Chung cư nam tân uyên

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Trong những năm gần đây, đô thị hóa gia tăng đã dẫn đến việc nâng cao mức sống và nhu cầu của người dân Điều này kéo theo nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và giải trí ngày càng cao hơn và tiện nghi hơn.

Để phù hợp với xu hướng hội nhập và công nghiệp hóa hiện đại, việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho những công trình thấp tầng và khu dân cư xuống cấp là rất cần thiết.

Chung cư Nam Tân Uyên được xây dựng để đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân, đồng thời góp phần nâng cao cảnh quan đô thị, phản ánh sự phát triển của một đất nước đang trên đà tiến bộ.

Nằm tại trung tâm huyện Nam Tân Uyên, công trình này chiếm vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo điểm nhấn nổi bật cũng như mang đến sự hài hòa, hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư.

KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

- Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình

- Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng

Khu đất xây dựng có bề mặt phẳng, không có công trình cũ hay công trình ngầm dưới lòng đất, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công và bố trí tổng bình đồ.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Mặt bằng công trình hình chữ nhật có khoét lõm, chiều dài 44,8m chiều rộng 27,2m chiếm diện tích đất xây dựng là 1218,56m 2

Công trình có tổng cộng 12 tầng, bao gồm 1 tầng bán hầm và không tính tầng mái Cốt 0.00m được đặt trùng với mặt đất tự nhiên, thấp hơn 1,50m so với cốt sàn tầng trệt Tầng hầm có cốt ở mức -1,50m, và tổng chiều cao của công trình đạt 48,10m tính từ cốt này.

0.00m đến cốt sàn nắp hồ nước mái

Tầng hầm được thiết kế với thang máy đặt ở giữa và khu vực đậu xe ô tô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, còn có các thiết bị kỹ thuật điện như trạm cao thế, hạ thế và phòng quạt gió được lắp đặt để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

Tầng trệt được thiết kế làm siêu thị, phục vụ nhu cầu mua sắm và các dịch vụ giải trí cho các hộ gia đình, đồng thời đáp ứng nhu cầu chung của khu vực.

- Tầng 2 – 11: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

- Tầng sân thƣợng: bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, điều hòa, thiết bị vệ tinh,

Giải pháp mặt bằng đơn giản tạo ra không gian rộng rãi cho các căn hộ bên trong, sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn để tổ chức không gian linh hoạt Điều này rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, đồng thời cho phép dễ dàng thay đổi trong tương lai.

HÌNH KHỐI

Công trình nổi bật với hình dáng cao vút, vươn thẳng lên trên các tầng kiến trúc cũ, mang kiểu dáng hiện đại và mạnh mẽ nhưng vẫn mềm mại, thể hiện quy mô và tầm vóc phù hợp với chiến lược phát triển của đất nước.

MẶT ĐỨNG

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước.

HỆ THỐNG GIAO THÔNG

- Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

Hệ thống giao thông đứng trong tòa nhà bao gồm thang bộ và thang máy Thang bộ có hai thang: một thang chính để đi lại và một thang thoát hiểm Về phần thang máy, có hai thang máy chính và một thang máy chở hàng, phục vụ y tế với kích thước lớn hơn Các thang máy được bố trí ở vị trí trung tâm của tòa nhà, trong khi các căn hộ được sắp xếp xung quanh lõi, phân cách bởi hành lang, giúp tạo ra khoảng cách đi lại ngắn nhất, thuận tiện, hợp lý và đảm bảo thông thoáng.

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

HỆ THỐNG ĐIỆN

- Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của khu vực vào nhà thông qua phòng máy điện

- Từ đây điện sẽ được dẫn đi khắp nơi trong công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ

- Ngoài ra, khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng hầm để phát.

HỆ THỐNG NƯỚC

Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa ở tầng hầm Từ đây, nước sẽ được bơm tự động đến từng phòng thông qua hệ thống ống dẫn chính gần phòng phục vụ.

- Sau khi được xử lý nước thải được đưa vào hệ thống thoát nước chung của khu vực.

THÔNG GIÓ CHIẾU SÁNG

Công trình được thiết kế với bốn mặt có ban công giúp thông gió và chiếu sáng cho các phòng Ở giữa, có hai lỗ thông tầng với diện tích 18,2m² để cải thiện lưu thông không khí Bên cạnh đó, mỗi phòng còn được trang bị máy điều hòa để đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.

PHÕNG CHÁY THOÁT HIỂM

- Công trình bê tông cốt thép (BTCT) bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt

- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO 2

- Các tầng lầu đều có hai cầu thang bộ đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ

- Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy.

CHỐNG SÉT

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được lắp đặt trên mái, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, nhằm giảm thiểu nguy cơ bị sét đánh.

HỆ THỐNG THOÁT RÁC

Rác thải từ mỗi tầng được thu gom vào gen rác, được lắp đặt tại tầng hầm, với hệ thống đưa rác ra ngoài Gen rác được thiết kế kín đáo và cẩn thận nhằm ngăn chặn mùi hôi, góp phần bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm.

P KỸ TH UẬ T TH ÔNG T IN L IE ÂN L AC T W P KỸ TH UẬ T Đ IE ÄN T W

P M ÁY B ƠM P.GIẶ T Ủ I P DỊ CH VỤ C HU NG

BÃI XE BÃI XE BÃI XE BÃI XE

BÃI XE BÃI XE BÃI XE BÃI XE

BÃI XE BÃI XE BÃI XE

MẶT BẰNG TẦNG HẦM TL.1/100

MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH TL.1/100

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

TAÀNG 2 TAÀNG 3 TAÀNG 4 TAÀNG 5 TAÀNG 6 TAÀNG 7 TAÀNG 8 TAÀNG 9 TAÀNG 11

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

CAO ĐỘ SÀN HOÀN THIỆN

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

LỰA CHỌN VẬT LIỆU

- Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt

Nhà cao tầng thường phải chịu tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng các loại vật liệu phù hợp sẽ giúp giảm đáng kể tải trọng cho công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính.

- Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

Tại Việt Nam và nhiều quốc gia khác, vật liệu bê tông cốt thép (BTCT) và thép đang trở thành lựa chọn phổ biến của các nhà thiết kế cho các kết cấu nhà cao tầng.

HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH

Nhà cao tầng nên có mặt bằng đơn giản, lý tưởng nhất là chọn các hình dạng đối xứng Nếu không thể, công trình cần được chia thành các phần khác nhau, mỗi phần nên có hình dạng đơn giản.

Các bộ phận kết cấu chịu lực chính của nhà cao tầng, bao gồm vách, lõi và khung, cần được bố trí đối xứng để đảm bảo tính ổn định Nếu không thể thực hiện bố trí đối xứng, cần áp dụng các biện pháp đặc biệt để chống xoắn cho công trình theo phương đứng.

Hệ thống kết cấu phải được thiết kế sao cho trong mọi tình huống tải trọng, sơ đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng và mạch lạc, nhằm đảm bảo việc truyền tải lực tới móng công trình một cách nhanh chóng nhất.

Tránh sử dụng các sơ đồ kết cấu với cánh mỏng và kết cấu dạng công son theo phương ngang, vì những loại kết cấu này dễ bị tổn thương trước tác động của động đất và gió bão.

- Độ cứng của kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải được thiết kế đều hoặc thay đổi đều giảm dần lên phía trên

Cần tránh sự thay đổi đột ngột về độ cứng của hệ kết cấu, chẳng hạn như trong các trường hợp làm việc thông tầng, giảm cột, thiết kế cột hẫng chân, hoặc thiết kế sàn dật cấp.

Trong các tình huống đặc biệt, người thiết kế cần áp dụng các biện pháp tích cực để gia cố cấu trúc, nhằm ngăn chặn sự hư hại tại các khu vực yếu.

CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT

Kết cấu của nhà cao tầng cần thiết phải đạt được độ siêu tĩnh cao, nhằm đảm bảo rằng trong trường hợp xảy ra hư hại do các tác động đặc biệt, công trình sẽ không bị biến dạng thành các hệ biến hình.

Các bộ phận kết cấu được thiết kế để khi xảy ra sự cố tải trọng, các kết cấu nằm ngang như sàn và dầm sẽ bị phá hoại trước, nhằm bảo vệ các kết cấu thẳng đứng như cột và vách cứng khỏi hư hại nghiêm trọng.

TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

Trong thời đại công nghệ hiện nay, sự phát triển của máy tính điện tử đã mang lại những thay đổi đáng kể trong phương pháp tính toán công trình Thay vì tập trung vào các trường hợp riêng lẻ, xu hướng hiện nay là tổng quát hóa các phương pháp Khối lượng tính toán số học không còn là rào cản, cho phép áp dụng các sơ đồ tính toán sát thực tế hơn Các phương pháp mới có khả năng xem xét sự làm việc phức tạp của kết cấu và các mối quan hệ phụ thuộc trong không gian Đặc biệt, việc tính toán kết cấu nhà cao tầng cần áp dụng công nghệ mới để sử dụng mô hình không gian, từ đó tăng cường độ chính xác và phản ánh thực tế công trình tốt hơn.

- Kết cấu nhà cao tầng đƣợc tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

 Tải trọng thẳng đứng (thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

 Tải trọng gió (gió tĩnh và nếu có cả gió động)

 Tải trọng động của động đất (cho các công trình xây dựng trong vùng có động đất)

- Ngoài ra, khi có yêu cầu kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải đƣợc tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau:

 Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

 Do ảnh hưởng của từ biến

 Do sinh ra trong quá trình thi công

 Do áp lực của nước ngầm và đất

- Khả năng chịu lực của kết cấu cần đƣợc kiểm tra theo từng tổ hợp tải trọng, đƣợc quy định theo các tiêu chuẩn hiện hành

1.4.3 TÍNH TOÁN HỆ KẾT CẤU

- Hệ kết cấu nhà cao tầng cần thiết đƣợc tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực

- Các bộ phận kết cấu đƣợc tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1)

Trong thiết kế nhà cao tầng, việc kiểm tra ổn định tổng thể công trình là vô cùng quan trọng, khác với nhà thấp tầng Các điều kiện cần kiểm tra bao gồm:

 Kiểm tra ổn định tổng thể

 Kiểm tra độ cứng tổng thể.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

HỆ KẾT CẤU SÀN

Trong các công trình xây dựng, hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến không gian làm việc của kết cấu Do đó, việc lựa chọn phương án sàn phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả và tính bền vững của công trình.

Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình

- Ta xét các phương án sàn sau:

- Cấu tạo: bao gồm hệ dầm và bản sàn

 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

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng tăng, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và làm tăng chi phí vật liệu.

 Không tiết kiệm không gian sử dụng

Cấu trúc của hệ thống bao gồm các dầm vuông góc, chia bản sàn thành các ô có bốn cạnh và nhịp ngắn Để đảm bảo tính ổn định, khoảng cách giữa các dầm phụ không được vượt quá 2m.

Tránh việc sử dụng quá nhiều cột bên trong giúp tiết kiệm không gian và tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và có không gian sử dụng lớn, như hội trường và câu lạc bộ.

 Không tiết kiệm, thi công phức tạp

Khi thiết kế mặt bằng sàn rộng, cần bố trí thêm dầm chính để đảm bảo cấu trúc vững chắc Tuy nhiên, việc này cũng dẫn đến hạn chế về chiều cao của dầm chính, vì cần phải tăng chiều cao để giảm độ võng.

2.1.3 SÀN KHÔNG DẦM (KHÔNG CÓ MŨ CỘT)

- Cấu tạo: gồm các bản kê trực tiếp lên cột

 Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm đƣợc chiều cao công trình

 Tiết kiệm đƣợc không gian sử dụng

 Dễ phân chia không gian

 Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước

 Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6  8m)

Phương án thi công này nhanh hơn so với phương án sàn dầm vì không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Cốt thép được đặt định hình và đơn giản, cùng với việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng diễn ra dễ dàng.

 Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

 Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

Trong phương án này, các cột không liên kết với nhau để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn so với phương án sàn dầm Do đó, khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng do cột đảm nhận.

 Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lƣợng sàn

2.1.4 SÀN KHÔNG DẦM ỨNG LỰC TRƯỚC

Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ sở hữu các đặc điểm chung của sàn không dầm mà còn khắc phục hiệu quả một số nhược điểm của phương án này.

Giảm chiều dày sàn không chỉ làm giảm khối lượng sàn mà còn giảm tải trọng ngang tác động lên công trình, đồng thời giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.

 Tăng độ cứng của sàn lên, làm thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

Sơ đồ chịu lực được tối ưu hóa nhờ việc đặt cốt thép ứng lực trước phù hợp với biểu đồ mô men do tải trọng gây ra, từ đó giúp tiết kiệm cốt thép.

Mặc dù phương án này khắc phục được những ưu điểm của sàn không dầm thông thường, nhưng vẫn tồn tại một số khó khăn trong việc lựa chọn phương án này.

Thiết bị thi công ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác, từ đó nâng cao yêu cầu về tay nghề thi công Với xu hướng hiện đại hóa hiện nay, việc nâng cao trình độ tay nghề là yêu cầu thiết yếu trong ngành xây dựng.

- Qua phân tích các đặc điểm trên và xem xét các đặt điểm về kết cấu ta chọn phương án sàn có dầm để sử dụng cho công trình.

HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH

- Nếu căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại nhƣ sau:

 Các hệ kết cấu cơ bản: kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

 Các hệ kết cấu hỗn hợp: kết cấu khung - giằng, kết cấu khung - vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

Các hệ kết cấu đặc biệt bao gồm hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này thường được sử dụng để cải thiện khả năng chịu lực và ổn định cho công trình xây dựng, đảm bảo an toàn và bền vững trong quá trình sử dụng.

 Mỗi loại kết cấu trên đều có những ƣu nhƣợc điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

Kết cấu khung chịu lực kết hợp với lõi thang máy ở giữa là yếu tố chính trong thiết kế công trình CHUNG CƯ NAM TÂN UYÊN Vách ở biên cũng đóng vai trò quan trọng, đảm bảo tính ổn định và phù hợp với mặt bằng kiến trúc cũng như quy mô của công trình.

VẬT LIỆU

- Bê tông sử dụng cho kết cấu bên trên và cọc dùng B25 với các chỉ tiêu nhƣ sau:

 Cường độ tính toán: R b = 14,5MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán: R bt = 1,05MPa

 Mô đun đàn hồi: E b = 30 x 10 3 MPa

- Cốt thép gân  ≥10 dùng cho kết cấu bên trên và cọc dùng loại AIII với các chỉ tiêu:

 Cường độ chịu nén tính toán: Rs’ = 365MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán: Rsc= 365MPa

 Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw = 285MPa

 Mô đun đàn hồi: Es = 2,1x10 5 MPa

- Cốt thép trơn  Chọn b d = 40(cm); h d = (1/8  1/12)L = (1/8  1/12)x720 = (60  90)cm => Chọn h d = 60cm; Dầm chính có nhịp L = 7,2; 6,8; 6,4 chọn dầm có tiết diện 400x600, riêng dầm biên và dầm trục 4; 5 thì chọn dầm 300x600

- Dầm phụ: h d = (1/12  1/20)L; bdầm = (0,25 0,5)h d => Chọn h d = 40(cm) (dầm phụ tại chỗ thông tầng)

