Đồ Án Tốt Nghiệp Cao Ốc Cho Thuê Và Trung Tâm Thương Mại, 12 Tầng, 1 Tầng Hầm (Kèm Bản Vẽ Cad, Excel, Sap)

Sự phân bố tải trọng ngang theo phơng dọc nhà có thể thực hiện bằng các cáchkhác nhau: - Các kết cấu chịu lực liên tục dạng khung cứng hoặc kết cấu dạng lới; - Nối cứng các nhịp của ngôi

Trang 1

Trêng §¹i Häc X©y Dùng §å ¸n Tèt NghiÖp Kho¸ 46

PhÇn I- kiÕn tróc

(10%) GVHD: G.v;th.s- ng« sü lamNéi dung:

Trang 2

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46

Địa điểm: Thành phố Thanh Hoá

Trớc tình hình hiện nay, do dân c có xu hớng sống trong các chung c ngoại ô, khutrung tâm thành phố đợc quy hoạch trở thành khu hành chính, thơng mại và kinh tế,nhu cầu về việc xây dựng các trung tâm văn phòng cấp thiết hơn bao giờ hết

Công trình cao ốc văn phòng – Trung tâm thơng mại Hàm Rồng là một trongnhững công trình nằm trong chiến lợc phát triển kinh tế và xẫy dựng của Thành phốThanh Hoá Nằm ở một vị trí trung tâm của thành phố với hệ thống giao thông đi lạithuận tiện, công trình đã cho thấy rõ u thế về vị trí của nó

Gồm 12 tầng (ngoài ra còn có một tầng hầm để làm gara và chứa các thiết bị kỹthuật), khu nhà đã thể hiện tính u việt của công trình hiện đại, vừa mang vẻ đẹp về kiếntrúc, thuận tiện trong sử dụng và đảm bảo về kinh tế khi sử dụng

- Quy mô công trình

Toà nhà làm việc 12 tầng với diện tích mặt bằng khoảng 1395 (m2),

Công trình có diện tích xây dựng khoảng 11330 m2,

Diện tích làm việc 9208 m2,

Diện tích kinh doanh triển lãm 768 m2,

Diện tích hội trờng phòng hội thảo 384 m2,

Công trình đợc bố trí một cổng chính hớng Đông thông ra mặt phố tạo điều kiệncho giao thông đi lại và hoạt động thờng xuyên của cơ quan

Hệ thống sân đờng nội bộ bằng bê tông và gạch đá vừa đảm bảo độ bền lâu dài

Hệ thống cây xanh bồn hoa đợc bố trí ở sân trớc và xung quanh nhà tạo môi trờngcảnh quan sinh động hài hoà gắn bó thiên nhiên với công trình

Vị trí: Vị trí công trình nằm ngay trên đờng phố chính, phía Đông khu đất là đờngphố chính,

Phía Tây bắc khu đất là khu nhà ở năm tầng của công ty xuất nhập khẩu mây tre

đan,

Phía Bắc là tập thể văn phòng tập thể tỉnh ủy,

Phía Nam giáp khu nhà ở dân c 2 tầng,

Phía Tây khu đất giáp xởng công ty nhựa Tiên Tiến

Nhìn chung mặt bằng khá bằng phẳng giao thông đi lại thuận tiện vì gần trục ờng chính

Trang 3

đ-Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46

Chơng II Giải pháp kiến trúc

Phơng pháp kiến trúc đợc thiết kế theo phong cách kiến trúc hiện đại kết hợp hàihoà với đờng nét kiến trúc khu phố mới Toàn bộ công trình là các mảng, khối thể hiện

sự khoẻ khoắn gọn gàng phù hợp với chức năng của công trình

Các số liệu:

Tầng hầm:

Đặt ở cao trình -1,80m với cốt TN, với chiều cao tầng 3m có nhiệm vụ làm Trung tâm

kỹ thuật, Gara ô tô, xe máy, xe đạp

-Siêu thị trng bày và bán hàng có diện tích 768m2

-Phòng giao dịch, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật,nhà kho có tổng diện tích 112m2.-Hai thang bộ và hai thang máy, hệ thống hành lang

-Khu vệ sinh có diện tích 32 m2

Tầng 2:

Đặt ở cao trình 5,40m với chiều cao tầng 4,8m có chức năng hội trờng biểu diễn vàhọp hội thảo

Tổng diện tích xây dựng là 1280m2 gồm:

-Hội trờng có diện tích 384m2

-Hậu trờng, phòng quản lý, phòng hoá trang, phòng kỹ thuật, kho đạo cụ, quánbar

Trang 4

Trêng §¹i Häc X©y Dùng §å ¸n Tèt NghiÖp Kho¸ 46-Khu vÖ sinh cã diÖn tÝch 32 m2.

-CÇu thang bé vµ hai thang m¸y, hÖ thèng hµnh lang

TÇng 3 - 11:

Cã chiÒu cao tÇng 3,5m lµ c¸c v¨n phßng cho thuª

Tæng diÖn tÝch x©y dùng 1280m2 gåm:

-V¨n phßng cho thuª cã diÖn tÝch 1125.6 m2

-Khu vÖ sinh cã diÖn tÝch 32 m2

-Hai thang bé vµ hai thang m¸y, s¶nh

Ch¬ng III gi¶i ph¸p kü thuËt

1 Gi¶i ph¸p th«ng giã, chiÕu s¸ng.

Trang 5

Thông gió : Là một trong những yêu cầu quan trọng trong thiết kế kiến trúc

nhằm đảm bảo vệ sinh, sức khoẻ cho con ngời khi làm việc và nghỉ ngơi

Về nội bộ công trình, các phòng đều có cửa sổ thông gió trực tiếp.Trong mỗiphòng của căn hộ bố trí các quạt hoặc điều hoà để thông gió nhân tạo về mùa hè

Chiếu sáng : Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo trong đó chiếu

