Luận văn luận văn tốt nghiệp nhà điều hành trung tâm viện khoa học và công nghệ việt nam

Giải pháp mặt đứng: 2

Nhà Điều Hành Trung Tâm Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam được thiết kế với mặt đứng hiện đại, sử dụng các mảng phân vị ngang và đứng, cùng các chi tiết ban công và lô gia, tạo nên tổng thể kiến trúc hài hòa Việc áp dụng chất liệu hiện đại và màu sắc phù hợp đã mang lại cho công trình vẻ đẹp hiện đại, tương thích với chức năng sử dụng.

SV:Phạm Văn Ph-ơng-Lớp XD901 Trang

Hệ thống cửa sổ thông thoáng và vách kính liên tiếp mang đến sự linh hoạt cho mặt bằng, đồng thời tạo ấn tượng hiện đại cho mặt đứng công trình Sự kết hợp giữa các mảng kính và lan can của ban công, lô gia tạo hiệu ứng mạnh mẽ Màu sắc đặc trưng của các mảng tường ở tầng hầm, tầng 01 và tầng 02 tạo nền tảng vững chắc cho toàn bộ công trình Hệ thống mái với thanh bê tông mảnh chạy bo suốt giúp công trình trở nên thanh thoát và vui mắt.

Công trình được thiết kế theo phong cách kiến trúc hiện đại với mặt đứng chính đối xứng, mang lại sự nghiêm túc phù hợp với loại hình công trình Tầng 1 có sảnh lớn ở mặt chính, tạo không gian rộng rãi và thoáng đãng Phần giữa được bao bọc bởi lớp kính phản quang, góp phần tạo dáng vẻ hiện đại cho công trình Cửa sổ kính không chỉ tạo hình đẹp mà còn đảm bảo ánh sáng tối ưu cho các phòng bên trong.

Giải pháp mặt cắt 3

- Nhà Điều Hành Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam đ-ợc thiết kế với chiều cao các tầng nh- sau: Tầng hầm cao 3m, tầng 1 cao 4,5m, tầng 2 đến tầng

Tòa nhà 12 tầng có chiều cao 3,9 m, với chiều cao từng tầng được thiết kế hợp lý, tạo sự thuận tiện cho không gian sử dụng Cốt sàn tầng 1 (cốt 0,000) cao hơn mặt đất tự nhiên 1,500 m.

- T-ờng bao quanh chu vi sàn là t-ờng xây 2 lớp , phần lớn diện tích t-ờng ngoài là khung nhôm cửa kính

Sàn các tầng được hỗ trợ trực tiếp bởi cột và dầm, kèm theo các dầm bo xung quanh để đáp ứng yêu cầu kết cấu Để đảm bảo tính thẩm mỹ, trần của các phòng được thiết kế với cấu trúc trần treo.

Các tầng từ 02 đến 09 có chiều cao tiêu chuẩn 3,9m, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng chung trong các phòng làm việc Điều này giúp không gian làm việc trở nên thoáng đãng và không bị chật chội, mang lại sự thoải mái cho người sử dụng.

Giải pháp mặt bằng 4

Tầng hầm được phân chia thành các khu vực như bãi đỗ xe, trạm biến áp cho công trình, hệ thống bơm nước, hệ thống xử lý rác thải và các hệ thống kỹ thuật khác, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả cho toàn bộ công trình.

Các thông số chính của gara ngầm các chỉ tiêu ph-ơng án thiết kế

Diện tích phần kỹ thuật ….m2

Gara ngầm được thiết kế với một lối lên xuống cho xe, đảm bảo lưu thông thuận lợi cho hai Nhà Điều Hành Viện Khoa Học.

Gara được thiết kế với 02 thang bộ và 02 thang máy ở các vị trí thuận lợi, hỗ trợ cho việc di chuyển giữa các tầng của công trình đa năng Ngoài khu vực đỗ xe ô tô và xe máy, gara ngầm còn tích hợp các bể nước và phòng kỹ thuật tại các vị trí hợp lý.

Tầng 01 (cét 0,000) được thiết kế với lối vào chính hướng từ trục đường chính theo quy hoạch Không gian này kết nối với sảnh giao thông chính, bao gồm 02 thang máy (một thang chung và một thang dành cho người tàn tật) cùng với 02 thang bộ.

(01 thang chung, 01 thang thoát hiểm)

Cơ cấu mặt bằng tầng 01 đ-ợc tổ chức nh- sau:

3 Tầng 02 đến tầng 09 (từ cốt +4,500 đến cốt +31,800m )

Các tầng đ-ợc bố trí giống nhau bao gồm:

4 Bố trí không gian và chức năng trong phòng làm việc

Các phòng được thiết kế với diện tích phù hợp nhu cầu làm việc của các công ty hiện nay, tạo ra không gian linh hoạt và thông thoáng Cơ cấu bố trí các không gian hợp lý, giúp giao thông trong phòng không bị chồng chéo, mang lại sự thuận tiện cho công việc.

Các phòng làm việc được thiết kế với tiêu chí tối ưu hóa công năng, liên kết trực tiếp với không gian tiền phòng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển Không gian làm việc mở giúp thông thoáng và linh hoạt trong bố trí Các khu vực này được liên kết với không gian nghỉ như ban công, lô gia, trong khi các phòng làm việc riêng được sắp xếp kín đáo nhưng vẫn đảm bảo sự thuận tiện cho việc di chuyển và sử dụng trong công việc.

I.4 Giao thông đứng của công trình

Hệ thống thang máy tại Nhà Điều Hành Viện bao gồm 02 thang máy: 01 thang loại vừa và 01 thang lớn, được thiết kế để phục vụ cho người tàn tật Theo tính toán của nhà sản xuất và tham khảo từ các công trình xây dựng khác tại Hà Nội, hệ thống thang máy này hoàn toàn đáp ứng nhu cầu giao thông đứng trong tòa nhà.

Khoa Học Công Nghệ Việt Nam

+ Thang lớn: Tải trọng 1.150kg (17 ng-ời),

Tốc độ 105m/phút, Cửa rộng 1100mm, Kích th-ớc buồng thang 1800x1500mm

Thang máy này được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ người tàn tật ra vào buồng thang một cách dễ dàng Nút bấm thang máy được đặt ở vị trí thấp, giúp người tàn tật sử dụng thuận tiện hơn.

+ Thang vừa: Tải trọng 750kg (11 ng-ời),

Tốc độ 105m/phút, Cửa rộng 1100 mm, Kích th-ớc buồng thang 1400x1350 mm

Trong thiết kế tòa nhà, cần sử dụng hai thang bộ: một thang dành cho giao thông đứng toàn nhà và một thang riêng biệt để thoát hiểm trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc hỏa hoạn.

I.5 Giao thông ngang của công trình

Giao thông ngang theo kiểu hành lang giữa, các phòng làm việc trong 1 tầng đều nằm cùng cốt cao độ

Hệ thống thông gió 7

Khí hậu miền Bắc Việt Nam có bốn mùa rõ rệt: mùa hè nóng ẩm, mùa thu mát mẻ, mùa đông lạnh và mùa xuân ẩm ướt Do đó, việc thiết kế hệ thống thông gió cần phải phù hợp với những đặc điểm khí hậu này để đảm bảo hiệu quả và thoải mái cho người sử dụng.

Công trình được xây dựng trong khu vực rộng rãi với không khí trong lành Mặt bằng được thiết kế hợp lý, đảm bảo mỗi căn hộ đều có ban công, không chỉ tạo vẻ đẹp cho công trình mà còn là không gian đón ánh sáng tự nhiên và gió trời, giúp không khí trong nhà luôn thoáng mát.

Hệ thống chiếu sáng 7

Nhu cầu ánh sáng tự nhiên trong các công trình nhà ở là yếu tố quan trọng, giúp cải thiện chất lượng không gian sống Việc bố trí hợp lý hệ thống cửa và vách kính sẽ tối ưu hóa việc tiếp nhận ánh sáng tự nhiên, mang lại hiệu quả tốt cho các phòng ở.

Hệ thống chiếu sáng nhân tạo được bố trí cho các phòng ở và làm việc, đặc biệt chú trọng vào khu vực giữa nhà (khu cầu thang) để đảm bảo ánh sáng đầy đủ Tầng hầm, phục vụ mục đích để xe, chỉ cần trang bị hệ thống chiếu sáng nhân tạo cơ bản là đủ.

Thiết kế chiếu sáng cần tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật như không gây chói mắt, không phản xạ chói, không tạo bóng tối, độ rọi phải đồng đều và ánh sáng phải giống như ánh sáng tự nhiên ban ngày.

Ch-ơng III thiết kế hệ thống điện

Hệ thống chiếu sáng cần phải đảm bảo tính thẩm mỹ và hiện đại, đồng thời phải hòa hợp với các công trình công cộng xung quanh, phản ánh ý nghĩa và tính chất của công trình.

Nguồn điện 8

Tòa nhà HH1 nhận điện qua máy biến áp đặt tại tầng hầm, với nguồn điện cao thế 22KV được cấp từ trạm điện.

110KV Thanh Xuân Nguồn cao thế dẫn vào trạm dùng cáp ngầm Cu/XLPE 24KV-

3x240mm2 có đặc tính chống thấm dọc

Hệ thống thang máy, trạm bơm n-ớc sinh hoạt, cứu hoả dùng nguồn 380V,

thiết bị điện 8

Hệ thống chiếu sáng trong nhà hoạt động với điện áp 220V, 1 pha Mỗi hộ gia đình được trang bị một công tơ 1 pha để theo dõi và quản lý điện năng, trong khi mỗi tầng lắp đặt một công tơ 3 pha Tất cả các công tơ được đặt trong tủ điện tại phòng kỹ thuật của từng tầng.

Các hạng mục trong nhà đ-ợc chiếu sáng bằng đèn NEON, đèn lốp bóng

Đèn neon và đèn treo tường là những lựa chọn chiếu sáng hiệu quả cho không gian bên ngoài Sử dụng đèn pha chiếu sáng mặt đứng không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn tôn vinh kiến trúc của công trình.

Hệ thống chiếu sáng cho GARA tầng hầm và hành lang bao gồm các loại đèn như đèn lốp, đèn downlight, đèn chiếu sáng khẩn có ắcqui, đèn pha 150W và đèn sợi đốt chống cháy nổ, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc chiếu sáng không gian.

Yêu cầu về thiết bị đồng bộ là cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu, giúp thiết bị vận hành bền bỉ và liên tục Đặc biệt, hệ thống này có khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài.

