KIẾN TRÚC
Khái quát về kiến trúc công trình
1.1.1 Giới thiệu về công trình:
1.1.1.1 Mục đích xây dựng công trình:
Việt nam là nước đang phát triển nên quá trình đô thị hóa diễn ra quá nhanh đặt biệt là
Thành phố Hồ Chí Minh hiện đang phải đối mặt với áp lực lớn từ việc tiếp nhận khoảng 8,445 triệu người dân (tính đến 1/7/2017) từ các tỉnh thành khác đến lao động và học tập Sự gia tăng dân số này đặt ra thách thức lớn trong việc giải quyết việc làm và nhu cầu chỗ ở cho hơn tám triệu cư dân hiện tại, với dự báo sẽ còn tăng trong những năm tới Quỹ đất dành cho xây dựng nhà ở ngày càng hạn hẹp, do đó, việc tiết kiệm đất và khai thác hiệu quả diện tích hiện có trở thành vấn đề cấp bách của thành phố.
Xu hướng xây dựng các tòa nhà chung cư cao cấp và dự án chung cư cho người có thu nhập thấp đang gia tăng, phản ánh giá trị con người trong xã hội hiện đại Công năng của chung cư không chỉ dừng lại ở việc cung cấp chỗ ở, mà còn mở rộng ra các dịch vụ tiện ích cho cư dân Việc xây dựng chung cư cao tầng được xem là giải pháp tối ưu, tiết kiệm và hiệu quả nhất để khai thác quỹ đất so với các phương án khác trong cùng một diện tích.
Công trình Văn phòng chung cư Orchard 20F +2B được thiết kế và xây dựng như một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, phục vụ cho nhu cầu sinh sống, giải trí và làm việc của cư dân Với chất lượng xây dựng cao và giá cả hợp lý, dự án này hướng đến việc nâng cao đời sống cho cộng đồng dân cư có thu nhập cao, đảm bảo một môi trường sống tiện nghi và phát triển.
1.1.1.2 Vị trí và đặc điểm công trình:
Vị trí công trình : Địa chỉ : 128 Hồng Hà, Phường 9, Quận Phú Nhuận, TP Hồ Chí Minh
Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có khí hậu đặc trưng với nhiệt độ cao quanh năm Thành phố này có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô, tương tự như các tỉnh khác ở Nam Bộ.
- Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11
- Nhiệt độ cao nhất: 38°C (khoảng tháng 4)
- Lượng mưa trung bình: 274.4 mm
- Lượng mưa cao nhất: 638 mm (khoảng tháng 9)
- Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (khoảng tháng 11)
- Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày
- Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày
- Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 4
Hướng gió chủ yếu là Tây Nam và Đông Nam, với tốc độ trung bình đạt 2.15 m/s Gió thường thổi mạnh trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, bên cạnh đó còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ.
Số giờ nắng trung bình khá cao, ngay trong mùa mưa cũng có trên 4 giờ/ngày, vào mùa khô là trên 8 giờ/ngày
Tần suất lặng gió trung bình hàng năm là 26%, lớn nhất là tháng 8 (34%), nhỏ nhất là tháng
Tốc độ gió trung bình tại khu vực này dao động từ 1.4 đến 1.6m/s, với sự hiếm hoi của gió bão, gió giật và gió xoáy Nếu có, những hiện tượng này thường xuất hiện vào đầu và cuối mùa mưa, đặc biệt là trong tháng 9.
Thủy triều ở khu vực này tương đối ổn định, hiếm khi xảy ra hiện tượng đột biến về dòng nước Hầu như không có lũ lụt, chỉ có một số vùng ven thỉnh thoảng bị ảnh hưởng.
Công trình tọa lạc tại Quận Phú Nhuận, TP Hồ Chí Minh, nơi có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng Khu vực này chịu ảnh hưởng của thời tiết nóng ẩm và lượng mưa lớn, đặc trưng cho khí hậu miền Nam Việt Nam.
Năm được chia thành hai mùa chính: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam và Tây Nam Trong khi đó, mùa khô diễn ra từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, chủ yếu bị tác động bởi gió mùa Đông Bắc.
