ĐỒ án tốt NGHIỆP kỹ sư xây DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM đô THỊ hầm đậu XE NGẦM và TRUNG tâm THƯƠNG mại vạn XUÂN

Công trình ngầm đô thị nước ta phổ biến mới chỉ là các tầng hầm trong các nhà caotầng Sử dụng làm tầng kĩ thuật hoặc chỗ để xe, các đường đi bộ tính đế nay đã đượctriển khai và hoàn thàn

MỤC LỤC

PHẦN I : KIẾN TRÚC (10%)

Chương 1: Giới thiệu công trình

1.1 Quy mô và đặc điểm kiến trúc

1.2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình

1.2.1 Hệ thống điện kỹ thuật và chiếu sáng

1.2.2 Hệ thống điện lạnh và thông gió

1.2.3 Hệ thống phòng cháy –chữa cháy

1.2.4 Giải pháp chống ồn

1.2.5 Hệ thống thoát nước

1.3 Một số dự án hầm đỗ xe ngầm đang lập dự án và triển khai

PHẦN II : KẾT CẤU (50%)Chương 1: Lựa chọn phương án kết cấu, vật liệu và công cụ tính toán cho công trình1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu 2

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính cho công trình 2

1.2.1 Lựa chọn hệ khung bên trong công trình 2

1.2.2.2 Tường chắn bằng cọc khoan nhồi 5

1.2.2.3 Tường liên tục trong đất (tường Barrette)5

1.3.2 Vật liệu bê tông cốt thép

1.4 Phương pháp và công cụ tính toán

1.4.1 Mô hình hóa sơ đồ tính

2.1.1.1 Sơ bộ chiều dày sàn khu để xe 0

2.1.1.2 Sơ bộ chiều dày sàn khu trung tâm thương mại 1

2.1.1.3 Sơ bộ chiều dày sàn đáy và sàn mái 3

2.1.4 Sơ bộ chiều dày tường chắn, lõi vách 2

2.2 Tải trọng tác dụng lên công trình4

2.2.1 Tải trọng đứng4

2.2.1.1 Tĩnh tải4

a Tĩnh tải sàn4

b Tĩnh tải dầm5

c Tĩnh tải tường chắn, lõi, cột6

d Tĩnh tải cầu thang6

a Phương pháp tính riêng áp lực nước đất9

2.2.2.3 Tính toán áp lực đất và áp lực nước tác dụng lên công trình1

a Áp lực đất tĩnh1

b Áp lực nước3

Chương 3: Thiết kế hệ sàn tầng hầm điển hình (tầng hầm 2)4

3.1 Hệ sàn trung tâm thương mại4

3.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng sàn4

3.3 Giới thiệu phương pháp tính5

5.2.2.1 Tính toán cốt thép dọc cho cột 5-C thanh 106

5.2.2.2 Tính toán cốt thép dọc cho cột 5-B thanh 110

5.2.3 Tính toán cốt đai

5.2.4 Tính toán cốt thép bản đầu cột

Chương 6: Thiết kế cầu thang bộ

6.1 Mặt bằng thang6.2 Qua niệm tính toán6.2.1 Sự làm việc của các bộ phận của cầu thang

6.3.4 Tính toán bản chiếu tới

6.3.5 Tính toán dầm chiếu tới

Chương 7: Tính toán thiết kế công trình chịu tải trọng động đất

7.1 Đặc trưng của đất nền7.1.1 Một số chỉ tiêu của đất nền

7.2 Xác định áp lực động lên tường chắn7.2.1 Phương pháp lý thuyết áp lực động

b Một số đặc trưng của đất nền

c Tham số mô hình Ramberg-Osgood

7.2.2.5.Phân tích dao động riêng của đất nền

a Xác định phổ phản ứng thiết kế trên bề mặt

b Xác định phổ phản ứng trên bề mặt lớp cuội sỏi

c Chu kỳ dao động riêng của đất nền

d Mô hình xác định dao động riên của đất nền

7.2.2.6.Xác định chuyển vị của đất nền

7.2.2.7.Xác định tải trọng động đất tác dụng lên công trình

7.3 Tương tác giữa kết cấu và đất nền

7.3.1 Đặc trưng của Đất nền

7.3.2 Mô hình không gian 3 chiều của kết cấu và đất nền

7.3.2.1 Dựng mô hình 3D trong SSI3D

7.3.2.2.Nhập các thông số đất nền và gán điều kiện biên cho mô hình

7.3.2.3.Xuất dữ liệu mô hình sang phần mềm sap 2000V14

7.3.2.4.Phân tích phổ phản ứng, hàm thời gian, xuất kết quả tính toán

PHẦN III : NỀN MÓNG (20%)

Chương 1: Tính toán cọc chịu tải trọng ngang

1.1.Thiết kế cọc chịu tải trong ngang theo pp hệ số nền

1.1.1 Phương pháp hệ số nền

1.1.2 Thiết kế thép cho cọc khoan nhồi theo pp M

Chương 2: Tính toán thiết kế móng cọc

2.1 Tính toán móng M12.1.1 Tính toán sức chiu tải của cọc

2.1.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

2.1.1.2.Sức chịu tải của cọc theo SPT

2.1.2 Xác định số lượng cọc trong đài

2.1.3 Kiểm tra nền móng cọc theo TTGH2

2.1.4 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc

2.2 Tính toán móng M3

2.2.1 Tính toán sức chiu tải của cọc6

2.2.1.1.Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

2.2.1.2.Sức chịu tải của cọc theo SPT

2.2.2 Xác định số lượng cọc trong đài

2.2.3 Kiểm tra nền móng cọc theo TTGH2

2.2.4 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc

2.3 Tính toán sơ bộ số lượng cọc dưới khu thang máy

2.3.1 Tính toán sức chiu tải của cọc5

2.3.1.1.Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

2.3.1.2.Sức chịu tải của cọc theo SPT

2.3.2 Xác định số lượng cọc trong đài

Chương 3: Thiết kế tường tầng hầm

3.1 Giới thiệu sơ lược3.2 Thiết kế tường liên tục trong đất

3.3 Tính toán thiết kế tường liên tục trong đất3.3.1 Sơ lược về phần mềm plaxis

3.3.2 Tính toán nội lực tường bằng phần mềm plaxis

3.4 Tính toán cốt thép trong quá trình thi công3.4.1 Lý thuyết và kết quả tính toán

3.4.2 Tính toán cốt đai

3.5 Tính toán cốt thép trong quá trình sử dụng3.6 Bố trí thép

PHẦN IV : THI CÔNG (20%)

