Luận văn thạc sĩ khu khám và điều trị bệnh viện phong điền tỉnh thừa thiên huế

GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Sự cần thiết phải đầu tư công trình

Công trình khu khám và điều trị bệnh viện Phong Điền, tọa lạc tại Thị trấn Phong Điền, Huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế, được xây dựng nhằm phục vụ nhu cầu khám, chữa bệnh cho người dân trong khu vực và các vùng lân cận Dự án này góp phần giảm tải cho các bệnh viện tuyến trên của tỉnh, đặc biệt là các bệnh viện trung ương và các tỉnh lân cận.

Vị trí công trình - điều kiện tự nhiên-hiện trạng khu vực

1.2.1 Vị trí công trình xây dựng

Bệnh viện Phong Điền, tọa lạc tại số 15 đường Vân Trạch Hòa, Thị trấn Phong Điền, Tỉnh Thừa Thiên Huế, được xây dựng với cổng chính và cổng phụ đối diện khu dân cư qua đường Hồ Bá Tang Khu vực này có mặt bằng rộng rãi, bằng phẳng, gần các tuyến giao thông và có khả năng thoát nước tốt, tạo điều kiện thuận lợi cho người dân đến khám chữa bệnh Hệ thống chiếu sáng và thông gió tự nhiên cũng được đảm bảo, nâng cao chất lượng dịch vụ y tế tại đây.

1.2.2 Điều kiện tự nhiên a Khí hậu

Vị trí xây dựng công trình nằm ở Thừa Thiên Huế nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng:

Thừa Thiên Huế thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với sự phân chia rõ rệt giữa hai mùa khô và mùa mưa Sự khác biệt này tạo nên đặc điểm khí hậu đặc trưng của khu vực.

+ Mùa khô từ tháng 3 đến tháng 8, nhiệt độ khá cao từ 35 đến 40 °C

+ Mùa mưa từ tháng 8 đến tháng giêng, nhiệt độ trung bình mùa mưa là 20 °C

• Các yếu tố khí tượng:

+ Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 21 0 C

+ Nhiệt độ cao nhất trung bình năm: 29 0 C

+ Lượng mưa trung bình: 2600 mm/năm

+ Độ ẩm tương đối trung bình: 79,2%

+ Độ ẩm tương đối thấp nhất vào mùa khô: 60 -70%

+ Độ ẩm tương đối cao nhất vào mùa mưa : 80 -90%

• Hướng gió chính thay đổi theo mùa

Vào mùa đông, từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, gió thịnh hành trên đồng bằng duyên hải chủ yếu có hướng Tây Bắc, với tần suất từ 25 đến 29% Tiếp theo là gió Đông Bắc, đạt tần suất từ 10 đến 15%.

Trong mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9, hướng gió chủ đạo ở đồng bằng duyên hải rất phức tạp và gần như tương đương nhau Cụ thể, gió từ hướng Nam chiếm khoảng 10-16%, gió Tây Nam khoảng 11-14% và gió Đông Bắc cũng đạt từ 10-16%.

Tốc độ gió trung bình tháng dao động từ 1,0 đến 8,6 m/s, ít thay đổi theo mùa, với tốc độ gió trung bình năm cao nhất đạt 2,3 m/s Gió mạnh thường xuất hiện với các hướng khác nhau trong điều kiện thời tiết như bão, lốc, tố, và gió mùa Đông Bắc hoặc Tây Nam.

Theo báo cáo kết quả địa chất công trình, khu đất xây dựng có bề mặt tương đối bằng phẳng và đã được khảo sát bằng phương pháp khoan với độ sâu 25 m Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 5 m so với mặt đất tự nhiên Kết quả khảo sát cho thấy có 4 lớp đất từ trên xuống dưới.

+Lớp đất 1: Lớp 1 là á cát có bề dày 4m

+Lớp đất 2: Lớp 2 là bùn sét hữu cơ màu đen có bề dày 10m

+Lớp đất 3: Lớp 3 là á sét có bề dày 3,0m

+Lớp đất 4: Lớp 4 là lớp cát hạt vừa vàng có bề dày 8m.

Các giải pháp về kết cấu

1.3.1 Giải pháp về tổng mặt bằng

Công trình này mang tính độc lập, do đó giải pháp tổng mặt bằng khá đơn giản Bố trí tổng mặt được xác định dựa trên vị trí công trình, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất Hệ thống bãi đậu xe được thiết kế bên trong công trình, chạy dọc theo tuyến đường Vân Trạch Hòa, nhằm đáp ứng nhu cầu đậu xe cho bệnh nhân và đội ngũ y bác sĩ, với cổng chính hướng trực tiếp ra tuyến đường này.

Hệ thống kỹ thuật điện, nước được nghiên cứu kĩ, bố trí hợp lý, tiết kiệm dễ dàng sử dụng và bảo quản

1.3.2 Giải pháp về tổng kiến trúc a Giải pháp thiết kế mặt bằng

Công trình mới được xây dựng hoàn toàn trên khu đất có diện tích 9000 m², với diện tích xây dựng là 2950 m² và tổng chiều cao đạt 36,7 m, bao gồm 9 tầng nổi.

Trong khối nhà có các khu chức năng như sau:

Bảng 1.1: Các tầng và chức năng của từng tầng

Tầng Công năng Chiều cao (m)

1 Bếp, kho, kho lạnh, phòng kĩ thuật, phòng làm việc, sảnh, phòng pha chế, trực 4.2

Phòng 3 giường,phòng 2 giường, phòng chủ nhiệm khoa, phòng bác sĩ điều trị, phòng đợi, phòng thủ thuật vô khuẩn và hữu khuẩn, phòng trực, phòng thiết bị, kho

Phòng 3 giường, phòng 5 giường, phòng chủ nhiệm khoa, phòng bác sĩ điều trị, phòng hành chính, phòng sinh hoạt chung, phòng trực, phòng thủ thuật vô khuẩn và hữu khuẩn, kho đồ sạch, kho đồ bẩn

3.9 b Giải pháp thiết kế mặt đứng

Mặt đứng của công trình ảnh hưởng lớn đến tính nghệ thuật và kiến trúc cảnh quan khu phố Khi quan sát từ xa, hình khối kiến trúc của công trình hiện lên rõ nét Mặt trước và mặt sau được thiết kế với tường ngoài ốp đá và kính, trong đó mặt kính có những ô cửa rộng giúp tối ưu ánh sáng tự nhiên, đồng thời nâng cao tính thẩm mỹ và tạo sự nhịp nhàng cho ngôi nhà Hai mặt bên được hoàn thiện bằng đá Granit, góp phần làm tăng vẻ đẹp tổng thể của công trình.

Dựa vào đặc điểm sử dụng và điều kiện chiếu sáng, thông thủy, thoáng gió cho các phòng chức năng ta chọn chiều cao các tầng nhà như sau:

+ Tầng 2-8: 3.9 (m) c Giải pháp thiết kế mặt cắt và kết cấu

Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng đã trở nên phổ biến cả trên thế giới và tại Việt Nam Đặc biệt, trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng, bê tông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại.

+ Giá thành của kết cấu BTCT thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu kiến trúc

Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) có nhiều ưu điểm nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm như trọng lượng lớn, khó vượt nhịp lớn, và khó kiểm tra chất lượng cũng như phát hiện vết nứt Dù vậy, khi xem xét các đặc điểm của công trình, việc lựa chọn kết cấu BTCT vẫn được coi là hợp lý.

Tòa nhà được thiết kế với kết cấu khung, đảm bảo tính ổn định và bền vững cho các khu vực chịu tải trọng động lớn Nền móng được thi công theo phương án móng cọc, đảm bảo an toàn và ổn định cho toàn bộ hệ kết cấu, tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành Tường bao xung quanh được xây dựng bằng gạch đặc, kết hợp với hệ khung nhôm kính bao che cho toàn bộ tòa nhà.

Các vật liệu hoàn thiện sẽ được thiết kế theo tiêu chuẩn cao, đáp ứng nhu cầu hiện đại hóa và yêu cầu về thẩm mỹ, nội thất cho tòa nhà văn phòng.