2.4.3 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT

- Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ nhƣ sau: F cột = x N/R b

Trong đó: N = ∑ qi x S i q i : tải trọng phân bố trên 1m 2 sàn thứ i

S i : diện tích truyền tải xuống tầng thứ i

= 1,1  1,5 – hệ số kể đến tải trọng ngang, chọn = 1,3

R n = 145(daN/cm 2 ): cường độ chịu nén của bê tông B25

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 4-A

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 4-B

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 3-A

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 3-B

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 3-C

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 2-A

F tr.tải q N F tt b x h F c chọn m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 2-B

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 2-C

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 1-B

F tr.tải q N F tt b x h F c chọn m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

BẢNG SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC 1-C

TẦNG F tr.tải q N F tt b x h F c chọn

(m 2 daN/m 2 daN cm 2 cm cm cm 2

- Sau khi chạy mô hình bằng Etabs v9.6 kiểm tra dao động và tải trọng chọn đƣợc kích thước cột, vách như sau:

(cm) bxh (cm) bxhxd (cm) bxh (cm) bxh (cm) bxh (cm) bxh (cm) bxh (cm) bxh (cm) bxh (cm)

2.4.4 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN VÁCH THANG MÁY, SÀN CẦU THANG

- Hệ lõi cầu thang máy, vách biên: tầng hầm -> tầng mái chọn dày 300mm

- Chọn cầu thang dạng bản có chiều dày 15cm

- Hồ nước có chiều dày bản thành và bản đáy là 14cm, bản nắp là 8cm

- Sàn tầng điển hình 15cm

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HèNH

TĨNH TẢI

Theo yêu cầu sử dụng, mỗi khu vực chức năng sẽ có cấu tạo sàn khác nhau, dẫn đến tĩnh tải sàn cũng khác biệt Các kiểu cấu tạo sàn tiêu biểu bao gồm sàn khu ở (phòng khách, phòng ăn + bếp, phòng ngủ), sàn ban công, sàn hành lang và sàn vệ sinh, mỗi loại đều có cấu tạo riêng biệt để đáp ứng nhu cầu sử dụng.

3.1.1 SÀN VĂN PHÕNG - CĂN HỘ - HÀNH LANG - BAN CÔNG

Cấu tạo các lớp sàn

3.1.2 SÀN PHÕNG HỌP, SIÊU THỊ

Cấu tạo các lớp sàn

Cấu tạo các lớp sàn

Lớp vữa lót, chống thấm tạo dốc 5 18 0,9 1,3 1,17

Cấu tạo các Chiều dày Trọng lƣợng Tiêu chuẩn

Tínhtoán lớp sàn (cm) riêng(kN/m 3 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Lớp vữa lót tạo dốc 3 18 0,54 1,3 0,702

Để xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn trong tầng điển hình, cần tra bảng tính ô sàn của sàn sườn toàn khối theo tài liệu của Gs NGUYỄN ĐÌNH CỐNG Do không sử dụng hệ dầm đỡ tường, trọng lượng của tường ngăn cũng cần được tính vào, và tải trọng này sẽ được quy về dạng tải phân bố đều trên toàn bộ ô sàn.

- Công thức quy đổi tải tường: g tt t =  t x H t x l t x  t x n t /S (daN/m 2 )

H t : chiều cao tường (m) l t : chiều dài tường (m)

 t : trọng lượng riêng của tường xây (daN/m 3 )

S: diện tích ô sàn có tường (m 2 ) n t : hệ số vƣợt tải

Trong ô sàn S4 và S5, bao gồm sàn vệ sinh, sàn ban công và sàn căn hộ, để đơn giản hóa tính toán, ta sử dụng giá trị trung bình của tĩnh tải sàn khu ở, tĩnh tải sàn vệ sinh và tĩnh tải sàn ban công, tính theo phần trăm diện tích.

- Ô S5: g tt s = (569,2 x 35,542+641,6 x 14,418)/48,96 = 602 (daN/m 2 ) g tc s = (524 x 35,542+562x 14,418)/48,96 = 545 (daN/m 2 ) Ô sàn b t (m)

- Tổng tĩnh tải tác dụng lên ô sàn: g tt = g tt s + g tt t (daN/m 2 ) Ô sàn g tt s (KG/m 2 ) g tt t (KG/m 2 ) g tt (daN/m 2 ) Ô sàn g tt s (KG/m 2 ) g tt t (KG/m 2 ) g tt (daN/m 2 )

- Khi mô hình tính toán trong etabs giải nội lực khung thì tải tường được gán lên dầm ảo Cụ thể nhƣ sau:

 Tường 200 có 1 cửa: gt = 3.63*H*0.8(kN/m)

(trong đó H: là chiều cao tường; 0.8 là hệ số kể đến tường có 1 cửa; 0.7 nếu tường có

(trong đó H: là chiều cao tường; 0.9 là hệ số kể đến tường có 1 cửa; 0.8 nếu tường có

HOẠT TẢI

Giá trị hoạt tải được xác định dựa trên chức năng sử dụng của từng loại phòng Hệ số độ tin cậy n cho tải trong phân bố đều được quy định theo điều 4.3.3 trong TCVN 2737-1995.

Chức năng phòng p tc (daN/m 2 ) n p tt (daN/m 2 )

- Hoạt tải lên từng ô sàn: trong cùng ô sàn có nhiều giá trị hoạt tải khác nhau thì dựa trên diện tích mà quy đổi hoạt tải tương đương: p tt = (p 1 x s 1 + p 2 x s 2 + …)/s

P 1 , P 2 : hoạt tải tính toán của sàn ban công, vê sinh,…

S; S 1 ; S 2 : lần lƣợt là diện tích cùa cả ô sàn, của sàn vệ sinh, sàn ban công… Ô sàn p tt (daN/m 2 )

TỔNG TẢI TÁC DỤNG LÊN CÁC Ô BẢN

3.3.2 ĐỐI VỚI BẢN DẦM q tt s = (g tt + p tt s ) x b (daN/m) với b = 1m

BẢN KÊ 4 CẠNH Ô sàn p tc n g s tt p s tt l 1 l 2 P

- Liên kết của bản sàn với dầm, tường được xem xét theo quy ước sau:

 Liên kết đƣợc xem là tựa đơn:

 Khi bản kê lên tường

 Khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có h d /h b < 3

 Liên kết đƣợc xem là ngàm khi bản tựa lên dầm bê tông cốt thép (đổ toàn khối) mà có h d /h b  3

 Liên kết là tự do khi bản hoàn toàn tự do

- Tùy theo tỷ lệ độ dài 2 cạnh của bản, ta phân bản thành 2 loại:

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CHO TỪNG Ô BẢN SÀN

3.4.1 SÀN BẢN KÊ BỐN CẠNH

Khi  = l  2 thì bản được xem là bản kê, lúc này bản làm việc theo hai phương l

Khi tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, việc lựa chọn sơ đồ tính bản phù hợp phụ thuộc vào điều kiện liên kết của bản với các dầm bê tông cốt thép, có thể là tựa đơn hoặc ngàm xung quanh.

- Cắt ô bản theo mỗi phương với bề rộng b = 1m, giải với tải phân bố đều tìm mô men nhịp và gối

 Mô men dương lớn nhất ở giữa bản (áp dụng công thức tính mô men của ô bản liên tục)

 Mô men ở nhịp theo phương cạnh ngắn l 1 : M 1 = m i1 xP(daN.m)

 Mô men ở nhịp theo phương cạnh dài l 2 : M 2 = m i2 xP (daN.m)

 Mô men âm lớn nhất ở gối:

 Mô men ở gối theo phương cạnh ngắn l1: M I = k i1 xP(daN.m)

 Mô men ở nhịp theo phương cạnh dài l 2 : M II = k i2 xP(daN.m)

Trong đó: i kí hiệu ứng với sơ đồ ô bản đang xét (i =1,2,…)

1, 2: chỉ phương đang xét là l 1 hay l 2 l 1 , l 2 : nhịp tính toán cuả ô bản là khoảng cách giữa các trục gối tựa

P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản: P = (p+q)xl 1 xl 2

Với p: hoạt tải tính toán (daN/m 2 ), q: tĩnh tải tính toán (daN/m 2 )

Tra bảng các hệ số: m i1 , m i2 , k i1 , k i2 các hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ l 2 /l 1 tra bảng 1-19 trang 32 sách Sổ tay kết cấu công trình( Vũ Mạnh Hùng)

Khi gối nằm giữa hai ô bản khác nhau, hệ số k i1 và k i2 sẽ được xác định bằng giá trị trung bình của hai ô Để đảm bảo an toàn, có thể chọn giá trị lớn hơn giữa k i1 và k i2 từ hai ô bản.