12 trong các điều kiện môi tr-ờng d-ới đây mà không suy giảm độ bên, độ tin cậy của hệ thống

- Nhiệt độ môi tr-ờng: từ 0 o C đến 40 o C ; Độ ẩm tới 90%

Hệ thống điện đ-ợc bố trí trong các hộp kỹ thuật và chạy ngầm trong t-ờng đến các vị trí ổ cắm cho các thiết bị

Hiện nay, nhu cầu sử dụng khí gas để nấu nướng đang tăng cao Tuy nhiên, nhiều công trình chưa được thiết kế hệ thống gas trung tâm, dẫn đến việc cung cấp gas cho các căn hộ chủ yếu diễn ra theo hình thức mua lẻ qua bình Điều này gây ra nhiều bất tiện cho cư dân và ảnh hưởng đến hệ thống cung cấp gas.

Ch-ơng IV thiết kế hệ thống cấp thoát n-ớc

CÊp n-íc 10

Nước được cung cấp cho công trình từ hệ thống cấp nước thành phố, được lưu trữ trong bể nước ngầm Qua hệ thống máy bơm, nước được bơm lên bể chứa trên mái và từ đó, nước được dẫn qua các ống đến từng căn hộ phục vụ nhu cầu sinh hoạt.

Bố trí các ống đứng cấp nước trong hộp kỹ thuật gần thang máy, với các nhánh cấp nước vào từng tầng Đặt đồng hồ đo nước cho từng căn hộ tại hành lang mỗi tầng để kiểm soát lượng nước cấp Ống cấp nước vào mỗi căn hộ có đường kính 25mm, và mỗi căn hộ được trang bị bình đun nước nóng cục bộ Sau khi lắp đặt, đường ống cấp nước phải được thử áp lực và khử trùng trước khi đưa vào sử dụng.

Hệ thống cấp nước chữa cháy được thiết kế cho các công trình có khối tích trên 25.000 m3, với 2 cột nước chữa cháy, mỗi cột có lưu lượng 2,5 l/s Mỗi tầng sẽ bố trí 2 hộp cứu hỏa gần hành lang và cầu thang Mỗi hộp cứu hỏa bao gồm lăng phun với đường kính đầu phun D16 và ống vòi rồng D65 dài 20m.

L-ợng n-ớc dự trữ th-ờng xuyên cho chữa cháy tại bể ngầm là 54 m 3 , tại bể n-ớc mái là 3 m 3

Hệ thống thoát n-ớc thảI 10

Bố trí ống đứng thoát nước vào 8 hộp kỹ thuật với đường kính D140 cho xí và tiểu, dẫn vào 02 bể tự hoại ở hai phía Ống đứng thoát nước cho lavabo và nước rửa sàn cũng có đường kính D140, được xả ra mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình Ngoài ra, ống thông hơi bổ sung cũng có đường kính D140.

IV.3 Hệ thống thoát n-ớc m-a

Bố trí ống đứng thoát nước mưa trong các hộp kỹ thuật là rất quan trọng Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế để thu nước từ các rãnh xung quanh công trình tại tầng 1 Để giảm áp suất khi nước mưa được xả vào rãnh, cần tạo các đoạn uốn khúc trên đường thoát nước.

Thiết kế phòng cháy chữa cháy

Công trình là nhà cao tầng nên yêu cầu về phòng cháy chữa cháy và thoát hiểm là rất quan trọng

Thiết kế phòng cháy 11

Hệ thống báo cháy tự động đ-ợc thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 5738-1995

Các đầu dò khói được lắp đặt tại các khu vực như phòng bán hàng, phòng đặt máy thang máy, phòng máy biến thế, phòng phát điện và phòng bảo vệ Đầu dò nhiệt được bố trí riêng ở phòng biến thế và phòng phát điện Tất cả các đầu dò này được kết nối với hệ thống chuông báo động tại các tầng của tòa nhà Bên cạnh đó, còn có hệ thống chuông báo động cháy được đặt trong các hộp kính, có thể được đập vỡ khi có người phát hiện hỏa hoạn.

Thiết kế chữa cháy 11

Hệ thống chữa cháy tự động bao gồm các đầu phun hoạt động khi các đầu dò khói và nhiệt phát hiện đám cháy Ngoài ra, mỗi tầng được trang bị 2 hộp bình xịt chữa cháy, bao gồm bình bột tổng hợp và bình khí CO2, được đặt gần khu vực cầu thang bộ để đảm bảo an toàn.

Mỗi tầng của tòa nhà sẽ được trang bị một họng nước chữa cháy, với van được bố trí tại các họng nước Để đảm bảo tính thẩm mỹ, các họng nước, vòi và bình chữa cháy sẽ được đặt trong hộp sắt sơn tĩnh điện, có màu sơn đồng nhất với tường hoặc màu đỏ Vị trí của các họng nước chữa cháy sẽ được thiết kế ở độ cao 1,25m so với mặt sàn hoàn thiện.

Các bể chứa nước trên mái có thể được đập vỡ để cho nước tràn vào các tầng, giúp dập tắt đám cháy hiệu quả hơn khi kết hợp với việc chữa cháy từ bên ngoài.

Thoát hiểm 11

Máy phát điện đ-ợc đặt d-ới tầng hầm đảm bảo thang máy luôn hoạt động

Thang bộ có bề rộng đảm bảo giúp tạo ra lối thoát hiểm an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố như hoả hoạn, khi có thể đóng cửa ngăn chặn khói và khí độc Việc thiết kế nhà với hai cầu thang bộ không chỉ đáp ứng nhu cầu giao thông phong phú trong điều kiện bình thường mà còn đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra.

Hệ thống đèn thoát hiểm được bố trí hợp lý và các chỉ dẫn về phòng cháy, chữa cháy được đặt ở những vị trí dễ nhận biết nhằm nâng cao nhận thức của người dân về an toàn.

Hệ thống chống sét và tiếp đất 12

Để đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị, hệ thống tiếp đất được thực hiện bằng các cọc đồng tiếp địa D16 dài 1,5m đóng sâu trong đất, với dây nối đất bằng cáp đồng trần 70mm2 Tất cả các vỏ thiết bị có nguy cơ gây tai nạn do điện áp cao sẽ được kết nối với mạng tiếp đất chung của công trình Điện trở nối đất của hệ thống phải tuân thủ tiêu chuẩn Việt Nam, yêu cầu nhỏ hơn hoặc bằng 4 Để bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp, hệ thống thu sét được thiết kế với kim thu và bộ thu sét Dynasphere, lắp trên cột thép tráng kẽm cao 5m trên mái công trình, với khu vực bảo vệ có đường kính 150-200m.

Dây dẫn sét bằng đồng 70mm2 được lắp chìm trong tường và kết nối với hệ thống tiếp đất riêng Hệ thống này yêu cầu điện trở nối đất phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 ohm để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Sau khi hoàn thành lắp đặt hệ thống chống sét và tiếp địa, cần tiến hành đo kiểm tra điện trở tiếp đất Nếu điện trở tiếp đất không đạt yêu cầu, cần phải tăng cường thêm cọc hoặc sử dụng hóa chất để giảm điện trở đất.

Hệ thống thông tin liên lạc 12

Hệ thống truyền hình cáp được thiết kế cho công trình nhà ở CT3 nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin và đảm bảo sự tiện lợi cho cư dân Mỗi hộ gia đình sẽ được trang bị các ổ cắm truyền hình đặt tại những vị trí thuận tiện, phục vụ tốt nhất cho nhu cầu sử dụng.

Hệ thống thông tin liên lạc trong công trình cần phải thuận tiện và đáp ứng nhu cầu của các phòng làm việc Do đó, hệ thống điện thoại được thiết kế với 85 đường trung kế và 04 đường trung kế cho hệ thống Mỗi phòng sẽ được lắp đặt mạng lưới ổ cắm điện thoại tại những vị trí thuận tiện để phục vụ tốt nhất cho nhu cầu sử dụng.

Hộp phân phối chính, hộp phân phối phụ đ-ợc láp đặt đầy đủ, tủ phân phối chính đ-ợc đặt tại phòng kỹ thuật tầng hầm.

Hệ thống thu gom rác thải 13

Trong các tòa nhà cao tầng, công tác vệ sinh, đặc biệt là hệ thống thu gom và xử lý rác thải, rất quan trọng Hệ thống thu gom rác được thiết kế với ống đổ rác nằm trong lõi thang máy, có cửa đổ rác tại mỗi tầng Rác sẽ được vận chuyển qua ống xuống ngăn chứa rác ở tầng hầm Hàng ngày, xe thu gom rác sẽ đến lấy rác từ các ngăn chứa này và chuyển đến bãi thu gom rác của thành phố.

Ch-ơng VII giải pháp kết cấu

Giải pháp kết cấu móng 14

Mặt bằng nhà hình vuông làm giảm nội lực và chuyển vị do ảnh h-ởng bởi dao động bản thân

Hệ l-ới cột, lõi, vách đ-ợc bố trí gần đối xứng mục đích tạo ra tâm cứng gần trùng với trọng tâm mặt bằng (tâm hình học của nhà)

Giải pháp kết cấu móng: dùng giải pháp móng cọc ép BTCT B30 kết hợp với hệ đài cọc và giằng móng BTCT theo hai ph-ơng d-ới chân cột

Tường của tầng hầm được thiết kế bằng bê tông cốt thép (BTCT) với độ dày 25cm, chạy dọc theo chu vi của tầng ngầm, được đặt trên hệ đài cọc và giằng móng của công trình.

Nền tầng hầm dùng sàn BTCT B25 dầy 20 cm có phụ gia chống thấm

Toàn bộ nền và tường tầng hầm được xử lý bằng gioăng cao su chống thấm tại các vị trí mạch ngừng thi công và các vị tiếp giáp giữa các khối hạng mục công trình Phần dưới nền tầng hầm được gia cố bằng cát vàng đầm chặt và đá cấp phối dày 300 mm để đảm bảo tính ổn định và chống thấm hiệu quả.

Vật liệu: hệ đài cọc, giằng móng, nền tầng hầm, t-ờng tầng hầm dùng bê tông th-ơng phẩm B30 cốt thép dùng AI, AII.

