Luận văn thạc sĩ trường cao đẳng bách khoa đà nẵng

Giới thiệu về công trình

Công trình mang tên: Trường Cao Đẳng Bách Khoa Đà Nẵng

Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, nhu cầu lao động có tay nghề càng lớn

Để đáp ứng 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 khu dân cư xuống cấp là rất cần thiết Sự phát triển này không chỉ phù hợp với thời đại mà còn góp phần nâng cao chất lượng sống cho người dân.

Trường Cao Đẳng Bách Khoa Đà Nẵng (CKB) - Danang Polytechnic College (DPC) được thành lập vào năm 2008 với chiến lược phát triển đột phá trong lĩnh vực giáo dục đào tạo, nhằm trở thành một cơ sở đào tạo uy tín Để mở rộng quy mô và nâng cao chất lượng, trường đã quyết định đầu tư xây dựng cơ sở 2, bên cạnh cơ sở 1 tọa lạc tại 125 Phan Đăng Lưu, phường Hòa Cường Nam.

Công trình tọa lạc tại 271 Tố Hữu, quận Cẩm Lệ, nằm ở vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, góp phần tạo điểm nhấn đồng thời mang đến sự hài hòa, hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư.

Công trình nằm trên trục đường giao thông rộng 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 bằng phẳng, không có công trình cũ hay công trình ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công và bố trí tổng bình đồ.

Điều kiện khí hậu, địa chất, thủy văn

Vị trí xây dựng công trình nằm ở Thành phố Đà nẵng nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng:

Thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động:

• Nhiệt độ trung bình hàng năm : 25.9 o C;

• Tháng có nhiệt độ cao nhất : trung bình 28 - 30 o C (tháng 6, 7, 8)

• Tháng có nhiệt độ thấp nhất : tháng 12 1 2 18 - 23

+Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 11:

• Lượng mưa trung bình hàng năm : 2504.57 mm;

• Lượng mưa cao nhất trong năm : 550 - 1000 mm; 10 11

• Lượng mưa thấp nhất trong năm : 23 40 mm; 1 2 3 4

+Gió: có hai mùa gió chính:

• Gió tây nam chiếm ưu thế vào mùa hè; gió đông bắc chiếm ưu thế trong mùa đông

• Thuộc khu vực gió IIB

+Độ ẩm: độ ẩm trung bình hàng năm: 80-85%

Nắng: tổng số giờ nắng trong năm: 2156.2 giờ

➢ Địa hình: Địa hình khu đất bằng phẳng, tương đối rộng rãi thuận lợi cho việc xây dựng công trình

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 50 m Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 4,2 m so với mặt đất tự nhiên Kết quả khảo sát cho thấy có nhiều lớp đất từ trên xuống dưới.

+ Phần đất lấp: chiều dày không đáng kể

+ Sét pha, trạng thái dẻo cứng, dày 5,0m

+ Cát pha, trạng thái dẻo, dày 6,0m

+ Cát bụi trạng thái chặt vừa, dày 7,5m

+ Cát hạt nhỏ và hạt trung, trạng thái chặt vừa, dày 8,0m

+ Cát hạt thô lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt, chiều dày lớn hơn 60m.

Các giải pháp kiến trúc công trình

Mặt bằng và phân khu chức năng

Mặt bằng công trình hình chứ nhật, chiều dài 40,0 m, chiều rộng 22,55 m chiếm diện tích đất xây dựng là 1479 m 2

Công trình bao gồm 12 tầng, tính cả mái, với cốt ±0,00 m được đặt tại mặt sàn tầng trệt Mặt đất tự nhiên ở cốt -0,45 m, và chiều cao tổng thể của công trình là 44,25 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên.

Tầng trệt: dùng làm khu thể thao, sinh hoạt đoàn đội trong nhà và phòng y tế, căn tin…

Tầng 2 – 10: bố trí các phòng học, phòng chức năng, văn phòng khoa, phòng thực hành…phục vụ nhu cầu dạy và học

Giải pháp mặt bằng đơn giản giúp tạo không gian rộng rãi cho việc bố trí các phòng học, sử dụng vật liệu nhẹ làm vách ngăn để tổ chức không gian linh hoạt, phù hợp với xu hướng và nhu cầu mở rộng phòng học trong tương lai.

Giải pháp mặt đứng

Mặt đứng của công trình ảnh hưởng lớn đến tính nghệ thuật và kiến trúc cảnh quan của khu phố Khi nhìn từ xa, toàn bộ công trình hiện lên với hình khối kiến trúc ấn tượng Mặt trước và mặt sau được thiết kế với tường ngoài ốp đá và kính, trong đó kính được sử dụng với các ô cửa rộng để đảm bảo ánh sáng tự nhiên cho ngôi nhà Hai mặt chính có hệ lam bằng bê tông và kim loại, vừa che nắng vừa tăng tính thẩm mỹ, tạo sự nhịp nhàng và mềm mại cho công trình Hai mặt bên được hoàn thiện bằng đá Granit Dựa vào đặc điểm sử dụng và điều kiện chiếu sáng, thông thủy, thoáng gió cho các phòng chức năng, chiều cao các tầng nhà được lựa chọn phù hợp.

+ Tầng 2 đến tầng 11 cao 3,6m

Giải pháp thiết kế kết cấu

Hiện nay, việc sử dụng bê tông cốt thép trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình nhà cao tầng, đang trở nên phổ biến ở cả Việt Nam và trên thế giới Bê tông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.

+ 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

+ Bên 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) gặp phải nhiều khuyết điểm, bao gồm trọng lượng lớn, khó vượt nhịp dài, khó khăn trong việc kiểm tra chất lượng và dễ xuất hiện vết nứt.

Xem xét nhưng ưu điểm, nhược điểm của kết cấu BTCT và đặc điểm của công trình thì việc chọn kết cấu BTCT là hợp lí

Tòa nhà được thiết kế với cấu trúc kết hợp giữa hệ khung và lõi vách cứng, đặc biệt là vách khu vực thang máy, cùng với sàn bê tông cốt thép (BTCT) Phương án này đảm bảo tính ổn định và bền vững cho các khu vực chịu tải trọng động lớn.

Phương án nền móng sẽ được thi công bằng cọc khoan nhồi, 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 gạch đặc kết hợp hệ khung nhôm kính bao che cho toàn bộ tòa nhà

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

Các giải pháp kỹ thuật công trình

Công trình được cung cấp điện từ hệ thống điện thành phố và có máy phát điện dự trữ, nhằm đảm bảo tất cả thiết bị trong tòa nhà hoạt động bình thường khi xảy ra mất điện đột ngột Nguồn điện phải đảm bảo cho hệ thống thang máy và hệ thống làm lạnh hoạt động liên tục.

Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc sửa chữa Hệ thống cấp điện chính phải được đặt trong các hộp kỹ thuật ngầm trong tường, không đi qua các khu vực ẩm ướt Ngoài ra, hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A được bố trí theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra.

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố và dẫn vào bể chứa nước ở tầng mái

Nước thải từ các công trình được dẫn về hệ thống thoát nước chung của thành phố Nước mưa từ mái nhà được dẫn xuống qua hệ thống ống thoát đứng, sau đó chảy vào mương thoát quanh nhà và tiếp tục ra hệ thống thoát nước chính Nước thải từ phòng vệ sinh sẽ được thoát xuống bể tự hoại, sau khi được xử lý, nước thải mới được đưa vào hệ thống thoát nước chính.

Hệ thống giao thông nội bộ

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

Hệ thống giao thông của tòa nhà bao gồm 02 thang bộ và 04 thang máy, được bố trí hợp lý với thang máy ở hai góc và phòng học ở giữa, tạo ra khoảng đi lại ngắn nhất Thiết kế này không chỉ tiện lợi mà còn đảm bảo thông thoáng và an toàn cho việc thoát hiểm trong trường hợp có sự cố.

H ệ thống thông gió, chiếu sáng

Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, việc thông gió và chiếu sáng là rất quan trọng Các phòng đều tiếp xúc với thiên nhiên, vì vậy cửa sổ và cửa đi được lắp kính khung nhôm, kết hợp với hệ lam che nắng, tạo không gian thoáng mát và đảm bảo ánh sáng tự nhiên Bên cạnh đó, còn có sự kết hợp với thông gió và chiếu sáng nhân tạo để nâng cao hiệu quả sử dụng.

Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

Các đầu báo khói và báo nhiệt được lắp đặt tại các khu vực như phòng học, văn phòng khoa, sảnh, hành lang và các phòng kỹ thuật, hội trường để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy.

Các thiết bị báo động như nút báo động khẩn cấp và chuông báo động được lắp đặt tại tất cả các khu vực công cộng, đảm bảo dễ nhìn và dễ thấy, nhằm truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm xảy ra hỏa hoạn Hệ thống báo nhiệt, báo khói và dập lửa được trang bị cho toàn bộ công trình để đảm bảo an toàn tối đa.

Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới nhất, kết hợp với dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax được bọc 3 lớp cách điện Giải pháp này không chỉ đảm bảo mỹ quan cho công trình mà còn 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, từ đó giảm điện thế bước gây nguy hiểm cho người và thiết bị Hệ thống chống sét được thiết kế với điện trở nối đất không vượt quá 10Ω, đảm bảo an toàn tối ưu.

Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị cần được thực hiện độc lập với hệ thống nối đất chống sét, đảm bảo điện trở không vượt quá 4Ω Tất cả các tủ điện, bảng điện và thiết bị điện có vỏ kim loại phải được kết nối với hệ thống nối đất để đảm bảo an toàn.

Nước thải của công trình được xử lí trước khi đẩy ra hệ thống thoát nước của Thành Phố

Rác thải hàng ngày được công ty môi trường và đô thị thu gom và vận chuyển đến bãi rác của thành phố Tuy nhiên, công trình không thiết kế ống thải rác, dẫn đến việc thu gom rác thủ công ở các phòng học.

Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

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

SXD = 1171,6 m 2 là diện tích xây dựng công trình

SLD = 5014,2 m 2 là tổng diện tích lô đất

Theo TCXDVN 323-2004 thì mật độ xây dựng không được vượt quá 40% Công trình trường Cao Đẳng Bách khoa thỏa mãn theo TCXDVN 323-2004

HXD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất

SS  12887,6 m 2 là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái

Theo TCXDVN 323-2004 thì hệ số sử dụng đất không vượt quá 5 Công trình trường Cao Đẳng Bách Khoa thỏa mãn theo TCXDVN 323-2004.

Sơ đồ tính toán

Từ mặt bằng kiến trúc, ta chia sàn thành các ô sàn như dưới đây để thuận tiện cho việc tính toán

Hình 2 1: Mặt bằng tính toán sàn tầng 3

Chọn sơ bộ tiết diện sàn

- Lưới cột lớn (8m x 8m) nên dùng hệ dầm giao nhau chia nhỏ các ô sàn

- Dùng ô sàn lớn nhất: S1 kích thước 8 x 4m để tính

Chiều dày sàn được xác định dựa vào nhịp và tải trọng tác dụng Để tính toán chiều dày sàn một cách sơ bộ, có thể áp dụng công thức hS =

• D = 0.8÷1,4 - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

• ms = 30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm;

• ms = 40 ÷45 - đối với bản kê 4 cạnh;

• l1, - nhịp cạnh ngắn của ô bản

➢ Ghi chú : Gọi l1, l2 lần lượt l cạnh ngắn và cạnh dài của các ô bản:

- Nếu l2/l1 > 2 : Sàn được tính theo bản dầm (bản sàn 1 phương)

- Nếu l2/l1 ≤ 2 : Sàn được tính theo bản kê 4 cạnh (bản sàn 2 phương)

+ l1 : là chiều dài cạnh ngắn của ô sàn: l1 = 4 cm

Bảng 2 1: Tổng hợp số lượng ô sàn

Xác định tải trọng

Khi tính tải trọng tính tóan cho từng lớp vật liệu ta áp dụng công thức như sau:

Trong đó : gi : Trọng lượng tính tóan tải bản thân lớp i

i : Trọng lượng thể tích của vật liệu thứ i

i : Độ dày của lớp vật liệu thứ i ni : Hệ số độ tin cậy lớp thứ i

Bảng 2 2: Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S4, S5, S8, S10, S11, S12,

Cấu tạo các lớp sàn

Tiêu chuẩn Hệ số Tính toán

(cm) (kN/m3) (kN/m2) n (kN/m2) gi = i i ni

Bảng 2 3: Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S6, S7

Bảng 2 4: Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S3,S9,S14 (sàn nhà vệ sinh)

Lớp chống thấm tạo dốc

Trong quá trình xác định nội lực trong ô sàn, đối với các ô sàn có tường xây bên trên nhưng không có dầm phụ bên dưới, ta tiến hành quy tải tường về tải phân bố đều trên toàn sàn Trọng lượng bản thân của tường ngăn được tính tổng cộng trên từng sàn, sau đó chia cho diện tích sàn đó để có tải trọng dưới dạng phân bố.

Các tường ngăn được xây bằng gạch dày 200mm, với chiều cao đạt 3,5m (tính từ 3,6m trừ 0,1m) Trọng lượng bản thân của tường sẽ được xác định theo bảng quy định, tùy thuộc vào việc có cửa hay không.

