ĐỒ án tốt NGHIỆP khoa công trình thủy công trình nhà làm việc công ty than uông bí 8t

Mặtđứng công trình được trang trí trang nhã , hiện đại với hệ thống cửa kính khung nhôm tạicầu thang bộ,; với các phòng làm việc có cửa sổ mở ra không gian rộng tạo cảm giácthoáng mát, l

Chương 1

Tổng quan về kiến trúc

Ý nghĩa, vai trò của công trình

+ Nghỉ ngơi tái tạo sức lao động

+ Thoả mãn nhu cầu về tâm sinh lý

+ Giao tiếp xã hội

+ Giáo dục con cái

+ Kết tụ các thành viên trong gia đình

Đặc biệt với con người trong đô thị hiện đại, nơi mà các hoạt động xã hội, điều kiện khí hậu v.v rất nhạy cảm đến nhiều con người, thì những tính năng trên càng cần phải đáp ứng với yêu cầu cao để văn minh thủ đô dần tiến kịp với khu vực và châu lục

Từ điều kiện thực tế ở Việt Nam và cụ thể là ở Tỉnh.Quảng Ninh đang trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa, đồng thời nhằm giải quyết vấn đề thiếu nhà, xây dựng nhà chung cư (do các căn hộ hợp thành) sẽ tiết kiệm đất đai, tài chính, hạ tầng kỹ thuật Nhất là sự phát triển theo chiều cao cho phép các đô thị tiết kiệm đất xây dựng, tăng khu vực cây xanh, vui chơi giải trí Đồng thời thu hẹp bớt một cách hợp lý diện tích của chúng, giảm bớt quá trình lấn chiếm đất đai nông nghiệp – một vấn đề lớn đặt ra cho một nước đông dân cư như Việt Nam

Vị trí xây dựng công trình.

Công trình :"Nhà làm việc Công Ty than Uông Bí-8T’’được xây dựng trên khu đất trên

đường ngã tư Mạo khê, thuộc Thành Phố Uống Bí, Tỉnh.Quảng ninh Khu đất xây dựng công trình nằm trong dự án quy hoạch và sử dụng của Tỉnh

1.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội.

1.1.1 Điều kiện tự nhiên.

Khí hậu:

Công trình nằm ở Tỉnh.Quảng Ninh Khí hậu mang tính chất cận nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung bình 25,5oC

Gió mùa Quảng Ninh thổi từ Đông Nam qua Tây Bắc hết sức mát mẻ

Điều kiện địa chất thủy văn

Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng không san lấp nhiều nên thuận tiện cho việc bố trí kho bãi, xưởng sản xuất, nằm kề đường giao thông

1.1.2 Điều kiện xã hội.

Tình hình an ninh chính trị xung quanh khu vực xây dựng rất đảm bảo, không có

gì gây ảnh hưởng tới công tác tổ chức thi công dự án

1.2 Quy mô và đặc điểm công trình.

Hiện nay, công trình kiến trúc cao tầng đang được xây dựng khá phổ biến ở Việt Namvới chức năng phong phú: nhà ở, nhà làm việc, văn phòng, khách sạn, ngân hàng, trungtâm thương mại Những công trình này đã giải quyết được phần nào nhu cầu về làm việcđồng thời phản ánh sự phát triển của các đô thị ở nước ta hiện nay Công trình xâydựng“Nhà làm việc công ty than Uông Bí” là một phần thực hiện mục đích này

Nhằm mục đích phục vụ nhu cầu làm việc và là địa điểm giao dịch của công ty than Do

đó, kiến trúc công trình không những đáp ứng được đầy đủ các công năng sử dụng màcòn thể hiện được sự lớn mạnh và phiết triển mạnh của công ty Đồng thời công trình gópphần tăng thêm vẻ đẹp khu đô thị đang phát triển

Công trình “Nhà làm việc công ty than Uụng Bí”gồm 8 tầng, gồm 1 tầng trệt và 7 tầnglàm việc và giao dịch

1.3 Giải pháp kiến trúc.

1.3.1 Giải pháp về mặt đứng công trình.

Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần để tạo thànhquần thể kiến trúc, quyết định đến nhịp điệu kiến trúc của toàn bộ khu vực kiến trúc Mặtđứng công trình được trang trí trang nhã , hiện đại với hệ thống cửa kính khung nhôm tạicầu thang bộ,; với các phòng làm việc có cửa sổ mở ra không gian rộng tạo cảm giácthoáng mát, làm tăng tiện nghi tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng.Giữa các phònglàm việc được ngăn chia bằng tường xây , trát vữa xi măng hai mặt và lăn sơn 3 nướctheo chỉ dẫn kỹ thuật

Hình thức kiến trúc công trình mạch lạc rõ ràng Công trình bố cục chặt chẽ và qui

mô phù hợp chức năng sử dụng góp phần tham gia vào kiến trúc chung của toàn khu Mặtđứng phía trước đối xứng qua trục giữa nhà