Giải pháp kết cấu phần thân 14

- Giải pháp kết cấu chịu lực chính công trình dùng hệ kết cấu Bê tông cốt thép toàn khối

- Hệ kết cấu cột, dầm sàn kết hợp lõi thang và vách cứng Sàn các tầng dày

15cm Lồng thang máy dùng giải pháp lõi BTCT dầy 30cm

- Vật liệu: hệ vách, lõi, cột, dầm, sàn các tầng dùng bê tông th-ơng phẩm B30 cốt thép dùng AI, AII

Ch-ơng VIII KÕt luËn chung

Công trình Nhà Điều Trung Tâm Hành Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, tọa lạc tại phường Yên Hoà, quận Cầu Giấy, Hà Nội, nổi bật với kiến trúc đẹp và công năng đa dạng, đáp ứng nhu cầu nhà ở cho thuê làm văn phòng trong một đô thị mới đang phát triển Công trình này không chỉ tiết kiệm diện tích xây dựng mà còn tận dụng tối đa không gian sống, góp phần tạo nên môi trường sống hiện đại và tiện nghi.

Việc thiết kế kết cấu công trình cần chú trọng đến các yêu cầu thẩm mỹ, nhằm đảm bảo công trình không chỉ đẹp mắt mà còn thuận tiện trong quá trình thi công và sử dụng sau này.

kÕt cÊu 16

Đặc điểm thiết kế nhà cao tầng 17

Trong thiết kế nhà cao tầng, việc chọn lựa giải pháp kết cấu là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến bố trí mặt bằng và chi phí xây dựng công trình.

Tải trọng thẳng đứng được truyền xuống đất thông qua hệ thống các cấu kiện thẳng đứng hoặc nghiêng được liên kết với nhau Các cấu kiện này có thể là khung kết cấu gồm cột và dầm, hoặc là những bức tường cứng với dạng đặc hoặc dạng mang lưới.

Tải trọng ngang là một yếu tố quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng, vì nó tạo ra nội lực và chuyển vị lớn Khi chiều cao tăng, chuyển vị ngang cũng tăng nhanh chóng, dẫn đến nhiều hệ quả tiêu cực như tăng nội lực phụ trong kết cấu, có thể làm giảm chất lượng công trình Hơn nữa, chuyển vị lớn còn gây cảm giác khó chịu cho người sống và làm việc trong tòa nhà.

 Hạn chế chuyển vị ngang

Các kết cấu chịu lực của ngôi nhà cần phải đảm bảo khả năng chịu đựng các tải trọng ngang như gió và động đất Do đó, việc bố trí hệ thống giằng ngang theo cả phương dọc và phương ngang là rất quan trọng Hệ thống sàn dưới dạng dầm cao sẽ giúp truyền tải trọng ngang xuống các kết cấu thẳng đứng và cuối cùng là móng Lựa chọn đúng đắn các kết cấu sàn có vai trò quyết định trong việc xác định sơ đồ truyền tải trọng gió và tải trọng thẳng đứng, từ đó ảnh hưởng đến việc chọn hệ chịu lực cho công trình.

 Giảm trọng l-ợng của bản thân

Giảm trọng lượng bản thân có ý nghĩa quan trọng vì nó giúp giảm áp lực lên nền đất Khi trọng lượng giảm, tác động của gió và động đất cũng giảm theo, mang lại sự an toàn và ổn định cho công trình.

21 hiệu quả là hệ kết cấu đ-ợc nhỏ gọn hơn, tiết kiệm vật liệu, tăng hiệu quả kiến tróc

Khi số tầng của tòa nhà tăng lên, xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng trên tất cả các sàn giảm, do đó tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu áp dụng các hệ số giảm tải trong quá trình tính toán các cấu kiện thẳng đứng chịu lực.

phân tích Lựa chọn giải pháp kết cấu 18

I.2.1 Lựa chọn ph-ơng án kết cấu chung

1 Các giải pháp kết cấu

Theo các dữ liệu về kiến trúc nh- hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên trong yêu cầu thì các giải pháp kết cấu có thể là

Trong hệ này các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các t-ờng phẳng

Vách cứng là các tấm tường được thiết kế để chịu tải trọng ngang, nhưng trong nhà cao tầng, tải trọng ngang thường chiếm ưu thế Do đó, các tấm tường chịu lực cần được thiết kế để chịu cả tải trọng ngang và đứng Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường qua các bản sàn, và các tường cứng hoạt động như các console có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp này phù hợp cho những ngôi nhà có chiều cao không lớn và yêu cầu phân chia các khoảng không gian bên trong.

(không yêu cầu có không gian lớn bên trong)

Hệ kết cấu này bao gồm các thanh đứng và thanh ngang được liên kết cứng tại các nút giao nhau, tạo thành khung không gian thông qua các thanh ngang Hệ thống này khắc phục nhược điểm của hệ tường chịu lực, mặc dù vẫn còn tồn tại nhược điểm về kích thước cấu kiện lớn do phải chịu tải ngang Độ cứng ngang của hệ thống thấp dẫn đến chuyển vị ngang lớn, và khả năng chịu tải ngang của lõi cứng chưa được tận dụng triệt để.

Lõi chịu lực là cấu trúc dạng vỏ hộp rỗng, có thể là tiết diện kín hoặc hở, giúp nhận toàn bộ tải trọng tác động lên công trình và truyền lực xuống đất Hệ lõi này có khả năng chịu lực ngang tốt và tận dụng hiệu quả giải pháp vách cầu thang.

Để tối ưu hóa tính năng của bêtông cốt thép, hệ sàn của công trình cần phải dày và có biện pháp thi công đảm bảo chất lượng tại vị trí giao nhau giữa sàn và vách.

Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên tắc truyền tải trọng lực qua các bản sàn được gối trực tiếp lên kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngoài, loại bỏ sự cần thiết của các gối trung gian bên trong Giải pháp này rất phù hợp cho các công trình cao lớn, thường là những tòa nhà có trên 80 tầng.

2 Lựa chọn hệ kết cấu công trình

Qua phân tích, mỗi hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng đều có ưu và nhược điểm riêng Đối với công trình Nhà ở chung cư cao tầng CT3, yêu cầu về không gian linh hoạt và rộng rãi khiến việc sử dụng hệ tường chịu lực trở nên khó khăn Hệ khung chịu lực lại gây ra chuyển vị ngang lớn và có kích thước cấu kiện lớn, không phù hợp với nhà dịch vụ Hệ lõi chịu lực yêu cầu thiết kế với độ dày sàn lớn và lõi phân bố hợp lý, gây khó khăn cho bố trí mặt bằng Do đó, để đáp ứng các yêu cầu kiến trúc và kết cấu, giải pháp sử dụng hệ hỗn hợp, kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản, là lựa chọn khả thi.

Sơ đồ này tính toán khung chịu tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải, bao gồm cả tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng từ các cấu trúc chịu tải khác như lõi và tường chịu Trong sơ đồ, tất cả các nút khung được thiết kế khớp, hoặc các cột có độ cứng chống uốn rất nhỏ.

Sơ đồ này cho thấy khung cùng chịu tải trọng thẳng đứng với xà ngang và các kết cấu chịu lực cơ bản khác Trong trường hợp này, khung được liên kết cứng tại các nút, được gọi là khung cứng.

 Lựa chọn kết cấu chịu lực chính

Sơ đồ khung giằng cho thấy tính hợp lý trong thiết kế, với việc sử dụng kết cấu lõi cầu thang để chịu tải trọng đứng và ngang, đảm bảo sự ổn định cho toàn bộ khung.

Hệ khung giằng 23 sẽ tăng cường đáng kể hiệu quả chịu lực của toàn bộ kết cấu, đồng thời nâng cao hiệu suất sử dụng khung không gian Sự hỗ trợ của lõi giúp giảm tải trọng ngang tác động lên từng khung, cho thấy sự làm việc đồng bộ giữa khung và lõi là ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này Vì vậy, chúng tôi lựa chọn hệ khung giằng làm hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình.

I.2.2Lựa chọn ph-ơng án kết cấu cột, dầm, sàn móng

I.2.2.1 Chọn giải pháp kết cấu dầm, sàn a Sàn nấm Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm, nên cùng chiều cao nhà sẽ có số tầng lớn hơn, đồng thời cũng thuận tiện cho thi công Tuy nhiên để cấp n-ớc và cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên -u điểm này không có giá trị cao

Sàn nấm có nhược điểm là khối lượng bê tông lớn, dẫn đến giá thành cao và kết cấu móng nặng nề, tốn kém Dưới tác động của gió động và động đất, khối lượng tham gia dao động tạo ra lực quán tính lớn, làm tăng nội lực và khiến các cấu kiện trở nên nặng nề, kém hiệu quả về mặt giá thành cũng như thẩm mỹ.

Do độ cứng ngang của công trình lớn nên khối l-ợng bê tông khá nhỏ

Khối l-ợng dao động giảm Nội lực giảm Tiết kiêm đ-ợc bê tông và thép

Sàn ô cờ mang lại lợi ích về độ cứng công trình, giúp giảm chuyển vị ngang và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng Mặc dù nhược điểm của sàn ô cờ là chiều cao tầng lớn và thi công phức tạp hơn so với sàn nấm, nhưng phương án này vẫn rất phổ biến do phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của các công ty xây dựng.

Khối lượng công trình tuy nhỏ nhưng việc thi công lắp ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông lại rất phức tạp, do đó phương án này không khả thi.

Hệ thống sàn bê tông ƯLT là giải pháp lý tưởng cho các công trình nhà nhiều tầng, mang lại nhiều lợi ích nổi bật Nó giúp tiết kiệm chi phí nhờ vào việc giảm độ dày sàn, đồng thời đảm bảo tính thẩm mỹ cao và cho phép sử dụng nhịp lớn hơn Hệ thống này còn rút ngắn thời gian thi công nhờ khả năng tháo dỡ ván khuôn sớm Bên cạnh đó, việc áp dụng sàn bê tông ƯLT cũng giảm thiểu độ võng và nứt dưới tải trọng làm việc, nâng cao độ bền cho công trình.

Dựa vào các -u và nh-ợc điểm trên, ta chọn: Ph-ơng án sàn s-ờn toàn khối

I.2.2.2 Chọn giải pháp kết cấu móng

Do công trình nhà cao tầng có nội lực tại chân cột lớn ta chọn: Ph-ơng án móng cọc sâu.

phân tích lựa chọn Vật liệu sử dụng 21

Nhà cao tầng thường được xây dựng bằng kim loại hoặc bê tông cốt thép Các công trình kim loại có độ bền cao, trọng lượng nhẹ và tính dẻo tốt, giúp giảm nguy cơ sụp đổ trong trường hợp có động đất Tuy nhiên, việc thi công nhà cao tầng bằng kim loại rất phức tạp, chi phí cao và bảo trì công trình trong điều kiện khí hậu Việt Nam gặp nhiều khó khăn.

