LỜI NÓI ĐẦU
Đất nƣớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nên việc phát triển các cơ
sở hạ tầng nhƣ: nhà máy, xí nghiệp, trƣờng học, đƣờng xá, điện, đƣờng… là một phần tất yếu
nhằm mục đích xây dựng đất nƣớc ta ngày càng phát triển, có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo
điều kiện cho sự phát triển của đất nƣớc. Đƣa đất nƣớc hội nhập với thế giới một cách nhanh
chóng. Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần qua trọng trong cuộc sống của chúng ta, từ việc
mang lại mái ấm gia đình cho ngƣời dân đến việc xây dựng bộ mặt cho đất nƣớc. Ngành xây
dựng đã chứng tỏ đƣợc tầm quan trọng của mình.
Ngày nay, cùng với xu thế hội nhập, nền kinh tế nƣớc ta ngày càng phát triển đã thu hút
đƣợc sự đầu tƣ của các công ty nƣớc ngoài. Vì vậy, văn phòng cho thuê đã trở nên khan hiếm,
cho nên việc đòi hỏi các công trình cao ốc văn phòng, chung cƣ mọc lên là một điều tất yếu.
Thành phố Hồ Chí Minh là một trung tâm lớn của nƣớc ta, với sự năng động của mình
nhiều công trình nhà cao tầng đƣợc xây dựng với tốc độ rất nhanh, kỹ thuật thiết kế, thi công
ngày càng cao và hoàn thiện. Từ thực tế đó đòi hỏi chúng ta phải xây dựng nên nhiều công
trình không những về số lƣợng mà còn về chất lƣợng để tạo nên cơ sở hạ tầng bền vững và
thúc đẩy các ngành kinh tế khác cùng phát triển. Để thực hiện đƣợc các công tác đó đòi hỏi
một đội ngủ cán bộ kỹ sƣ, công nhân giỏi tay nghề, năm bắt, quản lý đƣợc các kỹ thuật, tiến
bộ khoa học kỹ thuật. Đối với các sinh viên ngành xây dựng, một trong những kỹ sƣ tƣơng lai
thì việc nắm vững các kiến thức khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng là hết sức cần thiết. Và việc
làm đồ án tốt nghiệp có thể xem nhƣ một bài kiểm tra giúp cho các sinh viên tổng hợp lại các
kiến thức đã học và tập làm quen với việc thiết kế một công trình thực tế trƣớc khi bƣớc vào
nghề.
LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên em xin trân trọng gửi đến thầy TS. Dƣơng Hồng Thẩm lời cảm ơn chân thành
và sâu sắc nhất, với tất cả những gì thầy đã chỉ bảo, sự quan tâm tận tình, đặt biệt với tấm
lòng yêu trò đã tạo động lực mạnh mẽ cho em hoàn thành đồ án này.
Kế đến, em xin trân trọng cảm ơn các quý thầy cô trong khoa Xây Dựng và Điện đã
truyền cho em những kiến thức bổ ích trong suốt hơn 4 năm ngồi ghế nhà trƣờng, đã trang bị
cho em một hành trang đầy đủ và vững chắc để em tự tin bƣớc vào con đƣờng sự nghiệp
tƣơng lai sau này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu đến các anh chị, các cô Thủ thƣ trong Thƣ Viện Đại học
Mở đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình học tập, cũng nhƣ trong quá trình
làm đồ án này.
Con xin trân trọng gửi đến cha, mẹ và anh hai, với những tình cảm yêu thƣơng của mọi
ngƣời giành cho con. Những lời động viên, dạy bảo của cha mẹ con suốt đời không quên.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn bè XD07B1 và các bạn trong khoa Xây dựng, những
ngƣời bạn không thể thiếu trong suốt thời gian ngồi trên ghế nhà trƣờng. Những ngƣời bạn đã
có những trao đổi, chỉ bảo hết sức chân thành và thẳng thắng.
Dù bản thân đã cố gắng rất nhiều, nhƣng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, nên
đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, góp ý của
quý thầy cô để em có thêm những kiến thức bổ ích trƣớc khi bƣớc vào đời.
Trân trọng biết ơn!
