Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đh xây dựng miền trung

Thiết kế nhà cao tầng so với nhà thấp tầng là một nhiệm vụ quan trọng cho kĩ sư kết cấu trong việc lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực cho công trình.. Việc chọn các giải pháp kết cấu ch

LỜI NÓI ĐẦU



Như chúng ta đã biết nền kinh tế của Việt Nam đang và sẽ phát triển mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực Nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới được chúng

ta áp dụng và học tập để hòa chung với xu thế phát triển của toàn cầu Hòa chung với

sự phát triển của đất nước ngành xây dựng cũng đang trong đà phát triển mạnh mẽ Hàng chục, hàng trăm những cao ốc, những văn phòng cao tầng, những chung cư cao tầng lần lượt mọc lên trên khắp các tỉnh thành trong cả nước “Nhà cao tầng” đang là một giải pháp hữu hiệu trong ngành xây dựng nói chung và là mối quan tâm của những

ai yêu xây dựng nói riêng Vì vậy em đã chọn đề tài nhà cao tầng cho đồ án tốt nghiệp của mình Cũng như nhiều sinh viên khác, đồ án tốt nghiệp của em là tìm hiểu, nghiên cứu và tính toán nhà cao tầng Với sự đồng ý nhà trường, của Khoa Xây Dựng và sự hướng dẫn của GVHD em đã chọn và hoàn thành đề tài “Chung cư Phú Thọ - Quận

10 - TP Hồ Chí Minh" Đồ án là một công trình thực tế đã được xây dựng tại TP Hồ Chí Minh

Đề tài tốt nghiệp này được thực hiện trong khoảng thời gian 15 tuần Cùng với nhiệm vụ tìm hiểu kiến trúc, thiết kế kết cấu, tìm biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công công trình Bằng những kiến thức được trang bị ở trường với sự nỗ lực bản thân

và sự hướng dẫn nhiệt tình của Ths.Thầy Trần Văn Sơn, Ths Ngô Đình Châu; và các Thầy Cô giáo trong bộ môn Xây Dựng đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Thông qua đợt làm đồ án này em đã bổ sung thêm nhiều kiến thức, rút được nhiều kinh nghiệm quý báu cho bản thân

Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến các thầy đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này Em xin chân thành càm ơn các thầy, cô và các bạn sinh viên trong trường, những người giúp đỡ em trong suốt 5 năm học vừa qua cũng như trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp

Quá trình thực hiện đồ án tuy đã cố gắng học hỏi, tìm tòi xong em không thể tránh khỏi những thiếu sót trong bài làm của mình do sự hiểu biết có hạn cũng như chưa có nhiều kinh nghiệm trong thực tế, em mong muốn nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG

Giáo viên hướng dẫn : Ths TRẦN VĂN SƠN

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TRỌNG MẾN

7000 5000

2 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ

- Ngày nay, trong tiến trình hội nhập của đất nước, kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao Một bộ phận lớn nhân dân

có nhu cầu tìm kiếm một nơi an cư với môi trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích

hỗ trợ để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều khu căn hộ cao cấp Trong xu hướng đó,

nhiều công ty xây dựng những khu chung cư cao cấp đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân Chung cư Phú Thọ là một công trình xây dựng thuộc dạng này

- Với nhu cầu về nhà ở tăng cao trong khi quỹ đất tại trung tâm thành phố ngày càng ít đi thì các dự án xây dựng chung cư cao tầng ở vùng ven là hợp lý và được khuyến khích đầu tư Các dự án nói trên, đồng thời góp phần tạo dựng bộ mặt đô thị nếu được tổ chức tốt và hài hòa với môi trường cảnh quan xung quanh

- Công trình được xây dựng tại vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hòa, hợp lý và nhân bản cho tổng thể khu chung cư

3 QUY MÔ VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

- Công trình là nhà ở là nhà ở nên các tầng (tầng 2 đến 9) chủ yếu là để bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở Tầng 1 dùng làm siêu thị phục vụ nhu cầu mau sắm, các dịch vụ vui chơi giải trí… cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của thành phố