Công trình bê tông cốt thép mặc dù nặng nề và yêu cầu móng lớn, nhưng lại khắc phục được nhiều nhược điểm của kết cấu kim loại như độ bền cao, độ cứng lớn và khả năng chống cháy tốt Bên cạnh đó, việc cơ giới hóa trong xây dựng cũng trở nên dễ dàng hơn, giúp tiết kiệm chi phí và đặc biệt phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay tại Việt Nam.

Qua phân tích trên chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình Sơ bộ chọn nh- sau:

- Bê tông, cột, vách, lõi, bê tông B20 có:

- Thép chịu lực AII: Ra = Ra' = 280 MPa

- Thép cấu tạo AI: Ra = Ra' = 225 MPa

Lập mặt bằng kết cấu 22

Mặt bằng kết cấu các tầng:

- Mặt bằng kết cấu tầng hầm

- Mặt bằng kết cấu tầng 1

- Mặt bằng kết cấu tầng 2

- Mặt bằng kết cấu tầng 3 tầng 9

Sơ bộ lựa chọn kích th-ớc các cấu kiện 22

II.2.1 Chọn chiều dày sàn

Chiều dày sàn chọn theo công thức: h s = 1/50 l 1

Trong đó l 1 : l 1 = 7,8 m h s = 1/50 x 7,8 = 15,64 cm, chọn h s = 15 cm

Ta chọn chiều dày sàn h s = 15cm cho toàn nhà

II.2.2 Chọn tiết diện dầm

Chọn bề rộng tiết diện dầm bằng chiều dày t-ờng: b d = 250 mm

Chọn chiều cao dầm theo công thức n

Víi l n = 7800mm h d = (1/8 : 1/12) x 7800 = 710 mm Chọn chiều cao dầm h d = 700 mm;

2 Các dầm liên kết vách cầu thang với thang máy và các dầm khác

II.2.3 Chọn tiết diện cột

1 Xác định sơ bộ tải trọng tác dụng lên một sàn

1.1 Tĩnh tải a Lớp gạch lát dày 1cm, = 1.800 kG/m 3 g 1 = n 1 x h 1 x 1 = 1,1 x 0,01 x 1800 = 20 kG/m b Lớp vữa lót dày 2cm, = 1.800 kG/m 3 g 2 = n 2 x h 2 x 2 = 1,3 x 0,02 x 1800 = 47 kG/m 2 c Lớp bê tông sàn dày 15cm, = 2.500 kG/m 3 g 3 = n 3 x h 3 x 3 = 1,1 x 0,15 x 2500 = 413 kG/m 2 d Lớp trát trần dày 1,5cm, = 1.800 kG/m 3 g 4 = n 4 x h 4 x 4 = 1,3 x 0,015 x 1800 = 35 kG/m 2 e T-ờng gạch qui về phân bố đều trên sàn theo công thức

- F : Tổng diện tích sàn, lấy bằng F = 505,44 m 2

- G : Tổng trọng l-ợng t-ờng trên sàn

G = 1,1 x 3,9 x 1800 x 0,22x168,5 = 152896kG g 5 = 152896/505,44 = 303 kG/m 2 Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn là: g = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 + g 5 = 20+47+413+35+303 = 818 daN/m 2

Theo TCVN 2737-1995 với nhà ở kiểu văn phòng lấy p tc = 150 daN/m 2 cho mọi phòng:

1.3 Tổng tải trọng tác dụng lên 1 sàn: q = g + p = 818 + 195 = 1013 daN/m 2

2 Xác định tiết diện cột

+ F: Diện tích truyền tải của một sàn vào cột, lấy đối với trục B - 2 nh- hình vẽ mô tả d-ới đây

Bê tông cột B20 có Rb = 11,5 MPa = 1150 T/m 2

F c = 1,5.568,901/1450 = 0,59 m 2 = 5900 cm 2 Chọn cột vuông h = 60cm có: F = 60x60 = 3600cm 2

Chọn kích th-ớc cột Từ tầng hầm, tầng 1: bxh = 60x60 cm

Tõ tÇng 2- tÇng 9: bxh = 50x50 cm

Từ tầng tum, tầng mái: bxh = 40x40 cm

II.2.4 Chọn tiết diện lõi + vách

 Chọn chiều dày vách là: V1" cm

 Chiều dày các lõi là: V20 cm

Lựa chọn và lập sơ đồ tính cho các cấu kiện chịu lực 24

I.3.1 Lựa chọn sơ đồ tính

Từ mặt bằng, tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng (L/B) của phần cao tầng gần bằng 1, cho thấy kiến trúc nhà có hình dạng gần giống hình vuông Hệ lõi cứng được bố trí ở trung tâm, xung quanh là các vách cứng đối xứng, tạo nên sự cân đối và hài hòa cho công trình.

Với thiết kế nhà vuông, công trình chịu lực đồng đều theo hai phương tương tự Phương pháp tính toán hợp lý là sử dụng hệ không gian bao gồm khung, sàn và vách cứng.

Trục khung theo phương đứng được xác định trùng với trục cột và vách, trong khi trục khung theo phương ngang trùng với trục dầm Nếu hai dầm cạnh nhau có chiều cao khác nhau, trục khung sẽ trùng với trục dầm, điều này có thể gây nguy hiểm cho kết cấu do làm tăng chiều dài tính toán của cột kề bên Tương tự, khi cột thay đổi tiết diện, trục khung sẽ trùng với trục cột nào đó, dẫn đến chiều dài tính toán của dầm bị tăng lên.

Trục của tường thường lệch so với trục của dầm, và trục của dầm biên thường lệch so với trục cột Tải trọng từ tường truyền xuống dầm, sau đó tiếp tục truyền xuống cột, tạo ra không chỉ tải trọng tập trung mà còn gây ra mômen xoắn cho dầm và mômen uốn cho cột Tuy nhiên, do độ cứng của nút khung rất lớn, chúng ta có thể bỏ qua tác dụng của mômen lệch tâm lên dầm và chỉ xem ảnh hưởng của nó là cục bộ lên cột.

II.3.2 Cơ sở tính toán kết cấu

- Giải pháp kiến trúc đã lập;

- Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-1995;

- Động lực học và ổn định công trình;

- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép TCXDVN

- Nhà cao tầng - Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối TCXDVN

- Phần mềm tính toán kết cấu SAP2000 phiên bản 7.42

Cơ sở xác định tải trọng tác dụng 26

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

Trình tự xác định tải trọng 26

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng của các kết cấu như cột, dầm sàn, và tải trọng từ tường, vách kính trên công trình Để xác định tĩnh tải, cần tính toán trọng lượng đơn vị, từ đó phân tải sàn lên các dầm dựa trên diện phân tải và độ cứng Phần mềm sẽ tự động cộng tải trọng của các cấu kiện như vách, cột và dầm khi khai báo hệ số trọng lượng bản thân.

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

1.Tĩnh tải sàn các tầng (S1)

ChiÒu dày (mm) daN/m 3 g tc daN/m 2 n g tt daN/m 2

Bản bê tông cèt thÐp

- 1 Lớp vữa trát trÇn XM 50# dày 15mm

Giá trị vào tải sàn 566,6

2 Tĩnh tải trên sàn mái (M2):

- 2 lớp gạch lỗ chèng nãng

- 1 lớp bê tông chống thấm dày 40 40 2500 100 1,1 110,0

- 1 lớp bê tông nhẹ tạo dốc

- lớp bê tông côt thÐp

3 Tĩnh tải trên sàn mái (M3)

- 1 lớp bê tông chống thấm dày 40 40 2500 100 1,1 110,0

- 1 lớp bê tông nhẹ tạo dốc 100 1600 160 1,3 208,0

- lớp bê tông cốt thÐp 150 2500 375 1,1 412.5

Cấu tạo giống Của S2,S3,M1 giống S1

+ TÇng hÇm, tÇng 3 tÇng tum

Sơ bộ chọn bề dày bản thang 10 cm, chiều cao bậc thang là hcm, chiều réng bËc thang b = 30cm

- 1 Líp v÷a lãt XM 70# dày 30 mm 30 1800 54 1,3 70,2

- 1 Lớp vữa trát trần XM

Giá trị vào tải sàn 297,8 = 421,2

Sơ bộ chọn bề dày bản thang 12 cm, chiều cao bậc thang là hcm, chiều réng bËc thang b = 30 cm

(mm) daN/m 3 g tc daN/m 2 n g tt daN/m 2

Giá trị vào tải sàn 320,6 = 453,4

Sơ bộ chọn bề dày chiếu nghỉ 12 cm

- 1 Líp v÷a lãt XM 70# dày 30mm 30 1800 54 1,3 70,2

- 1 Lớp vữa trát XM 50# dày 15mm 15 1800 27 1,3 35,1

7 Trọng l-ợng bản thân t-ờng:

Cấu tạo các lớp vật liệu

Khi tính kể đến lỗ cửa, tải trọng t-ờng 220mm và 110mm nhân với hệ số giảm tải 0,7

8 Tĩnh tải của bể n-ớc:

Qui ra m 2 sàn bể n-ớc 78,57/(3*7,2) = 3.638 daN/m 2

III2.3 Phân phối tải trọng đứng lên khung trục 2

Đối với các ô bản có tỷ lệ L2/L1 > 2, tải trọng được truyền theo phương cạnh ngắn, tính theo bản kê 2 cạnh Ngược lại, với các ô bản có tỷ lệ L2/L1 < 2, cần tính toán theo bản kê 4 cạnh, sử dụng hệ số chuyển đổi k = 1 – 2*β² + β³, trong đó β = L1/(2*L1) cho tải phân bố lên khung dạng hình thang và k = 5/8 cho tải phân bố lên khung dạng tam giác.