Tp. HCM, Ngày 22 tháng 02 năm 2012
SV thực hiện
Nguyễn Văn Hòa
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH ......................................................................................................... 1
1.1. Mở đầu ............................................................................................................................................................. 1
1.2. Địa điểm xây dựng ........................................................................................................................................... 2
1.3. Đặc điểm khí hậu ............................................................................................................................................. 2
1.4. Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng ................................................................................................ 2
1.5. Giải pháp kỹ thuật ........................................................................................................................................... 3
CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƢỚC CẤU KIỆN ......................................................................... 5
2.1. Vách .................................................................................................................................................................. 5
2.2. Sàn bê tông ứng lực trƣớc căng sau ............................................................................................................... 5
2.3. Dầm biên .......................................................................................................................................................... 5
2.4. Xác định tải trọng tác dụng lên các tầng ....................................................................................................... 6
2.5. Cột ..................................................................................................................................................................... 7
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG .............................................................................................................. 9
3.1. Cấu tạo cầu thang tầng điển hình .................................................................................................................. 9
3.2. Xác định tải trọng tác dụng .......................................................................................................................... 10
3.2.1. Bản thang nghiêng ........................................................................................................................................ 10
3.2.2. Bản chiếu nghỉ và bản chiếu tới ................................................................................................................... 11
3.3. Tính toán các bộ phận cầu thang ................................................................................................................. 11
3.3.1. Bản thang và bản chiếu nghỉ ......................................................................................................................... 11
3.3.2. Bản chiếu tới ................................................................................................................................................. 14
3.3.3. Dầm chiếu tới ............................................................................................................................................... 15
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC ...................................................................... 18
4.1. Xác định các thông số chính ......................................................................................................................... 18
4.2. Tính toán sơ bộ chiều dày sàn ...................................................................................................................... 19
4.3. Xác định tải trọng tác dụng lên sàn: ............................................................................................................ 20
4.4. Xác định tải trọng cân bằng.......................................................................................................................... 21
4.5. Chọn quỹ đạo và tung độ cáp ứng lực trƣớc theo cả hai phƣơng X và Y:................................................ 21
4.6. Xác định ứng lực trƣớc yêu cầu Pyc tính trên một mét bề rộng theo phƣơng Y nhƣ sau: ....................... 25
4.7. Tính toán các thành phần tổn hao ứng suất ................................................................................................ 25
4.8. Xác định ứng suất có hiệu trong cáp ULT................................................................................................... 27
4.9. Xác định số lƣợng và phân bố của cáp : ...................................................................................................... 27
4.10. Xác định đặc trƣng khung tƣơng tƣơng .................................................................................................... 28
4.11. Phân tích khung tƣơng đƣơng, xác định các giá trị mô men, kiểm tra giá trị ứng suất trong giai đoạn
truyền lực và trong giai đoạn sử dụng ................................................................................................................ 30
4.12. Kiểm tra cƣờng độ chịu uốn ....................................................................................................................... 33
4.13. Kiểm tra cƣờng độ chịu uốn tại tiết diện nguy hiểm nhất........................................................................ 34
4.14. Kiểm tra khả năng chịu cắt ........................................................................................................................ 38
4.15. Tính toán độ võng ........................................................................................................................................ 40
4.16. Tính toán cốt thép gia cƣờng vùng neo cáp ............................................................................................... 42
CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN ...................................................................................... 45
5.1. Phƣơng pháp giải nội lực cho khung không gian........................................................................................ 45
5.2. Sơ bộ chọn tiết diện các cấu kiện khung ...................................................................................................... 46
5.3. Vật liệu sử dụng ............................................................................................................................................. 47
5.3.1. Bêtông .......................................................................................................................................................... 47
5.3.2. Cốt thép ........................................................................................................................................................ 47
5.4. Xác định tải trọng tác động lên công trình .................................................................................................. 47
5.4.1. Tải trọng đứng .............................................................................................................................................. 47
5.4.2. Tải trọng ngang – tải trọng gió ..................................................................................................................... 48
5.5. Tổ hợp nội lực ................................................................................................................................................ 68
5.6. Tính toán cốt thép khung trục A .................................................................................................................. 69
5.7. Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình ............................................................................................................. 89
CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG ........................................................................................................ 91
6.1. Quan niệm tính toán ...................................................................................................................................... 91
6.2. Các giả thiết cơ bản ....................................................................................................................................... 91
6.3. Các bƣớc tính toán theo phƣơng pháp giả thiết vùng biên chịu mô men ................................................. 92
6.4. Tính toán cốt thép vách ................................................................................................................................. 94
CHƢƠNG 7: ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ........................................................................................................ 101
7.1. Phƣơng pháp thực hiện ............................................................................................................................... 101
7.2. Phƣơng pháp thí nghiệm ............................................................................................................................. 101
7.3. Đặc tính thủy văn ........................................................................................................................................ 101
7.4. Kết quả khảo sát địa kỹ thuật..................................................................................................................... 101