Lới cung cấp và phân phối điện: Cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho côngtrình đợc lấy tự điện hạ thế của trạm biến áp Dây dẫn điện từ tủ điện hạ thế đến cácbảng phân phối điện ở các tầng đi trong hộp kỹ thuật Dây dẫn điện đi sau bảng phânphối điện ở các tầng chôn trong tờng, trần hoặc sàn

Hệ thống chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang và đèn dây tóc để chiếu sáng tuỳtheo chức năng của từng phòng, tầng, khu vực

Trong các phòng có bố trí các ổ cắm để phục vụ cho chiếu sáng cục bộ và cho cácmục đích khác

Trang 6

Hệ thống chiếu sáng đợc bảo vệ bằng các Aptomat lắp trong các bảng phân phối

điện Điều khiển chiếu sáng bằng các công tắc lắp trên tờng cạnh cửa ra vào hoặc ởtrong vị trí thuận lợi nhất

Hệ thống chống sét và nối đất

Chống sét cho công trình bằng hệ thống các kim thu sét bằng thép  16 dài 600

mm lắp trên các kết cấu nhô cao và đỉnh của máy nhà Các kim thu sét đợc nối vớinhau và nối với đất bằng các thép  10 Cọc nối đất dùng thép góc 65 x 65 x 6 dài 2,5

m Dây nối đất dùng thép dẹt 40 x 4 Điện trở của hệ thống nối đất đảm bảo nhỏ hơn

10 

Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện đợc nối riêng độc lập với hệ thống nối đấtchống sét Điện trở nối đất của hệ thống này đảm bảo nhỏ hơn 4  Tất cả các kết cấukim loại, khung tủ điện, vỏ hộp Aptomat đệu phỉa đợc nối với hệ thống này

3-Cấp thoát nớc cho nhà

Nguồn nớc:

Lấy từ nguồn nớc bên ngoài của thành phố cấp đến bể nớc ngầm của công trình

Ta đặt máy bơm để bơm nớc từ bể nớc ngầm lên bể chứa nớc ở trên mái Máy bơm sẽ

tự hoạt động theo sự khống chế mức nớc ở bể trên mái Từ bể nớc trên mái nớc đợccung cấp cho toàn bộ công trình

Đờng ống cấp nớc dùng ống thép tráng kẽm Đờng ống trong nhà đi ngầm trongtờng và các hộp kỹ thuật Đờng ống sau khi lắp đặt xong đều phải thử áp lực và khửtrùng trớc khi sử dụng Tất cả các van khoá đều phải sử dụng các van khóa chịu áp lực

Chất thải từ các xí bệt đợc thu vào hệ thống ống đứng thoát riêng về ngăn chứacủa bể tự hoại Có bố trí ống thông hơi  60 đa cao qua mái 70 cm

Toàn bộ hệ thống thoát nớc trong nhà đều sử dụng ống nhựa PVC loại Class IIcủa Tiền Phong

Sử dụng hệ thống điều hoà trung tâm để điều hoà thông gió cho các phòng vàhành lang

Trang 7

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46Giao thông đứng giữa các tầng là hai thang máy, mỗi thang máy có thể chứa tới

10 ngời Ngoài ra còn có 2 thang bộ bề rộng thang là 2.0 m đảm bảo giao thông khithang máy ngừng hoạt động hoặc khi mật độ giao thông cao, đảm bảo thoát hiểm khi

có sự cố cháy nổ xảy ra

Liên hệ với hệ thống giao thông đứng là hệ thống hành lang giữa nối tiếp với các

đầu thang Giao thông ngang giữa các tầng có sự khác nhau do công năng của chúng

có sự khác nhau

Nhìn chung, công trình đáp ứng đơc tất cả những yêu cầu của một khu làm việccao cấp Ngoài ra, với lợi thế của một vị trí đẹp nằm ngay giữa trung tâm thành phố,công trình đang là điểm thu hút với nhiều công ty muốn đặt văn phòng tại nội thành

Chơng IV Cứu hoả :

Để phòng chống hoả hoạn cho công trình trên các tầng đều bố trí các bình cứu hoảcầm tay nhằm nhanh chóng dập tắt đám cháy khi mới bắt đầu Ngoài ra còn bố trí mộthọng nớc cứu hoả đặt ở tầng hầm

Về thoát ngời khi có cháy, công trình có hệ thống giao thông ngang là hành langrộng rãi, có liên hệ thuận tiện với hệ thống giao thông đứng là các cầu thang bố trí rấtlinh hoạt trên mặt bằng bao gồm cả cầu thang bộ và cầu thang máy.Cứ 1 thang máy và

1 thang bộ phục vụ cho 4 căn hộ ở mỗi tầng Ngoài ra còn có một thang bộ thoát hiểm,dành cho việc thoát ngời khi xảy ra hoả hoạn, có một cánh cửa chịu nhiệt ngăn cáchthang này với không gian bên ngoài, trong phòng thang thoát hiểm này có bố trí một ôcửa sổ để cứu ngời khi xảy ra sự cố

Phần II- kết cấu

(45%) GVHD: G.v;th.s- ngô sỹ lamNội dung:

ChơngI-Tìm hiểu nguyên tắc truyền tải và lựa chọn giải pháp kết cấu;

Trang 8

ChơngII-Tính toán tải trọng;

ChơngIII-Tính toán nội lực;

ChơngIV-Thiết kế khung K-2;

ChơngV-Tính toán thiết kế sàn;

ChơngIV-Tính toán thiết kế thang bộ;

ChơngIV-Tính toán thiết kế móng;

Chơng I-Tìm Hiểu Nguyên Tắc Truyền Tải Và Lựa Chọn Giải Pháp Kết Cấu.