Theo Phụ lục 1: PHÂN CẤP, PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
Công trình chung cư cao cấp TESCI được quy định theo Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ, thuộc loại công trình dân dụng cấp 2 với chiều cao từ 9 đến 19 tầng hoặc tổng diện tích sàn từ 5000 đến 10000 m².
Công trình có 2 tầng hầm (83.35x52.91) m có diện tích 4410.05 m2
Cồng trình có : 19 tầng, 1 sân thượng và 1 mái
Chiều cao và diện tích mỗi tầng :
Công trình có chiều cao 71.7m chưa kể tầng hầm
- Tầng hầm : bố trí nhà xe
- Tầng 1 : khu sinh hoạt chung
- Tầng 2 đến tầng 19 : căn hộ
- Tầng kĩ thuật : thiết bị máy móc
1.1.2 Các giải pháp kiến trúc của công trình:
Tầng hầm được thiết kế với thang máy nằm ở vị trí trung tâm, xung quanh là khu vực đậu xe ôtô Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm và trạm xử lý nước thải được sắp xếp hợp lý nhằm giảm thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng ngầm còn có các bộ phận kỹ thuật về điện, bao gồm trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió và phòng PCCC.
Tầng 2 – tầng 19: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở
Sân thượng: được bố trí là nơi nghỉ ngơi, hóng mát cho người ở trong chung cư và hệ thống thu lôi chống sét cho nhà cao tầng
Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong
Hình 1.1: Mặt bằng tầng hầm
Hình 1.2: Mặt bằng tầng điển hình
TỌA ĐỘ GÓC RANH ĐIỂM SỐ 4 - CP4 TỌA ĐỘ GÓC RANH ẹIEÅM SOÁ 3 - CP3 ẹIEÅM SOÁ 6 - CP6
TỌA ĐỘ GÓC RANH ẹIEÅM SOÁ 5 - CP5
BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI (BỂ ÂM)
BỂ NƯỚC PCCC THEÅ TÍCH 531m³ DIEÄN TÍCH 122m² CHIỀU CAO MỰC NƯỚC 4,4m
BỂ NƯỚC SINH HOẠT - BỂ 2 TOÅNG THEÅ TÍCH 280m³,DIEÄN TÍCH 30m² CHIỀU CAO MỰC NƯỚC 4,4m
BỂ NƯỚC SINH HOẠT - BỂ 1 TOÅNG THEÅ TÍCH 280m³,DIEÄN TÍCH 37m² CHIỀU CAO MỰC NƯỚC 4,4m
GAS KHO KHO ẹIEÅM SOÁ 1a - CP1a TỌA ĐỘ GÓC RANH
KHU VỰC ĐỂ XE 2 BÁNH 103,20m²
TỌA ĐỘ GÓC RANH ẹIEÅM SOÁ 2a - CP2a
MẶT BẰNG KIẾN TRÚC TẦNG ĐIỂN HÌNH
1.1.2.2 Giải pháp giao thông công trình:
C H Ỉ G IƠ ÙI XA ÂY D ỰN G
OFFICETEL WC P.ĐỆM WC OFFICETEL WC WC
C Aấ N HO Ä VA ỉ T IEÄ N ÍCH 2600
700 700 C Aấ N HO Ä VA ỉ T IEÄ N ÍCH
PHÒNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
OFFICETEL WC P.ĐỆM WC OFFICETEL WC WC
OFFICETEL WC P.ĐỆM WC OFFICETEL WC WC
OFFICETEL WC P.ĐỆM WC OFFICETEL WC WC
C H Ỉ G IƠ ÙI XA ÂY D ỰN G
- Giao thông đứng: có 2 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ
- Giao thông ngang: hành lang là lối giao thông chính
1.1.3 Các giải pháp kĩ thuật khác:
Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện Thành Phố và máy phát điện 150kVA Cả máy phát và máy biến áp đều được lắp đặt dưới tầng hầm để giảm thiểu tiếng ồn và độ rung, đảm bảo không ảnh hưởng đến sinh hoạt của cư dân.
Toàn bộ hệ thống điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính được đặt trong hộp kỹ thuật và luồn trong gen điện, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt Mỗi tầng đều được trang bị hệ thống điện an toàn, bao gồm hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A, được phân bố theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ.
Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau: An toàn : không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh
Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố Dễ thi công
Mỗi khu vực nhà ở đều được trang bị một bảng phân phối điện, trong đó đèn thoát hiểm và hệ thống chiếu sáng khẩn cấp được lắp đặt theo quy định của cơ quan có thẩm quyền.
Công trình sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước Thành Phố, được chứa trong bể ngầm và bơm lên bể nước mái, từ đó phân phối qua các tầng bằng hệ thống ống dẫn chính Hệ thống bơm nước được thiết kế tự động hoàn toàn, đảm bảo cung cấp đủ nước cho sinh hoạt và cứu hỏa Các ống dẫn nước được bọc trong hộp gen và đi ngầm trong các hộp kỹ thuật, trong khi các ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà.
CƠ SỞ THIẾT KẾ
Nhiệm vụ thiết kế
2.1.1 Thiết kế kết cấu khung và tầng sàn điển hình:
- Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên
- Thiết kế sàn tầng điển hình
- Thiết kế 1 khung trục: sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió, vách cứng
2.1.2 Thiết kế kết cấu móng:
- Tính toán 2 phương án móng cọc ép và cọc khoan nhồi cho:
- Tính toán tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, tải trọng đăc biệt) dựa vào tiêu chuẩn sau:
TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
- Tính toán và thiết kế thép cho các cấu kiện dầm, cột sàn, cầu thang, bể nước… dựa vào tiêu chuẩn sau:
TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép
- Thiết kế móng cho công trình dựa vào tiêu chuẩn sau:
TCVN 10304–2014: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
- Cấu tạo thép dầm, cột sàn, nút khung dựa vào tiêu chuẩn sau:
TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép.
Lựa chọn giải pháp kết cấu
Dựa vào hình khối của công trình, cần chọn giải pháp kết cấu ưu tiên tính đơn giản, đều đặn, đối xứng và liên tục, trừ những trường hợp có yêu cầu kiến trúc đặc biệt.
Các yếu tố mang tính quyết định đến kết cấu công trình.
Tải trọng
- Tải trọng đứng: Trọng lượng bản thân, hoạt tải sử dụng có giá trị khá lớn và tăng dần theo số tầng cao của tòa nhà
Tải trọng ngang, bao gồm tải gió (cả gió tĩnh và gió động) và tải động đất, đóng vai trò thiết yếu trong thiết kế nhà cao tầng, ảnh hưởng trực tiếp đến nội lực và chuyển vị của công trình.
Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng là hai yếu tố quan trọng trong xây dựng Chuyển vị ngang lớn có thể làm tăng giá trị nội lực do độ lệch tâm gia tăng, dẫn đến hư hỏng các bộ phận phi kết cấu như tường và vách ngăn Điều này không chỉ làm tăng dao động của ngôi nhà mà còn gây cảm giác khó chịu và hoảng sợ cho người ở Hơn nữa, nếu chuyển vị ngang vượt quá giới hạn cho phép, nó có thể làm mất ổn định tổng thể của công trình.
Theo Mục 2.6.3 có quy định:
Nhà cao tầng phải có khả năng kháng chấn cao (chống động đât): Tải trọng động đất là một trong những yêu tố chính thiết kế kết cấu
Kết cấu chịu lực của công trình cần được thiết kế và bố trí hợp lý theo phương đứng và phương ngang, bao gồm khung, vách và lõi cứng, nhằm hấp thụ và tiêu tán năng lượng trong trường hợp xảy ra động đất Điều này giúp đảm bảo rằng kết cấu có thể duy trì sức chịu tải mà không bị sụp đổ Ngoài ra, kết cấu cũng cần có khả năng chịu lửa cao, đảm bảo an toàn thoát hiểm và có độ bền, tuổi thọ cao, với móng phải phù hợp và chịu được tải trọng bên trên.
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
- Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống
- Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp
Các hệ kết cấu đặc biệt bao gồm hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép Những hệ kết cấu này được thiết kế để tăng cường độ bền và khả năng chịu lực, đảm bảo an toàn cho công trình trong các điều kiện khác nhau Việc áp dụng các hệ kết cấu này giúp tối ưu hóa hiệu suất và tính ổn định của công trình xây dựng.
- Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình
- Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút
- Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau
Sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng khả năng chịu tải trọng ngang kém Loại này phù hợp cho công trình cao đến 15 tầng ở vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10-12 tầng ở cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình ở vùng tính toán chống động đất cấp 9.
- Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng
Việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau mang lại sự thuận tiện, cho phép lắp ghép hoặc đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép.
- Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, được đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc trước
- Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m
- Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên
- Hệ sàn gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian
Phần lõi của nhà cao tầng thường được thiết kế để bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật Thiết kế này mang lại hiệu quả tối ưu cho các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn, đặc biệt là những công trình có mặt bằng đơn giản.
- Thích hợp cho công trình siêu cao tầng vì khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chịu tải trọng ngang rất lớn
Trong thiết kế công trình, hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là cần thiết, vì vậy cần tiến hành phân tích kỹ lưỡng để xác định giải pháp phù hợp nhất với cấu trúc của công trình.
Xét các phương án sàn:
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn
- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, điều này dẫn đến chiều cao tầng của công trình cao, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.
- Không tiết kiệm không gian sử dụng
Cấu trúc bao gồm hệ dầm vuông góc phân chia bản sàn thành các ô nhỏ với bốn cạnh có nhịp ngắn Để đảm bảo tính ổn định, khoảng cách giữa các dầm cần được duy trì không vượt quá 2m.
Việc giảm thiểu số lượng cột bên trong giúp tiết kiệm không gian sử dụng và tạo ra kiến trúc đẹp mắt, rất phù hợp cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và có diện tích sử dụng lớn như hội trường và câu lạc bộ.
- Không tiết kiệm, thi công phức tạp
Khi thiết kế mặt bằng sàn rộng, việc bố trí thêm dầm chính là cần thiết để đảm bảo kết cấu Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến hạn chế về chiều cao của dầm chính, vì nó phải lớn để giảm thiểu độ võng.
2.3.3.3 Sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm):
Sàn nấm là loại sàn không có dầm, với bản sàn được đặt trực tiếp lên cột Vùng xung quanh nơi sàn tiếp xúc với cột có thể được mở rộng thành mũ cột hoặc tăng độ dày của bản sàn để tạo thành bản đầu cột.
- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình
- Tiết kiệm được không gian sử dụng
- Dễ phân chia không gian
- Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…
- Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa
Phương án thi công này có ưu điểm vượt trội về thời gian so với phương án sàn dầm, nhờ vào việc loại bỏ công đoạn gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Cốt thép được bố trí một cách định hình và đơn giản, giúp quá trình lắp dựng ván khuôn và cốp pha trở nên dễ dàng hơn.
- Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành
- Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm
Trong phương án này, các cột không liên kết với nhau để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn nhiều so với phương án sàn dầm Do đó, khả năng chịu lực ngang của phương án này kém hơn, khiến tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu, trong khi tải trọng đứng chủ yếu do cột đảm nhận.
- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn
2.3.3.4 Sàn không dầm ứng lực trước – Sàn dự ứng lực:
Lựa chọn vật liệu
2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình:
Vật liệu xây dựng được lựa chọn từ nguồn tài nguyên địa phương, giúp giảm chi phí và đảm bảo tính khả thi về mặt chịu lực cũng như khả năng biến dạng.
- Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt
- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
- Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình
2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình:
Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn, vì vậy việc lựa chọn vật liệu xây dựng phù hợp là rất quan trọng Vật liệu cần có khả năng giảm tải trọng cho công trình, tiết kiệm chi phí và dễ dàng phổ biến Do đó, bê tông cốt thép là sự lựa chọn tối ưu cho thiết kế các công trình cao tầng.
(Bêtông sử dụng cho công trình theo TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế )
Bêtông sử dụng cho kết cấu bên trên công trình là bêtông có cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu như sau:
- Cường độ chịu nén tính toán: R b 17MPa
- Cường độ chịu kéo tính toán: R bt 1.2MPa
Kết cấu móng công trình, phần chịu lực trong đất, sẽ được thể hiện chi tiết trong thiết kế với loại bêtông được sử dụng.