Bảng 2 5: Trọng lượng của tường

Loại tường Số cửa Trọng lượng riêng

=> Từ đó tính đc tải phân bố trên sàn:

Bảng 2 6: Trọng lượng quy đổi của tường về các ô sàn

Trọng lượng phân bố

 Kết quả tổng tĩnh tải:

Bảng 2 7: Tĩnh tải tính toán của các ô sàn Ô sàn g tt sàn g tt tường g tt

Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được xác định theo tiêu chuẩn tải trọng của Việt Nam (TCVN 2737 - 1995) dành cho các loại phòng dựa trên mục đích sử dụng Tải trọng này được tính theo công thức: p tt = p tc np.

Trong bài viết này, chúng ta có thể xác định hệ số n như sau: n = 1.3 khi p tc < 2000 N/m² và n = 1.2 khi p tc ≥ 2000 N/m² Các ký hiệu được sử dụng bao gồm ptt (N/m²) là hoạt tải tính toán, p tc (N/m²) là tải trọng tiêu chuẩn theo TCVN 2737 - 1995, và np (N/m²) là hệ số độ tin cậy cũng theo TCVN 2737 - 1995.

Bảng 2 8: Hoạt tải lấy theo tiêu chuẩn

Chức năng sử dụng

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

- Cầu thang, hành lang, sảnh.( S6,S7) 3 1,2 3,6

-Phòng học+ hành lang

Theo điều 4.3.4 TCVN 2737 – 1995, đối với các phòng có công năng như phòng ở, phòng vệ sinh và hành lang, hoạt tải tiêu chuẩn có thể được giảm bằng cách nhân với hệ số ψA1 khi diện tích chịu tải A của sàn lớn hơn 9 m² và 36 m².

▪ Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số ψA1

▪ Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 bảng nhân với hệ số ψA2

Trong đó: A : diện tích chịu tải

Phòng học được nêu ở mục 11 nên không nhân hệ số

 Kết quả hoạt tải lên sàn:

Bảng 2 9: Hoạt tải tính toán của các ô sàn Ô sàn Công năng

Hoạt tải tính toán ptt (N/m 2 )

Xác định nội lực

Để xác định nội lực các ô sàn ta dựa vào kích thước các cạnh của ô sàn và xác định sơ đồ tính theo công thức

Sơ đồ tính và xác định nội lực ô sàn bản kê 4 cạnh

Momen uốn của bản kê 4 cạnh được xác định theo công thức sau:

+ Theo phương cạnh ngắn: M1 = mi1 x P

+ Theo phương cạnh dài: M2 = mi2 x P

+ Theo phương cạnh ngắn: MI = -ki1 x P

+ Theo phương cạnh dài: MII = -ki2 x P

Trong đó : • P: là tổng tải trọng phân phối trên sàn

• mi1, mi2, ki1, ki2, : là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào điều kiện liên kết của cạnh và tỷ số l2/l1

Tra bảng ứng với sơ đồ 9 để xác định nội lực và lập ra bảng Sơ đồ tính:

Hình 2 2: Sơ đồ tính của ô sàn bản kê 4 cạnh

Sơ đồ tính và xác định nội lực ô sàn loại bản dầm

- Sơ đồ tính: cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải rộng b = 1m để tính

Hình 2 3: Sơ đồ tính của ô sàn bản dầm

- Momen uốn được xác định theo phương cạnh ngắn dựa vào công thức:

Pl Trong đó : • P: Tổng tải trọng phân phối trên sàn; l: Chiều dài nhịp tính toán

Số liệu tính toán được lập thành bảng :

Bảng 2 10: Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn Ô sàn g tt s g tt tường g tt P tt Tổng cộng (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

Tính toán cốt thép

Tính cốt thép cho ô sàn bản kê 4 cạnh

Ta có nội lực của các ô sàn bản kê 4 cạnh (phụ lục A – Bảng A.2; Bảng A.3 )

- Từ kết quả tính nội lực có được Momen ta tính được diện tích thép sàn theo các công thức sau đây :

Vật liệu : Bê tông B25 có: R b = 14,5(MPa); R bt = 1,05(Mpa);  R =0.405

Thép AII (  10) : R s = R sc = 280(MPa); R sw = 225(MPa);  R =0.595

Thép AI (  10) : R s = R sc = 225(MPa); R sw = 175(MPa);  R =0.618

Giả thiết , chọn a=1.5 cm , b0cm

Trình tự tính:

A s Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức: s b

M: Momen uốn tính toán (daN.cm) b: Chiều rộng tiết diện, b = 100(cm)

Ta có bảng tính cốt thép của loại sàn bản kê 4 cạnh (Xem phụ lục – Bảng A.2)

Để tính toán cốt thép cho ô sàn loại bản dầm, cần tiến hành cắt 1m chiều rộng dọc theo chiều cạnh ngắn của sàn nhằm xác định nội lực cho ô bản.

Sơ đồ tính như sau:

Hình 2 4: Sơ đồ tính của sàn bản dầm

Từ kết quả tính nội lực có được Momen ta tính được diện tích thép sàn theo các công thức sau đây:

Vật liệu : Bê tông B25 có: R b = 14,5(MPa); R bt = 1,05(Mpa);

Thép AII (  10) : R s = R sc = 280(MPa); R sw = 225(MPa);  R =0.595

Giả thiết , chọn a=1.5 cm , b0cm

Trình tự tính:

Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức: ql 2 ql 2

Trong đó: M: Momen uốn tính toán (daN.cm) b: Chiều rộng tiết diện, b = 100(cm)

Ta có bảng tính cốt thép của loại sàn bản loại dầm (Xem phụ lục – Bảng A.3)

Bố trí cốt thép: Xem bản vẽ chi tiết

TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TRỤC BC-12

Mặt bằng và mặt cắt cầu thang

Hình 3 1: Mặt bằng & mặt cắt của cầu thang tầng 3

Cấu tạo cầu thang tầng điển hình :

Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản , chiều cao tầng điển hình là 3,6m

Chọn bề dày bản thang là hb cm

Cấu tạo một bậc thang : l = 1500 mm, b = 300 mm, h = 150 mm, bậc thang được xây bằng gạch Đợt 1,2 : 12 bậc x 0,15m = 1,8 m Độ nghiêng của bản thang  = 270

Bậc thang lát đá mài :  = 2000 (Kg/m3)

Dầm chiếu nghỉ có kích thước 20x40 cm

Chọn hình dạng kích thước

Căn cứ vào kiến trúc và cấu tạo của cầu thang ta có chọn sơ bộ tiết diện các bộ phận cầu thang như sau:

→ Chọn hd5 cm Chọn bd cm Vậy dầm chiếu nghỉ có kích thước sơ bộ bxh= (20x35)cm.

