã giúp
em có thêm động lực phấn đấu
Tp.HCM, Ngày 11 tháng 01 năm 2010
Trần Huy Lộc
Trang 6
1 MỤC LỤC PHẨN THUYẾT MINH CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1.1 MÔ TẢ SƠ LƯỢC CÔNG TRÌNH 1
1.2 SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC 2
1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 3
1.3.1.HỆ KẾT CẤU KHUNG 3
1.3.2 HỆ KẾT CẤU KHUNG GIẰNG 4
1.4 NỘI DUNG LUẬN VĂN 5
1.5 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 6
1.5.1 NHỮNG NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU BTCT 6
1.5.2 VẬT LIỆU DÙNG TÍNH TOÁN 8
1.5.3 NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 8
1.5.4 VẤN ĐỀ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ GIẢM HOẠT TẢI 10
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC VÀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN 12
2.1.1 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN 12
2.1.2 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 13
2.2 TẢI TRỌNG 15
2.2.1 TĨNH TẢI 15
2.2.2 TĨNH TẢI TƯỜNG XÂY TRÊN SÀN 16
2.2.3 HOẠT TẢI 16
2.3 VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ ỨNG SUẤT BAN ĐẦU TRONG CỐT THÉP CĂNG 16
2.3.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 16
2.3.2 ỨNG SUẤT BAN ĐẦU TRONG CỐT THÉP CĂNG 17
2.4 CHỌN TẢI TRỌNG CÂN BẰNG VÀ NỘI LỰC 17
2.4.1 TẢI TRỌNG CÂN BẰNG 17
2.4.2 NỘI LỰC 18
2.4.3 TRÌNH TỰ GIẢI NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAFE 8.0.6 18
2.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CÁP 26
2.5.1 XÁC ĐỊNH HÌNH DẠNG CÁP 26
2.5.2 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CÁP 27
2.6 KIỂM TRA ỨNG SUẤT TRONG SÀN 29
2.6.1 LÚC BUÔNG NEO 29
2.6.2 TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG 37
Trang 7
2 2.7 TÍNH CỐT THÉP THƯỜNG 39
2.8 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC 45
2.9 KIỂM TRA CHỌC THỦNG SÀN 50
2.10 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 51
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ
SƠ ĐỒ HÌNH HỌC 53
SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 54
TÍNH TOÁN BẢN THANG 54
3.1 TẢI TRỌNG 54
3.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 55
3.3 TÍNH CỐT THÉP CHO BẢN THANG 59
3.4 BỐ TRÍ CỐT THÉP 60
3.5 TÍNH TOÁN DÂM D1000x350 ; D600x350 ; D300x500 60
CHƯƠNG 4 : KHUNG KHÔNG GIAN
4.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC 67
4.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆN 67
4.2.1 KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỘT VÁCH 67
4.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 68
4.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 68
4.4.1 TẢI TRỌNG ĐỨNG 68
4.4.2 TẢI TRỌNG GIÓ 69
4.4.2.1 THÀNH PHẦN TĨNH 69
4.4.2.2 THÀNH PHẦN ĐỘNG 69
4.5 TỔ HỢP NỘI LỰC 74
4.5.1 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI GÁN VÀO SƠ ĐỒ TÍNH 74
4.5.2 CÁC TRƯỜNG HỢP TỔ HỢP NỘI LỰC 74
4.6 TÍNH THÉP KHUNG 76
4.6.1 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN TRÊN ETABS 76
4.6.2 TÍNH THÉP KHUNG TRỤC 2 85
4.6.3 TÍNH TOÁN CỐT ĐAI TRONG CỘT 89
4.7 TÍNH VÁCH VTM1 & V1 89
4.7.1 MÔ HÌNH 89
4.7.2 TÍNH THÉP CHO MỖI PHẦN TỬ CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 89
4.7.3 TÍNH THÉP CHO MỖI PHẦN TỬ CHỊU KÉO ĐÚNG TÂM 90
4.8 CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH 90
CHƯƠNG 5 : THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
Trang 8
3 5.1 PHÂN CHIA ĐƠN NGUYÊN 92
5.2 THỐNG KÊ CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁN 92
CHƯƠNG 6 : MÓNG CỌC ÉP ỨNG LỰC TRƯỚC
6.1 CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU LÀM CỌC 106
6.2 CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG 106
6.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 107
6.3.1 THEO VẬT LIỆU LÀM CỌC 107
6.3.2 THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN 109
6.3.3 THEO CHỈ TIỀU CƠ LÝ 112
6.4 TÍNH MÓNG 114
6.4.1 KIỂM TRA MÓNG M1 114
6.4.1.1 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 115
6.4.1.2 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 116
6.4.1.3 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 119
6.4.1.4 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 123 6.4.1.4.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÓNG QUY ƯỚC 123
6.4.1.4.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 123