Cốt thép trơn 10: Dùng tính toán cốt đai cho dầm, cột và cốt dọc cho sàn…Sử dụng thép AI có các chỉ tiêu:
- Cường độ chịu nén tính toán R s 225MPa
- Cường độ chịu kéo tính toán R sc 225MPa
- Cường độ tính cốt thép ngang: R sw 175MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế cọc khoan nhồi, sử dụng thép gân 10thuộc nhóm cốt thép AII, có các chỉ tiêu:
- Cường độ chịu kéo tính toán R s 280MPa
- Cường độ chịu nén tính toán R sc 225MPa
- Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: R sw 175MPa
Đối với cốt thép trong thiết kế sàn, dầm, cột và vách, sử dụng thép gân 10thuộc nhóm cốt thép AIII, có các chỉ tiêu:
- Cường độ chịu kéo tính toán sR 365MPa
- Cường độ chịu nén tính toán scR 365MPa
- Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: swR 290MPa
- Mođun đàn hồi scR 225MPa
- Mođun đàn hồi: sE 200000MPa
Đối với các cấu kiện đặc biệt, cốt thép sử dụng trong thiết kế sẽ được thể hiện chi tiết trong tính toán
2.4.3 Lớp bêtông bảo vệ: Đối với cốt thép dọc chịu, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép và không nhỏ hơn:
- Trong bản và tường có chiều dày >100 mm: ………… … 15mm (20mm);
- Trong dầm và dầm sườn có chiều cao > 250mm: ………… 20mm(25mm);
- Toàn khối khi có lớp bê tông lót:………… 35mm;
- Toàn khối khi không có lớp bê tông lót:…… … ………70mm;
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép đó và không được nhỏ hơn mức tối thiểu quy định.
- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm:… … 10mm(15mm);
- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện > 250mm:……… …15mm(20mm);
Chú thích: giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt.
Sơ bộ kích thước tiết diện cho công trình
2.5.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn:
Quan niệm tính toán xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện sau:
- Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão,…) ảnh hưởng đến công năng sử dụng
Hệ tường ngăn không cần dầm đỡ có thể được lắp đặt linh hoạt trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn.
- Chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ theo công thức sau: s 1 min h D L h
Hệ số phụ thuộc tải trọng cho sàn làm việc một phương là D = 0.8 đến 1.4 với m = 30 đến 35, trong khi đối với sàn làm việc hai phương, m = 40 đến 45 Chiều dày tối thiểu của bản sàn hmin cần đạt ít nhất 100mm, áp dụng cho sàn nhà công nghiệp và công trình công cộng.
- Dùng ô sàn lớn nhất (8.3m x 8.75 m) để tính toán
- Khi đó ta xét tỉ lệ: 2
L 8.3 1.05 nên bản làm việc 2 phương, làm việc như bản kê 4 cạnh
Chọn sơ bộ: hs = 180 mm
2.5.2 Sơ bộ tiết diện dầm:
- Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau: d n d d
Trong đó: ln là nhịp dầm lớn nhất trong các ô bản hd là chiều cao của dầm bd là bề rộng của dầm
- Để thuận tiên cho việc thi công, chọn hd, bd là bội số của 50mm
- Kích thước sơ bộ của dầm được chọn như sau:
3) × 800 =(400÷533.33) Chọn bd = 400mm, sơ bộ kích thước dầm chính: 400 x 800mm
Bảng 2.1 : Sơ bộ kích thước dầm
KÝ HIỆU KÍCH THƯỚC DẦM (mm) LOẠI DẦM
2.5.3 Sơ bộ tiết diện vách:
2.5.3.1 Sơ bộ tiết diện cột, vách cho công trình:
- Diện tích tiết diện cột được xác định sơ bộ như sau:
A0 : diện tích tiết diện cột, vách (mm 2 ) kt : hệ số xét đến ảnh hưởng khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột
Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông
N : lực nén được tính toán gần đúng:
N n q F s n : số sàn phía trên tiết diện đang xét, kể cả mái
Diện tích mặt sàn (Fs) là diện tích mà tải trọng được truyền lên cột đang xem xét Tải trọng tương đương (q) bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, cùng với trọng lượng của dầm, tường và cột, được tính phân phối đều trên sàn.
