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 CAO ỐC VĂN PHÒNG
(THUYẾT MINH/PHỤ LỤC)
SVTH : NGUYỄN THÁI BẢO
MSSV : 0851020012
GVHD : TS.PHAN TRƯỜNG SƠN
TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2013
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
MỤC LỤC
PHẦN THUYẾT MINH..................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH ...............................................1
1.1. Sự cần thiết đầu tư: ............................................................................................... 1
1.2. Đặc điểm kiến trúc công trình:.............................................................................. 1
1.2.1. Quy mô công trình: ......................................................................................... 1
1.2.2. Phân khu chức năng: ....................................................................................... 1
1.3. Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình: ...................................................... 2
1.3.1. Thông thoáng: ................................................................................................. 2
1.3.2. Chiếu sáng: ..................................................................................................... 2
1.3.3. Hệ thống điện:................................................................................................. 2
1.4. Hệ thống cấp thoát nước: ...................................................................................... 2
1.5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy: .......................................................................... 2
1.6. Đặc điểm khí hậu – Thủy văn TP. Hồ Chí Minh: ................................................. 2
1.6.1. Mùa khô: ......................................................................................................... 3
1.7. Mùa mưa: .............................................................................................................. 3
1.8. Gió: ........................................................................................................................ 3
1.9. Thủy văn: .............................................................................................................. 4
Chương 2: THIẾT KẾ SÀN PHẰNG DỰ ỨNG LỰC ...................................................5
2.1. Các Phương Pháp Tính Sàn .................................................................................. 5
2.2. Hệ Sàn Sườn.......................................................................................................... 5
2.2.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 5
2.2.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 5
2.3. Hệ Sàn Ô Cờ ......................................................................................................... 5
2.3.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 5
2.3.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 5
2.4. Sàn Không Dầm ( Không Có Mũ Cột) .................................................................. 5
2.4.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 5
2.4.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 6
2.5. Sàn Không Dầm Ứng Lực Trước .......................................................................... 6
2.5.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 6
2.5.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 6
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
2.6. Tấm Panel Lắp Ghép ............................................................................................. 6
2.6.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 6
2.6.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 6
2.7. Sàn Bê Tông Và Thi Công Bubbledeck ................................................................ 7
2.8. Chọn Giải Pháp Kết Cấu Cho Công Trình ............................................................ 7
2.8.1. Ưu điểm: ......................................................................................................... 9
2.8.2. Nhược điểm: ................................................................................................... 9
2.9. Qui Trình Tính Toán .............................................................................................. 9
2.9.1. Tải Trọng Tác Dụng ..................................................................................... 10
2.9.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn............................................................................... 10
2.10. Phương pháp tính toán và qui trình tính toán: .................................................. 11
Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ ................................................................44
3.1. Tính toán cầu thang ............................................................................................. 44
3.1.1. Các đặc trưng cầu thang: .............................................................................. 44
3.2. Tính bản thang ..................................................................................................... 46
3.2.1. Xác định tải trọng: ....................................................................................... 46
3.2.2. Xác định nội lực: .......................................................................................... 47
3.3. Tính toán ô bản chiếu tới SCT: ............................................................................. 48
3.3.1. Chọn chiều dày và phân loại ô bản:............................................................. 48
3.3.2. Sơ đồ tính và xác định nội lực: ..................................................................... 49
3.4. Tính toán dầm DT2: ............................................................................................ 51
3.4.1. Xác định tải trọng: ........................................................................................ 51
3.4.2. Sơ đồ tính:..................................................................................................... 51
3.4.3. Tính toán cốt thép: ........................................................................................ 51
3.5. Tính dầm D1: ....................................................................................................... 54
3.5.1. Xác định tải trọng: ........................................................................................ 54
3.5.2. Sơ đồ tính:..................................................................................................... 54
3.5.3. Tính toán cốt thép: ........................................................................................ 54
