TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
٭٭٭
٭٭٭
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH XÂY DỰNG
ĐỀ TÀI:
( THUYẾT MINH)
GVHD : Th.S TRẦN QUANG HỘ
SVTH : NGUYỄN HỮU PHÁT
MSSV : 20761216
Tp.HCM Tháng 2 / 2012
MỤC LỤC
Phần A. KIẾN TRÚC...............................................................................................4
1.1. Nhiệm vụ thiết kế ...............................................................................................4
1.2. Giới thiệu về công trình .....................................................................................4
1.2.1 Vị trí xây dựng, địa điểm kiến trúc công trình..............................................7
1.2.2 Sự cần thiết đầu tư ........................................................................................7
1.3. Các giải pháp công trình ....................................................................................7
1.3.1 Giải pháp thiết kế mặt bằng ..........................................................................7
1.3.2 Giải pháp mặt đứng .......................................................................................8
1.3.3 Giải pháp về thông gió ..................................................................................8
1.3.4 Giải pháp về chiếu sáng ................................................................................8
1.3.5 Thiết kế điện nước ........................................................................................9
1.3.6 giải pháp kết cấu ...........................................................................................9
1.3.7 giải pháp nền móng .....................................................................................10
Phần B. KẾT CẤU .................................................................................................11
Chương I. HỒ NƯỚC MÁI ...................................................................................11
1.1 Giới thiệu chung................................................................................................11
1.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện bể nước mái ...................................................11
1.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn ...........................................................................11
1.2.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm ........................................................................12
1.2.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột ..............................................................................13
1.2.4 Chọn vật liệu ...............................................................................................13
1.3 Tính toán và bố trí thép cho các cấu kiện .........................................................13
1.3.1 Tính toán và bố trí thép cho bản nắp...........................................................13
1.3.2 Tính toán và bố trí thép cho bản đáy...........................................................18
1.3.3 Tính toán và bố trí thép cho bản thành .......................................................20
1.3.4 Tính toán dầm hồ nước mái ........................................................................24
Chương II. SÀN ĐIỂN HÌNH ..............................................................................30
2.1Chọn sơ bộ kích thước cấu kiện .........................................................................30
2.1.1 Sàn ...............................................................................................................30
2.1.2 Sàn ...............................................................................................................30
2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên các ô bản .........................................................32
2.2.1 Tỉnh tải sàn ..................................................................................................32
2.2.2 Hoạt tải sàn..................................................................................................35
2.3 Công thức xác định nội lực trong các ô bản .....................................................36
2.4 Tính toán các ô bản sàn .....................................................................................37
2.4.1 Tính toán ô bản sàn làm việc theo 2 phương( ô 1) .....................................37
2.4.2 Tính toán ô bản sàn làm việc theo 2 phương( ô 2) .....................................39
2.4.3 Tính toán ô bản sàn làm việc theo 2 phương( ô 6) .....................................42
2.4.4 Tính toán ô bản sàn làm việc theo 2 phương( ô 7) .....................................44
2.4.5 Tính toán ô bản sàn làm việc theo 2 phương( ô 9) .....................................45
Chương III. CẦU THANG BỘ .............................................................................49
3.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho cầu thang ........................................................50
3.2 chọn sơ bộ chiều dày bản sàn............................................................................51
3.3 Tải trọng tác dụng lên cầu thang .......................................................................51
3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ .........................................................51
3.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản xiên...................................................................52
3.4 Tính toán thép cầu thang ...................................................................................53
3.4.1 Tính bản thang ............................................................................................53
3.4.2 Thiết kế dầm chiếu nghỉ ..............................................................................57
Chương IV. KHUNG - VÁCH ...............................................................................62
4.1 Chọn vật liệu, chon sơ bộ tiết diện cấu kiện .....................................................62
4.1.1 Chọn vật liệu chung ....................................................................................62
4.1.2 Chọn so bộ tiết diện các cấu kiện................................................................63
4.2 Xác định tải trọng tác động lên công trình........................................................67
4.2.1 Tỉnh tải ........................................................................................................67
4.2.2 Hoạt tải ........................................................................................................73
4.2.3 Tác động của thành phần gió tỉnh ...............................................................73
4.3 Xây dựng mô hình công trình trên phần mềm ..................................................75
4.3.1 Chọn đơn vị đo ............................................................................................75
4.3.2 Khai báo vật liệu .........................................................................................75
4.3.3 Khai báo tiết diện phần tử và tên trường hợp tải ........................................75
4.3.4 Chia các phần tử hệ vách ............................................................................76
4.3.5 Gán điều kiện biên ......................................................................................77
4.3.6 Nhập tỉnh tải và hoạt tải vào mô hình .........................................................77
4.3.7 Chia nhỏ các phần tủ ...................................................................................77