S1 S1

D3 D3 D3

D3

Mặt bằng Tầng 1

4 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

a Bố trí mặt bằng và phân khu chức năng

- Chung cư gồm 9 tầng, tầng 1 là siêu thị mini, tầng 2 đến tầng 9 là căn hộ

- Công trình có diện tích 25x35m

- Mỗi tầng có 10 căn hộ Diện tích căn hộ từ 62 - 67 m2 , 1 phòng khách, 2 phòng ngủ, 1 phòng bếp, 1 tolet, 1 phòng tắm, lan can ban công riêng biệt, khu nhà thoáng mát, sạch sẽ, có bảo vệ chung cư, công viên cây xanh cho trẻ em chơi đùa vô

tư, xe hơi đậu thoải mái

- Phần lớn các khu vực sử dụng đèn huỳnh quang ánh sáng trắng và các loại đèn compact tiết kiệm điện Hạn chế tối đa việc sử dụng các loại đèn dây tóc nung nóng Riêng khu vực bên ngoài dùng đèn cao áp lalogen hoặc sodium loại chống thấm

e Phòng cháy chữa cháy

- Công trình bê tông cốt thép bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG

Giáo viên hướng dẫn : Ths TRẦN VĂN SƠN

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TRỌNG MẾN

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU 1.1 DANH MỤC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT SỬ DỤNG

TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu Chuẩn tiết kế

TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCVN 205:1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 198-1997 Nhà cao tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối TCVN 4453:1995 Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO NHÀ CAO TẦNG

1.3.1 Đặc điểm của nhà cao tầng

Về mặt kết cấu, một ngôi nhà được xem là cao tầng khi độ bền vững và chuyển

vị của nó do tải trọng ngang quyết định Từ nhà thấp tầng đến cao tầng có một sự chuyển tiếp quan trọng từ phân tích tĩnh lực ngang sang phân tích động học

Thiết kế nhà cao tầng so với nhà thấp tầng là một nhiệm vụ quan trọng cho kĩ

sư kết cấu trong việc lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực cho công trình Việc chọn các giải pháp kết cấu chịu lực khác nhau có liên quan chặt chẽ đến vấn đề về bố trí mặt bằng, hình khối, độ cao tầng, yêu cầu kỹ thuật thi công, tiến độ thi công, giá thành xây dựng Nhà cao thì các yếu tố sau đây càng quan trọng:

- Ảnh hưởng của tải trọng ngang do gió và động đất

- Chuyển vị ngang tại đỉnh nhà và chuyển vị lệch giữa các mức tầng nhà

1.3.2 Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà cao tầng

- Hệ chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình (như móng, cột, dầm, sàn, vách cứng…) nhận các loại tải trọng truyền xuống nền đất Căn cứ vào

sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

+ Các kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng

và kết cấu ống

+ Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung – giằng, kết cấu khung – vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

+ Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền,

hệ kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

1.3.3 Hệ khung chịu lực:

Hệ khung gồm các cột và các dầm liên kết cứng tại các nút tạo thành hệ khung không gian của nhà Hệ kết cấu này tạo ra được không gian kiến trúc khá linh hoạt Kết cấu khung được tạo nên bởi cột và dầm liên kết với nhau bằng mắt cứng hoặc khớp, chúng cùng với sàn và mái tạo nên một kết cấu không gian có độ cứng

1.3.4 Hệ tường chịu lực:

Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện chịu tải trọng đứng và ngang của nhà là các tường phẳng Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn được xem là cứng tuyệt đối Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấm tường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn Với hệ kết cấu này thì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu về kết cấu, thiếu độ linh hoạt về không gian kiến trúc

Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiện kinh

tế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phương án này không thoả mãn

1.3.5 Hệ lõi chịu lực:

Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác dụng nhận toàn

bộ tải trọng tác động lên công trình và truyền xuống đất Hệ lõi chịu lực có hiệu quả với công trình có độ cao tương đối lớn, do có độ cứng chống xoắn và chống cắt lớn, tuy nhiên nó phải kết hợp được với giải pháp kiến trúc;

So sánh với đặc điểm kiến trúc công trình này ta thấy sử dụng hệ lõi là không

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

Đây là sự kết hợp của 3 hệ kết cấu đầu tiên Vì vậy nó phát huy được ưu điểm của cả 2 giải pháp đồng thời khắc phục được nhược điểm của mỗi giải pháp

Tùy theo cách làm việc của khung mà khi thiết kế người ta chia ra làm 2 dạng sơ đồ tính: Sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng

1.3.6.1 Sơ đồ giằng:

Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó còn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu lực Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén

1.3.6.2 Sơ đồ khung - giằng:

Hệ kết cấu khung - giằng được tạo ra bằng sự kết hợp giữa khung và vách cứng Hai hệ thống khung và vách được lên kết qua hệ kết cấu sàn Khung cũng tham gia chịu tải trọng đứng và ngang cùng với lõi và vách Hệ thống vách cứng đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu kiến trúc Sơ đồ này khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng)

Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã

có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình Khuynh hướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẽ được thay thế bằng khuynh hướng tổng quát hoá Đồng thời, khối lượng tính toán số học không còn

là một trở ngại nữa Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn

Tuy nhiên, ở đồ án này sử dụng sơ đồ tính bằng phần mềm SAP2000v14.2.2 cho cầu thang ,bể nước và ETABS9.7.1 cho hệ khung

1.4.2 Các giả thuyết sử dụng trong tính toán nhà cao tầng

Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kết ngàm với các phần tử cột, dầm hoặc vách cứng ở cao trình sàn Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong) Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên

Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau Các cột và vách cứng đều được ngàm ở chân cột và vách cứng ngay mặt đáy móng, các dầm thì được ngàm vào cột và ở độ giao của vách cứng với dầm

Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào công trình dưới dạng lực phân bố trên các sàn (vị trí tấm cứng của từng tầng) vì có sàn nên các lực này truyền sang sàn và từ đó truyền vào dầm

Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như không đáng kể

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1 GIỚI THIỆU, MÔ TẢ VỀ KÊT CẤU SÀN

S2

S2 S2

S2

S2 S2

Hình 2.1- Mặt bằng hệ dầm sàn

2.1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu:

Để chọn giải pháp kết cấu sàn cần phải so sánh 2 trường hợp sau:

2.1.2.1 Kết cấu sàn không dầm (sàn nấm):

Hệ sàn nấm có chiều dày toàn bộ sàn nhỏ, làm tăng chiều cao sử dụng do đó dễ tạo không gian để bố trí các thiết bị dưới sàn (thông gió, điện, nước, phòng cháy và có trần che phủ), đồng thời dễ làm ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông khi thi công Tuy nhiên giải pháp kết cấu sàn nấm là không phù hợp với công trình vì không đảm bảo tính kinh tế do tốn vật liệu

2.1.2.2 Kết cấu sàn có dầm:

Là giải pháp kết cấu được sử dụng phổ biến cho các công trình nhà cao tầng Khi dùng kết cấu sàn dầm độ cứng ngang của công trình sẽ tăng do đó chuyển vị ngang sẽ giảm Khối lượng bê tông ít hơn dẫn đến khối lượng tham gia dao động giảm

Chiều cao dầm sẽ chiếm nhiều không gian phòng ảnh hưởng nhiều đến thiết kế kiến trúc, làm tăng chiều cao tầng Tuy nhiên phương án này phù hợp với công trình vì bên

dưới các dầm là tường ngăn, chiều cao thiết kế kiến trúc là tới 3,5m nên không ảnh

hưởng nhiều

Kết luận: Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối

2.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 5574-2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động – Tiêu Chuẩn tiết kế

TCXDVN 229-1999 Hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

2.2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.2.1 Vật liệu sử dụng

2.2.1.1 Bê tông (theo TCVN 5574 : 2012)

Dựa vào đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bê tông để

sử dụng cấp độ bền B25 với các thông số kỹ thuật như:

- Trọng lượng riêng (kể cả cốt thép):  25kN m/ 3;

- Cường độ tiêu chuẩn chịu nén dọc trục: R bn R b,ser 18.5MPa;

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo dọc trục: R bt R bt ser, 1.6MPa;

- Cường độ tính toán khi chịu nén dọc trục: R b 14.5MPa;

- Cường độ tính toán khi chịu kéo dọc trục: R bt 1.05MPa;

- Mô đun đàn hồi: E b 30 10 3MPa

2.2.1.2 Cốt thép (theo TCVN 5574 : 2012)

Sử dụng cốt thép CI, CII, CIII, có các đặc trưng vật liệu như sau:

Cốt thép CI: (8)

Môđun đàn hồi: Es = 21x104 (MPa)

Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 (MPa)

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 (MPa)

Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 175 (MPa)

Cốt thép CII: (8)

Môđun đàn hồi: Es = 21x104 (MPa) Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280 (MPa)

