Thiết kế và thi công Nhà ở chung cư CT5 – khu đô thị mới Mỹ Đình

Thiết kế và thi công Nhà ở chung cư CT5 – khu đô thị mới Mỹ Đình

KHOA XÂY DỰNG

PHẦN 1

KIẾN TRÚC

SINH VIÊN THỰC HIỆN :NGUYỄN MẠNH TUẤN MSSV : 509.48

LỚP :48XD4

NHIỆM VỤ

1 Giới thiệu về công trình

2 Các giải pháp kiến trúc của công trình 3 Các giải pháp kỹ thuật của công trình 4 Điều kiện địa chất, thuỷ văn

CÁC BẢN VẼ KÈM THEO:

1 KT 01 – Mặt bằng.

2 KT 02 – Mặt đứng chính trục 1-10 và A-D3 KT 03 – Mặt cắt B -B, C- C của công trình 4 KT 04 – Mặt cắt A- A của công trình.

 Nhằm mục đích phục vụ nhu cầu ở và sinh hoạt nghỉ ngơi của người dân, nhàchung cư CT5 được xây dựng kết hợp với các công trình khác như siêu thị, chợ, sânvận động, trung tâm hành chính, tạo thành một khu đô thị mới Do đó, kiến trúc côngtrình không những đáp ứng được đầy đủ các công năng sử dụng mà còn phù hợp vớikiến trúc tổng thể khu đô thị nơi xây dựng công trình và phù hợp với qui hoạchchung của thành phố

 Công trình CT5 gồm 14 tầng, diện tích sàn 1 tầng 1366m2,tổng diện tích 20496m2.Tầng 1 với các cửa hàng , ban quản lý, bảo vệ,nhà để xe

Các tầng còn lại với 09 căn hộ mỗi tầng,các căn hộ đều khép kín với 3-4 phòngcác khu vệ sinh, diện tích 1 căn hộ 80-120 m2.Toàn bộ công trình khi hoàn thành sẽđáp ứng được cho 144 căn hộ,mỗi căn hộ có thể ở từ 4 -6 người

III ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

 Lô CT5 Khu đô thị mới Mỹ Đình II - Hà Nội.

 Công trình nằm ở phía Đông-Bắc của khu đô thị, phía Nam giáp đường vànhđai của khu đô thị, phía Tây giáp đường giao thông vào trung tâm khu đô thị, phíaĐông-Bắc là khu đất chưa xây dựng nằm trong diện qui hoạch.Địa điểm công trìnhrất thuận lợi cho việc thi công do tiện đường giao thông, xa khu dân cư trung tâm,vàtrong vùng quy hoạch xây dựng.

KHOA XÂY DỰNG

CHƯƠNG II

CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNHI/ GIẢI PHÁP MẶT BẰNG.

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

52,0 m x 19,2 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 nhiềunhất Phần giữa các trục 4 – 7 có sự thay đổi mặt bằng nhằm tạo điểm nhấn kiếntrúc, phá vỡ sự đơn điệu.

- Công trình gồm 14 tầng+ tầng mái.

- Tầng 1 gồm sảnh dẫn lối vào , nơi gửi xe, kiốt bán hàng, các dịch vụ , banquản lý…khu thu gom rác thải.

- Các tầng từ tầng 2 đến tầng 14 là tầng để dân ở Mỗi tầng có tổng cộng 09căn hộ, diện tích sàn sử dụng là :………… m2

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

- Để tận dụng cho không gian ở giảm diện tích hành lang thì công trình bố trí 1hành lang giữa ,2 dãy phòng bố trí 2 bên hành lang.

- Đảm bảo giao thông theo phương đứng bố trí 1 thang máy và 1 thang bộ giữanhà ,đồng thời đảm bảo việc di chuyển người khi có hoả hoạn xảy ra côngtrình bố trí thêm 2 cầu thang bộ cuối hành lang.

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

- Mỗi căn hộ có diện tích sử dụng 80-120 m2 bao gồm 1 phòng khách, 3 phòngngủ, bếp, khu vệ sinh Có 3 loại căn hộ : A, B, C

II GIẢI PHÁP MẶT ĐỨNG.

- Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần để tạothành quần thể kiến trúc, quyết định đến nhịp điệu kiến trúc của toàn bộ khu vực kiếntrúc Mặt đứng công trình được trang trí trang nhã , hiện đại với hệ thống cửa kínhkhung nhôm tại cầu thang bộ,; với các căn hộ có hệ thống ban công và cửa sổ mở rakhông gian rộng tạo cảm giác thoáng mát, làm tăng tiện nghi tạo cảm giác thoải máicho người sử dụng.Giữa các căn hộ và các phòng trong một căn hộ được ngăn chiabằng tường xây , trát vữa xi măng hai mặt và lăn sơn 3 nước theo chỉ dẫn kỹ thuật ;ban công,có hệ thống lan can sắt sơn tĩnh điện chống gỉ

-Hình thức kiến trúc công trình mạch lạc rõ ràng Công trình bố cục chặt chẽvà qui mô phù hợp chức năng sử dụng góp phần tham gia vào kiến trúc chung củatoàn khu Mặt đứng phía trước đối xứng qua trục giữa nhà Đồng thời toàn bộ cácphòng đều có ban công nhô ra phía ngoài, các ban công này đều thẳng hàng theo tầngtạo nhịp điệu theo phương đứng.

- Chiều cao tầng 1 là 4,2 m ; các tầng từ tầng 2-14 mỗi tầng cao 3,2m.

+ Tuyệt đối không đặt gần nơi có thể phát sinh hỏa hoạn.+ Dễ dàng sử dụng cũng như sửa chữa khi có sự cố.

+ Phù hợp với giải pháp Kiến trúc và Kết cấu để đơn giản trong thi công lắpđặt, cũng như đảm bảo thẩm mỹ công trình.

Hệ thống điện được thiết kế theo dạng hình cây Bắt đầu từ trạm điều khiểntrung tâm , từ đây dẫn đến từng tầng và tiếp tục dẫn đến toàn bộ các phòng trong tầngđó Tại tầng 1còn có máy phát điện dự phòng để đảm bảo việc cung cấp điện liên tụccho toàn bộ khu nhà.

II/ HỆ THỐNG NƯỚC

Sử dụng nguồn nước từ hệ thống cung cấp nước của Thành phố được chứatrong bể ngầm riêng sau đó cung cấp đến từng nơi sử dụng theo mạng lưới được thiếtkế phù hợp với yêu cầu sử dụng cũng như các giải pháp Kiến trúc, Kết cấu.

Tất cả các khu vệ sinh và phòng phục vụ đều được bố trí các ống cấp nước vàthoát nước Đường ống cấp nước được nối với bể nước ở trên mái Bể nước ngầm dựtrữ nước được đặt ở ngoài công trình, dưới sân vui chơi nhằm đơn giản hoá việc xửlý kết cấu và thi công, dễ sửa chữa, và nước được bơm lên tầng mái Toàn bộ hệthống thoát nước trước khi ra hệ thống thoát nước thành phố phải qua trạm xử lýnước thải để nước thải ra đảm bảo các tiêu chuẩn của ủy ban môi trưòng thành phố

Hệ thống thoát nước mưa có đường ống riêng đưa thẳng ra hệ thống thoát nướcthành phố.

Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế riêng biệt gồm một trạm bơm tại tầng ,một bể chứa riêng trên mái và hệ thống đường ống riêng đi toàn bộ ngôi nhà Tại cáctầng đều có các hộp chữa cháy đặt tại hai đầu hành lang, cầu thang.

III/ HỆ THỐNG GIAO THÔNG NỘI BỘ

Giao thông theo phương đứng có 01 thang bộ chính + 02 thang máy đặt chínhgiữa nhà và 02 thang bộ dùng làm thang thoát hiểm đặt ở hai đầu hồi.

Giao thông theo phương ngang : có các hành lang rộng 2,2m phục vụ giaothông nội bộ giữa các tầng, dẫn dến các phòng và dẫn đến hệ thống giao thông đứng.

Các cầu thang , hành lang được thiết kế đúng nguyên lý kiến trúc đảm bảo lưuthông thuận tiện cả cho sử dụng hàng ngày và khi xảy ra hoả hoạn.

IV/ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHIẾU SÁNG

Công trình được thông gió tự nhiên bằng các hệ thống cửa sổ, khu cầu thang vàsảnh giữa được bố trí hệ thống chiếu sáng nhân tạo.

KHOA XÂY DỰNG

Tất cả các hệ thống cửa đều có tác dụng thông gió cho công trình Do côngtrình nhà ở nên các yêu cầu về chiếu sáng là rất quan trọng Phải đảm bảo đủ ánhsáng cho các phòng Chính vì vậy mà các căn hộ của công trình đều được được bố trítiếp giáp với bên ngoài đảm bảo chiếu sáng tự nhiên.

V/ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi côngcộng những nơi có khả năng gây cháy cao như nhà bếp, nguồn điện Mạng lưới báocháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy.