Chiều cao tầng 1 là 4,5m ; tầng trệt 3m các tầng từ tầng 2-7 mỗi tầng cao 3,4m

1.3.2 Giải pháp về mặt bằng công trình.

- Mặt bằng của công trình là 1 đơn nguyên liền khối hình chữ nhật

46,4 m x 25,6 m đối xứng qua trục giữa Mặt bằng kiến trúc có sự thay đổi theophương chiều dài tạo cho các phòng có các mặt tiếp xúc vơí thiên nhiên là nhiều nhất.Phần giữa các trục 4 – 5 có sự thay đổi mặt bằng nhằm tạo điểm nhấn kiến trúc, phá

vỡ sự đơn điệu

- Công trình gồm 1 tầng trệt+ 7 tầng làm việc

- Tầng trệt gồm sảnh dẫn lối vào , nơi để xe, các phòng kỹ thuật và kho

- Các tầng từ tầng 1 đến tầng 7 là các phòng làm việc và giao dịch của công ty

- Tầng mái có lớp chống nóng, chống thấm, chứa bể nuớc và lắp đặt một số phươngtiện kỹ thuật khác.

- Để tận dụng cho không gian ở giảm diện tích hành lang thì công trình bố trí 1

- Đảm bảo giao thông theo phương đứng bố trí 2 thang máy giữa nhà và 2 thang bộ

bố trí cuối hành lang đảm bảo việc di chuyển người khi có hoả hoạn xảy ra

- Tại mỗi tầng có bố trí các khoảng không gian đủ lớn làm sảnh nghỉ ngơi sau mỗigiờ làm việc Đồng thời cũng là tiền phòng tiền sảnh giúp người sử dụng dễ dàngxác định được các phòng làm việc

Mỗi tầng có phòng thu gom rác thông từ tầng trên cùng xuồng tầng trệt, phòngnày đặt ở giữa nhà, sau thang máy

1.3.3 Giải pháp về giao thông công trình.

Theo phương đứng, công trình được bố trí 2 cầu thang máy, 2 thang bộ phục vụgiao thông và thoát hiểm

sử dụng thiết bị sưởi ấm

Vì công trình có mặt chính quay về hướng Bắc nên tạo điều kiện thuận lợi choviệc chống nóng

Vì vậy ta lựa chọn giải pháp chống nóng sau:

+ Để che BXMT trực tiếp lên mái ta lát 2 lớp gạch lá nem trên mái, đồng thời sửdụng các kết cấu che nắng hợp lý như ban công,lanh tô,cửa sổ, rèm,dùng sơn chốngnóng

+Giải pháp cách nhiệt: Các kết cấu được sử dụng sao cho cách nhiệt tốt về banngày và thải nhiệt nhanh về cả ban ngày lẫn đêm.Vì vậy chọn biện pháp như trên là hợp

lý và hiệu quả về mạt thẩm mỹ của một công trình điển hình

Công trình được thiết kế tận dụng tốt khả năng chiếu sáng tự nhiên Tất cả cácphòng ở đều có cửa sổ kính lấy sáng

Thông gió tự nhiên được đặc biệt chú ý trong thiết kế kiến trúc Với các cửa sổ lớn

có vách kính, các phòng đều được tiếp xúc với không gian ngoài nhà, tận dụng tốt khảnăng thông gió tự nhiên

Công trình có mặt đứng quay về hướng Bắc là một thuận lợi rất cơ bản cho việc sửdụng gió tự nhiên để thông gió cho ngôi nhà

Bố trí mặt bằng tiểu khu: Xét đến những vấn đề cơ bản trong tổ chức thông gió tựnhiên cho công trình có gió xuyên phòng.Công trình hướng nằm trong quần thể kiến trúccủa một khu vực quy hoạch có 2 mặt giáp đường lớn tạo điều kiện thuận lợi cho việcthông gió

Về mặt bằng: Chọn lựa kích thước cửa đi và cửa sổ phù hợp với tính toán để đảmbảo lưu lượng thông gió qua lỗ cửa cao thì vận tốc gió cũng tăng Cửa sổ ba lớp: Chớp -song -kính

Bố trí chiều cao cửa sổ bằng 0,4 – 0,5 chiều cao phòng là hợp lý và khi đó cửa sổcách mặt sàn 0,8m

Bên cạnh đó còn tận dụng cầu thang làm giải pháp thông gió và tản nhiệt theophương đứng

1.3.5 Giải pháp chiếu sáng.

1.3.5.1 Chiếu sáng tự nhiên :

Yêu cầu chung khi sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng các phòng là đạt được

sự tiện nghi cuả môi trường sáng phù hợp với hoạt động của con người trong các phòng

đó Chất lượng môi trường sáng liên quan đến việc loại trừ sự chói loá, sự phân bố khônggian và hướng ánh sáng, tỷ lệ phản quang nội thất để đạt được sự thích ứng tốt của mắt

Độ rọi tự nhiên theo yêu cầu: Là độ rọi tại thời điểm tắt đèn buổi sáng và bật đènbuổi chiều; Vậy công trình phải tuân theo các yếu tố để đảm bảo :

+Sự thay đổi độ rọi tự nhiên trong phòng một ngày

+Kích thước các lỗ cửa chiếu sáng

+Số giờ sử dụng chiếu sáng tự nhiên trong một năm

+Độ đồng đều của ánh sáng trên mặt phẳng làm việc

+Phân bố không gian và hướng ánh sáng

+Tỷ lệ độ chói nội thất

+Loại trừ độ chói loá mất tiện nghi

+Tránh ánh nắng chiếu vào phòng lên mặt phẳng làm việc, lên các thiết bị gâychói loá

+Hướng cửa sổ, hướng làm việc không về phía bầu trời quá sáng hoặc phía có các

bề mặt tường sáng bị mặt trời chiếu vào

+Không sử dụng các kết cấu che nắng có hệ số phản xạ quá cao

Tổ chức chiếu sáng hợp lý đạt được sự thích ứng tốt của mắt.