Chương 1: Lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi

1.1 Lựa chọn phương án thi công cọc khoan nhồi

1.1.1 PP thi công ống vách tạm đổ bê tông khô

1.1.2 PP thi công khoan guồng xoắn

1.1.3 PP thi công tuần hoàn ngược

1.1.4 PP thi công gầu xoay trong dd bentonite giữ vách

1.2.4 Công tác khoan tạo lỗ

1.2.5 Công tác nạo vét đáy hố khoan

1.2.6 Thi công cốt thép

1.2.7 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan

1.2.8 Công tác đổ bê tông

1.2.9 Rút ống vách7

1.2.10.Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi

1.2.11.Số lượng công nhân thi công cọc trong 1ca

1.2.12.Thời gian thi công cọc khoan nhồi

1.2.13.Công tác phá đầu cọc2

1.2.14.Công tác vận chuyển đất khi thi công cọc khoan nhồi

1.3 Xử lý khuyết tật cọc do thi công1.3.1 Trường hợp phát hiện có bùn trên thân cọc

1.3.2 Trường hợp phát hiện bùn dưới chân cọc

Chương 2: Lập biện pháp thi công tường trong đất

2.1 Tổng quan về tường trong đất2.1.1 Tác dụng và yêu cầu của tường trong đất8

2.1.2 Những ngoại lực tác dụng vào tường trong đất

2.1.3 Vật liệu để xây dựng tường trong đât

2.2 Thi công tường chắn

2.2.1 Công tác chuẩn bị

2.2.2 Định vị tim tường

2.2.3 Đổ bê tông tường định vị

2.2.5 Thi công panel tường thứ 2

2.2.6 Thi công panel tường thứ 3

2.2.7 Thi công panel tường thứ 5

2.2.8 Thi công panel tường thứ 4

2.2.9 Kiểm tra chất lượng tường trong đất

2.2.9.1 kiểm tra chất lượng bê tông

2.2.9.2.Kiểm tra chất lượng chống thấm nước qua tường

Chương 3: Lập biện pháp thi công TOP-DOWN

3.1 Tổng quan 3.1.1 Thiết bị phục vụ thi công

4.1.1.1 yêu cầu chung

4.1.1.2.Lựa chọn loại ván khuôn, cây chống

4.1.1.3.Phương án sử dụng ván khuôn

4.1.2 Giải pháp tổng thể thi công bê tông

4.1.2.1.Bê tông cột

4.2 Tính toán ván khuôn cây chống cho công trình

4.2.1 Tính toán ván khuôn, cây chống xiên cho cột

4.2.1.1 tính toán ván khuôn cột

4.2.1.2.Kiểm tra khả năng chịu lực cây chống xiên đỡ cột

4.2.2 Tính toán ván khuôn cây chống đỡ sàn

4.3.3 Công tác bê tông cột dầm sàn

4.3.3.1.Công tác bê tông côt

4.3.3.2.Công tác bê tông dầm ,sàn

4.3.4 Công tác bảo dưỡng bê tông

4.3.4.1.Công tác bảo dưỡng bê tông cột

4.3.4.2 công tác bảo dưỡng bê tông dầm, sàn

4.3.5 Tháo dỡ ván khuôn cột

4.3.6 Sửa chữa khuyết tật trong bê tông

Chương 5: Thiết kế biện pháp tổ chức thi công

5.1 Mục đích , ý nghĩa của thiết kế tổ chúc thi công5.1.1 Mục đích

5.3 Lập tiến độ thi công công trình

5.3.1 Ý nghĩa của tiến độ thi công

5.3.2 Yêu cầu và nội dung của tiến độ

a Yêu cầu

b Nội dung

5.3.3 Lập tiến độ thi công công trình

a Cơ sở để lập tiến độ

b Tính toán khối lượng các công tác

5.3.4 Đánh giá biểu đồ nhân lực

a Hệ số không điều hòa về sử dụng nhân công

b Hệ số phân bố lao động không đều

Chương 6: Lập tổng mặt bằng thi công công trình

6.1 Cơ sở để tính toán 6.2 Tính toán để lập tổng mặt bằng thi công công trình 6.2.1 Xác định diện tích lán trại và nhà tạm

6.2.2 Xác định diện tích kho bãi chứa vật liệu

6.2.3 Tính toán hệ thống điện thi công và sinh hoạt

6.2.4 Tính toán hệ thống cấp nước cho công trường

Chương 7: biện pháp an toàn khi thi công

7.1 Biện pháp an toàn lao động 7.1.1 An toàn cho công nhân thi công

7.1.1.1 đối với cán bộ kỹ thuật và công nhân

7.1.1.2.Đối với công việc xây trát

7.1.1.3.An toàn trong thi công bê tông

7.1.1.4.An toàn trong thi công cốt thép

7.1.1.5.An toàn trong thi công hệ giàn giáo, ván khuôn

7.1.1.6 Biện pháp an toàn trong công tác hoàn thiện

7.1.1.7.Biện pháp an toàn điện trong thi công

7.1.2 An toàn cho máy móc

7.1.3 An toàn ngoài công trường

7.1.4 An toàn cháy nổ

7.1.5 An toàn cho đối tượng thứ 3

7.2 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường

7.2.1 Vệ sinh mặt bằng tổng thể

7.2.2 Vệ sinh chất thải

7.2.4 Vệ sinh ngoài công trường

7.3 Biện pháp đảm bảo an ninh

7.3.1 An ninh ngoài công trường

7.3.2 Quản lý nhân lực, vật tư, thiết bị

PHẦN I: KIẾN TRÚC

(10%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS NGHIÊM MẠNH HIẾN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN TUẤN DŨNG

LỚP : 2009XN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

• TRÌNH BÀY GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC.

• NGHIÊN CỨU HỒ SƠ KIẾN TRÚC THỂ HIỆN LẠI MẶT BẰNG, MẶT CẮT, MẶT ĐỨNG CỦA CÔNG TRÌNH.

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

“HẦM ĐẬU XE NGẦM VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI VẠN XUÂN”

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, việc xây dựng hạ tầng

kĩ thuật đóng vai trò rất quan trọng Trước hết phải hiện đại hoá các đô thị lớn

Hiện nay tại các đô thị lớn đất đai ngày càng trở lên rất quí và rất đắt Trong khi

đó, tốc độ xây dựng nhà ở, các công trình công cộng không ngừng gia tăng, sự liên tụcphát triển giao thông đường bộ, sự hình thành các cụm công nghiệp mới, khu côngnghiệp mới…đang yêu cầu đô thị dành riêng cho những khu đất lớn Mặt khác, diệntích đất để xây dựng các bồn hoa, công viên, các khu vực đi bộ, dạo chơi sân thểthao vẫn phải đảm bảo Vì vậy nhất thiết phải tăng mật độ xây dựng, tạo lập nhữngcốt cao độ mới, sử dụng tối đa các giải pháp không gian đô thị

Tất cả những bất cập đó, đòi hỏi cấp bách phải sử dụng không gian ngầm đô thị đểgiải quyết các vấn đệ rộng lớn của xây dựng đô thị, giao thông vận tải, các bài toán kĩthuật và xã hội Khi sử dụng hiệu quả không gian ngầm cho phép:

• Tăng cường cấu trúc qui hoạch, kiến trúc, tiết kiệm được đáng kể quỹ đất đai quýgiá của đô thị