6.4.1.4.3 KIỀM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 124
6.4.1.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI NGANG 130
6.4.1.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC 136
6.4.1.6.1 SƠ ĐỒ TÍNH 136
6.4.1.6.2 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 137
6.4.2 KIỂM TRA MÓNG M2 138
6.4.2.1 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 139
6.4.2.2 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 141
6.4.2.3 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 143
6.4.2.4 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI MÓNG QUY ƯỚC 144
6.4.2.4.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 144
6.4.2.4.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 145
6.4.2.4.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 146
6.4.2.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI NGANG 150
6.4.2.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC 155
Trang 9
4 6.4.3 KIỂM TRA MÓNG M3 156
6.4.3.1 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 157
6.4.3.2 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 158
6.4.3.3 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 160
6.4.3.4 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 161 6.4.3.4.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÓNG QUY ƯỚC 161
6.4.3.4.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 162
6.4.3.4.4 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 162
6.4.3.6 TÍNH CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC 171
6.4.3.6.1 SƠ ĐỒ TÍNH 172
6.4.3.6.2 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 172
6.5 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CỌC TRONG QUÁ TRÌNH CẨU LẮP 173
CHƯƠNG 7 : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
7.1 CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU LÀM CỌC 178
7.1.1 SỨC CHỊU TẢI CHO PHÉP CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU LÀM CỌC178 7.2 CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG 178
7.3 TÍNH MÓNG M1 179
7.3.1 THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN 179
7.3.2 THEO CHIÊU VẬT LÝ 181
7.3.3 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 184
7.3.4 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 185
7.3.5 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 187 7.3.6 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI MÓNG QUY ƯỚC 188
7.3.6.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÓNG QUY ƯỚC 188
7.3.6.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 188
7.3.6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 189
7.3.7 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI NGANG 194
7.3.8 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI 200
7.3.8.1 SƠ ĐỒ TÍNH 200
7.3.8.2 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 200
7.4 TÍNH MÓNG M2 201
7.4.1 THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN 202
7.4.2 THEO CHỈ TIÊU VẬT LÝ 202
7.4.3 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 203
Trang 10
5 7.4.4 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 205
7.4.5 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 206 7.4.6 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 208
7.4.6.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 208
7.4.6.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 209
7.4.6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 210
7.4.7 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI NGANG 214
7.4.8 TÍNH CỐT THÉP CHO ĐÀI 219
7.5 TÍNH MÓNG M3 220
7.5.1 THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN 221
7.5.2 THEO CHỈ TIÊU VẬT LÝ 223
7.5.3 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 226
7.5.4 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 227
7.5.5 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 229
7.5.6 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI MÓNG QUY ƯỚC 230
7.5.6.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 230
7.5.6.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 230
7.5.6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 231
7.5.7 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỂN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 236