4.3.8 khai báo sàn tuyệt đối cứng.........................................................................79
4.3.9 Khai báo tác dụng của hoạt tải gió ..............................................................79
4.3.10 Tổ hợp nội lực ...........................................................................................80
4.3.11 Sơ đồ nội lực xuất khung ..........................................................................81
4.4 Tính toán ,bố trí thép cho các cấu kiện .............................................................84
4.4.1 Tính toán bố trí thép dầm khung .................................................................84
4.4.2 Tính toán bố trí thép cột khung ...................................................................94
4.4.3 Tính toán bố trí thép vách ........................................................................109
Chương V. THIẾT KẾ NỀN VÀ MÓNG ............................................................116
I. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP .........................................................................116
5.1 Điều kiện địa chất công trình ..........................................................................116
5.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình ...........................................................118
5.3 Nhiệm vụ được giao ........................................................................................119
5.4 Chon giải pháp nền móng và độ sâu đặt móng ...............................................119
5.4.1 Lựa chọn giải pháp nền móng ...................................................................119
5.4.2 Độ sâu đặt móng .......................................................................................120
5.5 Tính Móng M1 ................................................................................................123
5.5.1 Xác định sức chịu tải cọc đơn ...................................................................123
5.5.2 Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng ...........................................131
5.5.3 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc ..........................................................135
5.6 Tính Móng M2 ................................................................................................139
5.6.1 Xác định sức chịu tải cọc đơn ...................................................................139
5.6.2 Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng ...........................................142
5.6.3 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc ..........................................................146
II.THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ..................................................150
5.7 Nhiệm vụ được giao ........................................................................................150
5.8 Thiết kế móng M1 ...........................................................................................151
5.8.1 Chọn vật liệu làm móng ............................................................................151
5.8.2 Chọn kích thước cọc và cốt thép cọc ........................................................151
5.8.3 Xác định sức chịu tải cọc đơn ...................................................................152
5.8.4 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc ................................................................156
5.8.5 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc ................................................................158
5.8.6 Tính độ lún của nhóm cọc .........................................................................161
5.8.7 Độ lún của móng .......................................................................................164
5.8.8 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc ...................................................................165
5.9 Thiết kế móng M2 ...........................................................................................167
5.9.1 Xác định số lượng và bố trí cọc ................................................................167
5.9.2 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc ................................................................169
5.9.3 Tính độ lún của nhóm cọc .........................................................................171
5.9.4 Độ lún của móng .......................................................................................172
5.9.5 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc ...................................................................173
III.THIẾT KẾ MÓNG CỌC BARET ..............................................................174
5.10 Thiết kế móng lõi thang máy ........................................................................174
5.10.1 Bảng nội lực lõi thang máy .....................................................................174
5.10.2 Chọn vật liệu làm móng ..........................................................................175
5.10.3 Xác định sức chịu tải cọc đơn .................................................................176
5.10.4 Xác định số lượng và bố trí cọc ..............................................................179
5.10.5 Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc ..............................................................181
5.10.6 Tính đọ lún của nhóm cọc .......................................................................185
5.10.7 Độ lún của móng .....................................................................................187
5.10.8 Kiểm tra đài cọc ......................................................................................190
5.10.9 thiết kế thép cho cọc và đài cọc ..............................................................190
5.10.10 So sánh phương án cọc .........................................................................196
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................199
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
LỜI CẢM ƠN
E D
Luận án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt
chúng em một hướng đi mới vào cuộc sống thực tế trong tương lai. Quá trình làm luận văn giúp
chúng em tổng hợp được nhiều kiến thức đã học trong những học kỳ trước và thu thập những
kiến thức mới mà mình còn thiếu sót, qua đó rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết vấn đề
có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó đây còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng
em rất nhiều trên bước đường thực tế sau này
Trong quá trình làm luận án tốt nghiệp, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình
của thầy Th.S TRẦN QUANG HỘ.
Em xin chân thành sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô. Những kiến thức và kinh
nghiệm mà các thầy , cô đã truyền đạt cho em là những nền tản để em hoàn thành luận văn và sẽ
là hành trang cho chúng em sau này.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Xây Dựng và Điện
nói chung và bộ môn xây dựng nói riêng , những người đã truyền đạt những kiến thức cơ bản
trong quá trình học tập cho em.
Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè , những người luôn sát cánh cùng tôi trong suốt thời gian
vừa qua. Cảm ơn các bạn đã hợp tác cùng nhau thảo luận và đóng góp những hiểu biết đẻ giúp
cho quá trình làm LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP của tôi được hoàn thành.
