TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
G IỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
- Tên công trình: Chung cư BECAMEX
- Địa điểm xây dựng: 230 Đại Lộ Bình Dương, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương
- Công trình gồm: 14 tầng lầu, 1 sân thượng, 1 mái,1 tầng hầm.
M ẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG
Mặt bằng công trình hình chữ nhật vớichiều cao là 49.8m, chiều dài là 43.2 m, chiều rộng là 16.6m,
Khách sạn không chỉ nổi bật với không gian bên ngoài mà còn chú trọng đến kiến trúc các phòng, đảm bảo đón ánh sáng và gió một cách tối ưu Mỗi tầng được thiết kế với các phòng và hành lang thông thoáng, tạo điều kiện cho không khí lưu thông lý tưởng Hệ thống thang máy tốc độ cao giúp việc di chuyển trở nên thuận tiện và nhanh chóng hơn.
Vách hầm được cấu tạo bằng bêtông cốt thép, vừa đóng vai trò là tường chắn, vừa hỗ trợ kết cấu cho tầng hầm và chống thấm hiệu quả nhờ có phụ gia chống thấm Hệ thống này giúp liên kết vững chắc các thành phần như móng, vách, cột, dầm, và sàn Tại tầng hầm, toàn bộ hệ thống thoát nước sinh hoạt và nước mưa được dẫn ra ngoài qua cống ngầm thông qua hệ thống ống Những ống này được lắp đặt bên dưới sàn tầng trệt, không nằm trong cấu trúc chịu lực, giúp dễ dàng bảo trì mà không cần đóng trần Để bảo vệ và tăng tính thẩm mỹ, các ống cần được sơn phủ hoặc bọc lớp bảo vệ màu sáng Mặt sàn hầm cũng được phủ lớp chống mài mòn để đảm bảo độ bền trong suốt quá trình sử dụng.
Hình 1.2 Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình
M ẶT ĐỨNG
Hình 1.3 Mặt đứng công trình
Mỗi tầng có phòng thu gom rác thông tầng từ tầng trên cùng xuống tầng hầm, phòng này đặt ở giữa tầng nhà, sau thang máy
Các phòng được thiết kế hợp lý đạt tiêu chuẩn khách sạn với các loại: 1 phòng ngủ,
Căn hộ 2 phòng ngủ và 3 phòng ngủ được thiết kế với các phòng vệ sinh trang bị bồn tắm nằm và không gian thoáng đãng, giúp thư giãn sau những ngày làm việc căng thẳng Công trình sử dụng vật liệu và trang thiết bị hoàn thiện như gỗ, đá granite, sàn gỗ công nghiệp và nhôm kính nhập khẩu Phòng khách sạn rộng rãi, thoáng mát, đáp ứng đầy đủ nhu cầu sống hiện đại, rất phù hợp với nhịp sống năng động của thành phố mới Bình Dương đang phát triển mạnh mẽ Đội ngũ kiến trúc sư và kỹ sư chuyên nghiệp đã khéo léo tạo ra không gian căn hộ với vẻ đẹp thẩm mỹ sinh động và tràn đầy sức sống.
CƠ SỞ THIẾT KẾ
N HIỆM VỤ TÍNH TOÁN
Tính toán thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình
Tính toán thiết kế kết cấu cầu thang bộ
Thiết kế khung trục sử dụng mô hình khung không gian để tính toán thành phần động của gió Bài viết này sẽ trình bày việc tính toán thiết kế kết cấu với hai phương án móng, bao gồm móng cọc ép bê tông cốt thép (BTCT) và móng cọc khoan nhồi.
T IÊU CHUẨN SỬ DỤNG
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 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
TCVN 10304:2014 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc
TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
V ẬT LIỆU
Dựa trên đặc điểm công trình và khả năng chế tạo vật liệu, bê tông B30 được chọn cho các phần như sàn, khung, móng, tầng hầm và đài Bê tông B30 có khối lượng riêng là 25 kN/m³, đảm bảo độ bền cần thiết cho công trình.
Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén: R b 17(MPa) 17000(kN m ) 2
Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rbt 1.2(MPa) 1200(kN m ) 2
Hệ số làm việc của bê tông: b 1
Mô đun đàn hồi: Eb 32500(MPa)3.25x10 (kN/ m ) 7 2 ;
+Chọn bê tông phần cầu thang bộ cấp độ bền B25 có các số liệu kĩ thuật như sau:
Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén: R b 14.5(MPa) 14500(kN m ) 2
Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rbt 1.05(MPa) 1050(kN m ) 2
C HỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN - DẦM – VÁCH - CỘT
Mô đun đàn hồi: E b 30000(MPa)3x10 (kN/ m ) 7 2
2.4 Chọn sơ bộ tiết diện sàn - dầm –vách-cột
2.4.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn
Công trình có chiều cao tầng thấp và nhịp sàn lớn, vì vậy sinh viên đã lựa chọn phương án sàn phẳng không dầ để đảm bảo chiều cao thông thủy của tầng.
Trong thiết kế nhà cao tầng, việc tính toán được thực hiện dựa trên giả định rằng bản sàn là một cấu trúc cứng tuyệt đối trong mặt phẳng ngang Với hệ kết cấu sàn phẳng và có dầm biên, chiều dày của bản sàn cần phải đủ lớn để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cần thiết.
Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, cột và lõi cứng thông qua sàn
Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Độ võng của sàn phải thỏa mãn yêu cầu hmin 80 mm : Đối với sàn nhà dân dụng
Sơ bộ ta chon sàn dày 170 mm
Để đảm bảo an toàn và thuận tiện trong quá trình thi công, việc kéo thép ở các ô sàn consol có kích thước nhỏ và nằm ở vị trí nguy hiểm là cần thiết Chúng ta nên bố trí thép cho các ô sàn liền kề nhằm tăng cường độ bền và giảm thiểu rủi ro.
2.4.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Hệ dầm chính (dầm dọc, dầm ngang): gối tựa lên các vách theo phương dọc, phương ngang mặt bằng công trình
: phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng
= 12 ÷ 16: đối với dầm khung nhiều nhịp
= 10 ÷ 12: đối với dầm khung một nhịp
.Chọn sơ bộ dầm môi 0x400(mm)
Hình 2.4.1 Mặt bằng bố trí dầm tầng diển hình
2.4.3 Sơ bộ chiều dày vách
Vách cứng đóng vai trò quan trọng trong việc chịu lực ngang cho nhà cao tầng Để đảm bảo ổn định, bề dày của vách cứng cần được xác định theo quy định tại mục 3.4.1-TCVN 198-1997 Chiều dày của vách và lõi cứng được tính toán dựa trên chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn quy định trong TCVN 198:1997.
Trong đó: ΣFv :Tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi cứng
Chọn vách có bề dày không đổi từ móng tới mái và có độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều dài của nó
Chọn bề dày vách thang máy là : b vthang 300mm
Chọn bề dày vách : b v tan g 300mm
2.4.4Chọn sơ bộ tiết diện cột
Hình 2.4.2 Mặt bằng bố trí cột
Diện tích tiết diện cột là A0 được xác định theo công thức:A 0 k t N
Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông Rb = 17(MPa) 000KN/m 2 (B30)
N :lực nén, được tính toán gần đúng như sau: s s
Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét được ký hiệu là Fs Số sàn phía trên tiết diện được ký hiệu là ms, bao gồm cả mái Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, ký hiệu là q, bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn Giá trị q thường được lấy theo kinh nghiệm thiết kế, với giá trị 15 kN/m² được tham khảo từ sách [6], trang 21.
Kt :hệ số xét đến ảnh hưởng khác như moment uốn, hàm lượng cốt thép, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột Chọn kt = 1.3
Bảng 2.1 Chọn tiết diện cột C1 m q F N k R b F tính B chọn H chọn F chọn số
T Kiểm daN/m 2 m 2 daN daN/cm 2 cm 2 cm cm tra
Bảng 2.2 Chọn tiết diện cột C2 m q F N k R b F tính B chọn H chọn F chọn số
T Kiểm daN/m 2 m 2 daN daN/cm 2 cm 2 cm tra
THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
M ẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 3.1 Mặt bằng bố trí ô sàn tầng điển hình.
X ÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG
5.1.1.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn p.ngủ, p.khách, p.ăn, hành lang
Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn
Sàn thông thường bao gồm các phòng: Phòng ngủ, phòng sinh hoạt chung, phòng vệ sinh, lô gia, bếp và hành lang thông căn hộ
Trọng lượng bản thân của các ô sàn: g tt h i i n
Trong đó hi: Chiều dày các lớp cấu tạo sàn
i : Khối lượng riêng(kN/m 3 ) n: Hệ số vượt tải
STT Lớp vật liệu Chiều dày
Bảng 3.1 Cấu tạo sàn thông thường (p.ngủ, p.khách, p.ăn, hành lang)
5.1.1.2 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng vệ sinh, ban công
Sàn vệ sinh có cấu tạo tương tự như sàn thông thường, nhưng có sự khác biệt ở lớp vữa lót, dẫn đến việc sàn WC thường thấp hơn khoảng 15 - 20 mm so với sàn bình thường Do trọng lượng của hai loại sàn này tương đương, nên không cần gia công lớp chống thấm cho sàn vệ sinh Khi tính toán, chúng ta chỉ cần sử dụng trọng lượng của sàn thông thường để làm cơ sở.
5.1.1.3 Tĩnh tải sàn do tường truyền vào sàn
Tải trọng của các vách tường được chuyển đổi thành tải phân bố đều trên diện tích ô sàn Trọng lượng của tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều, tuy nhiên, đây là phương pháp tính gần đúng Khi thực hiện việc qui đổi, cần xem xét giảm tải bằng cách trừ đi 30% tải trọng do lỗ cửa.
Công thức qui đổi : t qd n b t l t h t t 70% g A
Với: γt : Trọng lượng riêng của tường (1800daN/m 3 ); bt : Bề dày tường
Asan: Diện tích ô sàn (m 2 ); n : Hệ số vượt tải n=1.3; lt : Tổng chiều dài tường trên mỗi ô sàn (m)
- Tải tường quy về phân bố đều trên sàn: Tường ngăn rộng 100mm, cao 3150mm được tính toán trong từng ô sàn có xây tường được tính:
5.1.1.4 Tổng tĩnh tải tác dụng lên ô từng ô sàn: Ô sàn g tt s (kN/m 2 ) g t tt (kN/m 2 ) g s tt (kN/m 2 )
Bảng 3.5 Tổng tĩnh tải tác dụng lên ô từng ô sàn
Hoạt tải của từng ô sàn:
Giá trị của hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của từng ô sàn, tra Bảng
3 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang, Tr.12 TCVN 2737-1995 ta có: p tt = n p tc (n: hệ số vượt tải theo 2737-95 ) n = 1.3 với p tc < 200 daN/m 2 n = 1.2 với p tc 200 daN/m 2
Bảng 3.6 Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn
Giá trị tiêu chuẩn p tc (kN/m 2 )
Hoạt tải tính toán p tt (kN/m 2 )
Sàn WC,bếp,ngủ,khách 1.5 1.3 1.95
2 S3,S4,S5 Sảnh, cầu thang, hành lang 3 1.2 3.6
Chức năng phòng p tc (daN/m 2 ) n p tt s (daN/m 2 )
3.2.3 Tổng tải tác dụng lên sàn
Tên ô sàn g tt (kN/m 2 ) p tt (kN/m 2 ) q = Σg tt + p tt (kN/m 2 )
Bảng 3.7 Tổng tải trọng tác dụng lên ô từng ô sàn
S Ơ ĐỒ TÍNH Ô SÀN
Để tính toán giá trị nội lực một cách nhanh chóng và chính xác, thường áp dụng công thức từ sách “[4]-Võ Bá Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép tập 2 (kết cấu nhà cửa), Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh”.
Xét một bản kê tự do trên bốn cạnh, trong đó các dải bản được bố trí theo hai phương L1 và L2 Các dải bản này hoạt động như một lưới đàn hồi, chịu tải trọng phân bố đều Tải trọng này phân chia bản thành hai phần: phần truyền cho các dải theo phương L1 là q1 và phần truyền cho các dải theo phương L2 là q2, với mối quan hệ q = q1 + q2.
Hình 3.3 Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh
Lấy hai dải bản chinh có chiều rộng bằng nhau và xếp chồng lên nhau để tạo thành một chữ thập Độ võng tại điểm giao nhau của mỗi dải, được ký hiệu lần lượt là f1 và f2, sẽ được xác định.
Trong hệ lưới đàn hồi, hai dải bản làm việc chung yêu cầu f1 và f2 phải bằng nhau, tương đương với độ võng tại điểm giao Do tiết diện của hai dải được xem là như nhau, nên J1 = J2, với J là moment quán tính của tiết diện Từ đó, có thể rút ra rằng f1 = f2.