Mỗi tầng đều có bình đựng Canxi Cacbonat và axit Sunfuric có vòi phun đểphòng khi hoả hoạn.

Các hành lang cầu thang đảm bảo lưu lượng người lớn khi có hỏa hoạn 1 thangbộ được bố trí cạnh thang máy, 2 thang bộ bố trí 2 đầu hành lang có kích thước phùhợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hoả hoạn hay các sự cố khác.

Các bể chứa nước trong công trình đủ cung cấp nước cứu hoả trong 2 giờ.Khi phát hiện có cháy, phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịpthời kiểm soát khống chế hoả hoạn cho công trình.

KHOA XÂY DỰNG

CHƯƠNG IV

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THUỶ VĂN

Công trình nằm ở Hà Nội, nhiệt độ bình quân trong năm là 270C, chênh lệchnhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 120C.

Thời tiết chia làm hai mùa rõ rệt : Mùa nóng (từ tháng 4 đến tháng 11), mùalạnh (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau).

Độ ẩm trung bình 75% - 80%.

Hai hướng gió chủ yếu là gió Tây-Tây Nam và Bắc - Đông Bắc, tháng có sứcgió mạnh nhất là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11, tốc độ gió lớn nhấtlà 28m/s.

Địa chất công trình thuộc loại đất yếu, nên phải chú ý khi lựa chọn phương ánthiết kế móng (Xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kế móng).

KHOA XÂY DỰNG

PHẦN 2

KẾT CẤU

SINH VIÊN THỰC HIỆN :NGUYỄN MẠNH TUẤNMSSV : 509.48

LỚP :48XD4

THUYẾT MINH PHẦN KẾT CẤU

NHIỆM VỤ

1 Xác định sơ đồ tính và tải trọng2 Thiết kế cấu kiện điển hình cột,dầm 3 Tính sàn tầng điển hình

4 KC 04 – Kết cấu Khung.

KHOA XÂY DỰNG

CHƯƠNG ICƠ SỞ TÍNH TOÁN

A CÁC TÀI LIỆU SỬ DỤNG TRONG TÍNH TOÁN

1 Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.

2 TCVN 5574-1991 Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế.3 TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế.

4 TCVN 40-1987 Kết cấu xây dựng và nền nguyên tắc cơ bản về tính toán.

B TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1 Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000.

2 Phương pháp phần tử hữu hạn – Trần Bình, Hồ Anh Tuấn.

3 Giáo trình giảng dạy chương trình SAP2000 – Ths Hoàng Chính Nhân.4 Kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs Ts Ngô Thế Phong,

Pts Lý Trần Cường, Pts Trịnh Kim Đạm, Pts Nguyễn Lê Ninh.

5 Kết cấu thép II (công trình dân dụng và công nghiệp) – Phạm Văn Hội,Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Đoàn Ngọc Tranh, Hoàng VănQuang.

C VẬT LIỆU DÙNG TRONG TÍNH TOÁNI/ Bê tông:

_ Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-1991.Bêtông đựoc sử dụng là bêtông mác 300#a/ Với trạng thái nén:

+ Cường độ tiêu chuẩn về nén : 167 KG/cm2.+ Cường độ tính toán về nén : 130 KG/cm2.b/ Với trạng thái kéo:

+ Cường độ tiêu chuẩn về kéo : 15 KG/cm2.+ Cường độ tính toán về kéo : 10 KG/cm2._ Môđun đàn hồi của bê tông:

Được xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứng trong điều kiện tựnhiên.

23002800

KHOA XÂY DỰNG

Môđun đàn hồi của cốt thép: E = 2,1.106 KG/cm2.

CHƯƠNG II

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Khái quát chung

Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình( hệ chịu lực chính, sàn) có vai tròquan trọng tạo tiền đề cơ bản để người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình,hệ kết cấu chịu lực cho công trình đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phù hợpvới yêu cầu kiến trúc, thuận tiện trong sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế

Trong thiết kế kế cấu nhà cao tầng việc chọn giải pháp kết cấu có liên quan đếnvấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao tầng, thiết bị điện, đường ống,yêu cầu thiết bị thi công, tiến độ thi công, đặc biệt là giá thành công trình và sự làmviệc hiệu quả của kết cấu mà ta chọn.