Luận án tốt nghiệp là một công trình đầu tay của mỗi sinh viên chúng em. Mặt dù đã cố
gắng nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận án chắc chắn có nhiều thiếu sót,
em kính mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô để em ngày càng hoàn thiện kiến thức của mình
hơn.
Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền
đạt kiến thức cho các thế hệ mai sau.
Xin chân thành cảm ơn !
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 02 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hữu Phát
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 1
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
PHẦN A:
KIẾN TRÚC
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH
1.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
- Nghiên cứu hồ sơ kiến trúc, tìm hiểu dây chuyền công nghệ, sửa đổi bổ sung các chi
tiết còn thiếu hoặc chưa hợp lý
- Sao chép các mặt bằng, mặt cắt, mặt đứng và các chi tiết cần thiết của công trình, có
ghi đầy đủ kích thước
- Thuyết minh giới thiệu về công trình bao gồm: sự cần thiết đầu tư xây dựng, vị trí địa
lý, điều kiện địa hình, địa chất, địa điểm về kiến trúc và cấu tạo, mô hình phương án kết
cấu từ móng đến mái, điện nước chỉ tiêu kinh tế.
1.2. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH:
B
1
3
2
5
4
6
7
d
d
wc n÷
ph. phôc
vô
phßng kh¸ ch
phßng ngñ
phßng l µm viÖc
phßng l µm viÖc
wc nam
c
c
wc
phßng bÕp ¨ n
s¶nh
s¶nh t Çng
phßng l µm viÖc
wc
phßng bÕp ¨ n
phßng l µm viÖc
s¶nh
b
b
ph. vs
phßng l µm viÖc
phßng kh¸ ch
phßng ngñ
A
phßng l µm viÖc
A
t hang
t ho¸ t
hiÓm
a
a
1
2
3
4
B
5
6
7
mÆt b » n g t Çn g ®i Ón h ×n h t l 1/100
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 2
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
+39.60
+36.00
+32.40
28.80
+25.20
+21.60
+18.00
+14.40
+10.8
+7.20
+3.60
+- 0.00
-0.60
1
2
3
4
5
6
7
mÆt § øNG TRô C 1-7 t l 1/100
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 3
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
+39.60
+36.00
+32.40
28.80
+25.20
+21.60
+18.00
+14.40
+10.8
+7.20
-0.60
+- 0.00
A
B
C
D
mÆt § øNG TRô C A-D t l 1/100
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 4
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
1.2.1. Vị trí xây dựng, địa điểm kiến trúc công trình
Công trình “ NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC” được xây dựng tại QUỐC OAI –
HÀ NỘI
Công trình gồm 11 tầng, có tổng chiều cao là 39,6m , diện tích xây dựng là 380,16m2 .
Công trình trên khu đất tương đối rộng, mặt bằng xây dựng rộng rãi tổ chức thi công
thuận tiện.
1.2.2. Sự cần thiết phải đầu tư
Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, đã và đang ngày càng phát triển mạnh mẽ về
mọi mặt để lớn mạnh, để sánh vai cùng các cường quốc năm châu.Do đó việc đào tạo đội
ngủ chất xám là điều kiện cần thiết để phục vụ cho đất nước sau này, đi cùng nó là các cơ
sở hạ tầng cũng đã và đang được phát triễn, xây dựng mới.Đi đôi với sự phát triễn đó thì
nhu cầu cần thiết của con người cũng tăng do đó việc xây dựng những khách sạn nhà nghỉ
cũng cần thiết. NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HÀ NỘI cũng được
xây dựng cùng với sự phát triễn của đát nước
1.3. CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH
1.3.1. Giải pháp thiết kế mặt bằng
Công trình gồm 11 tầng, có mặt bằng điển hình giống nhau, nằm chung trong hệ kết cấu
khung bê tông cốt thép kết hợp với lõi chị lực
Công trình sử dụng giao thông thuận tiện công trình có chiều cao tầng từ cos 0,00 đến
đỉnh mái là 39,6m, chiều cao của tầng trệt là 3,6m. công trình phục vụ cho làm việc và ăn
ngủ nghỉ của con người.
Các phòng được bố trí công năng sử dụng, không gian giao thông theo phương ngang
được bố trí hợp lý tạo nên sự thông thoáng cho công trình. Từ các sảnh tầng, hành lang
không gian được lang tỏa đến caccs phòng. Tất cả các phòng đều được chiếu sáng tự
nhiên do được tiếp xúc vố không gian bênngoài. Không gian giao thông theo phương
đứng được giải quyết nhờ sự kết hợp của cầu thang bộ và cầu thang máy.