1.3.3 Các giải pháp kỹ thuật khác a Hệ thống điện

Nguồn điện cho công trình được cung cấp từ hệ thống điện thành phố qua trạm biến thế, sử dụng dây cáp bọc chì và dây đồng bọc nhựa với kích cỡ phù hợp Để đảm bảo hoạt động liên tục, công trình còn trang bị máy phát điện Diesel dự phòng Tất cả dây dẫn được chôn sâu dưới đất và kín trong tường, sàn, với bảng điện đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, phục vụ đầy đủ cho nhu cầu chiếu sáng, điều hòa không khí và thiết bị y tế Hệ thống nước được kết nối với mạng lưới cấp nước thành phố, dẫn vào bể chứa ngầm và sử dụng máy bơm để phân phối lên các tầng qua hệ thống ống ngầm Hệ thống thoát nước của công trình cũng được thiết kế thuận tiện, nhờ vị trí tiếp giáp với tuyến đường lớn.

Hệ thống thoát nước mưa và nước thải được thiết kế riêng biệt, với các ống thoát dẫn nước từ trên tầng xuống Nước mưa được xả trực tiếp vào hệ thống cống trên đường Vân Trạch Hòa, trong khi nước thải được thu gom vào hố ga để xử lý trước khi thải ra hệ thống thoát nước thành phố theo quy định.

Các phòng trong công trình đều được thiết kế với cửa sổ và cửa đi bằng kính khung nhôm, giúp tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên và tạo không gian thoáng mát Hệ thống lam che nắng không chỉ bảo vệ khỏi ánh nắng gắt mà còn kết hợp hiệu quả với thông gió và chiếu sáng nhân tạo Bên cạnh đó, công trình còn có hệ thống thu gom rác thải đảm bảo vệ sinh và môi trường.

Hệ thống rác thải được thu gom và xử lý hàng ngày theo hợp đồng với Công ty Môi trường đô thị Nước thải được tập trung tại các hố ga xử lý trước khi được xả ra hệ thống thoát nước thành phố Đồng thời, hệ thống phòng cháy chữa cháy cũng được đảm bảo hoạt động hiệu quả.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy được lắp đặt tại các hành lang và trong từng phòng, bao gồm bình khí CO2 và vòi phun nước kết nối với nguồn nước riêng, nhằm đảm bảo chữa cháy kịp thời khi xảy ra hỏa hoạn Bên cạnh đó, hệ thống chống sét cũng được triển khai để bảo vệ an toàn cho các công trình.

Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới nhất và dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax, được bọc 3 lớp cách điện Hệ thống này có thể lắp đặt bên trong công trình, đảm bảo mỹ quan và cách li hoàn toàn dòng sét ra khỏi công trình.

Kỹ thuật nối đất hình tia kiểu chân chim giúp đảm bảo tổng trở đất thấp, giảm thiểu điện thế bước nguy hiểm cho con người và thiết bị Tất cả các tủ điện, bảng điện và thiết bị điện có vỏ kim loại cần được kết nối với hệ thống nối đất để đảm bảo an toàn.

Sử dụng hệ thống điện thoại hữu tuyến bằng dây dẫn vào các phòng làm việc l Hệ thống giao thông nội bộ

Giữa các phòng và các tầng được liên hệ với nhau bằng phương tiện giao thông theo phương ngang và phương thẳng đứng:

- Phương tiện giao thông nằm ngang là các hành lang

Chỉ tiêu kỹ thuật

1.4.1 Hệ số sử dụng K SD

K0 là tỷ lệ giữa diện tích xây dựng công trình và diện tích lô đất, được biểu thị bằng phần trăm (%) Diện tích xây dựng được tính dựa trên hình chiếu mặt bằng của mái công trình.

9000= 32.7 (%) Trong đó: SXD = 2950(m 2 ) : Diện tích xây dựng tính theo diện tích mặt bằng mái

SLD = 9000(m 2 ) : Diện tích lô đất

1.4.2 Hệ số khai thác khu đất K XD

Hệ số sử dụng là hệ số giữa tổng diện tích sàn trên toàn bộ công trình và diện tích lô đất

9000 = 1.31 Trong đó: SSD = 11775 (m 2 ) Tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn của tầng hầm và mái

Theo TCXDVN 323:2004, mục 5.3, khi xây dựng nhà ở cao tầng trong khu đô thị, mật độ xây dựng tối đa là 40% và hệ số sử dụng đất không vượt quá 5 Nếu công trình đang tính đáp ứng cả hai điều kiện này, thì có thể tiến hành xây dựng.

Vì vậy dự án xây dựng KHU KHÁM VÀ ĐIỀU TRỊ-BỆNH VIỆN PHONG ĐIỀN

Dự án THỪA THIÊN HUẾ là một giải pháp khả thi và cần thiết để đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh của người dân, đồng thời giảm tải áp lực cho các bệnh viện tuyến trên ở thủ đô và Bộ Y tế Dự án này góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng đời sống của người dân Việt Nam.

KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

2 Thiết kế cầu thang trục 1-2 tầng 5 lên tầng 6

3 Thiết kế dầm phụ trục E nhịp 1-9 tầng 5

5 Thiết kế móng khung trục 5

GVHD : ThS PHAN CẨM VÂN ………… SVTH : HOÀNG QUÂN ………… MSV :110150009

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG 5

Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 5

Khi xác định loại liên kết của sàn, nếu sàn liên kết với dầm biên thì được coi là liên kết khớp, còn nếu liên kết với dầm giữa thì là liên kết ngàm Trong trường hợp sàn không có dầm, nó sẽ được xem là tự do để tính toán nội lực Để đảm bảo an toàn khi bố trí thép, nên đặt thép ở biên ngàm đối diện với biên khớp.

𝑙 1 > 2 : Bản làm việc chủ yếu theo phương cạnh ngắn ( Bản loại dầm)

𝑙 1 ≤ 2 : Bản làm việc theo cả 2 phương ( Bản kê 4 cạnh)

Trong đó: L1 : Kích thước cạnh ngắn của ô bản

L2 : Kích thước cạnh dài của ô bản

Dựa vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bản:

Bảng phân loại ô sàn tầng 5 xem phụ lục 1 (bảng 1.1) 2.1.2 Chọn chiều dày ô sàn

Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: hb = Dxl m Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản;

D= 0,8  1,4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn D=1 m= 30  35 với bản loại dầm m= 40  45 với bản kê bốn cạnh

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005, chiều cao tối thiểu của sàn nhà ở và công trình công cộng là 50 cm Để thuận tiện cho quá trình thi công, nên chọn chiều dày sàn là bội số của 10 mm.

Để thuận tiện cho việc tính toán và thi công, bạn nên chọn chiều dày sàn ô bản điển hình cho các ô còn lại, do kích thước có sự chênh lệch Đối với loại bản dầm, hãy chọn m0.

 Hb=1.1,8/30=0,06 m Đối với bản kê 4 cạnh chọn m@

Căn cứ vào kích thước,cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chọn chiều dày ô sàn: + Các ô sàn hành lang, ban công S4, S5, S6, S13, S14, S15, S16, S17, S18 : Hb=0,08m + Các ô còn lại S1, S2, S3, S7, S8, S9, S10, S11, S12: Hb=0,12m

Hình 2.2: Cấu tạo sàn điển hình

Xác định tải trọng

2.2.1 Tĩnh tải sàn a Trọng lượng các lớp sàn:

Dựa trên cấu tạo sàn, tải trọng tiêu chuẩn được tính bằng công thức gtc = γ.δ (KN/m²), trong đó γ là trọng lượng riêng của vật liệu (kg/m³) được lấy từ sổ tay kết cấu, và δ là chiều dày lớp vật liệu (cm) Tải trọng tính toán gtt được xác định bằng n gtc (KN/m²), với n là hệ số an toàn theo bảng 1, trang 10, TCVN 2737-1995.

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau:

Bảng tĩnh tải sàn 80mm, 120mm xem phụ lục 1 (bảng 1.2)

2.2.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:

Tất cả các tường ngăn trên ô sàn đều có chiều dày 100 mm và được xây bằng gạch rỗng với trọng lượng γ = 15 KN/m³ Các tường bao che bên ngoài cùng với tường khu vực cầu thang và thang máy có chiều dày 200 mm Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp lên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên sàn Trọng lượng của tường xây trên dầm sẽ được quy về tải trọng phân bố tác dụng lên dầm.