3.6. Tính toán cầu thang xuất nội lực từ sap2000 ...................................................... 56
3.6.1. Tính bản thang .............................................................................................. 56
3.6.2. Tính toán ô bản chiếu tới SCT: ...................................................................... 58
3.6.3. Tính toán dầm DT2: ..................................................................................... 60
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
3.6.4. Tính dầm D1: ................................................................................................ 63
Chương 4: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI ....................................................................67
4.1. Tính toán bể nước ............................................................................................... 67
4.1.1. Công năng: .................................................................................................... 67
4.2. Sơ bộ chọn kích thước các phần tử hồ: ............................................................... 67
4.2.1. Chọn sơ bộ bề dày bản nắp, bản thành, bản đáy: ......................................... 67
4.2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm nắp, dầm đáy: .................................... 68
4.3. Tính toán bản nắp:............................................................................................... 70
4.3.1. Xác định tải trọng: ....................................................................................... 70
4.3.2. Sơ đồ tính và xác định nội lực: ..................................................................... 71
4.4. Tính toán bản đáy:............................................................................................... 73
4.4.1. Xác định tải trọng: ....................................................................................... 73
4.4.2. Sơ đồ tính và xác định nội lực: ..................................................................... 74
4.4.3. Tính toán cốt thép: ........................................................................................ 75
4.5. Tính toán bản thành: ........................................................................................... 76
4.5.1. Xác định tải trọng: ........................................................................................ 76
4.5.2. Sơ đồ tính và xác định nội lực: ..................................................................... 77
4.5.3. Tính toán cốt thép: ........................................................................................ 79
4.6. Tính toán dầm nắp và dầm đáy: .......................................................................... 79
4.6.1. Chọn lại kích thước tiết diện dầm: ............................................................... 79
4.6.2. Xác định tải trọng: ........................................................................................ 79
4.6.3. Xác định sơ đồ truyền tải: ............................................................................. 80
4.6.4. Xác định nội lực: .......................................................................................... 81
4.6.5. Tính toán cốt thép: ........................................................................................ 83
4.7. Kiểm tra độ võng và bề rộng khe nứt dầm đáy: .................................................. 92
4.7.1. Kiểm tra độ võng dầm đáy: .......................................................................... 92
4.7.2. Kiểm tra bề rộng khe nứt dầm đáy: .............................................................. 95
4.8. Tính nội lực bể nước mái bằng mô hình 3d trong sap2000 ................................ 96
4.8.1. Xuất kết quả nội lực...................................................................................... 99
4.8.1.1. Nội lực bản nắp, bản đáy, bản thành .................................................99
4.8.2. Kiểm tra độ võng và bề rộng khe nứt dầm đáy: ......................................... 110
4.8.3. Lực dọc trong cột bể nước .......................................................................... 114
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
Chương 5: KHUNG KHÔNG GIAN ..........................................................................115
5.1. Sơ Đồ Hình Học ................................................................................................ 115
5.1.1. Vật liệu cho hệ ............................................................................................ 115
5.1.2. Lựa chọn kích thước tiết diện các cấu kiện ................................................ 116
5.2. Tính Toán Cho Công Trình............................................................................... 122
5.2.1. Tính toán và bố trí cốt thép cho cột khung truc D ...................................... 122
5.2.2. Xác định nội lực để tính toán cốt thép cho cột: .......................................... 123
5.2.3. Trình tự tính toán cốt thép cho cột: ............................................................ 123
5.2.4. Kết quả tính toán cốt thép: .......................................................................... 127
5.2.5. Tính cốt đai cho cột .................................................................................... 132
5.3. Tính dầm trục D: ............................................................................................... 134
5.3.1. Các bước tính toán cốt thép dầm: ............................................................... 134
5.3.2. Tính cốt đai cho dầm .................................................................................. 140
5.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho vách cứng thang máy: .................................... 142
5.4.1. Nguyên lý tính toán: ................................................................................... 142
5.4.2. Trình tự các bước kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng: ................... 144
5.4.3. Tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng BTCT ........................................... 146
5.4.4. Kiểm tra khả năng chịu lực của vách ......................................................... 150
5.4.5. Tính toán chiều dài neo và nối cốt thép:..................................................... 152
Chương 6: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG KHUNG TRỤC 5 ........................154
6.1. Dữ liệu và phương án móng thiết kế:................................................................ 154