I Nguyên tắc truyền tải:

I-1- Sự phân bố tải trọng thẳng đứng

Tải trọng thẳng đứng đợc truyền xuống đất qua các hệ thống cấu kiện thẳng đứng,hoặc các cấu kiện nghiêng đợc liên kết lại Các cấu kiện thẳng đứng này có thể làkhung tạo bởi hệ cột và dầm, hoặc là những tờng cứng có dạng đặc hoặc dạng mạng l-ới

Việc truyền tải thẳng đứng phụ thuộc vào sự bố trí tơng hỗ các kết cấu chịu lựcthẳng đứng trong phạm vi ngôi nhà

Trang 9

I-2- Sự phân bố tải trọng ngang.

Các kết cấu chịu lực của ngôi nhà phải chịu đợc tất cả các tải trọng ngang (Tảitrọng gió, động đất) Do đó cần phải bố trí hệ thống giằng ngang đặc biệt theo phơngdọc và phơng ngang ngôi nhà Hệ thống sàn dới dạng dầm cao sẽ truyền tải trọngngang cho các kết cấu thẳng đứng và các lực này sẽ truyền xuống móng Tải trọngngang có thể chỉ truyền nhờ những liên kết chịu đợc lực trợt giữa các kết cấu thẳng

đứng và các kết cấu ngang Những liên kết khớp giữa các kết cấu này chỉ có thể truyền

đợc tải trọng thẳng đứng Số lợng và dạng kết cấu chịu tải trọng ngang đợc quyết địnhbởi độ lớn của áp lực có thể truyền xuống đất Rõ ràng là phải tránh ứng suất quá lớncho đất

Sự phân bố tải trọng ngang theo phơng dọc nhà có thể thực hiện bằng các cáchkhác nhau:

- Các kết cấu chịu lực liên tục dạng khung cứng hoặc kết cấu dạng lới;

- Nối cứng các nhịp của ngôi nhà với nhau có thể bằng các khung cứng hoặcbằng các tờng cứng hoặc bằng các thanh giằng

II giảI pháp kết cấu:

Đối với việc thiết kế công trình, việc lựa chọn giải pháp kết cấu đóng một vai trò

rất quan trọng, bởi vì việc lựa chọn trong giai đoạn này sẽ quyết định trực tiếp đến giáthành cũng nh chất lợng công trình

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

để lựa chọn đợc một giải pháp kết cấu phù hợp cần phải dựa trên những điều kiện cụthể của công trình

I1-1 Hệ kết cấu khung chịu lực:

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

Tỷ lệ thép trong các cấu kiện thờng cao

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

nhà có hệ khung chịu lực

Trang 10

II-2 Hệ kết cấu vách chịu lực:

Đó là hệ kết cấu bao gồm các tấm phẳng thẳng đứng chịu lực Hệ này chịu tải trọng

đứng và ngang tốt áp dụng cho nhà cao tầng Tuy nhiên hệ kết cấu này ngăn cản sựlinh hoạt trong việc bố trí các phòng

nhà có hệ vách chịu lực

II-3 Hệ kết cấu lõi-hộp:

Hệ kết cấu này gồm 2 hộp lồng nhau Hộp ngoài đợc tạo bởi các lới cột và dầm gầnnhau, hộp trong cấu tạo bởi các vách cứng Toàn bộ công trình làm việc nh một kết cấuống hoàn chỉnh Lõi giữa làm tăng thêm độ cứng của công trình và cùng với hộp ngoàichịu tải trọng ngang

Ưu điểm:

Khả năng chịu lực lớn, thờng áp dụng cho những công trình có chiều cao cực lớn.Khoảng cách giữa 2 hộp rất rộng thuận lợi cho việc bố trí các phòng

Nhợc điểm:

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 về sứcchịu tải của công trình khiến cho các hệ kết cấu khác khó đảm bảo đợc

nhà có hệ lõi-hộp chịu lực

II-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 đợc u điểmcủa cả 2 giải pháp đồng thời khắc phục đợc nhợc điểm của mỗi giải pháp trên trên thực

tế giải pháp kết cấu này đợc sử dụng rộng rãi do những u điểm của nó

Tuỳ theo cách làm việc của khung mà khi thiết kế ngời ta chia ra làm 2 dạng sơ đồtính: Sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng

Sơ đồ giằng: Khi khung chỉ chịu tải trọng theo phơng đứng ứng với diện chịu tải,còn tải ngang và một phần tải đứng còn lại do vách và lõi chịu Trong sơ đồ này các nútkhung đợc cấu tạo khớp, cột có độ cứng chống uốn nhỏ

Sơ đồ khung giằng: Khi khung cũng tham gia chịu tải trọng đứng và ngang cùng vớilõi 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 khả năng chịutải cao hơn cho công trình Dới tác dụng cảu tải trọng nhang (tải trọng đặc trng cho nhàcao tầng) khung chịu cắtlà chủ yếu tức là chuyển vị tơng đối của các tầng trên là nhỏ,của các tầng dới lớn hơn trong khi đó lõi và vách chịu uốn là chủ yếu, tức là chuyển vịtơng đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dới.điều này khiến cho chuyển vị củacả công trình giảm đi khi chúng làm việc cùng nhau

Tuy nhiên với một số trờng hợp đặc biệt thì việc bố trí thêm lõi cho công trình lạigây ảnh hởng tới khả năng chịu lực của công trình Nh công trình “Trung tâm thơngmại Hàm Rồng” này là một ví dụ, việc bố trí lõi tại vị trí nh trong mặt bằng là khônghợp lý, lõi đã không nằm vào giữa công trình mà nằm lệch về một phía của công trình

Điều này làm cho công trình bị xoắn mạnh khi chịu tải trong ngang do không có sự

Trang 11

đối xứng Do vậy, để khắc phục điều này ta phải tìm cách giảm độ cứng của lõi thangmáy bằng cách dùng gạch để xây lồng thang máy

Ta cũng khó có thể đa lồng thang máy vào giữa công trình vì lý do kiến trúc và côngnăng sử dụng của công trình

Với những u, nhợc điểm đó em quyết định chọn giải pháp kết cấu khung-vách chịulực

