Đề 92 văn phòng chung cư orchard 19f + 2b đồ án tốt nghiệp đại học

KIẾN TRÚC

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Quy mô công trình:

Căn hộ Orchard Garden là khu liên hợp thương mại, văn phòng và chung cư, tọa lạc tại số 128 đường Hồng Hà, phường 9, quận Phú Nhuận, TPHCM Chỉ mất 5 phút để di chuyển đến sân bay Tân Sơn Nhất và dễ dàng tiếp cận các tuyến đường huyết mạch như Nguyễn Văn Trỗi và Nam Kỳ Khởi Nghĩa để vào trung tâm Quận 1 Ngoài ra, chỉ cần 7 phút để đến các quận lân cận như Tân Bình, quận 3, Tân Phú và Gò Vấp Với vị trí đắc địa trên mặt tiền đường Hồng Hà, Orchard Garden không chỉ thuận lợi về giao thông mà còn gần các tiện ích như chợ, khu thương mại và hệ thống giáo dục, hứa hẹn mang đến cho bạn và gia đình một môi trường sống nhộn nhịp và đầy đủ tiện ích.

Với diện tích đất là 4303 m 2 , tổng diện tích thương mại là 1296 m 2 Chiều dài tòa nhà 60.2m, chiều rộng là 44.2m

Công trình bao gồm: 2 tầng hầm, 18 tầng lầu, 1 sân thượng

Cốt công trình được thiết lập ở mức +0.50m tại cao độ sàn tầng 1, trong khi mặt đất tự nhiên hiện tại ở vị trí ±0.00m Mặt sàn tầng hầm 2 đạt cốt -6.80m và mặt sàn tầng hầm 1 ở cốt -3.50m Tổng chiều cao của công trình là +67.0m tính từ cốt ±0.00m.

1.1.2 Giao thông công trình:

Giao thông trong công trình được đảm bảo bằng 7 buồng thang máy và 2 cầu thang bộ, trong đó cầu thang bộ đóng vai trò quan trọng như lối thoát hiểm.

Giao thông ngang của mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang chung

1.1.3 Chức năng của các tầng:

Tầng hầm 1 cao 3.5m và tầng hầm 2 cao 3.3m được thiết kế để phục vụ cho việc giữ xe hơi và toàn bộ xe máy của tòa nhà Ngoài ra, khu vực này còn được trang bị bể chứa nước, kho và phòng kỹ thuật, đảm bảo đầy đủ tiện nghi cho hoạt động của tòa nhà.

Tầng 1 cao 5.5m là khu thương mại

Tầng 2 đến tầng 7 là khu văn phòng Officetel, mỗi tầng cao 3.2m

Tầng 8 cao 5.85m là khu vực tiện nghi bao gồm hồ bơi, phòng gym và khu vui chơi dành cho trẻ em Từ tầng 9 đến tầng 18, khu căn hộ được thiết kế với chiều cao mỗi tầng là 3.2m, mang đến không gian sống thoải mái và tiện nghi cho cư dân.

Tầng sân thượng cao 3.25m gồm kho, buồng thang máy và các thiết bị kĩ thuật khác như điện, nước,…

1.1.4 Giải pháp thông thoáng:

Tất cả các phòng đều được thiết kế với cửa sổ lớn để tận dụng ánh sáng tự nhiên Hệ thống cửa sổ không chỉ tạo sự thông thoáng cho từng phòng mà còn kết hợp với hệ thống thông gió nhân tạo dọc theo chiều cao của công trình Bên cạnh đó, máy điều hòa và quạt được bố trí ở các tầng giúp duy trì không khí trong lành và thoải mái.

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.2.1 Mặt đứng chính công trình:

Hình 1.2-1:Mặt đứng chính công trình trục 1-10

1.2.2 Mặt bằng tầng hầm:

Hình 1.2-2: Mặt bằng tầng hầm 2

Hình 1.2-3: Mặt bằng tầng hầm 1

1.2.3 Mặt bằng tầng điển hình:

Hình 1.2-4:Mặt bằng tầng điển hình (tầng 2 – tầng 7).