THỐNG KÊ HỒ SƠ ĐỊA CHẤT ................................................................................156
6.2. Phương Án 1: Thiết Kế Móng Cọc Ép.............................................................. 159
6.2.1. Thiết kế và tính toán móng cọc ép BTCT cột C-8: (Móng M1) ............... 159
6.2.1.1. Cấu tạo và các đặc trưng cọc ép BTCT: .........................................160
6.2.1.2. Tính toán cốt thép trong cọc: ..........................................................160
6.2.1.3. Các chi tiết khác của cọc: ................................................................161
6.2.1.4. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn:.................................................162
6.2.1.5. Dự kiến số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng: .............168
6.2.1.6. Tính toán kết cấu đài móng: ............................................................177
6.2.2. Thiết kế và tính toán móng cọc ép BTCT cột C-21: (Móng M2) ............. 179
6.2.2.1. Dự kiến số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng: .............179
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
6.2.2.2. Tính toán kết cấu đài móng: ............................................................188
6.3. Phương án 2: Cọc khoan nhồi ........................................................................... 190
6.3.1. Thiết kế và tính toán móng cọc khoan nhồi cột C-8: (Móng M1).............. 190
6.3.1.1. Cấu tạo và các đặc trưng của cọc khoan nhồi: ................................191
6.3.1.2. Tính toán sức chịu tải của cọc: ........................................................193
6.3.1.3. Dự kiến số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng: .............200
6.3.1.4. Kiểm tra nén thủng và chống cắt cho đài móng:.............................207
6.3.1.5. Tính toán kết cấu đài móng: ............................................................208
6.3.2.Thiết kế và tính toán móng cọc khoan nhồi cột C21: (Móng M2) .............. 210
6.3.2.1. Dự kiến số lượng cọc, bố trí cọc và kích thước đài móng: .............210
6.3.2.2. Xác định sức chịu tải trên từng đầu cọc: .........................................210
6.3.2.3. Kiểm tra áp lực nền đất dưới mũi cọc: ............................................212
6.3.2.4. Kiểm tra chống cắt cho đài: ............................................................216
6.3.2.5. Tính toán kết cấu đài cọc: ...............................................................217
6.4. Tính khối lượng bê tông của hai phương án móng: .......................................... 219
6.4.1. Phương án cọc ép:....................................................................................... 219
6.4.2. Khối lượng Cốt thép: .................................................................................. 219
6.4.3. Phương án cọc khoan nhồi.......................................................................... 220
6.5. Điều kiện kinh tế: .............................................................................................. 221
6.6. Điều kiện kĩ thuật: ............................................................................................. 221
6.7. Điều kiện thi công: ............................................................................................ 221
6.8. Lựa chọn phương án móng. .............................................................................. 222
PHẦN PHỤ LỤC ........................................................................................................223
1. Nội lực đầu vào: ................................................................................................... 223
1.1. Khai báo vật liệu: ........................................................................................... 223
1.2. Khi báo tiết diện: ........................................................................................... 223
1.3. Khai báo tải trọng gió: ................................................................................... 224
2. Nội lực tính sàn: ................................................................................................... 224
2.1. Nội lực tính cáp sàn: ...................................................................................... 224
2.2. Nội lực tính độ võng sàn:............................................................................... 229
3. Nội lực tính bể nước mái: .................................................................................... 232
3.1. Tính dầm bể nước: ......................................................................................... 232
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
3.2. Nội lực tính bản thành bể nước mái: ............................................................. 241
3.3. Nội lực tính bản nắp bể nước mái: ................................................................ 260
3.4. Nội lực tính bản đáy bể nướcmái: ................................................................. 278
4. Nội lực tính toán cột:............................................................................................ 289
5. Nội lực tính dầm: ................................................................................................. 298
6. Nội lực tính vách thang máy: ............................................................................... 306
7. Nội lực tính móng khung: .................................................................................... 318
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
PHẦN THUYẾT MINH
Chương 1:
TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. Sự cần thiết đầu tư:
Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất
nước với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng... đang từng bước xây dựng cơ sở hạ
tầng. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay là giai đoạn phát triển rầm rộ nhất, có rất nhiều công
trình lớn và nhiều nhà cao tầng đã được xây dựng. Cao ốc văn phòng số 9 - Đinh Tiên Hoàng
- Q1 cũng là một trong số đó. Công trình do Công ty 59 (COMPANY 59) làm chủ đầu tư. Sau
khi công trình hoàn thành sẽ được đưa vào sử dụng cho các công ty lớn trong và ngoài nước
thuê đặt văn phòng đại diện kinh doanh, giải quyết vấn đề thuê mặt bằng làm văn phòng hiện
nay ở thành phố Hồ Chí Minh.
Cao ốc văn phòng được đặt tại trung tâm thành phố: Số 9 – Đinh Tiên Hoàng – Q.1 –
TP. Hồ Chí Minh.Vị trí này rất thuận lợi cho việc lưu thông vì gần trung tâm thành phố, gần
sân bay quốc tế, gần cảng.
1.2. Đặc điểm kiến trúc công trình:
1.2.1. Quy mô công trình:
Tòa nhà gồm 11 tầng (kể cả tầng hầm và tầng mái) với những đặc điểm sau:
Tầng hầm cao 3.6m và mỗi tầng điển hình cao 3.6m và riêng tầng 1 cao 4m.