1 ô bản 5 : tải phân bố tính theo hình thang và tải phân bố tính theo hình tam giác

2 ô bản 6 : tải phân bố tính theo hinh chữ nhật

Tĩnh tải phân bố sàn điển hình(daN/m)

TT Loại tải Cách tính Kết quả

Do trọng l-ợng t-ờng 110 xây dÇm cao 3,9 – 0,7 = 3,2 m 3,2x288,8 x 0,7 646,9

Do trọng l-ợng ô sàn 5 tải phân bố tính theo hình tam giác 566,6x(1,2-0,22) x0,625/2 173,52

Do trọng l-ợng ô sàn 6 tải phân bè tÝnh theo hinh chữ nhật 566,6x2,0/2 566,6

Do trọng l-ợng ô sàn 11 tải ph©n bè tÝnh theo h×nh thang 566,6x(7,2 - 0,22)x0,674/2 1332,8

Do trọng l-ợng tường 110 xây dầm cao 3,9 – 0,7 = 3,2 m 3,2x288,8x0,7 646,9

Do trọng l-ợng ô sàn 7 tải phân bố tÝnh theo hinh chữ nhật 566,6x2,0/2 566,6

Do trọng l-ợng ô sàn 18 tải ph©n bố tÝnh theo h×nh thang 566,6x(1,2 - 0,22)x 0,872/2 242,1

Do trọng l-ợng vách 220 cao

Do trọng l-ợng t-ờng 110 xây dầm cao 3,9 – 0,7 = 3,2 m 3,2x288,8 x 0,7 646,9 ô sàn 8 tải phân bố tính theo hình tam giác 566,6x(1,2-0,22) x0,625/2 173,52

Do trọng l-ợng ô sàn 9 tải phân bố tÝnh theo hinh chữ nhật 566,6x2,0/2 566,6

Do trọng l-ợng ô sàn 15 tải ph©n bố tÝnh theo hinh chữ nhật 566,6x1,2/2 340

T ĩ nh t ả i t ậ p chung sàn đ i ể n h×nh(daN)

Do trọng l-ợng tường 220 xây dầm cao 3,9 – 0,7 = 3,2 m 3,2x2 x 505,8 x 0,7/2 1293,8

Do trọng l-ợng ô sàn 11 tải phân bố tính theo hình tam giác

Do trọng l-ợng tường 110 xây dầm cao 3,9 – 0,7 = 3,2 m 3,2x7,2 x288,8 x 0,7/2 2328,9

Do trọng l-ợng ô sàn 18 tải phân bố tính theo hình tam giác

T ĩ nh t ả i ph©n b ố sàn mái (daN/m)

Do trọng l-ợng ô sàn với tải ph©n bè tÝnh theo h×nh thang 925,2x(7,2 - 0,22)x0,674 4178,25

Do trọng l-ợng ô sàn với tải ph©n bố tÝnh theo h×nh thang 1285,2x(7,2 - 0,22)x0,674 6046,25

T ĩ nh t ả i tËp chung sàn mái (daN)

Do trọng l-ợng ô sàn với tải phân bố tính theo tam giác

Do trọng l-ợng t-ờng110 xây dầm cao 0,8 m 0,8x7,2 x288,8 1663,5

Do trọng l-ợng ô sàn với tải phân bố tính theo tam giác

STT Loại phòng p tc (daN/m 2 ) n p tt

9 Hoạt tải tầng kỹ thuật 400 1,3 520

Khi chất tải vào công trình, chúng ta phân chia thành hai trường hợp HT1 và HT2 dựa trên kiểu cách tầng và cách nhịp Trường hợp HT1 được sử dụng để xác định mô men M+ nguy hiểm nhất cho ô bản có tải và mô men M- nguy hiểm cho ô bản không có tải bên cạnh.

HT2 thì ng-ợc lại

Hoạt tải phân bố tầng điển hình (daN/m)

AB Ô sàn 5 phân bố tam giác 360x1,2/2x0,625 163.13 Ô sàn 6 phân bố hình chữ nhật 360x2,2/2 360 Ô sàn 11 phân bố hình thang 480x7,8/2x0,674 1261.7

BC Ô sàn 18 phân bố hình thang 520x1,2/2x0,872 272.1 Ô sàn 7 phân bố hình chữ nhật 360x2,/2 360

CD Ô sàn 8 phân bố tam giác 360x2/2x0,625 135 Ô sàn 9 phân bố hình chữ nhật 240x2,0/2 240 Ô sàn 15 phân bố hình chữ nhật 240x1,2/2 144

Hoạt tải tập chung tâng điển hình (daN)

AB Ô sàn 5 phân bố hình thang 360x1,2/2x0,847 182.95 Ô sàn 10 phân bố hình chữ nhật 480x7,2x1,2/2 2073.6 Ô sàn 11 phân bố tam giác 480x7,2x7,2/2 6220.8

BC Ô sàn 12 phân bố hình chữ nhật 480x7,2x2,4,/2 4147.2 Ô sàn 13 phân bố hình chữ nhật 480x7,2x3,2/2 5529.9 Ô sàn 18 phân bố tam giác 520x2,2/2 572

CD Ô sàn 8 phân bố hình thang 360x2,2x1,6/4 316.8 Ô sàn 14 phân bố hình chữ nhật 480x7,2x1,6/2 460.8

Hoạt tải phân bố tầng mái (daN/m)

AB Ô sàn phân bố hình thang 195x7,8x0,671/2 510.5 Ô sàn phân bố tam giác 195x1,2x0,625 146.25

BC Ô sàn phân bố hình thang 195x7,8x0,671 1021

CD Ô sàn phân bố hình thang 195x7,8x0,671 1021

Hoạt tải phân bố tầng mái (daN/m)

AB Ô sàn phân bố tam giác 195x7,2x7,2/4 2527.2 Ô sàn phân bố hình thang 195x(4-1,2)x1,2/2 327.6 Ô sàn phân bố hình chữ nhật 195x7,2x1,2/2 842.4

BC Ô sàn phân bố tam giác 195x7,2x7,2/5 2527.2

CD Ô sàn phân bố tam giác 195x7,2x7,2/6 2527.2

Áp lực gió tác động lên công trình được xác định bởi thành phần tĩnh trên mỗi đơn vị diện tích hình chiếu của công trình, hướng vuông góc với chiều gió.

Giá trị áp lực gió W o cho công trình xây dựng tại Hà Nội, nằm trong khu vực địa hình B và thuộc vùng gió II-B, được xác định là 95 kG/m².

- n : Hệ số v-ợt tải lấy bằng 1,2

- k : Hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao

- c : Hệ số cản chính diện

Do công trình có mặt bằng hình vuông, t-ơng đối đơn giản ta có: c hút =- 0,6; c đẩy =+0,8

Bảng xác định áp lực gió tĩnh tác dụng lên công trình

Ch-ơng IV Chất tải vào sơ đồ tính

Sơ đồ tính 42

Sử dụng phân mềm tính toán kết cấu SAP 2000, phiên bản 7.42

Sơ đồ tính là hệ khung không gian bao gồm khung, sàn và vách cứng, trong đó trục khung đứng trùng với trục tim tường, còn trục khung ngang trùng với mức cốt sàn tương ứng Khi xem xét tác dụng của tải trọng gió, sàn được coi là cứng vô cùng trong mặt phẳng của nó, giúp truyền tải trọng gió vào khung.

Trục tường thường lệch so với trục cột, dẫn đến tải trọng từ tường truyền xuống dầm, sau đó xuống cột, tạo ra mômen xoắn cho dầm và mômen uốn cho cột Tuy nhiên, nhờ độ cứng lớn của nút khung, tác dụng của mômen lệch tâm (M LT) lên dầm có thể được bỏ qua, chỉ xem ảnh hưởng này là cục bộ.

Chất tải vào sơ đồ tính 42

Sơ đồ làm việc bao gồm các phần tử frame (thuộc cột và dầm), các phân tử shell (thuộc sàn, vách cứng, lõi)

Tĩnh tải bao gồm phần bê tông cốt thép của khung, sàn và vách, chỉ cần khai báo kích thước cùng các thông số vật liệu như E Đối với các lớp cấu tạo sàn mái và trọng lượng tường, chúng được khai báo bổ sung dưới dạng tải phân bố đều trên shell Tĩnh tải của tường được phân bố đều trên dầm và được khai báo dưới dạng tải phân bố đều trên phần tử frame tương ứng.

Hoạt tải sàn và mái được khai báo dưới dạng lực phân bố đều trên shell Đối với các ô sàn có nhiều hơn một trường hợp hoạt tải, chúng ta sẽ sử dụng giá trị hoạt tải trung bình để tính toán.

Tải trọng ngang do gió là lực phân bố đồng đều trên mặt sàn, tương ứng với phần chịu tải bao gồm nửa tầng trên và nửa tầng dưới.

Số liệu đầu vào đ-ợc in cho ở phụ lục

Kết quả tính và tổ hợp tải trọng 43

Nhiệm vụ được giao là tính toán cốt thép cho khung K2, bao gồm việc xác định nội lực của các phần tử trong khung K2 dưới các trường hợp tải trọng khác nhau như tĩnh tải, hoạt tải, gió trái (X+) và gió phải (X-).

Gió Trái Y + , Gió phải Y - đ-ợc in thành các bảng cho ở phụ lục

Tổ hợp nội lực là phương pháp cộng có lựa chọn nhằm xác định các giá trị nội lực bất lợi nhất để tính toán cốt thép hoặc kiểm tra khả năng chịu lực Quá trình tổ hợp nội lực (hay tổ hợp tải trọng) được thực hiện theo các tiêu chuẩn thiết kế.

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động qui định hai tổ hợp cơ bản:

- Tổ hợp cơ bản 1: Gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do một tr-ờng hợp của hoạt tải (có lựa chọn)

Tổ hợp cơ bản 2 bao gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực từ ít nhất hai hoạt tải, với lựa chọn trường hợp bất lợi nhất Trong đó, nội lực của hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp là 0,9.

Trong mỗi tổ hợp, tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân tải trọng tiêu chuẩn với hệ số độ tin cậy, hay còn gọi là hệ số vượt tải, tùy thuộc vào trạng thái giới hạn được sử dụng trong tính toán.