Cụ thể :
- Tầng trệt :
+ Mặt sảnh chính đi vào rộng 4,8m tiện lợi cho việc đi lại của con người, 2bên là salon
đón tiếp khách, tiếp đến bên phải là khu vệ sinh nam nữ, bên trái là thang máy và thang
bộ. tiếp nữa là gara ô tô , diện tích 138,24m2 .
- Tầng 1:
+ Toàn bộ diện tích là các phòng khách, phòng ngủ, nhà ăn, sảnh, khu vệ sinh, cầu
thang.
- Tầng 2- 9:
Gồm các phòng làm việc, phòng khách, phòng ngủ, nhà ăn, sảnh, khu vệ sinh, cầu thang.
- Tầng 10:
Gồm phòng họp diện tích 138,24m2 ,phòng khách, phòng ngủ, nhà ăn,sảnh, khu vệ sinh,
cầu thang.
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 5
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
- Tầng 11: bể, kho, khu vệ sinh, p.kt thang máy
+ Bố trí họp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng. vị trí của hộp vòi chữa
cháy được bố trí sao cho người đứng thao tác được dễ dàng. Các hộp vòi chữa cháy đảm
bảo cung cấp nước chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra. Mỗi hộp vòi chữa
cháy được trang bị một cuộn vòi chữa cháy đường kính 50mm, dài 30m, vòi phun đường
kính 13mm, có van góc. Bố trí 1 bơm chữa cháy đặt trong phòng bơm ( được tăng cường
thêm bởi nước sinh hoạt), bơm nước qua ống chính, ống nhánh đến các họng chữa cháy ở
các tầng trong toàn bộ công trình.bơm cấp nước chữa cháy và bơm cấp nước sinh hoạt
được đấu nối kết hợp để có thể hổ trợ lẫn nhau khi cần thiết
Công trình sử dụng hệ thống báo cháy tự động, các tầng đều có hộp cứu hỏa, bình khí co 2
để chữa cháy kịp thời khí có sự cố xảy ra.
1.3.2. Giải pháp mặt đứng
Đặc điểm cơ cấu bên trong về bố cục mặt bằng, giải pháp kết cấu, tính năng vật liệu cũng như
điều kiện quy hoạch kiến trúc quyết định vẻ ngoài của công trình. ở đây, ta chọn giải pháp đường
nét kiến trúc thẳng kết hợp với vật liệu kính tạo nên nét kiến trúc hiện đại phù hợp với tổng thể
cảnh quan xung quanh.
Giao thông theo phương đứng được giải quyết bởi 2 thang máy và thang bộ.
1.3.3. Giải pháp về thông gió
Với yêu cầu phải đảm bảo thông gió tự nhiên tốt cho tất cả các phòng vào mùa nóng và tránh
gió lùa vào mùa lạnh.
Như ta đã biết, cảm giác nóng có một nguyên nhân khá căn bản, đó là sự chuyển động chậm
của không khí. Vì vậy muốn đảm bảo điều kiện vì khí hậu thì vấn đề thông gió cho công trình
cần được xem xét kỹ lưỡng.
Công trình được thiết kế hệ thống thông gió nhân tạo theo kiểu điều hòa trung tâm được đặt
ở tầng một. từ đây các hệ thống đường ống tỏa đi toàn bộ ngôi nhà và tại từng khu vực trong một
tầng có bộ phận điều khiển riêng
Về mặ bằng: bố trí hành lang giữa, thông gió xuyên phòng. Chọn lựa kích thước cửa đi và
cửa sổ phù hợp với tính toán đẻ đảm bảo lưu lượng thông gió qua lổ cửa cao thì vận tốc gió cũng
tăng.
Bên cạnh đó còn tận dụng cầu thang làm giải pháp thông gió và tản nhiệt theo phương đứng.
1.3.4. Giải pháp về chiếu sáng
Kết hợp sự chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo
Yêu cầu chung khi sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng các phòng là đạt được sự tiện nghi
của môi trường sáng phù hợp với hoạt động củ con người trong các phòng đó. Chất lượng môi
trường sáng liên quan đến việc loại trừ sự chói lóa, sự phân bố không gian và hướng ánh sáng, tỷ
lệ độ chói lóa, sự phân bố không gian và hướng ánh sáng, tỷ lệ độ chói nội thất và đạt được sự
thích ứng tốt của mắt.