Vì vậy có thể sử dụng:

+Hướng cửa sổ, vị trí cửa sổ, chiều dài và góc nghiêng của ô văng, lanh tô +Chiều rộng phòng, hành lang, cửa mái

1.3.5.2 Chiếu sáng nhân tạo:

Ngoài công trình có sẵn: Hệ đèn đường và đèn chiếu sáng phục vụ giao thông tiểukhu.Trong công trình sử dụng hệ đèn tường và đèn ốp trần, bố trí tại các nút hành lang

…

Chiếu sáng nhân tạo cho công trình phải giải quyết ba bài toán cơ bản sau:

-Bài toán công năng: Nhằm đảm bảo đủ ánh sáng cho các công việc cụ thể, phùhợp với chức năng các nội thất

-Bài toán nghệ thuật kiến trúc: Nhằm tạo được một ấn tượng thẩm mỹ của nghệthuật kiến trúc và vật trưng bày trong nội thất

-Bài toán kinh tế: Nhằm xác định các phương án tối ưu của giải pháp chiếu sángnhằm thoả mãn cả công năng và nghệ thuật kiến trúc

1) Giải pháp che mưa:

Để đáp ứng tốt yêu cầu này, ta sử dụng kết hợp với giải pháp che nắng.Lưu ý phaỉđảm bảo yêu cầu cụ thể: Che mưa hắt trong điều kiện gió xiên

1.3.6 Hệ thống điện và thông tin liên lạc.

Hệ thống điện cấp nguồn cho toàn nhà thông qua hai nguồn chính

Một nguồn cung cấp điện của công trình là điện 3 pha 4 dây 380V/ 220V cung cấpđiện động lực và chiếu sáng cho toàn công trình được lấy từ trạm biến thế đã xây dựngcạnh công trình Phân phối điện từ tủ điện tổng đến các bảng phân phối điện của cácphòng bằng các tuyến dây đi trong hộp kỹ thuật điện Dây dẫn từ bảng phân phối điệnđến công tắc, ổ cắm điện và từ công tắc đến đèn, được luồn trong ống nhựa đi trên trầngiả hoặc chôn ngầm trần, tường Tại tủ điện tổng đặt các đồng hồ đo điện năng tiêu thụcho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng công cộng Mỗi phòng đều có 1 đồng

hồ đo điện năng riêng đặt tại hộp công tơ tập trung ở phòng kỹ thuật của từng tầng

Nguồn thứ hai để dự phòng cấp nguồn cho công trình khi mất điện ở lưới điện lực,nguồn này sử dụng là một máy điện diesel công suất 1250kVA, cos = 0.8, Pđm =1000kW Hai nguồn cấp sẽ được chuyển đổi hoàn toàn tự động thông qua bộ ATS, vớithứ tự ưu tiên như sau: ưu tiên sử dụng nguồn từ lưới trung thế 22kV, nếu nguồn lướikhông có sẽ sử dụng nguồn từ máy phát diesel

Dây điện thoại dùng loại 4 lõi được luồn trong ống PVC và chôn ngầm trongtường, trần Dây tín hiệu angten dùng cáp đồng, luồn trong ống PVC chôn ngầm trongtường Tín hiệu thu phát được lấy từ trên mái xuống, qua bộ chia tín hiệu và đi đến từngphòng Trong mỗi phòng có đặt bộ chia tín hiệu loại hai đường, tín hiệu sau bộ chia đượcdẫn đến các ổ cắm điện

Hệ thông thoát nước: Nước mưa từ tầng mái được thu qua sênô và đường ốngthoát đưa về bể phốt Nước thải công trình được thu gom toàn bộ về các bể xử lý nội bộ

ở tầng hầm, trước khi được thải ra hệ thống chung của thành phố

Nước thoát chia làm hai hệ thống riêng biệt nước xí tiểu theo ống đứng xuống bểphốt và thoát ra sau khi đã được sử lý sinh học; nước mưa được dẫn theo ống PVCxuống rãnh thoát nước quanh công trình và ra ống chung của tiểu khu, ống cấp đượcdùng loại ống tráng kẽm, ống thoát dùng ống nhựa Tiền Phong.Đường ống sau khi lắpđặt xong đều phải được thử áp lực và khử trùng trước khi sử dụng, điều này đảm bảo yêucầu lắp đặt và yêu cầu vệ sinh

1.3.8 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy.