7.5.8 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI 240
7.6 TÍNH MÓNG M4 241
7.6.1 THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN 242
7.6.2 THEO CHỈ TIÊU VẬT LÝ 242
7.6.3 KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 243
7.6.4 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG 244
7.6.5 TÍNH CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG THEO LỰC CẮT 244
7.6.6 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI DƯỚI MÓNG KHỐI QUY ƯỚC 246
7.6.6.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 246
7.6.6.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 247
Trang 11
6 7.6.6.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC 248
7.6.7 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN QUANH CỌC KHI CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 252
7.6.8 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC 256
7.6.8.1 SƠ ĐỒ TÍNH 257
7.6.8.2 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 257
CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY
8.1 TÍNH CHIỀU DÀI ỔN ĐỊNH CẮM VÀO TRON ĐẤT KHI TƯỜNG VÂY ĐÀO TỜI Z=7.3m VỚI 1 NEO CÁCH MẶT ĐẤT l=3m 261
8.2 TÍNH CHIỀU DÀI ỔN ĐỊNH CẮM VÀO TRONG ĐẤT KHI TƯỜNG VÂY ĐÀO TỚI Z=3m MÀ KHÔNG CÓ NEO 266
8.3 SO SÁNH NỘI LỰC GIỮA TÍNH BẰNG TAY VÀ SAP2000 ( MÔ HÌNH THEO PHƯƠNG PHÁP DẨM ĐẲNG TRỊ ) 273
8.4 TÍNH THÉP TƯỜNG VÂY 280
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 12CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1
………–ĩ—………
Ngày nay do sự phát triển ngày càng nhanh của xã hội, cùng với nó là sự lớn mạnh của ngành xây dựng, tốc độ của quá trình đô thị hóa diễn ra quá nhanh, cộng với sự tăng tự nhiên của dân số Nhu cầu xây dựng nhà dân dụng và công nghiệp ngày càng lớn, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh nơi mà có hơn sáu triệu người đang làm việc và sinh sống Điều đó đã và đang tạo ra một áp lực rất lớn cho thành phố trong việc giải quyết việc làm, đặc biệt là chỗ ở cho hơn sáu triệu người hiện nay và sẽ còn tăng nữa trong những nhiều năm tới Diện tích đất dành cho thổ cư ngày càng thu hẹp, do đó việc tiết kiệm đất xây dựng cũng như khai thác có hiệu quả diện tích hiện có là một vấn đề rất căng thẳng của thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và các thành phố lớn nói chung
Các tòa nhà chung cư cao cấp cũng như các dự án chung cư cho người có thu nhập thấp ngày càng được yêu cầu cao hơn trước Đó là xu hướng tất yếu của một xã hội luôn đềø cao giá trị con người, công năng sử dụng của chung cư không chỉ gói gọn là chỗ ở đơn thuần mà nó mở rộng ra thêm các dịch vụ phục vụ cư dân sinh, sống trong các căn hộ thuộc chung cư đó Giải pháp xây dựng các tòa nhà chung cư cao tầng là giải pháp tối ưu nhất, tiết kiệm nhất và khai thác quỹ đất có hiệu quả nhất so với các giải pháp khác trên cùng diện tích đó
Chung cư PHÚC YÊN là Chung cư thuộc khu tái định cư Quận Tân Bình – TpHCM, có một số đặc điểm sau :
- Đơn vị thi công : Công Ty Cổ Phần Xây Dựng Sài Gòn COSACO
Trang 13CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
2
Chung cư PHÚC YÊN là chung cư cao cấp thuộc dự án “KHU LIÊN HỢP PHÚC YÊN” gồm : Văn phòng – Thương mại – Thể thao – Chung Cư Mặt bằng công trình : 75mx51.2m , Chung cư cao 17 tầng và 2 tầng hầm Được xây dựng tại địa chỉ 31 – 33 Phan Huy Ích – F15 – Q.Tân Bình
Mặt bằng công trình hình chữ L gồm 3 block nhà Trong luận văn này chỉ thực hiện tính toán và thiết kế kết cấu cho block A Công trình gồm 17 tầng cốt
±0.00m được chọn đặt tại mặt đất tự nhiên Chiều cao công trình là 53m tính từ cốt
±0.00m
- Tầng hầm: Thang máy bố trí ở giữa, xung quanh dùng làm bãi giữ xe cho toàn bộ chung cư và nơi đặt các thiết bị kỹ thuật phục vụ cho công trình trong quá trình sử dụng
- Tầng 1 : Dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực
- Tầng 2 – 16 : Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở
- Sân thượng : phục vụ cafe, nhà hàng, đặt thiết bị…
Trang 14CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
3
Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong Công trình sử dụng sàn ứng lực trước, giảm chiều cao tầng, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dể dàng thay đổi trong tương lai