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 6
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
Chiếu sáng nhân tạo cho công trình gồm có: hệ thống đèn đường và chiếu sáng phục vụ giao
thông tiểu khu. Trong công trình sử dụng đèn đường và đèn ốp trần. Có bố trí thêm đèn ở ban
công, hành lang và cầu thang
1.3.5. Thiết kế điện nước
Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố thông qua các ống dẫn nước ở trên
mái, đáp ứng đủ với nhu cầu sử dụng. Dưới tầng một có bể nước dự trữ và nước được bơm lên
bể tầng mái.
Toàn hệ thống thoát nước trước khi ra hệ thống thoát nước thành phố phải qua trạm sử lý nước
thải.
Hệ thống nước mưa có đường ống riêng đưa thẳng ra hệ thống thoát nước của thành phố.
Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế riêng biệt gồm một trạm bơm tại tầng một, hệ thống đường
ống riêng đi toàn bộ ngôi nhà. Tại các tầng đều có hộp chữa cháy đặt tại các hành lang cầu thang.
Nguồn điện cung cấp cho công trình được lấy từ mạng điện của thành phố qua trạm biến thế và
phân phối đến các tầng bằng dây cáp bọc trì hoặc bằng đồng. Ngoài ra còn có riêng một máy
phát điện dự phòng để dự phòng để chủ động trong các hoạt động cũng như phòng bị những lúc
mất điện
1.3.6. giải pháp kết cấu
a. nguyên lý thiết kế
Trên cơ sở hình dáng và không gian kiến trúc chiều cao của công trình, chức năng của từng
tầng, mặt bằng các tầng, từng phòng cho ta được giải pháp kết cấu phù hợp.
Kết cấu bê tông cốt thép là một trong những hệ kết cấu chịu lực được dùng nhiều nhất trên thế
giới. các nguyên tắc quan trọng trong thiết kế và cấu tạo kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho
nhà nhiều tầng có thể tóm tắt như sau:
-
Kết cấu phải có độ dẻo và khả năng phân tán năng lượng lớn( kèm theo việc giảm độ cứng ít
nhất).
Dầm phải bị biến dạng dẻo trước cột .
Phá hoại uốn phải xảy ra trước phá hoại cắt.
-
Các nút phải khỏe hơn các thanh( cột và dầm) qui tụ tại đó.
=> Việc thiết kế công trình phải tuân theo những tiêu chuẩn sau:
- Vật liệu xây dựng cần có tỷ lệ giữa cường độ và trọng lượng càng lớn càng tốt.
- Tính biến dạng cao: khả năng biến dạng dẻo cao có thể khắc phục được tính chịu lực thấp
của vật liệu hoặc kết cấu.
- Tính thoái biến thấp – nhất là khi chịu tải trọng lặp.
- Tính liền khối cao: khi bị dao đông không nên xảy ra hiện tượng tách rời các bộ phận
công trình.
- Gía thành hợp lý : thuận tiện cho khả năng thi công…
=> Đó là các nguyên lý cơ bản thiết kế nhà nhiều tầng
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 7
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
b. Độ cứng và cường độ:
- Theo phương đứng: nên tránh sự thay đổi đột ngột của sự phân bố đọ cứng và cường độ trên
chiều cao nhà.
- Theo phương ngang : tránh phá hoại do ứng suất tập trung tại nút.
=> Gải pháp kết cấu :
Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình có vai trò vô cùng quan trọng, tạo tiền đề cho
người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình kết cấu chịu lực cho công trình đảm bảo yêu
cầu về độ bền, độ cứng,độ ổn định, phù hợp với yêu cầu kiến trúc, thuận tiên sử dụng và đem lại
hiệu quả kinh tế.
Đối với công trình cao tầng, một số hệ kết cấu sau đây thường được sử dụng:
-
Hệ khung chịu lực.
Hệ lõi chịu lực.
Hệ tường chịu lực.
Căn cứ vào thiết kế kiến trúc, chức năng công trình, em lựa chọn giải pháp kết cấu là hệ sàn
sườn toàn khối có bản dầm truyền lực lên hệ kết cấu chịu lực chính là khung – vách BTCT. Với
chiều cao công trình là 39,6 m nên không tính đến ảnh hưởng của gió động
1.3.7. Giải pháp nền móng
Phần móng công trình được căn cứ vào địa chất công trình, chiều cao và tải trọng
công trình mà lựa chọ giải pháp móng.
Bố trí lưới cột, bố trí các khung chịu lực được thể hiện trong các bản vẽ kiến trúc
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 8
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
PHẦN B
KẾT CẤU
CHƯƠNG I:
TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI
Trình tự tính toán:
Giới thiệu chung;
Sơ bộ chọn kích thước hồ nước;
Sơ bộ chọn kích thước tiết diện cấu kiện hồ nước;
Tính toán nội lực các cấu kiện;
Bố trí cốt thép cho các cấu kiện.