CHƢƠNG 8: THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI .............................................................................................. 105
8.1. Giới thiệu về cọc khoan nhồi ...................................................................................................................... 105
8.2. Các loại tải trọng dùng để tính toán........................................................................................................... 105
8.3. Mặt bằng phân loại móng ........................................................................................................................... 106
8.4. Vật liệu ......................................................................................................................................................... 106
8.5. Cấu tạo cọc ................................................................................................................................................... 107
8.6. Cấu tạo đài cọc ............................................................................................................................................. 107
8.7. Tính toán sức chịu tải của cọc .................................................................................................................... 109
8.7.1. Đối với cọc 1000 (Móng M1 & M2) ........................................................................................................ 109
8.7.2. Đối với cọc 1600 (Móng M3) .................................................................................................................. 113
8.8. Thiết kế cho các móng ................................................................................................................................. 117
8.8.1. Móng M1 .................................................................................................................................................... 117
8.8.2. Móng M2 .................................................................................................................................................... 126
8.8.3. Móng M3 .................................................................................................................................................... 134
CHƢƠNG 9: THIẾT KẾ CỌC BARRET ........................................................................................................ 149
9.1. Các giả thiết tính toán ................................................................................................................................. 149
9.2. Các loại tải trọng dùng để tính toán........................................................................................................... 149
9.3. Mặt bằng phân loại móng ........................................................................................................................... 149
9.4. Vật liệu ......................................................................................................................................................... 150
9.5. Cấu tạo cọc ................................................................................................................................................... 150
9.6. Kích thƣớc đài cọc ....................................................................................................................................... 151
9.7. Tính toán sức chịu tải của cọc .................................................................................................................... 152
9.7.1. Đối với cọc 800x2800 (Móng M1 và M2) ................................................................................................. 152
9.7.2. Đối với cọc 1200x3600 (Móng M3) ........................................................................................................... 156
9.8. Thiết kế cho các móng ................................................................................................................................. 161
9.8.1. Móng M1 .................................................................................................................................................... 161
9.8.2. Móng M2 .................................................................................................................................................... 169
9.8.3. Móng M3 .................................................................................................................................................... 177
CHƢƠNG 10: SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN HAI PHƢƠNG ÁN MÓNG ...................................................... 188
10.1. Phƣơng án móng cọc nhoan nhồi ............................................................................................................. 188
10.1.1. Khối lƣợng đất đào ................................................................................................................................... 188
10.1.2. Khối lƣợng bê tông ................................................................................................................................... 189
10.1.3. Khối lƣợng cốt thép .................................................................................................................................. 189
10.2. Phƣơng án móng cọc Barrete ................................................................................................................... 190
10.2.1. Khối lƣợng đất đào ................................................................................................................................... 190
10.2.2. Khối lƣợng bê tông ................................................................................................................................... 191
10.2.3. Khối lƣợng cốt thép .................................................................................................................................. 192
10.3. So sánh va lực chọn phƣơng án móng...................................................................................................... 193
PHỤ LỤC ................................................................................................................................ 194
1. NỘI LỰC TÍNH TOÁN CỘT C5, C6, C10, C11 ......................................................................................... 194
2. NỘI LỰC TÍNH TOÁN DẦM ....................................................................................................................... 228
3. NỘI LỰC TÍNH TOÁN VÁCH P1 ............................................................................................................... 234
4. NỘI LỰC TÍNH TOÁN MÓNG ................................................................................................................... 242
4.1. Móng M1, M2 .............................................................................................................................................. 242
4.2. Móng lõi........................................................................................................................................................ 244
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
CHƢƠNG 1: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Cáo ốc Hòa Bình Tower
1.1. Mở đầu
Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất
nƣớc với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng… Đặc biệt, trong những năm gần đây
có rất nhiều công trình lớn và nhiều nhà cao tầng đƣợc xây dựng. Dự án cao ốc Hòa Bình
Tower cũng là một trong số đó. Công trình tọa lạc tại khu thƣơng mại và tài chính Phú Mỹ
Hƣng, tổng diện tích sàn xây dựng: 44.300m2 với tổng số vốn đầu tƣ đến 47 triệu USD. Cao
ốc Hòa Bình Tower đƣợc khẩn trƣơng triển khai thực hiện trong thời hạn 2 năm, và đã đƣợc
đƣa vào khai thác năm 2009.
Diện tích đất :
2.775 m2.
Tổng diện tích sàn :
44.300 m2.
Tổng vốn đầu tƣ :
47 triệu USD.
Hòa Bình Tower nằm trên khu đất có khuôn viên: 56m2 x 50m2, với mật độ xây dựng xấp
xỉ 80%, hệ số sử dụng đất 12,55%, đƣợc phép xây dựng lên đến 20 tầng, khu đất vuông vắn
này sẽ trở thành một trung tâm cao ốc văn phòng.
Hòa Bình Tower có lợi thế rất lớn là chủ đầu tƣ (Công ty Hoà Bình) đồng thời là nhà thầu
tổng hợp, có uy tín với các nhà đầu tƣ nƣớc ngoài và trong nƣớc, có kinh nghiệm nhiều năm
trong thi công những công trình quy mô lớn với yêu cầu kỹ - mỹ thuật cao, chất lƣợng thi
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
công và công nghệ xây dựng mang tầm quốc tế. Đây là yếu tố đảm bảo chất lƣợng tốt nhất
cho dự án cao ốc văn phòng Hòa Bình Tower.
1.2. Địa điểm xây dựng
Cao ốc Hòa Bình Tower nằm ngay giao lộ Nguyễn Lƣơng Bằng - Trần Văn Trà, trong
khu trung tâm tài chính - thƣơng mại quốc tế của khu đô thị mới Phú Mỹ Hƣng.
1.3. Đặc điểm khí hậu
Khí hậu Thành phố Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa đƣợc chia thành 2 mùa:
a) Mùa nắng: Từ tháng 12 đến tháng 4 có :
- Nhiệt độ cao nhất
: 400C
- Nhiệt độ trung bình : 320C
- Nhiệt độ thấp nhất : 180C
- Lƣợng mƣa thấp nhất : 0,1 mm
- Lƣợng mƣa cao nhất : 300 mm
- Độ ẩm tƣơng đối trung bình : 85,5%
b)
-
Mùa mƣa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có :
Nhiệt độ cao nhất
: 360C
Nhiệt độ trung bình : 280C
Nhiệt độ thấp nhất
: 230C
Lƣợng mƣa trung bình: 274,4 mm
Lƣợng mƣa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)
Lƣợng mƣa cao nhất : 680 mm (tháng 9)
Độ ẩm tƣơng đối trung bình : 78%
Độ ẩm tƣơng đối thấp nhất : 74%
Độ ẩm tƣơng đối cao nhất : 84%
Lƣợng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày
Lƣợng bốc hơi thấp nhất
: 6,5 mm/ngày
c) Hƣớng gió: Hƣớng gió chủ yếu là Đông Nam và Tây nam với vận tốc trung bình 2,5
m/s, thổi mạnh nhất vào mùa mƣa. Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ (tháng 12-1).