Xác định tải trọng tác dụng

Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ a) Tĩnh tải

Bảng 3 1: Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ cầu thang

Tổng cộng 522 b) Hoạt tải p1 = 300*1,2 60 (kg/m2 ) c) Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ q1 = p1 + g1 60 + 522 = 882 (kg/m2)

Tải trọng tác dụng lên bản thang a) Tĩnh tải

Chiều cao bậc thang: hb= 150mm

Trọng lượng bản thân của một bậc thang Gb :

 0,3  0,15  1,5 18001,1 = 66,825(KG) Qui tải phân bố trên bản thang

Tải trọng bản thang: g 2 = 2500x  b  1,1 85 kg/m 2 Tải trọng tay vịn: g 3 = 50 (kg/m) 50 1,1 2

Bảng 3 2: Các lớp cấu tạo bản thang

STT Vật liệu Chiều dày

 (kG/m3) n Tĩnh tải tính tóan gtt (kG/m2)

Quy tĩnh tải về phương đứng g p7/cosp7/0,89y4,4(kG/m2) b) Hoạt tải p00 x 1,2= 360 (Kg/m 2 ) c) Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang q pb =g + p= 1154 (Kg/m 2 ).

Sơ đồ tính và nội lực

Cầu thang không có cốn limon cần được cắt dải rộng 1m theo phương chịu lực, coi như một dầm đơn liên kết với dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.

Tải phân bố đều tác dụng lên 1m bản thang: q=1m x 1154 (kg/m 2 ) = 1154 (kg/m)

Hình 3 3: Mặt bằng tính toán cầu thang

Dầm chiếu tới ta sơ bộ chọn tiết diện là bxh= (200 x400) mm

Dầm chiếu nghỉ sơ bộ chọn kích thước bxh= (200 x350) mm

Theo cấu tạo bê tông, liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ, chiếu tới có thể coi là liên kết khớp Tuy nhiên, do lượng thép tại vị trí liên kết lớn gây xoắn dầm, bản thang sẽ được xem như một dầm đơn giản Liên kết giữa bản thang và các dầm chiếu nghỉ, chiếu tới được coi như gối cố định Để đảm bảo an toàn, cần bố trí 30% Mmax ở bụng để phân bổ thép tại gối.

* Sơ đồ tính bản thang 1:

Sơ đồ tính xem như dầm đơn giản 1 đầu là gối di động, 1 đầu là gối cố định

Nếu tính theo quan niệm trên sẽ không xuất hiện momen âm ở gối vì vậy tùy theo tỉ lệ d b h h ta lấy Mgối như sau:

Nếu d 3 b h h  ta lấy Mgối = 40%Mnhịp

Nếu d 3 b h h  ta lấy Mgối = 30%Mnhịp Ở đây ta chọn sơ bộ hd50mm; hb0mm d 3 b h

ta lấy Mgối = 30% Mnhịp Đây là hệ tĩnh định, nội lực dùng phần mềm SAP2000 để tính nội lực Momen lớn nhất ở nhịp: Mmax= 44,5 (kN.m)

Hình 3.4 trình bày sơ đồ tính toán và biểu đồ momen – lực cắt của vế thang Mỗi đoạn dầm có momen khác nhau, vì vậy để đảm bảo an toàn, ta sử dụng giá trị Mmax cho dầm trong tính toán cốt thép.

Vậy momen dùng để tính tóan cốt thép ở gối và nhịp lấy như sau:

Mnhịp= 44,5 (kNm) Mgối= 30% x 44,5 (kNm)= 13.35(kNm)

* Tính tóan cốt thép cho bản thang 1:

Có được M ta giả thiết a → = −h 0 h a

Vật liệu : Bê tông B25 có: R b = 14,5(MPa); R bt = 1,05(Mpa);

Thép AIII (  10) : R s = R sc = 365(MPa); R sw = 290(MPa);  R =0.595

Bảng 3 3: Bảng tính thép bản thang 1

A α Fₐₜₜ Fₐ chọn (cm²) μ=Fₐ chọn/bh₀

(cm) (cm) (cm) (kgcm) (cm²) Φ Fₐ (%)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép theo công thức sau : min t 1, 04% max 2, 45%

Vậy hàm lượng cốt thép thoả b) Bản thang 2

* Sơ đồ tính bản thang 2:

Giải tương tự như ở bản thang 1 ta sẽ có được nội lực ở gối và momen ở nhịp:

Nội lực tính toán được trong trường hợp này bằng nội lực trong vế thang 1 nên ta sẽ đặt thép như vế thang 1

Hình 3 5: Mặt bằng tính toán của bản congson

Tải trọng phân bố trên 0,3m q cs =0,3x 882&4,6 kg/m

Tính toán cốt thép:

Bảng 3 4: Bảng tính thép bản cong-son

(cm) (cm) (cm) (kgcm) (cm²)

Ta có Fatt=1,43cm2 của bản congson < Fa bố trí = 3,92cm2 nên bản congson đủ khả năng chịu lực

Quy cách bố trí thép xin xem phần bản vẽ

Tính dầm chiếu nghỉ a) Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Chọn dầm chiếu nghỉ có tiết diện 200x350

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Trọng lượng bản thân của dầm chiếu nghỉ được tính toán là gd = bdhdbtn = 0,2 x 0,35 x 2500 x 1,1 = 192,5 (KG/m) Đối với trọng lượng tường xây trên dầm, với tường dày 200mm và cao 1,25m, có một cửa sổ kích thước 2,1 x 1m với trọng lượng 25 kg/m2.

Trọng lượng tường=0,405m3.1800 kg/m3r9 (kg)

Trọng lượng cửa= 2,1m3.25kg/m3R,5(kg) gt = (GTƯỜNG+GCỬA).n/lDCN = (729+52,5 )x1,2/3,3 = 284 (KG/m)

Trọng lượng lớp vữa trát tường dày 15mm:

Tải trọng của bản nghiêng truyền vào dưới dạng phản lực RB : gb 2854

1 = 2854(KG/m) Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ: g= 192,5 + 284 + 97,5 + 2854= 3428 (KG/m) b) Sơ đồ tính và nội lực

Hình 3 6: Sơ đồ tính và biểu đồ momen, lực cắt của DCN

 Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp : M = 5142(KGm)

Lực cắt lớn nhất ở gối : Q = 6000 (KG) c) Tính tóan và bố trí cốt thép

Bê tông B25 có: Rb = 14,5(MPa); Rbt = 1,05(Mpa);  R =0.405

Thép AIII (   10) : Rs = Rsc = 365(MPa); Rsw = 290(MPa);  R =0.563

Thép AI (   10) : Rs = Rsc = 225(MPa); Rsw = 175(MPa);  R =0.618

* Tính cốt thép chịu momen

Tiết diện tính tóan : b = 20 (cm) ; h = 35 (cm)