I/ GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH :I.1 Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu chính

Đối với nhà cao tầng có thể sử dụng các dạng sơ đồ chịu lực:+ Hệ tường chịu lực

+ Hệ khung chịu lực+ Hệ lõi

+ Hệ kết cấu khung vách kết hợp+ Hệ khung lõi kết hợp

+ Hệ khung, vách lõi kết hợp

a) Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện chịu tải trọng đứng và ngang của nhà là cáctường phẳng Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn đượcxem là cứng tuyệt đối Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấmtường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu này thìkhoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu vềkết 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 kinhtế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phương án này không thoả mãn.

b) Hệ khung chịu lực

Hệ được tạo bởi các cột và các dầm liên kết cứng tại các nút tạo thành hệ khungkhông gian của nhà Hệ kết cấu này tạo ra được không gian kiến trúc khá linh hoạt.Tuy nhiên nó tỏ ra kém hiệu quả khi tải trọng ngang công trình lớn vì kết cấu khungcó độ cứng chống cắt và chống xoắn không cao Nếu muốn sử dụng hệ kết cấu nàycho công trình thì tiết diện cấu kiện sẽ khá lớn, làm ảnh hưởng đến tải trọng bản thâncông trình và chiều cao thông tầng của công trình.

KHOA XÂY DỰNG

c) Hệ lõi chịu lực

Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác dụng nhận toàn bộtải trọng tác động lên công trình và truyền xuống đất Hệ lõi chịu lực có hiệu quả vớicông trình có độ cao tương đối lớn, do có độ cứng chống xoắn và chống cắt lớn, tuynhiên nó phải kết hợp được với giải pháp kiến trúc.

So sánh với đặc điểm kiến trúc của công trình này ta thấy sử dụng hệ lõi làkhông phù hợp

d) 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.

Tuỳ 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.

* Sơ đồ giằng.

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

* 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 giachịu tải trọng đứng và ngang cùng với lõi và vách Hệ thống vách cứng đóng vai tròchủ 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 kíchthước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu kiến trúc.

Sơ đồ này khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng)

* Kết luận:

Qua phân tích ưu nhược điểm của các hệ kết cấu, đối chiếu với đặc điểm kiến trúc của công trình ta thấy : sự kết hợp của giải pháp kết cấu khung-vách-lõi cùng chịu lực tạo ra sự biến dạng không đồng điệu có khả năng chịu tải cao cho các công trình cao tầng cỡ trung bình ( nhỏ hơn 20 tầng) Dưới tác dụng của tải trọng ngang khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ, của cáctầng dưới lớn hơn trong khi đó lõi và vách chịu uốn là chủ yếu, tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dưới.điều này khiến cho chuyển vị của cả công trình giảm đi khi chúng làm việc cùng nhau.

Với những ưu điểm đó ta quyết định chọn giải pháp kết cấu khung-vách-lõi chịu lực, làm việc theo sơ đồ hệ khung- giằng.

I.2 Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu sàn:

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

a) 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 dễtạo không gian để bố trí các thiết bị dưới sàn (thông gió, điện, nước, phòng cháy vàcó trần che phủ), đồng thời dễ làm ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông khi thi

Kết luận :

Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối.

II / SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆNII.1 Chọn chiều dày sàn

Chiều dày bản chọn sơ bộ theo công thức:

trong đó : l là cạnh ngắn của ô bản.

Xét ô bản lớn nhất có l = 450 cm; chọn D = 0,9 với hoạt tải 300kg/m2

Với bản kê bốn cạnh chọn m = 40 - 45, ta chọn m = 40 ta có chiều dày sơ bộ củabản sàn:

Chọn hdc =70 cm, bdc = 30 cm * Chọn dầm dọc:

- Nhịp của dầm ld = 640 cm

Chọn hd = 55 cm, bd = 30 cm* Các dầm sàn chọn 300x500

KHOA XÂY DỰNG

* Tường ngăn

Dùng ngăn chia không gian trong mỗi tầng, song tuỳ theo việc ngăn giữa cáccăn hộ hay ngăn trong 1 căn hộ mà có thể là tường 22 cm hoặc 11 cm Tường cóhai lớp trát dày 2 x 1.5 cm

Chiều cao tường ngăn : Htường = Htầng – hsàn = 3,2 – 0.5 = 2.7m

Trong đó:

Rn=130kg/cm2

N : lực dọc lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

Tính gần đúng N = số tầng x diện chịu tải x ( tĩnh tải sàn + hoạt tải)

Dự kiến cột thay đổi tiết diện 2 lần tầng 1-3, tầng 4-14

Cột từ tầng 1-3 :

N= 14.35.(525 + 360)= 433650 kg 4336502

201150

Vữa lát 2cm = 1800KG/m3

Bê tông chốngnóng 10cm = 800KG/m3(kG/m

Bê tông chốngthấm 4cm= 2500KG/m3

Bê tông sàn12cm = 2500KG/m3(kG/m

Vữa trát 1.5cm =1800KG/m3

* Trọng lượng bản thân sàn ban công: g = nh

KHOA XÂY DỰNG

(m) (kG/mkG/m3) Hệ số vượttải

Tải trọng kG/m2)

Sơ bộ chọn bề dày bản thang 12 cm, dựa vào chiều cao tầng H=3,2m và chiềudài L=3.4m vế thang ta chọn chiều cao bậc thang là h=146mm,rộng bậc thang b=300-Diện tích dọc 1 bậc thang.