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hồ nước mái cung cấp nước sinh hoạt cho tòa nhà và phục vụ cho công tác cứu hỏa. Sơ bộ
nhu cầu dùng nước của chung cư:
Số tầng sử dụng nước sinh hoạt
11
Số căn hộ trong 1 tầng
3
Số người trong 1 căn hộ
4
Nhu cầu nước sinh hoạt
200
lít/người/ngày-đêm
Tổng lượng nước sinh hoạt 1 ngày đêm
26400
lít = 26.4 m3
(Vì trong 1 tầng có 6 phòng làm việc nên ta tính thêm là 1 căn hộ)
Dựa vào nhu cầu sử dụng tính chiều cao hợp lý của hồ nước. Chọn dung tích bể chứa đủ cho
tòa nhà sử dụng trong 1 ngày đêm và dự trử sử dụng ½ ngày.
Chiều dài hồ nước
4,8
m
Chiều rộng hồ nước
3,6
m
Chiều cao hồ nước
1,6
m
Thể tích nước 1 bể
27,648
m3
Số lần bơm trong 1 ngày
1
lần
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 9
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
1.2. SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VÀ CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO
BỂ NƯỚC MÁI
1.2.1. CHỌN SƠ BỘ CHIỀU DÀY BẢN
Chọn chiều dày bản sơ bộ theo công thức:
hb =
Dl
m
Trong đó:
D = 0,8÷1,4
m = 30÷35
m = 40÷45
l
: hệ số kinh nghiệm phụ thuột hoạt tải sử dụng;
: đối với bản 1 phương;
: đối với bản kê 4 cạnh;
: nhịp cạnh ngắn của ô bản.
Kích thước bể: 3,6x4,8m.
l2 4,8
=
= 1,33 < 2 ; ô bản nắp được xem như
Kích thước ô bản nắp: : 3,6x4,8m. Tỉ lệ:
l1 3,6
bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh). Chọn giá trị m = 40.
Kích thước ô bản đáy: : 3,6x4,8m. Tỉ lệ:
l2 4,8
=
= 1,33 < 2 ; ô bản đáy được xem như
l1 3,6
bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh). Chọn giá trị m = 40.
Kích thước ô bản thành:
Bản thành phương cạnh dài 4,8x1,6m
Bản thành phương cạnh ngắn 3,6x1,6m.
Xét tỉ lệ l1, l2 :
l2 4,8
=
= 3 > 2 ; ô bản được xem như làm việc 1 phương.
Bản thành phương cạnh dài
l1 1,6
Chọn giá trị m = 35.
Bản thành phương cạnh ngắn
l2 3,6
=
= 2.25 > 2 ; ô bản được xem như làm việc 1
l1 1,6
phương. Chọn giá trị m = 35.
Kí hiệu:
hbtt : chiều cao bản tính sơ bộ theo công thức;
hbc : chiều cao bản được chọn.
Xác định sơ bộ chiều dày bản
Cấu kiện
D
l (m)
m
hbtt (m)
hbc (cm)
Bản nắp
0,8
3,6
40
0,072
8
Bản thành
1,2
1,6
35
0,054
10
Bản đáy
1,0
3,6
40
0,09
12
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 10
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
1.2.2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM
Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo công thức:
hd =
Trong đó:
md
md = 8÷12
md = 12÷16
md = 16÷20
ld
ld
md
: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;
: đối với hệ dầm chính, khung 1 nhịp;
: đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp;
: đối với hệ dầm phụ;
: nhịp dầm.
Bề rộng dầm sơ bộ được chọn theo công thức: hd =
ld
md
Kí hiệu:
hdsb : chiều cao dầm được tính sơ bộ theo công thức;
hdc : chiều cao dầm được chọn;
bdc : chiều rộng dầm được chọn.
Chọn sơ bộ kích thước dầm
Cấu kiện
md
ld (m)
hdsb (m)
hdc (cm)
1/4hdc
1/2hdc
bdc (cm)
DN-01
16
3,6
0,225
30
7,5
15,0
20
DN-02
16
4,8
0,3
30
7,5
15,0
20
DD-01
12
3,6
0,3
40
10,0
20,0
20
DD-02
12
4,8
0,4
40
10,0
20,0
20
1.2.3. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT
Chọn kích thước cột 300x300 cho 4 cột hồ nước mái.