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

min: theo TCVN 356 – 2005: min = 0,05%, thường lấy min = 0,1%

Vậy  min =0,1% = 0, 8% max =2, 23%, cấu kiện bố trí thép đã thõa mãn điều kiện về hàm lượng cốt thép

Lấy 70% diện tích cốt thép ở nhịp vừa tính được bố trí lên gối để chịu moment âm

* Tính cốt thép chịu lực cắt

- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo: chọn cốt đai 6 với khoảng cách:

+Đoạn gần gối tựa: h ≤ 450 thì s 300 thì s< min(3h/4, 500) ,Chọn đai ∅6s200

- Chọn cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm

* Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông ở bụng dầm: Điếu điện: Qmax≤0,3.φsw1.φbt.Rb.b.ho (*)

Trong đó: -  w1: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức:

 s = +   = + -  b1: Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức:

 b 1 = −1 .R b = −1 0, 01.R b = −1 0, 01.14,5 0,855  0,3φsw1.φbt.Rb.b.ho=0,3.1,063.0,855.145.20.32%302 (daN) > Qmax= 6000 (daN)

- Vậy điều kiện (*) được thỏa mãn  Dầm chiếu nghỉ DCN đảm bảo khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm

* Tính toán sự cần thiết đặt thêm cốt thép đai

Khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt đai:Qb,o 2

- Từ (1) và (2)  chỉ cần kiểm tra với điều kiện:

𝑄 max ≤ 𝑄 𝑏min = 𝜑 𝑏3 (1 + 𝜑 𝑓 + 𝜑 𝑛 ) 𝑅 𝑏𝑡 𝑏 ℎ 𝑜 Nếu thỏa thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo (Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông)

+ b 3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông

+ b 3 =0,6: Đối với bê tông nặng

: hệ số kể đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T hoặc chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Đối với tiết diện hình chữ nhật  f

+  n =0 vì không có lực nén hoặc kéo

 Cần phải tính toán cốt đai

- Chọn cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm có Asw= 56.6 mm2

- Vậy bố trí cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm ở đoạn l/4 gần 2 gối của DCN

Tính dầm chiếu tới a) Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới

Chọn dầm chiếu nghỉ có tiết diện 200x400

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới

Do trọng lượng bản thân của dầm chiếu tới gd = bdhdbtn = 0,2x0,40x2500x1,1 = 220 (KG/m) Trọng lượng bản sàn chiếu tới S6 truyền vào:

Hình 3 7: Sơ đồ truyền tải trọng của ô sàn S6

Dầm DCT: tải trọng hình thang:

Tải trọng của bản nghiêng truyền vào dưới dạng phản lực RB : gb 3425

1 = 3425(KG/m) Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới: g= 220+ 945,6 + 3425= 4591 (KG/m) b) Sơ đồ tính và nội lực

Hình 3 8: Sơ đồ tính và biểu đồ momen, lực cắt của DCT

 Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp : M = 6900(KGm)

Lực cắt lớn nhất ở gối : Q = 8034 (KG) c) Tính tóan và bố trí cốt thép

Bê tông B25 có: Rb = 14,5(MPa); Rbt = 1,05(Mpa);  R =0.405

Thép AIII (   10) : Rs = Rsc = 365(MPa); Rsw = 290(MPa);  R =0.563

Thép AI (   10) : Rs = Rsc = 225(MPa); Rsw = 175(MPa);  R =0.618

* Tính cốt thép chịu momen

Tiết diện tính tóan : b = 20 (cm) ; h = 40 (cm)

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

min: theo TCVN 356 – 2005: min = 0,05%, thường lấy min = 0,1%

, cấu kiện bố trí thép đã thõa mãn điều kiện về hàm lượng cốt thép

Lấy 70% diện tích cốt thép ở nhịp vừa tính được bố trí lên gối để chịu moment âm

Chọn 218 , F = 5,09 (cm2) d) Tính cốt thép chịu lực cắt

- Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo: chọn cốt đai 6 với khoảng cách:

+Đoạn gần gối tựa: h ≤ 450 thì s 300 thì s< min(3h/4, 500), Chọn đai ∅6s200

- Chọn cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm

* Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông ở bụng dầm: Điếu điện: Qmax≤0,3.φsw1.φbt.Rb.b.ho (*)

Trong đó: -  w1: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức:

 s = +   = + -  b1: Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức:

 b 1 = −1 .R b = −1 0, 01.R b = −1 0, 01.14,5 0,855  0,3φsw1.φbt.Rb.b.ho=0,3.1,063.0,855.145.20.37(861 (daN) > Qmax= 8034 (daN)

- Vậy điều kiện (*) được thỏa mãn  Dầm chiếu tới DCT đảm bảo khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm

* Tính toán sự cần thiết đặt thêm cốt thép đai

Khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt đai:Qb,o 2

- Từ (1) và (2)  chỉ cần kiểm tra với điều kiện:

Nếu thỏa thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo (Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông)

+ b 3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông

+ b 3 =0,6: Đối với bê tông nặng

: hệ số kể đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T hoặc chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Đối với tiết diện hình chữ nhật  f

+  n =0 vì không có lực nén hoặc kéo

 Cần phải tính toán cốt đai

- Chọn cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm có Asw= 56.6 mm2

- Vậy bố trí cốt đai 6, 2 nhánh s 0mm ở đoạn l/4 gần 2 gối của DCT

Bố trí cốt thép: Xin xem bản vẽ chi tiết

TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3

Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán

Hệ kết cấu chịu lực:

Dựa trên việc phân tích các ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực, chúng tôi đã quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung-lõi cho công trình.

Phương pháp tính toán hệ kết cấu: a) Tải trọng

*Tải trọng thẳng đứng:

- Trọng lượng bản thân kết cấu và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

Tải trọng tác dụng lên sàn bao gồm cả tải trọng từ các tường ngăn dày 100mm, thiết bị, tường nhà vệ sinh và các thiết bị vệ sinh.

- Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tường bao trên dầm( dày 200): phân bố trên dầm

- Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-

- Do chiều cao công trình 43,8m >40m nên căn cứ vào Tiêu chuẩn ta phải tính thành phần động của tải trọng gió

Tải trọng gió được tính toán dựa trên lực phân bố tại các mức sàn Để xác định nội lực và chuyển vị, phần mềm ETABS 9.7.1 được sử dụng, đây là một công cụ mạnh mẽ và phổ biến trong tính toán kết cấu công trình.

ETABS, giống như các phần mềm tính toán kết cấu khác sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, chia hệ chịu lực thành các phần tử nhỏ hơn Những phần tử này được liên kết với nhau qua các nút, và ETABS bao gồm nhiều loại phần tử chủ yếu.

