Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
LỜI CẢM ƠN
"""X W###
Đầu tiên cho em được gửi lời cảm ơn đến tất cả các quý Thầy Côđã tận tình chỉ dạy cho
em những kiến thức và kỹ năng, kinh nghiệm giúp em vững bước trong cuộc sống cũng như
con đường lập nghiệp sau này.
Em xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn đồ án tốt nghiệp –
TS.LÊ VĂN PHƯỚC NHÂN, Thầy đã tận tình định hướng, cung cấp tài liệu và hướng dẫn
em trong suốt quá trình thực hiện đồ án, luôn động viên, giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt
đồ án tốt nghiệp này.
Em xin được cảm ơn tất cả các quý Thầy Cô của Trường Đại Học Mở TP.Hồ Chí Minh,
đã dành công sức và nhiệt huyết để truyền đạt cho em kiến thức chuyên ngành trong suốt năm
năm em học tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các cô chú, anh chị, bạn bè đã giúp đỡ, động viêntinh
thần em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Lời cuối cùng con xin cảm ơn những lời chỉ bảo, sự hỗ trợ của Cha Mẹ, các anh chị trong
gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất và là chỗ dựa vững chắc để con trưởng thành và đạt được
những thành quả như ngày hôm nay.
Vì thời gian có hạn và những kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đồ án
này nên em không tránh khỏi những thiếu sót trong bài làm.Em kính mong nhận được sự đánh
giá, nhận xét và góp ý của quý Thầy Cô để giúp em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 02 năm 2012
Sinh Viên thực hiện
Đỗ Văn Việt
.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH ............................................................................... 7
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH ............................................................................................. 7
1.2. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG ............................................... 7
1.3. GIẢI PHÁP ĐI LẠI.............................................................................................................. 7
1.3.1. Giao Thông Đứng .............................................................................................................. 7
1.3.2. Giao Thông Ngang ............................................................................................................ 7
1.4. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TẠI TP HỒ CHÍ MINH .................... 8
1.5. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ..................................................................................................... 8
1.5.1. Điện ................................................................................................................................... 9
1.5.2. Hệ Thống Cung Cấp Nước ................................................................................................ 9
1.5.3. Hệ Thống Thoát Nước ....................................................................................................... 9
1.5.4. Hệ Thống Thông Gió Và Chiếu Sáng ............................................................................... 9
1.6. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY ........................................................................ 9
1.7. HỆ THỐNG CHỨA RÁC .................................................................................................. 10
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU ......................................................................................................... 11
2.1. PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC............................................................................................. 11
2.1.1. Những Đặc Điểm Cơ Bản Của Nhà Cao Tầng ................................................................ 11
2.1.2. Hệ Chịu Lực Chính Của Nhà Cao Tầng .......................................................................... 12
2.1.3. Hệ Khung Chịu Lực ........................................................................................................ 12
2.1.4. Hệ Tường Chịu Lực......................................................................................................... 12
2.1.5. Hệ Khung - Tường Chịu Lực .......................................................................................... 13
2.1.6. So Sánh Lựa Chọn Phương Án Kết Cấu ......................................................................... 13
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH......................................................... 14
3.1. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC .......................................................................... 14
3.2. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN ............................................ 14
3.2.1. Chọn Sơ Bộ Kích Thước Tiết Diện Dầm ........................................................................ 15
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
3.2.2. Chiều Dày Bản Sàn hS ..................................................................................................... 15
3.2.3. Xác Định Tải Trọng Tác Dụng Lên Bản Sàn .................................................................. 16
3.2.4. Tải Trọng Tạm Thời ........................................................................................................ 18
3.3. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN ..................................................................................... 19
3.3.1. Tính Toán Ô Bản Kê 4 Cạnh ........................................................................................... 19
3.4. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN ............................................................... 23
3.4.1. Tính Độ Cong Ở Giữa Nhịp Do Tác Dụng Ngắn Hạn Của Toàn Bộ Tải Trọng. ............ 24
3.4.2. Tính Độ Cong Ở Giữa Nhịp Do Tác Dụng Ngắn Hạn Của Tải Trọng Dài Hạn ............. 25
3.4.3. Tính Độ Cong Ở Giữa Nhịp Do Tác Dụng Dài Hạn Của Tải Trọng Dài Hạn ................ 26
3.4.4. Tính Độ Võng Toàn Phần Của Sàn ................................................................................ 27
3.4.5. Tính Và Kiểm Tra Độ Võng Ở Tiết Diện Giữa Nhịp ...................................................... 27
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ..................................................................... 28
4.1. KIẾN TRÚC CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH ............................................................. 28
4.1.1. Tính Toán Bản Thang ...................................................................................................... 29
4.1.2. Tải Trọng ......................................................................................................................... 29
4.1.3. Tính Toán Cốt Thép ........................................................................................................ 33
4.2. TÍNH TOÁN DẦM D3 ...................................................................................................... 35
4.2.1. Sơ Đồ Tính ...................................................................................................................... 35
4.2.2. Tính Toán Cốt Thép ........................................................................................................ 36
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI ....................................................................... 38
5.1. HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC VÀ DUNG TÍCH BỂ ....................................................... 38
5.1.1. Hình Dạng Và Kích Thước Bể ........................................................................................ 38
5.1.2. Dung Tích Bể Nước......................................................................................................... 38
5.1.3. Tính Toán Kết Cấu Bể ..................................................................................................... 39
5.2. TÍNH TOÁN DẦM NẮP ................................................................................................... 42
5.2.1. Tính Toán Dầm DN1 ........................................................................................................ 42
5.2.2. Tính Toán Dầm DN2 ........................................................................................................ 44
5.2.3. Tính Toán Dầm DN3 ........................................................................................................ 46
5.3. TÍNH TOÁN THÀNH BỂ ................................................................................................. 48
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
5.3.1. kích thước và sơ đồ tính bản thành .................................................................................. 48
5.3.2. Nội Lực Trong Bản Thành Sbt1 ........................................................................................ 49
5.3.3. Nội Lực Trong Bản Thành sbt2 ........................................................................................ 53
5.3.4. Tính Toán Bản Đáy ......................................................................................................... 54
5.4. TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY .................................................................................................. 61
5.4.1. Tính Toán Dầm Dd1 ......................................................................................................... 61
5.4.2. TÍNH TOÁN DẦM Dd2................................................................................................... 64
5.4.3. Tính Toán Dầm Dd3 ......................................................................................................... 66
CHƯƠNG 6: KHUNG KHÔNG GIAN................................................................................. 70
6.1. SƠ ĐỒ HÌNH HỌC ............................................................................................................ 70
6.1.1. Vật Liệu Sử Dụng Cho Kết Cấu Khung .......................................................................... 70
6.1.2. Chọn Kích Thước Tiết Diện Cho Các Cấu Kiện. ............................................................ 70
6.2. SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CÔNG TRÌNH. .................................................................................. 72
6.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH. ......................................... 73
6.3.1. Tải Trọng Đứng ............................................................................................................... 73
Gồm tĩnh tải và hoạt tải. ............................................................................................................ 73
6.3.2. Hoạt Tải ........................................................................................................................... 75
6.3.3. Tải Trọng Ngang (do gió)................................................................................................ 76
6.4. XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH VÀ TẢI TRỌNG GIÓ
TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH ........................................................................................... 76
6.4.1. Trình Tự Tính Toán ......................................................................................................... 76
6.4.2. Xác Định Dao Động Của Công Trình ............................................................................. 76
6.4.3. Xác Định Hai Biên Độ Dạng Dao Động Riêng Đầu Tiên Của Công Trình. .................. 81
6.5. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH ............................... 82
6.5.1. Xác Định Thành Phần Tĩnh Của Tải Trọng Gió. ............................................................ 82
6.5.2. Xác Định Thành Phần Động Của Tải Trọng Gió ............................................................ 83
6.6. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC ....................................................................................................... 91
6.6.1. Các Trường Hợp Tải Tác Dụng ....................................................................................... 91
6.6.2. Các Trường Hợp Tổ Hợp Tải Trọng Tác Dụng .............................................................. 92
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
6.7. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG TRỤC 5................................................ 93
6.8. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT KHUNG TRỤC ..................................................... 93
6.8.1. Cốt thép dầm khung......................................................................................................... 93
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI ................................................................ 110
7.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG ............... 110
7.1.1. Điều Kiện Địa Chất Công Trình Và Địa Chất Thủy Văn............................................. 110
7.2. GIỚI THIỆU VỀ CỌC KHOAN NHỒI ........................................................................... 111
7.3. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN ....................................................... 112
7.4. MẶT BẰNG PHÂN LOẠI MÓNG ................................................................................. 112
7.5. VẬT LIỆU ........................................................................................................................ 113
7.6. CẤU TẠO CỌC ............................................................................................................... 113
7.7. CẤU TẠO ĐÀI CỌC ....................................................................................................... 114
7.8. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ...................................................................... 118
7.8.1. Đối với cọc φ1000 (móng M1, M2). ............................................................................. 118
7.9. THIẾT KẾ CHO CÁC MÓNG ........................................................................................ 122
7.9.1. Móng M1 ....................................................................................................................... 122
7.9.2. Móng M2 –Móng Cột Trục B-5, C-5 ............................................................................ 132
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP ........................................................................ 143
8.1. CHIỀU SÂU CHÔN ĐÀI CỌC ....................................................................................... 143
8.2. TÍNH THÉP DỌC CỦA CỌC. ........................................................................................ 144
8.3. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA VẬT LIỆU. ............................................................. 145
8.4. THEO PHỤ LỤC A CỦA TCXD 205- 1998 : ................................................................. 146
8.5. SỨC CHỊU TẢI THEO CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN: ........................................ 146
8.6. THIẾT KẾ MÓNG BIÊN M1 ......................................................................................... 148
8.6.1. Tải Trọng Tác Dụng ...................................................................................................... 148
8.6.2. Xác Định Chiều Cao Đài Cọc. ...................................................................................... 150
8.6.3. Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước. .............................................................. 152
8.6.4. Tính Toán Độ Lún Móng. ............................................................................................. 153
8.6.5. Thiết Kế Thép Chịu Uốn Cho Đài Cọc. ........................................................................ 155
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
8.7. THIẾT KẾ MÓNG GIỮA M2 ......................................................................................... 156
8.7.1. Tải Trọng Tác Dụng : .................................................................................................... 157
8.7.2. Nội Lực Tính Toán Cho Móng M2: .............................................................................. 158
8.7.3. Xác Định Chiều Cao Đài Cọc. ...................................................................................... 159
8.7.4. Kiểm Tra Áp Lực Dưới Đáy Khối Móng Quy Ước. ..................................................... 160
8.7.5. Dự Tính Độ Lún. ........................................................................................................... 162
8.7.6. Thiết Kế Thép Chịu Uốn Cho Đài Cọc. ........................................................................ 163
CHƯƠNG 9: PHỤ LỤC........................................................................................................ 167
9.1. KẾT QUẢ DẦM KHUNG TRỤC 5 ............................................................................... 167
9.2. KẾT QUẢ NỘI LỰC CỘT KHUNG TRỤC 5 ................................................................ 191
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................... 221
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH
Công trình chung cư Phú Mỹ Hưng có mặt bằng hình chữ nhật, có tổng diện tích xây
dựng 1150 m2. Toàn bộ các mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống cửa sổ để lấy
ánh sáng xen kẽ với tường xây. Dùng tường xây dày 200mm làm vách ngăn ở những
nơi tiếp giáp với bên ngoài, tường xây dày 100 mm dùng làm vách ngăn ngăn chia các
phòng trong một căn hộ…
1.2. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG
- Số tầng: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt + 11 tầng lầu + một sân thượng( tầng mái)
- Phân khu chức năng:
Công trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên.
+ Tầng hầm: là nơi để xe.
+ Tầng trệt: làm văn phòng, sảnh.
+ Lầu 1-11: dùng làm căn hộ, có 8 căn hộ mỗi tầng.
+ Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa, hồ nước mái, hệ thống chống sét.
1.3. GIẢI PHÁP ĐI LẠI
1.3.1. Giao Thông Đứng
Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống hai thang máy
khách, mỗi cái 8 người, tốc độ 120m/ phút, chiều rộng cửa 800mm, đảm bảo nhu
cầu lưu thông cho khoảng 300 người với thời gian chờ đợi khoảng 40s. Bề rộng cầu
thang bộ là 1.2 m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có
sự cố xẩy ra. Cầu thang bộ và cầu thang máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm
bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang nhỏ hơn 20m để giải quyết việc phòng cháy
chữa cháy.
1.3.2. Giao Thông Ngang
Giao thông trên từng tầng thông qua hệ thống giao thông rộng 3.8 m nằm giữa
mặt bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
Hình 1.1: Mặt bằng sàn tầng điển hình
1.4. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TẠI TP HỒ CHÍ MINH
-
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, chia làm 2 mùa rõ
rệt: mùa mưa và mùa khô.
Các yếu tố khí tượng:
+ Nhiệt độ trung bình năm: 26oC.
+ Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 22oC.
+ Nhiệt độ cao nhật trung bình năm: 30oC.
+ Số giờ nắng trung bình khá cao
+
+
+
+
+
+
-
Lương mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm
Độ ẩm tương đối trung bình: 78%
Hướng gió chính thay đổi theo mùa
Mùa khô: Từ Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam
Mùa mưa: Tây-Nam và Tây
Tầng suất lặng gió trung bình hằng năm là 26%
Thủy triều tương đối ổn định, ít xảy ra những hiện tượng biến đổi về dòng nước , không
có lụt lội chỉ có ở những vùng ven thỉnh thoảng xảy ra.
1.5. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
1.5.1. Điện
Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy
phát điện riêng. Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt
đồng thời trong quá trình thi công ). Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ
thuật và phải đảm bảo an toàn không đi qua các khu vục ẩm ướt, tạo điều kiện dể
dàng khi sửa chữa. Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt
điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí (đảm bảo an toàn phòng cháy nổ).
1.5.2. Hệ Thống Cung Cấp Nước
Công trình sử dụng nước từ hai nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả được chứa trong
bể nước ngầm đặt ngàm ở tầng hầm. Sau đó được hệ thống máy bơm mơm lên hồ nước mái
và từ đó nước được phân phối cho các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước
chính.
Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gaine. Hệ thống cấp nước đi
ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng.
1.5.3. Hệ Thống Thoát Nước
Nuớc mưa từ mái sẽ được thoát theo các lổ chãy (bề mặt mái được tạo dốc ) và
chảy vào các ống thoát nước mưa (∅ = 140mm) đi xuống dưới. Riêng hệ thống
thoát nước thải sử dụng sẽ bố trí riêng.
1.5.4. Hệ Thống Thông Gió Và Chiếu Sáng
¾ Chiếu Sáng
Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện. Ở tại
các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm
đèn chiếu sáng.
¾ Thông Gió
Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên. Riêng tầng hầm có bố
trí thêm hệ thống thông gió và chiếu sáng.
1.6. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
-
Trang bị các bộ súng cứu hoả (ống gai Φ 20 dài 25m, lăng phun Φ 13) đặt tại phòng trực,
có 01 hoặc 02 vòi cứu hoả ở mỗi tầng tuỳ thuộc vào khoảng không ở mỗi tầng và ống nối
được cài từ tầng một đến vòi chữa cháy và các bảng thông báo cháy.
-
Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một cái và
được nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa cháy khô ở
tất cả các tầng. Đèn báo cháy ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở tất cả các tầng.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
-
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi như cửa ra vào
kho, chân cầu thang mỗi tầng.
1.7. HỆ THỐNG CHỨA RÁC
Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm , có một bộ phận chứa rác ở
ngoài. Gaine rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG
TRÌNH
2.1. PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC
2.1.1. Những Đặc Điểm Cơ Bản Của Nhà Cao Tầng
Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng.
Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền
móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Tùy thuộc môi trường xung
quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn một
phương án thích hợp nhất. Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực
đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất. Cụ thể ở đây là
móng cọc.
Đối với công trình có chiều cao lớn, ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của gió và
động đất đến công trình cũng rất đáng kể. Do vậy các nhà cao hơn 40m thì phải xét đến
thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn một khi chịu
tác động của động đất. Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước
mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn định,
chống lật, chống trượt và độ bền của công trình.
Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao
công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng
tăng lên nhanh chóng. Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các
nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công
trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng
công trình. Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn
phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các
tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho
phép. Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế
kết cấu nhà cao tầng.
Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức
tạp, nguy hiểm. Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi
công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất lượng
công trình khi đưa vào sử dụng.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì
việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng. Nó
không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự
tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình.
2.1.2. Hệ Chịu Lực Chính Của Nhà Cao Tầng
Chung cư Phú Mỹ Hưng có chiều cao là 42m (so với mặt đất tự nhiên) gồm 14 tầng
(1 hầm + 1 trệt + 11 lầu + 1 tầng mái). Do đó việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công
trình là điều rất quan trọng. Dưới đây ta xem xét một số hệ chịu lực thường dùng cho nhà
cao tầng:
2.1.3. Hệ Khung Chịu Lực
Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa chịu
tải trọng ngang. Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung, quan niệm
là nút cứng. Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không
gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình. Yếu điểm của kết cấu
khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém. Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu
khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng
của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho
ngôi nhà cao không quá 20 tầng. Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết
cấu chịu lực chính cho công trình này.
2.1.4. Hệ Tường Chịu Lực
Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính
của công trình. Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa cho
sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực; tường ngang
và dọc cùng chịu lực.
Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình
theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng. Khi đó, vách cứng không những
được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng. Số tầng có thể xây dựng được
của hệ tường chịu lực đến 40 tầng.
Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng có
một số hạn chế:
+ Gây tốn kém vật liệu;
+ Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;
+ Thi công chậm;
+ Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
2.1.5. Hệ Khung - Tường Chịu Lực
Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết
cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực.
Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng,
tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chịu lực
(vách cứng).
Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải
trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng. Sàn cứng là một trong những kết
cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng. Để đảm bảo ổn
định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau sang các hệ vách cứng,
sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm ngang.
Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo
nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp cho
các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu được lớn nhất lên
đến 50 tầng.
2.1.6. So Sánh Lựa Chọn Phương Án Kết Cấu
Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của
công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ kết cấu
chịu lực chính cho công trình như sau:
- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh là vùng hầu như
không xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh
hưởng của gió bão. Vì vậy.
• - Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu
thang, hồ nước..., hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung ,vì hệ
này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này
có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép,
Kết luận:
Hệ chịu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn sườn và khung
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
3.1. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC
¾ Trình tự tính toán bản sàn bao gồm:
-
Xác định sơ bộ kích thước dầm sàn .
-
Phân loại ô sàn tính toán.
-
Xác định tải tác dụng lên sàn.
-
Xác định nội lực của ô sàn.
-
Tính toán cốt thép cho sàn .
-
Lựa chọn và bố trí cốt thép.
-
Tính toán ,kiểm tra độ võng của sàn.
hình 3.1:mặt bằng sàn tầng điển hình
3.2. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN
- Việc bố trí mặt bằng kết cấu của sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và việc bố trí
các kết cấu chịu lực chính
-
Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng của
chúng trên mặt bằng
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
3.2.1. Chọn Sơ Bộ Kích Thước Tiết Diện Dầm
-
Chiều cao tiết diện dầm hd được chọn theo nhịp:
1
hd =
× ld
md
trong đó:
ldnhịp dầm đang xét.
-
mdhệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng.
-
md = 12 ÷ 16 đối với dầm khung nhiều nhịp.
-
md = 8 ÷ 12 đối với dầm khung một nhịp.
-
md = 16 ÷ 20 đối với dầm phụ.
-
Chiều rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng:
⎛1 1⎞
bd = ⎜ ÷ ⎟ hd
⎝2 4⎠
Bảng 3.1: Sơ bộ chọn kích thước dầm
Loại
dầm
Kí hiệu
Nhịp dầm
hệ số md
ld(m)
Chọn tiết diện
bd x hd (mmxmm)
Dầm
D1
8.5
12 ÷ 16
350x700
chính
D2
8.0
12 ÷ 16
350x700
D3
2.5
16 ÷ 20
200x300
Dầm
phụ
3.2.2. Chiều Dày Bản Sàn hS
-
Trong tính toán nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem sàn tuyệt đối cứng trong
mặt phẳng ngang, do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để:
-
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
-
Chiều dày của bản sàn còn được tính toán sao cho trên sàn không có hệ dầm đỡ các tường
ngăn mà không tăng độ võng của sàn.
-
Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng. Sơ bộ xác định chiều dày hs
theo biểu thức:
hs =
D ∗l
m
trong đó:
D = 0.8 ÷ 1.4 hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;chọn D = 0.8
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
m = 30÷ 35
đối với bản một phương; m = 30
m = 40÷ 45
đối với bản kê 4 cạnh; m = 45
l – nhịp cạnh ngắn của ô bản.
Chọn hb là số nguyên theo mm, đồng thời đảm bảo điều kiện cấu tạo:
hs≥ hmin (đối với sàn nhà dân dụng hmin = 60mm)
Bảng 3.2: Chiều dày sàn và phân loại ô sàn
Diện tích
Chiều dầy hs
Lng
Ld
(m)
(m)
S1
8
8.5
1.06
68
sàn 2 phương
142
150
S2
8.5
8.5
1
72.25
sàn 2 phương
150
150
S3
8.5
8.5
1
72.25
sàn 2 phương
151
150
S4
8
8.5
1.06
68
sàn 2 phương
142
150
S5
8.5
8.5
1.0
72.25
sàn 2 phương
150
150
S6
2.4
4.25
1.77
10.2
sàn 2 phương
53
120
S7
1.97 3.05
1.55
6.01
sàn 2 phương
43
120
Ô sàn
Tỷ số
(m2)
Loại ô bản
(mm)
Chọn hs (mm)
¾ Thuận tiện cho việc tính toán chọn sơ bộ chiều dày sàn :
hs = 150 mm đối với ô sàn (s1,2,3,4,5). hs = 100 mm đối với sàn (s6,s 7).
3.2.3. Xác Định Tải Trọng Tác Dụng Lên Bản Sàn
¾ Tải trọng thường xuyên
Bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:
g = ∑ γ i × ni × δ i
trong đó:
γ i trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i
ni hệ số độ tin cậy thứ lớp thứ i
δi độ dày lớp thứ i
Hình 3.2: Các lớp cấu tạo sàn
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
Bảng 3.3: Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo của ô sàn (s1,s2,s3,s4,s5)
3
δ i (mm)
gctc
gctt
(kN/m2)
(kN/m2)
STT
Các lớp cấu tạo
γi (kN/m )
1
Gạch ceramic
20
10
1.2
0.2
0.24
2
Hồ dầu
22
5
1.3
0.11
0.143
3
Vữa lót
18
30
1.3
0.54
0.70
4
sàn BTCT
25
150
1.1
3.75
4.125
5
Vữa trát trần
18
15
1.1
0.27
0.297
4.87
5.51
6
ni
Tổng
Tổng gstt=5.51 (kN/m2)
Bảng 3.4: Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo của ô sàn (s6,s7)
ST
T
Các lớp cấu tạo
γi
(kN/m3)
δ i (mm)
ni
gctc
gctt
(kN/m2)
(kN/m2)
1
Gạch ceramic
20
10
1.2
0.2
0.24
2
Hồ dầu
22
5
1.3
0.11
0.143
3
Vữa lót
18
30
1.3
0.54
0.70
4
sàn BTCT
25
100
1.1
2.5
2.75
5
Vữa trát trần
18
15
1.1
0.27
0.297
3.62
4.13
6
Tổng
Tổng gstt=4.13 (kN/m2)
Bảng 3.5: Giá trị tĩnh tải tải trọng của tường xây trên sàn
Chiều
cao
sàn
tường
Chiều dài
tường (m)
Hoạt tải
Chiều
Dày
γi
tường
(kN/m3)
(m)
(m)
tính
Hoạt tải
tiêu chuẩn
ni
2
toán
(kN/m2)
(kN/m )
S1
2.7
24.25
0.1
20
1.93
1.3
2.51
S2
2.7
27.45
0.1
20
2.05
1.2
2.46
S3
2.7
8.3
0.1
8.15
0.2
20
1.84
1.3
2.39
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
S4
2.7
S5
2.7
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
9.2
0.2
13.8
0.2
3.2
0.1
20
1.46
1.3
1.9
20
2.3
1.2
2.76
3.2.4. Tải Trọng Tạm Thời
¾ Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737 –1995
p tt = p tc × n p
trong đó:
p tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995 phụ thuộc vào công năng cụ thể
các phòng;
np hệ số độ tin cậy.
kN
p tc < 2 2 ; n p = 1.3
m
kN
p tc ≥ 2 2 ;n p = 1.2
m
Bảng 3.6: Giá trị hoạt tải của ô sàn
tc
Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn
Công năng
Hệ số tin cậy
Hoạt tải tính toán
(kN/m2)
n
(kN/m2)
Phòng ngủ
1.0
1.5
1.3
1.95
Phòng sinh hoạt
1.0
1.5
1.3
1.95
Hành lang
1.0
3.0
1.2
3.60
phòng khách
1.0
1.5
1.3
1.95
Phòng vệ sinh
1.0
1.5
1.3
1.95
Bếp ăn
1.0
1.5
1.3
1.95
phòng ăn
1.0
1.5
1.3
1.95
∑ p ×s
=
∑s
tt
Đối với sàn có công năng sử dụng khác nhau lấy: q
i
tb
tt
i
i
Bảng 3.7: Giá trị hoạt tải trung bình của ô sàn
Ô sàn
S1
Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn Hệ số tin cậy Hoạt tải tính toán
Công năng
Phòng ngủ+ wc
+bếp
SVTH : Đỗ Văn Việt
1.0
(kN/m2)
n
(kN/m2)
1.50
1.3
1.95
MSSV : 20761335
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
S2
S3
S4
S5
Phòng sinh hoạt +
Ngủ+wc
Phòng ngủ
Hành lang + phòng
khách
Hành lang + phòng
khách
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
1.0
1.50
1.3
1.95
1.0
1.50
1.3
1.95
1.0
1.91
1.2
2.48
1.0
1.91
1.2
2.48
S6
Hành lang
1.0
3.0
1.2
3.6
S7
Hành lang
1.0
3.0
1.2
3.6
3.3. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN
3.3.1. Tính Toán Ô Bản Kê 4 Cạnh
- Tính bản theo sơ đồ đàn hồi – các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục dầm
-
Cắt ô bản theo cạnh ngắn và cạnh dài với các dải có bề rộng 1m để tính
Hình 3.3: Sơ đồ tính sàn
a) Sơ đồ tính
h
h
Ta xét tỉ số d ≥ 3 ngàm, d < 3 khớp.
hs
hs
để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm. Do đó các ô bản có cùng một sơ đồ
tính là ngàm 4 cạnh như hình 2.4.
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : TS. Lê Văn Phước Nhân
Hình 3.4:Sơ đồ tính và vị trí moment ở nhịp và gối theo 2 phương
Bản thuộc loại kê 4 cạnh do tỉ số ld/lng< 2, thuộc loại ô bản số 9.
b) Xác định nội lực
-
Do các cạnh của ô bản liên kết với dầm là ngàm nên ứng với ô thứ 9 trong 7 loại ô bản
-
Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp
-
-
M1 = m91×P
M2 = m92×P
Mômen âm lớn nhất trên gối
MI = k91×P
MII = k92×P
Trong đó:
P = q×l1×l2
q = gstt + ptt + gttt
- P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản
-
m91, m92, k91, k92: các hệ số được xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào tỷ số l2/l1.
Bảng 3.8: Bảng giá trị tải trọng
Kích thước
Ô bản
Tỷ số
q (kN/m2)
ln (m)
ld (m)
S1
8
8.5
1.06
9.97
S2
8.5
8.5
1
9.92
S3
8.5
8.5
1
9.85
S4
8
8.5
1.06
9.89
S5
8.5
8.5
1
10.75
SVTH : Đỗ Văn Việt
MSSV : 20761335
Trang 20
- Xem thêm -
.PDF 
221 
229 
94 