Giao thông theo phương ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang cho mỗi block, một thang đi lại chính và một thang thoát hiểm Thang máy có 2 thang máy chính và 1 thang máy chở hàng và phục vụ y tế có kích thước lớn hơn.Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng cách đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng
Giải pháp kết cấu được chọn trong công trình này là sử dụng sàn ứng lực trước, dày 230, căng cốt thép theo phương pháp căng sau Cột và vách thay đổi theo chiều cao
Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ
quá trình thiết kế và thi công xây dựng Đây là công tác tạo nên “bộ xương” của công trình, thỏa mãn ba tiêu chí của một sản phẩm xây dựng : mỹ thuật – kỹ thuật –
giá thành xây dựng Các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối thường được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm : hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp (giải pháp này bị loại chỉ thích hợp cho những công trình cao hơn 40 tầng) Do đó lựa chọn kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ hạ giá thành xây dựng công trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh công trình Việc lựa chọn kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió)
1.3.1 Hệ kết cấu khung
Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng lại kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn Trong thực tế kết cấu khung BTCT được
sử dụng cho các công trình đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất cấp ≤ 7 ;
15 tầng đối với cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9 Như vậy chung cư Phúc Yên cao 22
Trang 15CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
4
tầng (kể cả hầm), kết cấu khung không đảm bảo khả năng chịu lực và độ an toàn
cho công trình Do đó ta phải chọn giải pháp kết cấu khác hợp lý hơn
1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng
Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và các tường biên Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại Hai hệ khung và vách cứng được liên kết với nhau qua hệ liên kết sàn Trong trường hợp này hệ sàn toàn khối có ý nghĩa rất lớn Trong hệ kết cấu này, hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chịu tải đứng (cũng chịu 1 phần tải trọng ngang nhưng rất nhỏ, theo nguyên tắc phân bố nội lực theo độ cứng) Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng yêu cầu của kiến trúc
Hệ kết cấu khung giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình
cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà cao đến 40 tầng Nếu công trình thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cấp 9 là 20 tầng
Công trình Chung cư Phúc Yên có tổng cộng 19 tầng, nằm trong khoảng cho phép về số tầng mà hệ kết cấu khung giằng qui định
à Vì vậy hệ kết cấu khung giằng được lựa chọn Tuy vậy trong thực tế công trình đã được thi công người ta chọn giải pháp thi công sàn DỰ ỨNG LỰC nhằm đảm bảo chiều cao tầng không quá 3 m
Trong đồ án tốt nghiệp này : công trình được lựa chọn làm với phương án sàn DỰ ỨNG LỰC như trong bản vẽ công trình thực:
(Nhằm tạo ra không gian sử dụng lớn nhất, giải pháp sàn không dầm toàn khối được áp dụng cho công trình này Tuy nhiên so với phương án dầm – sàn sẽ
kiến trúc và giá trị sử dụng rất cao Đó là tạo ra một không gian sống thoải mái cho người sử dụng)
Trang 16CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
5
Luận văn này gồm 8 chương trình bày hầu như toàn bộ các vấn đề liên quan đến thiết kế một công trình xây dựng, từ kết cấu hạ tầng (móng) đến kết cấu thượng tầng (khung, mái) Dưới đây là sơ lược nội dung chính:
Nội dung trong chương 1 là giới thiệu khái quát kiến trúc và giải pháp kết cấu của công trình, tóm tắt chung nhất nội dung các chương trong luận văn
Chương 2 đề cập đến việc thiết kế sàn tầng điển hình Sàn ở đây được thiết kế với phương án sàn ỨNG LỰC TRƯỚC căng sau Tính toán sàn này được thực hiện bằng sử dụng phần mềm SAFE và tính toán sàn ULT theo tiêu chuẩn ACI 318
Chương 3 giới thiệu việc thiết kế cầu thang tầng điển hình Vấn đề quan trọng trong chương này là ta phải xác định chính xác sơ đồ tính và cách lấy nội lực để thiết kế cốt thép cho nhịp và gối của cầu thang
Chương 4 là chương thiết kế khung không gian Đây là chương cực kỳ quan
trọng vì thiết kế "bộ xương" cho công trình Nhiệm vụ được đặt ra ở đây là phải biết