Công trình được thiết kế hệ thống chuông báo cháy tự động, kết hợp với các họngnước cứu hoả được bố trí trên tất cả các tầng Lượng nước dùng cho chữa cháy được tínhtoán và dự trữ trong các bể nước cứu hoả ở tầng hầm Hệ thống máy bơm luôn có chế độ

dự phòng trong các trường hợp có cháy xảy ra sẽ tập trung toàn bộ cho công tác cứu hoả

Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng Vị trí của hộp vòichữa cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng Các hộp vòi chữa cháyđảm bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra Mỗi hộp vòichữa cháy được trang bị 1 cuộn vòi chữa cháy đường kính 50mm, dài 30m, vòi phunđường kính 13mm có van góc

Bố trí một bơm chữa cháy đặt trong phòng bơm bơm nước qua ống chính, ốngnhánh đến tất cả các họng chữa cháy ở các tầng trong toàn công trình Bố trí một máybơm chạy động cơ điezel để cấp nước chữa cháy khi mất điện Bơm cấp nước chữa cháy

và bơm cấp nước sinh hoạt vệ sinh được đấu nối kết hợp để có thể hỗ trợ lẫn nhau khi cầnthiết

Bể chứa nước chữa cháy được dùng kết hợp với bể chứa nước sinh hoạt vệ sinhluôn đảm bảo dự trữ đủ lượng nước cứu hoả yêu cầu, trong bể có lắp bộ điều khiển khốngchế mức hút của bơm sinh hoạt.

Bố trí hai họng chờ bên ngoài công trình Họng chờ này được lắp đặt để nối hệthống đường ống chữa cháy bên trong với nguồn cấp nước chữa cháy từ bên ngoài Trongtrường hợp nguồn nước chữa cháy ban đầu không đủ khả năng cung cấp, xe chữa cháy sẽbơm nước qua họng chờ này để tăng cường thêm nguồn nước chữa cháy, cũng nhưtrường hợp bơm cứu hoả bị sự cố hoặc nguồn nước chữa cháy ban đầu đã cạn kiệt

1.3.9 Giải pháp chống sét

1.3.9.1 Công trình có hệ thống chống sét đảm bảo cho các thiết bị điện,thông tin liên lạc không bị ảnh hưởng : Kim thu sét, lưới dây thu sét chạy xung quanh mái, hệ thống dây dẫn và cọc nối đất theo quy phạm chống sét hiện hành

1.3.10 Giải pháp hoàn thiện:

-Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng

sử dụng lâu dài Nền lát gạch Ceramic Tường được quét sơn chống thấm

-Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men trắng cao2m

-Vật liệu trang trí dùng loại cao cấp, sử dụng vật liệu đảm bảo tính kĩ thuật cao,màu sắc trang nhã trong sáng tạo cảm giác thoải mái khi nghỉ ngơi

- Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm

1.4 Giải pháp kết cấu:

Kết cấu bê tông cốt thép là một trong những hệ kết cấu chịu lực được dùng nhiềunhất trên thế giới Các nguyên tắc quan trọng trong thiết kế và cấu tạo kết cấu bê tông cốtthép liền khối cho nhà nhiều tầng có thể tóm tắt như sau:

+ Kết cấu phải có độ dẻo và khả năng phân tán năng lượng lớn (Kèm theo việc giảm

độ cứng ít nhất )

+ Dầm phải bị biến dạng dẻo trước cột

+ Phá hoại uốn phải xảy ra trước phá hoại cắt

+ Các nút phải khoẻ hơn các thanh (cột và dầm )qui tụ tại đó

- Việc thiết kế công trình phải tuân theo những tiêu chuẩn sau:

+ Vật liệu xây dựng cần có tỷ lệ giữa cường độ và trọng lượng càng lớn càng tốt + Tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể khắc phục được tính chịulực thấp của vật liệu hoặc kết cấu

+ Tính thoái biến thấp nhất là khi chịu tải trọng lặp

+ Tính liền khối cao: Khi bị dao động không nên xảy ra hiện tượng tách rời các bộphận công trình

Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc sử dụng kết cấu bêtông cốt théptrong xây dựng trở nên rất phổ biến Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốtthép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối vớinhững công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Cókhả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Chính vì các lý do trên mà công trình sử dụng giải pháp hệ khung bằng BTCT đổtoàn khối

Chương 2

Giải pháp kết cấu công trình .

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu.

2.1.1 2.1.1Đặc điểm thiết kế.

Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng , hình thểkhối đứng , độ cao các tầng , thiết bị điện , đường ống , yêu cầu vẽ kĩ thuật thi công , tiến

độ thi công , giá thành công trình

Đặc điểm chủ yếu của nhà là

2.1.1.1 2.1.1.1Tải trọng ngang

Tải trọng ngang bao gồm : áp lực gió và động đất là nhân tố chủ yếu của thiết kếkết cấu Nhà ở phải đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Trongkết cấu nhà thấp tầng , ảnh hưởng của tải trọng ngang sinh ra rất nhỏ , nói chung có thể

bỏ qua Theo sự tăng lên của độ cao , nội lực và chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tănglên rất nhanh

2.1.1.2 2.1.1.2Chuyển vị ngang

Dưới tác dụng của tải trọng ngang , chuyển vị ngang của công trình cao tầng cũng

là 1 vấn đề cần quan tâm Cũng như trên , nếu xem công trình như một thanh công xônngàm cứng tại mặt đất thì chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc 4 củachiều cao