Chiều cao tường được xác định theo công thức: ht = H - hds

Trong đó: ht : Chiều cao tường

H : Chiều cao tầng hds : Chiều cao dầm sàn tương ứng

Công thức quy đổi tải trọng tường về tải trọng phân bố trên ô sàn:

𝑆 𝑖 (kN/m 2 ) Trong đó: St : Diện tích tường (kể cả cửa)

Diện tích cửa được tính theo hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa, với nt là 1,1 và nc là 1,3 Trọng lượng riêng của tường là 15 kN/m³, trong khi trọng lượng của một mét vuông cửa kính khung nhôm là 0,15 kN/m².

Si : Diện tích ô sàn đang tính toán (m 2 )  t :Chiều dày của mảng tường= 0,1(m)

Bảng tính tĩnh tải các ô sàn tầng điển hình tầng 5 xem phụ lục 1 (bảng 1.3) 2.2.3 Hoạt tải sàn

Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc (daN/m 2 ) lấy theo bảng 3, TCVN 2737-1995

Công trình được phân thành nhiều loại phòng với chức năng riêng biệt Dựa vào từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn, sau đó nhân với hệ số giảm tải cho sàn theo mục 4.3.4.1 và hệ số vượt tải n, từ đó tính toán hoạt tải Ptt (daN/m²).

Trong quá trình tính toán ô sàn, cần xác định giá trị lớn nhất của các hoạt tải tác dụng, bao gồm nhiều loại tải khác nhau Để đơn giản hóa, tất cả các hoạt tải được coi là tải trọng ngắn hạn, trong khi thành phần dài hạn sẽ được bỏ qua.

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Mục 4.3.4 có nêu khi tính dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần được phép giảm như sau:

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1, 2, 3, 4, 5 bảng 3 TCVN 2737-1995 nhân với hệ số ψA1 (khi A>A1=9m 2 )

A A (A: Diện tích chịu tải tính bằng m 2 )

+ Đối với các phòng nêu ở mục 6, 7, 8, 10, 12, 14 bảng 3 TCVN 2737-1995 nhân với hệ số ψA2 (khi A>A26m 2 )

Bảng hoạt tải các ô sàn tầng điển hình tầng 5 xem phụ lục 1 (bảng 1.4)

Xác định nội lực

Tính toán nội lực cho các ô bản theo sơ đồ đàn hồi bằng cách tách chúng thành các ô bản đơn và phân tích chúng độc lập Kích thước cạnh của các ô bản được xác định dựa trên tim dầm.

2.3.1 Nội lực trong ô bản loại dầm

Cắt dải bản rộng 1 (m) theo phương cạnh ngắn (vuông góc với cạnh dài) và xem như

1 dầm Khi đó tải trọng phân bố đều trên dầm là: q = (P + g).1m (KN/m)

Tùy vào liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm:

2.3.2 Nội lực trong các ô bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

-Momen dương lớn nhất ở giữa bản: M1 = mi1.(g+P).l1.l2 (KN.m/m) q

- Momen âm lớn nhất ở gối: MI = M’I = ki1.(g+P).l1.l2 (KN.m/m)

MII = M’II = ki2.(g+P).l1.l2 (KN.m/m) Trong đó: M1; MI; M’I : Momen dùng để tính toán cốt thép theo phương cạnh ngắn

M2, MII và M’II là các momen được sử dụng để tính toán cốt thép theo phương cạnh dài Số i đại diện cho sơ đồ sàn, trong khi mi1, mi2, ki1 và ki2 là các hệ số tra trong sổ tay kết cấu dựa trên i và l2.

Tính toán cốt thép

Vì công trình đổ bêtông toàn khối, nên chọn vật liệu cho toàn công trình như sau:

-Bê tông B20: Rb = 11.5 (MPa) = 11500 (KN/m 2 )

-Cốt thép ≤ 8: Dùng thép CI có: Rs = Rsc = 225 (MPa) = 225000 (KN/m 2 )

Rsw = 175 (MPa) = 175000 (KN/m 2 ) -Cốt thép > 8: Dùng thép CII có: Rs = Rsc = 280 (MPa) = 280000 (KN/m 2 )

Tính toán cốt thép cho 1 ô sàn điển hình

2.5.1 Tính toán và bố trí cốt thép ô bản S 1

-Sơ đồ tính l2/l1=7,8/4,5=1,73 ≤ 2 =>Bản kê 4 cạnh (thuộc sơ đồ 6) -Xác định momen tại các vị trí của ô sàn S1:

+Sàn S8 thuộc sơ đồ tính số 9,tỉ số l2/l1=7,8/4,5=1,73 tra sổ tay kết cấu ta nội suy được các giá trị sau: α 1 = 0,0314 α 2 = 0,0101 β1 = 0,0649 β2 = 0,0217

+Sàn dùng bê tông cấp độ bền B20 có Rb = 11,5Mpa

+Cốt thép CI, A-I có Rs = 225MPa

CII, A-II có Rs = 280MPa

• Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh ngắn lấy giá trị M 1 để tính

Chọn a mm =>h010mm-20mm0mm

= = Hàm lượng cốt thép tính toán min

 =b h = =  Chọn thép 6 có As = 28,3mm 2

=> Khoảng cách giữa các cốt thép là: s TT = 28,3.1000

Chọn thép 6 có s BT = 170mm

Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép S

Vậy cốt thép và khoảng cách đã chọn là hợp lý

• Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh dài lấy giá trị M 2 để tính

Chọn a mm =>h020mm-(20mm+7mm)mm

=> Khoảng cách giữa các cốt thép là: 28, 3.1000 446

Chọn thép 6 có s BT = 200mm => As BT = 141,5 2

Kiểmtra lại hàm lượng cốt thép S

• Cốt thép chịu momen âm theo phương cạnh ngắn lấy giá trị M I để tính

Chọn a mm =>h0I0mm-20mm0mm

=> Khoảng cách giữa các cốt thép là: 78,5.1000

Chọn thép 10 có s BT = 130mm => As BT = 78, 5.1000 2

Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép S

• Cốt thép chịu momen âm theo phương cạnh dài lấy giá trị M II để tính

Chọn a mm =>h0II0mm-20mm0mm

=> Khoảng cách giữa các cốt thép là: 50,3.1000

Chọn thép 8 có s BT = 200mm => As BT = 28, 3.1000 2

Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép

Bảng tính thép ô sàn bản kê xem phụ lục 3 (bảng 3.1)

Bảng tính thép ô sàn bản dầm xem phụ lục 3 (bảng 3.2)

TÍNH TOÁN THANG BỘ TẦNG 5

Mặt bằng cầu thang

Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang bộ tầng 5

- Góc nghiêng của bản thang: 150 0, 5

- Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang:

+ Ô1, Ô2: bản thang, liên kết ở 4 cạnh: cốn, tường, dầm chiếu nghỉ, dầm chân thang (hoặc dầm chiếu tới)

+ Cốn CT1, CT2 liên kết ở 2 đầu: gối lên dầm chiếu nghỉ (DCN1) và dầm chân thang (hoặc dầm chiếu tới)

+ Dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới (DCN1, DCN2, DCT) liên kết ở 2 đầu gối lên tường (cột)

Tính toán các ô bản thang (Ô1)

Bản thang tính toán tương tự như ô sàn với 4 biên được xem là liên kết khớp Việc tính toán phụ thuộc vào tỷ số l2/l1, có thể áp dụng theo bản kê 4 cạnh hoặc bản loại dầm.

Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l2) đối với Ô1: l 2 = 3,80 / 0,894 4, 250  m

- Xác định sơ đồ làm việc của Ô1: l l 2 / 1 = 4, 25 /1,925 2, 21 = tính Ô1 theo bản dầm

- Xác định sơ đồ làm việc của Ô2: l l 2 / 1 = 4,5 /1,9 2,37 =  tính Ô2 theo bản dầm

3.3.2 Xác định tải trọng a Tĩnh tải

Dựa vào cấu tạo các lớp thang ta xác định tĩnh tải như sau: b lopvlieu g = g

Hình 3.2: Cấu tạo các lớp thang

- Lớp vữa trát mặt dưới: g6 = n.. = 1,3.16.0,015 = 0,312 (kN/m 2 )

 Tổng cộng tĩnh tải trên bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng: gb = 0,483 + 0,558 + 1,328 + 0,176 +2,2 + 0,312 = 5,057 (kN/m 2 )

Hình 3.3: Sơ đồ tĩnh tải bản thang b Hoạt tải

Hoạt tải lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 Đối với cầu thang của bệnh viện, ta có hoạt tải tiêu chuẩn: p tc 1 = 3 (kN/m 2 ); p tt 1 = n.p tc 1 = 1,2.3 = 3,6 (kN/m 2 )

Hình 3.4: Sơ đồ hoạt tải bản thang

 Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương thẳng đứng theo chiều nghiêng: q tt b1 = g1 + p tt 1.cos = 5,057 + 3,6.0,894 = 8,275 (kN/m 2 )

 Tổng tải trọng theo phương đứng phân bố trên 1m 2 bản: q tt b = q tt b1.cos = 8,275.0,894 = 7,398 (kN/m 2 )

3.3.3 Xác định nội lực và bố trí cốt thép

Dựa vào liên kết tính tương tự bản sàn, thể hiện tại bảng tính sau:

Bảng 3.1: Bảng tính nội lực và thép bản thang Ô1

Tính bản chiếu nghỉ (Ô2)

Tương tự như sàn với kích thước bản chiếu nghỉ là 1,9x4,5m, thuộc bản kê loại dầm

8 2 R s =R sc = 280 ξ R = 0.623 α R = 0.429 l 1 l 2 g p h a h 0 A s TT H.lượng ỉ a TT a BT A s CH H.lượng

(m) (m) (N/m 2 ) (N/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  BT (%)

BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN LOẠI BẢN DẦM

Kích thước Tải trọng Chiều dày Ô1

3.4.2 Xác định tải trọng a Tĩnh tải: Từ cấu tạo các lớp sàn chiếu nghỉ, ta có bảng tải trọng bản thân như sau

Bảng 3.2: Tải trọng bản thân các lớp sàn chiếu nghỉ (h s = 0,08m)

STT Các lớp cấu tạo δ (m)

Tổng 3.288 b) Hoạt tải: Ta có: p tt = 3,6 (kN/m 2 ) (đã tính ở phần trên)

 Tổng tải trọng theo phương đứng phân bố trên 1m 2 bản: q tt b = g tt + p tt = 3,288 + 3,6 = 6,888 (kN/m 2 )

3.4.3 Xác định nội lực và bố trí cốt thép

Dựa vào liên kết, tương tự bản sàn, ta có nội lực và cốt thép được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 3.3: Bảng tính nội lực và thép bản thang Ô

Tính toán các cốn thang CT1 và CT2

Cốn là dầm đơn giản với chiều dài nhịp lc = 4,25m, 2 đầu liên kết với dầm chân thang (hoặc dầm chiếu tới) và dầm chiếu nghỉ

Hình 3.5: Sơ đồ tính cốn thang

8 2 R s =R sc = 280 ξ R = 0.623 α R = 0.429 l 1 l 2 g p h a h 0 A s TT H.lượng ỉ a TT a BT A s CH H.lượng

(m) (m) (N/m 2 ) (N/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  BT (%)

BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN LOẠI BẢN DẦM

Kích thước Tải trọng Chiều dày

3.5.2 Xác định kích thước sơ bộ

Chiều cao cốn h chọn theo nhịp: h c m d

Ta có l c = 4250 (mm) Với điều kiện md = 10-13, ta chọn md = 13

 h c = 4250 / 13 = 327(mm) Chọn tiết diện cốn là 100300 (mm)

- Trọng lượng phần bê tông: q 1 =n b h h .( − b ) 1,1.25.0,1.(0,3 0, 08)= − =0, 605 (kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát:

- Trọng lượng lan can, tay vịn (tạm tính): q 3 =1, 2.0, 2=0, 24 (kN/m)

- Do ô bản thang Ô1 truyền vào có dạng phân bố đều với:

 Tổng tải trọng tác dụng vào cốn: qc = 0,605 + 0,193 + 0,24 + 7,861 = 8,899 (kN/m)

3.5.4 Xác định nội lực và tính toán cốt thép a Xác định nội lực

Hình 3.6: Sơ đồ tính và nội lực cốn thang

Từ đó ta xác định được nội lực:

• Tính cốt dọc: * Tính cốt thép chịu mô men dương

  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100% 2, 705.100% 1, 0% min 0.1%

 Diện tích cốt thép tính ra 2,705 (cm 2 ) chọn thép 120 có As = 3,142 cm 2 để chịu momen dương, cốt thép chịu momen âm đặt theo cấu tạo, chọn 114

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax Q bmin =  b 3 (1+  f + n ).R b h bt 0 (3.15)

Với Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông, thì ta không cần phải tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo

Trong đó :  f = 0 vì tiết diện dầm đang xét là tiết diện chữ nhật

 n = 0 vì không có lực nén hoặc kéo

 b 3 = 0,6 đối với bê tông nặng

 Tính cốt đai chịu lực cắt:

+ Đoạn gần gối tựa (1/4 nhịp dầm)

150 150 ct h mm s mm mm mm

 Chọn đai ỉ6 s0(mm) bố trớ gần gối

500 500 ct h Mm s mm mm mm

 Chọn đai ỉ6 s 0 (mm) bố trớ giữa nhịp

* Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng với điều kiện:

Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu: 6, n = 1 nhánh, s = 200mm Trong đó:

 w 1 - hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện

 = E = Với: Asw: diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt đai và cắt qua tiết diện ngiêng b: bề rộng tiết diện chữ nhật s: khoảng cách cốt đai

  sw 1= +1 5 .  w = +1 5.7, 78.0, 001415 1, 055 b 1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau

Với  = 0.01- đối với bê tông nặng; R b - tính bằng Mpa

 bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính

* Kiểm tra cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt: Điều kiện:

M = + + =      f = 0 tiết diện chữ nhật;  n = 0 vì không có lực nén hoặc kéo

 b = 2,0 đối với bê tông nặng

(kN/m) Với g : là tĩnh tải phân bố đều, p: là hoạt tải phân bố đều

Tính qsw tùy trường hợp:

Q =  = = kN m thì max( max 2 2 1 ; max 1 )

248, 4 19,94 sw sw tt sw s R A mm

= q = = Đạt so với cốt thép đã chọn

Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai như đã chọn: đặt 6a150 trong khoảng 1/4 nhịp ở hai đầu cốn, phần giữa nhịp bố trí 6a200.

Tính toán nội lực và cốt thép dầm chiếu nghỉ 1 DCN1

3.6.1 Chọn kích thước sơ bộ dầm DCN1

Chiều cao dầm h d chọn theo nhịp: h d m d

Với điều kiện md = 10-13, ta chọn md = 13  h d = 4500/13= 346 (mm)

Chọn tiết diện DCN1 là 200400 (mm)

- Trọng lượng phần bê tông: q 1=n b .( h−h b ) 1,1.25.0,2.(0,4 0,08= − )=1,76( kN/m )

- Trọng lượng phần vữa trát: q 2 =n .(  b+2h−2 ) 1,3.16.0,015.(0,2 2.0,4 2.0,08) 0,2 2h b = + − = 6 ( kN m/ )

- Trọng lượng do bản sàn chiếu nghỉ Ô2 (bản dầm) truyền vào (dạng hình chữ nhật):

Trong đó qb tt = 6,888 (kN/m 2 ) đã tính ở bản Ô2

- Trọng lượng do bản sàn Ô1 (bản dầm) truyền vào (dạng hình chữ nhật): q 4 = 0

 Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: qdcn1 = 1,76 + 0,262 + 6,543 = 8,565(kN/m)

 Tải tập trung do cốn truyền vào: 1 1

3.6.3 Sơ đồ tính và xác định nội lực

Hình 3.7: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 1

Từ đó ta đi xác định nội lực dầm chiếu nghỉ 1:

• Tính toán cốt thép dọc

* Tính cốt thép chịu mômen dương: Mmax = 56,715 (kN.m)

- Kiểm tra điều kiện:  m =0,180 R =0, 429: thỏa điều kiện (với bê tông B20, cốt thép CII có R =0, 429)   1+ 1-2 m 1+ 1 2.0,18

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100% 6, 08 100% 0,82% min 0,1%

 Chọn 2ỉ14+1ỉ20 cú As = 6,22 cm 2 > 6,08 cm 2 , cắt 1ỉ20

* Tính cốt thép chịu mômen âm: do dầm chỉ chịu uốn nên cốt thép chịu mô men âm đặt theo cấu tạo, chọn 212

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax Qbmin = b 3 (1+ f + n ).R b h bt 0

 Bê tông đủ chịu cắt, cốt đai đặt theo cấu tạo Chọn theo điều kiện như ở cốn thang:  Chọn đai ỉ6 s0(mm) bố trớ gần gối

 = E =   sw 1= +1 5 .  w = +1 5.7, 78.0, 001415 1, 055 b 1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau  b 1 = −1 .R b = −1 0.01.R b = −1 0, 01.11,5=0,885

Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo: đặt 6a150 trong khoảng 1/4 nhịp ở hai đầu dầm, phần giữa nhịp bố trí 6a200

• Tính toán cốt treo chịu lực tập trung P do cốn CT1, CT2 truyền vào

Hình 3.8: Sơ đồ tính toán cốt treo

Trong đó: P (kN): Tổng tải trọng tác dụng tập trung lên dầm, P = 18,91 kN (3.6.2) hs = 17cm, h0 = 37cm

- Dùng cốt treo 6 có Rsw = 175 MPa = 17,5 kN/cm 2

- Diện tích cốt treo cần thiết: Asw 0,56 2

- Chọn đai 6, số nhánh n = 2 thì số lượng đai cần thiết là: 0,56 0,989

 sw o s A h h ) R sw  R sw A sw  R sw A sw

Ta đặt mỗi bên mép cốn CT1 (CT2) 2 đai, khoảng cách aPmm trong phạm vi hscm thỏa mãn điều kiện.