KHOA XÂY DỰNG

2((0, 08 0,146) 0, 08) 0,3

0, 0459()2

BẢNG TĨNH TẢI CẦU THANG

Cấu tạo các lớp Tải trọng tc kG/m2 n Tải trọng tính toánkG/m2.

KHOA XÂY DỰNG

Tải trọng hoạt tải người phân bố trên sàn các tầng được lấy theo bảng mẫu củatiêu chuẩn TCVN: 2737-95

Bảng tính hoạt tải người

Stt Loại phòng Tải trọng tiêu chuẩn(kG/m2) n Tải tính toán(kG/m2)

I.3/ PHÂN PHỐI TẢI TRỌNG LÊN KHUNG K2

Vì nhà có tỷ số chiều dài so với chiều rộng 52 2, 719, 2

sơ đồ phẳng, coi mỗi khung chịu tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện chịu tải củanó Ta lập bảng phân phối tải trọng lên khung K2.Theo nguyên tắc truyền tải : từ sàn =>dầm;dầm sàn=>dầm chính; dầm dọc => cột

KHOA XÂY DỰNG

d-d1

Tổng tải trọngtrên 1 hìnhtam giác (kG)

Tổng tảitrọng trên 1

hìnhthang(kG)

KHOA XÂY DỰNG

Tên dầm Nguồn truyền tải Dạng truyềntải q max( kg/m)

Tổng tảitrọng(kG

18190

KHOA XÂY DỰNG

BẢNG PHÂN PHỐI TĨNH TẢI LÊN CỘT

Tên cột Nguồn truyền tải Dạng truyềntải

Giá trị lực ( kg)

Tổng giá trị(kg)Cột A

BẢNG PHÂN PHỐI TĨNH TẢI LÊN DẦM CHÍNH

Tên dầm dầm(m)Nhịp Nguồn truyềntải Dạng truyềntải Vị trí trên dầm ( m)Tải trọng ( kG)

Sơ đồ chất tĩnh tải khung K2 (Đơn vị lực : kG )

KHOA XÂY DỰNG

PHÂN PHỐI HOẠT TẢI CHO KHUNG K2

Có 2 phương án chất hoạt tải HT 1 và HT 2 theo nguyên tắc lệch tầng, lệch nhịp, tổ hợp 2 phương án trên được phương án chất tải toàn sàn.

Việc phân phối hoạt tải cho khung K2 được tiến hành như với tĩnh tải, có thể lấy giá trị phân phối theo trường hợp tĩnh tải nhân với hệ số tỷ lệ hoat

Kết quả cho ta sơ đồ chất tải như sau:SƠ ĐỒ CHẤT HOẠT TẢI 1 LÊN KHUNG K2

584 610

SƠ ĐỒ CHẤT HOẠT TẢI 2 LÊN KHUNG K2

ab

KHOA XÂY DỰNG

Với khung 3 nhịp có nhịp giữa ngắn BC=2,2m và giá trị tải chất lên nhịp này không lớn , do đó trong chất hoạt tải ta có thể chất tải ở cả hai nhịp DC và CB( hình vẽ)

I/ TẢI TRỌNG NGANG:II.1 Tải trọng gió:

Tải trọng gió được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN.2737-95 Vìcông trình có chiều cao lớn (H > 40,0m), do đó công trình còn được tính toán đến cảthành phần gió động.

Khi tính toán ảnh hưởng của tải trọng gió dựa trên các giả thiết sau: :-Gió tác động lên đồng thời lên hai mặt đón của nhà

-Các khung của lõi làm việc đồng thời-Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó-Bỏ qua sự chống trượt của lõi

-Độ cứng theo phương dọc nhà là vô cùng lớn.-Bỏ qua tác dụng xoắn của công trình.