Phối hợp với công thức: q q 1 q 2
Khi thiết kế kết cấu có các liên kết ngàm, moment giữa các nhịp sẽ giảm và xuất hiện moment âm tại vị trí ngàm Lưu ý rằng khi tính toán moment tại gối, không cần nhân với hệ số điều chỉnh.
Tùy theo sơ đồ tính mà hệ số khác nhau Ở sơ đồ bản kê 4 cạnh:
Giá trị được tra phụ lục 20, trang 178 sách “Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép
Bản sàn được tính như ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi (nhịp tính toán lấy theo trục), tùy theo tỷ lệ độ dài 2 cạnh của bản
Xác định nội lực trong các ô bản
Tính toán theo sơ đồ đàn hồi
Các bản làm việc 2 phương ( Bản kê bốn cạnh ) (L 2 /L 1 2
Các bản làm việc 1 phương ( Bản dầm ) (L L 2 / 1 2)
Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà h d /h s 3: Liên kết được xem là tựa đơn (khớp)
Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà h d /h s 3: Liên kết được xem là liên kết ngàm
Bảng 3.8 Phân loại ô sàn tầng điển hình
3.3.1 Đối với ô sàn làm việc 2 phương
l thì bản làm việc theo hai phương; L2, L1 là cạnh dài và cạnh ngắn của ô bản
Khi tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, cần xem xét điều kiện liên kết của bản với các dầm bê tông cốt thép, có thể là tựa đơn hoặc ngàm xung quanh, để lựa chọn sơ đồ tính toán phù hợp.
Mômen dương lớn nhất giữa bản
Moment ở nhịp theo phương cạnh ngắn L 1 : M1 = Mi1 P(kN.m)
Moment ở nhịp theo phương cạnh dài L2: M2 = Mi2 P(kN.m)
Momen âm lớn nhất ở gối
Moment âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh ngắn L1: MI = ki1 P(kN.m)
Moment âm lớn nhất ở gối theo phương cạnh dài L2: MII = ki2 P(kN.m)
Trong đó : i là kí hiệu của ô bản ứng với sơ đồ ô bản đang xét, m m k k i 1 , i 2 , i 1 , i 2 các hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ
Liên kết giữa sàn và dầm được quy định trong Phụ lục 15 của sách Kết cấu bê tông cốt thép Trong đó, L L 1, 2 là nhịp tính toán của ô bản, được xác định là khoảng cách giữa các trục gối tựa Các yếu tố cần lưu ý bao gồm P, là hoạt tải tính toán (kN/m2) và g, là tĩnh tải tính toán (kN/m2).
P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản P ( g tt s p tt s ) L 1 L m m 2 i 1 , i 2 , k k i 1 , i 2
Sơ đồ tính toán của ô bản làm việc 2 phương:
Sơ đồ số 9: 4 cạnh ngàm
Moment ở gối: MI = k91 P(kN.m); MII = k92 P(kN.m)
3.3.2 Đối với ô sàn làm việc 1 phương
Khi L > thì bản được coi là bản dầm, hoạt động theo phương cạnh ngắn Trong trường hợp này, các ô bản có 4 cạnh ngàm sẽ có sơ đồ tính cụ thể.
Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn với bề rộng b = 1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm:
Trong đó: q (g tt s p tt )b; g s tt ,p tt s tĩnh tải tính toán, hoạt tải tính toán
T ÍNH TOÁN CỐT THÉP
3.4.1 Các công thức tính toán
Kiểm tra hàm lượng cốt thép min max ; min 0.05%
Theo đề xuất chọn min 0.1% (Trang 42 Sách sàn sườn bê tông toàn khối) max 0 s ; R b b s
BT : B30 R b = 17 (Mpa) Cốt thép : AII(CII) Rs := 280 (Mpa) γ b = 1 α m = 0.409 l 1 l 2 g p h a h 0 A s TT H.lượng ỉ a BT A s C H H.lượng
(m) (m) (kN/m 2 (kN/m ) 2 )(mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) TT (%) (mm) (mm) (cm 2 /m) BT (%)
BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN
B Ố TRÍ THÉP
Thép nhịp được kéo dài qua toàn bộ chiều dài của các ô bản liền kề, trong khi đó, thép gối cần được lựa chọn với kích thước lớn nhất để bố trí cho hai ô bản liền kề nhau.