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 (MPa)

Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 225 (MPa)

S2 S2

S2

S2 S2

2.2.3 Chọn sơ bộ tiêt diện dầm sàn

2.2.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Chiều cao tiết diện dầm được chọn sơ bộ dựa vào nhịp dầm

+ m = 18 - 20 đối với dầm trực giao

Chiều rộng chọn sơ bộ trong khoảng 1 1

Bảng 2.1– Kích thước sơ bộ các tiết diện dầm

2.2.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Chiều dày sàn được chọn sơ bộ theo công thức:

D = 0.8 -1.4 phụ thuộc vào tải trọng

L 1 chiều dài cạnh ngắn của ô sàn tính từ trục dầm

Bảng 2.2– Bảng chiều dày sàn và phân loại ô sàn

Tỉ số

L 2 /L 1

Diện tích ô sàn (m 2 ) Loại ô bản Chiều dày bản sàn

h s (mm)

S1 4.425 4.175 1.06 18.47 Bản hai phương 11.5 S2 4.250 4.175 1.02 17.74 Bản hai phương 11.5

Lớp cấu Tạo Chiều dày

(mm)

Trọng lượng riêng 

2.2.4.2 Tải trọng tường ngăn quy đổi thành tải phân bố đều

Trọng lượng tường ngăn trên sàn được quy đổi thành tải phân bố đều trên sàn (mang tính chất gần đúng) Tải trọng tường ngăn quy đổi được tính theo công thức sau:

A l l là diện tích của ô sàn có tường

Nếu tải trọng tường ngăn quy đổi tính toán nhỏ hơn 75daN/m 2 thì lấy bằng

75daN/m 2, còn nếu giá trị tính toán lớn hơn thì lấy bằng giá trị tính toán Các ô sàn có

- Gạch ceramic

- Vữa lót

- Bê tông cốt thép

- Trần treo

kích thước giống nhau nhưng diện tích tường xây trên sàn khác nhau thì lấy ô sàn có diện tích tường xây lớn nhất tính toán cho các ô còn lại

Bảng 2.4- Tải trọng tường ngăn quy đổi

Hệ số độ tin cậy

Tải trọng quy đổi

s

p hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn

n p hệ số tin cậy của hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 điều 4.3.1 TCVN 2737 – 1995 Phụ thuộc

vào chức năng cụ thể của từng phòng

Bảng 2.5- Hoạt tải theo công năng sử dụng

Hệ số độ tin cậy

s

q là tổng tải trọng tác dụng lên sàn

qd s

g là tải trọng cùa tường ngăn quy đổi ( đối với ô sàn có tường ngăn)

s

p là hoạt tải theo công năng sử dụng của từng phòng

Bảng 2.6- Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên từng ô sàn

2.2.5.1 Quan điểm tính toán

Các ô bản được tính như một ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô lân cận Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục dầm

h  3, vậy liên kết biên là bản sàn liên kết ngàm với dầm

2.2.5.2 Các ô bản kê (bản kê hai phương)

Tất cả các ô bản đều là bản hai phương

1 Sơ đồ tính

Ta thấy chiều cao tất cả các dầm đều lớn hơn hoặc bằng 400mm nên tỉ số d

s

h h

luôn luôn lớn hơn hoặc bằng 3 => tất cả các ô bản đều là ô bản hai phương ngàm 4 cạnh

Cắt dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán

Hình 2.3- Sơ đồ làm việc hai phương

Hình 2.5- Tiết diện tính toán

Moment dương lớn nhất ở nhịp được tính theo công thức:

Theo phương cạnh ngắn: M1i1P;

Theo phương cạnh dài: M2 i2P

M A

h là chiều cao tiết diện, h = h ; s

h o là chiều cao có ích của tiết diện;

a là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông;

M là moment nội lực;

R b là cường độ chịu nén tính toán của bê tông;

b

 là hệ số điều kiện làm việc của bê tông;

R s là cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép;