Chuyển vị ngang của công trình làm tăng thêm nội lực phụ do tạo ra độ lệch tâmcho lực tác dụng thẳng đứng , làm ảnh hưởng đến tiện nghi của người làm việc trongcông trình , làm phát sinh các nội lực phụ sinh ra do các rạn nứt các kết cấu như cột , dầm, tường , làm biến dạng các hệ htống kĩ thuật như các đường ống nước , đường điện Chính vì thế khi thiết kế công trình không những chỉ quan tâm đến cường độ của cáccấu kiện mà còn quan tâm đến độ cứng tổng thể của công trình khi công trình chịu tảitrọng ngang

2.1.1.3 2.1.1.3Giảm trọng lượng bản thân

Công trình càng cao , trọng lượng bản thân càng lớn thì càng bất lợi về mặt chịulực Trước hết , tải trọng đứng từ các tầng trên truyền xuống tầng dưới cùng làm cho nộilực dọc trong cột tầng dưới lớn lên , tiết diện cột tăng lên vùa tốn vật liệu làm cột ,vừachiếm không gian sử dụng của tầng dưới , tải trọng truyền xuống kết cấu móng lớn thì sẽphải sử dụng loại kết cấu móng có khả năng chịu tải cao do đó càng tăng chi phí cho côngtrình Mặt khác nếu trọng lượng bản thân lớn , sẽ làm tăng tác dụng của các tải trọngđộng như là tải trọng gió động , tải trọng động đất Đây là 2 loại tải trọng nguy hiểmthường quan tâm trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Vì vậy thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọng lượng bản thânkết cấu , chẳng hạn như sử dụng các loại vách ngăn có trọng lượng riêng nhỏ như váchngăn thạch cao , các loại trần treo nhẹ ,vách kính khung nhôm

2.1.2 2.1.2Phân tích các dạng kết cấu

Theo TCXD 198 : 1997, các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụngphổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệkhung-vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kếtcấu dạng nào phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng,chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang như gió và động đất

2.1.2.1 2.1.2.1Hệ kết cấu khung chịu lực

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các côngtrình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm làkém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn

Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng vớicấp phòng chống động đất  7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đấtcấp 8; 10 tầng đối với cấp 9

2.1.2.2 2.1.2.2Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phươnghoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loạikết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trìnhcao trên 20 tầng

Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt

ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải cókích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được

Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhàdưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấpphòng chống động đất cao hơn

2.1.2.3 2.1.2.3Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệthống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vựccầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khuvực có tường nhiều tầng liên tục hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại củangôi nhà Trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang còn hệthống khung chịu tải trọng thẳng đứng

Hệ kết cấu khung - giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình caotầng Loại kết cấu này được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chốngđộng đất  7; 30 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 20 tầng đốivới cấp 9.

2.1.2.4 2.1.2.4 Hệ thống kết cấu đặc biệt

(Bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới, phía trên là hệ khunggiằng) Đây là loại kết cấu đặc biệt, được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dướiđòi hỏi các không gian lớn; khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tầng chuyển tiếp từ hệthống khung sang hệ thống khung giằng Nhìn chung, phương pháp thiết kế cho hệ kếtcấu này khá phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn

2.1.2.5 2.1.2.5 Hệ kết cấu hình ống

Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một ống bao xung quanh nhà baogồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ống trong ống.Trong nhiều trường hợp, người ta cấu tạo hệ thống ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà

Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho những côngtrình rất cao, có khi tới 100 tầng

2.1.3 2.1.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu:

2.1.3.1 Kết cấu khung chịu lực.

Với loại kết cấu này hệ thống chịu lực chính của công trình là hệ khung bao gồmcột dầm sàn toàn khối chịu lực , lõi thang máy được đổ bê tông Ưu điểm của loại kếtcấu này là tạo được không gian lớn và bố trí linh hoạt không gian sử dụng Mặt khác đơngiản việc tính toán khi giải nội lực và thi công đơn giản

2.1.4 2.1.4Chọn vật liệu

Bê tông cấp độ bền theo cường độ chịu nén B20, cốt thép của bản và cốt đai của dầm dùng nhóm AI, cốt dọc của dầm dùng nhóm AII hoặc AIII(có gân) Các loại cường

2 1

3800

1 23800

2.1.5.5 2.1.5.4 Cột (C2)

a Cột giữa.

Hình 1: Diện chịu tải của cột giữa

Trong đó: +Bê tông B20 – Rb=115 (daN/cm2)

+ k =1.11.5 hệ số kể đến các ảnh hưởng khác như mômen uốn,hàm lượng cốt thép , độ mảnh của cột , độ lệch tâm của cấu kiện

+q=(11,4) T/m2 => chọn q=1 T/m2 (vì mác bê tông là B20) +F=660 500 322080x  cm2

+n=8: số tầng

=>

2 1

1,1.8.0,1.322080

2464 115

Hình 2: Diện chịu tải của cột biên

Cột biên này nhỏ không thay đổi tiết diện.(vì cột biên chịu tải lệnh tâm lớn nên ta nhân với hệ số k là 1,2)

1, 2.8.0,1.237600

1983 115

c

Chọn tiết diện cột biên là:(600x400)mm=2400cm2

Ta có bảng chọn vật liệu và sơ bộ kích thước các cấu kiện như sau:

Chọn vật liệu và sơ bộ kích thước các cấu kiện

- Trọng lượng bản thân cấu kiện không cần phải tính vì ta đã khai báo để phần mềmEtabs tự tính.