Lựa chọn ph ơng án sàn:

Trong kết cấu nhà cao tầng sàn là vách cứng ngang, tính tổng thể yêu cầu tơng đốicao Hệ kết cấu sàn đợc lựa chọn chủ yếu phụ thuộc vào, chiều cao tầng, nhịp và điềukiện thi công

+, Sàn sờn toàn khối:

Là hệ kết cấu sàn thông dụng nhất áp dụng đợc cho hầu hết các công trình, phạm vi

sử dụng rộng, chỉ tiêu kinh tế tốt thi công dễ dàng thuận tiện

+, Sàn nấm:

Tờng đợc sử dụng khi tải trọng sử dụng lớn, chiều cao tầng bị hạn chế, hay do yêucầu về kiến trúc sàn nấm tạo đợc không gian rộng, linh hoạt tận dụng tối đa chiều caotầng Tuy nhiên sử dụng sàn nấm sẽ không kinh tế bằng sàn sờn

Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng điển hình là 3,5m là t ơng đối cao đốivới nhà làm việc, đồng thời để đảm bảo tính linh hoạt khi bố trí các vách ngăn mềm,tạo không gian rộng, ta chọn phơng án sàn sờn toàn khối với các ô sàn 4x4m ,4x3,6m,4x2m,4x3m và 6x4m

Chơng II tính toán tảI trọng.

I-Lựa chọn kích th ớc tiết diện cáu kiện :

I.1-Chọn chiều dày sàn:

l

m

D

Trong đó: m = 40 45 đối với bản kê 4 cạnh.Do bản kê liên tục  chon m=43

D = 0,8 1,4 phụ thuộc vào tải trọng.Chọn D=1.1

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

* Bề dầy tờng tầng hầm lấy sơ bộ 25 cm

I-2 Chọn kích th ớc dầm:

1 Kích th ớc dầm chính ngang:

- Chiều cao dầm đợc tính sơ bộ theo công thức

d d

- Chiều rộng dầm

bd = (0.3  0.5).hd, nhng vì đã chọn hd bé nên chọn bd = 40 cm để đủ diện tích bố trícốt thép

Trang 12

Ta chọn tiết diện cột là hình vuông vì:

-Nhà có bớc=nhịp nên tiết diện hình vuông là hợp lý,

-Có vách tham gia chịu tải trọng ngang nên làm giảm Mcột có tiết diện vuông Chọn tiết diện cột 100x100 cm

Cột từ tầng 4 đến tầng 8

N=8x8x1,4x8=716,8 T

2

6617 130

Kết quả chọn tiết diện:

Trang 13

Trang 14

Trang 15

II-2 Xác định hoạt tải ngang do gió:

Theo quy định của “TCVN 2737-95” công trình có H=48,2m>40m nên phải xét tớicả 2 thành phần tĩnh và động của gió

W=Wtĩnh +Wđộng

1.Thành phần gió tĩnh.

Theo TCVN 2737 - 95, công trình xây dựng tại Thanh Hoá thuộc vùng III có giá trị

áp lực gió tiêu chuẩn là Wo = 125 kG/m2

Công trình đợc xây dựng trong thành phố, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trởlên Theo “TCVN 2737-95” địa điểm xây dựng công trình là dạng C

 Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải gió ở độ cao z là : Wz=nWokc

Trong đó: k - Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao,  dạng địa hình

Giả thiết rằng sàn vô cùng cứng trong mặt phẳng của nó và tải trọng gió đợc truyền

về các mức sàn rồi đợc sàn phân phối cho các kết cấu chịu lực ngang là hệ khung vàvách Vì vậy ta có thể lấy hệ số khí động C= 0.8+0.6 = 1.4 và dồn tải trọng gió về phía

đón gió

áp lực gió thay đổi theo độ cao của công trình theo hệ số k Để đơn giản trong tínhtoán, trong khoảng mỗi tầng ta coi áp lực gió là phân bố đều, hệ số k lấy là giá trị ứngvới độ cao giữa tầng nhà Giá trị hệ số k và áp lực gió phân bố từng tầng đợc tính nhtrong bảng

Tải trọng gió đợc quy về phân bố đều trên các mức sàn theo diện chịu tải cho mỗisàn là một nửa chiều cao tầng trên và dới sàn

Wtầng= W.HctTrong đó: + Hct là chiều cao tầngthứ i

+ W là tải trọng gió tổng cộng gió phía đẩy và gió phía hút

Bảng 5:Tải trọng gió tính toán phân bố theo độ cao nhà:

k xkx

x

W d  1 , 2 125 0 , 8  120



Trang 16

định các tần số dao động và khối lợng sàn tầng với các quan niệm:

- Tính toán theo sơ đồ không gian với quan niệm là sàn cứng vô cùng, các chuyển

vị ngang của các nút trong mức sàn là nh nhau Các vách cứng đợc xem là các

phần tử shell Kết quả càng gần với thực tế khi vách cứng đợc chia thành các

phần tử shell có kích thớc bé

- Kết quả chạy chơng trình cho 12 tần số dao động riêng nh sau:

Bảng 6:bảng tính tần số dao động riêng.

TABLE: Modal Periods And Frequencies

OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue

Trang 17

Theo quy định của TCVN, chỉ cần tính gió động cho các trờng hợp có tần số < fLQuan sát chuyển vị thu đợc ta nhận thấy tần số f1 = 0.56818 và f2 = 0.62958 có chuyển

vị tại đỉnh mái theo phơng x và y lớn, Do đó ta sử dụng tần số fy = 0.56818 để tính tác

động động của gió theo phơng y và fx = 0.62958 để tính cho phơng x

Trang 18

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần động Wp của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ kcủa công trình xác định theo công thức :

Wpk=Mk.kyk (kG/m2) (1)Trong đó:

- Mk-khối lợng của phần công trình thứ k mà trọng tâm của nó ở độ cao zk (Tínhtheo bảng trên).ở đây, trọng tâm của từng phần công trình đợc xác định ngangmức sàn mỗi tầng

- i - Hệ số động lực, xác định theo đồ thị hình 2, điều 6.13.2 TCVN2737-95, phụthuộc vào thông số iứng với =0.3 (công trình BTCT)

.