• Giải phóng nhiều công trình có tính chất phụ trợ khỏi mặt đất

• Sử dụng đất đô thị hợp lí cho việc xây dựng nhà ở, tạo ra các công viên, bồn hoa,sân vận động, khu cây xanh, các vùng "không có ô tô"

• Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị Giảm bớt tiếng ồn và khí thải trên cácđường phố đô thị

• Giữ gìn được kiến trúc, cảnh quan đô thị, những di sản văn hoá lich sử quí báu

• Bố trí hiệu quả các cụm kĩ thuật

• Nâng cao mức độ tiện nghi, an toàn cho hoạt động sống của con người

• Đảm bảo an toàn do các tác động từ bên ngoài ( do thiên nhiên, khủng bố, chiếntranh )

• Giảm được những tác động xấu của các ngành sản xuất tiềm ẩn nguy hiểm

• Trong giao thông: đảm bảo sự liên tục và tốc độ cao của các phương tiện giaothông, phân luồng tuyến giao thông, tạo nên các nút giao thông thuận tiện, tổ chứctốt các bến đỗ xe ô tô

Một số dạng công trình ngầm trên thế giới:

Công trình ngầm trên thế giới phát triển rất sớm, hiện khá phổ biến và được xâydựng hiện đại trong các khu đô thì lớn

- Một trong những loại công trình ngầm phổ biến nhất là hệ thống giao thông ngầm

nay đã có hơn 70 đô thị lớn xây dựng hệ thống này Liên Xô bị ấn tượng mạnh mẽ bởinhững ga tàu điện ngầm Tại Tokyo ( Nhật Bản) hệ thống tàu điện ngầm khá hiện đạivới 177 chiều dài các tuyến khai thác với 164 nhà ga, mỗi năm vận chuyển nghìn triệulượt khách Hiện Hàn Quốc cũng đang hoàn thành 415 km đường xe điện ngầm ở cácthành phố Seoul, Busan, Daegu, Incheun…

- Phức hợp tổ hợp ngầm Sharev ở Matxcơva với điều kiện địa chất công trình , địachất thuỷ văn rất phức tạp và công trình liền kề với khối nhà 9 tầng trên mặt đất cótầng hầm chứa ô tô sâu 4 tầng, độ sâu đáy móng tới 15m Phương án sử dụng tườngtrong đất dày 800mm, sâu 18m và thi công theo phương pháp "trên xuống" với cáctấm sàn được đặt lên tường bằng các bơm phun ximăng Sàn và cột được liên kết cứngvới nhau còn chân cột cũng được liên kết cứng với bè dày 1000mm Móng các côngtrình tiếp giáp phía Tây được gia cố bằng cọc đất xi măng D800mm có cốt thép tạonên một tường đặc ngăn cách sụt lở đất xuống phía dưới khi thi công Các thiết bịquan trắc cũng được lắp đặt nhắm theo dõi các biến động của môi trường như chế độthuỷ văn, thành phần hoá học của đất và nước trong khu vực xây dựng.

- Ga ra ngầm đặt tại quảng trường cách mạng gần điện Kremlin, xung quanh là hệthống các khách sạn cao cấp và lăng tẩm Lê nin Gara được xây trọng điều kiện chậthẹp Nằm ngay phía dưới móng công trình ở cốt -10m có đường ống dẫn dầu chạyqua Với kích thước 17,6x 82,5m công trình chứa được 184 xe, xe được đưa xuống cốt

âm nhờ đường chuyển tầng hình xoắn ốc Hình dưới

- Một số hình ảnh công trình ngầm trên thế giới thể hiện dưới đây

Đường Hầm Nakuro,

Nhật Bản Trung tâm mua sắm dướilòng đất, Nhật Bản Gara ngầm

Hình 1.1- Một số dạng công trình ngầm trên thế giới

Trong những năm xây dựng, phát triển và bảo vệ tổ quốc, một số loại công trìnhngầm với chức năng khác nhau đã bắt đầu được xây dựng ở nước ta.

Trong công nghiệp, đó là những bể chứa nguyên liệu thô hoặc băng chuyền chonhà máy (nhà máy xi măng Bỉm Sơn, nhà máy apatít Lào Cai, nhà máy điện Phả Lại,nhà máy phân đạm Hà Bắc,…) Các công trình này khi xây dựng đều sử dụng phươngpháp thi công đào mở sâu 4-20m, phần lớn đều do nước ngoài thiết kế

Trong thuỷ lợi, tại công trình thuỷ điện sông Đà, thuỷ điện Ialy có những côngtrình ngầm với những kĩ thuật phức tạp

Trong quốc phòng, xây dựng một số hầm trú ẩn, kho chứa vũ khí, hầm chiến đấu.Trong giao thông, đường hầm giao thông đường bộ qua đèo Ngang là do Việt Namhoàn toàn thiết kế và thi công Đường hầm giao thông bánh hơi qua đèo Hải Vân dàihơn 6km là do Nhật Bản thiết kế, tiêu biểu cho tính hiện đại cũng như về qui môkhông chỉ trong nước ta mà trên tầm cả khu vực

Công trình ngầm đô thị nước ta phổ biến mới chỉ là các tầng hầm trong các nhà caotầng( Sử dụng làm tầng kĩ thuật hoặc chỗ để xe), các đường đi bộ tính đế nay đã đượctriển khai và hoàn thành đưa vào sử dụng như tại nút giao thông Kim Liên, Ngã Tư

Sở, hầm Thủ Thiêm vượt sông Sài Gòn…Một số dự án triển khai thiết kế và thi côngnhư Dự án xây dựng 2 tuyến tầu điện ngầm tại Thành Phố Hồ Chí Minh, dự án tuyến

xe điện vừa trên cao vừa ngầm Mai Dịch- Trần Hưng Đạo –Hà Nội, các dự án xâydựng bãi đỗ xe ngầm ở Hà Nội ở phố Hàng Đậu, Hàng Khoai, vườn hoa Chí Linh …Trong tương lai không xa chúng ta phải nghĩ tới việc xây dựng các tổ hợp côngtrình ngầm ở các thành phố lớn

Hình 1.2 - Sự cần thiết phải xây dựng các công trình ngầm tại các đô thị lớn

a) Đường hầm Hải Vân b) Hầm trong nhà máy điện Đa Ninh

Hình 1.3 – Một số công trình ngầm đã triển khai tại Việt Nam

Công trình "HẦM ĐẬU XE VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI VẠN XUÂN"

được xây dựng tại Thành Phố Hà Nội được thiết kế và xây dựng theo định hướng hiệnđại hoá và phát triển bền vững hứa hẹn sẽ là một hướng đi mới cho quy hoạch và pháttriển đô thị tại Việt Nam

1.1. Quy mô và đặc điểm kiến trúc công trình.

"HẦM ĐẬU XE VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI VẠN XUÂN": Gồm 7

tầng hầm, mỗi tầng cao 3,0÷ 3,2m Điểm đặc biệt công trình là một tổ hợp của garangầm và dịch vụ công cộng dạng hình chữ nhật nằm chìm trong đất ở độ sâu -23,5m(tính tới cốt trên bản sàn đáy), trong khi đó trên mặt đất vẫn giữ được cảnh quan vàxây dựng các công trình dịch vụ khác