Tổng cộng 513.6

Tải trọng phân bố trên 1m 2,75x513.6 = 1412 (kg m/ )=1,41T/m

Tải trọng phân bố trên 1m 0,7x2,75x295,8 =569 (kg m/ )=0,57T/m

Tải trọng phân bố trên 1m 0,7x2,75x513.6 = 988 (kg m/ )=1T/m

Tường 220mm xây cao 1,5m trên mái :

Tải trọng tác dụng trên 1m dài dầm là : 1x1,5x513,6 = 770,4 (kg/m)

2.1.7 2.2.2 Hoạt tải

- Giá trị hoạt tải cho sàn từng sàn :

Phòng chức năng p kg m tc( / 2) n p tt(T/m2)

- Hoạt tải nước trong bể nước mái : (7,6x3,8)m cao 1,6m

Chiều cao chứa nước trong bể là 1,6m

2.1.8.1 Tính toán tải trọng gió

Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của côngtrình là : W = n Wo.k.C,

Ta sử dụng phương án dồn tải gió về các dầm

Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang lấy là phân bố đều :

p = W.h = n Wo.k.C.h

Trong đó: h là diện chịu tải của dầm thep phương ngang

Đối với dầm tầng 1 độ cao là 3m( h=3,75m)

Đối với dầm tầng 2: h= 3,95m

Đối với dầm các tầng giữa: h=3,4m

Đối với dầm thượng: h=2,45m

Đối với dầm tường vây trên cùng: h=0,75m

Bảng thống kê kết quả tính toán áp lực gió đẩy và hút

Diệntruyềntải h= W

0

(daN/m2)

Hệ sốvượt

Nam), VINASAS (CIC - Việt Nam) Song việc tính toán và thiết kế nhà cao tầng sẽ phức tạp hơn rất nhiều bởi trong quá trình tính toán phải kể đến các thành phần tải trọng động như: gió động, động đất tác dụng lên công trình, cũng như việc thiết kế kiểm tra các cấu kiện dầm, cột, vách cứng, sàn sau khi đã có kết quả nội lực Do đó việc lựa chọn một phần mềm kết cấu đáp ứng được các điều kiện như: dễ sử dụng, độ tin cậy cao và đáp ứng được các yêu cầu thực tế trong tính toán và thiết kế kết cấu nhà cao tầng là một lựa chọn cần cân nhắc đối với các kĩ sư kết cấu

Ra đời từ đầu những năm 70, ETABS (Extended 3D Analysis of Building

Systems) là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng

ETABS có xuất xứ từ trường Đại học Berkeley (Mỹ) và cùng họ với SAP 2000 Điểm nổibật của ETABS ở đây mà các phần mềm kết cấu khác (SAP 2000, STAAD III/PRO)

không có như:

- ETABS là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng

- Giao diện được tích hợp hoàn toàn với môi trường Windows 95/98/NT/2000/XP

- Tất cả các thao tác được thực hiện trên màn hình đồ hoạ thân thiện

- Tính năng vượt trội khi vào số liệu, chỉnh sửa và sao chép dễ dàng, thuận tiện theo khái niệm tầng tương tự

- Tối ưu mô hình hoá nhà nhiều tầng Có thể mô hình các dạng kết cấu nhà caotầng: Hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; Hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toànkhối…

- Các thư viện kết cấu sẵn có hoặc xây dựng sơ đồ kết cấu: dầm, sàn, cột, vách trênmặt bằng hoặc mặt đứng công trình bằng các công cụ mô hình đặc biệt

- Kích thước chính xác với hệ lưới và các lựa chọn bắt điểm giống AutoCAD Đặcbiệt là hệ trục định vị mặt bằng kết cấu

- Xuất và nhập sơ đồ hình học từ môi trờng AutoCAD (file *.DXF)

- Tự động tính toán tải trọng cho các kiểu tải sau: tải trọng bản thân, gió tĩnh, độngđất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response SpectrumFunction), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History Function)…

- Tự động xác định khối lượng và trọng lượng các tầng

- Tự động xác định tâm hình học, tâm cứng và tâm khối lượng công trình

- Tự động xác định chu kì và tần số dao động riêng theo hai phương pháp Eigen Vectors và Ritz Vectors theo mô hình kết cấu không gian thực tế của công trình

- Đặc biệt có thể can thiệp và áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng khác như: tải trọnggió động theo TCVN 2737-95, tải trọng động đất theo dự thảo tiêu chuẩn tính động đấtViệt Nam hoặc tải trọng động đất theo tiêu chuẩn Nga (SNIPII-87 hoặc SNIPII-95)