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hƣởng của gió bão, chịu ảnh
hƣởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới.
1.4. Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng
Tòa nhà gồm 20 tầng với những đặc điểm sau :
- Mỗi tầng điển hình cao 3,3 m.
- Mặt bằng hình chữ nhật, đối xứng 33 x 33 m
- Tổng chiều cao công trình 69,6 m ( Chƣa kể tầng hầm ).
- Phần lớn diện tích mặt đứng công trình đƣợc lắp kính màu khiến công trình có dáng vẻ
kiến trúc hiện đại và tận dụng đƣợc ánh sáng tự nhiên.
Chức năng của các tầng nhƣ sau :
Tầng hầm:
Diện tích tầng hầm lớn hơn các tầng khác đƣợc dùng làm khu vực đậu xe của tòa nhà,
phòng thiết bị kỹ thuật thang máy, phòng xử lý nƣớc cấp và nƣớc thải.
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
Tầng 1, 2 : Chúc năng làm siêu thị
Tầng 3-18 : Chức năng làm văn phòng
Tầng kỹ thuật và tầng mái: Gồm các hệ thống kỹ thuật…
1.5. Giải pháp kỹ thuật
a) 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.
b) Chiếu sáng
Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang , khối nhà còn đƣợc 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.
c) 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 đƣợc
trong tình huống mạng lƣới 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 đƣợc đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung
động không ảnh hƣởng đến sinh hoạt.
Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tƣờng . Hệ thống
ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và khu vực và bảo đảm an toàn khi có sự
cố xảy ra.
d) Hệ thống cấp, thoát nƣớc nƣớc
Cấp nƣớc
- Công trình là hạng mục trong quần thể các công trình đã có sẵn của Công ty Cổ phần
Cơ điện lạnh REE, nên hệ thống cấp nƣớc sinh hoạt lấy từ bể nƣớc ngầm hiện hữu 1200
m3. Các sinh hoạt đƣợc cấp chủ yếu cho nhà vệ sinh ở các tầng và các còi nƣớc ở gara tầng
hầm. Trên đƣờng ống cấp nƣớc vào mỗi khu vực đều lắp các văn khóa nƣớc để cách ly
khỏi hệ thống khi cần thiết.
- Căn cứ trên quy mô và mục đích sử dụng nƣớc của công trình để xác định nhu cầu sử
dụng nƣớc trong ngày:
+ Qsinh hoạt = 336 (m3/ngày)
+ Qgiải nhiệt ĐHKK = 170 (m3/ngày)
- Kích thƣớc đƣờng ống cấp nƣớc đƣợc tính toán theo đƣơng lƣợng thiết bị sử dụng.
Vận tốc đƣợc giới hạn để không gây ồn cho tòa nhà: vmax = 1,5 (m/s).
- Sử dụng 2 bơm (trong đó có 1 bơm dự phòng) để bơm nƣớc từ bể nƣớc ngầm lên bể
nƣớc mái có dung tích 100 m3.
Thoát nƣớc
- Nƣớc thải sinh hoạt có 2 loại là nƣớc thải rửa và nƣớc thải xí tiểu và đƣợc dẫn theo
đƣờng ống riêng. Nƣớc thải rửa đƣợc dẫn trực tiếp tới trạm xử lý nƣớc trung tâm. Nƣớc
thải xí tiểu đƣợc xử lý sơ bộ qua bể tự hoại rồi dẫn tới trạm xử lý nƣớc thải trung tâm.
- Tại mỗi tầng, nƣớc thải từ các thiết bị đƣợc thu về các ống nhánh sau đó đƣa ra ống
đứng thoát nƣớc. Các trục ống đứng đƣợc bố trí trong các hộp gainte. Nắp thông tắc đƣợc
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
bố trí tại đầu ống nhánh và chân ống đứng. Thiết kế và bố trí hệ thống ống thông hơi dùng
để ổn định và cân bằng áp suất trong thống thoát nƣớc. Kích thƣớc các đƣờng ống là đảm
bảo và hợp lý.
- Hệ thống thoát nƣớc mƣa là dựa trên cơ sở số liệu cƣờng độ mƣa tại thành phố Hồ Chí
Minh và diện tích thu nƣớc của công trình.
- Cƣờng độ mƣa đƣợc tính toán trong 5 phút và chu kì vƣợt quá cƣờng độ tính toán
bằng 1 năm: q5 = 496 (l/s/ha).
e) Hệ thống phòng cháy chữa cháy
- Do yêu cầu và tầm quan trọng của công trình, thiết kế sử dụng giải pháp hệ thống
chữa cháy bao gồm cả hệ thống chữa cháy bằng nƣớc và bằng bình chữa cháy.
- Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc sử dụng vòi phun và sprinkler.
- Hệ thống chữa cháy bằng bình dùng để dập tắt các đám cháy mới phát sinh, các đám
cháy tại các khu vực không thể và không có hệ thống chữa cháy bằng nƣớc. Sử dụng 2 loại
bình là bình bột hóa học ABC 4,5 kg và bình khí CO2 loại 4,5 kg.
Hệ thống báo cháy tự động
- Sử dụng hệ thống báo cháy làm việc liên tục 24/24 giờ trong ngày. Các đầu báo cháy
đƣợc lắp đặt tại các nơi quan trọng trong tòa nhà.
- khi đám cháy xảy ra tại các nơi không có đầu báo cháy nhƣ ngoài nhà, phòng vệ sinh
… thì ngƣời sử dụng có thể ấn các nút nhấn báo cháy để chuyển hệ thống sang trạng thái báo
động.
- Để giao tiếp đƣợc với hệ thống báo cháy, tín hiệu từ các hệ thống khác nhƣ hệ thống
âm thanh công cộng, hệ thống quạt tạo áp cầu thang, hệ thống thông gió,…. phải thông qua
các module địa chỉ.
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƢỚC CẤU KIỆN
Kích thƣớc của cấu kiện phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo khả năng chịu lực (điều kiện bền)
Đảm bảo điều kiện sử dụng bình thƣờng ( điều kiện về biến dạng)
Đảm bảo tính kinh tế trong thiết kế , cũng nhƣ các điều kiện thi công thuận lợi
( hàm lƣợng cốt thép, tận dụng tối đa khả năng làm việc kết cấu ,...)
2.1. Vách
Theo TCVN 198-1997 độ dày của thành vách chọn không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ
1
hơn
chiều cao tầng .
20
h
3300
t t =
= 165 (mm)
20
20
Các vách cứng có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng khống đổi trên
toàn bộ chiều cao của nó.[Mục 3.4.1, TCVN 198-1997 Nhà cao tầng- Thiết kế kết cấu BTCT
toàn khối]
Do công trình thuộc dạng sàn không dầm, để đảm đảm điều kiện chuyển vị đỉnh của công
trình thì cần chọn tiết diện vách cho hợp lý.
→ Sơ bộ chọn t = 400 (mm) đối với các vách bao bên ngoài và t = 250 đối với các vách
ngăn bên trong.
2.2. Sàn bê tông ứng lực trƣớc căng sau
Ta lựa chọn kích thƣớc sàn theo công thức kinh nghiệm trong thiết kế sàn bê tông Ứng
lực trƣớc [Tham khảo bảng II.1, trang 22, Thiết kế sàn BT ULT căng sau, PGS. Phan Quang
Minh]
L
L
12600 12600
hs = ( ÷
)=(
÷
) = (300÷280)
42 45
42
45
Trong đó :
- hs: chiều dày bản sàn ƢLT.
- L : chiều dài nhịp của ô bản.
→ Chọn hs = 280 (mm)
2.3. Dầm biên
Các dầm khung biên đƣợc tính toán để tăng độ ổn định của khung, giảm chu kì dao động,
sơ bộ lấy theo công thức sau :
1
1
1 1
h d .L và b d .h d
12 16
2 4
Trong đó:- hd là chiều cao dầm (mm)
- bd là bề rộng dầm (mm)
- L =12,6m là chiều dài nhịp biên lớn nhất trong mặt bằng sàn.
1
1
12600 12600
hd .L
(1050 788)mm ;
12
16
12 16
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
Nhằm tăng độ cứng ngang nhà, và cũng để đảm bảo yêu cầu kiến trúc,
→ chọn dầm biên có tiết diện b×h = 700×600
2.4. Xác định tải trọng tác dụng lên các tầng
Dựa vào các lớp cấu tạo của bản sàn và công năng sử dụng ta có bảng tính toán tải trọng
tác dụng lên sàn:
a) Tĩnh tải sàn
Bảng 2.1 Trọng lƣợng bản thân (TLBT) các lớp cấu tạo sàn
Chiều
g itc
γ
STT
Các lớp cấu tạo
dày
(kN/m3) (kN/m2)
(m)
1
Gạch lát 300x300
0,01
20
0,2
2
Lớp Vữa lót sàn
0,02
18
0,36
3
Bản sàn BTCT
0,28
25
7
4
Lớp vữa trát trần
0,015
18
0,27
5
Đƣờng ống thiết bị M & E
0,5
Tổng cộng
Hệ số
vƣợt tải
n
1,1
1,3
1,1
1,3
1,1
8,83
g itt
(kN/m2)
0,22
0,468
7,7
0,351
0,55
g s1 = 9,289
[Hệ số vượt tải lấy theo bảng 2, mục 4.2.3, TCVN 2737-1995]
Tĩnh tải cộng thêm tác dụng vào các ô sàn có thể kể đến nhƣ là trọng lƣợng các vách
ngăn, tƣờng, kính bao che…
Sơ bộ có thể lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995 [mục 4.3.2.2] nhƣ sau:
Tải trọng do khối lƣợng vách ngăn tạm thời phải lấy theo cấu tạo, vị trí, đặc điểm tựa lên
sàn và treo vào tƣờng của chúng. Sơ bộ có thề lấy gtc = 75 daN/m2 = 0,75 kN/m2 ; với hệ số
vƣợt tải n = 1,2.
Tĩnh tải cộng thêm tính toán là: gs2 = gtc. n= 0,75.1,2 = 0,9 kN/m2
→Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn là: gs = gs1 + gs2 = 9,289+0,9 = 10,189 kN/m2
b) Hoạt tải tác dụng lên sàn các tầng theo công năng sử dụng
Bảng 2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn các tầng theo công năng sử dụng
STT
1
2
3
4
5
Tầng
Hầm B1
Tầng 1 → 2
Tầng 3 → 18
Tầng 19
Mái
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
Công năng sử
dụng
ptc
(kN/m2)
Phần hoạt
tải dài hạn
Garage ô tô
Siêu thị
Văn phòng
Kỹ thuật
Mái bằng
5
4
2
7,5
0,75
1,8
1,4
1
7,5
MSSV : 20761133
Hệ số
vƣợt tải
n
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
ps
(kN/m2)
6
4,8
2,4
9
0,975
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
c) Tổng tải trọng tác dụng lên các sàn tầng
Bảng 2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên các sàn tầng
Công năng
gs
STT
Tầng
sử dụng
(kN/m2)
1
Hầm B1
Garage ô tô
10,189
2
Siêu thị
10,189
Tầng 1 → 2
3
Văn phòng
10,189
Tầng 3 → 18
4
Tầng 19
Kỹ thuật
10,189
5
Mái
Mái bằng
10,189
ps
(kN/m2)
6
4,8
2,4
9
0,975
qs
(kN/m2)
16,189
14,989
12,589
19,189
11,164
2.5. Cột
Kích thƣớc tiết diện cột đƣợc chọn tùy theo diện truyền tải.
Công thức xác định sơ bộ diện tích cột:
N
Ac= k.
Rb
[Tham khảo công thức1.37 , Tính toán tiết diện cột BTCT ,G.S Nguyễn Đình Cống ]
Trong đó:
k = 1 1.5: hệ số kể đến cột còn chịu momen do gió
N: Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của tầng bất kỳ
n
N=
N
i 1
i
= S.qs+TLBT dầm (ngang, dọc trong S)+TLBT cột truyền xuống.
S: diện tích truyền tải.
n: Số tầng trên mặt cắt cột
Rb= 17MPa ( bê tông có cấp bộ bền B30)
qs – tổng tải trọng tác tác dụng lên sàn
a) CỘT C1
Diện tích truyền tải lên cột C1
10,2 10,2
.
S1 =
= 26,01 (m2)
2
2
3
4
10200
C1
f
s1
10200
S1
e
Hình 2.1 Diện truyền tải vào cột C1
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
Tại tầng hầm B2
Giả thiết sơ bộ tiết diện cột là 1000x1000 = 100000mm2
Dầm biên với tiết diện chọn sơ bộ là 700x600mm
Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột tầng hầm B2 là
NB2 = 26,01.( 11,164.1 + 19,189.1+ 12,589. 16 + 14,989.2 +16,189.1)
+ (25.0,6.0,7.10,2).21 +(1. 1 .25.3,3.).21= 11210 kN = 11210000N
11210000
= 857305mm2
→ Ac = 1,3 .
17
→ Chọn AC1 : 900x900 mm ( sau khi tính cốt thép sẽ kiểm tra sau)
b) CỘT C2 :
S=
10, 2 10, 2 12, 6
.(
+
) = 58,14 m2
2
2
2
3
2
4
12600
10200
C2
f
s1
10200
S2
e
Hình 2.2 diện truyền tải vào cột C2
Tại tầng hầm B2
Giả thiết sơ bộ tiết diện cột là 1000x1000 = 1000000mm2
Dầm biên với tiết diện chọn sơ bộ là 700x600mm
Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột tầng hầm B2 là:
NB2 = 58,14.( 11,164.1 + 19,189.1+ 12,589. 16 + 14,989.2 +16,189.1)
+ (25.0,6.0,7.11,4).21 +(1. 1 .25.3,3.).21= 20405 kN = 20405000N
20405000
= 1560448mm2
→ Ac = 1,3 .
17
→ Chọn AC2 : 1200x1200 mm ( sau khi tính toán cốt thép sẽ kiểm tra lại sau)
Công trình chỉ có cột góc và cột biên nên rất hạn chế thay đổi tiết diện cột. Chọn thay đổi
tiết diện cột ở tầng 13 và tầng 6, đƣợc trình bày trong bảng bên dƣới:
C2
Cột
C1
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
Hầm 2 → tầng 6
Tầng 8 → tầng 13
Tầng 14 → tầng 20
Hầm 2 → tầng 6
Tầng 8 → tầng 13
Tầng 14 → tầng 20
MSSV : 20761133
1200 ×1200
1100 ×1100
1000 ×1000
900 ×900
800 ×800
700 ×700
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG
3.1. Cấu tạo cầu thang tầng điển hình
OÂ KYÕ THUAÄT
CHIEÁU TÔÙI
CHIEÁU NGHÆ
Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình
SAØN TAÀNG TREÂN
CHIEÁU TÔÙI
VEÁ 2
CHIEÁU NGHÆ
VAÙCH CÖÙNG
SAØN TAÀNG DÖÔÙI
VEÁ 1
CHIEÁU TÔÙI
DCT
D
Hình 3.2 Mặt cắt cầu thang tầng điển hình
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
Chiều cao tầng điển hình là 3,3m.
Chọn sơ bộ chiều dày bản thang: hs =140mm
Kích thƣớc các bậc thang đƣợc chọn theo công thức sau:
2hb + lb = ( 600 ÷ 620 ) mm
→ Chọn: hb = 165 mm
lb = 270 mm.
Chọn sơ bộ kích thƣớc dầm chiếu tới: Dầm chiếu tới đỡ hai vế thang và bản chiếu tới nhƣ
hình 3.2, có nhịp 3,685m.
h
L
3,685
hd =
=
=(0,343÷264) và bd = d
(10÷13) (10÷13)
(2÷3)
Để hạn chế góc lõm tại bản thang với dầm chiếu tới, cần hạn chế chiều cao dầm và có thể
tăng bề rộng dầm nhằm tăng độ cứng cho dầm.
Chọn h = 300mm và b =300mm.
3.2. Xác định tải trọng tác dụng
3.2.1. Bản thang nghiêng
a) Tĩnh tải
Đá Granit, =1 cm , = 2000 daN/m3, n = 1,2
Vữa lót, =3 cm , = 1800 daN/m3, n = 1,3
Bậc thang, tb = 1800 daN/m3, n = 1.2
Bản BTCT, =14 cm , = 2500 daN/m3, n = 1,1
Vữa trát, =1.5 cm , = 1800 daN/m3 , n = 1,3
Hình 3.3 Các lớp cấu tạo bản thang
Trọng lƣợng bậc thang (gồm cả đá mài và vữa lót trên mỗi bậc)
Với γtb = 1800 daN/m3
[0,5.0,165.0, 27.1800].10
2
→ g bậc = (TL 1 bậc . số bậc) / L =
127 daN/m
3,16
-
Với L là chiều dài bản thang theo phƣơng nghiêng, L = 1.652 2, 72 3,16 m
Trọng lƣợng bản thân của các lớp cấu tạo thể hiện qua bảng sau:
Các lớp cấu tạo
gstc (daN/m2)
n
gstt (daN/m2)
3
(daN/m )
(m)
Bậc thang
1800
127
1,2
152,4
Bản BTCT
2500
0,14
350
1,1
385
Vữa trát
1800
0,015
27
1,3
35,1
tt
Tổng cộng : g bt
572,5
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
b) Hoạt tải
Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang, bản chiếu nghỉ và chiếu tới lấy theo
TCVN 2737-1995.
- ptc = 300 daN/m2 [Lấy theo Bảng 3, TCVN 2737-1995]
Hoạt tải tính toán
- ptt = ptc.n
Trong đó:
n - hệ số độ tin cậy, [ Mục 4.3.3, TCVN 2737-1995]
n = 1,3 khi ptc < 200 daN/m2
n = 1,2 khi ptc ≥ 200 daN/m2
Riêng đối với bản thang nghiêng ta phải qui về tải tác dụng trên bản nghiêng
l
2, 7
pbttt = p tc .n. 300.1, 2.
307, 6 daN/m2.
L
3,16
⟹Tổng tải tác dụng lên bề rộng b = 1m của bản thang
q bttt = (g bttt pbttt ).b (572,5 307, 6).1 880 daN/m
3.2.2. Bản chiếu nghỉ và bản chiếu tới
a) Tĩnh tải
Cấu tạo gồm các lớp tƣơng tự nhƣ bản thang nhƣng bản chiếu nghỉ và chiếu tới không có
bậc thang. Tổng trọng lƣợng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ và chiếu tới đƣợc tính
toán tƣơng tự nhƣ với bản thang.
Kết quả tính toán đƣợc trình bày trong bảng dƣới
Các lớp cấu tạo
gstc (daN/m2)
n
gstt (daN/m2)
3
(daN/m )
(m)
Đá Granit
2000
0,01
20
1,2
24
Vữa lót
1800
0,03
54
1,3
70,2
Bản BTCT
2500
0,14
350
1,1
385
Vữa trát
1800
0,015
27
1,3
35,1
Tổng cộng :
g
tt
cn
g
tt
ct
514,3
b) Hoạt tải
Tƣơng tự nhƣ bản thang ta có hoạt tải tiêu chuẩn ptc = 300 daN/m2
Hoạt tải tính toán:
p tt = ptc.n = 300.1,2 =360 daN/m2
⟹Tổng tải tác dụng lên bề rộng b = 1m của chiếu nghỉ và chiếu tới
tt
tt
qcn
= (gcn
ptt ).b (514,3 360).1 874,3 daN/m
3.3. Tính toán các bộ phận cầu thang
3.3.1. Bản thang và bản chiếu nghỉ
1) Sơ đồ tính
Cắt dải bản có chiều rộng 1 m để tính
q bttt = 880 daN/m
tt
q cn
= 874,3 daN/m
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
Do cầu thang thƣờng đƣợc thi công sau so với vách, nên quan niệm liên kết giữa cầu
thang với vách và dầm chiếu tới là gối tựa. Sơ đồ tính đƣợc thể hiện ở hình vẽ bên dƣới
VE 1
qbt
qcn
VE 2
qbt
qcn
Hình 3.4 Sơ đồ tính cầu thang
2) Xác định nội lực và phản lực gối tựa bản thang
Nội lực và phản lực gối tựa của bản thang đƣợc xác định bằng phần mềm SAP 2000. Kết
quả đƣợc trình bày trong hình dƣới:
Hình 3.5 Biểu đồ mô men vế 1 (kN.m)
Hình 3.6 Phản lực gối tựa vế 1 (kN)
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
3) Tính toán cốt thép
Do hai vế của bản thang giống nhau nên chỉ tính toán cho một vế, vế còn lại bố trí thép
tƣơng tự. Bản thang đƣợc tính nhƣ cấu kiện chịu uốn.
Lựa chọn vật liệu :
Bê tông có cấp độ bền B30; Với Rb = 17 Mpa ; Rbt = 1,2 MPa
10 dùng thép CI : R s R sc 225 MPa; R sw 175 MPa
Cốt Thép
10 dùng thép CII : R s R sc 280 MPa; R sw 225 MPa
Giả thiết tính toán:
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo a = 20 mm
- Chiều cao có ích của tiết diện : ho = hbt – a = 140 – 20 = 120 mm
- Bề rộng tính toán của dải bản: b = 1000 mm
Tính :
M
αm =
R b .b.h 2 o
= 1 - 1 2. m
→ Diện tích thép: As =
.Rb .b.ho
Rs
Hàm lƣợng cốt thép:min = 0,05%
As
R
17
μ max =ξ R . b 0,596.
4,5%
Rs
225
b.ho
Với : R 0,596 - Tra bảng ứng với γb = 1; Nhóm cốt thép CI và cấp độ bền bê tông
B30.
R R .(1 0,5. R ) 0, 419
Kết quả tính toán đƣợc trình bày trong bảng dƣới:
Moment
(kN.m)
M
MABnh 6,32 0,055 0,057
MBCnh 0,49 0,003 0,003
MB g 6,76 0,061 0,063
As
(mm2/m)
292,6
Thép chọn
Kiểm Tra
a
Achọns
minmax
2
mm) (mm) (mm /m)
10
200
393
0,49
OK
13,8
10
200
393
0,49
OK
326,4
10
200
393
0,49
OK
Riêng đối với gối tựa A và C, dù sơ đồ tính không có mô men trên gối nhƣng vẫn chọn
cốt thép để bố trí cấu tạo, chống nứt → chọn thép ∅10 @200 để bố trí.
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
DCT
3.3.2. Bản chiếu tới
1) Sơ đồ tính toán
CHIEÁU TÔÙI
D
Hình 3.9 Mặt bằng bản chiếu tới
Bản chiếu tới đƣợc tính toán nhƣ bản sàn.
Chiều dày bản chiếu tới đƣợc chọn tƣơng tự nhƣ bản chiếu nghỉ, chọn hs = 140mm.
L
2,89
Xét tỉ số: 2
2,37 >2 → ô bản làm việc một phƣơng ( ô bản dầm). Cắt theo
L1 1, 22
phƣơng cạnh ngắn một dãi có bề rộng b =1m, ô bản liên kết với vách và dầm chiếu tới với
h
tỷ số d 2,14 3 nên xem ô bản nhƣ một dầm đơn với liên một đầu là ngàm, một đầu là
hs
tựa.
Tải trọng tác dụng lên ô bản nhƣ đã tính toán ở phần trƣớc:
2
2
tt
q cn
= 874,3 daN/m = 8,743kN/m
qcn
ql2/8
9
2
128.ql
Hình 3.10 Sơ đồ tính toán và biểu đồ mô men
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sƣ xây dựng
GVHD : TS. Dƣơng Hồng Thẩm
2) Xác định nội lực
- Moment ở nhịp:
9
9 8,743.1,222
Mn =
.q cn .l2 =
= 0,91 kN.m
128
128
- Moment ở gối:
q .l2 7,843.1,222
Mg = cn =
=0,97 kN.m
12
12
3) Tính toán cốt thép
Lựa chọn vật liệu : tƣơng tự nhƣ bản thang.
Giả thiết tính toán:
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo a = 20 mm
- Chiều cao có ích của tiết diện : ho = hbt – a = 140 – 20 = 120 mm
- Bề rộng tính toán của dải bản: b = 1000 mm
Tính :
M
αm
R b .b.h 2o
= 1 - 1 2. m
Diện tích thép: As =
.Rb .b.ho
Rs
Hàm lƣợng cốt thép :min = 0.05%
As
R
17
μ max =ξ R . b 0,596.
4,5%
Rs
225
b.ho
Với : R 0,596 - Tra bảng ứng với γb = 1; Nhóm cốt thép CI và cấp độ bền bê tông
B30.
R R .(1 0,5. R ) 0, 419
Nội lực của bản sàn quá nhỏ, lƣợng cốt thép tính toán ra đƣợc cũng sẽ rất ít nên ta chọn
bố trí cốt thép theo cấu tạo, chọn ∅6@200 để bố trí cho nhịp và ∅10@200 để bố trí cho gối.
3.3.3. Dầm chiếu tới
1) Tải trọng tác dụng và sơ đồ tính
Chọn sơ bộ tiết diện dầm bxh = 300 x 300.
→ Trọng lƣợng bản thân dầm:
gd = 0,3 .0,3. 2500. 1,1 = 247,5 daN/m = 2,475 kN/m
Tải trọng do bản thang truyền vào, chính là phản lực gối tựa V khi tính toán bản thang:
Vct = 39,11 kN/m = 3911 daN/m
Tải trọng do chiếu tới truyền vào dầm chiếu tới có dạng chử nhật, với giá trị:
gct = qct .L1/2 = 7,743.1,22/2= 5,33 kN/m.
→ Để đơn giản tính toán và thiên về an toàn, xem những tải trọng bên trên tác dụng trên
suốt chiều dài của dầm chiếu tới.
qd = gd + Vbt + gct = 2,475 + 39,67 + 5,33 = 47,5 kN/m
Chọn sơ đồ tính là dầm đơn giản với 2 đầu là khớp, chiều dài tính toán tính từ các tim
vách.
SVTH : Nguyễn Văn Hòa
MSSV : 20761133
Trang 15
- Xem thêm -
.PDF 
249 
171 
103 
