Đề 52 chung cư ct15 15f + 1b đồ án tốt nghiệp đại học

KIẾN TRÚC

Giải pháp kiến trúc

- Công trình khu chung cư được xây dựng theo hình chữ nhật nhật với chiều dài 38.7m, chiều rộng 34.4m với diện tích xây dựng là 1331.28 m 2

- Chiều cao công trình là 53.6m tính từ cốt mặt đất tự nhiên

- Được xây dựng với quy mô 14 tầng nổi + 1 tầng hầm + sân thượng và mái,

- Mặt đất tự nhiên tại cốt -1.35 m,

- Tầng điển hình có chiều cao là 3.3 m

- Tầng hầm: bố trí bãi giữ xe

- Tầng 1: bố trí sảnh và khu liên hợp dịch vụ

- Tầng 2 – 14: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

Hình 1.1 Mặt bằng tầng điển hình

- Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất là một chung cư cao cấp

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước

Căn hộ bao gồm các khu vực như phòng khách, phòng ngủ, bếp và các nhà vệ sinh Các không gian này được thiết kế hợp lý với ánh sáng tự nhiên từ hành lang và lôgia, tạo cảm giác thoáng đãng Phòng ngủ và bếp được bố trí gần nhau, thuận tiện cho sinh hoạt hàng ngày Các nhà vệ sinh được đặt ở vị trí hợp lý, đảm bảo sự tiện nghi cho cư dân Hệ thống thông gió cũng được chú trọng, giúp không khí trong nhà luôn trong lành.

Giải pháp giao thông trong công trình

Trong công trình, giao thông được đảm bảo thông qua 2 buồng thang máy và 2 cầu thang bộ Các buồng thang máy được đặt ở vị trí giữa khối nhà, trong khi 2 cầu thang bộ nằm ở vị trí góc, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo lối thoát hiểm.

- Giao thông ngang trong công trình là hệ thống hành lang

- Chạy xung quanh công trình là đường rộng 5.5m để đường cho xe cứu hỏa cung như giao thông cho cư dân chung cư

CƠ SỞ THIẾT KẾ

Nhiệm vụ thiết kế

- Tính toán thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình (tầng 2)

- Tính toán thiết kế kết cấu cầu thang bộ

- Thiết kế 1 khung trục (khung trục 3): sử dụng mô hình không gian, tính thành phần động của gió, vách cứng

- Tính toán thiết kế kết cấu phương án móng cọc ép BTCT của khung thiết kế.

Tiêu chuẩn sử dụng

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

- TCXD 198 – 1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

- TCXD 9386 – 2012: Thiết kế công trình chịu động đất

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

- TCVN 229 – 1999: Chỉ dẫn tính thành phần động của tải trọng gió

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

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

- TCXD 205 – 1998: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9394 – 2012: Đóng và ép cọc – Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu.

Lựa chọn giải pháp kết cấu

2.3.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân

- Chọn hệ kết cấu khung kết hợp lõi vách

2.3.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần ngầm

- Giải pháp móng cọc khoan nhồi

- Giải pháp móng cọc ép ly tâm

Tổng quan kích thước công trình

Công trình có quy mô 1 tầng hầm và 14 tầng nổi, với tổng chiều cao đạt 53.6m Dựa trên các giải pháp kết cấu đã được trình bày, hệ khung kết hợp vách được lựa chọn là phương án kết cấu chịu lực phù hợp nhất cho công trình.

Công trình gồm 15 tầng với kích thước bước nhịp từ 4.3m đến 8.6m, đòi hỏi lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp để đảm bảo hiệu quả cho toàn bộ công trình.

Do tính chất của công trình là nhà cao tầng với bước nhịp lớn, để đảm bảo tính thẩm mỹ cho các căn hộ, giải pháp kết cấu chính được lựa chọn một cách hợp lý.