+ SHELL: Phần tử tấm vỏ

+ ASOLID: Các loại phần tử hai chiều ứng suất phẳng, biến dạng phẳng, đôi xứng trục

+ SOLID: Các loại phần tử khối ba chiều

Trong bài toán không gian, mỗi nút có 6 thành phần chuyển vị tương ứng với 6 bậc tự do, bao gồm 3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị xoay Mỗi thành phần chuyển vị được biểu diễn qua một phương trình cân bằng Khi chia hệ kết cấu thành nhiều phần tử nhỏ hơn, số lượng các nút liên kết giữa các phần tử sẽ tăng lên, kéo theo số phương trình cân bằng tương ứng cũng gia tăng Mặc dù việc nhập dữ liệu và giải bài toán sẽ tốn nhiều thời gian hơn, nhưng độ chính xác của kết quả cũng cao hơn.

❖ Lấy kết quả nội lực và chuyển vị ứng với từng phương án tải trọng c) Tổ hợp và tính cốt thép.(Theo TCVN)

Sử dụng Microsoft Excel mang lại nhiều lợi ích như tính toán đơn giản, ngắn gọn và dễ dàng Chương trình này không chỉ thuận tiện trong quá trình sử dụng mà còn giúp kiểm tra độ chính xác của kết quả tính toán một cách hiệu quả.

Sơ bộ chọn các kích thước kết cấu cho công trình

Sơ bộ chọn kích thước sàn

+ Chiều dày sàn phụ thuộc vào:

+ Chọn chiều dày bản theo công thức: h d D L m

Chiều dày sàn đã chọn ở phần tính sàn là h d cm

Sơ bộ chọn kích thước dầm

Chiều cao h của tiết diện được xác định là cạnh nằm theo phương của mặt phẳng uốn, với tiết diện hợp lý có tỷ số b/h = 2:4 Thông thường, chiều cao h được chọn trong khoảng từ 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Khi lựa chọn kích thước b và h, cần xem xét yêu cầu kiến trúc và việc định hình ván khuôn.

-Tiết diện dầm chính:

2 4 h dc Để thuận tiện thi công ta chọn bd và hd là bội số của 50mm Kích thước tiết diện dầm chọn như sau:

Bảng 4.1: Sơ bộ chọn tiết diện dầm ngang

Nhịp dầm (mm) (1/15)l d (1/8)l d Chọn H d (mm) Chọn b d (mm)

Bảng 4.2: Sơ bộ chọn tiết diện dầm dọc

Bảng 4.3: Sơ bộ chọn tiết diện dầm phụ

Hình 4.1: Mặt bằng dầm tầng 3-10

Sơ bộ chọn kích thước cột: a) Chiều dài và chiều dài tính toán cột

Trong kết cấu khung nhà, chiều dài mỗi cột được tính từ móng đến mái, tuy nhiên trong tính toán, mỗi cột chỉ được xem như đoạn cột trong mỗi tầng Chiều dài thật của cột, ký hiệu là l, là khoảng cách giữa hai liên kết, liên kết này có tác dụng ngăn cản chuyển vị ngang của cột.

Chiều dài tính toán của cột ký hiệu là lo, được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột Chiều dài này tương ứng với chiều dài bước sóng khi cột mất ổn định do uốn dọc Công thức tính là lo = ψl, trong đó ψ là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng, tức là phụ thuộc vào liên kết ở hai đầu cột.

Hình 4.2: Sơ đồ lí tưởng của cột

Trong nhà nhiều tầng, lực nén trong cột giảm dần từ móng lên mái, do đó cần đảm bảo tính hợp lý trong việc sử dụng vật liệu Khi chiều cao của nhà tăng, khả năng chịu lực cũng cần được điều chỉnh để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

Năng chịu lực của cột có thể được giảm bằng cách thay đổi kích thước tiết diện cột, giảm lượng cốt thép bên trong và giảm khối lượng bê tông Việc điều chỉnh tiết diện cột là một yếu tố quan trọng trong thiết kế kết cấu.

+ Việc chọn hình dáng, kích thước, tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công:

-Về kiến trúc, đó là các yêu cầu về thẩm mỹ, yêu cầu về sử dụng không gian

Kết cấu và kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và ổn định Đối với tiết diện hình chữ nhật, tỷ lệ giữa cạnh lớn và cạnh bé không được vượt quá 4.

Trong quá trình thi công, việc chọn kích thước tiết diện cột là rất quan trọng để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông Kích thước tiết diện nên được lựa chọn là bội số của 2, 5 hoặc 10 cm để đảm bảo hiệu quả và tính chính xác trong công trình.

Kích thước tiết diện cột thường được xác định trong giai đoạn thiết kế cơ sở, dựa vào kinh nghiệm thiết kế và các kết cấu tương tự Ngoài ra, có thể tính toán sơ bộ kích thước này dựa trên lực nén N được xác định gần đúng Diện tích tiết diện cột được ký hiệu là A.

- Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông, với bêtông có cấp độ bền là B25 có

- kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột:

• Với cột biên ta lấy kt = 1,3

• Với cột trong nhà ta lấy kt = 1,2

• Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,5

❖ N: lực nén được tính toán gần đúng như sau:

Hình 4.3: Sơ bộ truyền tải của sàn về cột

+ mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét

+ FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời, cùng với trọng lượng của tường, dầm và cột được phân bố đều trên sàn Giá trị tải trọng q được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.

Đối với nhà có bề dày sàn từ 10-14 cm, bao gồm cả các lớp cấu tạo mặt sàn và ít tường, kích thước của dầm và cột thuộc loại nhỏ, thì tải trọng q đạt khoảng 10-14 kN/m².

Với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15-20 cm, tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn thì q= 15-18 kN/m 2

Với nhà có bề dày sàn khá lớn trên 20 cm, cột và dầm đều lớn thì q có thể đến 20 kN/m 2 hoặc lớn hơn nữa

Khi lựa chọn kích thước tiết diện cấu kiện, cần xem xét không chỉ khả năng chịu lực mà còn phải chú ý đến tính ổn định, yếu tố kiến trúc và sự thuận tiện trong thi công.

Sơ bộ chọn tiết diện cột: xem phục lục

+ Kích thước của cột sau khi chọn sơ bộ phải kiển tra đảm bảo điều kiện độ ổn định b l 0 0 b

 = b   (  0 b 1 đối với cột nhà ) Trong đó:- l0:chiều dài tính toán cột Nhà khung nhiều tầng 3 nhịp trở lên l0=0.7H, với H là chiều dài hình học của cột

Chúng ta chỉ cần kiểm tra các trường hợp với chiều cao tầng khác nhau và, tại mỗi chiều cao H, chỉ cần xem xét một cột có b nhỏ nhất Nếu cột này thỏa mãn điều kiện, thì các trường hợp khác cũng sẽ thỏa mãn.