342.2 10

1.730.988 2250 10

898.3 10

0.062

1 145 100 10

I m

898.3 10

4.120.972 2250 10

I s

2 2

0

345.4 10

1.690.987 2250 9.2

796.3 10

0.055

1 145 100 10

II m

796.3 10

3.640.975 2250 10

II s

- Cốt thép ở nhịp theo phương cạnh ngắn (l 1) đặt ở lớp dưới còn cốt thép ở nhịp

theo phương cạnh dài (l 2) đặt ở lớp trên

- Khoảng cách cốt thép chịu mômen âm trên gối cả hai phương có bề rộng bằng

1/4L 1

- Cốt thép cấu tạo đỡ cốt mũ lấy 6a250

- Bố trí cốt thép dựa trên các kết quả đã tính, được trình bày ở các bảng trên, riêng đối với cốt thép chịu momen âm tại gối của các ô sàn liền nhau, bên nào có nội lực lớn (cốt thép nhiều hơn), sẽ được lấy để bố trí cốt thép

- Cắt và neo cốt thép lấy theo quy phạm (Tham khảo sách “Sổ Tay Thực Hành

Kết Cấu Công trình” của tác giả Vũ Mạnh Hùng)

- Kết quả bố trí cốt thép, thống kê thép sàn tầng điển hình được thể hiện ở bản vẽ.(KC-01)

CHƯƠNG 3: TÍNH CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.1 GIỚI THIỆU CẦU THANG, GIẢI PHÁP KẾT CẤU

3.1.1 Giới thiệu chung

Cầu thang là phương tiện giao thông đứng chính của công trình, được hình thành

từ các bậc liên tiếp tạo thành vế thang, các vế thang nối với nhau bằng chiếu nghỉ, chiếu tới để tạo thành cầu thang Cầu thang là một yếu tố vô cùng quan trọng về công dụng và nghệ thuật kiến trúc, nâng cao tính thẩm mỹ của công trình

Công trình có kích thước lớn, không gian rộng, chung cư nhiều tầng nên nhiều người đi lại Do đó, trong bản vẽ kiến trúc được bố trí cầu thang để dễ lưu thông và đảm bảo thoát hiểm khi có hỏa hoạn hay sự cố xảy ra

Toàn bộ công trình, từ tầng 1 trở đi trên mỗi tầng đều gồm có 3 thang bộ và 2 thang máy làm nhiệm vụ giao thông và thoát hiểm khi xảy ra sự cố

3.1.2 Giải pháp kết cấu

Chung cư Phú Thọ là công trình công cộng và có bề rộng cầu thang b = 3.1m, để

tiện dụng cũng như tính thẩm mỹ và kết cấu công trình ta thiết kế và tính toán cầu thang dạng bản 2 vế

3.2 CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG, CHIỀU DÀY BẢN THANG

3.2.1 Chọn vật liệu sử dụng

3.2.1.1 Chọn bê tông(theo TCVN 5574 : 2012)

Dựa vào đặc điểm của công trình và khả năng chế tạo vật liệu ta chọn bê tông để

sử dụng cấp độ bền B25 với các thông số kỹ thuật như:

- Trọng lượng riêng (kể cả cốt thép):  25kN m/ 3;

- Cường độ tiêu chuẩn chịu nén dọc trục: R bn R b,ser 18.5MPa;

- Cường độ tiêu chuẩn chịu kéo dọc trục: R bt R bt ser, 1.6MPa;

- Cường độ tính toán khi chịu nén dọc trục: R b 14.5MPa;

- Cường độ tính toán khi chịu kéo dọc trục: R bt 1.05MPa;

- Mô đun đàn hồi: E b 30 10 3MPa

3.2.1.2 Chọn cốt thép (theo TCVN 5574 : 2012)

Cốt thép trơn Ø ≤ 8mm dùng loại CI với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn R s ser, 235MPa;

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: R s 225MPa;

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: R sc 225MPa;

- Cường độ tính toán cốt ngang: R sw 175MPa;

- Mô đun đàn hồi: E s 21 10 4MPa

Cốt thép gân Ø > 8mm dùng loại CII với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: R sn R s ser, 295MPa;

- Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép dọc: R s 280MPa;

- Cường độ chịu nén tính toán cốt thép dọc: R sc 280MPa;

- Cường độ tính toán cốt ngang: R sw 225MPa;

- Mô đun đàn hồi: E s 21 10 4MPa

Bảng 3.1- Đặc trưng số liệu cốt thép

Loại cốt thép R sn

(Mpa)

R s (Mpa)

3.2.2 Chọn chiều dày bản thang, dầm thang

Sơ bộ chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ theo công thức:

b

h tag

l

Trong đó:

L o là chiều dài nhịp tính toán;

h s là chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ;

h d, bd là kích thước tiết diện dầm thang

1 3 5 7

9

11 13 15 17 19

DẦM CHIẾU TỚI

DẦM CHIẾU TỚI

MẶT CẮT B-B

+6.070

+4.400 +7.900

Hình 3.2- Mặt cắt cầu thang

3.3 THIẾT KẾ BẢN THANG BẢN CHIẾU NGHĨ

3.3.1 Sơ đồ tính

Cắt 1 dải bản có bề rộng b = 1m để tính toán

Xét tỷ số: 300

2.1 3140

d s

3.3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ

3.3.2.1 Xác định tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

1

n

i i i

g   n Trong đó:

Hình 3.5- Các lớp cấu tạo bản chiếu nghĩ Bảng 3.2– Tải trọng tác dụng lên chiếu nghĩ

3.3.2.2 Xác định tĩnh tải tác dụng lên bản thang (Phần bản nghiêng)

1

n tdi i i

Bậc xây gạch

Vữa trát trần Bê tông cốt thép dày 140

Đá hoa cương Vữa xi măng

Hình 3.6- Các lớp cấu tạo bản thang

Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng tdi :

h

m



Lớp cấu Tạo Chiều dày

(m)

Trọng lượng riêng 

(daN/m 3 )

Hệ số tin cậy

n

Trị tính toán (daN/m 2 )

q 3 = g 2 + p= 811.65 + 360 = 1171.65 (daN/m 2)

- Sơ đồ tải trọng vế 2:

Hình 3.9- Tĩnh tải vế 2

Hình 3.10- Hoạt tải vế 2

3.3.3.1 Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực

Cấu trúc tổ hợp: TH: TỈNH TẢI + HOẠT TẢI

a Kết quả tính toán nội lực vế 1

Hình 3.11- Biểu đồ Mômen vế 1 (daNm)

Hình 3.12- Biểu đồ lực cắt vế 1 (daNm)

b Kết quả tính toán nội lực vế 2

Hình 3.13- Biểu đồ Mômen vế 2 (daNm)

Hình 3.14- Biểu đồ lực cắt vế 2 (daNm)

c Kết quả tính toán phản lực gối tực

Hình 3.15- Phản lực gối vế 1

Hình 3.16- Phản lực gối vế 2

3.3.3.2 Tính toán tiết diện

Đối với vế thang tính toán tại tiết diện có mômen lớn nhất để tính toán cốt thép

Tính toán vế thang như cấu kiện chịu uốn hình chữ nhật có tiết diện b x h

8.87

100 12

s A

9.1

100 12

s A

b h

Đảm bảo điều kiện hàm lượng cốt thép

Phản lực do bản thang truyền vào:

Do vế 1: R 1 = 2287( daN/m), phân bố nửa dầm

Do vế 2: R 2 = 2322 (daN/m), phân bố nửa dầm

Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn ta lấy R 2 = 2322 daN/m tác dụng lên

200 265

s A

361

200 265

s A

3.4.4.2 Cốt thép ngang

Xét lực cắt lớn nhất trong dầm: Q max = 4896 daN

Điều kiện bê tông đủ khả năng chịu cắt:

1,5.R b h bt

2 0 max

1750 0.283 4 2 (1 0 0) 10.5 20 26.5

244896

Vậy bê tông và cốt đai đủ khả năng chịu cắt không cần bố trí cốt xiên

3.5 THIẾT KẾ DẦM CHIẾU TỚI (DCT)

3.5.1 Xác định tải trọng dầm chiếu tới (tĩnh tải)

Trọng lượng bản thân dầm:

Phản lực do bản thang truyền vào:

Do vế 1: R 1 = 2747 (daN/m), phân bố nửa dầm

Do vế 2: R 2 = 2817 (daN/m), phân bố nửa dầm

Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn ta lấy R 2 = 2817 daN/m tác dụng lên

toàn dầm

Tĩnh tải do sàn chiếu tới truyền vào dầm chiếu tới

Tĩnh tải phân bố đều do sàn chiếu tới truyền vào dầm chiếu tới được thể hiện theo sơ

đồ và được tính theo công thức:

Hình 3.18- Sơ đồ truyền tải từ sàn chiếu tới vào dầm chiếu tới

Tĩnh tải và hoạt tải phân bố đều do sàn chiếu tới truyền vào dầm chiếu