1.1 Thành phần gió tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng phân bố đều trên mộtđơn vị diện tích được xác định theo công thức sau:

KHOA XÂY DỰNG Trong đó:

- n : hệ số tin cậy của tải gió n=1.2

-Wo: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió TheoTCVN 2737-95, khu vực Hà Nội thuộc vùng II-B có Wo= 95 kG/m2.

- k: Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạngđịa hình, hệ số k tra theo bảng 5 TCVN 2737-95 Địa hình dạng C.

- c: Hệ số khí động , lấy theo chỉ dẫn bảng 6 TCVN 2737-95,phụ thuộc vào hìnhkhối công trình và hình dạng bề mặt đón gió.Với công trình có hình khối chữnhật, bề mặt công trình vuông góc với hướng gió thì hệ số khí động

đối với mặt đón gió là c = +0.8 với mặt hút gió là c= +0.6.

Áp lực gió thay đổi theo độ cao của công trình theo hệ số k Để đơn giản trongtính toán, trong khoảng mỗi tầng ta coi áp lực gió là phân bố đều, hệ số k lấy là giá trịứng với độ cao ở đỉnh tầng nhà( thiên về an toàn) Giá trị hệ số k và áp lực gió phânbố từng tầng được tính như trong bảng.

Tải trọng gió tĩnh được quy về lực tập trung ở mức sàn Theo công thức: Pi =[ ]

+ Gió từ mái trở lên quy về lực tập trung tại đỉnh khung

theo TCVN 2737-95 tra hệ số khí động cho nhà có 2mái dốc,độ dốc mái 60 : Mặt đón gió : c1= +0.8

Mặt khuất gió : c2= -0.8

+Tổng tải trọng gió phần tường chắn cao 1 (m).

.Gió đẩy: pđ = Wz.S = W0kcxS=95x1,01x0,8x52x1 = 3991 (kG) Gió hút: ph = Wz.S = W0kcxS=95x1,01x0,6x52x1 =2994 (kG).+ Tổng tải trọng gió trên mái dốc

.Gió đẩy: Sđ = Wz.S = W0k xcBxh =95x1,01x0,8x52x2 = 7983 kG) Gió hút: Sh = Wz.S = W0k cxBxh=95x1,01x 0,8.52x2 = 7983(kG).

Quy về lực tập trung ở đỉnh khung :

Gió đẩy : pđ = 3991+7983 +6356 =18330 kGGió hút : pđ = 2994+7983+ 4767 =15744 kGXét với bề rộng đón gió toàn công trình b = 52m, ta có

Bảng giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió phân bố theo độ caonhà

Khối lượng tập trung tại mức sàn được lấy = (tĩnh tải +0,5 hoạttải)

(0,5 là hệ số chiết giảm đối với khối lượng chất tạm thời trêncông trình dân dụng).

Sơ đồ tính tần số dao động riêng

II.2.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gióII.2.2.a Tính toán khối lượng tập trung

*Khối lượng M1, 2 (đặt tại mức sàn 1,2):

+ Trọng lượng sàn: 386100 kG+ Trọng lượng dầm:

Dầm chính dọc : 67080 kGDầm chính ngang : 100224 kGDầm phụ ngang : 32832 kGDầm phụ dọc : 29754 kG+ Trọng lượng cột : 102000kg+ Trọng lượng lõi : 48720 kG+ Trọng lượng tường : 126024 kG+ Trọng lượng hoạt tải : 99000 kG

KHOA XÂY DỰNG + Trọng lượng dầm:

Dầm chính dọc : 67080 kGDầm chính ngang : 100224 kGDầm phụ ngang : 32832 kGDầm phụ dọc : 29754 kG+ Trọng lượng cột : 80000 kG+ Trọng lượng lõi : 48720 kG+ Trọng lượng tường : 126024 kG+ Trọng lượng hoạt tải : 99000 kG

 Khối lượng M3,4,5,6,7,8 : 867734.10-3/10 = 86,773 T.s2/m

* Khối lượng M14(đặt tại mức sàn mái):

Lấy gần đúng, thiên về an toàn cho rằng Khối lượng M14: 835734/10 = 83573,4 kG.s2/m

II.2.2.b Tính toán độ cứng của công trình:

* Xác định độ cứng của các khung và quy khung về các vách tương đương:

Xác định độ cứng khung ngang

Khung được thay thế bằng một thanh công sôn tương đương ngàm ở mặt móng chịu lực phân bố đều p = 100 kG/m Nhờ vào mối quan hệ giữa lực tác dụng vàchuyển vị ta xác định được độ cứng tương đương của khung.

EI =

Ixkhung1 = 6,19810

910

Ta quy đổi công trình thành thanh công xôn ngàm vào mặt móng có tiết diệnbxh = 1,000m x 8,81 m có độ cứng theo phương x bằng độ cứng tổng của công trình,độ cứng theo phương dọc nhà y được coi là rất lớn

Sau khi thiết lập mô hình ,vào số liệu , sử dụng chương trình SAP 2000 8.15 đểtính tần số dao động riêng, ta có các kết quả sau :

T1= 1,578 s f1= 0,634 Hz < 1,3 T2= 0,285 s f1= 3.508 Hz > 1,3 T1= 0,117 s f1= 8,52 Hz > 1,3

Như vậy ta chỉ cần tính toán cho dạng dao động thứ nhất có f1= 0,634 < 1,3

II.2.2.C, XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA GIÓ

KHOA XÂY DỰNG

Ta thấy f1 < fL = 0,634 Hz < f2 = 3,508  thành phần động của gió động cần kể đến tác dụng của xung vận tốc gió, và lực quán tính của công trình Xét với nhà nhiều tầng có mặt bằng đối xứng có f1 < fL ( điều 4.7 TCVN 229-1999), giá trị tiêu chuẩn của thành phần độngtải trọng gió tác động lên phần thứ k của công trình đượctính theo công thức:

WP k=Mk.(kG/mkyk (kG,daN) (1)Trong đó:

WP k : lực, có đơn vị tính toán phù hợp với đơn vị của WF k khi tính hệ số 

.Mk-khối lượng của phần công trình thứ k mà trọng tâm của nó ở độ cao zk ởđây, trọng tâm của từng phần công trình được xác định ngang mức sàn mỗi tầng.

 : hệ số động lực ứng với dạng dao động cơ bản của công trình, được xác định bằng cách tra đồ thị theo thông số  ứng với =0.3 (công trình =0.3 (công trình BTCT).

γ.Wε 

Trong đó :  =1,2 hệ số độ tin cậy W0=950 N/m2 , f1 =0,634 Hz

Mk- khối lượng phần công trình thứ k ở mỗi mức sàn, giá trị này xác định bằng cách cộng tổng các khối lượng tập trung theo các mức sàn

F k – giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ k của công trình khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, được xác định theo công thức

KHOA XÂY DỰNG

Bảng tính toán W oF k

F k ( kG)Đón gióKhuất gió

KHOA XÂY DỰNG

BẢNG TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN THÀNH PHẦN ĐỘNG Đoạn cột Cao độ

Khốilượng

KHOA XÂY DỰNG

II.3 GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN CUẢ CÁC THÀNH PHẦN TẢI TRỌNG GIÓ:

WP tt = WP. 

Với  = 1,2,  = 1 với công trình có thời gian sử dụng ≥50 năm.

Bảng giá trị tính toán tải trọng gió

Sàn Cao trình(m)

W tĩnh(kg)

Wđộng (kg)

Tổng tải gió(kg)Gió đẩy Gió hút Phía tráiPhía phảiGió đẩy Gió hút

II.3.1 Phân phối tải trọng gió về khung K2

TảI trọng gió phân bố theo tỷ lệ độ cứng,tảI trọng gió tác dụng vào

WP2 = WP .EIKEI2 = WP 57,056,198 WP9, 2

KHOA XÂY DỰNG

Giá trị tính toán của tải trọng gió tác động lên khung K2

W tĩnh(kg/m)

Wđộng(kg/m)

Tổng tải gió (kg/m)

Gió đẩy Gió hút Gió đẩy Gió hút Gió đẩy Gió hút

Tổ hợp cơ bản 1 = Nội lực do tĩnh tải + Nội lực do 1 hoạt tải.

Tổ hợp cơ bản 2 = Nội lực do tĩnh tải + 0,9x( tổng nội lực do các trường hợp hoạttải).

Dựa trên nguyên tắc đó ta lập được bảng tổ hợp nội lực cho các phần tử cột, dầm

+ Chiều dài cột 5,4 m

 chiều dài tính toán l0 = 0,7 l = 0,7.5,4 = 3,78 m

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra được các cặp tổ hợp nội lực nguy hiểm:

= 3,2 cm+2,0 cm

 e'01 = 3,2 cm

e01 = MN 507, 4414, 2 = 0,028 m = 2,8 cm e0 = 3,2+2,8 = 6,0 cm

Ta thấy tỷ số l0 /h = 3,98 < 8 nên bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc  = 1+ Xác định e:

e = .e0 + 0,5.h - a = 6,0 + 0,5.80 - 5 = 41,0 cm x = . 507440130.50

R b  = 78,1 cm > 0h0 = 0,58x75 = 43,5 cm+ Tính lại x theo lệch tâm bé:

Ta thấy .e0 = 6 (cm) < 0,2h0 = 15 cm  x = h - (1,8+

h - 1,40)..e0 = 66,0 cm

KHOA XÂY DỰNG

+ Tính Fa = Fa' = N.eRR.b(h.x(ha)0,5.x)

=

22800.(75 5)

= 14,21cm2

R b  = 86,9 cm > 0h0 = 0,58.75 = 43,5 cm+ Tính lại x theo lệch tâm bé:

Ta thấy .e0 < 0,2h0 = 15 cm  x = h - (1,8 +0,5. .

-1,40).e0 = 69,5 cm

+ Tính Fa = Fa' = N.eRR.b(h.x(ha)0,5.x)

=

22800.(75 5)

= 21,01 cm2

  = 2 21, 01

75.50 100 = 1,12 

* Tính toán cốt thép với cặp nội lực 3:

M = - 8,86 Tm, N = - 459,87 TTiến hành tương tự ta được :

KHOA XÂY DỰNG x = . 570170130.50

R b  = 87,7 cm > 0h0 = 0,58.75 = 43,5 cm+ Tính lại x theo lệch tâm bé:

Ta thấy .e0 < 0,2h0 = 15 cm  x = h - (1,8 +0,5. .

-1,40)..e0 = 66,8 cm

+ Tính Fa = Fa' = N.eRR.b(h.x(ha)0,5.x)

=

22800(75 5)

= 26,05 cm2

  = 2 26,05

75.50 100 = 1,39 

* Kết luận: Dùng kết quả Fa = Fa' = 26,05 cm2 để chọn cốt thép Chọn thép 625 cho 1 phía, có Fa = Fa' = 29,45 cm2

Tất cả các cột còn lại đều đặt thép tương tự

Từ tầng 9 đến 14 có thể thu nhỏ diện tích cốt thép xuóng còn 622.

KHOA XÂY DỰNG

Sơ đồ vị trí các mặt cắt dầm

a Tiết diện II-II chịu mômen dương

Tiết diện tính toán là chữ T với các kích thước như sauChiều rộng cách đưa vào tính toán: bc = b + 2.C1.

Trong đó C1 lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:+ 0,5.(250 - 30) = 110 cm

+ ld /6 = 900/6 = 150 cm.+ hc =15cm > 7cm = 0,1.h  C1 = 9.hc = 135 cm bc = 30 + 110 = 140cmGiả thiết a = 5cm  h0 =65cm.Xác định trục trung hoà:

Mc = Rn bc hc (h0 – 0,5 hc) = 130.138.12.(65-0,5.12) = 677040 kGm.= 67,7 Tm Mc >M  trục trung hoà đi qua cánh, tiết diện tính toán là chữ nhật bxh = 138x70.

A = 20.

hbR

= 17,39.1052

130.140.65 = 0,023 < A0 = 0.412; =>  = 0.989 Fa =

h

a  =

2800.0,989.65 = 9,67 cm2   = 0,46%Chọn cốt dọc 322 Fa = 11,4cm2   = 0,58 %.

KHOA XÂY DỰNG

b Tại tiết diện III-III chịu mômen âm M - = 30,23 Tm

Tiết diện tính toán là chữ nhật bxh.Giả thiết a = 5cm,  h0 = 65cm A = 2

hbR

30, 23.10

130.30.65 = 0,183 < A0 = 0.412 =>  = 0.898 Fa =

h

a  =

30, 23.10

2800.0,898.65 = 18,5 cm2  = 0,95 %.Chọn 425 Fa = 19,63 cm2   = 1,0 %.

c Tại tiết diện I-I chịu mômen âm M - =29,1 Tm

Tính toán tương tự tiết diện III-III, nhận thấy chúng có giá trị Mô men xấp xỉ nhau nên dặt thép giống nhau.

KHOA XÂY DỰNG

d Tính toán cốt đai

+ Kiểm tra điều kiện

K0.Rn.b.h0 = 0,35.130.30.65 = 88725 kg.K1.Rk.b.h0 = 0,6.10.30.65 = 11700kg.

Tại tiết diện I-I, III-III vì Qmax =14830 kG > K1.Rk.b.h0 nên cốt đai cần tính toán + Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

Umax =

QhbRk 2

Ftr = 83001800

Dự định dùng cốt treo 8 có 2 nhánh ,số cốttreo cần thiết là :

P