vận dụng kiến thức thiết kế cột lệch tâm xiên, cách thức kiểm tra vách cứng và đặc biệt là sử dụng thành thạo phần mềm Etabs (hổ trợ giải nội lực) Một vấn đề được đặt ra là làm sao cân nhắc kích thước tiết diện cột, dầm, vách sao cho hàm lượng cốt thép tương đối hợp lý, đồng thời phải thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang của đỉnh công trình theo tiêu chuẩn quy định
Chương 5: Thống kê địa chất Trước khi thiết kế nền móng, ta phải tiến hành khảo sát địa chất và lập hồ sơ địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền trên mặt bằng và theo chiều
Trang 17CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Chương 7: Tính toán phương án móng cọc khoan nhồi Toàn bộ nội dung này tập trung xoay quanh vấn đề thiết kế đài móng cọc và kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang bằng biểu đồ tương tác
Chương 8: Tính toán tường vây bằng EXCEL theo các điều kiện cân bằng lực theo phương ngang và moment
Công tác thiết kế kết cấu Bêtông cốt thép tuân thủ các qui định, qui phạm, các hướng dẫn, các tiêu chuẩn thiết kế do Bộ Xây dựng và Nhà nước Việt Nam ban hành Chủ yếu gồm có TCXDVN 356 – 2005, TCVN 2737 – 1995, TCXD
198 – 1997… Ngoài ra trong quá trình tính toán còn sử dụng các tài liệu, số liệu, và tham khảo một số đầu sách chuyên ngành Các tài liệu tham khảo được liệt kê chi
tiết trong phần Tài Liệu Tham Khảo
dựa trên một số nguyên tắc sau đây :
1 Những nguyên tắc cơ bản khi tính toán kết cấu BTCT
Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực trong giai đoạn xây dựng và sử dụng
Việc chọn giải pháp kết cấu phải xuất phát từ điều kiện kinh tế kỹ thuật hợp lý, điều kiện thi công cụ thể, chú ý giảm đến mức tối thiểu vật liệu, năng lượng, nhân công, giá thành xây dựng…
Khi tính toán thiết kế kết cấu bêtông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn :
Theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I : nhằm bảo đảm khả năng chịu lực
của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu :
Trang 18CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
7
o Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường
Theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II : nhằm bảo đảm sự làm việc bình
thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế :
trượt, dao động
Tính toán kết cấu theo khả năng chịu lực được tiến hành dựa vào điều kiện:
T ≤ Ttd (1.1) Trong đó:
T – giá trị nguy hiểm có thể xảy ra của từng nội lực hoặc do tác dụng đống thời của một số nội lực
Ttd – Khả năng chịu lực của tiết diện đang xét của kết cấu khi tiết diện chịu lực đạt đến trạng thái giới hạn
Tính toán kiểm tra về biến dạng theo điều kiện sau: f ≤[ ]f gh (1.2) Trong đó:
f – Biến dạng của kết cấu (độ võng, góc xoay, góc trượt, biên độ dao
động) do tải trọng tiêu chuẩn gây ra
ở giai đoạn sử dụng là đủ đảm bảo
Trị số về tải trọng vá tác động dùng để tính toán kết cấu, hệ số vượt tải, hệ số tổ hợp tải trọng, cách phân chia tải trọng (thường xuyên và tạm thời, tác dụng dài hạn và ngắn hạn…) cần lấy theo tiêu chuẩn về tải trọng
Khi tính toán kết cấu theo khả năng chịu lực, ngoài các tác động bình thường của tải trọng còn cần xét đến những trường hợp ngẫu nhiên có thể làm thay đổi sự tác dụng của lực hoặc thay đổi sơ đồ kết cấu
Trang 19CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
8
Vật liệu chính dùng làm kết cấu nhà cao tầng phải đảm bảo có tính năng cao trong các mặt: cường độ chịu lực, độ bền mỏi, tính biến dạng và khả năng chống cháy
Bêtông sử dụng bêtông mác B25 có các thông số :
Vữa Xi măng – cát : γ =16kN m/ 3
Cốt thép sử dụng thiết kế:
3 Nguyên tắc chung tính tải trọng tác dụng
Khi tính tải trọng tác dụng lên công trình phải tuân theo những quy định sau:
Khi thiết kế nhà và công trình phải tính đến các tải trọng sinh ra trong quá trình sử dụng, xậy dựng cũng như trong quá trình chế tạo, bảo quản và vận chuyển kết cấu
Khi thiết kế tính toán nhà cao tầng, hai đặc trưng cơ bản của tải trọng là tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và được xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến
Khi tính độ bền mỏi lấy bằng 1
Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1
Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động”, tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời Ngoài ra ta cần