Trong đó:

- 1,2 - Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

- Wo - Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn của vùng, ở đây Wo=1250 N/m2

- fy = 0.56818 ;fx = 0.62958 - Tần số của dạng dao động riêng thứ i

  y = 0 0725

56818 0 940

1250 2 , 1



x x

0 0654

62958 0 940

1250 2 , 1



x

x x

 Vì công trình là nhà bê tông cốt thép nên tra đồ thị hình 2 (TCVN 2737-95) với đ-ờng cong 1, ta đợc giá trị y = 1,75, x = 1.65

- yi k- Dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thứ k (ở mức z) ở đây, trọng tâmphần thứ k ở mức sàn các tầng Giá trị của yi k xác định theo bảng trên.

i k k

i k r

k

o pk i

k

y M

y W



ở đây: Mk-khối lợng phần công trình thứ k ở mỗi mức sàn

Trang 19

Wo pk- thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ k của côngtrình, đợc xác định theo công thức (8) theo “TCVN 2737-95”:

là hệ số tơng quan không gian áp lực động của tải trọng gió Xác định theo bảng

10 của TCVN2737-95.phụ thuộc vào hệ số , và 

Hệ số , và xác định theo bảng 11 tài liệu “TCVN 2737-95” phụ thuộc vào bềrộng đón gió của công trình b và chiều cao nhà H

Theo mặt phẳng toạ độ song song với zox ta có :

 =0,4xa =0,4x32=12,8m ( a là bề rộng đón gió của công trình theo phơng x )

Trang 20

Sau khi đã có các hệ số trên, thay vào công thức (1) ta tính đ ợc các giá trị tiêu

chuẩn của tải trọng gió động tác dụng lên từng phần của công trình theo các phơng x

và y

Bảng 11:Bảng tính giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió động.

Trong đó  - Hệ số tin cậy, với tải trọng gió  = 1.2

 - Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian  = 1Chuyển tải trọng gió động thành tải trọng phân bố đều tại mức sàn:

Wd = Hi Wtt p

Hi – chiều cao của tầng

Trang 21

Giá trị tải trọng gió tác dụng động tính toán động quy về các mức sàn đợc thống kêtrong bản sau:

Bảng 12: Giá trị áp lực động của gió lên công trình.

Trang 22

Ch ơng III : tính toán nội lực.

Sau khi đã tính toán các tải trọng lên công trình, ta tiến hành tính toán xác định nộilực

III.1 Sơ đồ tính:

Sơ đồ tính của công trình là sơ đồ khung không gian ngàm tại móng Vách, sàn đợcchia ra thành các phần tử shell Trục tính toán của các phần lấy nh sau:

- Trục dầm lấy gần đúng nằm ngang ở mức sàn

- Trục cột giữa trùng trục hình học của cột; các trục cột biên trùng với các trục tờng

- Chiều dài tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách các trục cột tơng ứng, chiều dàitính toán các phần tử cột các tầng trên lấy bằng khoảng cách các sàn cấu

III.2 Tải trọng:

Tải trọng tính toán để xác định nội lực bao gồm:tĩnh tải bản thân; hoạt tải sử dụng;tải trọng gió

Tĩnh tải đợc chất theo sơ đồ làm việc thực tế của công trình

- Tải trọng hoạt tải đợc chất lệch tầng, lệch nhịp

- Tải trọng gió bao gồm thành phần gió tĩnh và thành phần gió động tính với dạngdao động riêng đầu tiên theo các phơng X,Y,-X,-Y

Vậy ta có 7 trờng hợp hợp tải khi đa vào tính toán nh sau:

Trờng hợp tải 1: tĩnh tải: phần bê tông cốt thép của khung, sàn, vách ta chỉ cầnkhai báo kích thớc và vật liệu Phần vật liệu cấu tạo khác nh các lớp cấu tạo sàn,mái, trần treo và trọng lợng tờng đặt trực tiếp lên sàn đợc khai báo bổ sung dới dạngtải phân bố Tĩnh tải tờng phân bố đều trên dầm ta khai báo dới dạng tải phân bố đềutrên phần tử Frame tơng ứng

Trờng hợp tải 2: hoạt tải sử dụng 1 Ta cũng khai báo dới dạng lực phân bố trêncác ô sàn

Trờng hợp tải 3: hoạt tải sử dụng 2 Chất cách tầng, cách nhịp so với hoạt tả 1 Trờng hợp tải 4: gió theo phơng X.Tổng gió tĩnh và gió động tác dụng vào côngtrình theo phơng X (Quy về lực phân bố đặt tại các mức sàn)

Trờng hợp tải 5: gió theo phơng Y Tổng gió tĩnh và gió động tác dụng vào côngtrình theo phơng Y (Quy về lực phân bố đặt tại các mức sàn)

Trờng hợp tải 6: gió theo phơng -X Tổng gió tĩnh và gió động tác dụng vào côngtrình theo phơng -X (Quy về lực phân bố đặt tại các mức sàn)

Trờng hợp tải 7: gió theo phơng -Y Tổng gió tĩnh và gió động tác dụng vào côngtrình theo phơng -Y (Quy về lực phân bố đặt tại các mức sàn)

(Lý do xem trong Chơng II-Tính toán tải trọng-phần tính tải trọng gió)

Trang 23

III.3 Ph ơng pháp tính:

Dùng chơng trình Sap2000 để giải nội lực rồi ta đem tổ hợp nội lực (xem trong phầnphụ lục)

III.4 Kiểm tra kết quả tính toán:

Trong quá trình giải lực bằng chơng trình Sap2000,có thể có những sai lệch về kếtquả do nhiều nguyên nhân: lỗi chơng trình; do vào sai số liệu; do quan niệm sai về sơ

đồ kết cấu; tải trọng Để có cơ sở khẳng định về sự đúng đắn hoặc đáng tin cậy củakết quả tính toán bằng máy, ta tiến hành một số tính toán so sánh kiểm tra nh sau.a- Tính toán nội lực bằng phơng pháp gần đúng : So sánh với kết quả giải lực bằngchơng trình SAP 2000

Trong phần này,sẽ tính toán nội lực cho khung trục 2 chịu tải trọng gió(gồm gió tĩnh

và gió động) bằng phơng pháp điểm không momen với các quan niệm sau

- Khung trục 2 làm việc độc lập nh một khung phẳng chịu lực

- Tải trọng gió phân vào khung trục 2 theo diện chịu tải của khung(nghĩa là khôngtính đến sự làm việc không gian của công trình)

Mục đích : Để so sánh kết quả nội lực giữa một bên là sơ đồ khung không gian

giải lực bằng máy với một bên là sơ đồ khung phẳng giải bằng phơng pháp gần đúng.Trong đó, hai sơ đồ cùng chịu một loại tải trọng là tải trọng gió Từ đó đa ra các kếtluận nhận xét

b-Ta cũng có thể kiểm tra bằng phơng pháp gần đúng nh sau : coi các dầm nh hệdầm liên tục đợc chất tải phân bố đều rồi tính momen nh ví dầm liên tục thì kết quảkhông đợc sai khác lớn so với nội lực khi chạy SAP

IV.Tổ hợp nội lực.

Nội lực đợc tổ hợp với các loại tổ hợp sau:Tổ hợp cơ bản I; Tổ hợp cơ bản II;

- Tổ hợp cơ bản I: Bao gồm nội lực do tĩnh tải với một nội lực hoạt tải (hoạt tải hoặctải trọng gió)

- Tổ hợp cơ bản II: gồm nội lực do tĩnh tải với ít nhất 2 trờng hợp nội lực do hoạt tảihoặc tải trọng gió gây ra với hệ số tổ hợp của tải trọng ngắn hạn là 0.9

Kết quả tổ hợp nội lực cho các phần tử dầm và các phần tử cột cho trong các bảngsau (bảng kèm theo)

Ch ơng 4 : thiết kế khung k-2

Trang 24

Cách trình bày : Phần thuyết minh tính toán các cấu kiện thuộc khung ( dầm, cột )

đợc trình bày đại diện cho từng loại Các phần tử còn lại của từng loại cấu kiện đợc tínhtoán với số lợng cần thiết Để tiện cho việc trình bày và cũng tiện cho việc thay đổi ph-

ơng án kết cấu khi cần thiết ta lập thành các chơng trình đơn giản để tổ hợp nội lực vàtính toán kết cấu cho các loại cấu kiện dầm cột qua công cụ EXCEL dới dạng các bảngtính, đợc trình bày trong phần phụ lục

A.Tổ hợp nội lực dầm , cột thuộc khung k2:

- Vị trí giữa dầm có mô men dơng lớn nhất

ở đây vì chỉ có các trờng hợp tải trọng thông thờng nên ta chỉ tổ hợp hai trờnghợp cơ bản

II Tổ hợp nội lực cột:

Nguyên tắc tổ hợp : tơng tự nh với dầm, chỉ khác ở chỗ ta chỉ tổ hợp nội lực tại haitiết diện đầu và cuối phần tử, nội lực đem tổ hợp là mô men uốn trong mặt phẳngkhung và lực dọc, ngoài ra tại chân cột ta tổ hợp thêm lực cắt để thiết kế móng

B.Tính toán cốt thép cho khung k2

I Thiết kế dầm:

Số liệu tính toán

BT mác 300# có R n = 130 kG/cm2 , Rk = 10 kG/cm2

Thép dọc A II có Ra = R’a = 2800 kG/cm2

Trang 25

Trong đó c1 không vợt quá trị số bé nhất trong ba giá trị sau:

+1/2 Khoảng cách hai mép trong của dầm

+ 1/6 Nhịp tính toán của dầm =

6

1  6,71 = 1,12 m=112cm + hc=12cm>6cm=0,1h  C1=6 hc=6x12=72cm

Vậy chọn c1= 72 cm

 bc = b+2.c1 = 0.4 + 272= 184 cm (b c l 224,33cm

3

6733

Trang 26

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46 = 14064960 KGcm= 140,65 Tm.

Vậy ta có Mc > M =22,94 Tm  Trục trung hoà đi qua cánh  Ta tính toán nh

đối với tiết diện chữ nhật :

2294000



 = 0,0317 < Ao = 0.412  Đặt cốt đơn

 γ  0.5  (1  1  2A )= 0,984



0

γ h R

M F

a

5 5 0.984 2800

2294000



 = 15,14 cm2 Chọn 422 cóF a = 19,625 cm2 ,tt= 0,89 > min

M

= 0.051 < Ao =0.412  Chỉ cần đặt cốt đơn nếu đảm bảokhoảng cách thép

Ta có : γ  0.5  (1  1  2A )= 0,974



0

γ h R

M F

a

55 974 , 0 2800

3707700

=24,72 cm2.Chọn 628 có Fa = 36,926 cm2 , tt= 1,68 > min

Bố trí thép thành 2 lớp

Trang 27

3.TÝnh cèt thÐp däc chÞu m«men ©m-TiÕt diÖn III-III

M F

a

a  =32cm2.Chän 628 cã Fa = 36,926 cm2 ,tt= 1,68 >min

4.TÝnh to¸n cèt ®ai:

§îc tÝnh víi lùc c¾t lín nhÊt taÞ gèi

4.1.TÝnh cèt ®ai cho tiÕt diÖn I - I: Qmax = 16140 kG.

KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ :ko.Rn.b.ho= 0.351304055 = 100100 kG >Qmax

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ

Ta cã 0,6.Rk.b.ho =0,6104055 = 13200 kG < Qmax = 16140 Ph¶i tÝnhto¸n cèt ®ai

Lùc c¾t cèt ®ai ph¶i chÞu 2

2

d 8.Rk.b.ho

Q

2 5 5 40 10 8

6140 1

1800 q

.n.fd R Utt

o 1,5.Rk.b.h Umax

2 2

Trang 28

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46Trong phạm vi 3hd kể từ mép cột phải đặt cốt đai theo quy định đối với nhà caotầng, tơng tự nh trên khoảng cách cấu tạo là 150 mm

Vậy ta chọn đai 8 a150

 Ngoài ra tại những điểm có dầm phụ ngang khung kê lên dầm khung ta phải có cốt

đai gia cờng

Ta gia cờng 68 a50

- Với khoảng cách cốt đai nh vậy ta kiểm tra xem có cần đặt cốt xiên hay không:

Ta có :

15

0.503 2

1800 U

.n.f R

Q  = 16166 kG > Q = 16140 kG Vậy không phải tính cốtxiên

4.2 Tính cốt đai cho tiết diện III - III: Qmax = 27500kG.

Kiểm tra điều kiện hạn chế :ko.Rn.b.ho= 0.351304055 = 100100 kG >Qmax

Thoả mãn điều kiện hạn chế

Ta có 0,6.Rk.b.ho =0,6104055 = 13200 kG < Qmax = 27500 Phải tínhtoán cốt đai

Lực cắt cốt đai phải chịu 2

2

d 8.Rk.b.ho

Q

2 5 40 10 8

1800 q

.n.fd R Utt

o 1,5.Rk.b.h Umax

2 2

Trang 29

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46Trong phạm vi 3hd kể từ mép cột phải đặt cốt đai theo quy định đối với nhà caotầng, tơng tự nh trên khoảng cách cấu tạo là 150 mm

Vậy ta chọn đai 8 a150

4.3 Tính cốt đai cho tiết diện II - II:

Tại tiết diện II-II,lực cắt không lớn nên ta bố trí cốt đai theo cấu tạo 8 a200 và

có gia cờng thêm tại những điểm có dầm ngoài khung gối lên

Các dầm còn lại đợc tính toán và lập thành bảng trình bày trong phụ lục

II tính thép cột khung k-2:

Ta tính toán cột với nội lực theo một phơng và kiểm tra cho phơng còn lại

II.1 Cơ sở tính toán:

- Bảng tổ hợp nội lực

- Tài liệu giáo trình“ bê tông cốt thép 1”

- Tài liệu kiến trúc

* Các số liệu tính toán:

Bê tông mác 300 có Rn = 130 kG/cm2

Cốt thép dọc AII có Ra = 2800 kG/cm2

II.2 Tính toán cốt thép cột trục B2 tầng Hầm-3 (Frame 813)

Nhận xét : Trong nhà cao tầng thờng lực dọc tại chân cột thờng rất lớn so với mô

men (lệch tâm bé), do đó ta u tiên cặp nội lực tính toán có N lớn Tại đỉnh cột thờngxảy ra trờng hợp lệch tâm lớn nên ta u tiên các cặp có mômen lớn

Trang 30

Ký hiệu

cặp nội lực

M(Tm)

N(T)

e01 = M/N(m)

e0 = e01+eng(m)

Mdh (Tm)

Ndh (T)I

II

III

437,4-28,3

-857,3-797,6-795,7

0,004670,046890,03557

0,044670,086890,07557

-1.32-1.32-1.32

-359.13-359.13-359.13

Trong đó độ lệch tâm ngẫu nhiên eng =max2 ,h/ 25 ,l/ 600  4cm

Chiều dài tính toán lo =2400.7 =168 cm

Giả thiết a= a’= 5 cm

168

= 1,68<8 không phải kể đến ảnh hởng của uốn dọc

 = 1

Khoảng cách từ điểm đặt lực dọc lệch tâm đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa,e= .eo + 0.5h – a= 4,467+ 0.5100 – 5= 49,467 cm

Trang 31

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46Chiều cao vùng nén

857300

 = 65,95cm > 55,1cm = o.ho

 Cấu kiện chịu tải lệch tâm bé

Mặt khác do: .eo= 4,467m < 0.2ho = 19 cm nên tính lại x theo công thức

x= h – (1.8 +

ho

h 0.5 

- 1.4o) .eo

100 – (1.8 +

95

100 0.5 

- 1.40.58)  4,467 = 93,236 cmVậy thép tính theo công thức:

Fa = F’a =

a) a(ho R'

0.5x) Rn.b.x.(ho

x 2800

93,236)

x 0.5 (95

x 93,236

x 100 130x 49,467

x 857300



=-64,42(cm2) Tính toán tơng tự nh đối với cặp 1 ta tính với cặp nội lực số 2 ta đợc:

Fa = F’a = -61,14(cm2)

Tính toán tơng tự nh đối với cặp 1 ta tính với cặp nội lực số 3 ta

đợc:

Fa = F’a =-65,77 (cm2)

NX:Dấu “âm“chứng tỏ tiết diện cột hoàn

toàn bị nén mà bêtông đã đủ chịu.Tuy nhiên để

thiên về an toàn ta bố trí tt>min và lấy theo cấu

tạo:

2 80 100

10000 8

0 100

8

0

cm x

31 , 88

 = 0.93%

NX:Diện tích cốt thép các cột khác đợc tính toán theo trình tự trên bằng cáchdùng phần mềm EXCEL để lập bảng (in trong phụ lục tính toán)

Trang 32

Ch ¬ng 5 : TÝnh to¸n thÐp sµn

Trang 33

(2) (3)

(4)

(5) (1)

a b c d

e

3 2

1

D1(300x750)

Tính toán cốt thép cho một số ô sàn điển hình

Cơ sở tính toán: Tài liệu “Sàn BTCT toàn khối”

I.Tính toán nội lực.