Cốt thép cấu tạo ỉ6a250 có chiều dài thọp gối bằng L/4 tính từ một dầm Để cốt thép phát huy tối đa khả năng chịu lực, cần phải neo đầu mút của nó vào bê tông Đoạn neo cốt thép được tính từ mút cốt thép đến tiết diện mà nó được tính toán với toàn bộ khả năng chịu lực Do đó, chiều dài đoạn neo được quy định tính toán là neo thép vào vùng chịu kéo lấy (30-40)∅, với chiều dài chọn là 250 mm.
Neo thép vào vùng chịu nén lấy (10-20)∅ -> chọn 200mm Đối với đoạn thép nối chồng thì đoạn chồng được tính theo Mục 4.4.2 TCVN 4453-
Chiều dài đoạn nối thép phải ≥30∅ hoặc ≥250 mm đối với thép ∅8 và ≥350 mm đối với thép ∅10 Cần tránh nối thép tại các vị trí chịu lực lớn và chỗ uốn cong Trong một mặt cắt ngang của kết cấu, không được nối quá 25% diện tích tổng cộng của cốt thép chịu lực đối với thép tròn trơn và không quá 50% đối với thép có gờ, theo mục 8.9-TCXDVN 5574-2012 Chiều dài nối thép được thể hiện trong bản vẽ KC: Mặt bằng bố trí thép sàn.
Vị trí nối thép được thể hiện như sau
Hình 3.4 Vị trí nối thép sàn
A vị trí được nối thép lớp dưới B vị trí được nối thép lớp trên
Chiều dài tớnh toỏn của thộp mũ được tớnh bằng ẳ L1, với L1 chiều dài cạnh ngắn của ụ bản sàn
Hình 3.5 Chiều dài của thép mũ sàn
T ÍNH ĐỘ VÕNG SÀN THEO TCVN 5574-2012
Kiểm tra độ võng của sàn theo TCVN 5547:2012 cho ô sàn S1 (có diện tích lớn nhất 7200x7200)
Bê tông B30 có: Rb,ser" Mpa, Rbt,ser=1.8 Mpa, Eb2500 Mpa
Thép nhóm AI có Es!0000 Mpa
Kích thước tiết diện: b0 cm, h cm, lr0 cm
Các số liệu khác: Độ võng cho phép theo Bảng 4 - TCVN 5574 – 2012 :
Tĩnh tải sàn tiêu chuẩn được xác định là gstc = 5.08 kN/m, trong khi tĩnh tải tường trên sàn tiêu chuẩn là gttc 1.73/1.3 = 1.33 kN/m Hoạt tải toàn phần theo Bảng 3 TCVN 2737-1995 là ptc = 1.5 kN/m, bao gồm phần dài hạn là 0.3 kN/m.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG
4.1 Sơ bộ kích thước và tiết diện cầu thang
5.1.1.5 Nguyên lý thiết kế cầu thang trong công trình
Theo phong thủy, cầu thang không chỉ kết nối các tầng trong nhà mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc lưu thông năng lượng Nếu thiết kế cầu thang không hợp lý, nó có thể tạo ra dòng chảy năng lượng tiêu cực, ảnh hưởng xấu đến toàn bộ không gian sống.
Để đảm bảo sự hài hòa trong thiết kế cầu thang, số bậc của mỗi tầng và toàn bộ thang cần phải tính từ bậc thứ nhất đến bậc cuối cùng rơi vào cung “sinh”, nhằm tránh rơi vào vòng tuần hoàn “lão, bệnh, tử”.
5.1.1.6 Lựa chọn thông số bậc thang tuân theo quy luật kiến trúc
Cách tính bậc cầu thang trong nhà dựa vào số bước chân lên xuống từ điểm đầu đến điểm cuối Nếu cầu thang có chiếu nghỉ, thì cũng được tính là một bậc Số bậc thang lý tưởng nên nằm trong cung “sinh” trong “sinh-lão-bệnh-tử” để mang lại may mắn.
Quy trình cuộc sống được chia thành năm bậc: sinh, lão, bệnh, tử, và sau đó lại bắt đầu từ sinh Các bậc này tiếp tục lặp lại theo chu kỳ, tạo thành một chuỗi không ngừng Số lượng bậc thang đẹp trong nhà được xác định theo công thức (4n+1), với "n" là số lần chu kỳ lặp lại.