Tổ hợp nội lực cho cột khung không gian cần xét các tr-ờng hợp sau:

Cột khung không gian đ-ợc bố trí cốt thép đối xứng do đó các giá trị M xmax ,

M ymax là những mômen lớn nhất về giá trị tuyệt đối

Kết quả tổ hợp nội lực khung K2 đ-ợc lập thành các biểu bảng cho ở phụ lục

Tổ hợp nội lực dầm tầng 2 khung 2

Néi lực TT HT1 HT2 GT GP Tổ hợp cơ bản1 HỢP TỔ CƠ BẢN 2

Mmax Mmin Qmax Mmax Mmin Qmax

Tổ hợp nội lực cột khung 2

Néi lùc TT HT1 HT2 GT GP

Tổ hợp cơ bản1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2

Mmax Mmin Mtư Mmax Mmin Mtư

Ntư Ntư Nmin Ntư Ntư Nmin

Tính toán cốt thép cho dầm 45

- Sử dụng bê tông B25: R b = 14,5(MPa)

- Thép doc chịu lực AII

- Tra bảng ζ R = 0,595 ; α R = 0,418 a) tính toán cốt thép doc phần tử 80 :bxh = 25x700(mm)

-từ bảng tổ hợp nội lực ta có:

- Tới gối B,C mô men tính theo tiết diên hình chữ nhật bxh = 250x700 (mm) a = 40 (mm) h o = h-a = 700-40 = 660 (mm)

- Tới nhịp giữa BC, mô men d-ơng, h f = 150,0(cm), Tính theo tiết diên chữ T

Tính theo tiết diện HCN: bxh = 250x700 (mm) a = 40 (mm) h o = h-a = 700-40 = 660 (cm) b) DÇm 93: bxh = 250x700(mm)

- Tổ hợp nội lực ta có:

+) Gối B,C mô men tính theo tiết diên hình chữ nhật

+) nhịp giữa BC, mô men d-ơng, h f = 150,0(cm), Tính theo tiết diên chữ T

Trục trung hòa đi qua cánh tính theo tiết diện HCN: bxh = 250x700 (mm) a = 40 (mm) h o = h-a = 700-40 = 660 (cm) c)DÇm 106: bxh = 250x700(mm)

- từ bảng tổ hợp nội lực ta có:

+) Gối B,C mô men âm tính theo tiết diên hình chữ nhật

+) Nhịp giữa BC mô men d-ơng tính theo tiết diên hình chữ nhật T, h f = 150(mm)

Trục trung hòa đi qua cánh tính theo tiết diện HCN: b f xh = 250x700 (mm) a = 40 (mm) h o = h-a = 700-40 = 660 (cm) c) DÇm 67: bxh = 250x700 (mm)

Gối B,C mô men âm tính theo tiết diên hình chữ nhậtb xh 250x700(mm) a = 40 mm

→ h o = 700-40 = 660mm kí hiệu phÇn tử

(kNm) b(mm) ho(mm) As(mm^2) μ (%)

2 tổ hơp thép đai cho dầm a)DÇm 80,93 : bxh = 250x700(mm)

-Dầm chịu phân bố đều: g = 25,46 (KN/m) p = 16,21 (KN/m) q 1 = g+0,5p %,46+0,5.16,21 = 33,57 (KN/m)

+) K/c cấu tạo thép đai h d p0>450(mm)

Schọn= min(S tt ; S ct ; S max )

- Dầm chịu phân bố đều: g = 10,80 (KN/m) p = 6,32 (KN/m) q 1 = g+0,5p ,80+0,5.6,32 = 13,96 (KN/m)

+) K/c cấu tạo cốt đai h d p0>450(mm)

Schọn = min(S tt ; S ct ; S max )

= 294,5 (KN) > Q = 287,22(KN) c)Bè trÝ thÐp ®ai

- Dầm 80,93:nhịp dầm lớn, trong khoảng l d /4; 10 a100, theocấu tạo: 10 a300

- dầm 67, nhịp dầm nhỏ, bố tri 10 a200,

Ch-ơng V tính toán cốt thép cho sàn tầng v- tính toán cốt thép cho sàn tầng điển hình:

Công trình sử dụng hệ khung chịu lực và sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối, với các ô sàn được đổ liền mạch với dầm Điều này tạo ra liên kết cứng giữa sàn và dầm, coi bản sàn như được ngàm vào dầm tại vị trí mép dầm Kích thước các ô bản được thiết kế phù hợp để đảm bảo tính ổn định và độ bền cho công trình.

Bê tông mác B20có c-ờng độ tính toán R b = 11.5Mpa

Cốt thép dọc, ngang AI có c-ờng độ tính toán R s "5Mpa

+.Tính toán nội lực cho ô bản đại diện ô10

- sơ đồ tính toán nh- hìn vẽ:

02 2 l l b = 7800 - 250 = 7550 mm Các mômen trong bảng quan hệ bởi biểu thức:

Chọn tỷ số nội lực giữa các tiết diện

Tỷ số các mômen có thể lấy trong khoảng từ 1.5 đến 2.5

- Tải trọng tác dụng lên ô3

II II 10,5 KNm b.2) Tính toán cốt thép: chọn a = 15 mm tính toán cốt thép theo công thức sau : h 0 = h – a

Do bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo nên phảI kiểm tra kiện hạn chế m pl 0,3

* Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép:

 Hàm l-ợng cốt thép hợp lý

* chọn cốt thép 8 200a As = 2,5cm 2

+ Theo ph-ơng cạnh ngắn

* Kiểm tra hàm l-ơng cốt thép là:

*chọn cốt thép chọn 8 140a As = 3,59cm 2

1 3, 7 l l  bản kê 4 cạnh Mômen đ-ợc tính theo công thức:

- Tải trọng tác dụng lên sàn

+ Theo ph-ơng cạnh ngắn:

* chọn cốt thép 8 140a As = 3,59 cm 2

+ Theo ph-ơng cạnh dài

* chọn cốt thép 8 200a As = 2,5cm 2

+ Theo ph-ơng cạnh ngắn

* Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép là:

 Hàm l-ợng cốt thép hợp lý:

* Chọn cốt thép chọn 8 200a As = 2,5cm 2

+ Theo ph-ơng cạnh dài

* Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép cột là:

 Hàm l-ợng cốt thép hợp lý:

* Chọn cốt thép 8 200a As = 2,5cm 2

Sơ đồ tính nh- hình vẽ:

Cắt 1 dải bản rộng 1m theo ph-ơng cạnh ngắn

- Tải trọng tác dụng lên ô10

Ch-ơng VI: kết cấu và kiến trúc của cầu thang

VI.1 đặc điểm cấu tạo kết cấu và kiến trúc của cầu thang

Cầu thang thuộc loại cầu thang 2 vế có cốn thang, đổ bêtông cốt thép tại chỗ

Bậc thang được xây dựng bằng gạch đặc, với các mặt chiếu nghỉ và chiếu tới được ốp đá granit Lan can tay vịn cầu thang làm bằng sắt, trong khi tay vịn được chế tác từ gỗ Mặt trát đá Granito mài nhẵn dày 15 mm, với kích thước ô cầu thang là 2,52x5,81m và chiều cao tầng là 3,9m Cầu thang gồm 26 bậc, mỗi bậc cao 150 mm và dài 300 mm.

*độ dốc theo cạnh nhà:

Do bản thang có kích th-ớc l2 =4,05= 3, 43 l 1,18 1 lên ta tính bản thang theo bản chịu lực 1 ph-ơng, cắt dải bản rộng 1 m theo ph-ơng cạnh ngắn để tính

Sơ đồ tính đ-ợc thể hiện sau

Nhịp tính toán: l tt 80 mm chều dày bản sàn xác định theo công thức h = D.l b m trong đó m=(30:35) với bản loại dầm, chọn m0

D=(0,8:1,4) phụ thuộc vào tải trọng, chọn D=1,4 h =1, 4.118 = 5,5cm b 30

Tất cả các bộ phận kết cấu đều dùng bêttông B20 có R b ,5 Mpa

Cốt thép dọc dùng thép nhóm CII có R s =R sc (0 Mpa

Thép bản và thép đai dùng nhóm thép CI có R s =R sc "5 Mpa

Tất cả các tải trọng của vật liệu và hoạt tải đều lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995

66 b)tính toán bản thang hình vẽ :

- quy đổi tải trọng của các lớp ra tải trọng t-ơng đ-ơng, phân bố theo chiều dài bản thang :

+ Lớp đá mài dày 1,5cm :h = 1,5.(15 + 30) / 15 + 30 = 2cm2 2

+ lớp vũa lót dày 1,5cm :h = 1,5.(15 + 27) / 15 + 30 = 2cm2 2

3 15 + 302 2 + bản thang dày 10cm :h = 10cm

4 + lớp vữa trát dày 1,5cm :h =1,5cm

Vậy ta có bảng sau:

Tải trọng tính toán (KN/m 2 ) Đá mài 0,02 20 1,1 0,44

Hoạt tải phân bố trên thang lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995 p tc =3 KN/m 2 => p tt =3.1,2= 3,6 KN/m 2 tải trọng phân bố toàn phần: q =3,6+2,639 =6,239 KN/m 2

Thành phần tác dụng vuông góc với bản thang: q tt =6,239.cosá =6,239.0,88 =5,49 KN/m 2

3 Tính toán nội lực và cốt thép

Bảng thang tính theo sơ đồ đàn hồi

Lực cắt lớn nhất tại gối: q.l 5, 49.1,18

Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ a =2 cm => h 0 -2 =8 cm

Diện tích cốt thép cần có trong 1m chiều dài bản cầu thang là :

Khi b h %>× min = 0,05%, cốt thép dọc được bố trí theo cấu tạo #8a200 với diện tích thép As = 2,5 cm² Đối với tính toán cốn thang, cần xác định sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng lên cốn, trong đó q' = q cos.

M= q'.l 2 nhịp tính toán của dầm

Chọn tiết diện cốn thang là 10x25 cm, từ đó ta tính đ-ợng trọng l-ợng cốn thang là :

- tải trọng lớp vữa trát : g v =1,3.0,015.18.(0,1+0,25.2) =0,21 KN/m

- tải trọng tay vịn gỗ :g tv =1,2.3 =3,6 KG/m =0,036 KN/m

- trọng l-ợng bản thân : g bt =n.b.h.ã =1,1.0,1.0,25.25 =0,687 KN/m

- tải trọng do bản thang truyền xuống :gt =q lb b =5, 49.1,18= 3, 24 KN / m

- tổng tải trọng tác dụng lên cốn thang: q =0,21+0,036+0,687+3,24 =4,17 KN/m

Phần tải trọng tác dụng vuông góc với cốn thang q’ =q.cosá =4,17.0,88 =3,68 KN/m

Lực cắt lớn nhất tại gối: q'.l 3,68.3,7

5.tính toán cốt thép dọc

Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ a =3 cm, h 0 %-3 " cm

Hàm l-ợng cốt thép thực tế ×% = 1,539.100 0,699

Kiểm tra c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

Do ch-a bố trí cốt thép đai nên ta giả thiết φ φ =1 w1 b1

Ta cã 0,3.Rb.b.h 0 =0,3.11,5.10 3 0,1.0,22 u,9 KN >9,125 KN dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

+ kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai:

Q =9,126 KN tính theo bản loại dầm

Tải trọng tính toán (KN/m 2 ) Đá mài 0,02 20 1,1 0,44

Hoạt tải phân bố đều trên cầu thang : q tc =3 KN/m2 => q tt =1,2.3 =3,6 KN/m 2 tải trọng toàn phần q =3,6+1,534 =5,134 KN/m 2

Cắt 1 dải bản rộng 1 m song song với ph-ơng cạnh ngắn, coi nh- một dầm để tÝnh

+ để thiên về an toàn ta quan niệm nh- sau

- Để xác định mômen d-ơng thì coi dải bản là một dầm đơn giản kê lên hai gối tôa

- Để xác định mômen âm thì coi dải bản là dầm đơn giản đ-ợc ngàm hai đầu

Mômen lớn nhất giữa nhịp:

12 12 KN.m tính toán cốt thép cho ô bản chọn chiều dàu lớp bêtông bảo vệ a =2 cm => h 0 -2 =8 cm cốt thép ở giữa nhịp:

Bố trí cốt thép d-ơng #8a200 có diện tích thép As =2,5 cm 2

Cốt thép dọc đặt theo cấu tạo #8a200

As b h %>× min =0,05% bố trí thép #8a200 có diện tích thép As =1,96 cm 2 cốt thép đặt theo cấu tạo #8a200 e)tính toán dầm chiếu nghỉ

Sơ đồ tính cho dầm đơn giản liên kết khớp ở hai đầu được sử dụng để phân tích lực tác động lên dầm Dầm chịu lực phân bố từ trọng lượng bản thân và bản chiếu nghỉ, đồng thời chịu lực tập trung từ hai cốn thang truyền vào.