Do các ô sàn gần nh giống nhau, mặt khác do thời gian làm đồ án có hạn nên tachỉ tính cho một ô sàn điển hình Các ô sàn khác tính tơng tự

Diễn giải:Xét ô sàn điển hình số 1:

a/ Sơ đồ kết cấu:

Do ta tách một sàn độc lập ra để tính theo lý thuyết bản kê 4 cạnh nên phải xemxét vấn đề sau:

Trang 34

Trờng Đại Học Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp Khoá 46Xét một mặt cắt đi qua 2 ô sàn liên tiếp nhau Do ta tính toán cục bộ từng ô sànmột nên ở mỗi bản sàn lại có một giá trị nội lực khác nhau nhng khi bố trí thép (haydùng nội lực để tính thép thì phải chọn giá trị lớn trong 2 giá trị đó để tính và bố tríchung cho cả 2 sàn.)

Do vậy để có đợc giá trị nội lực dùng để tính thép ở một ô sàn nào đó ta phải tínhtoán nội lực ở các ô sàn lân cận để rồi chọn đợc giá trị nôị lực lớn hơn để tính thép

Sơ đồ sàn đựơc quy ớc ở hình vẽ trên

b/ Nội lực:

Thiết kế theo sơ đồ bản kê bốn cạnh.Ta

sử dụng sơ đồ khớp dẻo để tính toán

Momen xuất hiện trong ô sàn bao gồm:

M1: momen giữa nhịp theo phơng 1

M2: momen giữa nhịp theo phơng 2

MI: momen gối theo phơng 1

MI*: momen gối theo phơng 1

MII: momen gối theo phơng 2

MII*: momen gối theo phơng 2

Dùng phơng trình (11.19) sách BTCT1 tính toán cốt thép bố trí đều nhau trongmỗi phơng:

Trang 35

Trong ph¬ng tr×nh trªn cã 6 m«men lµm Èn sè LÊy M1 lµm Èn sè chÝnh vµ quy



M

M M

M I II

,

5 , 2 2

* 1

1.7 3.7 2.18 B¶N K£ 2 C¹NH 0.663 0.964 0.964

3

3.7 3.7 1.00 1.00 2.50 2.50 2.50 2.50 0.119 0.297 0.297 0.119 0.297 0.297 4

3.7 3.7 1.00 1.00 2.50 2.50 2.50 2.50 0.119 0.297 0.297 0.119 0.297 0.297 5

3.7 3.7 1.00 1.00 2.50 2.50 2.50 2.50 0.119 0.297 0.297 0.119 0.297 0.297

Trang 36

II Tính cốt thép cho ô bản

Do nội lực xuất hiện trong bản không lớn ,do đó để vừa hợp lí về mặt kết cấu chịulực ,vừa thuận lợi cho việc thi công ta chọn một ô sàn có nội lực lớn nhất đẻ tính toáncốt thép và bố trí đều nhau theo 2 phơng và giống nhau giữa các ô bản

100 130

96400 Rn.b.ho

1 h R

M

10 961 0 2100

F

100%=

10 100

100 130

66300 Rn.b.ho

1 h R

M

10 0,974 2100

66300



Dùng  a 200 có Fa= 3.92 cm2

Trang 37

 =

0

a b.h

F

100%=

10 100

3,92

 100%  0.392% Hợp lí

Tuy nhiên việc tính toán và bố trí thép sàn còn phụ thuộc vào mặt bằng kết cấu cụ thểcủa công trình Và bản vẽ thép sàn sẽ thể hiện đầy đủ các thanh thép trên mặt bằng sàn

Ch ơng 6 : Tính toán thang bộ

-Bản thang chọn sơ bộ h=12cm

Trang 39

Cắt một dải bản b=1m,ta có sơ đồ tính và tải trọng phân bố trên 1mdài=1002,3KG/m

( 0023

115746 Rn.b.ho.ho

M γ = 5.78 cm2.Chọn 10 a130 có Fa=6.04 cm2 ,t=0.6%

Chọn 8 a200 làm cốt cấu tạo theo phơng

vuông góc với cốt chịu lực chạy ngang bản thang

p t

8

) 26 cos

= 0.57873Tm

10 100 130

57873 Rn.b.ho.ho

M γ = 2.82 cm2.Chọn 10 a200 có Fa=3,93 cm2 , t=0.3275%

Chọn 8 a200 làm cốt cấu tạo theo phơng vuông góc với cốt chịu lực chạy ngangbản thang

2 Tính sàn chiếu nghỉ

Tải trọng : 

+ Tĩnh tải sàn chiếu nghỉ:

Lớp đá ốp dày 20mm gtt = 55 Kg/m2

Trang 40

Lớp vữa lót dày 15mm gtt = 35.1 Kg/m2Bản bê tông cốt thép dày 100

tt = 275 Kg/m2Vữa trát dày 15mm gtt = 35.1 Kg/m2

+ Hoạt tải sàn chiếu nghỉ : p= 360 Kg/m2

Vậy tổng tải trọng tính toán trên sàn chiếu nghỉ: q2 = g + p = 760,2 Kg/m2

+ Theo sơ đồ trên hình vẽ trên thì bản sàn chiếu nghỉ là dạng bản kê 4 cạnh.Trong đó:

8971 Rn.b.ho.ho

M γ = 0.573 cm2.Chọn 8 a150 có Fa=3.35 cm2 t=0.335%

Chọn 8 a200  làm cốt cấu tạo theo phơng vuông góc với cốt chịu lực

- Tính tơng tự nh đối với momen dơng phía dới ta cũng đợc cốt thép chịu momendơng là:

Định dạng
Số trang	147
Dung lượng	2,45 MB
File đính kèm	Ban Ve Cao Oc Cho Thue, Trung Tam Thuong Mai.rar (6 MB)