KIẾN TRÚC
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Chung cư Golden Mansion nằm ở vị trí đắc địa tại huyện Nhà Bè, ngay mặt tiền đường Nguyễn Hữu Thọ, mang đến không gian sống lý tưởng với sự giao thoa giữa thiên nhiên và cuộc sống hiện đại Mỗi căn hộ được thiết kế để tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên, gió mát và cây xanh, tạo nên bầu không khí thoáng đãng và dễ chịu Từ đây, cư dân có thể chiêm ngưỡng toàn cảnh Thành Phố Hồ Chí Minh đang phát triển mạnh mẽ, đồng thời tận hưởng sự thuận tiện với gần các khu hành chính, chợ, trường học và trung tâm thương mại.
Diện tích đất là 8525 m 2 ,diện tích sàn xây dựng là 122423 m 2 Công trình lô A có diện tích 1199 m 2 Chiều dài lô A là 64.8 m, chiều rộng là 18.5 m
Công trình gồm 19 tầng, trong đó gồm có: 2 tầng hầm, 1 tầng trệt,17 tầng lầu, 1 sân thƣợng
Cốt 0.00m được đặt tại mặt sàn tầng trệt, trong khi mặt đất tự nhiên tại vị trí là -0.30m Mặt bằng sàn tầng hầm nằm ở cốt -6.5m Tổng chiều cao của công trình đạt 71.35m tính từ cốt.
Trong công trình, giao thông được đảm bảo thông qua một buồng thang máy và hai cầu thang bộ, được bố trí ở vị trí hợp lý Cầu thang bộ không chỉ phục vụ cho việc di chuyển mà còn 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 cao 3.2 m của tòa nhà được thiết kế để chứa hơn 300 xe hơi và toàn bộ xe máy, đồng thời bao gồm các khu vực như phòng chứa máy phát điện, phòng kỹ thuật, bể tự hoại và kho.
Tầng trệt cao 7.3 m, là tầng thương mại của tòa nhà
Tầng căn hộ và tiện ích cao 5.0 m để phục vụ cƣ dân trong chung cƣ
Tầng điển hình (từ tầng 3 đến tầng 19) là khu căn hộ cao 3.1 m
Tầng sân thượng được sử dụng để lắp đặt buồng thang máy cùng với các thiết bị kỹ thuật khác như điện, nước và mạng Việc này không chỉ đảm bảo vận hành hiệu quả mà còn góp phần vào an toàn cho toàn bộ khu chung cư.
Tất cả các phòng đều đƣợc thiết kế có các cửa sổ lớn để lấy có ánh sáng tự nhiên chiếu vào
Hệ thống cửa sổ ở mỗi phòng không chỉ tạo sự thông thoáng mà còn kết hợp với hệ thống thông gió nhân tạo dọc chiều cao công trình, cùng với máy điều hòa và quạt ở các tầng, đảm bảo không khí trong lành và thoải mái cho người sử dụng.
KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.2.1 Mặt đứng chính công trình
Hình 1.1 - Mặt đứng chính công trình trục K-A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
Hình 1.2 - Mặt bằng tầng hầm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
1.2.3 Mặt bằng các tầng điển hình
Hình 1.3 - Mặt bằng tầng điển hình (tầng 2 đến tầng 14) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
Hình 1.4 – Mặt cắt A - A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
Hình 1.5 - Mặt bằng tầng trệt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
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 đƣợc giao (Block A)
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 9362 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Tải trọng đứng: Trọng lƣợng 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 (gió tĩnh và gió động) cùng với tải động đất, là những yếu tố quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng, ảnh hưởng quyết định đến nội lực và chuyển vị của công trình.
Chuyển vị ngang và chuyển vị đứng là hai yếu tố quan trọng trong thiết kế công trình Chuyển vị ngang lớn có thể làm tăng giá trị nội lực, dẫn đến độ lệch tâm tăng, gây 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 tạo cảm giác khó chịu và hoảng sợ cho cư dân, thậm chí có thể gây mất ổn định tổng thể công trình Do đó, chuyển vị ngang không được vượt quá giới hạn cho phép theo quy định tại Bảng C.4 – [TCVN 5574 - 2012: Kết cấu bêtông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế].
Kết cấu khung nhà nhiều tầng: f/H ≤ 1/500
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại nhƣ 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 đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và đảm bảo tính ổn định cho công trình ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 8
Mỗi loại kết cấu trên đều có những ƣu nhƣợc điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình
2.3.3.1 Hệ khung Đƣợc 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 Phù hợp cho công trình cao đến 15 tầng trong vùng chống động đất cấp 7, 10 – 12 tầng trong vùng cấp 8, và không nên áp dụng cho công trình trong vùng 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 lắp ghép và đổ tại chỗ cho các kết cấu bê tông cốt thép, mang lại sự thuận tiện tối đa cho quá trình thi công.
Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, đƣợc đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trƣợt, 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 trong lõi thường bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng
Sử dụng hiệu quả với các công trình có độ cao trung bình hoặc lớn 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 khả năng làm việc của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là cần thiết để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của công trình Do đó, cần thực hiện phân tích chính xác nhằm xác định phương án sàn phù hợp nhất với yêu cầu của kết cấu.
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 cũng tăng theo, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và làm tăng chi phí vật liệu.
Không tiết kiệm không gian sử dụng
Hệ dầm được cấu tạo vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô có bốn cạnh với nhịp nhỏ Để đảm bảo yêu cầu cấu tạo, khoảng cách giữa các dầm không được vượt quá 2m.
Ƣu điểm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 9
Việc giảm thiểu số lượng cột bên trong không chỉ giúp tiết kiệm không gian sử dụng mà còn tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp với các công trình đòi hỏi tính thẩm mỹ cao và không gian rộng rãi như hội trường và câu lạc bộ.
Không tiết kiệm, thi công phức tạp
Khi mặt bằng sàn có diện tích lớn, cần thiết phải thêm các dầm chính để đảm bảo cấu trúc vững chắc Tuy nhiên, việc này cũng dẫn đến hạn chế về chiều cao của dầm chính, vì cần phải tăng kích thước để giảm thiểu độ võng.
2.3.4.3 Sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm)
Sàn nấm là loại sàn không sử dụng dầm, mà tựa trực tiếp lên các cột Khu vực 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 đƣợc chiều cao công trình
Tiết kiệm đƣợc 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 phương án sàn dầm do không cần gia công cốp pha và cốt thép dầm phức tạp Cốt thép được đặt một cách định hình và đơn giản, cùng với việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng 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 so với phương án sàn dầm Vì vậy, khả năng chịu lực ngang của phương án này kém hơn, với tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu và tải trọng đứng 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 lƣợng sàn
2.3.4.4 Sàn không dầm ứng lực trước – Sàn dự ứng lực
Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ giữ lại các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm mà còn khắc phục được nhiều nhược điểm của phương án này.
Giảm chiều dày sàn giúp giảm khối lượng sàn, từ đó làm giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình và giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.
Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường
LỰA CHỌN VẬT LIỆU
2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho công trình
Vật liệu xây dựng được khai thác từ nguồn tài nguyên địa phương không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền cần thiết cho công trình.
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
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 cần lựa chọn vật liệu phù hợp để giảm tải trọng cho công trình, đồng thời tiết kiệm chi phí và đảm bảo tính 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 –
Tiêu chuẩn thiết kế) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
Bêtông sử dụng cho kết cấu bên trên công trình là bêtông có cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu nhƣ 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, là phần chịu lực của công trình trong đất, sẽ được thể hiện rõ ràng trong thiết kế chi tiết với việc sử dụng bêtông.
(Thép sử dụng cho công trình theo)
Cốt thộp trơn ỉ 10mm : Dựng tớnh toỏn 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 chịu kéo tính cốt thép ngang: R sw 175MPa
Đối với cốt thộp trong thiết kế cọc khoan nhồi, sử dụng thộp gõn ỉ 10mm thuộc 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 280MPa
Cường độ chịu kéo cốt thép ngang: R sw 225MPa
Đối với cốt thộp trong thiết kế sàn, dầm, cột và vỏch, sử dụng thộp gõn ỉ 10mm thuộc nhóm cốt thép AIII, có các chỉ tiêu:
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
Đối với các cấu kiện đặc biệt, cốt thép sử dụng trong thiết kế sẽ đƣợc thể hiện chi tiết trong tính toán
Vữa ximăng – cát, gạch xây tường: 18kN / m 3
Gạch lát nền Ceramic: 20kN / m 3
2.4.3 Lớp bê tông bảo vệ
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, bao gồm cốt thép không ứng lực trước, ứng lực trước và ứng lực trước kéo trên bệ, chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của cốt thép hoặc dây cáp.
Trong bản và tường có chiều dày > 100mm: ….….… 15mm ( 20mm )
Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm:… …20mm ( 25mm )
Trong cột: 20mm ( 25mm ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
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 cần phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này.
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 ƣớt.