Mặt bằng hình chữ nhật 27.5 x 31.5 m , tận dụng hết mặt bằng và không gian.
Tổng chiều cao công trình 38.2 m (Chưa kể tầng hầm).
Phần lớn diện tích mặt đứng công trình được lắp kính màu khiến công trình có dáng vẻ
kiến trúc hiện đại và tận dụng được ánh sáng tự nhiên.
1.2.2. Phân khu chức năng:
- Tầng hầm:
Được dùng làm chổ để xe, phòng kỹ thuật, phòng máy bơm, phòng máy phát điện,
phòng giám sát, phòng bảo vệ ….
- Tầng 1:
Nơi làm sảnh tiếp tân và văn phòng, ngoài ra còn có khu vệ sinh.
- Tầng 2, 3, 4 , …, 8,9:
Khu vực văn phòng, và khu vệ sinh ở mỗi tầng. Các tầng có thể có các phòng khác nhau
tùy vào nhu cầu khách hàng mà sẽ được ngăn chia sau, bằng vật liệu nhẹ.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 1
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
- Tầng mái:
Gồm các phòng kỹ thuật (thang máy , thông gió...), ngoài ra còn có hệ thống thoát nước
mưa. Và trên cùng là hồ nước mái cung cấp nước sinh hoạt cho toàn nhà.
1.3. Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình:
1.3.1. Thông thoáng:
Ngoài việc thông thoáng bằng hệ thống cửa ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông
gió nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo các Gain lạnh về khu xử lý trung tâm.
1.3.2. Chiếu sáng:
Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang , khối nhà còn được chiếu
sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (kính bao, cửa). Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu
sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa .
1.3.3. Hệ thống điện:
Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự
phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong
tình huống khi mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất. Điện năng phải bảo đảm cho hệ
thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục.
Máy điện dự phòng 250KVA được đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động
không ảnh hưởng đến sinh hoạt ở các tầng.
Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường . Hệ thống ngắt
điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo từng tầng và khu vực bảo đảm an toàn khi có sự cố về
điện xảy ra.
1.4. Hệ thống cấp thoát nước:
Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở tầng hầm và
qua hệ thống máy bơm sẽ bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho sinh
hoạt ở các tầng.
Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm.
Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc Gain, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật.
1.5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ, 3 thang máy chính để đi lại và thoát hiểm khi có sự cố.
Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy, các thiết bị chữa cháy.
Dọc theo các cầu thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa.
Ngoài ra tòa nhà còn được đặt hệ thống chống sét.
1.6. Đặc điểm khí hậu – Thủy văn TP. Hồ Chí Minh:
Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 2
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
1.6.1. Mùa khô:
Từ tháng 12 đến tháng 4 có :
Nhiệt độ cao nhất
: 400C
Nhiệt độ trung bình
: 270C
Nhiệt độ thấp nhất
: 200C
Lượng mưa thấp nhất
: 0.1 mm
Lượng mưa cao nhất
: 300 mm
Độ ẩm tương đối trung bình
: 85,5%
1.7. Mùa mưa:
Từ tháng 5 đến tháng 11 có :
Nhiệt độ cao nhất
: 360C
Nhiệt độ trung bình
: 250C
Nhiệt độ thấp nhất
: 180C
Lượng mưa trung bình : 274,4 mm
Lượng mưa thấp nhất
: 31 mm (tháng 11)
Lượng mưa cao nhất
: 680 mm (tháng 9)
Độ ẩm tương đối trung bình
: 77,67%
Độ ẩm tương đối thấp nhất
: 74%
Độ ẩm tương đối cao nhất
: 84%
Lượng bốc hơi trung bình
: 28 mm/ngày
Lượng bốc hơi thấp nhất
: 6,5 mm/ngày
1.8. Gió:
Thịnh hành trong mùa khô :
Gió Đông Nam : Chiếm 30% - 40%
Gió Đông
: Chiếm 20% - 30%
Thịnh hành trong mùa mưa :
Gió Tây Nam
: Chiếm 66%
Hướng gió chủ yếu là Đông Nam và Tây Nam với vận tốc trung bình 2,15 m/s, thổi
mạnh nhất vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11). Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ
(tháng 12-1).