+ Cột tầng trệt.: HB0cm=> 0.7 420 5, 25 0 31

Vậy tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định

Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy

Theo TCVN 1998 (TCVN 198-1997) quy định độ dày vách: t

Trong đó, H= 4200: chiều cao tầng

Chọn chiều dày vách là 250mm.

Tải trọng tác dụng vào công trình và nội lực

Cơ sở xác định tải trọng tác dụng

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cứ Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-1995:

Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu

Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn

Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh và gió động

Trình tự xác định tải trọng a) Tĩnh tải tác dụng lên sàn

*Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Trọng lượng phân bố đều các lớp sàn cho trong bảng sau:

Tĩnh tải sàn các tầng:

Bảng 4.4: Tĩnh tải sàn nhà

Chiều dày Tr.lượng riêng g tc Hệ số n g tt

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là 1,1)

Bảng 4.5: Tĩnh tải sàn vệ sinh

Lớp chống thấm tạo dốc

Bảng 4.6: Tĩnh tải sàn mái

Tr.lượng riêng g tc Hệ số n g tt

1.Gạch chống nóng Hạ Long 0.02 2000 40 1.1 44

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là 1,1)

Trọng lượng của tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn được xem xét tương tự như trong chương 2 Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên sàn Trong trường hợp tường ngăn đặt trên dầm, trọng lượng này cần được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

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

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Các tường ngăn được xây dựng bằng gạch dày 200mm với chiều cao là 3,5m Trọng lượng bản thân của tường sẽ được xác định theo bảng số liệu phù hợp, bao gồm cả tường có cửa và không có cửa.

Bảng 4.7: Trọng lượng của tường

Loại tường Số cửa Trọng lượng riêng

Tường 200 2 3,63 3,5 0,7 8,77 b) Đối với sàn tầng 2 :

Hình 4.4: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 2

- Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S4, S5, S6, S7, S8, S9 ,S10, S11, S12,

- Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S3, S14 (sàn nhà vệ sinh): 2.29 (kN/m 2 )

- Trọng lượng quy đổi của tường về các ô sàn:

Bảng 4.8: Trọng lượng quy đổi của tường về ô sàn tầng 2

S15(tường 200, không cửa+tường 100, không cửa+tường 200, 1 cửa

Bảng 4.9: Tĩnh tải tính toán của các ô sàn tầng 2 Ô sàn g tt sàn g tt tường g tt

Để tính tải trọng do tường xây truyền lên sàn cho các tầng từ 3 đến 10, chúng ta thực hiện tương tự như đã trình bày ở chương 2, cụ thể là tính cho sàn tầng 3 Cách tính này bao gồm việc chia ô sàn thành các ô nhỏ để xác định tải trọng chính xác.

Hình 4.5: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 3-10 Bảng 4.10: Trọng lượng quy đổi của tường về ô sàn tầng 3-10

Bảng 4.11: Tĩnh tải các ô sàn tầng 3-10 Ô sàn g tt sàn g tt tường g tt

S14 2,29 2,24 4,53 b) Đối với sàn tầng 11(tầng hội trường): có 2 loại ô sàn là ô sàn nhà và ô sàn mái (S6)

Hình 4.6: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 11

- Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S1, S2, S7, S4, S5: 2.06 (kN/m 2 )

- Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S3(sàn nhà vệ sinh): 2.29 (kN/m 2 )

Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn S6 (sàn mái): 2.16 (kN/m 2 )

- Trọng lượng quy đổi của tường về các ô sàn:

Bảng 4.12: Tĩnh tải quy dổi của tường trên các ô sàn tầng 11

 Kết quả tổng tĩnh tải:

Bảng 4.13: Tĩnh tải tính toán của các ô sàn tầng 11 Ô sàn g tt sàn g tt tường g tt

S7 2,06 0 2,06 c) Đối với sàn tầng sân thượng (cote +40,2m) các ô sàn không có tường xây trên sàn có g tt !6(daN/m 2 ) (sàn mái) (các ô sàn S3,S4)

Hình 4.7: Mặt bằng phân chia ô sàn tầng sân thượng cote +40,2m

− Tĩnh tải của bể nước: (đặt ở ô S4):

− Kích thước bể nước: 1x4,8x5,8',84 (m 3 )

− Trọng lượng nước: 27,84.1000'840 (daN)

− Trọng lượng bản các lớp sàn bể nước: 216 (daN/m 2 )

− Tĩnh tải sàn bể nước: 27840

Bảng 4.14: Tĩnh tải tính toán của các ô sàn tầng sân thượng Ô sàn g tt sàn g tt tường g tt

❖ Đối với sàn tầng mái các ô sàn không có tường xây trên sàn, có các ô sàn mái không sử dụng có g tt !6(daN/m 2 )

Hình 4.8: Mặt bằng phân chia ô sàn mái c) Tĩnh tải tác dụng lên dầm :

*Trọng lượng bản thân dầm :

Trọng lượng phần bê tông :

Khai báo hệ số trọng lượng bản thân bằng 1,1 để phần mềm tự tính

- Trọng lượng phần vữa trát của dầm được tính thành tải trọng phân bố lên suốt chiều dài mỗi dầm theo công thức sau:

Trong đó: n : hệ số độ tin cậy n=1.3  v : trọng lượng riêng  v 00 (daN/m 3 )

 v :chiều dày của lớp trát  v =0.015m b : chiều rộng dầm h : chiều cao dầm (từ cốt sàn đến đáy dầm) hb : chiều dày sàn

- Trong công trình các ô sàn lấy chiều dày là 10 cm.( đã chọn ở phần tính bản)

- Kết quả tính toán tải trọng do trọng lượng lớp vữa của dầm ở bảng sau :

Bảng 4.15: Trọng lượng phần vữa trát của các dầm

STT Tên dầm Kích thước dầm q tt

*Tải trọng tường phân bố trên dầm :

Nếu hai bên dầm không có cột hoặc vách, hoặc chỉ có cột hoặc vách ở một phía, thì toàn bộ tải trọng của tường sẽ được truyền xuống dầm.

