Tài liệu Đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng thiết kế chung cư an phú giang

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với việc đất nước đang trong giai đoạn đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, gắn liền với công cuộc đổi mới đất nước và hội nhập quốc tế. Trên cơ sở đó đời sống kinh tế, văn hóa, xã hội, cơ sở hạ tầng không ngừng được nâng lên. Chính vì những quá trình đó mà các ngành kinh tế, khoa học kỹ thuật ngày càng không ngừng phát triển hàng ngày, và song song với việc góp phần phát triển chung, ngành xây dựng đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình phát triển và cần thiết đất nước. Cụ thể là trong những năm gần đây không chỉ tại các thành phố lớn mà kể cả các tỉnh, thành trên cả nước các công trình xây dựng liên tục được xây dựng, đặt biệt là các tòa nhà cao tầng, các khu đô thị ngày càng nhiều, qua đó nhằm đáp ứng yêu cầu cho các hoạt động đó. Đồ án tốt nghiệp kỹ sư không chỉ là một môn học kết thúc quá trình đào tạo cho một kỹ sư, mà còn là môn học nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp những kiến thức và khả năng vận dụng lý thuyết vào công trình thật, cũng như làm quen với công việc thiết kế sau này. Bên cạnh đó đây cũng chính là cách để sinh viên được tiếp cận với lý thuyết, kinh nghiệm thiết kế thực tế trong việc phân tích, xử lý và đưa ra phương án giải quyết một cách có logic, hợp lý dưới sự hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn. Do đó việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp là môn học không thể thiếu đối với những sinh viên các ngành kỹ thuật trước khi ra trường. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn LỜI CẢM ƠN Thành Phố Hồ Chí Minh là một trung tâm kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật, và đời sống xã hội phát triển nhất nước. Đời sống người dân ngày càng được nâng cao. Thông qua đó, cơ sở hạ tầng kỹ thuật của thành phố ngày càng phát triển, nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển chung của thành phố. Những năm gần đây các chung cư, cao ốc văn phòng, tòa nhà, căn hộ cao cấp mọc lên ngày càng nhiều. Do đó, sự ra đời của chung cư AN PHÚ GIANG không ngoài mục đích đó. Đồ án tốt nghiệp đã giúp cho em cũng cố kiến thức cũng như vận dụng lý thuyết vào thực tế, và lấy đó làm cơ sở nền tảng trước khi trở thành một kỹ sư. Với sự hướng dẫn, dạy dỗ nhiệt tình của các thầy, cô, với tấm lòng biết ơn sâu sắc của mình, em xin kính gửi lời cảm ơn đến với.  Toàn thể thầy, cô giáo giảng dạy tại Trường Đại Học Mở Tp.HCM.  Thầy, cô trong khoa Xây Dựng và Điện Trường Đại Học Mở Tp.HCM.  Thư viện Trường Đại học Mở Tp.HCM. Và Đặc biệt là thầy TS. Phan Trường Sơn, người trực tiếp hướng dẫn, nhằm giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Con cũng kính gửi lòng biết ơn của con đến Ba, Mẹ, và gia đình vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để con hoàn thành quá trình học tập của mình. Qua đây, tôi cũng cảm ơn tất cả bạn bè đã đóng góp ý kiến, cũng như kinh nghiệm học tập giúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Vì kinh nghiệm, và kiến thức còn nhiều hạn chế nên việc sai sót trong quá trình thiết kế là không thể tránh khỏi. Qua đó em tự hiểu rằng mình cần phải cố gắng nhiều hơn nữa để hoàn thiện mình hơn. Kính mong quí thầy, cô, bạn bè góp ý chỉ bảo thêm. Trân trọng kính cảm ơn ! TpHCM, tháng 02 năm 2012. Sinh viên Hồ Công Vũ SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ........................................................................ 1  1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ...................................................................... 1  1.2. VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH .............................................................................. 1  1.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ................................................................................................. 1 1.4. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC ............................................................................................... 2  1.5. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ................................................................................................ 3  1.6. HẠ TẦNG KỸ THUẬT................................................................................................... 3  1.7. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ......................................................................... 4 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN ĐIỂN HÌNH............................................................................ 9  2.1. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CẤU KIỆN............................................... 9  2.1.1. Chiều dày bản sàn ................................................................................................... 9  2.1.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm ........................................................................................11  2.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN ........................................................12  2.2.1. Tỉnh tải ..................................................................................................................12  2.2.2. Hoạt tải ..................................................................................................................14  2.3. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TỪNG Ô BẢN SÀN ..................................................15 2.3.1. Sàn bản kê bốn cạnh...............................................................................................15 2.3.2. Sàn bản dầm...........................................................................................................17  2.4. TÍNH CỐT THÉP ..........................................................................................................19  2.4.1. Tính toán các ô bản làm việc 1 phương...................................................................19  2.4.2. Tính toán các ô bản làm việc 2 phương...................................................................22 2.5. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN ............................................................29 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH ............................................35  3.1. CẤU TẠO HÌNH HỌC ..................................................................................................35 3.1.1. Kích thước cầu thang .............................................................................................35  3.1.2. Cấu tạo thang .........................................................................................................36  3.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG...............................................................................................37 3.2.1. Xác định tải trọng trên bản chiếu nghỉ ....................................................................37 3.2.1. Xác định tải trọng trên bản nghiêng ........................................................................38  3.3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH THÉP .......................................................................39 3.3.1. Sơ đồ tính và nội lực vế 1 (mặt cắt A-A) ................................................................39  3.3.2. Sơ đồ tính và nội lực vế 3 ( mặt cắt B-B) ................................................................41 3.3.3. Sơ đồ tính và nội lực vế 2 ( mặt cắt C-C) ................................................................43  CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI.............................................................................45  4.1. DUNG TÍCH HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC BỂ ....................................................45  4.1.1. Dung tích bể...........................................................................................................45  4.1.2. Hình dạng và kích thước bể ....................................................................................45  4.2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU BỂ ..........................................................................................47  SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn 4.2.1. Tính toán bản nắp...................................................................................................47 4.2.2. Tính toán dầm nắp..................................................................................................50  4.2.3. Tính toán thành bể..................................................................................................54  4.2.4. Tính toán bản đáy...................................................................................................59  4.2.5. Tính toán độ võng bản đáy và kiểm tra nứt .............................................................62 4.2.6. Tính toán dầm đáy..................................................................................................67 CHƯƠNG 5: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN & KHAI TRIỂN KHUNG TRỤC ....................73  5.1. GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................................................73  5.2. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN ............................................................................................74  5.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện cột, vách.................................................................................74  5.2.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm, sàn .................................................................................75  5.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH.......................................75  5.3.1. Tải trọng thẳng đứng ..............................................................................................75 5.3.2. Tải trọng ngang ......................................................................................................78 5.4. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ................................................................................................81  5.5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG ...................................................................................................83 5.5.1. Các trường hợp tải..................................................................................................83 5.5.2. Tổ hợp tải trọng .....................................................................................................84  5.6. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CÔNG TRÌNH .........................................................85 5.7. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC ....................................................................................................86  5.8. TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 .....................................................................................87 5.8.1. Tính toán dầm khung trục 3....................................................................................87  5.8.2. Tính toán cột khung trục 3......................................................................................95 5.8.3. Tính toán vách khung trục 3 ......................................................................... 104 5.9. THIẾT KẾ DẦM DỌC TRỤC A ................................................................................. 114 5.9.1. Sơ đồ hình học ..................................................................................................... 114 5.9.2. Tải trọng tác dụng ................................................................................................114 5.9.3. Tính toán cốt thép ........................................................................................ 115 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG ............................................................................................ 120  6.1. HỒ SƠ ĐỊA CHẤT: ..................................................................................................... 120 6.2. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: ..................................................................... 121 6.3. GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH: ................................................................ 121 6.4. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP: ................................................................................. 122 6.4.1. Tải trọng tác dụng lên chân cột và chân vách cứng khung trục 3 ........................... 122 6.4.2. Xác định chiều sâu chôn móng ............................................................................. 123 6.4.3. Chọn kích thước cọc,vật liệu cọc, cốt thép cọc...................................................... 124 6.4.4. Xác định sức chịu tải của cọc ............................................................................... 124 6.4.5. Thiết kế móng (M1) .............................................................................................129 6.4.6. Thiết kế móng (M2) .............................................................................................136 6.4.7. Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển cẩu lắp................................................... 144 6.5. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI .............................................................. 146  6.5.1. Tải trọng tác dụng lên chân cột và chân vách cứng khung trục 3 ........................... 146  SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn 6.5.2. Xác định chiều sâu chôn móng ............................................................................. 147 6.5.3. Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc .......................................................................... 147 6.5.4. Chọn kích thước cọc và chiều sâu chôn mũi ......................................................... 148 6.5.5. Sức chịu tải của cọc.............................................................................................. 148 6.5.6. Thiết kế móng (M1) .............................................................................................154 6.5.7. Thiết kế móng (M2) .............................................................................................162 ............................................................................................................................ 169  DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................170 SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Mục đích xây dựng công trình Hiện nay, TP.HCM là trung tâm thương mại lớn nhất và đây cũng là khu vực mật độ dân số cao nhất cả nước, nền kinh tế không ngừng phát triển làm cho số lượng người lao động công nghiệp và mức độ đô thị hoá ngày càng tăng, đòi hỏi nhu cầu về nhà ở cũng tăng theo. Do đó việc xây dựng nhà cao tầng theo kiểu chung cư là giải pháp tốt nhất để đáp ứng nhu cầu nhà ở cho người dân, cán bộ công tác, lao động nước ngoài…. Chung cư này thích hợp cho nhu cầu ở của người có thu nhập cao, người nước ngoài lao động tại Việt Nam, chung cư còn có thể cho thuê, mua bán…. 1.2 Vị trí xây dựng công trình Công trình được xây dựng tại khu vực năng động và nhiều tiềm năng nhất thành phố ta hiện nay là Q.2, thành phố Hồ Chí Minh. 1.3 Điều kiện tự nhiên Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt : 1) Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có  Nhiệt độ trung bình : 25oC  Nhiệt độ thấp nhất : 20oC  Nhiệt độ cao nhất : 36oC  Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4)  Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5)  Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)  Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5%  Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79%  Độ ẩm tương đối cao nhất : 100%  Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm 2) Mùa khô :  Nhiệt độ trung bình : 27oC  Nhiệt độ cao nhất : 40oC 3) Gió : - Thịnh hành trong mùa khô : SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn  Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%  Gió Đông : chiếm 20% - 30% - Thịnh hành trong mùa mưa :  Gió Tây Nam : chiếm 66% - Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2,15 m/s - Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ. - Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão. 1.4 CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.4.1 Qui mô công trình  Công trình Chung cư An Phú Giang thuộc công trình cấp I.  Số tầng: 1 tầng hầm + 1 tầng trệt và 8 tầng lầu + 1 tầng sân thượng .  Công trình có diện tích tổng mặt bằng (24,6x30 ) m2, bước cột lớn 7,8 m chiều cao tầng hầm 3.3 m các tầng còn lại là 3.5m  Chức năng của các tầng  Tầng hầm dùng làm chổ để xe, phòng kỷ thuật máy phát điện,bể chứa nước cứu hỏa, phòng máy bơm nước,phòng bảo vệ .  Tầng trệt gồm : phòng dịch vụ, phòng lễ tân +dịch vụ khác , cửa hàng bách hoá và sảnh lớn .  Tầng 2->9 gồm một sảnh lớn và 8 căn hộ. Loại A : gồm 3 phòng ngủ, 1 phòng khách, 1 phòng ăn và nhà bếp. Loại B : gồm 2 phòng ngủ 1 phòng khách, 1 phòng ăn và nhà bếp. 1.4.2 Giải pháp giao thông nội bộ - Về mặt giao thông đứng được tổ chức gồm 2 cầu thang bộ kết hợp với 2 thang máy dùng để đi lại và thoát người khi có sự cố. - Về mặt giao thông ngang trong công trình ( mỗi tầng) là các hành lang chạy xung quanh giếng trời của công trình thông suốt từ trên xuống . 1.4.3 Giải pháp về sự thông thoáng - Tất cả các căn hộ đều nằm xung quanh giếng trời chạy suốt từ tầng sân thượng đến tầng trệt sẽ phục vụ việc chiếu sáng và thông gió cho công trình. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn - Ngoài ra tất cả các căn hộ đều có lỗ thông tầng để lấy ánh sáng tự nhiên, trên tầng sân thượng tại các lỗ thông tầng ấy ta lắp đặt các tấm kiếng che nước mưa tạc vào công trình. 1.5 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 1.5.1 Hệ thống điện  Nguồn điện cung cấp cho chung cư chủ yếu là nguồn điện thành phố (mạng điện quận 2), có nguồn điện dự trữ khi có sự cố cúp điện là máy phát điện đặt ở tầng trệt để bảo đảm cung cấp điện 24/24h cho chung cư.  Hệ thống cáp điện được đi trong hộp gain kỹ thuật và có bảng điều khiển cung cấp điện cho từng căn hộ. 1.5.2 Hệ thống nước  Nguồn nước cung cấp cho chung cư là nguồn nước thành phố, được đưa vào bể nước ngầm của chung cư sau đó dùng máy bơm đưa nước lên hồ nước mái, rồi từ đây nước sẽ được cung cấp lại cho các căn hộ. Đường ống thoát nước thải và cấp nước đều sử dụng ống nhựa PVC.  Mái bằng tạo độ dốc để tập trung nước vào các sênô bằng BTCT, sau đó được thoát vào ống nhựa thoát nước để thoát vào cống thoát nước của thành phố. 1.5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy Các họng cứu hỏa được đặt hành lang và đầu cầu thang, ngoài ra còn có các hệ thống chữa cháy cục bộ đặt tại các vị trí quan trọng. Nước cấp tạm thời được lấy từ hồ nước mái. 1.5.4 Hệ thống vệ sinh: Xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi cho hệ thống cống chính của thành phố. Bố trí các khu vệ sinh của các tầng liên tiếp nhau theo chiều đứng để tiện cho việc thông thoát rác thải 1.5.5 Các hệ thống kỹ thuật khác Thanh chống sét nhà cao tầng, còi báo động, hệ thống đồng hồ. 1.6. HẠ TẦNG KỸ THUẬT Sân bãi, đường nội bộ được làm bằng BTCT, lát gạch xung quanh toàn ngôi nhà. Trồng cây xanh, vườn hoa tạo khung cảnh, môi trường cho chung cư. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn 1.7. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 1.7.1 Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng: Công trình được thiết kế đáp ứng yêu cầu cấp 1, và đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về công năng, mỹ quan và độ bền vững cho công trình theo Quy chuẩn Xây Dựng QCXD và các Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN Việt Nam như sau : TCXDVN 2737 : 1995 : Tải trọng và Tác động. TCXDVN 356 : 2005 : Thiết kế kết cấu bê tông & bê tông cốt thép. TCXD 205 : 1998 : Móng cọc _ Tiêu chuẩn Thiết kế TCXDVN 269 : 2002 : Cọc_ Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tỉnh ép dọc trục TCXD 45-1978 : Thiết kế Nền nhà và công trình TCXD 198 : 1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.. Khác với kết cấu nhà dân dụng thông thường, các giải pháp kết cấu công trình nhà cao tầng đóng vai trò quyết định và quan trọng nhất trong các giải pháp kỹ thuật nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cho dự án đầu tư công trình. Các giải pháp kỹ thuật kết cấu phải được tuân thủ chặt chẽ theo các quy trình tiêu chuẩn thiết kế và thi công hiện hành nhằm mang lại cho công trình hiệu quả cao và an toàn. Để công trình được giải pháp kết cấu hợp lý, ngoài các vấn đề kỹ thuật còn phải đặc biệt chú ý đến các khía cạnh kinh tế có liên quan đến giá thành công trình. 1.7.2. Giải pháp kết cấu tổng thể Việc bố trí kích thước mặt bằng và hình dáng của công trình bởi các giải pháp kết cấu và thi công của công trình này được xem xét và kiểm tra tính toán kỹ để đảm bảo rằng các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật, đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật công trình. Căn cứ thiết kế kiến trúc, kết cấu công trình : Hệ kết cấu công trình bao gồm lõi cứng, vách cứng , cột theo phương đứng và các tầng sàn là các diafragm theo phương ngang. Hệ lõi cứng được tận dụng bởi các vách thang bộ và thang máy, bố trí tương đối gần trung tâm trên mặt bằng. Hệ lõi đảm bảo độ cứng để là thành phần chủ yếu chống cắt và chuyển vị ngang cho công trình. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Kết cấu công trình bên trên và kết cấu hạ tầng bên dưới (nền móng) là một tổng thể.  Vật liệu: - Nhà cao tầng thông thường sử dụng vật liệu là kết cấu kim loại (thép) hoặc bê tông cốt thép (BTCT). Công trình này có chiều cao dưới 40m ( giả định) đuợc xây dựng bằng vật liệu BTCT. Ưu điểm của nó so với kết cấu thép là thi công thuận lợi do phù hợp với năng lực của nhà thầu về máy móc, kỹ thuật, chi phí thấp, phòng hoả, cách nhiệt tốt phù hợp điều kiện khí hậu Việt Nam.  Hệ kết cấu chịu lực trên mặt đất: Đối với nhà cao tầng hệ kết cấu bên trên rất là phong phú, 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 giá thành cũng như chất lượng công trình. Nhiều giải pháp kết cấu có thể đảm bảo khả năng làm việc của công trình do vậy để lựa chọn được một giải pháp kết cấu phù hợp cần phải dựa trên những điều kiện cụ thể của công trình, có thể phân thành các loại sau : 1.7.2.1 Hệ kết cấu khung chịu lực: Là hệ kết cấu không gian gồm các khung ngang và khung dọc liên kết với nhau cùng chịu lực. Để tăng độ cứng cho công trình thì các nút khung là nút cứng  Ưu điểm: - Tạo được không gian rộng. - Dễ bố trí mặt bằng và thoả mãn các yêu cầu chức năng  Nhược điểm: - Độ cứng ngang nhỏ. - Tỷ lệ thép trong các cấu kiện thường cao. - Hệ kết cấu này phù hợp với những công trình chịu tải trọng ngang nhỏ. 1.7.2.2 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 sự linh hoạt trong việc bố trí các phòng. 1.7.2.3. Hệ kết cấu lõi-hộp: Hệ kết cấu này gồm 2 hộp lồng nhau. Hộp ngoài được tạo bởi các lưới cột và dầm gần nhau, hộp trong cấu tạo bởi các vách cứng. Toàn bộ công trình làm việc như một kết cấu SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn ống hoàn chỉnh. Lõi giữa làm tăng thêm độ cứng của công trình và cùng với hộp ngoài chịu tải trọng ngang.  Ưu điểm: - Khả năng chịu lực lớn, thường 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.  Nhược 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 sức chịu tải của công trình khiến cho các hệ kết cấu khác khó đảm bảo được. 1.7.2.4 Hệ kết cấu hỗn hợp khung-vách-lõi chịu lực: Bản chất là sự kết hợp của 2 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 trên. trên thực tế giải pháp kết cấu này được sử dụng rộng rãi do những ưu điểm của nó.  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: Khi khung chỉ chịu tải trọng theo phương 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 nút khung được 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 với lõi 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 chịu tải cao hơn cho công trình. Dưới tác dụng của tải trọng ngang (tải trọng đặc trưng cho nhà cao tầng) khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ, của các tầng 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 em quyết định chọn giải pháp kết cấu khung-vách-lõi chịu lực. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 6 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Lựa chọn phương án sàn: 1.7.2.5.Hệ kết cấu sàn Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình. Ta xét các phương án sàn sau: a). Hệ sàn sườn Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn. Ưu điểm: o Tính toán và thi công đơn giản, đảm bảo khả năng chịu lực ổn định. o Được sử dụng phổ biến ở nước ta với trình độ thi công lành nghề, các phương tiện thi công phong phú. o Chi phí thi công vừa phải, không quá đắt. Nhược điểm: o Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn, gây khó khăn đối với các công trình xây dựng trong khu vực hạn chế chiều cao. (Sẽ chỉ xây dựng được ít tầng hơn). b). Hệ sàn ô cờ Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m. Ưu điểm: o Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ... Nhược điểm: o Không tiết kiệm, thi công phức tạp. o Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng. c). Sàn không dầm ( không có mũ cột) Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột. Ưu điểm: o Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình. o Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước.. o Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha và cốt thép dầm, cốt thép được đặt SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 7 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn tương đối định hình và đơn giản. việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản. Nhược điểm: o Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu. o Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn. o Khi cần vượt nhịp lớn phải tăng chiều dày bản sàn lớn dẫn đến hao phí vật tư. o Công nghệ thi công tương đối mới dẫn đến giá thành cao, bên cạnh đó là các phương pháp kiểm tra phức tạp. d). Sàn không dầm ứng lực trước Ưu điểm: Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm: Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng. o Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường. o Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tải trọng gây ra, khiến cho tiết kiệm được cốt thép. Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau: o Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên, với xu thế hiện đại hoá hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu. o Giá thành thiết bị còn cao, các thiết bị còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được. d. KẾT LUẬN Qua phân tích các đặc điểm trên, do yêu cầu kiến trúc, bước cột của công trình không quá lớn, phù hợp kiến thức trong nhà trường nên em chọn phương án sàn sườn sử dụng cho công trình. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 8 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN SÀN ĐIỂN HÌNH Quan niệm tính: Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang ,do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện sau: Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn. Sàn không bị rung động , dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất...) ảnh hưởng đến công năng sử dụng.. Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể bố trí ở trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng sàn. 2.1. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CẤU KIỆN 2.1.1. Bề dày bản sàn Chọn bề dày sơ bộ bản theo công thức sau : h b  D.l m Trong đó: l=lt nhịp cạnh ngắn của ô bản D=0,8 : 1,4: hệ số phụ thuộc vào tải trọng m: hệ số phụ thuộc vào loại bản + m = 30  35 : với loại bản dầm + m = 40  45 : với loại bản kê 4 cạnh SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 9 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình Chiều dày và phân loại ô sàn được trình bày trong bảng 2.1. Bảng 2.1. Chiều dày sàn và phân loại ô sàn Ký hiệu công năng sử Cạnh dài L2(m) dụng Ô sàn Cạnh ngắn L1 (m) Tỉ số Loại sàn Diện tích (m2) Chiều dày hs (cm) L2 L1 S1 Phòng ngủ 4.05 2.8 1.45 Bản kê 4 cạnh 11.34 80 S2 Phòng ngủ 5 4.05 1.23 Bản kê 4 cạnh 20.25 80 S3 Phòng ngủ 3.9 3.45 1.13 Bản kê 4 cạnh 13.46 90 S4 Phòng tắm,vệ sinh, bếp 3.9 3.45 1.13 Bản kê 4 cạnh 13.46 90 SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn S5 Phòng ngủ 4.05 3.9 1.04 Bản kê 4 cạnh 15.80 100 S6 Phòng ăn 4.05 3.9 1.04 Bản kê 4 cạnh 15.80 100 S7 Phòng khách 4.5 4.05 1.11 Bản kê 4 cạnh 18.23 100 S8 Hành lang 3.45 2.05 1.68 Bản kê 4 cạnh 7.07 80 S9 Hành lang 7.5 2.05 3.66 Bản loại dầm 15.38 80 S10 Hành lang 4.9 2.7 1.81 Bản kê 4 cạnh 13.23 80 S11 Hànhlang 4.8 1.75 2.74 Bản loại dầm 8.4 80 S12 Ban công 7.5 1.5 5 Bản loại dầm 11.25 80 S13 Ban công 5.8 1.5 3.87 Bản loại dầm 8.7 80 S14 Ban công 4.5 1.5 3 Bản loại dầm 6.75 80 Sơ bộ chọn bề dày sàn : hs  10 cm; chiều dày lớp bêtông bảo vệ: a = 15mm 2.1.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau: hd  1 .ld md trong đó: md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng; md = 8  12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp; md = 12  16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp; md = 16  20 - đối với hệ dầm phụ; ld - nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau: 1 1 bd     h d 2 4 Dầm chính có nhịp L = 7,8m ; L = 7,5m chọn dầm có tiết diện 300x600 SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 11 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Chọn dầm phụ có kích thước tiết diện 250x400 Các hệ dầm phụ còn lại có kích thước được thề hiện trên hình vẽ MB dầm sàn (Hình 2.1) Dầm công son : 300 x 400 Dầm đà môi : 200 x 400 Dầm đà môi xung quanh lam thông gió chọn 200x400 Dầm phụ khác 200x300 2.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN  Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737 – 1995 : Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế.  Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1, trang 10 – TCVN 2737 - 1995.  Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “ sổ tay thực hành kết cấu công trình” ( TS. Vũ Mạnh Hùng ) 2.2.1. Tĩnh tải Tải trọng này bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: gstt   γ i δ i n i (kN/m2) trong đó: γi - trọng lượng riêng của lớp vật liệu thứ i δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i; ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i. Hình 2.2: Các lớp cấu tạo sàn SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 12 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.2. Bảng 2.2. Tĩnh tải tác dụng lên sàn Chiều Các lớp dày cấu tạo sàn Trọng lượng riêng 3 Tiêu chuẩn Hệ số Tính toán gtc (kN/m2 ) n gstt ( kN/m2 ) ( cm )  (kN/ m ) Lớp gạch lát nền 1 20 0.2 1.1 0.22 Lớp vữa lót gạch 3 18 0.54 1.3 0.702 Lớp sàn BTCT 10 25 2.5 1.1 2.75 Lớp vữa trát trần 1.5 18 0.27 1.3 0.351 0.3 1.1 0.33 Đường ống, thiết bị Tổng tĩnh tải sàn 4.353 Tải trọng phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn.  Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn vì vậy một số tường này không có dầm đỡ bên dưới. Do đó khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn, tải này được quy về phân bố đều trên toàn bộ ô sàn. Được xác định theo công thức : g ttt  Trong đó BT  H t  l t   t  n kN / m 2 S   BT : bề rộng tường (m) Ht : Chiều cao tường (m) lt : chiều dài tường(m) t : trọng lượng riêng của tường xây (kN/m3) S : diện tích ô sàn có tường (m2) n : hệ số vượt tải SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 13 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3. Bảng 2.3. Tải trọng tường ngăn qui đổi  L1 L2 Ss lt Ht BT Bản sàn (m) (m) (m2) (m) (m) (m) (kN/m3) n (kN/m2) S1 4.05 2.8 11.34 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S2 5 4.05 20.25 6.05 3.4 0.1 18 1.3 2.38 S3 3.9 3.45 13.46 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S4 3.9 3.45 13.46 5.55 3.4 0.1 18 1.3 3.28 S5 4.05 3.9 15.80 2.6 3.4 0.1 18 1.3 1.31 S6 4.05 3.9 15.80 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S7 4.5 4.05 18.23 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S8 3.45 2.05 7.07 1.6 3.4 0.2 16.5 1.3 3.3 S9 7.5 2.05 15.38 1.6 3.4 0.2 16.5 1.3 1.52 S10 4.9 2.7 13.23 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S11 4.8 1.75 8.4 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 S12 7.5 1.5 11.25 0 3.4 0.2 18 1.3 0.00 S13 5.8 1.5 8.7 1.3 3.4 0.1 18 1.3 1.19 S14 4.5 1.5 6.75 0 3.4 0.1 18 1.3 0.00 gt 2.2.2. Hoạt tải - Tải trọng tạm thời (hoạt tải) phân bố đều trên sàn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 : 1995: pstt = ptc . n (kN/m2) Trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 :1995 phụ thuộc vào công năng cụ thể của từng phòng. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 14 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS.Phan Trường Sơn n – hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3 TCVN 2737 :1995 Theo TCVN 2737-1995 “ Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế” , điều 4.3.3. trang 15 có qui định : Khi ptc < 200 ( daN/m2 )  n = 1.3 Khi ptc ≥ 200 ( daN/m2 )  n = 1.2 Bảng 2.4. Hoạt tải tính toán tác dụng lên các ô của sàn điển hình ptc Chức năng (kN/m2) ptt np (kN/m2) Phòng ngủ ,Phòng ăn, phòng khách, vệ sinh,bếp,phòng giặt 1.5 1.3 1.95 Sảnh, cầu thang, hành lang 3 1.2 3.6 Ban công, logia 2 1.2 2.4 2.3. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TỪNG Ô BẢN SÀN  Sơ đồ tính : Liên kết của bản sàn với dầm, tường được xem xét theo quy ước sau:  Liên kết được xem là tựa đơn: o Khi bản kê lên tường. o Khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có hd/hb < 3. o Khi bản lắp ghép.  Liên kết được xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có hd/hb  3.  Liên kết là tự do khi bản hoàn toàn tự do. 2.3.1 - Sàn bản kê bốn cạnh ngàm : Khi  = L2  2 thì bản được xem là bản kê, lúc này bản làm việc theo hai L1 phương L2, L1: cạnh dài và cạnh ngắn của ô bản. SVTH : Hồ Công Vũ MSSV : 20761340 Trang 15