- Khi  = l 2 /l 1 > 2 thì bản được xem là bản dầm, lúc này bản làm việc theo một phương (phương cạnh ngắn) Có các trường hợp sau:

 Đối với những bản công son có sơ đồ tính:

 Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính nhƣ dầm công son

Mô men tại đầu ngàm: M - 2 1

- Đối với những ô bản 3 đầu ngàm 1 đầu tựa đơn có sơ đồ tính:

 Cách tính: cắt bản theo phương cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính như dầm 1 đầu ngàm và 1 đầu tựa đơn

- Đối với những ô bản có 4 cạnh ngàm có sơ đồ tính:

 Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m để tính nhƣ dầm có 2 đầu ngàm

- Đối với bản 1 ngàm 3 khớp:

 Cách tính: cắt bản theo phương cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính như dầm 1 đầu ngàm và 1 đầu tựa đơn

 NHẬN XÉT: Ta thấy các ô bản S1, S 2 , S 4 , S 5 , S 6 , S 7 , S 8 thuộc bản kê bốn cạnh, thuộc ô bản thứ 9

TÍNH CỐT THÉP

 Bê tông B25 có khả năng chịu nén:

R b = 145daN/cm 2 , chịu kéo: R bt = 10.5daN/cm 2

 Thép: A-I có khả năng chịu kéo, nén: Rs = R sc = 2250daN/cm 2

AIII có khả năng chịu kéo, nén: R s = R sc = 3650daN/cm 2

Theo TCVN 5574: 2012, các công thức tính toán thép bao gồm hệ số điều kiện làm việc của bê tông, lưu ý rằng bê tông không đảm bảo tiếp tục tăng cường độ theo thời gian trong điều kiện khô hanh, với giá trị b2 = 0.9.

 Từ cấp bê tông và nhóm cốt thép tra các hệ số  R và  R ( phụ lục E.2 TCVN 5574:

 So sánh  m với  R ;  m <  R đặt cốt đơn (cốt thép chịu kéo), 0.5 >  m >  R đặt cốt kép (có thể tăng kích thước tiết diện (h) hoặc tăng mác bê tông để cho  m <

 R rồi tính cốt đơn),  m > 0.5 tăng kích thước tiết diện

 Diện tích cốt thép yêu cầu: 

- Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

 theo Gs TS NGUYỄN ĐÌNH CỐNG đề xuất chọn  min  0.1%

- Tính toán cụ thể cho 1 trường hợp: tính ô bản S 5

M1(daNm) M2(daNm) MI(daNm) MII(daNm)

 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông:  b 2 0.9

 Chiều cao làm việc của tiết diện:

 Tính giá trị  m theo công thức:

 Tra bảng phụ lục E.2 TCXDVN 356: 2005 ứng với bê tông cấp B25, cốt thép nhóm A-I:  b 2 0.9 =>  R 0.651,  R 0.439

 Vì  m 0, 04 <  R 0.439  không cần đặt cốt thép chịu nén (đặt cốt đơn)

Chọn bố trí 8a150  A s chọn 3, 35cm 2

- Kiểm tra lại hàm lƣợng cốt thép:

 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông:  b 2 0, 9

 Chiều cao làm việc của tiết diện:

 Tính giá trị  m theo công thức:

Tra bảng phụ lục E.2 TCXDVN 356: 2005 ứng với bê tông cấp B25, cốt thép nhóm A-III( ≥10):  b2 = 0,9;  R = 0,604;  R = 0,421.

Vì  m 0, 092 <  R 0, 421  không cần đặt cốt thép chịu nén (đặt cốt đơn)

Chọn bố trí 10 150 a  A s chọn  5, 23cm 2

- Kiểm tra lại hàm lƣợng cốt thép:

- Các trường hợp còn lại của các ô bản tính toán tương tự

Các giá trị không đổi được xác định là b² = 0.9, ξR = 0.651, αR = 0.439 và μmax = 3.78% Kết quả tính toán thép được trình bày trong bảng dưới đây, với lưu ý rằng các giá trị tính toán có thể nhỏ hơn một chút so với bảng tính do làm tròn số.

Khi tính toán thép dựa trên giá trị mô men, cần lưu ý rằng để đảm bảo an toàn và đơn giản trong việc bố trí, các ô liền kề có giá trị lớn hơn nên được sử dụng cho ô nhỏ hơn.

BẢNG TÍNH MÔ MEN Ô SÀN

M 1 hiệu dài ngắn m92 tải tải M 2 ô l 2 l 1 k91 p tt g tt M I sàn k92 M II

Kớ hiệu Mụmen Gớa trị M h o b R b R s  m ’’ A s Chọn thộp A s à% ô sàn (daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm 2 )  a (m.m) chọn

KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN

Độ võng quá lớn của các cấu kiện, đặc biệt là sàn, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc sử dụng kết cấu, gây mất mỹ quan, bong tróc lớp ốp trát và tạo tâm lý hoảng sợ cho người sử dụng Vì vậy, cần phải giới hạn độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra, được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai.

Bê tông là vật liệu đàn hồi dẻo, không đồng chất và không đẳng hướng, thường xuất hiện khe nứt trong vùng kéo, vì vậy không thể áp dụng độ cứng EI từ môn Sức bền vật liệu để tính toán độ võng cho bản sàn Trong đồ án này, tôi sử dụng độ cứng B để tính võng cho sàn, với độ cứng B phụ thuộc vào ba yếu tố chính.

 Tính chất đàn hồi - dẻo của bê tông

 Đặc trƣng cơ học và hình học của tiết diện

- Chọn ô sàn S 5 (có diện tích lớn nhất, tải lớn nhất) để tính toán độ võng, có

 Gọi f 1 là độ võng theo phương cạnh ngắn, f 2 là độ võng theo phương cạnh dài

 Điều kiện thỏa là f 1  f 2  f là độ võng giới hạn lấy theo bảng 4 TCVN 5574:

1 2 c c c q q q là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn đang xét

1 q c là tải tiêu chuẩn truyền theo phương cạnh ngắn: 

1 2 c l c q q l l c 2 q là tải tiêu chuẩn truyền theo phương cạnh dài: 

B B : là độ cứng tương đương của bê tông

E s ,E b : là mô đun đàn hồi của thép và bê tông

A s : là diện tích của cốt thép chịu lực

A bq : là diện tích quy đổi vùng chịu nén của bê tông: A bq     '   b h 0 a 1

  : là hệ số xét đến sự làm việc chịu kéo của bêtông nằm giữa 2 khe nứt

Tỉ số  b được xác định là tỷ lệ giữa ứng suất trung bình của thớ bê tông ngoài cùng và ứng suất nén tại thớ bê tông ngoài cùng tại tiết diện có khe nứt Giá trị thường được sử dụng cho  b là 0,9.

S: hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn và loại cốt thép

Tải trọng tác dụng ngắn hạn:

 Tải trọng tác dụng dài hạn:

 W n : mô men kháng đàn hồi dẻo của tiết diện quy đổi ngay trước khi nứt đối với tiết diện chịu kéo ngoài cùng

 Đối với tiết diện chữ nhật, ta có:

- Xác định A bq (diện tích quy đổi vùng bê tông nén)

Hệ số đàn hồi của bê tông thể hiện tính đàn hồi và dẻo của bê tông trong vùng nén, chịu ảnh hưởng bởi độ ẩm môi trường cũng như tính chất của tải trọng, bao gồm cả dài hạn và ngắn hạn.

Z 1 : cánh tay đòn của nội ngẫu lực tại tiết diện có khe nứt

 Do độ võng của sàn theo phương cạnh ngắn và phương cạnh dài là bằng nhau nên ta chỉ cần tính toán độ võng của một phương cạnh ngắn

3.6.1 TÍNH ĐỘ VÕNG f 1 DO TOÀN BỘ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NGẮN HẠN

- Cắt một dải có bề rộng là 1(m) theo phương cạnh ngắn để tính toán

- Tiết diện đƣợc xem nhƣ dầm có tiết diện bxh = 100x14(cm)

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô sàn S 5 đƣợc tính nhƣ sau:

- Trong đó tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn là:

 Với tiết diện chữ nhật: 100x15(cm)

  ; h c ' 0; cốt thép giữa sàn là cốt thép đơn nên: A s '  0

 Cốt thép bố trí theo phương cạnh ngắn là 8a150 có A S = 3,35cm 2

 Đối với tiết diện chữ nhật, ta có:

 Độ võng f 1 của bản sàn S 5 là:

3.6.2 TÍNH ĐỘ VÕNG f 2 DO TẢI TRỌNG DÀI HẠN TÁC DỤNG NGẮN HẠN

- Tải trọng dài hạn tác dụng: q c  g c  874 daN m / 2

 Mô men do tải trọng:

 Độ võng f2 của bản sàn S 5 là:

3.6.3 TÍNH ĐỘ VÕNG f 3 DO TẢI TRỌNG DÀI HẠN TÁC DỤNG DÀI HẠN

- Tải trọng dài hạn tác dụng: q c  g c  874 kN m / 2

 Mô men do tải trọng:

 Độ võng f 3 của bản sàn S 5 là:

 Vậy độ võng toàn phần của sàn S 5 là:f f f f    1 2 3 1, 46 1, 26 1,74 1, 94   cm

 Độ võng giới hạn: [f] = 3cm

=> Vậy sàn S5 thỏa về điều kiện độ võng.

KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG XUYÊN THỦNG CỦA SÀN

Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng của sàn bê tông dày 15 cm mà không tính đến sự tham gia của cốt thép cho thấy rằng khả năng này thực tế sẽ cao hơn so với kết quả tính toán.

Xét nghiệm khả năng xuyên thủng của sàn do tấm tường ngăn đặt trên sàn gây ra, tiến hành cắt tường thành từng mét dài để đánh giá và kiểm tra độ bền chống xuyên thủng của sàn.

- Xét tường 100: lực tác dụng của tấm tường cao 3,45m, dài 1m, rộng 0,1m)

- Tháp xuyên thủng do đoạn tường 1m gây ra được minh họa như trên hình

- Khả năng chống xuyên thủng của bê tông:

P  0.75Rbtb tb h o b bt : giá trị trung bình của chu vi hai đáy của tháp nén thủng, đáy lớn lấy ở mức cốt thép

- Khả năng chống xuyên thủng:

P daN P daN nên sàn đảm bảo khả năng chống xuyên thủng

- Tương tự xét tường 200: Lực tác dụng của tấm tường cao 3,46m, dài 1m, rộng 0,2m):

P = 1242daN < [Q] = 301647daN nên sàn đảm bảo khả năng chống xuyên thủng

TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO CẦU THANG

KIẾN TRÚC

Công trình có kích thước lớn và không gian rộng, vì vậy cần thiết kế nhiều cầu thang trong bản vẽ kiến trúc để thuận tiện cho việc di chuyển của nhiều người.

- Cầu thang bộ chọn cầu thang giữa hai khung trục 4 – 5, khung trục A – B để thiết kế.

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Cầu thang tầng điển hình của công trình được thiết kế theo dạng bản 2 vế, với cấu trúc chịu lực hiệu quả Vì hai vế có sơ đồ tính toán giống nhau, chúng ta chỉ cần tính toán cho một vế và sau đó bố trí thép cho vế còn lại.

 Chiều cao bậc là 150mm

 Chiều rộng bậc là 300mm

- Góc nghiêng của cầu thang:

- Sơ bộ chọn chiều dày bản thang: hbt = 15cm

 Bê tông B25 có: Rb = 14.5MPa; R bt = 1,05(MPa)

 Thép AIII (  10): R s = R sc = 365MPa; R sw = 365(MPa)

 Thép AI (  10): R s = R sc = 225MPa; R sw = 175(Mpa)

LỚP GẠCH CERAMIC 10 mm LỚP VỮA LÓT 15 mm, M75 XÂY GẠCH THẺ VỮA XÂY M75 BẢN BTCT DÀY 150 mm

LỚP VỮA TRÁT DÀY 15mm M75

4.2.2.1 TẢI TRỌNG TRÊN BẢN THANG (q 1 )

 Bản bê tông: g ban  1.1   ban  h ban   1,1 2500 0,15   412, 5( daN m / 2 )

 Vữa trần: g vua 1.3 vua  vua 1, 3 1800 0, 03  70, 2(daN m/ 2 )

 Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang theo phương nghiêng là: g ’ = g b + g đ + g bản + g vữa = 145 + 33 +412,5 + 70,2 = 660,7(daN/m 2 )

 Theo phương thẳng đứng là:

Trong tĩnh tải tác dụng lên bản thang, cần tính đến trọng lượng của lan can với giá trị g lc = 50 daN/m Quy tải lan can được xác định trên đơn vị mét vuông của bản thang, trong đó bản thang có chiều rộng 1,5m.

 Hoạt tải tính toán: p = n.p c = 1,2x300 = 360 daN/m 2

 Tổng tải trọng tác dụng trên bản thang là: q 1 = g 1 + g tc + p = 739 + 34 + 360 = 1133 da N/m 2

 Tổng tải trọng tác dụng trên 1m bản thang là: q 1 = 1133daN/m 2

4.2.2.2 TẢI TRỌNG TRÊN BẢN CHIẾU NGHỈ (q 2 )

 Bản bê tông: gbản = 1,2xbảnxh bản = 1,1x2500x0x0,15 = 412,5daN/m 2

 Vữa trát + lót: gvữa = 1,3xvữaxvữa = 1,3x1800x0x0,3 = 70,2daN/m 2

 Tổng tĩnh tải tác dụng trên bản chiếu nghĩ là: g 2 = g d + g bản + g vữa = 24 + 412,5 + 70,2 = 506,7daN/m 2

 Tổng tải trọng tác dụng trên bản chiếu nghỉ là: q 2 = g 2 + p = 506,7 + 360 = 867 daN/m 2

=> Tổng tải trọng tác dụng trên 1m bản chiếu nghĩ là: q 2 = 867(daN/m)

Kết cấu cầu thang có nhiều ý kiến trái ngược về việc chọn sơ đồ tính Để đảm bảo tính đơn giản và an toàn, trong đồ án này, tôi chọn sơ đồ phổ biến nhất để xác định nội lực cho bản thang, đó là sơ đồ 1 gối cố định và 1 gối di động Quyết định này được đưa ra dựa trên những lợi ích của sơ đồ này trong việc phân tích kết cấu.

Cột và dầm được thi công theo từng tầng, trong khi bản thang là kết cấu độc lập được thi công sau cùng Điều này dẫn đến khó khăn trong việc đảm bảo độ ngàm cứng giữa bản thang và dầm thang.

(việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường)

Cầu thang bộ là hệ thống giao thông đứng quan trọng trong công trình, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp như cháy nổ, hỏa hoạn hay động đất, khi mà thang máy không thể sử dụng Trong những trường hợp này, tải trọng trên cầu thang có thể tăng cao, do đó, việc đảm bảo an toàn cho cầu thang là vô cùng cần thiết.

Dựa vào những lý do đã nêu, cách tính toán cho sơ đồ dầm đơn giản một gối cố định sẽ được thực hiện như sau: trong quá trình tính toán thép cho nhịp, tại gối mô men được coi là bằng không Tuy nhiên, thực tế cho thấy gối vẫn có thể xảy ra chuyển vị khi có người sử dụng Để hạn chế hiện tượng chuyển vị này, cần phải bố trí thép cấu tạo tại gối.

- Bản chịu lực theo một phương, cắt 1m theo phương chịu lực để tính toán (Mô hình trong ETABS V9.5)

Biểu đồ mô men (daN.m)

Phản lực tại các gối (daN)

4.2.3.2 TÍNH TOÁN THÉP CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

 Nội lực đƣợc xuất ra từ ETABS V9.5, ta có: M nhịp = 3533(daN.m)

Bê tông B25 có R b = 14,5(MPa); R bt = 1,05(MPa);  b2 = 0,9;

Thép AIII ( 10): R s = R sc = 365(MPa); R sw = 365(MPa);  R 0, 421;  R 0, 604 Thép AI ( 10): R s = R sc = 225(MPa); R sw = 175(MPa);  R 0, 439;  R 0, 651

- Tính thép cho bản thang:

 Bản thang chịu lực một phương, cắt 1m theo phương chịu lực để tính như cấu kiện chịu uốn, đặt cốt đơn Tiết diện chữ nhật, b x h = 1m x h b

 Chọn a = 1,5 + 0,6 = 2,1cm (giả định chọn thép 12)  h o = 14 – 2,2 = 12,9 cm

Diện tích thép yêu cầu:

- Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít:  min   max

 min : Theo TCVN 5574-2012  min = 0,05%, thường lấy  min = 0.1%

 Vậy  min 0,1% 0,75% max 2, 4%, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lƣợng cốt thép

Mặc dù gối mô men được thiết kế để không có chuyển vị, nhưng trong thực tế, quá trình sử dụng vẫn có thể xảy ra hiện tượng này Do đó, cần thiết phải đặt thép cấu tạo tại gối và thực hiện tính toán khả năng chịu lực để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công trình.

 Thép cấu tạo lấy: 10a200 = 3,92cm 2

 Tính toán độ bền của tiết diện chữ nhật: có bxh = 100x15(cm)

 Chiều cao vùng chịu nén:    

12, 9 R o x h , thỏa điều kiện hạn chế

 Khả năng chịu lực đƣợc tính theo công thức sau:

 Vậy khả năng chịu lực tại gối gần bằng 50% so với mô men max tại nhịp, thép cấu tạo đƣợc chọn thỏa yêu cầu

 Cốt thép theo phương ngang bản thang chọn theo cấu tạo 6a200

4.2.3.3 TÍNH TOÁN DẦM THANG (DẦM CHIẾU NGHỈ)

- Sơ bộ chọn kích thước dầm thang như sau:          

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ bao gồm phản lực từ bản thang, tải trọng của vách nhôm – kính, và tải trọng do chính bản thân dầm thang.

 Tải trọng do bản thang truyền vào (bằng phản lực của bản thang) q 1 = 2578(daN/m)

 Tải trọng bản thân dầm :q3= 0, 2 0, 4 1,1 2500   220(daN m/ )

 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang nằm trong phần thang: q = q 1 + q 2 + q 3 = 2578 + 605+220 = 3403(daN/m)

Để tính toán nội lực cho dầm đơn giản một nhịp, cần lưu ý rằng liên kết giữa hai đầu dầm không hoàn toàn chính xác là khớp Sau khi tính toán, mô men sẽ được phân phối lại theo tỷ lệ: Mnhịp = Mmax và Mgối = 0,4Mmax Phần mềm ETABS V9.5 được sử dụng để giải nội lực cho dầm chiếu nghỉ.

Sơ đồ tải trọng dầm (nhịp 4m)

Biểu đồ mô men(daN.m)

Biểu đồ lực cắt (daN)

Bê tông B25 có: Rb = 14,5(MPa); R bt = 1,05(Mpa);  R 0.421

Thép AIII (  10): R s = R sc = 365(MPa); R sw = 290(MPa);  R 0.604

Thép AI (  10): R s = R sc = 225(MPa); R sw = 175(MPa);  R 0.651

=> Diện tích thép cần tính là:

 Hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít: min max

 min : theo TCVN 5574-2012:  min = 0,05%, thường lấy  min = 0,1%

 Vậy  min 0,1%  0,7% max 2, 4%, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lƣợng cốt thép

- Tính thép gối: Mgối = 0.4M nhịp = 2722(daN.m)

 Diện tích thép cần tính là:

 Hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít: min max

 min : Theo TCVN 5574-2012  min = 0,05%, thường lấy  min = 0.1%

 Vậy  min 0,1% 0, 55%  max 2, 4%, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lƣợng cốt thép

 Phản lực 2 đầu dầm chính là lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm chiếu nghỉ: Q max 6806(daN)

 Vậy Q max = 6806(daN)>  b3 (1 +  f +  n )R bt bh o = 4662(daN), bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cốt đai tính toán chịu cắt Chọn đai  6, đai 2 nhánh A W = 56,6cm 2

 Xác định bước cốt đai: khoảng cách tính toán giữa các cốt đai:

Do tải phân bố đều và chiều cao h = 450mm ≤ 450mm, bước cốt đai trên đoạn 1/4L gần gối tựa được xác định như sau: s ct = min(h/2; 150mm) = 0mm Cuối cùng, bước cốt đai được tính là s = min(s t , s max , s ct ) = 150mm.

 Trên đoạn giữa nhịp dầm chọn khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: s ct = min(3h/4; 500mm) = 300mm

 Chọn khoảng cách các cốt đai s = 150(mm) w sw sw

 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: φ γ 2 2 wb b2 b bt 0 sw

TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO KẾT CẤU HỒ NƯỚC MÁI

KIẾN TRÚC

- Bể nước mái: cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình và lượng nước cho cứu hỏa

- Chọn bể nước mái để tính toán Bể nước mái gồm 1 bể được đặt trên hệ cột, ở vị trí giới hạn bởi khung trục 3’- C’; 3’- B’; 5’- C’; 5’- B’

Để tính toán nhu cầu sử dụng nước cho chung cư 12 tầng, ta thấy rằng từ tầng 3 trở lên đều là các căn hộ Mỗi tầng có 4 căn hộ và trung bình mỗi căn hộ có 5 nhân khẩu sinh sống.

- Tiêu chuẩn dùng nước trung bình: q SH = 170 l/người.ngày.đêm

- Hệ số điều hòa: K ngày = 1,35(1,35 1,5) theo TCXD 33: 68

- Hệ số điều hòa: K giờ = 1,4(1,4 1,7)

- Với số đám cháy đồng thời:1 đám cháy trong thời gian 10 phút, nhà 3 tầng trở lên: q CC = 10 l/s

- Dung lượng sử dụng nước sinh hoạt trong ngày đêm:

Q max ngày đêm = q SH x N x K ngày /1000 = 170*200*1,35/1000 = 45,9m 3 /ngày.đêm

- Dung lƣợng chữa cháy: Q cc = 10*60*10*12/1000 = 72m 3 /ngày.đêm

- Dung lƣợng tổng cộng: Qtt = 45,9+72 = 118 m 3 /ngày.đêm

Để đáp ứng nhu cầu nước, chọn bể nước có kích thước L.B.H = 9,6.4,1.1,5(m) với dung tích chứa 59,04 m³ Bể nước được xây dựng bằng bê tông toàn khối và có nắp đậy Lỗ thăm nắp bể có kích thước 600x600 mm Hệ thống bơm nước tự động sẽ bơm nước 2 lần mỗi ngày.

LỰA CHỌN TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN

 Ô sàn có kích thước: S1= 4 x 4,1(m); S 2 =2,8 x 4,1(m) => sàn làm việc 2 phương

 Chọn h b theo công thức kinh nghiệm:  1 1  1 

 Vậy ta chọn chiều dày bản nắp h b = 8cm

 Chọn chiều dày bản thành theo điều kiện:  1  1 

 Vậy ta chọn chiều dày bản thành: h b = 14cm

- Bản đáy cách sàn sân thƣợng 500mm

Bản đáy phải chịu tải trọng từ bản thân và cột nước cao 1,5m (1,5 T/m²), đồng thời cần đảm bảo yêu cầu chống nứt và chống thấm Do đó, chiều dày của bản đáy thường dày hơn chiều dày sàn thông thường từ 1,2 đến 1,5 lần Với các yếu tố này, chúng ta sơ bộ chọn chiều dày bản đáy h_b = 14 cm.

- Dầm nắp và dầm đáy bể:

 Dầm nắp có kích thước DN (20x40)cm

 Dầm đáy có kích thước DD(25x45)cm

 Cột: Sơ bộ chọn cột có kích thước C(30x30)cm

- Bê tông B25 có các đặc trƣng sau:

 Cường độ nén dọc trục: R b = 14,5(MPa)

 Cường độ kéo dọc trục: R bt = 1,05(MPa)

 Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo: Eb = 30000(MPa)

- Cốt thép sử dụng có các đặc trƣng sau:

 Thép AIII ( 10): R s = R sc = 365(MPa); R sw = 290(MPa);  R = 0,604

 Thép AI ( bản làm việc hai phương

Bản ngàm vào dầm được mô tả qua sơ đồ tính của bản 4 cạnh ngàm (sơ đồ 9) Nội lực trong ô bản được tra cứu theo sơ đồ 9, như đã được trình bày trong "Sổ tay thực hành Kết cấu công trình" của PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng.

Sàn bê tông cốt thép 8 2500x0,08 1.1 220

 Hoạt tải: do nắp bể không có mục đích sử dụng khác nên chọn hoạt tải là hoạt tải sữa chữa: p u(daN/m 2 ); với hệ số vƣợt tải n = 1,3

=> Tổng tải tác dụng lên nắp bể: q tt = 301,9 + 75  1,3 = 399,4(daN/m 2 )

- Nội lực và cốt thép:

+ Cốt thép sàn: AI  R s = 225(Mpa); với  R 0, 651; R 0, 439

+ Tính bản nhƣ cấu kiện chịu uốn, tiết diện bh = 1008cm

 Hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít:  min  max

 theo TCVN 356 – 2005 thì  min 0.05% thường lấy  min 0.1%

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO BẢN NẮP (Ô BẢN 4m x 4,1m)

Bố trí cốt thép cho lỗ thăm có kích thước 60x60 cm yêu cầu tính toán cốt thép gia cường Để thực hiện điều này, trước tiên cần xác định diện tích cốt thép bỏ đi tại lỗ thăm, sau đó sử dụng diện tích này để gia cường cho lỗ thăm một cách hiệu quả.

 Diện tích thép tại diện tích lổ thăm là: gối nhịp 2 Chọn 612 = 6,79cm 2

Để bố trí thép cho lỗ thăm, chúng ta cần gia cường bằng 4 thanh thép 12, được đặt theo hai phương vuông góc với nhau, mỗi phương gồm hai thanh Ngoài ra, cần thêm 2 thanh thép 12 được đặt nghiêng ở góc 45 độ, đi qua giao điểm của hai thanh thép 12 đã đặt trước đó.

- Sơ đồ và tải trọng:

 Sơ đồ tính: Có 3 loại ô bản thành kích thước

 Tải trọng: thành bể chịu tác dụng của gió và áp lực nước

 Có 2 tổ hợp nguy hiểm nhất là:

 Bể chứa đầy nước + gió hút

 Bể không chứa nước + gió đẩy

Khi bể không chứa nước và có gió đẩy, tải trọng rất nhỏ so với bể đầy nước và gió hút, do đó có thể bỏ qua trường hợp này Mặc dù mỗi tổ hợp sẽ tạo ra một biểu đồ mô men khác nhau, việc bố trí thép 2 lớp trong tính toán cho phép đơn giản hóa quá trình Vì vậy, để đảm bảo an toàn, chúng ta chỉ cần tính toán cho tổ hợp bể chứa đầy nước và gió hút.

Trong đó: n - hệ số tin cậy của tải trọng gió; n = 1,2

Thành phố Lào Cai thuộc vùng IA; dạng địa hình C

W 0 = 55kG/m²; c = +0,8 cho gió đẩy và -0,6 cho gió hút Hệ số k phản ánh sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và địa hình, theo bảng 5-TCVN 2737:1995 Cụ thể, với độ cao h = 46,1m, k = 1,007; còn với h = 48,1m, k = 1,02.

 Áp lực nước: phân bố theo hình tam giác, lớn nhất ở đáy bể: p n = 1,1x1000 x 1,5 = 1650(daN/m 2 )

=> Lực tác dụng lên dải thành rộng 1m: P nước 50(daN/m)

- Nội lực và tính toán cốt thép:

Thành bể là một cấu kiện chịu nén lệch tâm, và để đảm bảo tính toán an toàn, thường bỏ qua trọng lượng của chính nó Do đó, thành bể được xem như một cấu kiện chịu uốn.

 Cạnh dưới ngàm vào bản đáy

 Cạnh bên đƣợc ngàm vào trong cột hay các thành vuông góc

 Cạnh trên tựa đơn do có hệ dầm nắp bao theo chu vi

 Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán Do bản nắp tựa lên thành bể

& thành bể theo phương lực tác dụng có độ cứng lớn nên sơ đồ tính là 1 đầu ngàm

 Ta có sơ đồ tải trọng và biểu đồ nội lực bản thành nhƣ sau:

- Mô men do áp lực của nước gây ra:

M Pl daN m , cách ngàm một đoạn x1 0,553l = 0,829m

- Mô men do áp lực gió hút gây ra:

M Pl daN m , cách ngàm một đoạn x 2 0,625l = 0,937m

Dựa trên tính toán, vị trí tạo ra mô men tối đa ở nhịp không trùng nhau do ảnh hưởng của hai tải gió hút và áp lực nước Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn, chúng ta cộng hai giá trị mô men tối đa này lại để tính toán cốt thép cho bản thành.

 Mô men dương tại nhịp: M nhip 110, 496, 33116, 82(daN m )

 Mơ men âm tại ngàm: M ngàm 247, 5 11, 25 258,75(  daN m )

 Tính bản nhƣ cấu kiện chịu uốn, tiết diện bh = 10014cm

 Chọn a = 1,9cm (giả sử chọn thép 8)  ho = 14 – 1,9 = 12,1cm

 Diện tích thép yêu cầu: s  b b o s

 Hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít max min  

 Theo TCVN 5574-2012 thì min 0, 05% thường lấy  min 0,1%

- Bảng kết quả tính toán cốt thép bản thành hồ nước:

Mơ men (daN.m)  m  A cm s ( 2 ) Chọn A s chọn (cm 2 ) 

- Nhƣ vậy, theo kết quả tính toán ở bảng trên ta chọn thép 8a200 bố trí cho bản thành Thép theo phương dài của bản thành bố trí cấu tạo 6a200

5.2.3.3 TÍNH TOÁN SÀN ĐÁY BỂ NƯỚC

- Chọn đáy bể dày 140mm; sơ bộ chọn kích thước tiết diện các dầm đáy là D250*450

Bố trí hệ dầm đáy nhƣ hình vẽ sau đây

 Đáy bể chỉ có 2 loại ô có kích thước 4,1m x 2,8m và 4m x 4,1m

2 l l =1,46 ; 1,025 < 2 => bản làm việc hai phương

- Vậy sơ đồ tính của ô bản là: bản 4 đầu ngàm (ngàm vào dầm) Nội lực ô bản tra theo sơ đồ 9

 Tĩnh tải: do lớp cấu tạo sàn

Lớp vữa ximăng tạo dốc 2% 4 1800x0.04 1,3 93.6

 Áp lực nước: Pn = n. n h = 1,1x1000x1,5 = 1650daN/m 2

 Hoạt tải: do bản đáy không chịu đồng thời tải của nước và hoạt tải sửa chữa nên ta bỏ qua hoạt tải

 Tổng tải trọng tác dụng lên đáy bể: q tt = 585,7+ 1650 = 2235,7(daN/m 2 )

Nội lực được tính toán cho ô bản 4m x 4,1m, từ đó xác định cốt thép và bố trí cho các ô bản còn lại Điều này được thực hiện do diện tích sàn hồ nước không lớn và các ô bản có sự chênh lệch tải trọng không đáng kể, thuận lợi cho quá trình thi công.

4,1 1, 025 4 l l < 2, bản làm việc hai phương

Tra bảng (sơ đồ 9) ta đƣợc: m 91 = 0,0184; m 92 = 0,0174; k 91 = 0,0429; k 92 = 0,0403

 Bê tông B25, với Rb,5 MPa

 Thép nhịp dùng AI ( 10) R s = 225(Mpa), với  R 0, 651;  R 0, 439

 Thép gối dùng AIII ( 10) R s = 365(Mpa), với R 0, 604;  R 0, 421

 Tính bản nhƣ cấu kiện chịu uốn, tiết diện bh = 10014cm

 Chọn a = 2,1 cm => h o = 14 – 2,1 = 11,9cm (nếu chọn thép 12); a =1,9; h o = 14 – 1,9 = 12,1cm (nếu chọn thép 8 )

 Diện tích cốt thép yêu cầu đƣợc tính theo công thức sau:    0 b b s s

 Hàm lƣợng cốt thép: hàm lƣợng cốt thép không đƣợc quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không đƣợc quá ít: min max

  min : Theo TCVN 5574-2012  min = 0,05%, thường lấy  min = 0,1%

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO BẢN ĐÁY (Ô BẢN 4m x 4,1m)

- Theo kết quả tính toán trong bảng trên, hàm lƣợng cốt thép chọn thỏa yêu cầu

5.2.3.4 TÍNH TOÁN DẦM NẮP VÀ DẦM ĐÁY HỒ NƯỚC

 Dầm nắp: do sàn truyền vào dưới dạng tải phân bố hình thang và hình tam giác

 Dầm đáy: do tĩnh tải bản đáy và trọng lượng nước truyền vào Nếu dầm biên thì kể thêm trọng lượng tường gtường = 0,15*(1,5-0,4)*2500*1,1 = 453daN.m

Trong ETAPS V 9.5, tải trọng tĩnh sàn truyền vào dầm không được quy về tải phân bố đều, mà được mô hình hóa bằng tải phân bố hình thang và hình tam giác Trọng lượng bản thân của dầm máy được tính tự động.

- Nội lực: biểu đồ nội lực của các dầm được thể hiện dưới đây:

Mô men dầm nắp(daN.m)

Mô men dầm đáy(daN.m)

Lực cắt dầm mái(daN)

Lực cắt dầm đáy(daN)

- Tính toán và bố trí thép cho hệ dầm:

Để tính toán thép cho dầm nắp, cần chọn DN4, vì đây là điểm có mô men và lực cắt lớn nhất Sau đó, bố trí thép cho các dầm còn lại do chúng có cùng tiết diện, nhịp và tải trọng gần nhau, dẫn đến mô men nhỏ hơn.

 Tính các hệ số điều kiện sau:

 Diện tích thép yêu cầu là:

- Kiểm tra hàm lƣợng thép:

 min  0, 42(%) max , thỏa điều kiện hàm lƣợng cốt thép

 Mô men gối: Mgối= 1150daN.m

 Tính các hệ số điều kiện sau:

 Diện tích thép yêu cầu là:

 Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

 min  0, 55(%) max , thỏa điều kiện hàm lƣợng cốt thép

- Từ kết quả nội lực xuất từ ETABS V9.5 ta có lực cắt tại gối là:

Q gối = 1850(daN) Xét:  b3 (1 +  f +  n )R bt bh o = 0,6 x (1 + 0 + 0) x 20 x 36,5x 10,5

- Vậy Qmax = 1964(daN) < b3(1 + f + n)R bt bh o = 4599(daN), bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chọn theo cấu tạo Chọn đai  6, đai 2 nhánh Bước đai: ct h 200 (mm) s s

 Chọn s = 150mm bố trí trong đoạn 1/4 đoạn đầu dầm

 Đoạn dầm giữa nhịp, bước đai chọn theo cấu tạo: ct

Chọn s = 300mm bố trí trong đoạn còn lại của dầm

 DD4 (mô men và lực cắt lớn nhất):

 Mô men tại nhịp: Mnhip = 5869(daN.m)

 các hệ số điều kiện sau:

 + Diện tích thép yêu cầu là:

+ Kiểm tra hàm lƣợng thép nhịp:

 min  0,74(%) max , thỏa điều kiện hàm lƣợng cốt thép

- Mô men gối: Mgối = 5145daN.m

 Tính các hệ số điều kiện sau:

 Diện tích thép yêu cầu là:

 Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

 min  0, 49(%) max , thỏa điều kiện hàm lƣợng cốt thép

- Từ kết quả nội lực xuất từ ETABS V9.5 ta có lực cắt tại gối là:

 Vậy Q max = 9292(daN) >  b3 (1 +  f +  n )R bt bh o = 6457,5(daN), bê tông không đủ khả năng chịu cắt, phải tính cốt đai đủ khả năng chịu cắt Chọn đai  6, đai 2 nhánh, a sw = 56,6 mm 2

 Xác định bước cốt đai: khoảng cách tính toán giữa các cốt đai

Do tải phân bố đều và chiều cao h = 450mm ≤ 450mm, bước cốt đai trên đoạn 1/4L gần gối tựa được xác định như sau: s ct = min(h/2; 150mm) = 0mm Kết quả cuối cùng là s = min(s t, s max, s ct) = 150mm.

 Trên đoạn giữa nhịp dầm chọn khoảng cách cốt đai theo cấu tạo s ct = min(3h/4; 500mm) = 300mm

 Chọn khoảng cách các cốt đai s 0(mm) w sw sw

 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: φ γ 2 2 wb b2 b bt 0 sw

Do các dầm đáy DD1, DD2, DD3 có mô men và lực cắt nhỏ hơn dầm DD4 nhưng giá trị nội lực gần nhau, nên để đơn giản và đảm bảo an toàn, lựa chọn thép giống như dầm DD4.

5.2.3.5 TÍNH TOÁN CỘT HỒ NƯỚC

Theo kết quả nội lực từ ETABS, cột hồ nước được xác định là cấu kiện chịu nén lệch tâm Tuy nhiên, để đơn giản hóa trong đồ án, tôi sẽ thực hiện tính toán cột hồ nước như một cấu kiện chịu nén đúng tâm.

- Lực dọc trong cột xuất ra từ ETABS, chọn lực dọc lớn nhất trong cột khung trục 1 - tính thép cho cột hồ nước mái

 Chọn sợ bộ thép cột là: 4 16  A s  8, 04(cm 2 )

 Kiểm tra khả năng chịu lực của cột:

- Kết luận: vì N = 23604(daN)