1.2.4. CHỌN VẬT LIỆU
-
Bê tông cấp độ bền B20 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, E = 27x103Mpa
Cốt thép: d< 10, nhóm CI có Rs = 225 MPa, Rsw = 125 MPa, E= 21x104Mpa
d≥ 10, nhóm CII có Rs = 280 MPa, Rsc = 280 MPa, E= 21x104 Mpa
B20, C-I → ξR = 0,645 , αR = 0,437
B20, C-II → ξR = 0,623 , αR = 0,429
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 11
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
4
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
3
bÓ
c
d
Mặt bằng hồ nước mái
1.3. TÍNH TOÁN, BỐ TRÍ THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN HỒ NƯỚC MÁI
1.3.1. TÍNH TOÁN BỐ TRÍ THÉP CHO BẢN NẮP HỒ NƯỚC
a. Xác định tải trọng tác dụng trên bản nắp
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản nắp:
n
gbt = ∑δiγ ini
i =1
Các loại tải trọng dự kiến tác dụng lên bản nắp
Các lớp cấu tạo
(m)
(kN/m3)
HS độ tin cậy
n
gtc (kN/m2)
gtt (kN/m2)
Lớp vữa lót
0,02
18
1,3
0,36
0,47
BT bản nắp
0,08
25
1,1
2
2,2
Lớp vữa trát
0,015
18
1,3
0,27
0,35
2,63
3,02
0,75
0,98
3,38
4
Tĩnh tải
1,3
Hoạt tải
Tổng tải trọng qbn
b. Sơ đồ tính nội lực cho ô bản nắp
Tỉ lệ
l2 4,8
=
= 1,33 ≤ 2 ; bản nắp làm việc 2 phương, tìm nội lực theo sơ đồ đàn
l1 3,6
hồi, loại ô bản kê 4 cạnh.
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 12
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
hb = 8cm; hdDN-01 = 30cm; hdDN-02 = 30cm
Ta có:
hdDN-01 30
= = 3,75 ≥ 3
8
hb
hdDN-02 30
= = 3,75 ≥ 3
8
hb
Vậy, ô bản nắp là bản kê bốn cạnh, bản loại 9 (4 cạnh bản ngàm vào dầm).
c. Xác định nội lực bản nắp
Để tìm được moment trong ô bản đơn theo 2 phương l1 và l2, có thể dựa theo lý thuyết
đàn hồi. Tuy nhiên sử dụng phương pháp lý thuyết đàn hồi để giải tìm các thành phần nội lực
khá phức tạp. Trong thực hành, để đơn giản có thể sử dụng bảng tra (phụ thuộc vào tỉ lệ
l2
và
l1
loại ô bản) được thống kê sẵn với các hệ số sử dụng
Giá trị moment cực đại ở bản chữ nhật chịu tải trọng phân bố đều q được tính theo sơ
đồ đàn hồi có công thức sau:
-
Tải trọng:
q s = g s + p stt : Tổng tĩnh tải và hoạt tải
P = q s ×L1 ×L2 : Tổng tải trọng tác dụng lên ô
b = 1m
MI
MI
bản
q1
MII
M1
M2
1
MII
L
b = 1m
M 1 = mi1 × P : Theo phương L1
M 2 = mi 2 × P : Theo phương L2
M1
– Nội lực:
Moment dương lớn nhất ở giữa ô bản.
Moment âm lớn nhất ở gối.
MI
M I = k i1 × P : Theo phương L1
M II = ki 2 × P : Theo phương L2
Trường hợp 2 ô bản liền kề có kích thước khác
nhau, thì tại đó giá trị moment gối có hai giá trị khac MII
nhau, thiên về an toàn có thể chọn giá trị lớn nhất để
toán và bố trí cốt thép cho gối đó.
⎧ ki1 × P
M I = max ⎨
⎩k j 1 × P
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 13
L2
q2
MII
tính
M2
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
⎧ ki 2 × P
M II = max ⎨
⎩k j 2 × P
P = 4x4,8x3,6 = 69,12 (kN)
l2
ứng với từng loại sơ đồ (Phụ Lục )
Các hệ số tra bảng dựa vào tỉ số
l1
m91
0,0210
M1
1,65
Nội lực bản nắp (tra bảng theo bản loại 9)
m92
K91
0,0115
0,0474
Moment âm lớn nhất ở nhịp và gối
M2
MI
0.9
3,72
K92
0,0262
MII
2,05
d. Tính thép
Tính cốt thép trong các dải bản như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật
b x h =100 x0.8(cm).