phải xét tới tải trọng đặc biệt tác dụng lên nhà cao tầng như động đất…
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)
dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình
Tải trọng thường xuyên gồm có:
cấu chịu lực và các kết cấu bao che
Trang 20CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
9
bao gồm tường, cột, dầm, sàn các lớp vữa trát, ốp, lát, các lớp cách âm, cách nhiệt … và theo trọng lượng đơn vị vật liệu sử dụng Hệ số vượt tải của trọng lượng bản thân thay đổi từ 1.05 à 1.3 tùy theo loại vật liệu sử dụng và phương pháp thi công
Tải trọng tạm thời (hoạt tải)
nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng
ngắn hạn
Tải trọng tạm thời dài hạn gồm có:
đệm dưới thiết bị
Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm có:
o Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ gá lắp
trong phạm vi phục vụ và sửa chữa thiết bị
tầng đó là do sự hoạt động lên xuống của thang máy
Tải trọng đặc biệt
o Tác động của biến dạng nền gây ra do thay đổi cấu trúc đất như biến dạng do sụt lỡ hoặc lún ướt, ảnh hưởng của các công trình xây dựng xung
quanh
Tổ hợp tải trọng
hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt
thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn
Trang 21CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
10
thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt
trọng gió
Tổ hợp tải trọng cơ bản được chia làm hai loại
thời được lấy toàn bộ Như vậy tổ hợp cơ bản 1 bao gồm : tỉnh tải + hoạt tải dài hạn + 1 hoạt tải ngắn hạn bất lợi
thời hoặc nội lực phải nhân với hệ số tổ hợp như sau :
o Khi có thể phân tích ảnh hưởng riêng biệt của từng tải trọng tạm thời ngắn hạn lên nội lực, chuyển vị trong các kết cấu và nền móng thí ảnh hưởng của tải trọng lớn nhất không giảm, tải trọng thứ hai nhân với hệ số 0,8 ; các tải trọng còn lại nhân với hệ số 0,6
o Tổ hợp tải trọng đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ
trọng đặc biệt không giảm, giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng được nhân với hệ số tổ hợp như sau: tải trọng tạm thời dài hạn nhân với ψ1 =0.95 ; tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số ψ2 =0.8 ; trừ những trường hợp đã nói rõ trong các tiêu chuẩn thiết kế các công trình trong vùng động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu và nền móng khác
tải trọng cơ bản và đặc biệt trong trường hợp tác dụng đống thời của ít nhất hai tải trọng tạm thời (dài hạn và ngằn hạn), thì nội lực tính toán cho phép lấy theo
các chỉ dẫn ở phụ lục A (TCVN 2737 – 1995)
4 Vấn đề xác định hệ số giảm hoạt tải
a) Khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần trong bảng 3 TCVN 2737 – 1995 được phép giảm như sau:
A > A1 = 9m2 )
Trang 22CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
11
1 1
6,04,0
A A
5,05,0
A A
A = +
b) Khi xác định lực dọc để tính cột, tường và móng chiụ tải trọng từ 2 sàn trở lên giá trị các tải trọng ở bảng 3 TCVN 2737 – 1995 được phép giảm bằng cách nhân với hệ số ψ n :
A > A1 = 9m2)
n
A n
4,04
,
1
−+
5,05
,
2
−+
n – số sàn đặt tải trên tiết diện đang xét cần kể đến khi tính toán tải trọng
………–ĩ—………
Trang 23CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
12
THIẾT KẾ SÀN ULT TẦNG ĐIỂN HÌNH
230 230
Hình1.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình (tầng 6-14) Công trình là KHU LIÊN HỢP VĂN PHÒNG – THƯƠNG MẠI – CHUNG CƯ – THỂ THAO PHÚC YÊN, chiều cao tầng 3m, nhịp thiết kế lớn (8-10m) Bên cạnh đó việc bố trí tường ngăn linh hoạt không phụ thuộc vào vị trí dầm cũng là một yêu cầu đặt ra Nếu ta chọn các phương án sàn sườn thì chiều cao dầm lớn nên không phù hợp
Vì vậy phương án sàn ứng lực trước không sườn được chọn Sàn ứng lực trước có nhiều ưu điểm kết cấu thanh mảnh hơn, khả năng chống nứt cũng tăng lên (điều này rất quan trọng vơi kết cấu có nhịp lớn) Phương pháp gây ứng suất trước là phương pháp căng sau vì phù hợp với công tác bê tông đổ tại chỗ và cũng không cần lắp đặt bệ
tỳ riêng cho cấu kiện
2.1/ SƠ ĐỒ HÌNH HỌC VÀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN:
1.1.1/Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện:
Ø Bản sàn:
Trang 24CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
13