4.1.2 Sơ bộ kích thước cầu thang
Chiều cao tầng điển hình: H t 3300mm
Chiều dày bản thang được xác định sơ bộ theo công thức:
→ Chọn sơ bộ b b h 220mm l 230mm
Độ dốc của bản thang
Kiến trúc cầu thang thiết kế
Hình 0.1 – Mặt bằng cầu thang
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo trên cầu thang, Hình 4.2
Hình 0.2 – Mặt cắt các lớp cấu tạo cầu thang
5.1.1.7 Tải trọng tác dụng lên bản thang
Bảng 0.1: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản thang
STT Các lớp cấu tạo Chiều dày
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:
Đối với bậc thang có kích thước: o td,i b h cos 220 cos36
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 0.2: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản thang
STT Các lớp cấu tạo
5.1.1.8 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ
Bảng 0.3: Đặc điểm các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ
STT Các lớp cấu tạo Chiều dày
Hệ số vượt tải ni
Bảng 0.4: Tải trọng các lớp cấu tạo trên bản chiếu nghỉ
STT Các lớp cấu tạo
5.1.1.9 Tải trọng lan can và tay vịn
Tra [ Error! Reference source not found ] tải trọng tiêu chuẩn lan can và tin vịn là 3 0daN
→ Trọng lượng bản thân lan can và tay vịn: g lc 1.3 0.3 0.39kN / m Quy tải lan can về kN / m 2 cho vế thang có B 1.2m lc 0.39 2 g 0.39kN / m
Tra Bảng 3 [ Error! Reference source not found ], hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cầu t hang là: p tc 3kN / m 2 Hệ số vượt tải n p 1.2
Tải trọng tính toán tác dụng lên cầu thang: pp tc n p 1.2 3 3.6kN / m 2
4.2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên cầu thang
Tải trọng tác dụng lên bản thang: q 1 g 1 g lc p 7.440.393.611.4kN / m 2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:q 2 g 2 p 5.473.69.07kN / m 2
4.3 Sơ đồ tính toán Đánh số và phân loại vế thang
Hình 0.2 – Sơ đồ tính vế thang 1
Hình 0.3 – Sơ đồ tính vế thang 2
4.4.1 Phương pháp cơ học kết cấu
Xét 1 tiết diện bất kì, tại điểm cách gối tựa D một đoạn là x, tính Moment tại tiết diện đó:
Xác định Moment M max tại nhịp từ điều kiện: “Đạo hàm của Moment là lực cắt và lực cắt tại đó phải bằng 0” Lấy đạo hàm M x : x D 1
Thay giá trị x vào công thức tính M x , xác định được Moment lớn nhất tại nhịp:
5.1.1.11 Xác định nội lực cho vế thang 2 và vế thang 1
Giá trị phản lực tại gối
Giá trị Moment lớn nhất tại nhịp
Vế thang 1 (tính toán tương tự)
Thép tại vị trí còn lại bố trí cấu tạo
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 10
Hình 5.1 Mô hình không gian kết cấu công trình
Tiết diện sơ bộ của kết cấu được chọn ở chương 2
Từ trình đơn Start > Programs > ETABS 9.7.4> ETABS hoặc nhấp lên biểu tượng của
ETABS Trên màng hình nền Windows
Chú ý: Chọn đơn vị đo KN-m ngay từ đầu ở phần chọn góc phải bên dưới (KN-m hay
Bước 1: khởi động mô hình
Tạo file mới: New > New Model >Hộp thoại New Model Initialization xuất hiện: chọn
Bước 2 : Xác định kích thước, cấu tạo của nhịp,chiều cao tầng
Hộp thoại Building Plan Grid System and Story Data Definition xuất hiện Khai báo các giá trị như sau:
+ Number Line in X Direction: 10(Số đường lưới trên trục X)
+ Number Line in Y Direction: 6(Số đường lưới trên trục Y)
+ Spacing in X Direction: (Khoảng cách các đường lưới trên trục X)
+ Spacing in Y Direction: (Khoảng cách các đường lưới trên trục Y)
+ Typical Story Height: 3.3(Chiều cao tầng điển hình)
Tiếp tục click Custom Story Data → Edit Story Data
Hôp thoại Story Data xuất hiện
Tại cột Label khai báo lại tên các tầng theo đúng bản vẽ kiến trúc
Tại cột Height khai báo lại chiều cao tầng theo đúng bản vẽ kiến trúc
Tại cột Elevation khai báo lại cao độ tầng hầm (Base) theo đúng bản vẽ kiến trúc
Lưu file->Chọn File > Save hoặc nhấp vào biểu tượng hộp thoại Save Model File As cho phép chọn thư mục để lưu và đặt tên file
Bước 3 : Định nghĩa đặt trưng vật liệu: Chọn Define > Material Properties hoặc nhấp vào biểu tượng xuất hiện hộp thoại Define Materials
Vật liệu được sử dụng cho công trình là Bê tông B30 có các đặc trưng sau:
Chương trình sẽ tự động tính toán trọng lượng của bản sàn, dầm và cột vách dựa trên các tiết diện đã nhập cùng với các thông số cơ lý vật liệu đặc trưng.