1.2.4 Mặt cắt ngang của công trình:

Hình 1.2-5: Mặt cắt ngang trục 7-8.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 7

CƠ SỞ THIẾT KẾ

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Nội dung tính toán đặt ra gồm 2 yêu cầu: Thiết kế kết cấu khung trục và Thiết kế kết cấu móng cho công trình được giao

2.1.1 Thiết kế kết cấu khung:

Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên

Thiết kế sàn tầng điển hình

Thiết kế cầu thang, lõi thang máy

Thiết kế 1 khung trục: Sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió và bố trí vách cứng hợp lý

2.1.2 Thiết kế kết cấu móng:

Tính toán 2 phương án móng cho công trình: Móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi cho:

- Khung thiết kế tương ứng

- Lõi thang máy của công trình.

TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG

TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 198 – 1997: Nhà cao tầng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

TCXD 195-1997: Nhà Cao Tầng - Thiết Kế Cọc Khoan Nhồi

TCVN 10304 – 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 299 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN

TCVN 9362 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Trọng tải đứng của tòa nhà, bao gồm trọng lượng bản thân và hoạt tải sử dụng, có giá trị đáng kể và gia tăng theo số tầng cao của công trình.

Tải trọng ngang, bao gồm tải gió (gió tĩnh và gió động) cùng với tải động đất, là yếu tố quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng, ảnh hưởng đến nội lực và sự chuyển vị của công trình.

Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng là hai loại chuyển vị quan trọng trong xây dựng Chuyển vị ngang lớn có thể làm tăng giá trị nội lực do độ lệch tâm 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 con người, thậm chí có thể làm mất ổn định tổng thể của công trình Do đó, chuyển vị ngang của nhà không được vượt quá giới hạn cho phép, theo quy định tại Bảng C.4 trong TCVN 5574 - 2012 về thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

Kết cấu khung nhà nhiều tầng: f/H ≤ 1/500

2.3.3 Hệ kết cấu chính:

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 bao gồm kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống Ngoài ra, còn có các hệ kết cấu hỗn hợp như 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 thống này được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và độ bền cho công trình, đồng thời tối ưu hóa khả năng chịu lực và chống lại các tác động bên ngoài.

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

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 8

2.3.3.1 Hệ khung: 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 có khả năng chịu tải trọng ngang kém Nó phù hợp cho các công trình cao đến 15 tầng trong vùng chống động đất cấp 7, từ 10 đến 12 tầng trong vùng chống động đất cấp 8 Tuy nhiên, không nên áp dụng cho các công trình nằm trong vùng 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, bao gồm cả lắp ghép và đổ tại chỗ cho các kết cấu bê tông cốt thép, mang lại nhiều thuận tiện trong quá trình thi công.

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, giúp tối ưu hóa không gian Việc sử dụng hiệu quả các yếu tố này là rất quan trọng, đặc biệt đối với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn với 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

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong không gian làm việc của kết cấu công trình Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất cần thiết, do đó cần phải thực hiện phân tích chính xác để chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình.

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

 Tính toán đơn giản

 Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn, 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 với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp nhỏ Yêu cầu về cấu tạo là khoảng cách giữa các dầm không vượt quá 2m.

Việc giảm thiểu số lượng cột bên trong không chỉ tiết kiệm không gian sử dụng mà còn tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp cho các công trình có yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian rộng lớn như hội trường, câu lạc bộ.

 Không tiết kiệm, thi công phức tạp

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 9

Khi mặt bằng sàn có diện tích lớn, việc bố trí thêm các dầm chính là cần thiết Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến hạn chế về chiều cao dầm chính, vì cần phải tăng kích thước để giảm độ võng.