- Phân tích và tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn với lựa chọnphân tích tuyến tính hoặc phi tuyến

- Thời gian thực hiện phân tích, tính toán công trình giảm một cách đáng kể so vớicác chương trình tính kết cấu khác

- Đặc biệt việc kết xuất kết quả tính toán một cách rõ ràng, khoa học giúp cho việcthiết kế, kiểm tra cấu kiện một cách nhanh chóng, chính xác

- Thiết kế và kiểm tra cấu kiện dầm, sàn, cột, vách theo các tiêu chuẩn:

ACI318-99, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 456-2000, CSA-A23.3-94 …Trong đó: cấu kiện dầm tính ra đến diện tích thép Fa, cấu kiện cột tính ra đến diện tíchthép As (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện cột), cấu kiện vách tính

ra đến diện tích thép Fa theo tiêu chuẩn ACI318-99, UBC97, BS8110 (có thể thực hiệnbài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện vách)

- Thiết lập một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn thuyết minh tính toán côngtrình

- Kết xuất dữ liệu ra các môi trường khác như: SAP 2000, SAFE, AUTOCAD,ACCESS, WORD, NOTEPAD

- Đặc biệt là việc kết xuất các mức sàn tầng của công trình sang chương trình phụtrợ SAFE để tính toán sàn bê-tông cốt thép Kết quả cuối cùng đạt được là biểu đồ nộilực, diện tích thép Fa, bố trí triển khai thép sàn

Ghi chú: SAFE là phần mềm kết cấu chuyên dụng tính toán cho các loại bản sàn

bê-tông cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn như sàn giao thoa, sàn không dầm,sàn nấm, … ngoài ra SAFE còn có thể tính nội lực và tính thép cho đài móng đơn hoặcmóng tổ hợp, móng bè SAFE nằm trong bộ phần mềm SAP, ETABS, SAFE của trườngĐại học Berkeley (Mỹ)

- Ngoài ra, ETABS có thể tính toán và thiết kế cho cấu kiện dầm tổ hợp(Composite Beam), thực hiện thiết kế chi tiết liên kết tại các nút đối với kết cấu thép(Joint Steel Design) theo các tiêu chuẩn thông dụng trên thế giới

ETABS là phần mềm kết cấu nổi trội và tiện dụng hơn hẳn so với các phần mềm kết cấu khác như: SAP 2000, STAAD III/PRO, PKPM trong việc tính toán và thiết kế

Mục tiêu của việc phát triển và xây dựng nhà cao tầng ngoài việc đảm bảo các yêucầu về kiến trúc, môi trường, cảnh quan, … thì vấn đề tính toán thiết kế kết cấu công trình vẫn được đặt lên hàng đầu Do đó việc lựa chọn một phần mềm phù hợp, rút ngắn thời gian, tiết kiệm tiền bạc và có độ tin cậy cao hoàn toàn do các kĩ sư kết cấu và các đơn vị tư vấn quyết định.

2.1.10 Sơ đồ tính

2.1.10.1 2.3.2.1Tĩnh tải

Chương trình ETABS tự động dồn tải trọng bản thân của các cấu kiện nên đầuvào ta chỉ cần khai báo kích thước của các cấu kiện dầm sàn cột và lõi …đặc trưng củavật liệu được dùng thiết kế như mô đun đàn hồi, trọng lượng riêng, hệ số poatxông, nếukhông theo sự ngầm định của máy: với bê tông B20 ta nhập E = 2,7.105 T/m2;  =2,5 T/

m3 chương trình tự động dồn tải dồn tĩnh tải về khung nút

Do vậy trong trường hợp Tĩnh tải ta đưa vào hệ số Selfweigh = 1; có nghĩa là hệ

số vượt tải đã được thêm vào tính sẵn ở các giá trị bên trên;

Tải trọng tường ngoài và vách ngăn đã tính và đưa về dải phân bố trên đơn vị dàitác dụng lên các dầm tương ứng có tường ngăn

Tĩnh tải được chất lên sơ đồ tính bao gồm có tĩnh tải sàn phòng ở, sàn phòng vệsinh, sàn hành lang, mái, tường 110, tường 220 và tường lan can, trong đó trọng lượngbản thân dầm và cột được ETABS tự động tính

Hình 1: Mô hình khung không gian

Hình 2:Sơ đồ tĩnh tải sàn tầng điển hình

2.1.10.2 Hoạt tải

Để tính toán ta sử dụng cách chất hoạt tải cách ô(HT1, HT2) để tìm ra Momen lớn nhất sinh ra trong dầm và chất hoạt tải toàn bộ (HT3) để tìm ra lực dọc lớn nhất trong cột