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO CÔNG TRÌNH
2.5.1 Sơ bộ tiết diện dầm
Chiều cao và bề rộng dầm đƣợc chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau: d d d h L
Trong đó m : Phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng d
md 8 :12 : đối với dầm chính
md 12 :16 : đối với dầm phụ
Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm chính trục K – J’, khu ng trục 8, có
Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm phụ trục 3– 4, khung trục J, có L 9300mm :
Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.1
Bảng 2.1: Tiết diện sơ bộ dầm
Tên dầm Kích thước sơ bộ (bh)mm
2.5.2 Sơ bộ tiết diện vách
2.5.2.1 Điều kiện bố trí và sơ bộ tiết diện vách
Việc lựa chọn cấu hình kết cấu hợp lý cho công trình là yếu tố quyết định đến hiệu quả làm việc của toàn bộ công trình Cấu hình này bao gồm dạng hình học, loại kết cấu (khung hay vách) và loại cấu kiện sử dụng Một cấu hình kết cấu không hợp lý có thể gây ra tình trạng tập trung ứng suất nghiêm trọng, do đó, trong quá trình thiết kế, cần chú ý đến những điều kiện quan trọng để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho công trình.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
Khi thiết kế công trình với vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, cần bố trí tối thiểu 3 vách cứng, đảm bảo rằng chúng không gặp nhau tại một điểm.
Để đảm bảo tính ổn định của công trình, nên thiết kế các vách có độ cứng và kích thước hình học đồng nhất, đồng thời bố trí sao cho tâm cứng trùng với tâm khối lượng Nếu chỉ đảm bảo sự đối xứng về độ cứng trong giai đoạn đàn hồi mà không chú ý đến kích thước hình học, vật liệu có thể gặp phải sự thay đổi độ cứng khi làm việc ở giai đoạn dẻo dưới tác động lớn như động đất Điều này dẫn đến biến dạng và chuyển vị khác nhau giữa các vách, làm phá vỡ sự đối xứng về độ cứng và gây ra các tác động xoắn nguy hiểm cho công trình.
Nên lựa chọn nhiều vách nhỏ có khả năng chịu tải tương đương thay vì chọn các vách lớn với số lượng ít, để đảm bảo phân bố đều các vách trên mặt 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, hoặc tới đỉnh của vùng có gió giật cấp nếu có gió giật cấp tại các cao độ 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 vách không được làm giảm khả năng chịu tải và cần có biện pháp tăng cường cho khu vực xung quanh.
Bố trí khung vách cần đảm bảo độ cứng đồng đều và khác nhau theo hai phương, tránh sự chênh lệch rõ rệt giữa các phương Điều này giúp tăng cường tính ổn định và độ bền cho cấu trúc.
(khác nhau về chu kỳ dao động theo 2 phương)
Để giảm thiểu dao động xoắn, cần tránh bố trí các cấu kiện đứng như hệ khung, vách hay lõi một cách bất đối xứng Do tác dụng chống xoắn của vách cứng là nhỏ, việc sắp xếp các cấu kiện đứng theo cách đối xứng là rất quan trọng.
(để giảm dao động xoắn)
2.5.2.2 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 t
Vậy chọn t v 400mmcho các cả các vách đơn, vách thang máy chọn t v 400mm
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 st là diện tích sàn tầng, chọn tầng điển hình là tầng 2 có F st 1199m 2
Tổng diện tích mặt cắt ngang vách cứng trên bề mặt bằng công trình có F v 32.84m 2
Kết luận: Kết quả diện tích vách cứng đã chọn đạt yêu cầu kết cấu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
Hình 2.1 - Mặt bằng bố trí vách cho sàn tầng điển hình
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 hệ dầm đỡ có thể được lắp đặt 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: b 1 min h D L h
m: hệ số phụ thuộc vào bản sàn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
Bản dầm m 30 35 , chọn m = 35 Bản kê m 40 45 , chọn m = 45
D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D 0.8 1.4 , chọn D 0.8
Chiều dày tối thiểu của bản sàn được quy định như sau: đối với sàn mái, chiều dày tối thiểu là 60mm; đối với sàn nhà dân dụng, chiều dày tối thiểu là 80mm; và đối với sàn nhà công nghiệp cũng như công trình công cộng, chiều dày tối thiểu là 100mm.
Chọn tiết diện cho ô sàn điển hình Ô sàn S10, có kích thước L 1 L 2 (760000)mm
Chiều dày bản sàn: s 1 h mm
→ Chọn sơ bộ h s 180mm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang
16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
MẶT BẰNG ĐÁNH SỐ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 – Mặt bằng đánh số ô sàn tầng điển hình
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG
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 Trong thiết kế công trình, sàn có các lớp cấu tạo như thể hiện trong Hình 3.2 và Hình 3.3.