TP. Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của
gió mùa và áp thấp nhiệt đới.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 3
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
1.9. Thủy văn:
Mực nước ngầm khá gần mặt đất dự nhiên, thủy triều tương đối ổn định ít xảy ra hiện
tượng đột biến về dòng nước. Hầu như quanh năm không có bão lụt.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 4
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
Chương 2:
THIẾT KẾ SÀN PHẰNG DỰ ỨNG LỰC
2.1. Các Phương Pháp Tính Sàn
Trong công trình, hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu.
việc lựa chọn phương án sàn hợp lí là điều quan trọng. vì vậy, cần có sự phân tích dùng để lựa
chọn ra phương án phù hợp với kết cấu công trình.
Các loại kết cấu sàn được sử dụng rộng rãi hiện nay gồm:
2.2. Hệ Sàn Sườn
Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn
2.2.1. Ưu điểm:
- Tính toán đơn giản
- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện
cho việc lựa chọn công nghệ thi công.
2.2.2. Nhược điểm:
- Chiều cao dầm và độ võng sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng
của công trình lớn, gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết
kiệm chi phí vật liệu. Không tiết kiệm không gian sử dụng
2.3. Hệ Sàn Ô Cờ
Cấu tạo hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê
bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m
2.3.1. Ưu điểm:
- Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có
kiến trúc đẹp, thích hợp với công trình yêu cầu thẩm mỹ cao không gian sử dụng lớn như hội
trường, câu lạc bộ…
2.3.2. Nhược điểm:
- Không tiết kiệm, thi công phức tạp.
- Khi mặt bằng quá rộng cần bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh
được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng
2.4.
Sàn Không Dầm ( Không Có Mũ Cột)
Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột
2.4.1. Ưu điểm:
- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.
- Tiết kiệm không gian sử dụng.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 5
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
- 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 mất
công gia công cốppha, cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản. việc
lắp dựng ván khuôn và cốppha cũng đơn giản.
2.4.2. Nhược điểm:
- Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó
độ cứng nhỏ hơn với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang
phương án này kém hơn so với phương án sàn dầm, vi vậy tải trọng ngang hầu hết do vách
chịu và tải trọng đứng do cột chịu.
- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó
dẫn đến tăng khối lượng sàn.
2.5.
Sàn Không Dầm Ứng Lực Trước
Cấu tạo : gồm các bản kê trực tiếp lên cột. cốt thép được ứng lực trước.
2.5.1. Ưu điểm:
- Giảm chiều dài độ võng sàn.
- Giản được chiều cao công trình.
- Tiết kiệm không gian sử dụng
- Phân chia không gian các khu sử dụng dễ dàng, bố trí hệ thống kỹ thuật dễ dàng
- Thích hợp với công trình có khẩu độ 6-12m
2.5.2. Nhược điểm:
- Tính toán phức tạp.
- Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng
2.6.
Tấm Panel Lắp Ghép
Cấu tạo: gồm các tấm panel được sản xuất trong nhà máy. Các tấm panel này được vận
chuyển ra công trường và lắp dựng, sau đó rải cốt thép và rải bê tông bù.
2.6.1. Ưu điểm:
- Thời gian thi công nhanh
- Tiết kiệm
2.6.2. Nhược điểm:
- Kích thước cấu kiện lớn.
- Quy trình tính toán phức tạp.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 6
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
2.7.
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
Sàn Bê Tông Và Thi Công Bubbledeck
Cấu tạo: bản sàn bê tông BubbleDeck phẳng, không dầm,liên kết trực tiếp với hệ cột,
vách chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia
chịu lực ở thớ giữa bản sàn.
Ưu điểm:
- Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng
tạo không gian rộng cho thiết kế nội thất.
- Giảm trọng lượng bản thân kết cấu tới 35%, từ đó giảm kích thước hệ kết cấu móng.
- Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, có thể tới 15m mà không cần ứng
suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực.
- Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo.
- Tiết kiệm khối lượng bê tông ( 2,3 kg nhựa tái chế thay thế cho 230 kg bê tông đối
với sàn bê tông BubbleDeck 280mm (BD280)).
- Cách âm và cách nhiệt tốt.
- Rất thân thiện với môi trường khi giảm lượng phat thải năng lượng và cacbon
Nhược điểm:
- Đây là công nghệ cao mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được phổ biến.
- Khả năng chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn BTCT thông thường cùng độ dày.
2.8. Chọn Giải Pháp Kết Cấu Cho Công Trình
Qui mô công trình
Mặt bằng kết cấu có dạng hình gần như hình vuông và gần như đối xứng cả hai phương.