Khối lượng riêng ( Mass per unit Volume ) 2.5
Trọng lượng riêng ( Weight per unit Volume) 25
Modul đàn hồi ( Modulus of Elasticity ) 3.25e7
Hệ số poisson’s ( Poisson’s Ratio ) 0.2
Hệ số giãn nở nhiệt (Coeff of Thermal Expansion 0
Tại Design Property Data (Thông số vật liệu dùng cho thiết kế) để mặc định vì chỉ lấy giá trị nội lực
Click Ok đóng hộp thoại Material property Data
Click Ok đóng hộp thoại Define Material
Step 4: Define Cross-Section: To define the cross-section of beams and columns, select "Define > Frame Sections" or click on the icon in the toolbar, which will open the Define Frame Properties dialog box.
Hộp thoại Define Frame Properties xuất hiện.Tại dòng Add I/Wide Flange chọn
Để thêm tiết diện dầm hình chữ nhật, bạn cần mở hộp thoại Rectangular Section và nhập số liệu theo hình dưới đây Định nghĩa tiết diện dầm với kích thước 200x500, hãy nhập thông tin như hình minh họa.
Depth (t3): 0.6 – with (t2): 0.3 Định nghĩa tiết diện sàn: Define > Wall/Slab/Deck Sections hoặc nhấp chuột vào biểu tượng xuất hiện hộp thoại Define Wall/Slab/Deck Sections
Click chọn SLAB1 ⇒ Modify/Show Section , hộp thoại Wall/Sab Section xuất hiện, nhập số liệu như hình:
To define the wall section, click OK to close the dialog box, then select Wall1 and navigate to Modify/Show Section Access the wall section definition by choosing Define > Wall/Slab/Deck Sections or by clicking the icon that opens the Define Wall/Slab/Deck Section dialog Remember, the wall is categorized as a Wall element.
Bước 5 : Xây dựng mô hình Đối với nhà cao tầng ta vẽ cột trước dầm sàn sau
Chọn Draw > Draw Point Objects Hoặc nhấp chuột vào biểu tượng , Sau đó vẽ các điểm
Vẽ dầm: Click chuột phải chọn Edit Story Data hộp thoại Story Data xuất hiện, Chọn
Draw > Draw Line Objects > Create lines in Region or at Clicks (Plan,elev,3D) Hoặc nhấp chuột vào biểu tượng , lần lượt vẽ dầm
Để vẽ sàn, bạn cần click chọn một điểm từ góc bên trái đến góc bên phải, tạo thành khung cửa sổ hình chữ nhật bao trùm các vị trí sàn Sau đó, hãy xóa các ô sàn tại vị trí thang máy và giếng trời.