+ Đối với mảng tường có cửa thì tải trọng tường cửa được truyền xuống dầm

Tĩnh tải do trọng lượng tường, cửa tác dụng lên dầm

Tường ngăn xây bằng gạch có g = 1500 (daN/m 3 ), mỗi bức tường cộng thêm 1,5 cm vữa trát (mỗi bên) : có v 00 (daN/m 3 )

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hd

Trong đó: ht: chiều cao tường,

H: chiều cao tầng nhà hd: chiều cao dầm trên tường

Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên dầm về tải trọng phân bố trên dầm : g tt = t c t t t v v v c c c

St(m 2 ): diện tích tường

Sc(m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 g : chiều dày của mảng tường, bề dày tường hoặc  0 hoặc 0 tùy vào vị trí tường

 v : bề dày lớp vữa trát  v = 15mm

 g = 1500 (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của gạch xây tường

 c = 25 (daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa kính ( hoặc vách kính) ld : chiều dài dầm

Bản vẽ bố trí dầm được thể hiện như các hình sau:

Hình 4.9: Mặt bằng bố trí dầm tầng 1-11

Hình 4.10: Mặt bằng bố trí dầm tầng thượng

Hình 4.11: Mặt bằng bố trí dầm tầng mái (cao trình 43.8m)

Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 1: (phụ lục bảng B.1)

Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 2-10: (phụ lục bảng B.2)

Tải trọng tường phân bố trên dầm tầng tầng 11( tầng thượng): (phụ lục bảng B.3) d) Hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, chúng ta sẽ tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n Kết quả sẽ cho chúng ta hoạt tải tính toán ptt (daN/m²).

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 TCVN 2737-1995, Mục 4.3.4 quy định rằng khi tính toán dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần có thể được phép giảm.

+ Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 ( Bảng 3- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang TCVN 2737-1995 Mục 4.3.1) nhân với hệ số ψA1(khi A>A1=9m 2 )

Diện tích chịu tải tính bằng m² đối với các phòng được nêu trong mục 6, 7, 8, 10, 12, 14 (Bảng 3 - Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang theo TCVN 2737-1995, mục 4.3.1) cần được nhân với hệ số ψA2 khi diện tích A lớn hơn 26 m².

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng:

Bảng 4.16: Hoạt tải các ô sàn tầng 2 Ô Sàn Loại Phòng

Diện tích p tc Hệ số n

Hệ số giảm tải Ψ p tt

S2 VĂN PHÒNG+HÀNH LANG 32 300 1.2 1 360

S6 VĂN PHÒNG +HÀNG LANG 32 300 1.2 1 360

S7 VĂN PHÒNG+NHÀ VỆ SINH 32 200 1.3 0.72 187.2

Bảng 4.17: Hoạt tải các ô sàn tầng 3-10 Ô

S4 PHÒNG THỰC HÀNH+ HÀNH LANG 32 300 1.2 1 360

S9 VĂN PHÒNG+NHÀ VỆ SINH 32 200 1.3 0.72 187.2

S12 PHÒNG THỰC HÀNH+ HÀNH LANG 32 300 1.2 1 360

Bảng 4.18: Hoạt tải các ô sàn tầng 11 Ô

S2 HỘI TRƯỜNG+HÀNH LANG 32 400 1.3 1 520

Bảng 4.19: Hoạt tải các ô sàn tầng sân thượng Ô

S3 MÁI BẰNG KHÔNG SỬ DỤNG 32 75 1.3 1 97.5

+ Mái của nhà là mái bằng không sử dụng, làm bằng bê tông cốt thép nên p tc 75 (daN/m 2 ) Nên ta có p tt u.1,3,5(daN/m 2 )

Tải trọng gió a) Tải trọng gió tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

W tc = W0.K.C (kN/m 2 ) Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng Công trình xây dựng trên TP Đà Nẵng, thuộc vùng II.B có Wo= 0,95(kN/m 2 )

C: hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6 TCVN 2737-1995

K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

Tải trọng qui về thành các lực tập trung theo các phương xác định theo công thức:

Với Si là diện tích mặt đón gió theo phương đang xét

Bảng 4.20: Tải trọng gió tĩnh tác dụng lên các mức sàn b) Thành phần gió động

Công trình có chiều cao 43,8 m, vượt quá 40 m, do đó cần tính toán thành phần động của tải trọng gió Thành phần động này là phần tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công trình đang dao động, do lực quán tính phát sinh từ khối lượng của công trình khi nó dao động.

+ Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

Sơ đồ tính toán là một thanh console có 12 điểm tập trung khối lượng hữu hạn Vị trí của các điểm tập trung khối lượng này rất quan trọng trong việc phân tích và thiết kế cấu trúc.

Hệ số độ cao Áp lực gió đẩy (đ) Áp lực gió hút (h)

Tổng áp lực gió tĩnh (đ+h)

Z (m) …F H(m) k j (kG/m²) (kG/m²) (m) (kG/m²) W jX (T) W jXX (T)

Z (m) …F H(m) k j (kG/m²) (kG/m²) (m) (kG/m²) W jY (T) W jYY (T)

Lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang trong công trình, cụ thể là sàn các tầng, là 5.15 với các chỉ số 0.886, 67.304, 50.478, 4.375, 117.781 và 11.62.

Giá trị khối lượng tập trung trong sơ đồ tính toán được xác định bằng tổng khối lượng của các kết cấu chịu lực, kết cấu bao che và các yếu tố trang trí.

Hình 4.12: Sơ đồ tính toán gió động của công trình

Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh trong tải trọng gió là cần thiết để đánh giá tác động lên các phần của công trình, đã được tính toán trong phần gió tĩnh.

Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió là rất quan trọng trong các phần tính toán của công trình Việc này giúp đảm bảo tính an toàn và khả năng chịu lực của công trình trước tác động của gió.

+ Xác định các đặc trưng động lực:

Lập mô hình kết cấu trong ETABS

Gán đầy đủ các đặc trưng hình học, bao gồm đặc trưng vật liệu và tiết diện sơ bộ, lên mô hình Tiến hành chất tải lên mô hình, bao gồm cả tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT).

Khai báo khối lượng tham gia tính dao động bao gồm: KL = TT 0,5.HT

1,1+ 1,2 Trong đó: 1,1; 1,2: lần lượt là hệ số độ tin cậy của tĩnh tải và hoạt tải

0,5 là hệ số chiết giảm khối lượng của trường hợp hoạt tải chất lên toàn bộ công trình

Bài toán dao động riêng được thực hiện bằng phần mềm ETABS v9.7.1, giúp xác định các dạng dao động riêng cùng với chu kỳ và tần số của chúng Những kết quả này được sử dụng để tính toán thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất.

+ Trình tự thao tác trên phần mềm ETABS 15

Chọn hệ đơn vị cho bài toán: Dùng hệ đơn vị kN-m

Khai báo mô hình khung không gian kết hợp với lõi cứng của công trình trên chương trình Etabs V15

Tạo ra các đường lưới (Grid) với các khoảng cách (Spacing) nhỏ theo môđun công trình theo 2 phương x, y Hiệu chỉnh đường lưới y ji y 1i h n h j m 1 m j m n y ni

Tiêu đề	Luận Văn Thạc Sĩ Trường Cao Đẳng Bách Khoa Đà Nẵng
Tác giả	Trần Đức Hoàng
Trường học	Trường Cao Đẳng Bách Khoa Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp
Thể loại	thesis
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	199
Dung lượng	10,63 MB