Tổng diện tích là 31.5x27.5m
Đặc điểm công trình là cao ốc văn phòng nhịp lớn 8.5x9.5m do đó nếu sử dụng kết cấu
hệ sàn dầm thì kích thước dầm sẽ lớn làm xấu kiến trúc công trình. Mặt khác việc sử dụng sàn
nấm cũng không khả thi do đảm bảo yêu cầu chống chọc thủng thì kích thước cột phải lớn (
không tinh tế)
Phương án sử dụng sàn ứng suất trước được đặt ra phù hợp với nhịp của các ô sàn. Việc
dùng các cáp căng sau trong sàn giúp trong sàn tồn tại một ứng suất nén trướcđể khi xuất hiện
lực kéo trong sàn thì ứng suất này sẽ trung hòa một phần ứng suất đó làm nội lực trong sàn
nhỏ đi. Ưu điểm lớn nhất của sàn ứng suất trước là hạn chế tối đa vết nứt có thể xuất hiện
trong cấu kiện và làm tăng khả năng làm việc của cấu kiện trong giai đoạn sủ dụng. Dùng kết
cấu sàn ứng suất trước làm tăng độ cứng của cấu kiện nên giảm võng và có thể giảm chiều
dày sàn dẫn đến giảm trọng lượng bản thân cấu kiện, có tính kinh tế.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 7
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
Dùng sàn bê tông cốt thép ứng lực trước ta sẽ chọn vật liệu là bê tông cường độ cao (
mac 450) và thép AIII nên càng tăng khả năng chịu lực của cấu kiện. việc sử dụng vật liệu
cường độ cao là cần thiết vì để bê tông và cốt thép làm việc đồng thời thì biến dạng của chúng
phải gần như nhau. Khi có ứng suất trước biến dạng của bê tông khi chịu kéo giảm đi, với bê
tông cường độ cao thì càng nhỏ lại kết hợp với cốt thép cường độ cao thì khả năng làm việc
của cấu kiện càng tốt.
- Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc là chiều dài nhịp tương đối lớn với lại 3 nhịp gần đều
nhau và gần như đối xứng,với lại nhà cao tầng nên rất thích hợp cho ta thiết kế sàn dự ứng
lực.
- Sàn được thiết kế là sàn phẳng có dầm biên bao xung quanh,được tạo ứng lực trước,
đầu cột được làm loe ra thành mũ cột, để bảo đảm cường độ chống lại nén xuyên thủng của
bản theo chu vi, làm giảm nhịp tính toán của bản và làm cho momen được phân đều theo bề
rộng của bản.
- Thiết kế sàn phẳng ứng lực trước sẽ làm giảm được chiều cao tầng, mặt dưới phẳng
thoáng dễ trang trí, thoáng và thông gió tốt hơn sàn có dầm.
- Bê tông ứng lực trước có những ưu điểm lớn so với kết cấu bê tông cốt thép như:
+ Cấu kiện bê tông DƯL có khả năng chịu uốn cao hơn dưới tác dụng của tải trọng làm
việc so với cấu kiện BTCT có cùng kích thước chiều dày. Do vậy nó sẽ có độ võng và biến
dạng nhỏ hơn.
+ Cấu kiện bê tông DƯL có thể mảnh và nhẹ hơn so với cấu kiện BTCT.Do vậy nó sẽ
làm giảm bớt tải trọng thiết kế và chi phí móng.
+ Sử dụng bê tông DƯL có thể tiết kiệm được khoảng 15%-30% khối lượng bê tông và
60%-80% khối lượng cốt thép so với cấu kiện BTCT.
+ Cấu kiện bê tông DƯL có khả năng chịu lực cắt cao hơn,do hiệu quả của việc ứng
suất trước nén mà làm giảm ứng suất chính hoặc sử dụng cáp uốn cong,đặc biệt với cấu kiện
nhịp lớn sẽ làm giảm lực cắt ở tiết diện gối tựa.
+ Bê tông DƯL là bê tông cường độ cao và khả năng chịu nứt cao do đó tăng độ bền
của kết cấu dưới các điều kiện của môi trường kết hợp,và có khả năng chống thấm tốt.Vì vậy
,bê tông DƯL sử dụng rộng rãi cho các kết cấu đòi hỏi khả năng chông thấm cao như ống dẫn
có áp,bể chứa chất lỏng và chất khí.
+ Bê tông DƯL có khả năng chịu lửa và chịu ăn mòn tốt.
+ Do có tính linh hoạt và dễ thích nghi nên bê tông DƯL có thể sử dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực như xây dựng nhà cửa, bể chứa lớn, cầu vượt, giao thông, cầu nhịp lớn, tháp
cao, cọc , cừ.