Nhịp tính toán của dầm l tt =2,74 m

-trọng l-ợng bản thân dầm chọn tiết diện dầm 20x30 cm g tt =1,1.0,2.0,3.25+(0,2+0,3.2).0,015.18.1,3 =1,93 KN/m

- trọng l-ợng bản chiếu nghỉ truyền vào theo hình chữ nhật g cngh =0,5.1,86.5,134 =4,77 KN/m

- tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm q =1,93+4,77 =6,705 KN/m

- tải trọng tập trung do cốn thang 2 bên truyền vào

Mômen lớn nhất giữa nhịp:

8.tính toán cốt thép a)tính toán cốt thép dọc chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ là a 0 ' cm

Hàm l-ợng cốt thép thực tế ×% = As = 2, 262 100 = 0, 41 b.h 20.27

%>× min =0,05% cốt thép chịu mômen âm đặt theo cấu tạo 2#14 b)tÝnh cèt ®ai

Kiểm tra c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

Do ch-a bố trí cốt thép đai nên ta giả thiết φ φ =1 w1 b1

Ta cã 0,3.Rb.b.h 0 =0,3.11,5.10 3 0,2.0,27 6,3 KN > 23,44 KN dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

+ kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai:

Q #,44 KN 45cm min( ;50 ) 23( ) ct 3 s h cm cm

Khoảng cách thiết kế của cốt đai: min( ; tt ct ; max ) 23( ) s s s s cm

Ta bè trÝ thÐp ®ai 8a200 cho dÇm D1

Kiểm tra lại điều kiện c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai:

DÇm bè trÝ thÐp 8a200 cã :

Dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

Tính toán cốt thép đai cho phần tử dầm nhịp AB,BC, CD: bxh%x70cm

Trong các dầm có kích thước bxh 0x70cm, dầm D1 chịu lực cắt lớn nhất với giá trị Q = 29877 (daN) Dầm 4 được thiết kế với cốt đai theo cấu tạo 8a200, và cốt đai này cũng được áp dụng cho tất cả các dầm khác có kích thước tương tự.

VII 2.2 Tính toán cốt đai cho phần tử dầm D2 ( tầng 2, nhịp

+ Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

+ Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với : g = 444 (daN/m) = 4,44 ( daN/cm) ( với g 02 : Trọng l-ợng bản thân dầm 5 )

84 p = 0 ( daN/m) = 0( daN/cm ) Giá trị q 1 : q 1 =g + 0,5p = 4,44( daN/cm) Giá trị lực cắt lớn nhất: Q 8,96 ( KN ) = 10896( daN )

Chọn a = 4cm h 0 = h – a = 50 – 4 = 46 ( cm ) Kiểm tra điều kiện c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

Ta cã : 0, 3 R bh b 0 0, 3.115.30.46 47610( daN ) 8752( daN )

Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai bỏ qua ảnh h-ởng lực dọc trục nên n 0 min 3 (1 ) 0 0, 6.(1 0).9.30.46 7452( ) b b n bt

Q daN Q Đặt cốt đai chịu cắt theo điều kiện cấu tạo

Sử dụng đai 8, số nhánh n = 2

DÇm cã h = 50cm < 70 cm min( ; 20 ) 20( ) ct 2 s h cm cm

Khoảng cách thiết kế của cốt đai: min( ct ; max ) 25( ) s s s cm

Ta bè trÝ 8a200 cho dÇm

Kiểm tra lại điều kiện c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính khi đã có bố trí cốt đai:

T-ơng tự nh- tính toán dầm D2, ta bố trí thép đai 8a200 cho các dầm phần tử cùng kích th-ớc

6.1.3 Bè trÝ cèt thÐp ®ai cho dÇm

6.1.3.1.Víi dÇm cã kÝch th-íc 25 x 70 (cm)

- ở 2 đâu dầm trong đoạn L/4, ta bố trí cốt đai đặt dày 8a200 với L là nhịp thông thuỷ của dầm

- Phần còn lại cốt đai đặt th-a hơn theo điều kiẹn cấu tạo : min( 3 ;50 ) 52,5( ) ct 4 s h cm cm

6.1.3.2.Víi dÇm cã kÝch th-íc 30 x50 (cm)

Do nhịp dầm ngắn, ta bố trí cốt đai 8a200 đặt đều suốt dầm

Bêtông cấp độ bền B20 có: R b = 115 daN/cm 2 ; R bt = 9 daN/cm 2

Cốt thép dọc nhóm AII có R s = R sc = 280 Mpa = 2800 daN/cm 2

Tra bảng phụ lục 9 và 10 ta có:

6.2.2.Tính toán cốt thép cho tiết diện dầm phần tử cột C2: bxh %0x700(mm)

Bỏ qua ảnh h-ởng của uốn dọc

Lấy hệ số ảnh h-ởng uốn dọc: =1 Độ lệch tâm ngẫu nhiên e a = max( 1

3045) = 1,25(cm) Căn cứ vào bảng tổ hợp ta chọn ra đ-ợc các cặp nội lực để tính toán là :

N = 2981,35kN = 298135daN Cặp 2 M= 75,75kN.m = 757500daN.cm

Trong 3 cặp nội lực M và lực dọc N thì cặp 1 và cặp 3 t-ơng đ-ơng nhau nên ta chỉ tính 2 cặp đó là cặp 1 và 2

6.2.2.2 Tính cốt thép đối xứng cho cặp 1

R h 0 = 0,623.71 = 44,233 (cm) Xảy ra tr-ờng hợp x> R h 0 nén lệch tâm bé

Xác định lại x bằng ph-ơng trình bậc 3: x 3 + a 2 x 2 +a 1 x+a 0 = 0

6.2.2.3.Tính cốt thép đối xứng cho cặp 2

R h 0 = 0,623.71 D,233 (cm) Xảy ra tr-ờng hợp x> R h 0 nén lệch tâm bé

+ Xác định lại x bằng ph-ơng trình bậc 3: x 3 + a 2 x 2 +a 1 x+a 0 = 0

Cặp nội lực thứ hai yêu cầu thép bố trí lớn nhất, nhưng hàm lượng cốt thép vẫn ở mức thấp, do đó cần bố trí thép cột theo cấu tạo hợp lý.

Các phần tử cột trục G,F,D từ tầng 1 đến tầng 5 đ-ợc bố trí thép giống cột

C2(600x600mm) a) §-êng kÝnh cèt ®ai

Ta chọn cốt đai 8 nhóm AI b) Khoảng cách cốt đai: “s”

- Đoạn nối chồng cốt thép dọc s (10 min ;500 mm ) (10.28;500 mm ) 280( mm )

Ch-ơng VIII tính toán móng

VIII 1-Đánh giá đặc điểm địa chất công trình:

1 Điều kiện địa chất công trình

- Theo “Báo cáo khảo sát địa chất công trình Nhà Điều Hành Trung Tâm

Viện Khoa Học Việt Nam giai đoạn phục vụ thiết kế thi công”:

Khu đất xây dựng có bề mặt tương đối phẳng, với cao trình tầng hầm đạt -3,0(m) được khảo sát thông qua phương pháp khoan, xuyên tĩnh Các lớp đất từ trên xuống dưới có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng.

+ Lớp 1: Sét dày trung bình 6,2(m)

+ Lớp 2: Cát pha dày trung bình 5,5(m)

+ Lớp 3: Cát nhỏ dày trung bình 3,2(m)

+ Mực n-ớc ngầm ở độ sâu trung bình 1,8(m)so với mặt đất

Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

VIII 1.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn

+ Lớp đất 1: Sét dày trung bình 6,2 có độ sệt:

W W ; Đất trạng thái dẻo mềm có môđun biến dạng E 0 = 421 (T/m 2 ) đất trung bình

2 = 0,78(T/m 3 ) + Lớp 2: Cát pha có chiều dầy trung bình là 5,5m

Lớp đất cát chặt vừa có E = 485 (T/m 2 )

+ Lớp 3: Cát hạt nhỏ có chiều dầy trung bình là 3,2m

Lớp này là lớp đất cát chặt vừa E = 1043 (T/m 2 )

+ Lớp 4: Cát hạt trung vừa có chiều dày ch-a kết thúc tại hố khoan thăn dò là

Cát ở trạng thái chặt vừa E = 3231 T/m 2 , ®n4 = = 0 , 98 ( / )

+ Mực n-ớc ngầm nằm ở độ sâu 1,8(m) so với mặt đất tự nhiên nh-ng không có khả năng ăn mòn đối với cấu kiện bê tông

- ThiÕt kÕ mãng M 1 d-íi cét trôc F khung K2

- ThiÕt kÕ mãng M 2 d-íi cét trôc E khung K2

4 Chọn loại nền và móng

Dựa vào đặc điểm công trình và điều kiện địa chất thủy văn, giải pháp móng cọc ép trước được lựa chọn Cọc bê tông cốt thép sẽ được đặt vào lớp đất thứ 5 với chiều dài 9,95 m, sử dụng cọc có tiết diện 30x30 cm và chiều dài 24 m, được nối từ 4 đoạn cọc C1, C2, C3 và C4, mỗi đoạn dài 6 m Quá trình hạ cọc sẽ thực hiện bằng kích thủy lực theo phương pháp ép trước, nhằm đảm bảo không gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận Cọc sẽ sử dụng 4 thanh thép 20AII làm cốt dọc chịu lực, và bê tông sẽ có mác B25.

R b = 145(kG/cm²) Ngàm cọc vào đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc để lộ cốt thép trên đầu 0,55(m) và chôn thêm một đoạn cọc giữ nguyên 0,15(m) vào đài.