Một số công thức dùng để tính toán:
Cắt dải bản rộng 1m để tính (b =100cm)
-
Chọn chiều dày lớp bảo vệ a =1,5cm, γ b = 1
⇒ h0= h- a = 8 -1,5 = 6,5(cm)
Bê tông B20: Rb=11,5 MPa
Cốt thép CI: Rs= 225MPa
-
Tính cốt thép chịu mômen dương:
M1 =1,65(kNm)
M
1,65 ×106
=
= 0,034 < α R = 0, 437
αm =
γ b × Rb × b × h02 1×11,5 ×1000 × 652
1 + 1 − 2 ×α m 1 + 1 − 2 × 0,034
=
= 0,98
2
2
M
1,65 × 106
As =
=
= 115 (mm2)
Rs × ζ × ho 225 × 0,98 × 65
ζ=
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μ% =
As
115
100% =
= 0,135% > μ min = 0,05%
b × ho
1000 × 65
Chọn thép f6 (As= 0,283cm2). Khoảng cách giữa các cốt thép:
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 14
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
a=
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
1000 × 28,3
= 246mm
115
Chọn f6 a=200 (mm) để làm cốt thép chịu lực.
M2 =0,9(kNm)
M
0,9 ×106
=
= 0,02 < α R = 0, 437
αm =
γ b × Rb × b × h02 1×11,5 ×1000 × 652
1 + 1 − 2 ×α m 1 + 1 − 2 × 0,02
=
= 0,99
2
2
M
0,9 × 106
As =
=
= 62,16 (mm2)
Rs × ζ × ho 225 × 0,99 × 65
ζ=
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μ% =
As
62,16
100% =
= 0,1% > μ min = 0,05%
b × ho
1000 × 65
Chọn thép f6 (As= 0,283cm2). Khoảng cách giữa các cốt thép:
Chọn f6 a=200 (mm) để làm cốt thép chịu lực.
-
Tính cốt thép chịu mômen âm:
MI = - 3,72(kN.m)
M
3,72 ×106
=
= 0,076 < α R = 0, 437
αm =
γ b × Rb × b × h02 1×11,5 ×1000 × 652
1 + 1 − 2 ×α m 1 + 1 − 2 × 0,076
=
= 0,96
2
2
M
3,72 × 106
As =
=
= 264 (mm2)
Rs × ζ × ho 225 × 0,96 × 65
ζ=
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μ% =
As
264
100% =
= 0,406% > μmin = 0,05%
b × ho
1000 × 65
Chọn thép f6 (As= 0,503cm2). Khoảng cách giữa các cốt thép:
a=
1000 × 50,3
= 190mm
264
Chọn f8 a =190(mm) để làm cốt thép chịu lực.
-
Tính cốt thép chịu mômen âm:
MII = - 2,05(kN.m)
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 15
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
TRƯỜNG ĐH MỞ TPHCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
αm =
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2007-2012
NHÀ KHÁCH VÀ NHÀ LÀM VIỆC QUỐC OAI – HN
M
2,05 ×106
=
= 0,042 < α R = 0, 437
γ b × Rb × b × h02 1×11,5 ×1000 × 652
1 + 1 − 2 ×α m 1 + 1 − 2 × 0,042
=
= 0,978
2
2
M
2,05 × 106
As =
=
= 143 (mm2)
Rs × ζ × ho 225 × 0,978 × 65
ζ=
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μ% =
As
143
100% =
= 0,22% > μ min = 0,05%
b × ho
1000 × 65
Chọn thép f6 (As= 0,283cm2). Khoảng cách giữa các cốt thép:
a=
1000 × 28,3
= 190mm
143
Chọn f6 a =190(mm) để làm cốt thép chịu lực.
Tiết diện
Mi(KNm)
h0(cm)
αm
ζ
As
Chọn
thép
μ%
Nhịp 3,6
1,65
6.5
0.034
0.98
115
θ6a200
0.135
Nhịp 4,8
0.9
6.5
0.02
0.99
62.16
θ6a200
0.1
Gối 3,6
3.72
6.5
0.076
0.96
264
θ8a190
0.406
Gối 4,8
2.05
6.5
0.058
0.97
261
θ6a190
0.22
Bố trí cốt thép gia cường ở lỗ thăm theo hướng dẫn sách KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT
THÉP – Tập3 CÁC CẤU KIỆN ĐẶT BIỆT: gia cường thép lỗ thăm ≥ lượng thép bị cắt đi tại lỗ
thăm. Lỗ thăm kích thước 600(mm)x600(mm), vậy mỗi cạnh bị cắt đi 3θ6, As=0,85 (cm2), vậy
chọn thép gia cường lỗ thăm nắp bể nước: 2θ8, As=1 (cm2) theo mỗi cạnh.
GVHD: TRẦN QUANG HỘ
Trang
- 16
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT - LỚP XD07B1
- Xem thêm -
.PDF 
278 
144 
71 