chọn kích thước (ô sàn theo nhịp lớn nhất là 9m như hình 1.1) là 230mm cho các ô sàn ngoài lõi thang
bê tông cốt thép (do kích thước ô bản nhỏ, khó khăn trong vấn đề thi công) ta chọn
bề dày cho các ô sàn hành lang, sảnh chờ, và sàn vệ sinh là 200
1.1.2/ Quan niệm và phương pháp tính toán:
- Hiện nay, tồn tại nhiều quan niệm tính toán sàn ứng lực trước (không sườn hay có
sườn) như phương pháp ứng suất cho phép, phương pháp cặp ngẫu lực, phương pháp cân bằng tải trọng Trong đó phương pháp cân bằng tải trọng được áp dụng phổ biến nhờ ưu điểm đơn giản, kết hợp với phương pháp phần tử hữu hạn để tăng tính chính xác trong phân tích sự làm việc của cấu kiện
trọng cân bằng với tải trọng khác (tĩnh tải, hoạt tải) tác dụng lên cấu kiện, thép ứng lực trước tạo ra 1 thành phần tải trọng hướng ngược lên để cân bằng với tải trọng khác tác dụng lên sàn
ngược lên do lực nén trước P gây ra theo công thức đã được chứng minh (trong các tài liệu về ứng lực trước của EdWard G.Nawy)
w b 8Ps2
l
=
Trong đó s là độ lệch của cáp tại giữa nhịp so với trục trung hoà của dầm
hình 1.2.mô hình cân bằng tải trọng đối với dầm đơn giản
được hiệu quả của ứng lực trước là làm giảm tải trọng tác dụng lên dầm,
Trang 25CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
14
giảm ứng suất kéo trong dầm từ đó nâng cao khả năng chống nứt trong cấu kiện, giảm độ võng trong cấu kiện do thành phần ứng lực trước tạo ra độ vồng ngắn hạn
Hình 1.3a.mô hình cân bằng tải trọng đối với sàn
giản, nhưng có sự khác biệt tại các vị trí gối tựa (thường tại vị trí gác lên cột, hay
vị trí giao nhau giữa các dải bản) phần tải trọng cân bằng cùng chiều với tải trọng ngoài tác dụng (ngược với giữa nhịp do thi công không như ý muốn )
Hình 1.3c.Mô hình tính toán của cáp đối với sàn
v Trình tự tính toán sàn ứng lực trước căng sau như sau:
Trang 26CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
15
Kết hợp các chỉ dẫn tính tốn trong tiêu chuẩn bê tơng cốt thép TCXDVN
356-2005 và tài liệu kết cấu bê tơng cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản của PGS.TS Phan Quang Minh Từ đĩ, trình tự tính tốn sàn ứng lực trước như sau:
• Xác định tải trọng do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên sàn
• Lựa chọn vật liệu sử dụng, chọn trước ứng suất căng ban đầu
• Chọn tải trọng cân bằng với (0.8-1) lần tĩnh tải( cĩ thể hợn ) Dùng
phương pháp phần tử hữu hạn tính tốn nội lực
• Xác định hình dạng, số lượng cáp bố trí trên từng dải sàn theo hai phương
• Kiểm tra ứng suất trong bê tơng ở giai đoạn nén trước (lúc buơng neo),
giai đoạn sử dụng
• Kiểm tra khả năng chịu lực ở các tiết diện nguy hiểm trên gối và giữa nhịp
• Kiểm tra điều kiện sử dụng của sàn (khả năng chống nứt, độ võng)
2.2/TẢI TRỌNG:
2.2.1/ Tĩnh tải:
SÀN CĂN HỘ (TẦNG 6-14)
Hệ thống ống và thiết bị
Vữa trát trần h=15mm ; n=1.3 ; γ = 18kN/m3
Trang 27CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
2.2.2/ Tĩnh tải tường xây trên sàn
2.2.3/ Hoạt tải:
- Số liệu về tải trọng lấy theo bảng 3, TCXDVN 2737-1995 ( Tải trọng và tác động)
- Hệ số độ tin cậy của tải trọng với hoạt tải phân bố đều lấy bằng 1.3 khi hoạt tải
2.3/VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ ỨNG SUẤT BAN ĐẦU TRONG CỐT THÉP
CĂNG:
2.3.1/ Vật liệu sử dụng:
- Chọn bê tông có cấp độ bền B30 ( M400 mẫu vuông có cường độ trung bình của
- Chọn cáp ứng lực trước ASTM A416, GRADE 270 với các thông số: Cường độ
Sử dụng phương pháp căng cơ học bằng kích thủy lực để tạo ứng lực trước trong cốt thép Chiều dày lớp bê tông bảo vệ thép ứng lực trước chọn 20mm
Trang 28CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
17
Thép ứng lực trước được đặt trong ống thép dẹt cao 20mm như hình dưới :
Hình 1.5 Ống chứa cáp dạng dẹt
dày lớp bê tông bảo vệ tối thiếu theo qui định là 30mm
2.3.2/Ứng suất ban đầu trong cốt thép căng:
- Chọn ứng suất căng ban đầu trong cốt thép ứng lực với điều kiện:
Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát và biến dạng neo :
- Tải trọng tính toán trên sàn lấy theo bảng 1.1
Tải trọng cân bằng dùng tính số lượng cáp được chọn sơ bộ bằng 0.9 lần tĩnh tải của bản thân bê tông sàn là :
2
0.9xW tt =0.9 6.325x =5.6925kN m/
Ống cáp
Sợi cáp
Trang 29CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
18
2.4.2/ Nội lực:
- Do lưới cột của công trình không đều đặn nên các phương pháp phương pháp