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 8
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
- Ngày nay kỹ thuật khoa học phát triển,máy móc hiện đại, do đó rất thuận lợi cho ta
việc thuyết kế và thi công sàn DƯL.Do đó sàn ở đây thuyết kế là sàn DƯL
Sàn dầm ứng lực trước
2.8.1. Ưu điểm:
- Giảm chiều dài độ võng sàn.
- Giảm được chiều cao công trình.
- Tiết kiệm không gian sử dụng
- Phân chia không gian các khu sử dụng dễ dàng, bố trí hệ thống kỹ thuật dễ dàng
- Thích hợp với công trình có khẩu độ 6-12(m)
2.8.2. Nhược điểm:
- Tính toán phức tạp.
- Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng
2.9. Qui Trình Tính Toán
D
C
B
A
5
4
3
2
1
Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 9
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
2.9.1. Tải Trọng Tác Dụng
* Tĩnh tải của sàn
Cấu tạo sàn như sau:
- Gaïch Ceramic 8 mm, g=20 kN/m3, n=1,2
- Lôùp hoà daàu daøy 5mm, g=20 kN/m3, n=1,3
- Lôùp vöõa loùt daøy 25mm, g=18 kN/m3, n=1,3
- Baûn BTCT daøy 300mm, g=25kN/m3, n=1,1
- Lôùp vöõa traùt daøy 10mm, g=18 kN/m3, n=1,1
Hình 1.2: Các lớp cấu tạo sàn.
Tính toán thành phần tĩnh tải
Trọng
lượng
Cấu tạo các lớp
riêng
3
(daN/m )
Chiều
Hệ số
Tĩnh tải
Tĩnh tải
dày
vượt
TC
TT
(mm)
tải
(daN/m2)
(daN/m2)
Gạch ceramic lát nền dày 8 mm :
2000
8
1.1
16
17.6
Vữa lót dày 10mm :
1800
10
1.2
18
21.6
Sàn bê tông cốt thép
2500
300
1.1
750
825
Vữa trát trần
1800
10
1.3
18
23.4
Tải trọng do các vách ngăn
1.1
50
55
Đường ống thiết bị ME
1.1
50
55
Trần treo thạch cao
1.1
15
16.5
Đường ống thiết bị vệ sinh
1.1
50
55
967
1069
Tổng tĩnh tải
2.9.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải sử dụng tùy vào công năng của ô sàn lấy theo TCVN 2737-1995.kết quả
được thể hiện trong bản sau.
Bảng 1.1: Xác định hoạt tải tác dụng lên sàn.
Loại phòng
ptc (daN/m2)
Hệ số độ tin cậy
p (daN/m2)
Văn phòng
200
1.2
240
Phòng vệ sinh
200
1.2
240
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 10
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
- Tổng tải trọng tác dụng lên sàn:
Bảng 1.2: Xác định tổng tải trọng tác dụng lên sàn.
Loại phòng
Tổng Tải tiêu chuẩn (daN/m2)
Tổng tải tính toán (daN/m2)
Văn phòng
1167
1309
Phòng vệ sinh
1167
1309
- Tường có bt = 20(cm): g ttt nt t bt ht 1.1x1800 x0.2 x 2.8 1425.6(daN/m 2 )
- Tường có bt = 10(cm): g ttt nt t ht bt 1.1 1800 2.8 0.1 554.4(daN / m 2 )
2.10. Phương pháp tính toán và qui trình tính toán:
Các Phương Pháp Tính Toán Trong Sàn Phẳng DƯL
Để phân tích sàn, tính toán nội lực, ứng suất trong sàn có thể sử dụng nhiều phương
pháp khác nhau, hiện tại có 3 phương pháp đạng được sử dụng rộng rãi.
1.
Phương pháp phân phối trực tiếp.
2.
Phương pháp khung tương đương.
3.
Phương pháp phần tử hữu hạn.