- Vị trí xây dựng : Vườn hoa Vạn Xuân -Quận Hoàn Kiếm-Hà Nội

- Diện tích giao thông mặt đất: 250 m2

- Diện tích xây dựng dưới mặt đất: 3200 m2

- Diện tích khu dịch vụ: 12044 m2

- Diện tích khu kĩ thuật: 6261 m2

- Diện tích đỗ xe: 8080 m2, sức chứa xe 270 xe

- Tổng diện tích sàn xây dựng: 26385 m2

Hình 1.4 – Phối cảnh tổng thể

HẦM ĐẬU XE VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI VẠN XUÂN

Tầng 1: Không gian đỗ xe chung, bảo quản tạm

thời(1÷ 2h), dịch vụ rửa xe,bảo dưỡng kỹ thuật…

Đóng vai trò như là nhịp nối giữa không gian trên

mặt đất với các tầng sử dụng chính của công trình

phía dưới

Tầng 2,3: Trung tâm thương mại và không gian

công cộng như các phòng trưng bày, rạp chiếu

phim, các khu mua sắm, quán café

Tầng 4,5,6: Trung tâm thương mại và không

gian công cộng ở giữa, hai bên hông dùng để chứa

xe

Tầng 7: Không gian kĩ thuật ở giữa, hai bên

hông dung để chứa xe

Theo công năng sử dụng có thể phân công trình ra

làm hai khu:

- Trung tâm thương mại+không gian công

cộng:Để phân tán cản giác khôn gian kín,các

phòng được tạo dáng kiến truc mỹ thuật đặc

biệt bằng cách tạo cho chúng nét mẫn cảm,nhẹ

nhàng và bền vững:xây dựng các cửa sổ giả,các

lỗ trên tấm trần,chiếu sáng nhân tạo,thong

gió,trao đổi không khí…Nhằm sử dụng các

phòng được linh hoạt,dùng các vách ngăn nhẹ

ngăn cách giữa các phòng

- Không gian chứa xe : Tận dụng thế mạnh của

công trình là loại gara-bến đỗ tự động hoàn toàn

nên chiều cao tầng phụ thuộc phân khu chứa xe

không cần lớn như gara thong thường(chỉ

khoảng 2,4÷ 2,7m) Công trình đang xét thiết

kế khu để xe gồm 5 tầng: 3 tầng trên cao 2,4m;

2 tầng dưới cao 2,7m

Trung tâm mua sắm dướilòng đất Sakae, Thành PhốNogoya, Nhật Bản

Gara ngầm

Khu vực kỹ thuật

Hệ thống giao thông: Gồm:

- Vận chuyển người và hàng hoá: 1 hệ thống thang cuốn, 4 thang máy, 2 thang bộ,

các hành lang phục vụ di chuyển theo phương ngang

- Chuyển xe: 2 thang quay 3600

Các lối vào và lối ra ô tô được bố trí 2 làn xe đảm bảo đủ rộng cho 2 luồng xe dichuyển ngược chiều Bên hông bố trí phần đường dành cho người đi bộ vào trong tầng

1 đi vào hệ thống giao thông theo phương đứng Phía ngoài lối đi được mở rộng tăng

độ an toàn cho lái xe, phối hợp tốt với cảnh quan trên mặt đất giảm độ khô cứng vốn

là nhược điểm của công trình ngầm

Hệ thống thang nâng di chuyển ô tôHình 1.6 - Hệ thống giao thông trong công trình.

Gara, bến đỗ được cơ giới hoá hoàn toàn Hệ thống vận chuyển ôtô hàng đầu thếgiới , lần đầu tiên được áp dụng tại Việt Nam, mang lại dáng vẻ hiện đại cho côngtrình Tất cả các thao tác được thực hiện không cần lái xe; ô tô được đưa tới các tầngcần thiết bằng 2 thang nâng có sàn quay 3600, sau đó được tời đưa vào chỗ trống Gara

cơ giới hoá chiếm diện tích ít hơn gara đường rẽ, loại trừ được ô tô đi lại trong gara do

đó giảm được lượng khí thải rất nhiều, giảm được chi phí thông gió nhân tạo, chiếusáng và cấp nhiệt

Thang cuốn đặt ở giữa công trình kết hợp với 2 cụm thang máy 2 bên tạo thuận lợicho người sử dụng toả đi các hướng với khoảng cách ngắn nhất, góp phần tích cựctrong công tác thoát hiểm, đồng thời tạo cho công trình nét hoành tráng, thanh thoát,hiện đại

1.2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình.

1.2.1 Hệ thống điện và chiếu sáng.

Do dặc điểm công trình sử dụng hệ thống vận chuyển cơ giới hoá, việc lấy ánh sáng tựnhiên cho chiếu sáng bị hạn chế nên nhu cầu về điện năng là rất lớn

Sử dụng chủ yếu hệ thống chiếu sáng nhân tạo,

theo tiêu chí không gây tiếng động, không nguy

hiểm, ở mức độ gần nhất với ánh sáng tự nhiên trên

mặt đất và được thay đổi theo ngày và đêm cho phù

hợp với ánh sáng bên ngoài để tránh hiệu ứng chói

sáng cũng như "lỗ đen" có thể gây nguy hiểm cho lái

xe

Chiếu sáng ban ngày theo hai vùng: độ chiếu sáng

cao lối vào ra, độ chiếu sáng bình thường cho những

không gian còn lại Ban đêm mức độ chiếu sáng

được thực hiện đồng đều

Chiếu sáng cho công trình

1.2.2 Hệ thống điện lạnh – thông gió.

Để tạo điều kiện môi trường bình thường trong

công trình ngầm, ta bố trí hệ thống thông gió theo

chu kì chuyển động không khí trong lành vào và đưa

không khí nhiễm bẩn ra

Gara đang thiết kế thuộc loại cơ giới cỡ trung

bình nên tầng 1 có thể thông gió tự nhiên, trong đó

không khí nóng và nhiễm bẩn được nâng lên trên và

được đấy ra qua các khu vực lối vào gara các lỗ đặc

biệt ở trên mái, còn khí sạch từ mặt đất vào gara

Còn lại tất cả các tầng còn lại thực hiện thông gió

nhân tạo bằng cách bố trí các quạt cấp và hút gió

công suất lớn kết hợp hệ thống điều hoà không khí

Sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm được xử lý và làm lạnh theo hệthống đường ống chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng và chạy trong trần theophương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ

cụ chữa cháy dự trữ ( cát, câu liêm, rừu ).Bố trí các họng cấp nước, các đoạn ốngchữa cháy, các thiết bị dập lửa trong các hốc tường hoặc trong các tủ chuyên dùng lối

đi dịch vụ

- Sử dụng hệ thống thông tin, chỉ dẫn hướng thoát hiểm khi cháy: Trạm điều độhướng cháy, thiết bị loa phóng thanh và đường thông tin, chỉ dẫn bằng ánh sáng đườngchạy ra cửa thoát

- Các kết cấu chịu lực : tường, cột, dầm, mái sàn được bảo vệ bằng các lớp phủchống cháy Giới hạn chịu lửa không dưới 120 phút

Hình 1.7 – Các tín hiệu và thiết bị phòng cháy, chữa cháy 1.2.4 Giải pháp chống ồn.