- Chọn chiều sâu chôn đài :

Lớp đất đặt đài có 0 , =1,75 (T/m 3 )

2 1,75.2,6 h m tg m Đáy đài đặt ở độ sâu - 4,5(m) so với cốt 0,00.Vật liệu làm đài:

+ Cốt thép chịu lực trong đài loại AII có R s =2,8.10 4 T/m 2

+ Lớp lót đài : bê tông B12,5 dày 10 cm

Theo bảng 16 TCXD 45-78 đối với nhà khung bê tông cốt thép có t-ờng chÌn th×:

5 Xác định sức chịu tải của cọc: a Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

Trong đó: m :hệ số điều kiện làm việc m=1 υ: hệ số uốn dọc υ=1

A s :diện tích cốt thép, A s ,56 cm 2

93 b Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền

Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Q s : ma sát giữa cọc và đất xung quanh cọc

Q c : Lực kháng mũi cọc Q c = m R RF

Trong đó: m R ,m φ : Hệ số điều kiện làm việc của đất.Cọc vuông, ép cọc nên m R =m fi =1

R: Sức kháng giới hạn của đất ở mũi cọc.Mũi cọc đặt ở lớp cát chặt vừa sâu

28,4 m tra bảng nội suy đ-ợc RT80 kpa = 548 T/m 2 τ : lực ma sát trung bình của lớp đất quanh cọc

Chia đất nền thành các lớp đồng nhất có chiều sâu < 2m tt L i (m) H(m) τ i τ i h i

Pgh T c Theo kết quả xuyên tĩnh CPT:

+ Q c = k.q cm F : sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc k- tra bảng : k= 0,5

+Q s = UΣ ci i i q h : sức kháng ma sát của đất ở thành cọc

- Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc

2,5 = 87,8 T Sức chịu tải của cọc lấy theo kết quả xuyên tĩnh [P] = 87,8 T b- tính toán chi tiết các móng:

Ngoài tải trọng đã tính toán đ-ợc còn phải kể đến tải trọng do :

+ Trọng l-ợng bản thân của giằng móng : Chọn giằng móng có kích th-ớc b h0 60 (cm)

N gm = 1,1 b h l Trong đó : 1,1 - Hệ số an toàn b, h - Các kích th-ớc của giằng móng l - Chiều dài giằng, coi nh- một móng có 4 giằng, l= 4 7,2 = 28,8 (m)

- Dung trọng của vật liệu chế tạo giằng, = 2500 (kG/m 3 )

+ Tải trọng do sàn tầng hầm và hoạt tải trên sàn tầng hầm gây ra: (Đối với các móng biên chỉ tính một nửa)

N sh = 1,1 b h l + 1,2p Trong đó : 1,1 và 1,2 - Hệ số an toàn

S - Diện tích chịu tải của móng, S = 7,2 7,8 = 56,16 (m 2 )

- Dung trọng của vật liệu chế tạo giằng, = 2500 (kG/m 2 ) p - Hoạt tải tiêu chuẩn của sàn tầng hầm, p = 500 (kG/m 2 )

+ Tải trọng t-ờng tầng hầm, chỉ tính cho móng biên

N th = 1,1 b h l Trong đó : 1,1 - Hệ số an toàn b - Chiều dày của t-ờng, b = 0,22 (m) h - ChiÒu cao t-êng, h = 2,8 (m) l - Chiều dài t-ờng, l = 7,8 (m)

- Dung trọng của vật liệu chế tạo t-ờng, = 2500 (kG/m 3 )

Nh- vậy, với các móng khung K-4 ta có :

Mãng cét trôc F : N 0 tt = N + N gm + 0,5 N sh + N th

Mãng cét trôc E : N 0 tt = N + N gm + N sh

+ Xác định số l-ợng cọc và bố trí cọc cho móng:

Số liệu tính toán: N tt = 569,876 T

= 1,5: hệ số kể đến độ lệch tâm

Chọn số cọc là n = 10 cọc

Chọn 10 cọc và bố trí nh- hình vẽ

+ Kiểm tra sức chịu tải của cọc :

Diện tích đế đài thực tế: F đ =3,6x3,6 = 12,96 (m 2 )

Trọng l-ợng tính toán của đài cọc :

Lực dọc tính toán định t-ơng ứng với trọng tâm tiết diện các cọc tại đế đài:

Mô men tính toán xác định t-ơng ứng với trọng tâm diện tích các cọc tại đế đài:

Lực truyền xuống các cọc dãy biên:

P tt max,min = 2 max 2 ax tt y x m i i

P tt min = 53,38 (T) (cọc không chịu nhổ)

Trọng l-ợng tính toán của cọc: q c tt = F c 1,1.L c bt = 0,3 0,3 24x2,5 1,1 = 5,94 (T)

P tt max + q c = 60,58 + 5,94= 66,52 (T) < [P] = 87,8 (T) Vậy cọc đủ khả năng chịu tải

Kiểm tra nền móng cọc theo khối móng quy ước: Độ lún của nền móng cọc được xác định dựa trên độ lún của nền khối móng quy ước có mặt cắt abcd.

Chiều dài của đáy khối quy -ớc:

Xác định trọng l-ợng của khối quy -ớc:

+ Từ đáy đài trở lên:

Trọng lượng của lớp sét từ đế đài đến lớp cát pha bị ảnh hưởng bởi sự xuất hiện của mực nước ngầm dưới đất, bắt đầu từ lớp sét pha Do đó, cần phải xem xét các yếu tố liên quan đến hiện tượng này.

+ Trọng l-ợng lớp sét pha dẻo nhão d-ới mực n-ớc ngầm:

+ Trọng l-ợng cọc trong phạm vi lớp này là:

0,3 0,3 5,2 2,5 10 ,7 (T) + Trọng l-ợng lớp cát pha d-ới mực n-ớc ngầm:

N 2 c = (8,64 8,64- 0,3 0,3 10) 5,5 0,86 = 340,7 (T) + Trọng l-ợng cọc trong phạm vi lớp này là:

0,3 0,3 5,5 2,5 10 = 12,37 (T) + Trọng l-ợng lớp cát hạt nhỏ d-ới mực n-ớc ngầm:

N 2 c = (8,64 8,64- 0,3 0,3 10) 3,2 0,9 = 212,4 (T) + Trọng l-ợng cọc trong phạm vi lớp này là:

0,3 0,3 3,2 2,5 10 = 7,2 (T) + Trọng l-ợng khối quy -ớc trong phạm vi của lớp cát hạt trung dày 9,95 m

- Trọng l-ợng cọc là trong phạm vi lớp đất này:

Tổng trọng l-ợng khối móng quy -ớc:

Mô men t-ơng ứng với trọng tâm đáy khối quy -ớc:

M tc = M 0 tc + Q 0 tc ( H m -1) = 30,551 + 18,012 25 = 480,851 (Tm) áp lực tính toán d-ới đáy khối móng quy -ớc : max,min qu qu

C-ờng độ tính toán đất ở đáy khối quy -ớc :

Trong đó lớp 5 có = 35 0 tra bảng có N = 48 ; N q = 33,3 ; N c = 46,1

Nh- vậy nền đất d-ới mũi cọc đủ khả năng chịu lực

Để tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính, chúng ta xem xét đất nền từ chân cọc trở xuống với chiều dày lớn Mô hình nền được áp dụng là nửa không gian biến dạng tuyến tính để xác định lún Ngoài ra, cần lưu ý áp lực bản thân ở đáy các lớp đất dưới mực nước ngầm.

- Tại lớp sét : bt z=6,7 = h 2 ®n bt z=6,7 = 6,2 0,78 =4,84 (T/m 2 )

- Tại đáy lớp cát pha dày 5,5(m): bt z,2 = 4,84 +0,86 5,5 = 9,56 (T/m 2 )

- Tại đáy lớp cát hạt nhỏ dày 3,2(m): bt z,4 = 9,56 + 0,92 3,2 = 12,51 (T/m 2 )

- Tại đáy lớp cát hạt trung dày 9,95 (m) bt z,21 = 12,51 + 9,95 0,99 = 21,4 (T/m 2 ) ứng suất gây lún ở đáy khối quy -ớc: gl z=0 = tc tb - bt z= hm gl z=0 15 , 1

Ta có : σ bt /σ gl ≥ 21,4/ 3,1= 6,92 >5 coi nh- móng đã tắt lún

+ Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:

- Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp:

P đt - Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp

P cđt - Lực chống đâm thủng

Vậy P đt < P cđt ,chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng

- Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng:

- Khi b>a c +h 0 th× P ®t ≤bxh 0 xR bt

Thoả mãn điều kiện chọc thủng

+ Tính toán và bố trí cốt thép:

- h đài =1 m ,cọc ngàm vào đài 0,15m chiều cao h 0 = 0,85m

Mô men t-ơng ứng với mặt ngàm I - I là:

- Mô men t-ơng ứng với mặt ngàm II-II

Mãng M 2 ta cã néi lùc nh- sau : N tt = 682,899 T

Chọn số cọc và bố trí :

= 1,3: hệ số kể đến độ lệch tâm

Chọn số cọc là n = 11 cọc

Chọn 11 cọc và bố trí nh- hình vẽ

+ Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc:

Diện tích đế đài thực tế: F đ =3,6x3,6 = 9,36 (m 2 )

Trọng l-ợng tính toán của đài cọc và đất trên đài:

Lực dọc tính toán định t-ơng ứng với trọng tâm tiết diện các cọc tại đế đài:

Mô men tính toán t-ơng ứng với trọng tâm diện tích các cọc tại đế đài:

Lực truyền xuống các cọc dãy biên:

P tt min = 61,31 (T) (cọc không chịu nhổ)

Trọng l-ợng tính toán của cọc:

P tt max + P c = 62,77 + 5,94= 68,71 (T) < [P] = 87,8 (T) Vậy cọc đủ khả năng chịu tải

Kiểm tra nón mang theo khối mạng quy-íc: Độ lún của nền móng cọc được xác định dựa trên độ lún của nền khối móng quy-ước có mặt cắt abcd.

Chiều dài của đáy khối quy -ớc:

Xác định trọng l-ợng của khối quy -ớc:

+ Từ đáy đài trở lên:

Tiêu đề	Luận Văn Tốt Nghiệp Nhà Điều Hành Trung Tâm Viện Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
Tác giả	Phạm Văn Phương
Trường học	Viện Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
Chuyên ngành	Xây Dựng
Thể loại	luận văn
Năm xuất bản	2014
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	214
Dung lượng	3,31 MB