2.3.4.3 Hệ sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm):

Sàn nấm là loại sàn không sử dụng dầm, mà bản sàn được đặt trực tiếp lên các cột Vùng sàn tiếp xúc với cột có thể được mở rộng bằng cách tạo mũ cột hoặc tăng chiều dày của bản sàn 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 nhanh hơn so với phương án sàn dầm nhờ vào việc không cần gia công cốp pha và cột thép dầm Cốt thép được đặt theo cách định hình và đơn giản, giúp việc 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

LỰA CHỌN VẬT LIỆU

2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình:

Vật liệu tận dụng từ nguồn tài nguyên địa phương nơi công trình xây dựng không chỉ có giá thành hợp lý mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và biến dạng tốt.

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 rất hiệu quả trong việc chịu tải trọng lặp lại mà không làm tách rời các bộ phận của công trình.

2.4.2 Chọn vật liệu sử dụng cho công trình:

Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn, vì vậy cần lựa chọn vật liệu có khả năng giảm tải trọng cho công trình, tiết kiệm chi phí và dễ dàng phổ biến.

Do vậy lựa chọn vật liệu thích hợp để đi thiết kế cho công trình là bêtông cốt thép

(Bêtông sử dụng cho công trình theo TCVN 5574 – 2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép –

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:

Kết cấu móng công trình, phần chịu lực trong đất, sẽ được thể hiện rõ ràng trong thiết kế chi tiết với việc sử dụng bê tông phù hợp cho kết cấu.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 11

(Thép sử dụng cho công trình theo)

Cốt thép trơn ỉ  10mm: Dựng tớnh toỏn cốt đai cho dõ̀m, cụ̣t và cốt dọc cho sàn…Sử dụng thộp

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 chịu kéo tính cốt thép ngang: R sw 175MPa

- Mođun đàn hồi E s 210000MPa Đối với cốt thộp trong thiờ́t kờ́ cọc khoan nhồi, sử dụng thộp gõn ỉ  10mm thuụ̣c nhúm cốt thộp AII, có các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu kéo tính toán R s 280MPa

- Cường độ chịu nén tính toán R sc 280MPa

- Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: R sw 225MPa

Mođun đàn hồi của cốt thép trong thiết kế sàn, dầm, cột và vỏ bọc là E = 210000 MPa Đối với cốt thép sử dụng, cần chọn thép gõn có đường kính ≥ 10mm thuộc nhóm cốt thép AIII, đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật phù hợp.

- Cường độ chịu kéo tính toán R s 365MPa

- Cường độ chịu nén tính toán R sc 365MPa

- Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: R sw 290MPa

- Mođun đàn hồi: E s 200000MPa Đối với các cấu kiện đặc biệt, cốt thép sử dụng trong thiết kế sẽ được thể hiện chi tiết trong tính toán

Vữa ximăng – cát, gạch xây tường:   18kN / m 3

Gạch lát nền Ceramic:   20kN / m 3

Mục 8.3.2 [TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế] Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:

- Trong bản và tường có chiều dày > 100mm: ….….… 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 các cốt thép này và không được nhỏ hơn mức quy định.

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm:…… 10mm ( 15mm )

- Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên: 15mm ( 20mm )

Chú thích: giá trị trong ngoặc ( ) áp dụng cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 12

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH

2.5.1 Sơ bộ 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 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

Trên sàn, hệ tường ngăn không cần có hệ dầm đỡ và có thể được bố trí ở bất kỳ vị trí nào mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn.

Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức: s 1 min h D L h

- m: hệ số phụ thuộc vào bản sàn

- D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D   0.8 1.4   , chọn D  0.8

- h min : chiều dày tối thiểu của bản sàn

 h min 60mm : đối với sàn mái

 h min 80mm : đối với sàn nhà dân dụng

 h min 100mm : đối với sàn nhà công nghiệp, công trình công cộng

Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình: L 1 L 2 (900000)mm

Chiều dày bản sàn: h s 0.8 mm

2.5.2 Sơ bộ kích thước dầm:

Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau: d d d h L

- m : Phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng d

Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm phụ trục C – D, có L9000mm

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 13

Kích thước tiết diện sơ bộ cho dầm chính (giữa) có chiều dài L = 9000mm Do dầm chính vượt khẩu độ lớn, chiều cao dầm cần phải đáp ứng yêu cầu kiến trúc, vì vậy không thể đạt được chiều cao như bình thường Sơ bộ được xác định theo công thức như sau:

   → Chọn h d  400mm d d b h 1.5 400 600mm Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.5-1

Bảng 2.5-1: Sơ bộ tiết diện dầm

Tên dầm Kích thước sơ bộ (bh)mm

2.5.3 Sơ bộ tiết diện vách:

2.5.3.1 Điều kiện bố trí và sơ bộ tiết diện vách:

Việc lựa chọn một cấu hình kết cấu hợp lý cho công trình là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả làm việc của toàn bộ công trình Cấu hình này liên quan đến hình dạng của kết cấu, loại kết cấu (khung hay vách) và loại cấu kiện sử dụng Một cấu hình kết cấu kém có thể dẫn đến tình trạng tập trung ứng suất nghiêm trọng, do đó, trong quá trình thiết kế, cần lưu ý đến một số điều kiện quan trọng.

- Khi thiết kế các công trình sử dụng vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, phải bố trí ít nhất

3 vách cứng và không được gặp nhau tại một điểm

Để đảm bảo tính ổn định cho công trình, cần thiết kế các vách có độ cứng và kích thước hình học giống nhau, đồng thời bố trí sao cho tâm cứng của hệ trùng với tâm khối lượng Nếu chỉ đối xứng về độ cứng mà không đồng nhất về kích thước, trong giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất, vật liệu có thể thay đổi độ cứng, dẫn đến biến dạng và chuyển vị khác nhau ở các vách Hệ quả là sự đối xứng về độ cứng bị phá vỡ, gây ra các tác động xoắn nguy hiểm cho công trình.

Nên ưu tiên lựa chọn nhiều vách nhỏ có khả năng chịu tải tương đương thay vì chỉ chọn vài vách lớn có khả năng chịu tải cao Việc phân bổ đều các vách trên mặt công trình sẽ giúp tối ưu hóa khả năng chịu lực và tăng cường độ bền cho công trình.

Hệ kết cấu chịu tải trọng ngang, bao gồm lõi, tường, khung và vách, cần được thiết kế liên tục từ móng đến mái của công trình Điều này cũng áp dụng cho các công trình có gió giật cấp, nơi mà hệ kết cấu phải đạt độ bền và ổn định tại các độ cao khác nhau.

- Không nên chọn khoảng cách giữa các vách và từ các vách đến biên quá lớn

- Từng vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của nó

Các lỗ trên các vách cần được thiết kế sao cho không làm giảm đáng kể khả năng chịu tải của vách Đồng thời, cần áp dụng biện pháp cấu tạo tăng cường cho khu vực xung quanh các lỗ này.

Bố trí khung vách cần đảm bảo độ cứng đồng đều và khác nhau theo hai phương, không được có sự khác biệt rõ rệt giữa hai phương Điều này có nghĩa là chu kỳ dao động theo hai phương phải khác nhau, tạo ra sự ổn định cho cấu trúc.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 14

Để giảm thiểu dao động xoắn trong thiết kế, cần tránh bố trí các cấu kiện đứng như hệ khung, vách hoặc lõi một cách bất đối xứng Việc này là do tác dụng chống xoắn của vách cứng thường nhỏ Do đó, nên sắp xếp các cấu kiện đứng đối xứng để nâng cao tính ổn định và giảm thiểu dao động xoắn.