Các thiết bị, cơ cấu trong công trình ngầm cũng như hoạt động đi lại mua sắm của conngười làm xuất hiện tiếng ồn mạnh tạo nên nhiều bất tiện cho người có mặt lâu dài ở

đó Do vậy trong công trình dùng các vật liệu có đặc điểm tiêu âm cao để ốp trần,tường ( khoáng chất, amiăng, các tấm kêramíc, gạch cách âm )

Ngoài tiếng động, các thiết bị làm việc trong công trình cũng tạo ra độ rung lớn gâyảnh hưởng bất lợi nên cần chọn giải pháp kết cấu có khả năng hấp thụ dao động cao:tăng chiều dày các cấu kiện của kết cấu, tăng độ cứng và trọng lượng của chúng tạođiều kiện giảm tần số dao động riêng cho chúng

1.2.5 Hệ thống thoát nước.

Hình 1.8 – Một số nguồn tạo nước thải- Hệ thống ống dẫn- Trung tâm xử lí

Trong quá trình khai thác và sử dụng công trình ngầm các nguồn nước thâm nhậpvào công trình gồm: nước mưa chảy qua cửa chính, cầu thang, nước thấm qua các kếtcấu từ khối đất xung quanh, nước rửa các mặt ốp, phần đường xe chạy, sàn, khu rửa

xe, nước thoát ra từ các khu vệ sinh

Trong công trình được bố trí hệ thống thoát nước hợp lí gồm: mạng ống thoátnước, trạm bơm nước cạnh cửa chính, đường ống áp thuỷ lực, máy bơm, giếng thăm,các hố thu nước, các bể tập trung Từ bể tập trung nước được xử lí, được máy bơmnước thải chuyển theo đường ống áp lực vào hệ thoát nước đô thị hoặc trực tiếp vàodòng chảy công trình tiếp cận

Gara, bến đỗ có các thiết bị chuyên dùng để thu các chất lỏng như dầu mỡ, xăng chảy vào các chỗ đỗ, lối xe chạy Để đạt được điều đó sàn của các tầng gara đượcthiết kế với độ dốc 10% để chất lỏng có thể chảy được Để ngăn ngừa nước chảy tràntrên mặt sàn gara đặt các nắn dòng chảy bằng thép- rãnh nước hướng dòng chảy vềphòng chuyên dùng Cũng cần bố trí các thiết bị làm sạch chuyên dùng để tách nước,nhiên liệu mỡ, bộ phận lắng cặn, bộ phận thu gom dầu mỡ

Việc điều khiển toàn bộ quá trình cấp và thoát nước được điều khiển hoàn toàn tựđộng.

Ngoài các hệ thống và thiết bị xét trên công trình ngầm đô thị còn được bố trí hệthống cấp nhiệt, cấp năng lượng cũng như các mạng kĩ thuật khác

1.3. Một số Dự án xây dựng hầm đỗ xe ngầm đang lập dự án và triển khai.

Hầm đậu xe ngầm và dịch vụ công cộng Nguyễn Huệ:

Vị trí xây dựng tại vườn hoa Nguyễn Huệ-Quận I Thành Phố Hồ Chí Minh

- Diện tích giao thông mặt đất: 110m2

- Diện tích xây dựng dưới mặt đất: 1620m2

Hầm đậu xe ngầm và dịch vụ công cộng Thành Công:

Vị trí xây dựng tại Hồ Thành Công, Ba Đình, Hà Nội

- Diện tích giao thông mặt đất: 440m2

- Diện tích xây dựng dưới mặt đất: 6600m2

Hầm đậu xe ngầm và dịch vụ công cộng Thồng Nhất:

Vị trí xây dựng tại đường Trần Nhân Tông, Hai Bà Trưng, Hà Nội

- Diện tích giao thông mặt đất: 250m2

- Diện tích xây dựng dưới mặt đất: 7120m2

PHẦN II: KẾT CẤU

(50%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS NGHIÊM MẠNH HIẾN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN TUẤN DŨNG

LỚP : 2009XN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

• THIẾT KẾ HỆ SÀN TẦNG HẦM 2 (COS -7,70 m)

• THIẾT KẾ HỆ CỘT.

• THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH.

• THIẾT KẾ HỆ DẦM SÀN KHU ĐỂ XE (COS -13,30 m).

• TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG THEO 3 PHƯƠNG PHÁP:

- ÁP LỰC TƯƠNG ĐƯƠNG

- PHỔ PHẢN ỨNG

- TƯƠNG TÁC GIỮA KẾT CẤU VÀ ĐẤT NỀN THIẾT KẾ.

CHƯƠNG I LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU, VẬT LIỆU VÀ CÔNG CỤ

TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH

1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu.

Kết cấu công trình ngầm phụ thuộc vào các giải pháp qui hoạch không gian, chiềusâu chôn ngầm, các điều kiện địa chất công trình và các tác động xâm thực của môitrường xung quanh, điều kiện khí hậu, tải trọng, trạng thái bề mặt cũng như các biệnpháp thi công

Với công trình “HẦM ĐẬU XE VÀ TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI VẠN XUÂN” thì kết cấu công trình thiết kế có các đặc điểm sau:

Toàn bộ công trình chôn sâu trong đất tới -23,5(m).Tác động của tải trọng ngang khá lớn và biến đổi phức tạp theo giai đoạn thi công Mực nước ngầm tương đối cao (Tại cos -6,4m) nên áp lực đẩy nổi của nước lên toàn bộ bản đáy là tương đối lớn, tải

này cùng với tải ngang gây cho công trình trạng thái chịu lực phức tạp Ngoài ra trongmôi trường đất – nước công trình còn chịu ăn mòn, xâm thực lớn làm giảm đáng kểtuổi thọ công trình nếu không có giải pháp xử lý thích hợp Kết cấu công trình cầnđảm bảo chắc chắn có khả năng chống thấm tốt Công trình cần có tuổi thọ lâu dài

Để tính toán kết cấu có thể sử dụng các phần mềm tính toán: Plaxis, KCW2010, Excel… đây là những phần mềm tính toán phổ biến đang được ứng dụng rộng rãi, cho

ta kết quả tính toán tin tưởng được

Có thể sử dụng các biện pháp thi công tiên tiến nhằm đảm bảo sơ đồ làm việc thực

tế và tiết kiệm chi phí đầu tư

Nhìn chung việc xây dựng công trình ngầm gặp rất nhiều khó khăn, và còn khámới mẻ trong hoàn cảnh Việt Nam hiện nay, đòi hỏi người thiết kế phải mạnh dạn đưa

ra những giải pháp kết cấu chịu lực hợp lý, áp dụng phần mềm tính toán phù hợp

Dựa vào những đặc điểm kể trên ta đưa ra phân tích sơ bộ một số hệ chịu lực cơbản từ đó lựa chọn hệ chịu lực chính cho công trình như sau:

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu chính cho công trình.