Thiết kế cho phương án sàn với 2 phương pháp tính, so sánh và lựa chọn:

Sàn bêtông cốt thép hệ sàn sườn

Hệ khung có cột kết hợp với vách cứng tạo ra một hệ thống liên kết vững chắc cho sàn, trong đó các vách cứng và cột được ngàm vào hệ đài móng phía dưới, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

Thiết kế cho 2 phương án móng, so sánh và lựa chọn:

Móng cọc ép li tâm

Vật liệu sử dụng

2.4.1 Yêu cầu về vật liệu

Vật liệu xây dựng được lựa chọn từ nguồn nguyên liệu địa phương, không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền biến dạng của 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 cao có thể bổ sung cho tính chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu 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 rách rời các bộ phận công trình

Nhà cao tầng thường mang tải trọng lớn, vì vậy việc sử dụng các vật liệu nhẹ sẽ giúp giảm đáng kể tải trọng tổng thể của công trình, bao gồm cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính.

Bê tông cho kết cấu chịu lực trong nhà cao tầng cần có mác từ 300 trở lên đối với bê tông thường và từ 350 trở lên cho bê tông cốt thép ứng lực trước Ngoài ra, thép sử dụng trong kết cấu bê tông cốt thép cũng nên là loại thép cường độ cao để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình (mục 2.1 TCXD 198 : 1997).

- Bê tông dùng trong nhà cao tầng có cấp độ bền B25 – B60

- Chọn bê tông có cấp độ bền B30 với các thông số sau:

 Cường độ chịu nén tính toán Rb = 17 MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán Rbt = 1.2 MPa

 Module đàn hồi của vật liệu Eb = 32.5 x 10 3 MPa

- Sử dụng cốt thép nhóm AI (  10mm) với các thông số sau

 Cường độ chịu kéo, nén tính toán Rs = Rsc = 225 Mpa

 Cường độ chịu cắt tính toán Rsw = 175 Mpa

 Module đàn hồi Es = 2.1x10 5 Mpa

- Sử dụng cốt thép AIII (  10mm) cho dầm, vách, sàn với các thông số sau:

 Cường độ chịu kéo, nén tính toán Rs = Rsn = 365 MPa

 Cường độ chịu cắt tính toán Rsw = 290 MPa

2.4.5 Lớp bê tông bảo vệ (mục 8.3.2 TCVN 5574 – 2012)

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)

 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 không được nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này, đảm bảo an toàn và độ bền cho công trình.

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

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

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

Chọn sơ bộ tiết diện dầm, sàn, vách

2.5.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện của cấu kiện

2.5.1.1 Sơ bộ chiều dày sàn

D  phụ thuộc vào tải trọng

- Do lưới cột lớn (8.6m x 8.6m) nên ta dùng hệ dầm trực giao chia nhỏ các ô sàn

- Dùng ô sàn lớn nhất (8.6m x 4.3m) để tính toán

- Khi đó ta xét tỉ lệ: 2

L  4.32 nên bản làm việc 2 phương, làm việc như bản kê 4 cạnh

- Chọn sơ bộ: hs = 120 mm

2.5.1.2 Sơ bộ tiết diện dầm

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

  Trong đó md: Phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

  md  12 :16 : đối với dầm khung nhiều nhịp

  md  10 :12 : đối với dầm khung một nhịp

  md  12 :14 : đối với dầm phụ

Sơ bộ kích thước tiết diện điển hình cho dầm trục B - C, khung trục 3, có L8600mm

Kích thước tiết diện các dầm còn lại thể hiện trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Tiết diện sơ bộ dầm điển hình

