MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC ......................................................................................................................................... 1
1.1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC ......................................................................................................................... 1
1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TỈNH ĐỒNG NAI .................................................................................................... 1
1.2.1. Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 11 có ............................................................................................................ 1
1.2.2. Mùa khô : ............................................................................................................................................................ 1
1.2.3. Gió : ..................................................................................................................................................................... 1
1.3. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ QUY HOẠCH .................................................................................................. 2
1.3.1. Giải pháp bố trí mặt bằng: ............................................................................................................................... 2
1.3.2. Giải pháp kiến trúc: .......................................................................................................................................... 2
1.3.3. Giao thông nội bộ: ............................................................................................................................................. 2
1.4. PHÂN KHU CHỨC NĂNG ................................................................................................................................. 2
1.5. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC .............................................................................................................. 3
1.6. SƠ LƯỢC CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ........................................................................................................... 3
1.6.1. PHẦN THÂN NHÀ ........................................................................................................................................... 3
5.2. PHẦN MÓNG ....................................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI ........................................................................................ 5
2.1. KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH .............................................................................................................................. 5
2.2. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN .................................................................................................. 5
2.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện sàn .................................................................................................................................... 5
2.2.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm .................................................................................................................................. 5
2.3. MẶT BẰNG SÀN VÀ SƠ ĐỒ TÍNH.................................................................................................................. 6
2.3.1. Mặt bằng ............................................................................................................................................................. 6
2.4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG ................................................................................................................................... 7
2.4.1. Tĩnh tải ................................................................................................................................................................ 7
2.4.2. Hoạt tải ................................................................................................................................................................ 9
2.4.3. Tải trọng toàn phần ........................................................................................................................................... 10
2.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÁC Ô SÀN ................................................................................................................... 10
2.5.1. Sơ đồ tính ............................................................................................................................................................ 10
2.5.2. Nội lực bản làm việc 1 phương ......................................................................................................................... 10
2.5.3. Nội lực bản làm việc 2 phương ......................................................................................................................... 11
2.6. TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO CÁC Ô BẢN ......................................................................................... 12
2.6.1. Chọn vật liệu....................................................................................................................................................... 12
2.6.2. Tiết diện tính toán.............................................................................................................................................. 13
2.6.3. Kết quả tính toán cốt thép các ô bản ............................................................................................................... 13
2.7. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN ............................................................................................... 14
2.7.1. Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng ...................................................... 15
2.7.2. Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn ...................................................... 17
2.7.3. Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn.......................................................... 18
2.7.4. Tính độ cong toàn phần .................................................................................................................................... 19
2.7.5. Tính và kiểm tra độ võng ở tiết diện giữa nhịp .............................................................................................. 19
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG .................................................................................................................. 20
3.1. CẤU TẠO .............................................................................................................................................................. 20
3.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG ................................................................................................ 21
3.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC ....................................................................................................................................... 22
3.4. TÍNH TOÁN CẦU THANG ................................................................................................................................ 25
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI. .............................................................................................................. 27
4.1. KÍCH THƯỚC VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU: .................................................................................................... 27
4.2. TÍNH TOÁN NẮP BỂ .......................................................................................................................................... 27
4.2.1. Sơ đồ tính và tải trọng ....................................................................................................................................... 27
4.2.2. Nội lực và cốt thép ............................................................................................................................................. 28
4.3. TÍNH TOÁN DẦM NẮP BỂ DN2: ..................................................................................................................... 30
4.3.1. Sơ đồ tính và tải trọng: ..................................................................................................................................... 30
4.3.2. Nội lực và cốt thép: ............................................................................................................................................ 31
4.3.3. Nội lực và cốt thép: ............................................................................................................................................ 36
4.3.4. Kiểm tra nứt ở bản đáy ..................................................................................................................................... 37
4.4. TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY BỂ DD2: .................................................................................................................... 38
4.4.1. Sơ đồ tính và tải trọng: ..................................................................................................................................... 38
4.4.2. Nội lực và cốt thép: ............................................................................................................................................ 39
4.4.3. Tính cốt đai cho hệ dầm nắp : .......................................................................................................................... 40
4.5. TÍNH TOÁN BẢN THÀNH ................................................................................................................................ 41
4.5.1. Sơ đồ tính và tải trọng ....................................................................................................................................... 41
4.5.2. Nội lực và cốt thép: ............................................................................................................................................ 43
4.6. TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY DD1: ........................................................................................................................... 45
4.6.1. Sơ đồ tính và tải trọng: ..................................................................................................................................... 45
4.6.2. Nội lực và cốt thép: ............................................................................................................................................ 46
CHƯƠNG 5: KHUNG KHÔNG GIAN .................................................................................................................... 48
5.1. SƠ ĐỒ HÌNH HỌC .............................................................................................................................................. 48
5.1.1. Sơ đồ hình học của khung ................................................................................................................................. 48
5.1.2. Vật liệu cho kết cấu khung ............................................................................................................................... 48
5.1.3. Chọn kích thước tiết diện các cấu kiện ........................................................................................................... 49
5.2. SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CÔNG TRÌNH.................................................................................................................... 52
5.2.1. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH ...................................................................... 52
Khu vực sinh hoạt và khu công cộng ......................................................................................................................... 53
5.3. XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH VÀ TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG
VÀO CÔNG TRÌNH. .................................................................................................................................................. 56
5.3.1. Trình tự tính toán .............................................................................................................................................. 56
5.3.2. Xác định dao động của công trình ................................................................................................................... 56
5.3.3. Kiểm tra chu kỳ, tần số của các dạng dao động ............................................................................................. 58
5.4. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH ............................................................ 61
5.4.1. Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió.................................................................................................... 61
5.4.2. Xác định thành phần động của tải trọng gió .................................................................................................. 63
5.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC .......................................................................................................................................... 70
5.5.1. Các trường hợp tải tác dụng ............................................................................................................................ 70
5.5.2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng tác dụng ...................................................................................................... 71
5.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC B ................................................................... 72
5.6.1. .Trình tự tính toán cốt thép cho cột.................................................................................................................. 72
5.7. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC B .................................................................. 77
5.8. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ VÁCH ĐIỂN HÌNH: VÁCH P1 và P7 ................................................................. 85
5.9. TÍNH TOÁN NEO VÀ NỐI CỐT THÉP TRONG BÊ TÔNG:...................................................................... 94
5.9.1. Chiều dài neo cốt thép ....................................................................................................................................... 94
5.9.2. Chiều dài nối cốt thép........................................................................................................................................ 95
5.10. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA NHÀ ................................................................................................................... 95
CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ..................................................................................................................... 97
6.1. Nguyên lý thống kê ............................................................................................................................................... 97
6.2. Cấu tạo địa chất thủy văn .................................................................................................................................... 101
6.2.1. Lớp đất số 1 ........................................................................................................................................................ 101
6.2.2. Lớp đất số 2 ........................................................................................................................................................ 102
6.2.3. Lớp đất số 3 ........................................................................................................................................................ 102
6.2.4. Lớp đất số 4 ........................................................................................................................................................ 102
6.3. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất ............................................................................................ 103
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP .............................................................................................................. 105
7.1. THIẾT KẾ MÓNG M1 ......................................................................................................................................... 105
7.1.1. Chọn vật liệu cho móng: ................................................................................................................................... 105
7.1.2. Chọn sơ bộ chiều sâu chôn móng và thông số của cọc: ................................................................................. 106
Chọn chiều sâu chôn móng: ........................................................................................................................................ 106
7.1.3. Các thông số của cọc .......................................................................................................................................... 106
7.1.4. Tính tóan sức chịu tải của cọc .......................................................................................................................... 107
7.1.5. Xác định số lượng và bố trí cọc. ....................................................................................................................... 113
7.1.6. Tính Móng M1 : ................................................................................................................................................. 115
7.1.7. Tính độ lún của nhóm cọc: ............................................................................................................................... 119
7.1.8. Kiểm tra xuyên thủng đài cọc .......................................................................................................................... 121
7.1.9. Tính cốt thép cho đài cọc .................................................................................................................................. 122
7.2. THIẾT KẾ MÓNG CHO VÁCH KHUNG TRỤC B ( M2 ) ............................................................................ 123
7.2.1. Xác định số lượng và bố trí cọc. ....................................................................................................................... 128
7.2.2. Tính Móng M11 : ............................................................................................................................................... 130
7.2.3. Tính độ lún của nhóm cọc: ............................................................................................................................... 133
7.2.4. Kiểm tra xuyên thủng đài cọc .......................................................................................................................... 136
7.2.5. Tính toán nội lực ................................................................................................................................................ 137
7.2.6. Tính toán cốt thép Đài Cọc ............................................................................................................................... 142
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ........................................................................................ 143
8.1. THIẾT KẾ MÓNG M1 DƯỚI CỘT C21 ........................................................................................................... 143
8.1.1. Chọn vật liệu làm móng .................................................................................................................................... 144
8.1.2. Chọn sơ bộ kích chiều sâu chôn móng và các thông số của cọc ................................................................... 145
8.1.3. Tính toán sức chịu tải của cọc .......................................................................................................................... 146
8.1.4. Xác định số lượng và bố trí cọc ........................................................................................................................ 149
8.1.5. Tính Móng M1 ................................................................................................................................................... 151
8.1.6. Tính độ lún của nhóm cọc ................................................................................................................................. 154
8.1.7. Tính cốt thép cho đài cọc .................................................................................................................................. 157
8.2. THIẾT KẾ MÓNG CHO VÁCH KHUNG TRỤC B ....................................................................................... 158
8.2.1. Xác định số lượng và bố trí cọc cho vách cứng .............................................................................................. 160
8.2.2. Tính Móng dưới vách cứng .............................................................................................................................. 162
8.2.3. Tính độ lún của nhóm cọc ................................................................................................................................. 167
8.2.4. Tính toán nội lực ................................................................................................................................................ 171
8.2.5. Tính toán cốt thép Đài Cọc ............................................................................................................................... 173
8.3. So sánh hai phương án móng ưu điểm và khuyết điểm : ................................................................................. 173
8.3.1. Móng cọc ép : ..................................................................................................................................................... 173
8.3.2. Móng cọc khoan nhồi : ...................................................................................................................................... 173
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC
1.1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC
- Công trình mang tên “Trung Tâm Thương Mại và căn hộ cao cấp” được xây dựng ở
Thị Trấn Long Thành, Tỉnh Đồng Nai.
- Chức năng sử dụng của công trình là trung tâm thương mại và căn hộ gia đình, cao ốc
cho thuê.
- Công trình có 1 khối nhà là block gồm 16 tầng với một bán hầm sâu 1.2m và một tầng
mái. Tổng chiều cao của khối là 53.4 m.
- Khu vực xây dựng rộng, trống, công trình đứng riêng lẻ. Mặt đứng chính của công trình
hướng về phía Nam, xung quanh được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình.
1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TỈNH ĐỒNG NAI
Đặc điểm khí hậu tỉnh Đồng Nai được chia thành hai mùa rõ rệt
1.2.1. 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
1.2.2. Mùa khô :
Nhiệt độ trung bình :
27oC
40oC
Nhiệt độ cao nhất :
1.2.3. Gió :
- Thịnh hành trong mùa khô :
Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40%
Gió Đông : chiếm 20% - 30%
- Thịnh hành trong mùa mưa :
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
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 Đồng Nai rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp
thấp nhiệt đới.
1.3. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ QUY HOẠCH
1.3.1. Giải pháp bố trí mặt bằng:
- Mặt bằng bố trí mạch lạc rõ ràng thuận tiện cho việc bố trí giao thông trong công trình đơn
giản hơn cho các giải pháp kết cấu và các giải pháp về kiến trúc khác.
- Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lí.
- Mặt bằng có diện tích phụ ít.
1.3.2. Giải pháp kiến trúc:
- Hình khối được tổ chức theo khối vuông ghép phát triển theo chiều cao mang tính bề thế
hoành tráng.
- Các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mảng trang trí độc đáo
cho công trình.
- Bố trí nhiều vườn hoa, cây xanh trên sân thượng và trên các ban công căn hộ tạo vẽ tự
nhiên.
1.3.3. Giao thông nội bộ:
- Giao thông trên từng tầng ngắn gọn nhanh chóng và không chồng chéo. Hệ thống giao
thông gồm hành lang rộng nằm giữa mặt bằng tầng và hệ thống thang máy đặt cạnh hành
lang, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ.
- 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 2000mm.
Tóm lại: các căn hộ được thiết kế hợp lí, đầy đủ tiện nghi, các phòng chính được
tiếp xúc với tự nhiên, phòng ngủ chính còn có nhà vệ sinh riêng rất tiện nghi, phòng cạnh
phòng khách có thể nhìn ra ban công phòng khách tạo thông thoáng, khu vệ sinh có gắn
trang thiết bị hiện đại.
1.4. PHÂN KHU CHỨC NĂNG
Toà nhà 18 tầng gồm những đặc điểm sau :
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
- Mỗi tầng điển hình cao 3.4m.
- Tầng hầm với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện. Ngoài ra
còn bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy … Hệ thống
xử lý nước thải được đặt ở góc của tầng hầm .
- Tầng 1 và tầng 2 dùng làm trung tâm thương mại. Tầng 3 có hồ bơi, khu vực trồng cây
xanh và vui chơi thư giản.
- Mỗi căn hộ có 3 phòng ngủ, 1 nhà bếp, 3 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và 1 phòng ăn và 1
nhà giặt và phơi đồ.
1.5. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC
- Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có hệ thống
phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết .
- Hệ thống cấp nước : nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thị trấn Long Thành
kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên
hồ nước mái. Từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình .
- Hệ thống thoát nước : nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh, sau đó tập trung tại
các ống thu nước chính bố trí thông tầng. Nước được tập trung ở tầng hầm, được xử lý và
đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
- Hệ thống thoát rác : ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở
tầng hầm, sau đó có xe đến vận chuyển đi .
- Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng : các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng
các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng . Có hệ thống máy lạnh điều hòa nhiệt
độ. Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo .
- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : tại mỗi tầng đều được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở
hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động. Ngoài ra 2 cầu thang bộ được
xây cạnh 2 thang máy để làm lối thoát khi có sự cố cháy xảy ra bao chung quanh hai cầu
thang là hệ thống lõi cứng chống cháy.
- Hệ thống chống sét : trên mái công trình có đặt cột thu lôi chống sét. Nối đất cột chống sét
bằng đường dây dẫn điện. Khi sét đánh trúng công trình nó sẽ truyền vào cột chống sét qua
đường dây dẫn điện đi xuống đất.
1.6. SƠ LƯỢC CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1.6.1. PHẦN THÂN NHÀ
-
Hệ kết cấu của công trình này em chọn các cấu kiện chịu lực như sau:
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
o Đối với công trình cao tầng, chịu tải trọng gió theo phương ngang lớn nên can
phải thiết kế kết cấu có khả năng chịu tải trọng ngang tốt. Hiện nay, vách cứng
được xem là cấu kiện chịu tải ngang khá tốt, có nhiều ưu việt hơn so với kết cấu
khung thông thường, nên em chọn hệ kết cấu khung vách chịu lực cho công trình
này.
o Công trình gồm có các tường cứng bố trí liên kết nhau tạo thành lõi chịu lực ở
khu vực tâm công trình (khu cầu thang) kết hợp với các cột chịu lực được bố trí
quanh lõi.
o Sàn là hệ cứng trong mặt phẳng ngang được liên kết với dầm truyền lực
ngang cho các tường cứng và liên kết các tường cứng lại với nhau trên cùng cao
độ sàn.
-
Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chiều cao
các tầng điển hình 3.4 m với nhịp lớn nhất là 8.25 m.
5.2. PHẦN MÓNG
-
Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu một lực nén lớn, bên cạnh đó với
tải trọng gió, sẽ tạo lực xô ngang rất lớn cho công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho
phần móng gồm:
o Dùng giải pháp móng sâu thông thường: móng cọc khoan nhồi, cọc BTCT
đúc sẵn....
o Dùng giải pháp móng bè hoặc móng băng trên nền cọc.
o Dùng tường Barette kết hợp với cọc BTCT đúc sẵn hoặc cọc khoan nhồi ở
phía bên trong.
-
Phương án cọc BTCT đúc sẵn hay cọc khoan nhồi được cân nhắc lựa chọn tuỳ thuộc
vào tải trọng của công trình, phương tiện thi công, chất lượng của từng phương án và
điều kiện địa chất thuỷ văn của khu vực.
Các giải pháp móng kết hợp (giải pháp 2 và 3) xét về yếu tố chịu lực rất tốt, tuy nhiên, cần
cân nhắc đến các yếu tố về kinh tế, trang thiết bị và điều kiện thi công.
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
2.1. KẾT CẤU SÀN ĐIỂN HÌNH
Công trình gồm có 2 nhóm mặt bằng: tầng 1 ,tầng 2và mặt bằng điển hình từ tầng 3 – tầng
16 như phần kiến trúc đã giới thiệu. Ở đây chọn sàn tầng điển hình tầng 3 – 16 để tính với
các bước tính toán như sau:
Bước 1: Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện.
Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng.
Bước 3: Mặt bằng sàn và sơ đồ tính.
Bước 4: Xác định nội lực các ô sàn.
Bước 5: Tính toán cốt thép cho sàn.
2.2. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN
2.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện sàn
Quan niệm tính: Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang. Sàn không bị rung động,
không bị dịch chuyển khi chịu tác động của tải trọng ngang. Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn
là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang.
Chọn chiều dày sàn theo công thức đề nghị : hb =
D
×L
m 1
Trong đó:
m = 30 ÷ 35 với bản loại dầm
m = 45 ÷ 50 với bản kê 4 cạnh
D = 0.8 ÷ 1.4 phụ thuộc vào tải trọng
L1 – cạnh ngắn của ô bản (L1 = 8.25m)
Từ công thức trên, ta thấy chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp sàn và loại sàn. Để dễ dàng cho
việc thi công, bề dày của ô bản sàn là không đổi cho toàn bộ tầng. Ta chọn hs = 16cm, phù
hợp với yêu cầu bề dày sàn s≥ 6cm đối với các công trình dân dụng. Việc chọn bề dày sàn có
hợp lí hay không sẽ được ta kiểm tra thông qua hàm lượng cốt thép .
2.2.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Ta chọn sơ bộ tiết diện dầm trên 2 cơ sở sau:
Khi chọn tiết diện dầm nên chọn sao cho độ cứng giữa các nhịp của dầm tương ứng với khẩu
độ của chúng, tránh trường hợp nhịp này quá cứng so với nhịp khác sẽ gây ra tập trung ứng
suất tại các nhịp ngắn làm cho kết cấu của các nhịp này sẽ bị phá hoại sớm.(Mục 3.3.1
TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối)
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
Chọn sơ bộ chiều cao tiết diện dầm phải thỏa mãn yêu cầu kiến trúc (đảm bảo chiều cao
thông thủy của tầng)
Do dầm chính có nhịp gần bằng nhau là 8m và 8.25m nên ta chon tiết diện dầm là:
hd = (
1 1
1 1
÷ ) L1 = ( ÷ )8250 = 515.6 ÷ 687.5( mm)
16 12
16 12
Chọn hd = 700 (mm).
bd = (0.25 ÷ 0.5)hd = 175 ÷ 350(mm)
Chọn bd = 350(mm)
M t b ng kích th
c d m t ng i n hình.
2.3. MẶT BẰNG SÀN VÀ SƠ ĐỒ TÍNH
2.3.1. Mặt bằng
Dựa vào sự bố trí hệ dầm như trên, mặt bằng sàn được chia thành các ô với kích thước và kí
hiệu như hình 2.1
Kết quả phân loại ô sàn được trình bày trong bảng 2.1.
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
Bảng 2.1 - Phân loại các ô sàn.
Kí hiệu
ô sàn
Chức năng
Kích thước (m)
Tỉ lệ
Cạnh
Cạnh
giữa 2
ngắn
dài
cạnh
Sơ đồ tính
S1
Khu vực căn hộ
8.25
8.25
1
Bản làm việc 2 phương
S2
Khu vực căn hộ
7.75
8
1.03
Bản làm việc 2 phương
S3
Khu vực căn hộ
2
8
4
Bản làm việc 1 phương
2.4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
2.4.1. Tĩnh tải
Bảng 2.2 - Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn sinh hoạt 100mm.
Lớp cấu
tạo
Gạch
Ceramic
Vữa lót
Vữa trát
trần
Bề dày lớp
cấu tạo h
(mm)
Trọng lượng
Tĩnh tải gtc
riêng g (Kn/m3) (Kn/m2)
Hệ số độ tin
cậy tải trọng
n
Tĩnh tải tính toán
gtt (Kn/m2)
10
20
0.2
1.2
0.24
20
18
0.36
1.3
0.468
15
18
0.27
1.3
0.351
0.6
1.3
0.78
Hệ thống
kĩ thuật
Tổng các
gsh=1.839
lớp
Bản BTCT 160
25
4
4.4
gtt = 6.239
Cộng
SVTH : Đỗ Thành Nhân
1.1
MSSV : 20761209
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
Hình 2.2 - Các l p c u t o sàn sinh ho t và sàn v sinh.
TĨNH TẢI SÀN KHU VỆ SINH
Cấu tạo sàn
d( mm )
γ KN/m3)
gtc (KN/m2 )
n
gstt (KN/m2 )
Lớp gạch ceramic
10
20
0.2
1.2
0.24
Lớp vữa lót
20
18
0.36
1.3
0.468
Lớp chống thấm
30
22
0.66
1.2
0.792
Lớp sàn BTCT
160
25
4
1.1
4.4
Lớp vữa trát trần
15
18
0.27
1.3
0.351
Đường ống, thbị
0.78
7.031
Tổng tĩnh tải tính toán
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 :
gttt =
Trong đó
BT × Ht × lt × γ t
× N daN / m2
S
(
)
BT : bề rộng tường (m)
Ht : Chiều cao tường (m)
lt : chiều dài tường(m)
γt : trọng lượng riêng của tường xây (daN/m3)
S : diện tích ô sàn có tường(m2)
N : hệ số vượt tải
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
TĨNH TẢI SÀN DO TƯỜNG TRUYỀN VÀO
Ht
lt
S
γ
q
t
Ô SÀN
bt(m)
(m)
(m)
(m2)
( KN/m3)
N
(KN/m2)
S1
0.1
2.8
30.2
68.06
18
1.1
2.46
0.1
2.8
9.9
S2
0.2
2.8
8.2
62
18
1.1
2.35
S3
0
0
0
0
0
0
0
Do ô sàn 1,2 bao gồm sàn căn hộ và sàn vệ sinh nên giá trị tĩnh tải sàn được lấy từ giá trị
trung bình của 2 loại sàn:
gstt = (6.239 + 7.031)/2 = 6.635 KN/m2
gstc = (5.43 + 5.49)/2 = 5.46KN/m2
TỔNG TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN SÀN:
gtt = gttt + gstt = (daN / m2 )
Ô sàn
gtts(kN/m2) gttt(kN/m2) gtt(kN/m2)
S1
6.635
2.46
9.095
S2
6.635
2.35
8.985
S3
6.239
0
6.239
2.4.2. Hoạt tải
Hoạt tải sử dụng được xác định tùy vào công năng sử dụng của ô bản, lấy theo TCVN 2737
– 1995. Kết quả được thể hiện trong bảng 2.4.
Hoạt tải tính toán của sàn được tính theo công thức sau:
Bảng 2.3 - Hoạt tải sử dụng
Hệ số độ tin cậy của
Hoạt Tải (kN/m2)
tải trọng n
ptc
ptt
Khu căn hộ
1.3
1.5
1.95
Hành lang
1.2
3
3.6
TT
Loại Phòng
1
2
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
2.4.3. Tải trọng toàn phần
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản như sau:
q s = g tt + p tt
Bảng 2.4 - Tổng tải phân bố trên các ô sàn
Kí hiệu
ô sàn
Chức năng
Tĩnh tải
Hoạt tải tính
tính toán
toán ptt
tt
2
2
g (kN/m )
(kN/m )
Tổng tải tính toán
qtt (kN/m2)
S1
Khu vực căn hộ
9.095
1.95
11.495
S2
Khu vực căn hộ
8.985
1.95
11.385
S3
Khu vực căn hộ
6.239
3.6
9.839
2.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÁC Ô SÀN
2.5.1. Sơ đồ tính
Tính theo sơ đồ đàn hồi
Tùy theo tương quan về kích thước 2 chiều của ô bản, ta sẽ phân ra làm 2 loại ô bản sau:
Khi tỉ số l2 / l1 ≤2 ⇒ Ta có loại bản làm việc 2 phương
Khi tỉ số l2 / l1 > 2 ⇒ Ta có loại bản làm việc 1 phương
Ta có:
hd 700
=
= 7 ≥ 3 ⇒ liên kết ngàm
hb 100
2.5.2. Nội lực bản làm việc 1 phương
Bản làm việc theo phương cạnh ngắn L1, cắt 1 dải rộng 1m theo phương L1 để tính toán,
xem bản như là một dầm có bề rộng 1m, liên kết ngàm 2 đầu. Các ô bản 1 phương bao gồm
ô sàn S3 .
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
Hình 2.3 - S
Moment trên gối là
Trong đó:
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
tính sàn (b n 1 ph
ng)
ql 2
ql 2
, moment ở nhịp là
12
24
q – tổng tải trọng tác dụng
l – kích thước theo phương cạnh ngắn
Bảng 2.5 - Moment bản 1 phương
Bản sàn
S3
L1
(m)
2
L2
q
2
Mg
Mnh
(m)
(kN/m )
(kNm)
(kNm)
8
9.839
3.28
1.64
2.5.3. Nội lực bản làm việc 2 phương
Ta tính các ô bản các ô bản còn lại theo ô bản đơn tính theo sơ đồ 9 như sau:
Hình 2.3 - S
tính sàn (b n ngàm 4 c nh)
Moment dương lớn nhất giữa bản:
M1 = mi1P ( kN.m)
M2 = mi2P ( kN.m)
Moment âm lớn nhất ở gối:
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
MI = ki1P ( kN.m)
MII = ki2P ( kN.m)
Trong đó:
+ Kí tự : i - số kí hiệu ô bản đang xét
+ Kí tự : 1, 2 - chỉ phương đang xét là L1, L2
+ P = q.L1.L2 : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản
Với các hệ số mi1, mi2, ki1, ki2: Các hệ số được trong bảng, phụ thuộc vào tỉ số L2/ L1 và loại
ô bản .
Chỉ số 1 hay 2 chỉ phương đang xét là L1 hay L2
L1 hay L2 chỉ cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản
Bảng 2.6 - Kết quả nội lực các ô bản làm việc 2 phương
Ô bản sàn tính theo sơ đồ 9
Hệ số tra bảng
Bản sàn
L1 (m)
L2 (m)
L2/L1
m91
m92
k91
k92
S1
8,25
8,25
1
0,0179
0,0179
0,0417
0,0417
S2
7,75
8
1,03
0,0184
0,0174
0,0429
0,0403
Nội lực trong ô bản
Tải trọng
M1
M2
MI
MII
(kN/m2)
(kNm)
(kNm)
(kNm)
(kNm)
8,25
11.495
13.45
13.45
31.33
31.33
8
11.385
12.47
11,82
29.09
27,35
Bản sàn
L1 (m)
L2 (m)
S1
8,25
S2
7,75
2.6. TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO CÁC Ô BẢN
2.6.1. Chọn vật liệu
- Bê tông: Theo mục 2.1 TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu BTCT
toàn khối, bê tông dùng cho kết cấu cḥu lực trong nhà cao tầng nên có mác 350 trở
lên, tương đương với cấp độ bền B25 trở lên theo tiêu chuẩn hiện nay TCXDVN
356:2005. Nên ta chọn bê tông B25.
⇒ Rb = 14.5MPa, Eb = 30×103 MPa. γ b =1
-Cốt thép: sử dụng cốt thép sàn chọn loại AI
⇒ Rs = 225MPa, Es = 21×104 MPa.
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
2.6.2. Tiết diện tính toán
Giả thiết: a = 20 (mm), h0 = 160 – 20 = 140 (mm), b = 1000 (mm) , γ b = 0.9
Từ các giá trị moment ta sẽ tính được cốt thép dựa vào các công thức sau:
αm =
M
≤ α R = 0.427
γ b Rbbho2
ξ = 1 − 1 − 2α m
As =
ξγ b Rbbho
Rs
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μmin = 0.05% ≤ μ =
As
γ R
14.5
≤ μmax = ξ R b b = 0.618 ×
= 3.98%
bh0
Rs
225
μhôïp lyù = ( 0.3 ÷ 0.9 ) %
2.6.3. Kết quả tính toán cốt thép các ô bản
Bảng 2.7 - Kết quả tính cốt thép các ô bản
Các ô bản dầm
Ô
bản
S3
Giá trị
ξ
αm
Tiết
M
diện
(kNm)
Mg
3.28
0,0128
Mnh
1.64
0,0064
Astt
Chọn cốt thép
d
@
Aschọn
µ
(mm2)
(mm)
(mm)
(mm2)
%
0,0129
104.75
8
200
252
0.18
0,0064
48.72
8
200
252
0.18
Các ô bản đơn ngàm 4 cạnh
Giá trị
Ô
bản
S1
αm
Tiết
M
diện
(kNm)
M1
13.45
0,0526
M2
13.45
0,0526
SVTH : Đỗ Thành Nhân
ξ
Astt
Chọn cốt thép
d
@
Aschọn
µ
(mm2)
(mm)
(mm)
(mm2)
%
0,054
438.5
8
110
457
0.33
0,054
438.5
8
110
503
0.33
MSSV : 20761209
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
S2
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
MI
31.33
0,1225
0,131
1063.7
10
70
1121
0.8
MII
31.33
01225
0,131
1063.7
10
70
1121
0.8
M1
12.47
0,0486
0,0498
404.4
8
120
419
0.3
M2
11,82
0,0462
0,0473
384.1
8
120
419
0.3
MI
29.09
0,1137
0,121
982.5
10
80
981
0.7
MII
27.35
0,1069
0,1133
920
10
80
981
0.7
Từ bảng kết quả cốt thép ta bố trí thép cho sàn, trong 1 số trường hợp để dễ dàng cho việc
thi công và không gây ra lãng phí nhiều ta có thể bố trí 1 cách linh hoạt.
2.7. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN
Khi kiểm tra biến dạng của sàn, cần phân biệt rõ 2 trường hợp, một là bêtông vùng kéo chưa
hình thành khe nứt và hai là bêtông vùng kéo đã hình thành khe nứt. Tuy nhiên đối với cấu
kiện bêtông cốt thép thường, ở trạng thái làm việc bình thường, cho dù tính toán không cho
nứt nhưng khe nứt vẫn có thể xuất hiện do nhiều yếu tố ngẫu nhiên.
Do vậy, trong đồ án, sinh viên chỉ tính toán và kiểm tra dộ võng sàn trong trường hợp đã
hình thành khe nứt.
Cắt dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh dài để tính toán và kiểm tra độ võng. Khi đó,
dải bản được coi như 1 dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều.
Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất S1(8.25m×8.25m) để tính toán.
Ô sàn điển hình
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
Các số liệu tính toán như sau:
b=1m; ho = 14cm
Tải trọng tiêu chuẩn dài hạn: gc = gsc + gtc = 483+224 = 707 daN/m
Tổng tải trọng tiêu chuẩn: qc = gsc + gtc + pc = 707+150=857 daN/m
Vật liệu: Rb,ser = 18.5 MPa; Rbt,ser = 1.6MPa;
Eb = 30×103 MPa; Es = 21×104 MPa;
As =11.21 cm2; A’s = 0.
2.7.1. Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
⎞
ψb
⎛1⎞ M ⎛ ψ
Độ cong được xác định theo công thức: ⎜ ⎟ = 1 ⎜ s +
⎟
⎝ r ⎠1 h 0 z ⎝ E s A s νE b A b.red ⎠
(2.28)
Momen toàn phần tiêu chuẩn:
M1= m92.qc.l1.l2 = 0.0179*857*8.25*8.25=1044.1(daN.m)
(2.29)
Tính ξ đối với cấu kiện chịu uốn theo công thức:
ξ=
x
=
h
1
1 + 5 ( δ+λ )
β+
100μα
(2.30)
trong đó: β = 1.8 - bêtông nặng;
δ=
M1
1044.1*102
=
= 0.029
bh 02 R b,ser 100*142 *185
(2.31)
φf = 0 → λ=0
α=
E s 21× 104
=
=7
E b 30 × 103
(2.32)
μ = 0.0112
⇒ξ=
x
=
h0
1
= 0.51
1 + 5 ( 0.029 + 0 )
1.8 +
100*0.0112*7
⇒ x = ξh 0 = 0.51*14 = 7.14 (cm)
Diện tích qui đổi của miền chịu nén:
Abred = (φf + ξ) bho = (0 + 0.51)*100*14 = 714 (cm2)
(2.33)
Cánh tay đòn nội lực:
⎡
⎤
⎡
ξ2
0.512 ⎤
z = ⎢1 −
⎥ h 0 = ⎢1 −
⎥ 14 = 10.43 (cm)
⎣ 2(0 + 0.51) ⎦
⎣ 2 ( φf + ξ ) ⎦
(2.34)
Momen quán tính đối với trục trung hòa của vùng bêtông chịu nén:
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng
I bo =
GVHD : Ts. Lê Văn Phước Nhân
b.x 3 100*7.143
=
= 12133 (cm4)
3
3
(2.35)
Momen quán tính đối với trục trung hòa của vùng cốt thép chịu kéo:
Iso = A s ( h − x − a ) = 8.77 * (16 − 7.14 − 2 ) = 412.71 (cm4)
2
2
(2.36)
Momen tĩnh đối với trục trung hòa của diện tích bêtông chịu kéo:
b ( h − x ) 100 × (16 − 7.14 )
=
= 3925 (cm3)
Sbo =
2
2
2
2
(2.37)
ψb - hệ số phân bố không đều của ứng suất (biến dạng) của thớ bêtông chịu nén
ngoài cùng trên phần nằm giữa 2 khe nứt; bêtông nặng: ψb = 0.9.
υ
- hệ số đặc trưng trạng thái đàn hồi dẻo của bêtông vùng nén, với bêtông nặng:
tải ngắn hạn : υ = 0.45
tải dài hạn:
υ = 0.15 (khi độ ẩm môi trường 40-75%)
υ = 0.10 (khi độ ẩm môi trường <40%);
khi bêtông ở trạng thái khô-ướt, giá trị υ khi tính toán với tải trọng dài hạn
được nhân với hệ số 1.2;
khi độ ẩm của môi trường >75% và bêtông được chất tải trong trạng thái
ngập nước, giá trị υ đối với tải trọng dài hạn được nhân với hệ số 1.25.
ψls - hệ số xét đến hình dạng của cốt thép, tính chất dài hạn của tải trọng và cấp độ
bền của bêtông, khi cấp độ bề của bêtông cao hơn B7.5
tải trọng ngắn hạn: cốt thép trơn và sợi: ψls = 1.0
cốt thép có gờ:
ψls = 1.1
tải trọng dài hạn, với mọi loại cốt thép: ψls = 0.85
Momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng:
Wpl =
Wpl =
'
2 ( I bo + αIso + αIso
)
h−x
+ Sbo
2 × (12133 + 7 * 412.71 + 7 *0 )
16 − 7.14
(2.38)
+ 3925 = 7116
(cm3)
φm - hệ số liên quan đến sự mở rộng khe nứt
φm =
R bt,ser Wpl
M1
=
1.6*105 *7116*10−6
= 1.09
1044.1
chọn φm = 1
SVTH : Đỗ Thành Nhân
MSSV : 20761209
Trang 16
- Xem thêm -
.PDF 
295 
371 
79 