1.2.1 Lựa chọn hệ khung bên trong công trình.

1.2.1.1 Hệ khung giằng (Khung-vách)

Hệ kết cấu khung-vách được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thốngvách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầuthang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tụcnhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệthống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp này

hệ sàn liền khối có ý nghĩa lớn Thường trong hệ kết cấu này hệ thống vách đóng vaitrò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọngthẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảmbớt kích thước cột, dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc Hệ kết cấu khung-giằng

tỏ ra là kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình chịu tải ngang lớn

1.2.1.2 Hệ vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, haiphương hoặc liên kết lại thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này có khảnăng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên

20 tầng Tuy nhiên, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra khônggian rộng

1.2.1.3 Hệ khung - lõi

Hệ khung-lõi thường sử dụng có hiệu quả cho nhà chịu tải ngang tương đối lớn và

có mặt bằng đơn giản dạng hình chữ nhật, hình vuông Lõi (ống ) có thể đặt tronghoặc ngoài biên trên mặt bằng Hệ sàn các tầng được gối trực tiếp vào các lõi- hộphoặc qua các hệ cột trung gian Phần trong lõi thường được bố trí thang máy, cầuthang, các hệ thống kĩ thuật của nhà

1.2.1.4 Hệ khung-vách - lõi

Với giải pháp này ta nhận thấy mặt bằng kết cấu nhìn đơn giản Thi công tương đốithuận lợi, hệ kết cấu tường trong đất bao quanh công trình và hệ tường làm thành lõigiếng kết hợp với hệ khung vách tạo khả năng chịu lực tốt cho công trình

Kết luận:

Với những phân tích về hệ kết cấu ở trên ta chọn ra hệ khung bên trong công trình

là: hệ khung- vách.

1.2.2 Lựa chọn hệ kết cấu chắn giữ.

Nguyên tắc và căn cứ lựa chọn kết cấu chắn giữ:

- An toàn tin cậy: Đáp ứng yêu cầu về cường độ bản thân, tính ổn định và sự biếndạng, đảm bảo an toàn cho công trình xung quanh

- Thuận lợi và đảm bảo thời gian cho thi công: Trên nguyên tắc an toàn tin cậy vàkinh tế hợp lí, đáp ứng tối đa những điều kiện thuận lợi cho thi công ( bố trí chắn giữhợp lí, thuận tiện cho việc đào đất ), rút ngắn thời gian thi công

Lựa chọn kết cấu chắn giữ.

Công trình nằm trong đất tới cốt -23,5 m(Tính đến cos mặt sàn tầng hầm 7) nên hốmóng thuộc loại hố móng sâu Do đó cần lựa chọn được kết cấu chắn giữ phù hợp Cóloại chỉ đơn thuần là kết cấu chắn giữ hố móng, khi móng thi công xong là hết tácdụng, cũng có loại thi công xong trở thành một bộ phận vĩnh cửu, tham gia chịu lựccho công trình

Có một số loại kết cấu chắn giữ chủ yếu sau:

1.2.2.1 Cọc bản thép

Dùng thép máng, thép sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản thép khoá miệng bằngthép hình với mặt cắt chữ U, Z, D dùng phương pháp đóng hoặc rung để hạ chúngvào trong đất, sau khi hoàn thành nhiệm vụ chắn giữ, có thể thu chúng để sử dụng lại.Thích hợp trong đất yếu với mực nước ngầm cao (do kết cấu này vừa chắn đượcđất vừa ngăn được nước), thi công không phức tạp Nếu sử dụng ống thép thì độ cứngcủa tường khá lớn và thích hợp với hố móng tương đối lớn, với độ sâu chừng 3- 10m

Độ cứng của cọc bản thép tương đối thấp, không phù hợp khi sử dụng chắn đất gầncác công trình hiện hữu (vì gây chuyển vị ngang lớn) Cần bảo quản tốt và có biệnpháp thi công thích hợp tránh hư hỏng bản thép để có thể sử dụng lại lần sau.

1.2.2.2 Tường chắn bằng cọc khoan nhồi

Đường kính φ 600- 1000mm, cọc dài 15- 30m làm thành tường chắn theo kiểuhàng cọc trên đỉnh đổ dầm vòng bằng BTCT Dùng cho loại hố móng có độ sâu 6-13m

Thích hợp cho loại đất sét hoặc đất cát có mực nước ngầm tương đối thấp Thicông đơn giản, thuận tiện trong điều kiện địa chất phức tạp, tiếng ồn ít Thường sửdụng kết hợp với neo đất hoặc thanh chống neo giữ tại lưng tường Khoảng cách giữacác cọc tuỳ theo mục đích sử dụng thường không quá 1m Giá thành cao

1.2.2.3 Tường liên tục trong đất(tường Barrette)

Sau khi đào thành hào móng thì đổ bêtông, làm thành hào tường chắn đất bằngbêtông có cường độ tương đối cao Dùng cho hố móng có độ sâu trên 10m hoặc trongđiều kiên thi công tương đối khó khăn

Thích hợp cho nhiều điều kiện địa chất Cường độ cao, chống thấm tốt, công nghệthi công hiện đại, có khả năng làm móng hoặc các kết cấu cho công trình vĩnh cửu, ít

ồn và chấn động khi thi công Tuy nhiên, giá thành cao và có thể thay đổi điều kiệnthuỷ văn của nước dưới đất Chất lượng mặt tường và bản thân tường cần được theodõi chặt chẽ trong quá trình thi công

Kết luận:

Với những phân tích về hệ kết cấu chắn giữ ở trên ta chọn ra:

Phần kết cấu chắn giữ bao xung quanh công trình là: Tường trong đất

Qui mô công trình lớn, đặt trong điều kiện địa chất Thành phố Hà Nội tương đốiyếu, điều kiện thi công chật hẹp nên giải pháp ta chọn ở trên là hợp lí

(Chi tiết mặt bằng kết cấu xem tại bản vẽ: KC- 01, KC- 02).

1.2.3 Lựa chọn hệ kết cấu sàn.

Phân tích và lựa chọn giải pháp sàn:

Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kếtcấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Do vậy, cần phải có

sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình Ta xétcác phương án sàn sau:

1.2.3.1 Sàn không dầm (sàn nấm) BTCT thường

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột, đầu cột được làm loe ra thành mũ cột đểcho bản liên kết chắc chắn với cột, đồng thời tăng khả năng chống chọc thủng, phùhợp với mặt bằng có hệ lưới cột hình vuông, tương đối đồng đều

Ưu điểm:

- Chiều cao tầng nhỏ nên giảm được chiều sâu công trình

- Tiết kiệm được không gian sử dụng Dễ phân chia không gian

Nhược điểm:

- Tính toán phức tạp

- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn, điều kiện biến dạng vàchống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn

- Thi công gặp nhiều khó khăn.