Tên dầm Kích thước sơ bộ(b h)mm

Dầm chiếu tới cầu thang 200x400

2.5.1.3 Sơ bộ tiết diện cột

Về điều kiện ổn định cột, phải hạn chế độ mảnh , với l o gh

Trong đó i là bán kính quán tính của tiết diện Với tiết diện chữ nhật cạnh b (hoặc h) thì lấy

gh: độ mảnh giới hạn Với cột nhà,  gh 100 120  Chọn   gh 100

Chọn tiết diện sơ bộ cột điển hình tầng trệt, có L3300mm

 Diện tích tiết diện sơ bộ cột chọn theo công thức: b

A (cm 2 ): diện tích tiết diện ngang của cấu kiện

Rb: cường độ tính toán chịu nén của bêtông, R b 17MPa

N (kN): lực dọc tính toán, được tính gần đúng theo công thức

N  q S n q là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1m 2 sàn, giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, chọn q 13kN / m 2

S: diện tích truyền lên cột n: số tầng, tính cả tầng mái k: hệ số kể đến tải trọng ngang, k   1.1 1.5   Ta chọn: kt = 1.1 đối với cột ở giữa, kt = 1.2 đối với cột ở biên, kt = 1.3 đối với cột ở góc

Sơ bộ tiết diện cột

Bảng 2.2: Sơ bộ tiết diện cột góc

Tầng S tr.tải q n N k F tt b h F chọn

(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) cm 2 (cm) cm 2

Bảng 2.3: Sơ bộ tiết diện cột giữa

Tầng S tr.tải q n N k F tt b h F chọn

(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) cm 2 (cm) cm 2

Bảng 2.4: Sơ bộ tiết diện cột biên

Tầng S tr.tải q n N k F tt b h F chọn

(m 2 ) (kN/m 2 ) (kN) cm 2 (cm) cm 2

Hình 2-1: Mặt bằng bố trí dầm-sàn-cột tầng điển hình

2.5.1.4 Sơ bộ tiết diện vách

- Theo mục 3.4.1 – TCXD 198 – 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối ta chọn sơ bộ kích thước vách như sau: v t

- Sơ bộ chiều dài vách ta chọn theo bản vẽ kiến trúc

- Chọn vách có bề dày không đổi từ móng tới mái và có độ cứng không đổi trong suốt chiều dài của nó

- Chọn bề dày vách thang máy: b = 200mm

- Chọn bề dày các vách còn lại: b = 300mm

Tổng diện tích mặt cắt ngang vách cứng trên bề mặt bằng công trình:

Diện tích vách biên: F vb 5.73m 2

Diện tích vách lõi thang bộ: F tb 4m 2

 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 Lầu 2, có F st 700m 2 và f vl  0.015

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

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Số liệu tính toán

Thép AIII   10 :  R =R 65 MPa ,R )s sc   sw 0 MPa ;  E = 200×10s 3 MPa

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

TCXDVN 5574–2012 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế

Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình”

(PGS TS.Vũ Mạnh Hùng), Đồng thời tính toán sàn dựa theo sách “Kết cấu bê tông cốt thép” tập 2 của Võ Bá Tầm

3.1.3 Mặt bằng đánh số sàn tầng điển hình

Hình 3.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình

Xác định tải trọng

- Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình gồm có: trọng lượng bản thân sàn, trọng lượng bản thân của kết cấu bao che (tường) : gbt + gt

- Trọng lượng bản thân sàn là tải tọng phân bố đều của các lớp cấu tạo sàn, được tính theo công thức: g bt h i    i n i

- Trong đó: hi: chiều dày lớp sàn thứ i i:

 khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i ni: hệ số tin cậy tra bảng 1 trang 10 TCVN 2737 – 1995

Theo yêu cầu sử dụng, các khu vực chức năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn khác nhau, dẫn đến giá trị tính tải sàn cũng khác nhau Các loại cấu tạo sàn điển hình bao gồm sàn khu ở như phòng khách, phòng ăn, phòng ngủ, sàn hành lang và sàn vệ sinh.