Tính toán nội lực và cốt thép dầm chiếu nghỉ 2 DCN2

3.7.1 Chọn kích thước sơ bộ dầm DCN2

Tương tự như DCN1, sơ bộ chọn kích thước DCN2: 200x400mm

Tính toán tương tự DCN1, nhưng đối với DCN2 không có tải trọng do cốn truyền vào nhưng có thêm tải trọng do tường, cửa trên dầm truyền vào

- Trọng lượng phần bê tông: q 1 = n ( b h − h b ) = 1,1.25.0, 2.(0, 4 − 0,08 ) = 1,76 ( k N / m )

- Trọng lượng phần vữa trát: q 2 = n (  b + 2 h − 2 ) h b = 1,3.16.0,015.(0, 2 + 2.0, 4 − 2.0,08) = 0, 2 2 6 ( kN m / )

Trong đó qb tt = 6,888 (kN/m 2 ) đã tính ở bản Ô2

- Để đơn giản, xem như toàn bộ mảng tường là đặc, chiều cao h = 1,95-0,4 = 1,55m

Ta có công thức tính tải trọng tường: ( / ) tc tt t t t t d d d

Trọng lượng tiêu chuẩn của 1 m² vật liệu được xác định theo sổ tay kết cấu công trình, với tường 20 xây gạch ống có giá trị trọng lượng tiêu chuẩn là 3,6 kN/m² Hệ số độ tin cậy được sử dụng trong tính toán là n = 1,1.

St: diện tích của mảng tường trên nhịp đang xét

 Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: qcn = 1,76 + 0,262 + 6,543 + 5,592 = 14,157 (kN/m)

Hình 3.9: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 2

Từ đó ta đi xác định nội lực dầm chiếu nghỉ 2:

• Tính toán cốt thép dọc

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

 Chọn 2ỉ16 cú As = 4,02 cm 2 > 3,68 cm 2

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax Q bmin= b 3  + +(1   f n ).R b h bt 0

 = E =   sw 1= +1 5 .  w = +1 5.7, 78.0, 001415 1, 055 b 1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau  b 1 = −1 .R b = −1 0.01.R b = −1 0, 01.11,5=0,885

Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo: đặt 6a150 trong khoảng 1/4 nhịp ở hai đầu dầm, phần giữa nhịp bố trí 6a200.

Tính toán nội lực và cốt thép dầm chiếu tới DCT

3.8.1 Chọn kích thước sơ bộ dầm DCT

Tương tự như DCN1, sơ bộ chọn kích thước DCT: 200x400mm

Tính toán tương tự DCN1, nhưng đối với DCT có tải trọng do sàn chiếu tới truyền vào thay thế cho sàn chiếu nghỉ

- Trọng lượng phần bê tông: q 1=n b .( h−h b ) 1,1.25.0, 2.(0, 4 0,08= − )=1,76( kN/m )

- Trọng lượng phần vữa trát: q 2 =n .(  b+2h−2 ) 1,3.16.0,015.(0, 2 2.0, 4 2.0,08) 0, 2 2h b = + − = 6 ( kN m/ )

Trong đó qb tt = 7,10 (kN/m 2 ) đã tính ở bản S16 chương 2

 Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: qdcn = 1,76 + 0,262 + 7,455 = 9,477 (kN/m)

 Tải tập trung do cốn truyền vào: 1 1 8,899.4, 25 18, 91( )

Hình 3.10: Sơ đồ tính dầm chiếu tới

Từ đó ta đi xác định nội lực dầm chiếu tới:

• Tính toán cốt thép dọc:

- Kiểm tra điều kiện:  m =0,191 R =0, 429: thỏa điều kiện

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 100% 6, 52 100% 0,88% min 0,1%

 Chọn 2ỉ16+1ỉ18 cú As = 6,567 cm 2 > 6,52 cm 2

* Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Qmax Q bmin= b 3 (1+ f + n ).R b h bt 0

= E =   sw 1 = +1 5 .  w = +1 5.7, 78.0, 001415 1, 055 b 1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau  b 1 = −1 .R b = −1 0.01.R b = −1 0, 01.11,5=0,885

Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo: đặt 6a150 trong khoảng 1/4 nhịp ở hai đầu dầm, phần giữa nhịp bố trí 6a200

• Tính toán cốt treo chịu lực tập trung P do cốn CT1, CT2 truyền vào

Tính toán và bố trí cốt treo giống như dầm chiếu nghỉ 1.

TÍNH TOÁN DẦM TRỤC E (D1) TẦNG 5

Sơ đồ dầm D1 (trục E) trục 1-9

Hình 4 1 : Sơ đồ tính dầm D1.

Xác định tải trọng tác dụng lên dầm D1

4.2.1 Tĩnh tải a Do trọng lượng bản thân

* Chọn tiết diện dầm cho dầm trục 1-9

- Trọng lượng bản thân của dầm chỉ tính với phần không giao với sàn: g d = gbt + gtr

Với: gbt = nbt.ɣbt.b.(h – hb): phần trọng lượng bê tông cốt thép gtr = ntr ɣtr 𝛿tr.[2(h – hb) + b]: Phần trọng lượng lớp vữa trát dày 15mm

+ Toàn bộ nhịp có l = 4,5m gd = 1,1x25x0,20x(0,35-0,12) + 1,3x16x0,015x[2(0,35-0,12)+0,20] = 1,47 (kN/m) b Do sàn truyền vào dầm

- Từ các góc bản, vẽ các đường phân giác, chia sàn thành các phần 1, 2, 3, 4

- Tải trọng tác dụng từ sàn truyền vào dầm:

D1, D2: Tải trọng hình thang D3, D4: Tải trọng tam giác

- Quy đổi các tải trọng hình thang và tam giác đó về phân bố đều

- Đối với sàn bản dầm: xem tải trọng chỉ truyền vào dầm theo phương cạnh dài, dầm theo phương cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn

- Đối với dầm có 2 bên sàn tính tải trọng do cả 2 bên truyền vào

Hình 4.2: Sơ đồ tải trọng tác dụng vào sàn truyền vào dầm D1

*Tải trọng do ô sàn truyền vào dầm

Bảng tải trọng do ô sàn truyền vào dầm D1 xem phụ lục 1 (bảng 1.5) Đối với mảng tường có cửa:

∑G = nt g tc t.St + nc.g tc c.Sc

Trong đó: g tc t: trọng lượng tính toán của 1m 2 tường g tc t =gg+gtr =3 KN/m 3

St: diện tích tường (trong nhịp đang xét) nt =1,1,nc=1,3 : hệ số vượt tải đối với tường và cửa g tc c =0,25 KN/m 2 trọng lượng tiêu chuẩn của 1m 2 cửa

Sc: diện tích cửa (trong nhịp đang xét)

Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là: q = ∑G/ld

Tính toán: Tường dày 200mm gạch ống, chiều cao tường htường=htầng-hdầm=3,9-0,35=3,55(m), diện tích cửa chính 0,8 x 2,7m, cửa sổ 1,2 x 2,0m:

* Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm D1:

Bảng tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm D1 xem phụ lục 1 (bảng 1.6) 4.2.2 Hoạt tải

- Các dầm 1-2,….,8-9 chỉ có do sàn truyền vào Cách tính tương tự như phần tĩnh tải nhưng thay gs bằng ps (hoạt tải sàn trên 1m 2 )

* Hoạt tải truyền vào dầm D1:

Bảng hoạt tải truyền dầm D1 xem phụ lục 1 (bảng 1.7).

Sơ đồ tải trọng và tổ hợp nội lực

4.3.1 Sơ đồ tải trọng a Tĩnh tải

Hình 4.3: Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên dầm D1 b Hoạt tải

Do tính chất bất kỳ của hoạt tải, việc tổ hợp là cần thiết để xác định các giá trị nguy hiểm nhất của nội lực mà hoạt tải gây ra.

- Hoạt tải được chia thành các trường hợp, mỗi trường hợp tải chỉ tác dụng lên 1 nhịp

Hình 4.4: Sơ đồ các trường hợp hoạt tải tác dụng lên dầm D1

Giải nội lực bằng chương trình Sap2000 V14

Biểu đồ momen và lực cắt dầm D1 các trường hợp tải trọng xem phụ lục 1 (Hình 4.5)

Tính toán cốt thép dọc

Vật liệu bê tông, cốt thép chọn giống như cấu kiện sàn, cầu thang

4.4.1 Với cốt thép chịu momen âm

Cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua sự làm việc của cánh Khi đó ta tính với tiết diện chữ nhật

- Căn cứ cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng 13 TCVN 356:2005 ta được Rb và Rs

- Tra phụ lục 8 Giáo trình Kết cấu BTCT (Ngô Thế Phong)-2006 ta được ξR và R

- Giả thiết a =3 cm với nhịp; Chiều cao làm việc h0 = h - a = 35 - 3 = 32 cm

 + Nếu  m > R  tăng kích thước tiết diện (bxh), hoặc tăng mác bêtông

Kiểm tra hàm lượng cốt thép :  min S 1000 0 max

Với dầm % hợp lý là : 0 , 6 %   %  1 , 2 %

4.4.2 Với cốt thép chịu momen dương

- Tiết diện chữ T có kích thước như hình vẽ:

- Tính Sf được lấy bé hơn 3 trị số sau

+ Sf= Bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng dó ứng suất nén chính c Kiểm tra cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt Điều kiện:

 f = 0 tiết diện chữ nhật;  n = 0 vì không có lực nén hoặc kéo

 b 2 = 2,0 đối với bê tông nặng

Với g : là tĩnh tải phân bố đều, p: là hoạt tải phân bố đều

Tính qsw tùy trường hợp:

714, 4 13,86 sw sw tt sw s R A mm

Kiểm tra điều kiện không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng giữa hai thanh cốt đai là rất quan trọng, đảm bảo rằng khe nứt không cắt qua cốt đai Điều kiện này cần tuân thủ giới hạn tối đa là 4, 2, 3, 2.

Trong trường hợp không yêu cầu tiết kiệm cốt thép đai tại giữa nhịp, việc tính toán cốt đai cần dựa vào điều kiện cấu tạo và giá trị stt đã tính được tại gối Cốt đai được chọn phải đảm bảo đáp ứng các yêu cầu chịu lực, với khoảng cách đặt cốt đai tại nhịp không vượt quá giá trị stt.

Bảng tổ hợp lực cắt dầm D1 trục 1-9 xem phụ lục 2 (bảng 2.2)

Bảng tính thép đai dầm D1 trục 1-9 xem phụ lục 3 (bảng 3.4)

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 5

Sơ đồ tính

Hình 5 1: Sơ đồ tính khung trục 5

Xem xét cột ngàm tại vị trí mặt móng là cần thiết Để đơn giản hóa tính toán khung, có thể bỏ qua sự tham gia chịu lực của giằng móng, vì trọng lượng của giằng móng được chuyển thành lực tập trung tác động trực tiếp xuống móng.

5.1.1 Sơ bộ chọn tiết diện khung a Kích thước dầm khung h = ( ) l

Chọn kích thước dầm: đoạn dầm BC, CD, DE là bxh00x 650 mm; đoạn EF, B’B là 300x500mm Console tầng mái 300x350mm b Kích thước cột

Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức Fsb = k.

Trong đó: + k=(1.2÷1.5) Hệ số kể đến momen uốn trong cột

+ N là lực nén lớn nhất trong cột, Rb = 11.5 MPa

Do N chưa có số liệu tính toán nên lấy gần đúng:

Với: Fxq là tổng diện tích các tầng tác dụng trong phạm vi quanh cột

(10÷12kN/m 2 ) (là tải trọng (tĩnh tải + hoạt tải ) của dầm, sàn, tường trung bình tác dụng trên 1 m 2 tầng)

Kiểm tra độ mảnh giới hạn b l 0 ob 31

 : Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng của cấu kiện  = 0, 7

Bảng tính sơ bộ tiết diện cột trục B, E xem phụ lục 1 (bảng 1.8)

Bảng tính sơ bộ tiết diện cột trục C, D xem phụ lục 1 (bảng 1.9)

Hình 5 2: Tiết diện sơ bộ cột và dầm khung

Xác định tải trọng tác dụng lên khung trục 5

5.2.1 Tĩnh tải a Tĩnh tải phân bố: a.1 T ả i tr ọ ng b ản thân: - Dầm D1, D5: (Tiết diê ̣n 300x500mm)

+ Trọng lượng vữa trát dày 15mm, 3 mặt:

Tổng trọng lượng bản thân dầm D1, D5: q tt = 3,465 + 0,355 = 3,82 (kN/m)

+ Trọng lượng vữa trát dày 15mm, 3 mặt :

Tổng trọng lượng bản thân dầm D2, D3, D4: q tt = 4,537 + 0,437 = 4,974(kN/m) Các dầm khác tính toán tương tự kết quả ghi vào bảng sau:

Bảng 5.1: Trọng lượng bản thân dầm khung

D5 0.3 0.5 3.82 a.2 T ả i tr ọ ng phân bố do s à n truy ề n v à o d ầ m tr ụ c 5:

Hình 5 3: Sơ đồ truyền tải phân bố từ sàn vào dầm trục 5

- Dầm D1: Không có tải trọng phân bố do sàn truyền vào

- Dầm D2: Do 2 ô sàn S9 truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

= − +  - Dầm D3: Do 2 ô sàn S4 truyền vào theo dạng tam giác và được quy về phân bố đều:

- Dầm D4: do 2 ô sàn S2 truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

=  − +  - Dầm D5: không có tải trọng phân bố do sàn truyền vào

* Xét các dầm tầng mái: (Sơ đồ như ở các dầm tầng 1-7)

-Sàn tầng mái có cấu tạo khác nên tải trọng tác dụng lên dầm cũng sẽ khác

Cấu tạo: lớp vữa loãng tạo độ dốc trung bình 40mm

-lớp bản sàn bê tông cốt thép dày 80, 120mm (giống các sàn tầng)

- Dầm D36 và D40: Không có tải trọng phân bố do sàn truyền vào

- Dầm D37 và D39: Do 2 ô sàn Sm120 (4,5x7,8m) truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

= − +  - Dầm D38 do 2 ô sàn Sm80 (3,3x4,5m) truyền vào theo dạng tam giác và được quy về phân bố đều: 80 1

8 8 s sm q = g l = = kN m a.3 T ả i tr ọng do tườ ng truy ền vào dầ m khung:

Phần tường truyền vào dầm khung trong phạm vi 60 0 , trọng lượng 1m 2 tường 200 là: gt=n.γg.δg+2n.γxm.δtr=1,1.15.0.2+2.1,3.16.0.015=3,924 kN/m 2

* Xét các dầm tầng 1 đến 7:

Dầm D2 và D4 chịu tải trọng từ mảng tường đặc trong phạm vi 60 độ Trọng lượng truyền lên dầm có hình dạng hình thang, với chiều cao mảng tường được tính là ht = H - hd = 3,9 - 0,65 = 3,25m.