2.5.3.2 Sơ bộ tiết diện vách cho công trình:

Theo mục 3.4.1 – [TCVN 198-1997_Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối], chọn sơ bộ kích thước vách như sau:

Chiều dày cách chọn lớn hơn 150mm hoặc 1 H t

 Vậy chọn t v 500mmcho các cả các vách đơn, vách thang máy chọn t v 300mm

Kiểm tra lại tiết diện lựa chọn

Tổng diện tích mặt cắt vách cứng có thể xác định theo công thức: v vl st

- F là diện tích sàn tầng, chọn tầng điển hình là tầng 2 có st F st  1755m 2

- Tổng diện tích mặt cắt ngang vách cứng trên bề mặt bằng công trình có F v  56.78m 2 fvl 0.015

Kết luận: Kết quả diện tích vách cứng đã chọn đạt yêu cầu kết cấu

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 15

Hình 2.5-1: Mặt bằng bố trí vách tầng điển hình

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 16

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

MẶT BẰNG ĐÁNH SỐ Ô SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 3.1-1: Mặt bằng đánh số ô sàn tầng điển hình.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 17

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

Tính tải của sàn bê tông cốt thép chủ yếu phụ thuộc vào các lớp cấu tạo sàn và trọng lượng thiết bị treo bên dưới Trong thiết kế công trình, sàn được cấu tạo từ nhiều lớp khác nhau, như thể hiện trong Hình 3.2-1.

Hình 3.2-1: Mặt cắt cấu tạo các lớp sàn văn phòng

Hình 3.2-2: Mặt cắt cầu tạo các lớp sàn vệ sinh

3.2.1.1 Tải trọng bản thân của tường

Thông thường, các tường thường được hỗ trợ bởi kết cấu dầm đỡ, nhưng 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 tính thêm trọng lượng của tường ngăn, và tải trọng này được phân bố đều trên toàn bộ ô sàn Công thức để xác định tải trọng là: tt t t t 2 t t san.

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

Lớp lát sàn Ceramic, dày 10 mm

Lớp trát trần, dày 15mm Bản sàn bê tông dày 160 Lớp vữa lót, dày 30mm

Lớp trát trần, dày 15mm Bản sàn bê tông dày 130

Lớp vữa lót, dày 30mmLớp vữa lót, dày 30mmLớp lát sàn Ceramic, dày 10 mm

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 18

Diện tích ô sàn có tường (m²) là yếu tố quan trọng trong thiết kế Đối với các ô sàn có kích thước giống nhau nhưng bố trí tường ngăn khác nhau, cần chọn ô sàn có khả năng chịu tải trọng tường lớn hơn để tính toán điển hình.

Tường ngăn có kích thước rộng 100mm và cao 3040mm sẽ được phân bố đều trên sàn, với từng ô sàn được tính toán cụ thể Thông tin chi tiết về việc xây dựng tường trong từng ô sàn được thể hiện rõ ràng trong bảng dưới đây.

Bảng 3.2-1: Tải trọng tường tác dụng lên các ô sàn: Ô sàn Bt

Tải trọng tường phân bố trên dầm: tường bao dày 200mm, tường bên trong dày 100mm

200 gt      n b h 1.1 18 0.2   3.2 0.3 11.5(kN / m) Tải trọng tường phân bố trên dầm biên trên sân thượng: Tường bao dày 200mm gt   n b h 1.1 18 0.2 1.5   5.94(kN / m)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 19

3.2.1.2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh và sàn văn phòng

Bảng 3.2-2: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn văn phòng tầng điển hình

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán

Bảng 3.2-3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh tầng điển hình

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 20

Bảng 3.2-4:Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hành lang.