Bảng 3.1 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn khu ở, 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 )

Bảng 3.2 Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn khu vệ sinh, ban công

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

Tải trọng bản thân tường Để đơn giản trong tính toán, tải trọng bản thân tường được phân thành tải phân bố đều trên sàn và trên dầm

Tải tường quy về phân bố đều trên sàn: Tường ngăn rộng 100mm, cao 3150mm có tổng chiều dài là 90m

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc của tầng điển hình, tính được tổng diện tích sàn tầng điển hình là

Tải trọng tường phân bố trên dầm: Tường bao rộng 200mm

3.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn

Giá trị hoạt tải được xác định dựa trên chức năng sử dụng của từng loại phòng Hệ số độ tin cậy n cho tải trọng phân bố đều được quy định theo điều 4.3 của TCVN 2737-1995.

Bảng 3.3 Hoạt tải sử dụng trên công trình

Loại tải trọng Trị số tiêu chuẩn

3.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn

Bảng 3.3: Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn tầng điển hình

Tính toán theo phương pháp cổ điển

Hệ kết cấu sàn được thiết kế với dầm bê tông cốt thép toàn khối, trong đó bản sàn được tính toán như một cấu kiện chịu uốn Nội lực trong các ô bản được xác định dựa trên sơ đồ đàn hồi.

Xét điều kiện liên kết của bản 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 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

 Loại bản kê 4 cạnh (bản làm việc 2 phương)

Giá trị tải trọng: P(g s p ) L s   1 L (kN) 2

  trong đó tra Phụ lục 15, sách “Kết cấu BTCT tập 2” – Võ Bá Tầm, các hệ số m , m , k , k i1 i 2 i1 i 2 theo tỉ số 2

 Loại bản dầm (bản làm việc 1 phương)

Giá trị tải trọng: P(g s p ) L (kN) s  2 1

Giá trị nội lực: Xác định theo sơ đồ cơ học kết cấu, Bảng 3.5

Bảng 3.4: Sơ đồ tính và giá trị nội lực của ô bản đơn theo cơ học kết cấu

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 = 120 – 20 = 100mm

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: R b 17MPa

Rs: Cường độ chịu kéo của cốt thép:

Rs = 225 MPa đối với thép φ ≤ 8 (mm) loại AI

    : tra Bảng E.2, phụ lục E, TCVN 5574-2012

Rs = 365 MPa đối với thép φ > 8 (mm) loại AIII

    : tra Bảng E.2, phụ lục E, TCVN 5574-2012 b: Bề rộng dải bản đem đi tính toán Với b = 1000mm

b : hệ số điều kiện làm việc Chọn   b 1

3.3.1.3.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép Điều kiện kiểm tra:  min     max s 0

 Hàm lượng cốt thép hợp lý

 Tính toán khả năng kháng nứt của sàn

 Quy định về cấp chống nứt theo TCVN 5574 – 2012:

Cấp 1: Không cho phép xuất hiện khe nứt

Cấp 2: Cho phép mở rộng ngắn hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế a crc1 nhưng đảm bảo sau đó vết nứt chắc chắn sẽ được khép kín lại

Cấp 3: Cho phép mở rộng ngắn hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế a crc1 và có sự mở rộng dài hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế a crc2

 Kết cấu bêtông cốt thép thường (không ứng lực trước) phần lớn thuộc cấp 3

 Kiểm tra sự hình thành vứt nứt, theo mục 7.1.2.4, TCVN 5574 – 2012, vứt nứt được hạn chế theo điều kiện: r crc bt,ser pl rp

Khi một lực ngoại tại tác động vào một bên của tiết diện theo trục song song với trục trung hòa và đi qua điểm lõi, cách xa khu vực chịu kéo của tiết diện, hiện tượng này xảy ra trong cấu kiện chịu uốn.