→ Ta chọn phương pháp khung tương đương để tính dựa trên phần mềm SAFE.v12
Tính Toán Sàn Phẳng ƯLT Theo Tiêu Chuẩn ACI 318 – 2008 (Mỹ)
Vật liệu sử dụng
Bê tông có cấp độ bền chịu nén B35 tương đương với BT Mac 450 (khi khai báo vật
liệu trong chương trình SAFE 12
+ Cường độ chịu nén tính toán:
Rb = 19500 (kN/m2)
+ Cường độ chịu kéo tính toán:
Rbt = 1300 (kN/m2)
+ Môđun đàn hồi:
Eb = 3.45x107 (kN/m2)
Cường độ chịu nén của bê tông cho mẫu lăng trụ ở 28 ngày theo tiêu chuẩn ACI 318:08
ThépAIII: Thường chọn 12 hoặc 14 có cường độ RS=365(MPa)
+ Cường độ BT quy định theo tiêu chuẩn ACI:
f c'
0.87 MacBT 0.87 45
32.625( MPa )
1 .2
1 .2
+ Môđun biến dạng đàn hồi:
Ec 4730 f c' 4730 32.625 27017( MPa)
+ Cáp ứng lực bao gồm.
- Loại cáp 270k theo ASTM A416 M98, đường kính cáp T15 dùng cho dầm, sàn
( 0.6 '' ) = 15.24(mm)
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 11
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
- Loại cáp 270k theo ASTM A416 M98, đường kính cáp T13 thường dùng cho sàn
(0.5’’)=12.77(mm)
- Cáp sử dụng cho sàn là cáp không bám dính T15 đặt trong ống nhựa có đường kính
20mm, tuân theo tiêu chuẩn ASTM A416 M98
+ Giới hạn chảy, f py =1690 (Mpa)
+ Giới hạn bền, f pu = 1860(Mpa)
Tỷ lệ
f py
f pu
=
1690
= 0.908 >0.8
1860
+ Độ chùng ứng suất thấp , ở lực kéo 80% f pu , sau 1000h không vượt quá 2%
+ Mô đun đàn hồi E ps 1.95 105 ( MPa)
- Cốt thép thường loại CD390 có:
+ Giới hạn chảy f py 390(MPa), giới hạn bền f u >500(MPa)
- Đầu neo cáp (neo cáp cho sàn): Loại OVM Trung Quốc (BM 13-5)
+ Ống chứa cáp l ống xoắn mạ kẽm , chiều dày ống không nhỏ hơn 0.3mm, ống
ghen cho sàn 20 85( mm ) ống kín , đoạn ống có chiều dài 6-8m , các đoạn ống được nối lại
với nhau bằng ống nối và băng dính thành ống.
Chọn tiết diện sơ bộ
- Chọn vách cứng:
- Chiều dày của vách t: t
h 360
18
20 20
Chọn chiều dày vách t =25 (cm).
Trong đó h t là chiều cao tầng
- Chọn sàn tầng: hs=
1
1
l nhip 950 27.14(cm)
35
35
Trong đó ta chọn l nhịp là chiều dài nhịp lớn nhất l nhịp=950(cm)
Ta chọn h s = 30(cm)
- Chọn dầm biên: 30x60(cm)
- Chọn sơ bộ tiết diện cột:
- Chọn sơ bộ kích thước cột C4 tại tầng trệt với diện truyền tải lớn :
Kích thước tiết diện cột được chọn tùy theo diện truyền tải, dựa trên công thức xác định
sơ bộ tiết diện cột:
Fc k
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
n N
Rb
MSSV:0851020012
Trang 12
Đồ Án Tốt Nghiệp KSXD - Khóa 2008
GVHD: TS. Phan Trường Sơn
Trong đó:
k 1.2 1.5 hệ số kể đến do cột còn chịu momen do gió chọn k =1.35
N: tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của tầng trệt.
n
N N S ( p s g s ) + TLBT tường
i 1
S: diện tích truyền tải
n : số tầng trên mặt cắt cột
D
C
B
A
5
4
3
2
1
Hình 1.3: Sơ đồ truyền tải xuống nút C2
Diện tích truyền tải: S 77.5 95 7362.5(cm 2 ) 73.625(m 2 )
n N 3 (73.625 1167 0.4 0.4 3.6 2500) 554.4 262635(daN ) 2626.35(kN )
n N
2626.35
Fc k
1.35
0.18( m 2 )
Rb
19500
Ta chọn kích thước cột bố trí từ tầng 8 lên tầng mái: 500x500 (mm)
Tương tự ta chọn kích thước cột bố trí từ tầng 3 lên tầng 6:
n N 262635 4 (73.6251167) 0.6 0.6 3.6 2500) 554.4 610111(daN) 6101(kN)
n N
6101.11
Fc k
1.35
0.42( m 2 )
Rb
19500
Vậy chọn kích thước cột bố trí từ tầng 4 lên tầng 7 : 600x600 (mm)
SVTH: Nguyễn Thái Bảo
MSSV:0851020012
Trang 13
- Xem thêm -
.PDF 
331 
898 
97 