1.2.3.3 Sàn BTCT lắp ghép

- Được định hình, môđun hoá nên đẩy nhanh được tiến độ thi công mà vẫn đảm bảochất lượng công trình

- Phù hợp với công trình có mặt bằng sàn tương đối đơn giản

- Khó khăn trong việc đảm bảo chất lượng các mối nối giữa các cấu kiện: panel-dầm.Ngoài ra còn có một số loại kết cấu sàn khác nữa như:

 Sàn Bubble Deck

Cấu tạo: Là công nghệ sàn mới của đất nước Đan Mạch Sử dụng các quả bóngbằng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữacủa bản sàn, bản sàn bê tông BubbleDec phẳng không dầm, liên kết trực tiếp với

+ Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo

+ Tiết kiệm khối lượng bê tông (2,3 kg nhựa tái chế thay thế 230 kg bê tông/m3đối với sàn bê tông BubbleDeck 280mm (BD280))

+ Khi thi cụng, tấm tụn đúng vai trũ sàn cụng tỏc

+ Khi đổ bờtụng, nú đúng vai trũ cốp pha cho vữa bờtụng

+ Khi làm việc, nú đúng vai trũ cốt thộp lớp dưới của bản sàn

- Nhược điểm: Tớnh toỏn phức tạp, hiện chưa cú tiờu chuẩn tớnh sàn composit của

Việt Nam

Kết luận:

Với những phõn tớch trờn ta chọn ra hệ kết cấu sàn cho cụng trỡnh này là:

Đối với sàn khu Trung tõm thương mại: Sàn khụng dầm(sàn nấm) BTCT thường Đối với sàn khu để xe : Sàn BTCT toàn khối.

t ờng liên tục trong đất

Hỡnh 1.1 kết cấu chịu lực chớnh của cụng trỡnh

1.3 Phõn tớch và lựa chọn vật liệu sử dụng.

Gara ngầm thường có tải trọng rất lớn, nên vật liệu xây dựng cần có cường độ cao,trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt để tạo điều kiện giảm được đáng kể tảitrọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính.

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung chotính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng rất tốt khi chịu tác dụng của tải trọnglặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chấtlặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

Trong điều kiện Việt Nam hay các nước hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép làcác loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu garangầm

1.3.1 Vật liệu thép

- Là vật liệu đồng nhất Khả năng chịu lực lớn ( cường độ cao)

- Tính đàn hồi, biến dạng lớn, dẻo dai nên chịu tải ngang tốt: tải gió, tải động đất

- Nhược điểm lớn là kém bền với nhiệt độ ( Khi hoả hoạn, cháy nổ thì thép dễ chảydẻo gây nguy hiểm cho công trình), dễ bị ăn mòn Khó tạo các mối nối, giá thành caonên thích hợp với các công trình: nhà cao tầng, nhà công nghiệp, nhà thi đấu, nhà triểnlãm

1.3.2 Vật liệu bê tông cốt thép.

Là vật liệu không đồng nhất, rẻ tiền, tận dụng ưu thế của hai loại vật liệu: Khảnăng chịu nén của bê tông và khả năng chịu kéo của thép tạo ra loại vật liệu mới cótính năng cơ lí hoàn hảo Khác với các loại vật liệu khác, cường độ của nó khôngnhững không giảm mà còn tăng theo thời gian

Bền với môi trường và nhiệt độ, tăng tuổi thọ công trình

Lí thuyết và kinh nghiệm thi công hoàn thiện nên thời gian thi công nhanh, dễ đảmbảo chất lượng

Bê tông là vật liệu đàn dẻo nên có khả năng phân phối lại nội lực trong các kết cấu,

sử dụng hiệu quả khi chịu tải trọng lặp lại Bê tông có tính liền khối cao nên thuận lợicho việc tạo ra hệ chịu lực thống nhất có bậc siêu tĩnh cao Tuy vậy trọng lượng bảnthân lớn nên cần cân nhắc sử dụng cho thích hợp

Kết luận:

Từ yêu cầu thiết kế kết cấu cụ thể của công trình cùng với những phân tích kể trên

thì vật liệu bê tông cốt thép là hoàn toàn phù hợp cho công trình đang xét

Ngoài ra, để nâng cao tính chống thấm và giảm áp lực ngược của nước sử dụng bêtông có độ đặc chắc, có khả năng chống thấm, chống ăn mòn cao ở mặt chịu áp và cácmặt ngoài các cấu kiện như : kết cấu chắn giữ, móng công trình, bản sàn đáy Bê tông

cốt thép sử dụng (Theo TCVN[11]):

- Loại chất kết dính : ximăng pooclăng bền sunfát, ximăng ít toả nhiệt

- Loại cốt liệu nhỏ - cát sạch (với các tạp chất không quá 1% khối lượng) vớimôđun cỡ hạt từ 2-2,5

- Sử dụng nước sạch trộn bêtông, không cho phép dùng nước đầm lầy, nước bẩn đểtrộn.

Những lựa chọn cụ thể về vật liệu như: mác bêtông, mác thép sẽ nói rõ trong từngphần thiết kế cấu kiện dưới đây

1.4 Phương pháp và công cụ tính toán.

Một vấn đề đặt ra khi thiết kế kết cấu công trình ngầm là: Thiết kế cấu kiện trongtrường hợp nào là hợp lý, là cho ta kết quả tin cậy được Đây là một điểm khác biệtgiữa việc thiết kế công trình ngầm với các công trình xây dựng dân dụng cơ bản làthiết kế trong giai đoạn công trình đã hoàn thành Vậy nên trong công trình này cónhững cấu kiện thì được thiết kế trong giai đoạn thi công, có những cấu kiện thì đượcthiết kế trong giai đoạn hoàn thành

Những cấu kiện thiết kế trong giai đoạn thi công, gồm có: Tường trong đất

Những cấu kiện thiết kế trong giai đoạn hoàn thành, gồm có: Cột, dầm, sàn bêntrong công

1.4.1 Mô hình hóa sơ đồ tính.

1.4.1.1 Phân tích sơ bộ

Nói chung, khi xác định nội lực trong công trình, nếu xét một cách chính xác vàđầy đủ tất cả các yếu tố hình học của các cấu kiện thì bài toán quá phức tạp Do đó cầnthay thế công trình thực bằng sơ đồ tính của nó

Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hoá mà vẫn đảm bảo phản ánh đựơc sát với sự làmviệc thực của công trình Việc lựa chọn sơ đồ tính phụ thuộc vào hình dạng, tầm quantrọng, khả năng tính toán, quan hệ tỉ lệ độ cứng giữa các cấu kiện, tải trọng và tínhchất tác dụng của tải trọng…

Nhờ sự phát triển của máy tính điện tử mà công việc thiết kế của người kĩ sư đãnhanh hơn nhiều, cho phép tính toán với khối lượng lớn, hệ kết cấu phức tạp Trong