Mcrc : Khả năng chống nứt bt ,ser

R : Cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bêtông ứng với trạng thái giới hạn 2 Tra bảng

W : Moment chống uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng Theo mục 7.1.2.6 pl

I : Moment quán tính của tiết diện vùng bêtông chịu nén đối với trục trung hòa

I , I : Moment quán tính của tiết diện cốt thép tương ứng A , A đối với trục trung hòa s ' s α : Hệ số quy đổi s b

Sb0 : Moment tĩnh của diện tích tiết diện tương ứng của vùng bêtông chịu kéo đối với trục trung hòa

M : Moment do ứng lực P đối với trục dùng để xác định rp M r Trong tính toán, lấy dấu “+” khi

Khi M và rp M có hướng ngược nhau, sử dụng dấu “–”, còn khi chúng cùng chiều thì dùng dấu “+” Đối với kết cấu bê tông không ứng lực trước, ứng lực trước P do co ngót gây ra và M sẽ mang dấu “–” Để xác định rp P và M rp, ta thực hiện các bước cụ thể sau đây.

  : Ứng suất trong cốt thép không căng S và S’ do co ngót gây ra Tra mục 8, Bảng 6 TCVN

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện quy đổi đến điểm lõi xa vùng chịu kéo nhất trong cấu kiện sàn (chịu uốn không có cốt thép căng trước) được xác định bằng công thức red 0 red r r W.

 Các đặc trưng hình học của tiết diện hình chữ nhật

 Tính toán bề rộng vết nứt thẳng góc

Nếu điều kiện M r M crc R bt,ser W pl M rp không thỏa, cần tính toán và kiểm tra vết nứt và hạn chế vết nứt theo Mục 7.2.2 TCVN 5574 – 2012

Trong cấu trúc dạng tấm, vết nứt chỉ xuất hiện theo hướng thẳng góc, và bề rộng của vết nứt này, thẳng góc với trục dọc của cấu kiện acrc (mm), có thể được xác định bằng công thức cụ thể.

Trong đó δ : Hệ số cấu kiện Với cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm lấy bằng 1, cấu kiện chịu kéo lấy bằng 1.2

l : Hệ số tác dụng của tải trọng, lấy theo mục 7.2.2.1 TCVN 5574 – 2012

 : Hệ số bề mặt cốt thép, lấy bằng 1 đối với thép có gờ, bằng 1.3 đối với thép tròn trơn μ : Hàm lượng cốt thép của tiết diện s

 d (mm): Đường kính cốt thép

s : Ứng suất trong các thanh cốt thép chịu kéo ở lớp ngoài cùng Đối với cấu kiện chịu uốn (bêtông cốt thép bình thường), được xác định như công thức: s s

Khoảng cách z được xác định từ trọng tâm diện tích cốt thép A s đến vị trí của hợp lực trong vùng chịu nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt Theo quy định tại mục 7.4.3.2 TCVN 5574 – 2012, việc tính toán khoảng cách này là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

 ν : Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo của bêtông vủng chịu nén xác định theo Bảng 34, TCVN

5574 – 2012 ξ : Xác định theo công thức theo mục 7.4.3.2, TCVN 5574 – 2012:

Số hạng thứ 2 của công thức ξ có dấu “+” khi cấu kiện chịu nén lệch tâm, dấu “–” khi chịu kéo lệch tâm, và bằng 0 khi cấu kiện chịu uốn Hệ số β được xác định là 1.8 cho bêtông nặng và bêtông nhẹ, 1.6 cho bêtông hạt nhỏ, và 1.4 cho bêtông rỗng cùng bêtông tổ ong.

Độ lệch tâm của lực dọc N tot, bao gồm lực nén hoặc kéo, đối với trọng tâm tiết diện cốt thép S được xác định theo Moment M Công thức tính độ lệch tâm này được quy định trong mục 7.4.3.1 của TCVN 5574 – 2012.

 Kiểm tra điều kiện cấp chống nứt là cấp 3

Bề rộng khe nứt ngắn hạn a crc1 được xác định bởi công thức a crc1 = a crc.1t - a crc.1d + a crc2, trong đó a crc.1t là bề rộng khe nứt do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng, a crc.1d là bề rộng khe nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, và a crc2 là bề rộng khe nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn.