Hình 3.2 – Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn căn hộ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 18
Hình 3.3 – Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh
3.2.1.1 Tải trọng bản thân tường
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 phải tính thêm trọng lượng của tường ngăn, và tải trọng này sẽ được phân bố đều trên toàn bộ ô sàn Công thức xác định tải trọng là: tt t t t 2 t t san.
t : trọng lượng riêng của tường xây (kN/m 3 )
S san : diện tích ô sàn có tường (m 2 )
Khi làm việc với các ô sàn có kích thước giống nhau nhưng có sự khác biệt trong bố trí tường ngăn, cần lựa chọn ô sàn có khả năng chịu tải trọng tường lớn hơn để thực hiện các tính toán điển hình.
- Tải tường quy về phân bố đều trên sàn: Tường ngăn rộng 100mm, cao 3950mm được tính toán trong từng ô sàn có xây tường được tính trong Bảng 3.1
Bảng 3.1: Tải trọng tường tác dụng lên các ô sàn Ô sàn L 1
S5 7.6 7.8 59.28 59.00 18 1.2 1.79 2.15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 19
Tải trọng tường phân bố trên dầm: Tường bao dày 200mm, tường bên trong dày 100mm
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)
3.2.1.2 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ và sàn vệ sinh
Bảng 3.2: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ tầng điển hình
Bảng 3.3: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh tầng điển hình
Lớp cấu tạo Chiều dày δ (m)
Tra mục 4.3 tiêu chuẩn [TCVN 2737-1995] đƣợc các giá trị hoạt tải thể hiện trong Bảng 3.4
Bảng 3.4: Hoạt tải sử dụng trên công trình ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 20
S1 Phòng ngủ, bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
S2 Phòng ngủ, bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
S3 Phòng ngủ, bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
S4 Phòng ngủ, bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
S5 Phòng ngủ, bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
S8 Phòng ngủ,bếp, phòng khách, WC 1.5 1.3 1.95
3.2.2 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn
Bảng 3.5: Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn tầng điển hình
Kích thước hình học (m) Tỷ số
2 g (kN/ m ) s Hoạt tải tính toán
Các lớp cấu tạo sàn
TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP CỔ ĐIỂN
Hệ kết cấu sàn được thiết kế là sàn dầm bêtông cốt thép toàn khối, với phương pháp tính toán bản sàn được xem như cấu kiện chịu uốn Nội lực trong các ô bản được xác định theo sơ đồ đàn hồi, và việc lựa chọn sơ đồ tính bản phụ thuộc vào điều kiện liên kết giữa bản và các dầm bêtông cốt thép, có thể là tựa đơn hoặc ngàm xung quanh.
Xét điều kiện liên kết của bản sàn với dầm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 21
Khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d s h 3 h , liên kết đƣợc xem là ngàm
Khi bản sàn tựa lên dầm bêtông cốt thép đổ toàn khối mà d s h 3 h , liên kết đƣợc 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
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 3.4 – Sơ đồ tính số 9 ứng với ô sàn có liên kết ngàm 4 cạnh
M1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 22
- 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, ta tính toán thép cho dải bản này như một dầm có kích thước (b h)×s Việc xác định liên kết tại hai đầu được thực hiện thông qua tỷ số (h/h)d s, từ đó xác định được liên kết là ngàm hay khớp.
Giá trị tải trọng phân bố đều tác dụng : q (g s p ) s b N/ m(k )
Giá trị nội lực và sơ đồ tính: Xác định theo sơ đồ cơ học kết cấu, Bảng 3.6
Bảng 3.6: Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu
Bảng 3.7: Bảng tổng hợp moment bản kê 4 cạnh (2 phương) Ô sàn L 1 (m) L 2 (m) L 2 /L 1 Sơ đồ tính
Tải trọng q(kN/m 2 ) Các hệ số Moment(kN.m)
S3 3.3 6 1.04 9 10.63 m 91 0.0186 M 1 17.65 m92 0.0172 M 2 16.24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: ĐẶNG NAM KHÔI
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Trang 23 Ô sàn L 1 (m) L 2 (m) L 2 /L 1 Sơ đồ tính
Tải trọng q(kN/m 2 ) Các hệ số Moment(kN.m) k91 0.0435 M I -37.38 k92 0.0397 M II -34.13
Bảng 3.8: 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 = 140 – 20 = 120mm
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