- Giá trị q được lấy: q = [8 15] kN/m 2
- Ta chọn: kt = 1.1 đối với cột ở giữa, 1.3 đối với cột biên và 1.5 đối với cột góc, bê tông B30, Rb = 17000 kN/m 2 , chọn q = 13 kN/m 2
- Chiều dày vách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1 H t
Vậy chọn t v 300mmvách thang máy, chọn t v 400mmcho các vách còn lại
Bảng 2.2: Sơ bộ tiết diện cột C20 (trục B)
Bảng 2.3: Sơ bộ tiết diện cột C17 (trục B)
Tầng Diện tích truyền tải q
Bảng 2.4: Sơ bộ tiết diện cột C30 (trục B)
Tầng Diện tích truyền tải q
Tầng Diện tích truyền tải q
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình
Hình 3.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình
Xác định tải trọng
3.2.1.1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ và nhà vệ sinh
Tĩnh tải của sàn bê tông cốt thép chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc các lớp của sàn và trọng lượng của thiết bị treo bên dưới, nếu có Trong thiết kế công trình, sàn được cấu tạo từ nhiều lớp khác nhau.
MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.2: Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn căn hộ và sàn vệ sinh
Các lớp cấu tạo sàn h i (mm) i (kN/m 3 ) g tc (kN/m 2 ) n g tt (kN/m 2 )
Tĩnh tải chưa kể đến bản sàn 1.33 - 1.69
Bảng 3.1: Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn căn hộ, hành lang
Các lớp cấu tạo sàn h i (mm) i (kN/m 3 ) g tc (kN/m 2 ) n g tt (kN/m 2 )
Lớp vữa lót + tạo dốc 20 18 0.36 1.3 0.47
Tĩnh tải chưa kể đế bản sàn 1.44 - 1.8
Bảng 3.2: Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các lớp cấu tạo sàn h i (mm) i (mm) g tc (kN/m 2 ) n g tt (kN/m 2 )
Lớp gạch men dày 10mm
Lớp chống thấm dày 5mm Lớp vữa lót dày 20mm Lớp vữa trát dày 15mm
Lớp vữa lót dày 20mm
Lớp vữa trát dày 15mm
Lớp gạch men dày 10mm
Tĩnh tải chưa kể đến bản sàn 1.53 - 1.95
Bảng 3.3: Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn sân thượng
Thông thường, các tường thường được hỗ trợ bởi kết cấu dầm đỡ bên dưới Tuy nhiên, để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn, một số tường có thể không cần dầm đỡ bên dưới.
Khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn, cần xem xét thêm trọng lượng của tường ngăn Tải trọng này sẽ được phân bố đều trên toàn bộ ô sàn và được tính toán theo công thức: tt t t t 2 t t san.
t : trọng lượng riêng của tường xây (kN/m 3 )
S sàn : diện tích ô sàn có tường (m 2 )
Khi có các ô sàn có kích thước tương đương nhưng được bố trí tường ngăn khác nhau, cần lựa chọn ô sàn chịu tải trọng tường lớn hơn để thực hiện tính toán điển hình.
- Tải tường quy về phân bố đều trên sàn: Tường ngăn rộng 100mm và 200mm, được tính toán trong từng ô sàn có xây tường được tính trong Bảng 3.4 Ô sàn B t
Bảng 3.4: Tải trọng tường tác dụng lên các ô sàn
- Tải trọng tường xây trên dầm được xác định theo công thức : tt t t t t g n h
Tường bao dày 200mm, tường bên trong dày 100mm:
Tường dày 100 gắn trên dầm ảo nhà vệ sinh: tg n t t h 1.1 18 0.1 3.3 6.534(kN / m)
Tường dày 200 gắn trên dầm ảo: t t t g n h 1.1 18 0.2 3.4 13.07(kN / m)
Tải trọng tường phân bố trên dầm biên sân thượng cao 1.5m: Tường bao dày 200mm g t n b h 1.1 18 0.2 1.5 5.94(kN / m)
Giá trị hoạt tải được lựa chọn dựa trên chức năng sử dụng của các loại phòng tra Hệ số độ tin cậy n cho tải trong phân bố đều được xác định theo bảng 3.5 trong TCVN 2737:1995 về tải trọng và tác động.