 = l = * Xét các dầm tầng mái: Toàn bộ các dầm trong tầng đều không có tường truyền lên

Bảng tĩnh tải phân bố đều tác dụng lên dầm khung xem phụ lục 1 (bảng 1.10)

▪ Tĩnh tải tập trung tại nút:

Tải trọng tập trung truyền lên nút bao gồm trọng lượng cột trên nút + trọng lượng tường phạm vi 30 0 + tải trọng do dầm dọc truyền vào

Hình 5.5: Sơ đồ điểm nút

+ Xét các nút tầng tầng 2 :

(Tất cả g s đã được tính ở bảng 1.3 Phụ Lục 1)

+ Trọng lượng của cột phía trên nút: không có cột

+ Trọng lượng của tường trong phạm vi 30 0 : Không có tường

+ Trọng lượng do dầm bo truyền vào: Xem gần đúng bằng tải trọng trung bình của 2 bên nhịp dầm:

- Trọng lượng bản thân dầm dọc: tiết diện 150x300mm ( dầm B1)

- Tải trọng do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật): với gs=3,5 kN/m2

- Tải trọng tường và cửa trên dầm dọc: Không có

 Tổng tải trọng truyền vào nút 5 là :

+ Trọng lượng của cột C2 phía trên nút 6 (bê tông + trát):

Pcột= [n.γbt.b.h+2n.γtr.δtr.(b+h+2δtr)].Hcột

= [1,1.25.0,35.0,6+ 2.1,3.16.0,015.(0,35+0,6+2.0,015) ].(3,9-0,65) ,76 kN + Trọng lượng của tường trong phạm vi 30 0 :

= tg = + Trọng lượng do dầm dọc truyền vào: Xem gần đúng bằng tải trọng trung bình của 2 bên nhịp dầm:

-Trọng lượng bản thân dầm dọc: tiết diện 200x350mm

- Tải trọng do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc ( dạng hình chữ nhật ): với gs=3,5 kN/m 2

-Tải trọng do 2 ô sàn S9 truyền vào ( dạng tam giác): với gs9=5,094 kN/m 2

- Tải trọng tường và cửa trên dầm dọc: Đã tính ở dầm phụ chương 4

+ Trọng lượng của cột C10 phía trên nút ( bê tông + trát ):

Pcột= [n.γbt.b.h+2n.γtr.δtr.(b+h+2δtr)].Hcột

= [1,1.25.0,35.0,6+ 2.1,3.16.0,015.(0,35+0,6+2.0,015) ].(3,9-0,65) ,76 kN + Trọng lượng của tường trong phạm vi 30 0 :

= tg = + Trọng lượng do dầm dọc truyền vào: xem gần đúng bằng tải trọng trung bình của 2 bên nhịp dầm:

- Tải trọng do 2 ô sàn S4 truyền lên dầm dọc ( dạng hình thang ): với gs=3,5 kN/m 2

-Tải trọng do 2 ô sàn S9 truyền vào dầm dọc ( dạng tam giác): với gs9=5,094 kN/m 2

- Tải trọng tường và cửa trên dầm dọc: đã tính ở dầm phụ chương 4

+ Trọng lượng của tường trong phạm vi 30 0 : P tg , 964(kN)

+ Trọng lượng do dầm dọc truyền vào: Xem gần đúng bằng tải trọng trung bình của 2 bên nhịp dầm:

- Trọng lượng bản thân dầm dọc: tiết diện 200x350mm

- Tải trọng do 2 ô sàn S4 truyền lên dầm dọc (dạng hình thang): với gs=3,5 kN/m 2 , như ở nút 7 q s =4, 507(kN m/ )

-Tải trọng do 2 ô sàn S2 truyền vào dầm dọc ( dạng tam giác): với gs2=4,6 kN/m 2

+ Trọng lượng của tường trong phạm vi 30 0 : P tg , 964

+ Trọng lượng do dầm dọc truyền vào: xem gần đúng bằng tải trọng trung bình của

- Tải trọng do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc ( dạng hình chữ nhật ): với gs=3,5 kN/m 2

-Tải trọng do 2 ô sàn S2 truyền vào dầm dọc ( dạng tam giác): với gs2=4,6 kN/m 2 như ở nút 8; P s ),11(kN)

Các nút khung ở các tầng 3, 4, 5, 6, 7, 8 và tầng mái được tính toán tương tự như nút khung ở tầng 2 Sau khi hoàn tất quá trình tính toán, chúng ta có bảng tổng hợp tĩnh tải truyền vào các nút khung như sau:

Bảng tĩnh tải tập trung truyền vào nút khung xem phụ lục 1 (bảng 1.11)

5.2.2 Hoạt tải a Hoạt tải phân bố đều:

Hoạt tải phân bố đều trên dầm khung chỉ bao gồm hoạt tải do sàn truyền vào Tính toán cho loại tải này tương tự như tính toán cho tĩnh tải phân bố đều, nhưng cần thay thế gs bằng ps.

(Tất cả p s đã được tính ở bảng 1.4 Phụ Lục 1)

Hình 5.6: Sơ đồ truyền tải phân bố từ sàn vào dầm trục 5

- Dầm D1: Không có hoạt tải phân bố do sàn truyền vào

- Dầm D2: Do 2 ô sàn S9 truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

-Dầm D3: do 2 ô sàn S4 truyền vào theo dạng tam giác và được quy về phân bố đều:

- Dầm D4: do 2 ô sàn S2 truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

- Dầm D5: không có tải trọng phân bố do sàn truyền vào

* Xét các dầm tầng 9: (Sơ đồ như ở các dầm tầng 1-7)

- Dầm D36 và D40: Không có tải trọng phân bố do sàn truyền vào

- Dầm D37 và D39: Do 2 ô sàn Sm (4,5x7,8m) truyền vào theo dạng phân bố hình thang và được quy về phân bố đều

Hoạt tải tiêu chuẩn ô sàn mái lấy 0,75kN/m 2 (mái bằng bê tông không sử dụng)

-Dầm D38 do 2 ô sàn Sm (3,3x4,5m) truyền vào theo dạng tam giác và được quy về phân bố đều:

Bảng 5.4: Giá trị hoạt tải phân bố đều tác dụng lên dầm khung

Tầng Cấu kiện Dạng phân bố Hoạt tải kN/m

Do sàn truyền vào dầm dọc, dầm dọc truyền vào nút Nhưng được tách ra thành 2 thành phân bên trái và bên phải nút

Hình 5 7: Mặt bằng phân bố hoạt tải vào nút

+ Xét các nút tầng 2 đến 8:

Hoạt tải do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên phải nút 5: với ps14=2,4 kN/m 2

- Hoạt tải do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên trái nút 6: với ps14=2,4 kN/m 2

-Hoạt tải do 2 ô sàn S9 truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên phải nút 6: với ps9=1,69 kN/m 2

-Hoạt tải do 2 ô sàn S9 truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên trái nút 7: với ps9=1,69 kN/m 2 P 7 t =P 6 P , 69kN

- Hoạt tải do 2 ô sàn S4 truyền lên dầm dọc (dạng hình thang) bên phải nút 7: với ps4=3,6

- Hoạt tải do 2 ô sàn S4 truyền lên dầm dọc (dạng hình thang) bên trái nút 8: với ps4=3,6 kN/m 2 P 8 t = P 7 p =5, 434(kN)

-Tải trọng do 2 ô sàn S2 truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên phải nút 8: với ps2=1,69kN/m 2

-Tải trọng do 2 ô sàn S2 truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên trái nút 9: với ps2=1,69 kN/m 2 : P 9 t = P 8 p , 69(kN)

-Tải trọng do 1 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên phải nút 9: với ps14=2,4 kN/m 2

-Tải trọng do 1 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên trái nút 10: với ps14=2,4kN/m 2

+ Xét các nút tầng mái:

Hoạt tải do 2 ô sàn Sm truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên phải nút 47: với psm=1,3.0,75=0,975 kN/m 2

- Hoạt tải do 2 ô sàn S14 truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên trái nút 48: với psm=1,3.0,75=0,975 kN/m 2

Hoạt tải do 2 ô sàn Sm (4,5x7,8m) truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên phải nút 48:

Hoạt tải do 2 ô sàn Sm (4,5x7,8m) truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên trái nút 4

Hoạt tải do 2 ô sàn Sm(3,3x4,5m) truyền lên dầm dọc (dạng hình thang) phải nút 49:

Hoạt tải do 2 ô sàn Sm(3,3x4,5m) truyền lên dầm dọc bên trái nút 50: P 50 t = =P 49 p 4,936( )kN -Hoạt tải do 2 ô sàn Sm (4,5x7,8m)truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên phải nút 50: P 50 p = P 49 t =6,17kN

-Hoạt tải do 2 ô sàn Sm (4,5x7,8m)truyền vào dầm dọc (dạng tam giác) bên trái nút 51: P 51 t = P 50 p =6,17kN

- Hoạt tải do 1 ô sàn Sm truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên phải nút 51:

- Hoạt tải do 1 ô sàn Sm truyền lên dầm dọc (dạng hình chữ nhật) bên trái nút 52:

Bảng 5.5: Giá trị hoạt tải tập trung tại nút

Tầng Nút Hoạt tải (kN)

5.2.3 Tải trọng gió tác dụng lên cột khung:

Công trình có chiều cao 36,7m, dưới 40m, nên khi tính toán tải trọng gió, chỉ xem xét thành phần gió tĩnh Trong trường hợp gió trái, việc tính toán này là cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình.

Công trình được xây dựng ở Huyện Phong Điền – Tỉnh Thừa Thiên Huế, theo TCVN 2737-1995 thuộc vùng IIIB nên W05daN/m 2 =1,25 kN/m 2

- Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió W ở độ cao z so với mốc chuẩn xác định theo công thức: W tc =W 0 k.c

- Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

Giá trị áp lực gió được xác định theo bản đồ phân vùng với W0 = 1,25 kN/m² Hệ số k tính đến sự thay đổi tải trọng gió theo độ cao và dạng địa hình, được tham khảo từ bảng 5 TCVN 2737-1995, trong đó công trình thiết kế nằm ở khu vực địa hình B Hệ số khí động c, được xác định theo bảng 6 TCVN 2737-1995, phụ thuộc vào hình khối và bề mặt đón gió của công trình Đối với các mặt thẳng đứng, hệ số khí động cho mặt đón gió là c = +0,8 và cho mặt hút gió là c = -0,6 Áp lực gió sẽ thay đổi theo chiều cao của công trình dựa trên hệ số k.

- Tải trọng gió tác dụng trong 1 tầng được lấy với chiều cao z trung bình của tầng đó

(để xác định hệ số k) n : hệ số độ tin cậy (n = 1.2) ; β: hệ số điều chỉnh theo thời gian sử dụng Thời gian giả định là 50 năm; β=1

Trong công thức, hệ số k được xác định dựa trên cốt nền mặt đất tự nhiên Sau khi thực hiện các phép tính, tải trọng gió tĩnh được truyền xuống mức sàn sẽ được xác định như sau:

Bảng tổng thành phần gió tĩnh tiêu chuẩn xem phụ lục 1 (bảng 1.12)

Tải trọng gió phân bố vào cột được xác định: q=n.B W0.k.c= n.B W tc n=1.2: hệ số độ tin cậy tải trọng

B : bề rộng đón gió của cột: B=(4,5+4,5)/2=4,5m

Bảng tải trọng gió tĩnh tác dụng lên từng tầng xem phụ lục 1 (bảng 1.13)

-Phần tải trọng gió tác dụng lên thành sê nô từ đỉnh cột trở lên đưa thành lực tập trung đặt ở đầu cột được xác định: P= n.B W0.ki.ci.hi

Thành sê nô xây cao 0,9m, độ cao trung bình z1,2m, nội suy k=1,227

Ph=1,2.4,5.1,25.1,227.0,6.0,9=4,472 kN b Trường hợp gió phải : Lấy ngược lại so với gió trái

5.2.4 Các sơ đồ chất tải

(Các sơ đồ TT, HT1, HT2, gió tĩnh trái, gió tĩnh phải được đưa vào phần phụ lục 1, Hình 5.8 – 5.12)

Sử dụng phần mềm SAP 2000 v14 để giải nội lực trong khung do tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh gây ra

Sau khi chạy chương trình tính có được biểu đồ nội lực như hình vẽ Giá trị nội lực được ghi chi tiết ở bảng tổ hợp nội lực

(Các biểu đồ nội lực chạy ra từ phần mềm được đưa vào phần phụ lục 1, Hình 5.13 – 5.27) 5.2.6 Tổ hợp nội lực

Sau khi tính toán nội lực trong khung do các loại tải trọng khác nhau, cần tiến hành tổ hợp để xác định nội lực nguy hiểm nhất Đối với khung, cần xác định hai tổ hợp chính: THCB1 và THCB2.

+ THCB 1 = TT + 1 loại hoạt tải tạm thời nguy hiểm nhất

Mặc dù có hai trường hợp hoạt tải là HT1 và HT2, nhưng cả hai đều thuộc loại hoạt tải tạm thời Do đó, khi tổ hợp, cần xác định thêm trường hợp kết hợp của HT1 và HT2, được ký hiệu là (HT1 + HT2), để đảm bảo tính toán chính xác và toàn diện.

Như vậy tổ hợp này sẽ có:

Max = Tĩnh tải + max (HT1, HT2, HT1 +HT2, GT, GP)

Min = Tĩnh tải + min (HT1, HT2, HT1+HT2, GT, GP)

+THCB 2 là tổ hợp của tĩnh tải và từ 2 loại hoạt tải tạm thời trở lên Trong đó, tải tạm thời có nhân hệ số 0,9

Như vậy tổ hợp này sẽ có:

Max = Tĩnh tải + 0,9.Σ ( HT1, HT2, HT1 +HT2, GT, GP) + tổng của những số dương

Để tính toán thiết kế thép cho tiết diện, giá trị Min được xác định theo công thức: Min = Tĩnh tải + 0,9.Σ (HT1, HT2, HT1 + HT2, GT, GP) - tổng của những số âm Trong quá trình thiết kế, cần sử dụng giá trị lớn nhất từ hai tổ hợp tính toán này.

1 Tổ hợp nội lực trong dầm:

Trong dầm tổ hợp momen Mmax, Mmin, tại 5 tiết diện là: gối, nhịp, gối (0, l/4, l/2, 3l/4, l)

Tổ hợp lực cắt Qmax, Qmin tại 5 tiết diện là: gối, ẳ nhịp, ẵ nhịp, ắ nhịp, gối (0, l/4, l/2, 3l/4, l)

Kết quả tổ hợp lập thành bảng

2 Tổ hợp nội lực trong cột:

Trong cột tổ hợp tại 2 tiết diện: đầu cột và chân cột trong mỗi tầng

Riêng cột tầng 1 có tổ hợp thêm lực cắt Q để dùng cho tính toán móng.

Tính cốt thép khung

5.3.1 Tính cốt thép dầm khung

Tính cốt thép dọc và cốt thép đai tương tự như cách tính thép ở phần tính dầm dọc (chương 4) Dầm có cánh 2 bên (dầm giữa )

Tính toán dầm như cấu kiện có tiết diện chữ T theo cường độ trên tiết diện thẳng góc có cánh nằm trong vùng nén (hình vẽ) Bề rộng cánh b ' f = +b 2.S f

* Dầm từ tầng 1 đến tầng mái

+ Tính toán tương tự ta có: Nhịp B’-B; nhịp C-D: b ' f 00mm

* Xác định trục trung hoà

Giả thiết a = 4cm  hoe - 4= 61 cm

Ta thấy mômen dương lớn nhất ở trong bảng tổ hợp là

Vậy trục trung hoà qua cánh tính toán như tiết diện chữ nhật b’f x h

Biểu đồ momen, lực cắt, lực dọc khung, và các trường hợp tải trọng xem phụ lục 1

Bảng tổ hợp Moment dầm khung trục 5 xem phụ lục 2 (bảng 2.3)

Bảng tính thép dầm khung trục 5 xem phụ lục 3 (bảng 3.5)

Bảng tổ hợp lực cắt dầm khung trục 5 xem phụ lục 2 (bảng 2.4)

Bảng tính thép đai dầm khung trục 5 xem phụ lục 3 (bảng 3.6)

Bảng tổ hợp lực dọc cột khung trục 5 xem phụ lục 2 (bảng 2.5)

Bảng tính thép dọc cột khung trục 5 xem phụ lục 3 (bảng 3.7)

THIẾT KẾ MÓNG TRỤC 5

THIẾT KẾ PHẦN NGẦM

THIẾT KẾ VÁN KHUÔN PHẦN THÂN

TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN THÂN

Tiêu đề	Khu Khám Và Điều Trị Bệnh Viện Phong Điền – Thừa Thiên Huế
Tác giả	Hoàng Quân
Người hướng dẫn	ThS. Phan Cẩm Vân, NCS. Đặng Hưng Cầu
Trường học	Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp
Thể loại	thesis
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	187
Dung lượng	7 MB