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 )

Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán

Tra mục 4.3 tiêu chuẩn [TCVN 2737-1995] được các giá trị hoạt tải thể hiện trong Bảng 3.2-4

Bảng 3.2-5: Hoạt tải sử dụng lên công trình

Công năng Trị số tiêu chuẩn

  tc 2 p kN / m Hệ số vượt tải n

TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN - SỬ DỤNG PHẦN MỀM SAFE 16.0.2

Đầu tiên, chúng tôi sử dụng phần mềm ETABS v16 để mô hình hóa toàn bộ công trình, sau đó xuất một tầng điển hình qua phần mềm SAFE v16 để tính toán nội lực và thiết kế thép Việc sử dụng mô hình 3D trong SAFE v16, kết hợp với sự trợ giúp của máy tính, cho phép giải quyết tất cả các bài toán một cách hiệu quả.

Hệ kết cấu sàn trong mô hình được thiết kế dưới dạng sàn sườn toàn khối, trong đó mặt bằng sàn được chia thành các dải trên cột (DTC) và các dải giữa nhịp (DGN) Các DTC hoạt động như dầm liên tục, hỗ trợ các đầu cột, trong khi các DGN cũng là các dải liên tục được kê lên các gối tựa.

DTC và vuông góc với nó

Các ô sàn trống như lỗ rác và mô hình lỗ trống Opening, trong khi các lỗ kỹ thuật và lỗ Gen xuyên tầng được coi là liên tục Trong quá trình thi công sau này, sẽ thực hiện các biện pháp cấu tạo để xử lý những vấn đề này.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 21

Bề rộng các DTC được chọn cách 2 bên tim cột 1 4 bề rộng nhịp, và 1 2 bề rộng nhịp còn lại là bề rộng các DGN

3.3.3.1 Mô hình sàn 3D trong SAFE v16:

Hình 3.3-1: Mô hình 3D xuất từ ETABS sang SAFE

Tải trọng gồm tĩnh tải (TLBT sàn, các lớp hoàn thiện, tải tường) và hoạt tải (gán tùy theo khu chức năng) giống như Mục 3.2.1 và Mục 3.2.2

Tải trọng bản thân của sàn BTCT được xác định thông qua phần mềm tính toán tự động Do đó, tải trọng tĩnh gán vào phần mềm sẽ được trừ đi trọng lượng bản thân của sàn BTCT.

3.3.3.3 Các trường hợp tải trọng:

Khi có tác động của tải trọng ngang, nội lực trong sàn không đáng kể vì tải trọng này được truyền trực tiếp vào vách và lõi cứng Nội lực chủ yếu trong sàn xuất hiện do tải trọng đứng Do đó, trong mô hình SAFEv16, tải trọng ngang có thể được bỏ qua và chỉ xem xét các trường hợp tải trọng đứng như được nêu trong Bảng 3.3-1.

Bảng 3.3-1: Khái niệm và ý nghĩa các loại tải trọng trong khai báo

STT Tải trọng Loại khai báo Hệ số Self

1 TLBT DEAD 1.1 Trọng lượng bản thân

2 HOAN THIEN SUPERDEAD 0 Tải các lớp hoàn thiện

4 HT LIVE 0 Hoạt tải chất đầy

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 22

Bảng 3.3-2: Tổ hợp tải trọng

COMBAO TLBT + HOAN THIEN +HT

3.3.4 Xác định nội lực sàn:

3.3.4.1 Biểu đồ gán tải trọng sàn:

Hình 3.3-2: Mặt bằng gán tải hoàn thiện cho sàn

Hình 3.3-3: Mặt bằng gán tải tường cho sàn

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 23

Hình 3.3-4: Mặt bằng gán hoạt tải cho sàn

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 24

Hình 3.3-7: Biểu đồ bao moment theo phương X (Min)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 25

Hình 3.3-8: Biểu đồ bao moment theo phương Y (Min)

Hình 3.3-9: Biểu đồ bao moment theo phương X (Max)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 26

Hình 3.3-10: Biểu đồ bao moment theo phương Y (Max)

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: h0 = h – a = 160 – 20 = 140mm

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

- 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