Giá trị hoạt tải được nhân với hệ số giảm tải quy định trong mục 4.3.4 Ô sàn B t
Bảng 3.5: Hoạt tải tác dụng lên sàn
3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn:
- Tổng tải trọng tính toán: q s g s tt p tt s (kN / m ) 2
- Trong dó: tt g s : là tĩnh tải tính toán của sàn tt ps : là hoạt tải tính toán của sàn
Kích thước hình học (m) Tỷ số
2 g (kN/ m )s Hoạt tải tính toán
Các lớp cấu tạo sàn
Bảng 3.6: Tổng tải tác dụng lên ô sàn
Tính toán ô sàn theo phương pháp cổ điển
Hệ kết cấu sàn được thiết kế với sàn dầm bê tông cốt thép toàn khối, trong đó phương pháp tính toán bản sàn được coi là cấu kiện chịu uốn Nội lực trong các ô bản được tính toán dựa trên sơ đồ đàn hồi, và việc lựa chọn sơ đồ tính bản phù hợp phụ thuộc vào điều kiện liên kết của bản với các dầm bê tông cốt thép, có thể là tựa đơn hoặc ngàm xung quanh.
Những ô sàn có kích thước gần giống nhau và tải trọng như nhau ta chọn ô bản có kích thước lớn hơn để đại diện tính
Xét điều kiện liên kết của bản sàn với dầm
Khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d s h 3 h , liên kết được xem là ngàm
Khi bản sàn tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d s h 3 h , liên kết được xem là khớp Tính toán nội lực theo kiểu ô bản đơn
(L1: kích thước cạnh ngắn của ô bản, L 2 : kích thước cạnh dài của ô bản)
L chia làm 2 loại bản sàn:
L : sàn làm việc hai phương => sàn bản kê 4 cạnh
L : sàn làm việc một phương => sàn bản dầm
3.3.1.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương
Cắt ô bản theo mỗi phương với bề rộng b=1m, giải với tải phân bố đều tìm được moment nhịp và gối
Kích thước hình học (m) Tỷ số
2 g (kN/ m )s Hoạt tải tính toán
Các lớp cấu tạo sàn
Giá trị tải trọng: P (g s p ).L L (kN) s 1 2
Sơ đồ tính: Tra phụ lục 15 – Kết cấu bê tông cốt thép Tập 3 – Võ Bá Tầm
Hình 3.3: Sơ đồ tính số 9 ứng với ô sàn có liên kết ngàm 4 cạnh
- Các hệ số m , m , k , k i1 i2 i1 i2 tra theo tỉ số L / L 2 1 Trong phụ lục 15 – Kết cấu bê tông cốt thép Tập 3 – Võ Bá Tầm
3.3.1.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương
Xét một dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn, tiến hành tính toán thép cho dải bản này như một dầm có kích thước (b h) × s Hai đầu của dải bản được phân tích với tỷ số (h/h)d s nhằm xác định loại liên kết là ngàm hay khớp.
- Giá trị nội lực và sơ đồ tính: Xác định theo sơ đồ cơ học kết cấu
- Giá trị tải trọng phân bố đều tác dụng : q (g s p ) s b N/ m (k ) b=1 m b=1m
Bảng 3.7: Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu
3.3.2 Nội lực các ô sàn: Ô sàn L1(m) L2(m) L2/L1 Sơ đồ tính
STT 1 2 3 4 Ô sàn L1(m) L2(m) L2/L1 Sơ đồ tính
Bảng 3.8: Bảng tổng hợp moment bản kê 4 cạnh (2 phương)
Bảng 3.9: Bảng tổng hợp moment bản dầm (1 phương) Ô bản Cạnh ngắn Tải trọng
Sơ đồ tính Momen (kN.m)
Giả thiết a = 20mm (khoảng cách từ mép ngoài mặt dưới bêtông đến trọng tâm lớp cốt thép) Chiều dày làm việc của cấu kiện tính toán: h 0 = h – a = 180 – 20 = 160mm
Từ kết quả tính nội lực, thực hiện các bước tính toán sẽ được cốt thép As của ô bản m 2 R b b 0
- M : Moment tính toán ở nhịp hoặc ở gối
- Rb : Cường độ chịu nén của bêtông B30 : R b 17MPa
- R s : Cường độ chịu kéo của cốt thép:
R s 225MPa đối với thộp (ỉ