khung tương đương hay phương pháp bảng tra đã lập sẵn (do nhà khoa học Liên
Xô A.A.Gvodiep, V.I.Murasep đề ra) là không phù hợp Vì vậy sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn là giải pháp hợp lý, cụ thể là nhập tải cân bằng ( xác định sau khi xác định số cáp ) trong phần mềm SAFE8.0.6 và kiểm tra lại bằng phần mềm SAFE 12( không cần tải trọng cân bằng )
- Phần mềm SAFE là phần mềm của hãng CSI Phần mềm được thiết kế để tính toán
sàn cho công trình dân dụng Trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn, SAFE cho phép mô tả mô hình gần với thực tế , các liến kết của sàn với cột được mô hình chính xác, phần mềm cũng xét đến nội lực do xoắn (các phương pháp khung tương đương hay bảng tra thường bỏ qua ảnh hưởng của xoắn nên nội lực do xoắn bằng 0).Ngoài ra phần mềm SAFE cũng có một sự thuận lợi lớn cho người thiết kế là kết quả nội lực (moment, lực cắt) được qui về các dải trên cột và giữa nhịp với bề rộng các dải do mình chọn
2.4.3/ Trình tự giải nội lực bằng phần mềm SAFE:
Mô hình kết cấu sàn có 2 cách để mô hình sàn trong phần mềm SAFE v8.06: xây dựng mô hình trực tiếp trên phần mềm SAFE hoặc sử dụng chức năng export để xuất mô hình từ phần mềm ETABS sang phần mềm SAFE Ở đây em chọn cách
thứ hai để tính toán nội lực sàn
v Các bước thực hiện:
- Chia sàn thành các dải bản
- Khai báo các đặc trưng hình học, vật liệu
- Xây dựng mô hình cho sàn, cột,vách đỡ sàn
- Khai báo các trường hợp tải trọng, tổ hợp tải trọng và gán tải cho sàn
Trang 30CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
19
Tổ hợp tải trọng:
TONG0CB ( tổng tải không gồm tải cân bằng ) = TT + HT
BN = TT + BNnhipX + BNgoiX + BNnhipY + BNgoiY
SD = TT + 0.8199(BNnhipX + BNgoiX + BNnhipY + BNgoiY)
0.9DEAD
Sau khi giải và xem biểu đồ nội lực của 0.9DEAD ta chọn hình dạng cáp
Ban đầu ta chia sàn thành các dải nhỏ khoảng 1m, sau khi có được biểu đồ
moment của các dải, dựa vào hình dạng moment và dạng hình học của ô sàn, ta chia lại các dải lớn hơn để giảm khối lượng tính
Trang 31CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
20Hình1.6 Moment của dải bản theo phương X 0.9DEAD( ban đầu )
Kích thước các dải bản theo phương X được chọn ban đầu
Trang 32CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
21
Kích thước các dải bản theo phương X được chọn ban đầu
Trang 33CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
22
Từ biểu đồ moment của các STRIP trên ta gộp các STRIP có biểu đồ moment tương
tự nhau và có cùng độ lớn thành các STRIP lớn hơn để giảm khối lượng lớn
Kích thước các STRIP chọn lại
Biểu đồ moment của các STRIP trên 0.9DEAD
Trang 34CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
9000 8000
9000 9000
6800 2200
9000
9000 9000
9000 8250
9000 1000
9000 1000
9000 9000
9000 9000
9000 9000
9000 1000
9000 9000
9000 8250
Trang 35CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
24
X10,b=2m
9000 9000
9000 8000
1000
9000 9000
6800 2200
9000
X11,b=2.2m
Trang 36CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
Trang 37CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
2.5/ XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CÁP:
2.5.1/ Xác định hình dạng cáp:
- Dựa vào biểu đồ moment để xác định hình dạng cáp độ lệch tâm ở các dải theo hai
phương
- Dựa vào chiều dày lớp bảo vệ cáp đã chọn tối thiểu là 30mm, bề dày sàn là
230mm Vị trí cáp uốn cách tâm cột hay vách đối với nhịp 9m thì 0.1L = 0.9m, nhịp 8m thì 0.1L = 0.8m
- Độ lệch tâm của đường cáp đối với trục trọng tâm của tiết diện sàn :
• Các dãi theo phương X:
e = − − − = mm
Trang 38CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
27
e = − − = mm
• Các dãi theo phương Y :
P n P
=
- Biểu đồ moment của 0.9DEAD là :
Trang 39CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
28
- Kết quả số cáp cần thiết cho mỗi dải bản được tổng kết ở bảng dưới
tên dải độ lệch tâm của cáp
( mm )
M do tải cân bằng kN.m
bề rộng dải ( m )
Trang 40CHƯƠNG 2 : SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC ĐIỂN HÌNH
Bảng1.13 Số cáp trên mỗi dải
2.6 Kiểm tra ứng suất trong sàn:
Tuỳ thuộc vào hình dạng cáp, lực ỨNG LỰC TRƯỚC sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác dụng lên sàn hướng lên hoặc hướng xuống, tải cân bằng được tính như sau :