đồ án này đã khai thác một cách có hiệu quả những phần mềm thông dụng sau: Sap, Excel, KCW2010, Project, Plaxis

Sự làm việc của vật liệu cũng được đơn giản hoá, cho rằng nó làm việc trong giaiđoạn đàn hồi, tuân theo định luật Hooke

1.4.1.2 Sơ đồ tính toán cụ thể.

Sơ đồ tính đối với tường trong đất: Đây là hai cấu kiện được tính toán trong giaiđoạn thi công Tính toán nội lực nhờ phần mềm Plaxis Sau đó lấy biểu đồ bao nội lựctrong tường ở giai đoạn thi công cuối cùng để tính toán thép

Đối với tường trong đất: Được ngàm tại cos -23,5(m)

Lí do: Tại cos -23,5(m) Phần tường được liên kết với bản đáy tầng 7, bản đáy có

độ dày khá lớn(Độ dày của bản đáy này được trình bày trong chương 4)

1.4.2 Tính thép.

Sử dụng một số chương trình tính toán tự lập bằng ngôn ngữ EXCEL Chương

trình này có ưu điểm là tính toán đơn giản, ngắn gọn, in đẹp, dễ dàng và thuận tiện khi

sử dụng

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN VÀ TẢI TRỌNG TÁC

+Trọng lượng bản thân các cấu kiện(Tĩnh tải)

+Trọng lượng lớp đất đắp trên mái(Tĩnh tải)

+Hoạt tải sử dụng trên sàn

l

l (với l2 là cạnh lớn,l2 là cạnh nhỏ của ô bản)

Nếu tỉ số

2 1

2

l

l <

Ô bản thuộc loại bản kê bốn cạnh.

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức:

hb= l

D m

-D=(0,8÷1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng

-m=(40÷45) là hệ số phụ thuộc loại bản

Nếu tỉ số

2 1

2

l

l >

Ô bản chỉ chịu uốn theo phương cạnh nhỏ

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức:

hb= l

D m

-D=(0,8÷1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng

-m=(30÷35) là hệ số phụ thuộc loại bản

T­ êng­tÇng­hÇm

«1

Hình 2.1 Xác định sơ bộ chiều dày sàn khu để xe

Kết quả tính được thể hiện trong bảng sau:

Ô Bản l2(mm) l1(mm) l2/l1 Loại Bản

Chiều dày bảnhb(mm)

T­ êng­tÇng­hÇm

Hình 2.2 Xác định chiều dày sơ bộ sàn khu trung tâm thương mại.Chiều dày bản sàn:

2.1.1.3.Sơ bộ chiều dày bản mái và bản đáy.

Bản mái và bản đáy cùng với tường chắn đất tạo thành hệ kết cấu có độ ổn địnhcao để chống lại những tác động bất lợi của môi trường ngoài Do đó các kết cấu nàycần đủ độ cứng, độ bền để đồng thời tham gia chịu lực, chống thấm

-Bản mái: Căn cứ vào tải trọng tác dụng theo Bảng 1 lựa chọn sơ bộ chiều dày bản

là 500mm.

-Bản đáy: Trong công trình ngầm bản đáy đóng vai trò quan trọng, là một thách

thức với người thiết kế, đặc biệt với công trình đặt trong vùng địa chất phức tạp, mựcnước ngầm cao vì bản đáy đón nhận trực tiếp những bất lợi do môi trường gây ra: lựcđẩy acsimet, đẩy trồi hố móng

Một số giải pháp cho bản đáy công trình ngầm:

- Bản BTCT phẳng thông thường

- Dạng vòm

Với công trình cụ thể đang xét chọn bản đáy là bản BTCT liền khối liên kết ngàmxung quanh chu vi

Chọn sơ bộ chiều dày bản đáy : t=800(mm)(Dạng đáy phẳng)

2.1.1.4.Kiểm tra ổn định võng nứt của sàn

a. Sàn khu để xe

Sàn khu để xe dày 200mm là loại bản kê bốn cạnh sự làm làm việc của sàn đượcthể hiện như sau.:

Hình 2.3 Sự làm việc của sàn khu để xe

Xét sự làm việc của của ô sàn Ô1 kích thước l1xl2=6x9,65(m)

Ta nhận thấy độ võng lớn nhất của sàn được xác định tại giữa sàn theo phương cạnh dài.

m11 và mi1 là các hệ số để xác định mô men nhịp theo phương l1

m12 và mi2 là các hệ số để xác định mô men nhịp theo phương l1

ki1 và ki2 là các hệ số để xác định mô men gối theo phương l1 và l2

m11 và m12 tra theo sơ đồ 1 - Bảng (1-19) sách “sổ tay kêt cấu công trình”

mi1 và mi2, ki1 và ki2 tra theo sơ đồ 9- Bảng (1-19) sách “sổ tay kết cấu công trình”của PGS.TS.Vũ Mạnh Hùng

Hình 2.5.Biểu đồ phân phối momen

- Tải trọng tính toán trong bản:

+ Tĩnh tải: gtt = 619,6 (kG/m2)+ Hoạt tải: ptt = 600 (kG/m2)

- Dựa vào tỉ số

2 1

l1

Kiểm tra hàm lượng thép:

min o

Chọn diện tích thép theo cấu tạo: = µ = = 2

Kiểm tra hàm lượng thép:

min o

.R h = 2,73. − 4

10 (m2) = 2,73(cm2)Chọn ∅8 a170 có: As = 3,02 cm2

Kiểm tra hàm lượng thép:

min o

b.h 100.17,4

Chọn chiều dày lớp bảo vệ C = 1,5+0,8=2,3cm => h = 20 – 2,3 – tt0 0,82 = 17,3 cm Chiều dài thép lấy neo vào các gối: lan = 160, 600, 800>10d

Bố trí thép trong sàn

a. Cốt thép ở mặt dưới b cốt thép ở mặt trên

Hình 2.6 Bố trí cốt thép trong sàn

Tính độ võng.

Tra các số liệu trong phụ lục:

Bê tông B30 có: Rb,ser=22 MPa, Rbt,ser=1,8 MPa,

Eb=32,5x103 MPa, Ea=20x104 MPa

Cốt thép AI Rs=225 MPa

 Kiểm tra khả năng xảy ra khe nứt

- Tính giá trị mômen toàn phần.(giá trị này đã được tính ở trên)

R A R A x

s b

s

A = mm

 Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng.

Tính ξ đối với cấu kiện chịu uốn:

β = đối với bê tông nặng M =26,99kNm

1000.185

s f

A bh

ανϕ

- Tính ψs với ψls =1,0

6 , er

 Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

- Mô men gây ra do tải trọng ngắn hạn gây ra

β = đối với bê tông nặng M =16, 77kNm

6

0

6,15302

1000.185

s f

A bh

ανϕ

- Tính ψs với ψls =1,0

6 , er

 Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

- Mô men do tải trọng dài hạn gây ra

β = đối với bê tông nặng M d h. =10, 23kNm

6