Các giá trị   acrc1 , acrc2  tra Bảng 1 và Bảng 2 TCVN 5574 – 2012

Kiểm tra chuyển vị (hay kiểm tra biến dạng – Kiểm tra võng)

 Xét độ cong của cấu kiện không có vết nứt trong vùng chịu kéo, theo mục 7.4.2, TCVN

5574 – 2012 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm được xác định theo công thức:

  1 / r 1 : Độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn

b1 : Hệ số xét đến từ biến ngắn hạn của bêtông Đối với bêtông nặng, bêtông hạt nhỏ, bêtông nhẹ có cốt liệu nhỏ đặc chắc và bêtông tổ ong: b1 0.85

  Đối với bêtông nhẹ cốt liệu nhỏ xốp và bêtông rỗng:   b1 0.7

M : Moment do ngoại lực ngắn hạn

  1 / r 2 : Độ cong do tải trọng tạm thời dài hạn (tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn) b 2

b2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bêtông đến biến dạng của cấu kiện không vết nứt (Tra Bảng 33, TCVN 5574 – 2012)

M : Moment do ngoại lực dài hạn Đối với kết cấu không ứng lực trước, giá trị độ cong     1 / r 3 ; 1 / r 4 lấy bằng 0

 Xét độ cong của cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo, theo mục 7.4.3, TCVN 5574 –

2012 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm được xác định theo công thức:

  1 / r 1 : Độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

 1 / r 2 : Độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

  1 / r 3 : Độ cong do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

  1 / r 4 : Độ vòng do co ngót và từ biến của bêtông khi chiu ứng lực nén trước Đối với cấu kiện bêtông thường,   1 / r 4  0

Các độ cong toàn phần   1 / r i của cấu kiện chịu uốn xác định theo công thức:

Các đại lượng Z,   f , , xác định giống như phần tính toán bề rộng vết nứt thẳng góc

Hệ số s là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá khả năng làm việc của bêtông ở vùng chịu kéo tại các đoạn có vết nứt Theo quy định tại mục 7.4.3.3 của TCVN 5574 – 2012, đối với các cấu kiện được làm từ bêtông nặng, bêtông hạt nhỏ và bêtông nhẹ, hệ số này cần được xác định chính xác để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình.

ls : Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng, tra Bảng 35 TCVN 5574 – 2012

m : Hệ số liên quan đến quá trình mở rộng khe nứt bt,ser pl m r rp m

 Giá trị M lấy “–” khi rp M ngược chiều với rp M r

Hệ số b cho thấy sự phân bố không đồng đều của biến dạng trong bêtông chịu nén tại đoạn có vết nứt Cụ thể, đối với bêtông nặng, bêtông hạt nhỏ và bêtông nhẹ cấp cao hơn B7.5, hệ số này được xác định là 0.9 Trong khi đó, bêtông nhẹ, bêtông rỗng và bêtông tổ ong cấp B7.5 và thấp hơn có hệ số là 0.7 Đối với các kết cấu chịu tải trọng lặp, hệ số không phụ thuộc vào loại và cấp độ bêtông, được lấy là 1.

 Tính toán võng cho cấu kiện Độ võng của cấu kiện xác định theo công thức m q f f f

Trong cấu kiện sàn với tỷ lệ chiều dài trên chiều cao (l/h) lớn hơn hoặc bằng 10, có thể bỏ qua độ võng do biến dạng trượt Độ võng tổng thể bao gồm độ võng do biến dạng uốn (fm) và độ võng do biến dạng trượt (f).

 Độ võng do biến dạng uốn trong trường hợp cấu kiện chịu uốn, tĩnh định, có tiết diện không đổi, xác định theo công thức:

m : Xác định theo phương pháp cơ kết cấu

Kiểm tra điều kiện võng của cấu kiện f fu fu : Độ võng giới hạn của cấu kiện Tra Bảng 4, TCVN 5574 – 2012

3.3.2 Tính toán ô sàn điển hình, ô sàn S3 - bản làm việc 2 phương

Xét điều kiện liên kết của ô bản với dầm: D300x700 d s h 700

5.83 3 h 120   : Liên kết được xem là ngàm

Hình 3.2 – Sơ đồ tính ô sàn S3

Tra Phục lục 15 Tập 2 tài liệu [Error! Reference source not found.], có các hệ số tính Moment, thể hiện trong Bảng 3.6

Bảng 3.5: Hệ số tính toán Moment

 Tính toán giá trị thành phần Moment

Tính toán điển hình tại vị trí có Moment lớn nhất M I 5.61kNm / m

Các ô sàn còn lại tính toán tương tự và thể hiện trong Bảng 3.7 và Bảng 3.8

3.3.2.3.1 Kiểm hàm lượng cốt thép b max R b s min

→ Ô sàn S1 đạt yêu cầu về hàm lượng cốt thép

- Chiều dày bản sàn: hsan = 120(mm)

- Tiết diện hình chữ nhật: b = 1000mm; h = 120mm

- Bê tông B30, chiều dày lớp bê tông bảo vệ c = 20(mm):

- Có cường độ chịu nén tính toán:R bt,ser 1.8(Mpa) E b 32.5 10 (MPa) 3 s 4 b 3

- Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông ngoài cùng: a c 0.5 20 0.5 10  25mm h0   h a 120 25 95mm

Ta cú ỉ10a150 với As = 5.24 (cm 2 )

- Tiết diện hình chữ nhật, không có As’, nên hf = hf’= 0, bf = bf’= 0

- Diện tích tiết diện quy đổi:

- Moment tĩnh của tiết diện quy đổi đối với trục qua mép chịu nén:

- Khoảng cách từ trọng tâm O đến mép chịu nén ( tiết diện hình chữ nhật):

- Moment quán tính của tiết diện quy đổi với trục qua trọng tâm

- Moment chống uốn của tiết diện quy đổi đối với mép chịu kéo red 3 red

- Khoảng cách từ đỉnh lõi xa vùng kéo đến trọng tâm ( cấu kiện sàn chịu uốn không có cốt thép căng trước):

- Momen quán tính của tiết diện vùng bê tông chịu nén đối với trục trung hòa:

- Momen quán tính của tiết diện cốt thép tương ứng As:

- Momen tĩnh của tiết diện tương ứng của vùng bê tông chịu kéo đối với trục trung hòa :

- Momen kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo ngoài cùng :

- Momen ứng lực P đối với trục dùng để xác định Mrp :

- Khả năng chống nứt của sàn :

- Kiểm tra sự hình thành vết nứt: r crc

 Vậy ô sàn không bị nứt

 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm và kéo lệch tâm:

- Độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn :

- Độ cong do tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn :

- Độ cong do sự vồng lên của cấu kiện do tác dụng ngắn hạn của lực nén trước (P) Đối

Độ cong của cấu kiện bê tông chịu ứng lực nén trước (P) là kết quả của sự vồng lên do hiện tượng co ngót và từ biến Đối với những cấu kiện không được ứng lực trước, hiện tượng này sẽ khác biệt.

- Độ cong toàn phần của cấu kiện không nứt :

 Độ võng của cấu kiện xác định theo công thức : f  f m  f q

- Độ võng do biến dạng uốn:

Sơ đồ tính là 2 đầu ngàm, có tải phân bố đều   1/16

L 4.3m : chiều dài cấu kiện theo phương momen M 1

- Độ võng do biến dạng trượt : f q  0   f f m  f q  0.223 (cm)

- Kiểm tra điều kiện võng của cấu kiện: f 0.223 (cm)f u 2.5 (cm)

(với f u : Độ võng giới hạn của cấu kiện Tra Bảng 4, TCVN 5574 – 2012)

 Độ võng sàn hợp lí

3.3.3 Tính toán nội lực và cốt thép cho tất cả ô sàn

(Dùng chương trình EXCEL tính toán tương tự cho tất cả các ô sàn còn lại)

Bảng 3.7: Kết quả tính toán cốt thép ô sàn làm việc 2 phương

Tính thép Chọn thép l 1 l 2 αm ζ A s TT

Bảng 3.8: Kết quả tính toán cốt thép ô sàn làm việc 1 phương

Tính thép Chọn thép l 1 l 2 α m ζ A s TT

THIẾT KẾ CẦU THANG

Thông số tính toán

Cầu thang là yếu tố quan trọng trong giao thông đứng của công trình, được cấu tạo từ các bậc liền kề, tạo thành các vế thang Các vế thang này được kết nối với nhau qua chiếu nghỉ và chiếu tới, hình thành nên một cầu thang hoàn chỉnh.

- Cầu thang là một yếu tố quan trọng về công dụng và nghệ thuật từ kiến trúc, nâng cao tính thẩm mỹ của công trình

- Các bộ phận cơ bản của cầu thang gồm: vế thang, chiếu nghỉ, chiếu tới, lan can, tay vịn, dầm thang

- Chiều dày bản thang: bt  

→ Chọn h bt 150 mm (Với L là nhịp tính toán theo phương lớn nhất của cầu thang)

- Kích thước dầm chiếu tới, dầm chiếu nghĩ được chọn sơ bộ theo công thức:

Trong đó: L 3 = 4300 mm: nhịp tính toán của dầm chiếu tới

- Chọn số bậc thang: 10 bậc

- Chiều cao bậc thang: hb 150 200 mm  hb 160mm

- Chiều rộng bậc thang: bb 250 320 mm  bb 300mm

- Độ dốc cầu thang h 160 0 tg 0.53 28 b 300

Cầu thang tầng điển hình của công trình này sử dụng thiết kế cầu thang 2 vế Vì vế 1 và vế 2 có sơ đồ tính toán giống nhau, nên chúng ta chỉ cần tính toán cho một vế và bố trí thép tương tự cho vế còn lại.

Xác định tải trọng tác dụng

4.2.1 Các lớp cấu tạo cầu thang

Hình 4.1 Mặt cắt cấu tạo cầu thang

4.2.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ và bản thang

4.2.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản thang

Bảng 4.1: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản thang

STT Các lớp cấu tạo Chiều dày i mm Trọng lượng riêng

Hệ số vượt tải ni

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo trên bản thang

Trong đó chiều dày các lớp tương đương được tính toán như sau: Đối với lớp gạch Granite và lớp vữa lót có cùng chiều dày:

160 Đối với bậc thang có kích thước  160 300 mm   : o b td,i h cos cos28

    Đối với bản thang có chiều dày:   td,i h s 150mm Đối với lớp vữa trát có chiều dày:     td,i i 15mm

Bảng 4.2: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản thang

STT Các lớp cấu tạo

Chiều dày tương đươngtd,i mm

Hệ số vượt tải ni

Tải trọng tính toán g kN / mi  2 

4.2.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Bảng 4.3: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ

STT Các lớp cấu tạo

Trọng lượng riêng  i  kN / m 3  Hệ số vượt tải n i

Bảng 4.4: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ

STT Các lớp cấu tạo

4.2.2.3 Tải trọng lan can và tay vịn

Tra [ Error! Reference source not found ] tải trọng tiêu chuẩn lan can và tin vịn là 0.3 kN/m

Tra Bảng 3 [ Error! Reference source not found ], hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cầu thang là: tc 2 p 3kN / m Hệ số vượt tải n p 1.2

Tải trọng tính toán tác dụng lên cầu thang: pp tc n p 1.2 3 3.6kN / m 2

4.2.4 Tổng tải trọng tác dụng lên cầu thang

Tải trọng tác dụng lên bản thang:

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ: 2 g 2 5.48 2 q p 3.6 9.81kN / m cos( ) cos(28)

Sơ đồ tính cầu thang

Cắt một dãy có bề rộng b=1m để tính

Xét tỷ số hd/hs:

 Nếu hd/hs 5: phải kiểm tra ổn định lật của công trình

Với công trình đang tính ta có: H/LU.24/38.7=1.427