Sơ đồ tính hoạt tải được thể hiện ở các hình sau

Hình 3:Sơ đồ hoạt tải 1 tầng điển hình

Hình 4:Sơ đồ hoạt tải 2 tầng điển hình

Hình 5:Sơ đồ hoạt tải 3 tầng điển hình

2.1.10.3 Hoạt tải gió

Hình 6:Sơ đồ tính gió Y tầng 1

Hình 7:Sơ đồ tính gió Y tầng 2

Hình 8:Sơ đồ tính gió Y tầng 3

Hình 9:Sơ đồ tính gió Y tầng 4

Hình 10:Sơ đồ tính gió Y tầng 5

Hình 11:Sơ đồ tính gió Y tầng 6

Hình 12:Sơ đồ tính gió Y tầng 7

Hình 13:Sơ đồ tính gió Y tầng thượng

Các sơ đồ tính của gió YY, được gán theo phương ngược lại đối với gió Y nhưtrên

GIOY: gió theo phương Y

GIOYY: gió theo phương -Y

Thống kê và tổ hợp tải trọng

Sau khi sử dụng phần mềm ETABS để xuất ra nội lực, ta chọn ra các trường hợp nguy hiểm nhất để tính toán, kết quả được ghi vào bảng tổ hợp tải trọng sau

Trong mỗi tổ hợp xét đến ba cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán cột:

-Cặp Mx lớn nhất, My và lực dọc N tương ứng (Mxmax;Mytư,Ntư)

-Cặp My lớn nhất, Mx và lực dọc N tương ứng (Mymax; Mxtư ;Ntư)

-Cặp lực dọc lớn nhất và mômen Mx, My tương ứng (Nmax;Mxtư;Mytư )

2.3.4 Xuất Nội lực

Hình 2.1.10.4.1 Biểu đồ lực dọc tổ hợp BAO (Tấn)

Hình 2.1.10.4.2 Biểu đồ momen M3-3 của tổ hợp BAO (Tấn.m)

Hình 2.1.10.4.3 Biểu đồ lực cắt V3-3

Hình 2.1.10.4.4 Biểu đồ lực cắt V2-2

Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp ở 3 tiết diện Trên cơ sở bảng tổ hợp nội lực,

ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại từng tiết diện để tính toán thép

Kết quả thống kê và tổ hợp tải trọng xem tại phụ lục

N i l c ội lực ực C t gi a C6 t ng 1 ội lực ữa C6 tầng 1 ầng 1

Nmax, Mxt , Myt ư, Mytư ư, Mytư

Phụ lục 2 - Bảng tổ hợp nội lực C6 tầng 5(cột giữa)

N i l c ội lực ực C t gi a C6 t ng 5 ội lực ữa C6 tầng 1 ầng 1

Nmax, Mxt , Myt ư, Mytư ư, Mytư

Phụ lục 3 - Bảng tổ hợp nội lực C29 tầng 1

N i l c ội lực ực C t Biên C29 t ng 1 ội lực ầng 1

Nmax, Mxt , Myt ư, Mytư ư, Mytư

Phụ lục 4 - Bảng tổ hợp nội lực C29 tầng 5

N i l c ội lực ực C t Biên C29 t ng 5 ội lực ầng 1

Nmax, Mxt , Myt ư, Mytư ư, Mytư

Chương 3

Tính toán sàn

3.1 Quan niệm tính toán:

Khi tính toán BTCT có thể tính nội lực theo 1 trong 2 sơ đồ sau:

-Sơ đồ đàn hồi: quan niệm vật liệu đồng nhất, đẳng hướng, liên tục và làm việctrong miền đàn hồi Có thể vận dụng các kiến thức của môn học cơ kết cấu và sức bền vậtliệu để giải, tuy nhiên kết quả cũng chỉ là gần đúng vì bê tông không phải vật liệu đồngnhất và đẳng hướng Cấu kiện tính theo sơ đồ đàn hồi được coi là không đạt điều kiện khi

bê tông không đủ khả năng chịu lực, xảy ra hiện tượng nứt Sơ đồ đàn hồi thường được

áp dụng với các loại cấu kiện như: dầm chính, sàn phòng vệ sinh, sàn mái, sàn bancông

-Sơ đồ khớp dẻo: xét đến sự chảy dẻo của cốt thép, tận dụng hết khả năng chịu lựccủa vật liệu, khi tính theo sơ đồ này bê tông vùng chịu kéo thường bị nứt (do bê tông chỉ

có khả năng chịu nén, không chịu được kéo) Kết quả tính cũng chỉ là gần đúng vì rất khóđánh giá mức độ chảy dẻo của cốt thép Sơ đồ khớp dẻo thường được sử dụng để tính chocác cấu kiện như: dầm phụ, sàn phòng ở không yêu cầu chống thấm

l1<2 -Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn

l2-kích thước theo phương cạnh dài

Khi tính tải trọng cần phải xét đến trường hợp làm việc thực tế của công trình, căn

cứ vào các bản vẽ kiến trúc, công năng sử dụng để tính toán đầy đủ tải trọng và các tácđộng lên công trình

Tĩnh tải được tính toán như trong bảng:

Bảng 3.1.3.1.1.1 Tĩnh tải của bản sàn phòng ở

STT Các l p sàn ớp sàn

Chi u ều dày (mm)

TLR (kG/m3)

TT tiêu chu n ẩn (kg/m2)

1 2

1

2 2

1

2 2

1

1 1

1 1

./

;

;

;1

M M

M M

M

M B M

M A M

M B M

Tra bảng tỷ số momen khi tính bản theo sơ đồ khớp dẻo sách ‘sàn sườn bê tông cốt

thép toàn khối’ kết hợp nội suy ta có: