Tài liệu Đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng thiết kế trụ sở tổng công ty xây dựng việt nam vinaconex

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ TRỤ SỞ TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG VIỆT NAM VINACONEX (THUYẾT MINH) SVTH : LÊ HỒNG KHANH MSSV : 20701028 GVHD : TS. PHAN TRƯỜNG SƠN TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2012 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn LỜI CẢM ƠN  Đồ Án Tốt Nghiệp như là một bài kiểm tra cuối khóa qua hơn 4 năm học ngồi trên ghế giảng đường Đại học. Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô trong nhà trường đã giúp em trưởng thành hơn và học hỏi được rất nhiều những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như kỹ năng làm việc ngoài thực tế. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Xây dựng & Điện trường Đại học Mở TP. Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức và dạy dỗ em trong suốt quá trình ngồi trên ghế nhà trường. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS. PHAN TRƯỜNG SƠN, người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong suốt quá trình làm đồ án, trong những thời điểm khó khăn do thời gian eo hẹp và kiến thức còn hạn chế chính Thầy là người đã động viên và định hướng cho em để em có thể hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đồng hành cùng với em trong quá trình làm đồ án, đã giúp đỡ và hỗ trợ cho em những chỗ còn không hiểu, vướng mắc. Lời cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn thiêng liêng đến bố mẹ và gia đình – chỗ dựa vật chất và tinh thần vững chắc cho em trong suốt quãng thời gian học tập xa nhà, đã động viên em những lúc khó khăn nhất. Vì thời gian có hạn và vốn kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm và trình bày đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự chỉ bảo của Thầy Cô và đóng góp ý kiến của các bạn để em có thể hoàn chỉnh kiến thức của mình một cách tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm…… Sinh viên thực hiện LÊ HỒNG KHANH SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn LỜI MỞ ĐẦU  Có thể nói xây dựng là một trong những ngành phát triển sớm nhất trong lịch sử phát triển của nhân loại. Sự phát triển của từng quốc gia có liên quan mật thiết đến ngành xây dựng, đi đến đâu ta cũng thấy bóng dáng của những công trình xây dựng, từ những ngôi nhà, con đường hay là những công trình mang ý nghĩa lớn lao và là niềm tự hào, biểu tượng của quốc gia đó. Ngày nay, cùng với xu thế hội nhập, nền kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển và đã thu hút nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước. Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa, việc phát triển cơ sở hạ tầng, nhà máy, xí nghiệp, điện, đường, trạm…là một phần tất yếu nhằm mục đích xây dựng đất nước ta ngày càng phát triển hơn, có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện cho sự phát triển của đất nước. Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần quan trọng trong đời sống chúng ta, từ việc mang lại mái ấm cho từng gia đình đến việc xây dựng bộ mặt của đất nước. Ngành xây dựng đã chứng tỏ được sự cần thiết của mình. Trong xu thế hiện nay, hoạt động xây dựng đang diễn ra với tốc độ khẩn trương, ngày càng rộng khắp với quy mô xây dựng ngày càng lớn đã cho thấy sự lớn mạnh của ngành xây dựng nước ta. Có được cơ hội ngồi trên ghế giảng đường Đại học, được Thầy Cô truyền đạt những kiến thức chuyên ngành về xây dựng, tuy khó nhưng lại hết sức thú vị và hết sức bổ ích để giúp bản thân ngày càng hoàn thiện và thêm yêu ngành xây dựng mà mình theo học. Đố Án Tốt Nghiệp này như là một bài tổng kết quá trình học tập của sinh viên trong suốt quá trình học tập, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp những kiến thức đã học vào thực tế và trang bị cho em những kiến thức để em vững bước vào cuộc sống và có đủ năng lực để có thể đảm trách tốt công việc của mình, góp phần tích cực vào công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 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: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH ................................................................1 1.1. Tổng quan về kiến trúc ..............................................................................................................1 1.2. Tổng quan về giải pháp đi lại.....................................................................................................1 1.2.1. Giao thông đứng...................................................................................................................1 1.2.2. Giao thông ngang .................................................................................................................1 1.3. Tổng quan về đặc điểm khí hậu – khí tượng – thủy văn ...........................................................1 1.4. Tổng quan về các giải pháp kỹ thuật .........................................................................................2 1.4.1. Điện .....................................................................................................................................2 1.4.2. Hệ thống cung cấp nước .......................................................................................................2 1.4.3. Hệ thống thoát nước .............................................................................................................2 1.4.4. Hệ thống thông gió và chiếu sang .........................................................................................2 1.5. Tổng quan về an toàn phòng cháy chữa cháy............................................................................2 1.6. Các giải pháp kết cấu .................................................................................................................2 1.6.1. Các quy phạm và tiêu chuẩn để làm cơ sở cho việc thiết kế...................................................2 1.6.2. Phân tích hệ chịu lực của nhà................................................................................................3 Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG 1 – 9 ..................................................................4 2.1. Phân loại sàn và đặc trưng của các loại sàn ..............................................................................4 2.1.1. Theo phương pháp thi công ..................................................................................................4 2.1.2. Theo sơ đồ kết cấu................................................................................................................4 2.2. Phân tích các phương án kết cấu sàn.........................................................................................5 2.3. Lựa chọn phương án kết cấu sàn...............................................................................................7 2.4. Tính toán thiết kế sàn.................................................................................................................8 2.4.1. Chọn loại ô bản sàn ..............................................................................................................8 2.4.2. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện..........................................................................................9 2.4.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện sàn................................................................................................9 2.4.2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm ...........................................................................10 2.4.3. Xác định tải trọng...............................................................................................................12 2.4.3.1. Tĩnh tải.......................................................................................................................12 2.4.3.2. Hoạt tải.......................................................................................................................14 2.4.4. Tính toán các ô sàn.............................................................................................................15 SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn 2.4.4.1. Nguyên lý tính ô sàn ...................................................................................................15 2.4.4.2. Tính các ô bản dầm.....................................................................................................15 2.4.4.3. Tính toán các ô bản kê ................................................................................................18 Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ ..................................................................................26 3.1. Cấu tạo cầu thang.....................................................................................................................26 3.2. Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang...............................................................................26 3.2.1. Chiếu nghỉ..........................................................................................................................27 3.2.2 Bản thang (phần bản nghiêng) .............................................................................................27 3.3. Tính toán bản thang .................................................................................................................28 3.3.1. Sơ đồ tính...........................................................................................................................28 3.3.2. Xác định nội lực .................................................................................................................28 3.3.3. Tính toán cốt thép...............................................................................................................30 3.4. Tính dầm thang DT..................................................................................................................31 3.4.1. Tải trọng tác dụng lên dầm thang DT..................................................................................31 3.4.2. Sơ đồ tính và nội lực...........................................................................................................32 3.4.3. Tính toán cốt thép...............................................................................................................33 Chương 4: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI.....................................................................................36 4.1. Kích thước hồ nước và giải pháp kết cấu ................................................................................36 4.2. Tính toán bản nắp hồ ...............................................................................................................36 4.2.1. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện ....................................................................................36 4.2.1.1. Chọn sơ bộ chiều dày bản nắp.....................................................................................36 4.2.1.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm nắp.....................................................................37 4.2.2. Tải trọng tác dụng ..............................................................................................................37 4.2.2.1. Tĩnh tải.......................................................................................................................37 4.2.2.2. Hoạt tải.......................................................................................................................38 4.2.3. Xác định nội lực và tính thép ..............................................................................................38 4.2.3.1. Sơ đồ tính ...................................................................................................................38 4.2.3.2. Xác định nội lực .........................................................................................................39 4.2.3.3. Tính thép ....................................................................................................................39 4.3. Tính toán dầm nắp hồ ..............................................................................................................40 4.3.1. Tải trọng ............................................................................................................................40 4.3.2. Xác định nội lực .................................................................................................................41 4.3.3. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm nắp.............................................................................43 4.3.3.1. Cốt dọc.......................................................................................................................43 4.3.3.2. Cốt đai........................................................................................................................45 4.4. Tính bản thành hồ....................................................................................................................46 4.4.1. Tải trọng ............................................................................................................................46 SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn 4.4.2. Sơ đồ tính và xác định nội lực.............................................................................................47 4.4.3. Tính và bố trí cốt thép.........................................................................................................49 4.5. Tính bản đáy hồ nước ..............................................................................................................50 4.5.1. Kích thước .........................................................................................................................50 4.5.2. Tải trọng tác dụng ..............................................................................................................51 4.5.3. Sơ đồ tính và xác định nội lực.............................................................................................52 4.5.4. Tính toán và bố trí cốt thép .................................................................................................53 4.6. Tính dầm đáy hồ nước .............................................................................................................54 4.6.1. Xác định tải trọng truyền lên các dầm đáy...........................................................................55 4.6.2. Xác định nội lực trong các dầm đáy ....................................................................................55 4.6.3. Tính toán và bố trí cốt thép .................................................................................................57 4.6.3.1. Dầm đáy DD1.............................................................................................................57 4.6.3.2. Dầm đáy DD2.............................................................................................................61 Chương 5: KHUNG KHÔNG GIAN..............................................................................................66 5.1. Mô hình khung không gian......................................................................................................66 5.1.1. Kích thước công trình .........................................................................................................66 5.1.2. Phân tích sự làm việc của khung .........................................................................................66 5.1.3. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện (theo TCXDVN 198 – 1997)...........................................66 5.1.3.1. Tiết diện dầm, sàn.......................................................................................................66 5.1.3.2. Tiết diện cột ...............................................................................................................67 5.1.3.3. Tiết diện vách .............................................................................................................69 5.2. Xác định tải trọng.....................................................................................................................69 5.2.1. Tải trọng đứng....................................................................................................................69 5.2.1.1. Tĩnh tải.......................................................................................................................69 5.2.1.2. Hoạt tải.......................................................................................................................72 5.2.2. Tải trọng ngang ..................................................................................................................72 5.2.2.1. Theo phương Ox.........................................................................................................73 5.2.2.2. Theo phương Oy.........................................................................................................75 5.3. Giải khung không gian.............................................................................................................76 5.3.1. Sơ đồ tính...........................................................................................................................76 5.3.2. Tải trọng tác dụng ..............................................................................................................78 5.3.2.1. Tải trọng đứng (tĩnh tải, hoạt tải) ................................................................................78 5.3.2.2. Tải trọng ngang (tải trọng gió) ....................................................................................78 5.3.3. Các trường hợp tải..............................................................................................................79 5.3.4. Giải nội lực khung..............................................................................................................80 5.3.5. Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh nhà ................................................................................81 5.4. Tính toán cốt thép cho các cấu kiện của khung trục B ...........................................................83 SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn 5.4.1. Chọn nội lực nguy hiểm để tính thép...................................................................................84 5.4.2. Tính toán cốt thép cột .........................................................................................................87 5.4.2.1. Phương pháp tính toán cốt thép cột .............................................................................87 5.4.2.2. Tính toán cốt thép cột .................................................................................................92 5.4.3. Tính toán thép dầm khung ..................................................................................................96 5.4.3.1. Tính toán cốt dọc........................................................................................................96 5.4.3.2. Tính toán cốt đai....................................................................................................... 100 Chương 6: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH .................................... 102 6.1. Chỉ tiêu cơ lý của đất nền....................................................................................................... 102 6.1.1. Số liệu địa chất thiết kế..................................................................................................... 102 6.1.2. Mặt cắt địa chất ................................................................................................................ 102 6.2. Giải pháp móng cho công trình.............................................................................................. 103 6.3. Phương án 1: móng cọc ép bêtông cốt thép ........................................................................... 104 6.3.1. Trình tự tính toán.............................................................................................................. 104 6.3.2. Thiết kế móng dưới cột B3 (móng M1)............................................................................. 105 6.3.2.1. Nội lực truyền xuống móng ...................................................................................... 105 6.3.2.2. Xác định chiều sâu chôn đài móng ............................................................................ 106 6.3.2.3. Chọn kích thước cọc, vật liệu làm cọc, cốt thép dọc .................................................. 106 6.3.2.4. Kiểm tra cọc theo yêu cầu vận chuyển (cẩu lắp cọc).................................................. 106 6.3.2.4.1. Kiểm tra theo sơ đồ cẩu cọc .............................................................................. 106 6.3.2.4.2. Kiểm tra theo sơ đồ lắp dựng cọc...................................................................... 107 6.3.2.5. Tính sức chịu tải của cọc........................................................................................... 109 6.3.2.5.1. Sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu làm cọc .............................................. 109 6.3.2.5.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (phụ lục A TCXDVN 205 – 1998)..................................................................................................................................... 110 6.3.2.5.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục B TCXDVN 205 – 1998)..................................................................................................................................... 112 6.3.2.6. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài............................................................ 114 6.3.2.6.1. Xác định số lượng cọc....................................................................................... 114 6.3.2.6.2. Bố trí cọc trong đài........................................................................................... 115 6.3.2.7. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc ..................................................................... 116 6.3.2.8. Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước ................................................... 117 6.3.2.9. Kiểm tra lún cho móng khối quy ước (theo phương pháp cộng lún từng lớp) ............. 121 6.3.2.10. Kiểm tra xuyên thủng ............................................................................................. 123 6.3.2.10.1. Kiểm tra xuyên thủng giữa cột và đài .............................................................. 123 6.3.2.10.2. Kiểm tra xuyên thủng giữa cọc và đài.............................................................. 124 6.3.2.11. Tính toán, bố trí cốt thép trong đài .......................................................................... 124 SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn 6.3.2.11.1. Tính thép theo phương X ................................................................................. 125 6.3.2.11.2. Tính thép theo phương Y ................................................................................. 126 6.4. Phương án 2: móng cọc khoan nhồi....................................................................................... 127 6.4.1. Trình tự tính toán.............................................................................................................. 127 6.4.2. Thiết kế móng dưới cột B3 (móng M2)............................................................................. 128 6.4.2.1. Nội lực truyền xuống móng ...................................................................................... 128 6.4.2.2. Xác định chiều sâu chôn đài móng ............................................................................ 129 6.4.2.3. Lựa chọn và tính toán các thông số cho cọc............................................................... 129 6.4.2.4. Tính sức chịu tải của cọc........................................................................................... 132 6.4.2.4.1. Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.................................................. 132 6.4.2.4.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (phụ lục A TCXDVN 205 – 1998)..................................................................................................................................... 132 6.4.2.4.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (phụ lục B TCXDVN 205 – 1998)..................................................................................................................................... 135 6.4.2.5. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài............................................................ 137 6.4.2.5.1. Xác định số lượng cọc....................................................................................... 137 6.4.2.5.2. Bố trí cọc trong đài........................................................................................... 138 6.4.2.6. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc ..................................................................... 138 6.4.2.7. Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước ................................................... 140 6.4.2.8. Kiểm tra lún cho móng khối quy ước (theo phương pháp cộng lún từng lớp) ............. 143 6.4.2.9. Tính toán, bố trí cốt thép trong đài ............................................................................ 144 6.4.2.9.1. Tính thép theo phương X ................................................................................... 146 6.4.2.9.2. Tính thép theo phương Y ................................................................................... 146 6.4.3. Thiết kế móng dưới cột B1 (móng M3)............................................................................. 147 6.4.3.1. Nội lực truyền xuống móng ...................................................................................... 147 6.4.3.2. Xác định chiều sâu chôn đài móng ............................................................................ 148 6.4.3.3. Lựa chọn và tính toán các thông số cho cọc............................................................... 148 6.4.3.4. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài............................................................ 148 6.4.3.4.1. Xác định số lượng cọc....................................................................................... 148 6.4.3.4.2. Bố trí cọc trong đài........................................................................................... 149 6.4.3.5. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc ..................................................................... 149 6.4.3.6. Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước ................................................... 151 6.4.3.7. Kiểm tra lún cho móng khối quy ước (theo phương pháp cộng lún từng lớp) ............. 154 6.4.3.8. Tính toán, bố trí cốt thép trong đài ............................................................................ 155 PHỤ LỤC DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 1.1. Tổng quan về kiến trúc: - Công trình cao ốc văn phòng xây mới với quy mô (giả định): 2 tầng hầm, một trệt, 8 sàn lầu, sân thượng và mái có hồ nước mái. Công trình tọa lạc tại số 34, Láng Hạ, Hà Nội. - Mặt bằng công trình hình chữ nhật, diện tích khu đất 2736 m2, chiều cao mỗi tầng 3.6 m, tổng chiều cao công trình 32.8 m tính đến tầng thượng (không tính 2 tầng hầm), trên sân thượng có hệ thống thoát nước mưa cho công trình và hồ nước sinh hoạt có kích thước (8.5  8.5  1.5)m, hệ thống thu lôi chống sét. 1.2. Tổng quan về giải pháp đi lại: 1.2.1. Giao thông đứng. - Toàn công trình sử dụng 3 thang máy và 2 cầu thang bộ bên trong và ở giữa công trình. Cầu thang máy, thang bộ này được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 20m để giải quyết việc phòng cháy chữa cháy. 1.2.2. Giao thông ngang. - Bao gồm: hành lang giữa và bancony, hành lang giữa phục vụ cho việc đi lại cho các phòng. 1.3. Tổng quan về đặc điểm khí hậu - khí tượng - thủy văn: - Thành phố Hà Nội nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với các đặc trưng của vùng khí hậu miền Bắc Bộ, chia thành 2 mùa rõ rệt: + Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10. + Mùa khô từ đầu tháng 11 và kết thúc vào tháng 4 năm sau. - Các yếu tố khí tượng: + Nhiệt độ trung bình năm: 21oC. + Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 18oC. + Nhiệt độ cao nhất trung bình năm: 28oC. - Lượng mưa trung bình: 1000 - 1800 mm/năm. + Độ ẩm tương đối trung bình: 78%. + Số giờ nắng trung bình khá cao, ngay trong mùa mưa cũng có trên 4giờ/ngày, vào mùa khô là trên 8giờ /ngày. - Hướng gió chính thay đổi theo mùa: + Vào mùa khô, gió chủ đạo từ hướng Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn + Vào mùa mưa, gió chủ đạo theo hướng Tây – Nam và Tây. + Hầu như không có gió bão, gió giật và gió xoáy thường xảy ra vào đầu và cuối mùa mưa (tháng 9). 1.4. Tổng quan về các giải pháp kỹ thuật: 1.4.1. Điện. - Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện thành phố và máy phát điện riêng có công suất 150KVA (kèm thêm 1 máy biến áp, tất cả được đặt dưới tầng trệt để tránh gây tiếng ồn và độ rung làm ảnh hưởng sinh hoạt). Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa. 1.4.2. Hệ thống cung cấp nước. - Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả được chứa trong hồ nước ngầm đặt ngầm dưới đất. Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên hồ chứa nước đặt ở mái và từ đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính. 1.4.3. Hệ thống thoát nước. - Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy (bề mặt mái được tạo dốc) và chảy vào các ống thoát nước mưa đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng. 1.4.4. Hệ thống thông gió và chiếu sáng. - Chiếu sáng: toàn bộ toà 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. - Thông gió: ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên. 1.5. Tổng quan về an toàn phòng cháy chữa cháy: - Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài khoảng 20m, bình xịt CO2,..). Hồ chứa nước trên mái, khi cần được huy động để tham gia chữa cháy. Ngoài ra, ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo cháy tự động. 1.6. Các giải pháp kết cấu: 1.6.1. Các quy phạm và tiêu chuẩn để làm cơ sở cho việc thiết kế. - Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép: TCXDVN 356 – 2005. - Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động: TCXDVN 2737 - 1995. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình: TCXDVN 45 - 1978. - Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc: TCXDVN 205 - 1998. - Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế và thi công nhà cao tầng: TCXDVN 198 - 1997. - Nhà cao tầng - thiết kế cọc khoan nhồi: TCXDVN 195 - 1997. 1.6.2. Phân tích hệ chịu lực của nhà: - Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất. - Hệ chịu lực công trình này được tạo thành từ các cấu kiện khung và các cấu kiện vách cứng. + Hệ khung chịu lực: được tạo thành từ các thanh đứng (cột) và thanh ngang (dầm) liên kết cứng tại chỗ giao nhau giữa chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối không gian. + Hệ tường cứng chịu lực: vách cứng (tường cứng) là cấu kiện không thể thiếu được trong nhà cao tầng hiện nay. Nó là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được tải trọng ngang và đứng. Đặc biệt là các tải trọng ngang xuất hiện trong những công trình cao tầng với những lực tác động ngang rất lớn. + Bản sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng. Có tác dụng tham gia vào việc tiếp thu tải trọng ngang truyền vào tường cứng và truyền xuống móng. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG 1 - 9 2.1. Phân loại sàn và đặc trưng của các loại sàn: 2.1.1. Theo phương pháp thi công. - Sàn đổ toàn khối: làm ván khuôn, đặt cốt thép, trộn đổ bêtông tại vị trí thiết kế. - Sàn lắp ghép: cấu kiện sàn được đúc sẵn ở nhà máy hoặc tại công trường, được vận chuyển tới công trường, dùng các phương tiện cẩu và lắp vào đúng vị trí thiết kế. 2.1.2. Theo sơ đồ kết cấu. - Bản loại dầm: khi bản sàn được liên kết (dầm hoặc tường) ở một cạnh (liên kết ngàm) hoặc ở hai cạnh đối diện (kê tự do hoặc ngàm) và chịu tải phân bố đều. Bản chỉ chịu uốn theo phương có liên kết, bản chịu lực một phương gọi là bản một phương hay bản loại dầm. - Bản kê bốn cạnh: khi bản có liên kết ở cả bốn cạnh (tựa tự do hoặc ngàm), tải trọng tác dụng trên bản truyền đến các liên kết theo cả hai phương. Bản chịu uốn hai phương được gọi là bản hai phương hay bản kê bốn cạnh. - Sàn có hệ dầm trực giao: khi các ô bản có kích thước lớn (L2, L1 > 6m). Nhằm giảm chiều dày sàn, giảm độ võng của sàn và giảm hiện tượng bản sàn bị rung trong khi sử dụng, thường người ta bố trí thêm các dầm phụ (giảm kích thước ô sàn) theo hai phương thẳng góc, tại vị trí giao nhau của hai dầm và tại vị trí này không có cột đỡ. Loại sàn này được dùng rất rộng rãi trong các công trình dân dụng và công nghiệp. - Sàn ô cờ: là một dạng đặc biệt của sàn bản kê ( khi L2, L1 > 6m). Nó được cấu tạo bởi hệ dầm trực giao, chia mặt sàn thành các ô bản kê giống như bàn cờ, khoảng cách giữa các dầm không quá 2m và tỉ số L2/L1 của mặt sàn không quá 1.5. Hệ dầm trực giao này có thể bố trí song song với cạnh sàn hoặc xiên một góc 45 o với cạnh sàn. Loại sàn này thường gặp trong các sảnh, thư viện, phòng họp,… - Sàn gạch bọng: là sàn dùng gạch bọng kết hợp với sàn bêtông. Được dùng trong các công trình có yêu cầu cách âm cao thích hợp cho bệnh viện, trường học, cơ quan,… - Sàn panel lắp ghép: các tấm panel đặc hoặc rỗng được chế tạo sẵn, liên kết lại với nhau. Thường được dùng trong các công trình lắp ghép, có yêu cầu cách âm cao. - Sàn nấm (sàn không dầm): sàn nấm gồm có bản sàn liên kết với cột. Để đảm bảo cường độ chống lại hiện tượng đâm thủng bản theo chu vi cột và làm giảm nhịp tính toán của bản, làm SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn cho moment được phân bố đều theo bề rộng bản, người ta bố trí thêm mũ cột. Mũ cột được cấu tạo có hình dáng khác nhau tùy theo tải trọng tác dụng lên sàn. 2.2. Phân tích các phương án kết cấu sàn: Dưới đây ta đi vào phân tích ưu - nhược điểm của từng loại phương án kết cấu sàn để từ đó lựa chọn ra loại kết cấu phù hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật, khả năng thiết kế và thi công công trình. Phương án Ưu điểm Nhược điểm - Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm - Chiều cao dầm và độ võng của tính toán khá hoàn thiện, thi công bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ đơn giản, được sử dụng phổ biến ở lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với nước ta với công nghệ thi công những công trình không có hệ Sàn sườn toàn khối BTCT phong phú nên thuận tiện cho việc thống cột giữa, dẫn đến chiều cao lựa chọn phương tiện thi công. thông thuỷ mỗi tầng thấp. - Chất lượng đảm bảo do đã có - Không gian kiến trúc bố trí nhỏ nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi lẻ, khó tận dụng. công trước đây. - Quá trình thi công, chi phí, thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn. - Tránh được có quá nhiều cột bên - Không tiết kiệm, thi công phức trong nên tiết kiệm được không gian tạp. Mặt khác, khi mặt bằng sàn sử dụng và có kiến trúc đẹp. quá rộng cần phải bố trí thêm các - Do kích thước ô bản nhỏ, cốt thép dầm chính. Vì vậy, nó cũng không Sàn ô cờ không cần tính toán, chỉ đặt theo cấu tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ tạo. - Có thể tận dụng hình dáng ô cờ võng. làm yếu tố mỹ thuật cho không gian. Sàn có hệ dầm trực giao - Giúp giảm chiều dày sàn, giảm độ - Trường hợp cần yêu cầu tính võng sàn, giảm hiện tượng bản sàn thẩm mỹ cần lắp đặt trần thạch cao. bị rung khi sử dụng SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn - Được sử dụng rộng rãi trong công trình dân dụng và công nghiệp. - Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm - Tính toán tương đối phức tạp, mô được chiều cao công trình. Tiết kiệm hình tính mang tính quy ước cao, được không gian sử dụng, dễ phân đòi hỏi nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước chia không gian. - Do có thiết kế điển hình không có ngoài. dầm giữa sàn nên công tác thi công - Thi công phức tạp đòi hỏi quá ghép ván khuôn cũng dễ dàng và trình giám sát chất lượng nghiêm thuận tiện từ tầng này sang tầng ngặt. khác do ván khuôn được tổ hợp - Thiết bị và máy móc thi công thành những mảng lớn, không bị chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề Sàn không dầm chia cắt, do đó lượng tiêu hao vật tư cao. Giá cả đắt và những bất ổn ứng lực trước giảm đáng kể, năng suất lao động khó lường trước được trong quá được nâng cao. trình thiết kế, thi công và sử dụng. - Khi bêtông đạt cường độ nhất định, thép ứng lực trước được kéo căng và nó sẽ chịu toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không cần chờ bêtông đạt cường độ 28 ngày. Vì vậy thời gian tháo dỡ cốp pha sẽ được rút ngắn, tăng khả năng luân chuyển và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo được tiến hành sớm hơn. - Tăng chiều cao thông thủy, do vậy - Sàn phải có chiều dày lớn để đảm giảm chiều cao tầng. Ta có thể xây bảo khả năng chịu uốn và chống Sàn không dầm thêm các tầng khác để bán và cho chọc thủng do đó dẫn đến tăng (sàn nấm) thuê nhằm mang lại hiệu quả kinh tế khối lượng sàn. Tăng nội lực cho cho dự án, rút ngắn thời gian thu hồi móng, lúc này phương án móng sẽ vốn. SVTH : Lê Hồng Khanh không kinh tế. MSSV : 20701028 Trang 6 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn - Tiết kiệm được không gian sử dụng, dễ phân chia không gian. Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước… - Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản. 2.3. Lựa chọn phương án kết cấu sàn: - Thiết kế sàn là nhiệm vụ đầu tiên của quá trình thiết kế kết cấu bêtông cốt thép. Vấn đề được đặt ra là việc lựa chọn kết cấu cho sàn sao cho hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế. Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý nhất. - Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng là 3.6m là tương đối cao, bố trí hệ dầm – sàn không ảnh hưởng nhiều đến không gian sử dụng. Thêm vào đó, đây là công trình văn phòng làm việc, ta có thể lắp đặt thêm hệ thống trần thạch cao nếu công trình đòi hỏi tính thẩm mỹ. - Với vốn kiến thức hạn chế, em chọn phương án sàn sườn toàn khối BTCT có hệ dầm trực giao để thiết kế sàn cho công trình này. Bởi vì lý thuyết thiết kế theo phương án này mang tính phổ thông, đã được trang bị tương đối đầy đủ trên ghế nhà trường, và cũng được tính toán nhiều trong khi học. - Chọn phuơng án thiết kế sàn có hệ dầm trực giao sẽ làm giảm chiều dày sàn, giảm độ võng của sàn và hiện tượng bản sàn bị rung trong khi sử dụng bởi vì các ô sàn trong công trình có kích thuớc lớn (L1,L2 > 6m). Với hệ dầm ngang, dọc thẳng góc và tại vị trí giao nhau của chúng không có cột đỡ, hệ chia ô sàn thành nhiều ô bản nhỏ có kích thước nhỏ hơn 6m nên khắc phục được các nhược điểm đã nêu trên. - Công trình gồm có 9 tầng. Ở đây ta chọn sàn tầng 2 để tính với các phần tính toán như sau: + Chọn loại ô bản sàn. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 7 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn + Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện. + Xác định tải trọng tác dụng. + Mặt bằng sàn và sơ đồ tính. + Xác định nội lực các ô sàn. + Tính toán cốt thép cho sàn. + Kiểm tra độ võng của sàn. 2.4. Tính toán thiết kế sàn: S4 S3 S1 S1 S4 S2 S1 S1 S1 S1 S2 S4 S4 S2 S1 S1 S2 S1 S1 S5 S4 S4 S5 S4 S4 S2 S1 S1 S3 S5 3600 S4 S5 S1 S1 S2 S6 2000 S7 S7 S6 2000 S4 S8 S9 S4' 3750 S4 S4'1550 4250 S4 S4' S4' 4250 S2 S3 2900 S1 8500 S1 3750 S4 7500 S2 3750 S3 S1 S3 S1 S1 S2 S4 S4 S2 S1 S1 S1 S1 S2 S4 S4 S2 S1 S1 3750 S2 S1 S1 3750 S3 4500 3750 3750 7500 1500 S2 S1 7500 38500 S4 3750 S2 3750 S1 7500 S1 3750 2.4.1. Chọn loại ô bản sàn. S3 S1 S1 3750 3750 7500 S2 4500 3000 7500 S3 S4 S4 S10 S10 4250 4250 8500 3000 7500 7500 Mặt bằng phân loại ô bản sàn SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 8 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn - Bảng thống kê số liệu các ô sàn: Công năng L2 L1 Tỷ số Số sử dụng (m) (m)  = L2/L1 lượng S1 Văn phòng 3.75 3.75 1 32 Sàn làm việc 2 phương S2 Văn phòng 4.5 3.75 1.2 16 Sàn làm việc 2 phương S3 Hành lang 7.5 3 2.5 8 Sàn làm việc 1 phương S4 Văn phòng 4.25 3.75 1.13 20 Sàn làm việc 2 phương S4 , Văn phòng 4.25 3.75 1.13 4 Sàn làm việc 2 phương S5 Văn phòng 4.5 4.25 1.06 4 Sàn làm việc 2 phương S6 Hành lang 8.5 3 2.83 2 Sàn làm việc 1 phương S7 Sảnh thang máy 4.25 3.6 1.18 2 Sàn làm việc 2 phương S8 Hành lang 2.9 1.55 1.87 1 Sàn làm việc 2 phương S9 Phòng vệ sinh 2.9 2 1.45 1 Sàn làm việc 2 phương S10 Ban công 4.25 1.5 2.83 2 Sàn làm việc 1 phương Ô sàn Để xác định sơ đồ làm việc của từng ô bản ta xét tỷ số:   Loại ô bản L2 L1 - Khi   2 : tính ô bản chịu uốn theo 2 phương, còn gọi là bản kê bốn cạnh. - Khi  >2: bỏ qua sự uốn theo cạnh dài, tính toán như bản loại dầm theo phương cạnh ngắn. 2.4.2. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện. 2.4.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện sàn. - Chiều dày sàn được chọn sơ bộ theo công thức: hs  D L1 m Với: D = 0.8 ÷ 1.4 : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào tải trọng. m = 40 ÷ 45 : đối với bản kê 4 cạnh. m = 30 ÷ 35 : đối với bản dầm. + Đối với bản kê 4 cạnh ta chọn ô sàn S5 có kích thước (4.25  4.5)m để tính: Theo công thức trên ta có: hs = 1  4250 = 94 (mm) 45 + Đối với bản dầm ta chọn ô sàn S6 có kích thước (3  8.5)m để tính: Theo công thức trên ta có: hs = SVTH : Lê Hồng Khanh 1  3000 = 100 (mm) 30 MSSV : 20701028 Trang 9 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn Và để thuận tiện cho việc thi công, ta chọn hs = 100 mm cho tất cả các ô bản sàn. 2.4.2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm.  Dầm chính (dầm chính có nhịp lần lượt là 7.5m và 8.5m): - Đối với nhịp 7.5m: 1 1 hd     L  10 15  1 1  hd      7500  (500  750)mm  10 15  Chọn hd = 600 mm 1 1 bd     hd  2 3 1 1  bd      600  (200  300)mm  2 3 Chọn bd = 300 mm  Vậy đối với nhịp 7.5m, dầm chính có kích thước tiết diện là (300  600) mm. - Đối với nhịp 8.5m: 1 1 hd     L  10 15  1 1  hd      8500  (567  850)mm  10 15  Chọn hd = 600 mm 1 1 bd     hd  2 3 1 1  bd      600  (200  300)mm  2 3 Chọn bd = 300 mm  Vậy đối với nhịp 8.5m, dầm chính có kích thước tiết diện là (300  600) mm. Suy ra, dầm chính tất cả các nhịp đều có kích thước tiết diện là: D1 (300  600) mm.  Hệ dầm phụ chia nhỏ ô sàn (ta chọn dầm phụ có nhịp lớn nhất là 4.5m): 1 1 hd     L  10 15  SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Phan Trường Sơn 1 1  hd      4500  (300  450)mm  10 15  Chọn hd = 400 mm 1 1 bd     hd  2 3 1 1  bd      400  (133  200)mm  2 3 Chọn bd = 200 mm  Vậy hệ dầm phụ có kích thước tiết diện là: D2 (200  400) mm.  Consol, dầm môi, dầm nhà vệ sinh ta chọn kích thước tiết diện là: D3 (200  300) mm. SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 11 7500 D2 D1 D1 D1 D1 D2 D1 2000 D2 D1 D1 D1 7500 D1 D2 D1 D1 D2 D1 D1 D1 7500 D2 D2 D1 D1 3750 3750 7500 D1 D1 4500 3000 7500 D1 D3 D3 4250 4250 8500 3750 3750 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D2 D1 D2 D1 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D2 D1 2000 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D3 D2 D1 D1 D2 D1 D1 3600 8500 D2 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D1 D2 1550 2900 D1 D1 D1 D2 D1 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D2 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D2 3750 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 3750 7500 D1 1500 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 D1 D2 D1 D1 D1 3000 4500 7500 4250 D1 D2 D1 38500 D1 3750 D1 D1 3750 D1 3750 D1 3750 D1 GVHD : TS. Phan Trường Sơn 4250 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng D1 D1 3750 3750 7500 Mặt bằng bố trí hệ dầm - sàn 2.4.3. Xác định tải trọng. 2.4.3.1. Tĩnh tải: tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn và trọng lượng tường xây làm vách ngăn. - Tường xây vách ngăn được xây trên dầm chính hoặc dầm phụ, các tường bao xung quanh đều được xây trên các dầm chính. Để đơn giản trong tính toán, tường được quy đổi từ tải phân bố dài thành tải phân bố đều trên diện tích sàn. Tuy nhiên trong trường hợp này tường được xây trên dầm nên khi tính sàn ta sẽ bỏ qua trọng lượng tường. - Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: SVTH : Lê Hồng Khanh MSSV : 20701028 Trang 12