Draw > Draw Area Objects > Create Areas at Click (Plan, Elev) Hoặc nhấp chuột vào biểu tượng , lẩn lượt vẽ sàn
Chia phần tử sàn (Chia ảo sàn)
1 Click vào menu Select ⇒ chọn by wall/slab Hộp thoại Select Sections xuất hiện, chọn SAN 170 ⇒ OK
2 Click vào menu Assign ⇒ Shell/Area ⇒ Area Object Mesh Options Hộp thoại
Area Object Auto Mesh Options xuất hiện
3 Chọn chế độ Auto Mesh Object into Structural Elements ⇒ Chọn Futher Subdivide Auto Mesh with Maximum Elemen Size of nhập giá trị là 1.5
Sau khi chia xong phần tử sàn muốn xem được sàn chia như thế nào.Kiểm tra lại vào menu View/Set Building View Options chọn Auto Area Mesh
Khai báo sàn tuyệt đối cứng
1 Rê chuột qua góc dưới bên phải chọn chế độ One Story
2 Click vào lần lượt dy chuyển xuống tầng trệt
3 Click vào menu Select ⇒ chọn by wall/slab Hộp thoại Select Sections xuất hiện, chọn chọn SAN 250 ⇒ OK
4 Click vào menu Assign ⇒ Shell/Area ⇒ Diaphragms Hộp thoại Assign Diaphragms xuất hiện
5 Chọn D1-> OK để đóng hộp thoại
Sau khi khai báo sàn tuyệt đối cứng Kiểm tra lại
Vào menu View/Set Building View Options chọn Diaphragm Extent
Gán tâm cứng cho từng mặt sàn
Xác lập ràng buộc biên
Nhấp vào biểu tượng để chọn tất cả đối tượng vùng.chọn Assign > Shell/Areas >
Bước 6 :Khai báo bậc tự do cho phép
Click vào menu Analyze → Set Analysis Option…
Hộp thoại Analysis Options xuất hiện
Click Ok để đóng hộp thoại Analysis Options
Bước :Gán điều kiện biên cho kết cấu
Trên cửa sổ Plan View, di chuyển đến tầng hầm Base rồi chọn tất cả các chân cột
Click vào menu Assign ⇒ Joint/Point ⇒ Restraints (Supports)… Hộp thoại
Assign Restraints xuất hiện,chọn như hình
5.3 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình
5.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Các giá trị tải trọng tường trên sàn được tính toán trong "Chương 3 – Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình", do đó chỉ sử dụng bản tính ở đây Thành phần tĩnh tải chủ yếu bao gồm tải trọng các lớp hoàn thiện và tĩnh tải tường xây trên sàn và trên dầm Tải trọng của các vách tường được chuyển đổi thành tải phân bố đều theo diện tích ô sàn, và trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn Sàn thông thường bao gồm các phòng như phòng ngủ, phòng sinh hoạt chung, phòng vệ sinh, lô gia, bếp và hành lang thông căn hộ.
Trọng lượng bản thân của các ô sàn: g tt h i i n
Trong đó: hi: Chiều dày các lớp cấu tạo sàn
i : Khối lượng riêng(kN/m 3 ) n: Hệ số vượt tải
Trọng lượng bản thân các lớp hoàn thiện sàn điển hình
Trọng lượng của sàn WC tương tự như sàn bình thường, với sự khác biệt ở lớp vữa lót Khi thi công, sàn WC thường thấp hơn khoảng 15-20mm so với sàn thông thường Không cần gia công lớp chống thấm cho sàn, vì hiện nay có các phụ gia chống thấm được sử dụng trong quá trình thi công Do đó, trọng lượng của hai loại sàn này là tương đương, và khi tính toán, có thể chọn trọng lượng của sàn thông thường để sử dụng.
1 Click vào menu Select ⇒ chọn by wall/slab Hộp thoại Select Sections xuất hiện, chọn chọn S170 ⇒ OK
2 Click vào menu Assign ⇒ Shell/Area Loads ⇒ Uniform Hộp thoại Uniform Surface Loads xuất hiện, gán giá trị như hình dưới đây
5.3.1.1 Tính toán tường phân bố trên dầm
Tường xây trên sàn và trên dầm Được xác định theo công thức :
Trong đó: bt : bề rộng tường (m) ht : Chiều cao tường (m)
t : trọng lượng riêng của tường xây (kN/m 3 ) n : hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán tường tầng điển hình cao (3.3m)
Tường dày 100(mm) xây trên dầm (300x600) tt t t t t p n h b 1.1 0.1 18 (3.3 0.6) 5.35(kN / m)
Tải tường trên dầm tầng điển hình (kN/m) 5.3.1.2 Tính toán tường phân bố trên sàn
Tường xây trên sàn: trong trường hợp này ta khai báo tải trọng tường phân bố đều trên từng ô sàn
Công thức qui đổi : t qd n b t l t h t t g A
Đã tính toán và trình bày ở chương 3
5.3.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải của từng ô sàn các giá trị được tính toán ở “Chương 3 – Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình” nên ở đây ta chỉ sử dụng bản tính
Chức năng phòng p tc (daN/m 2 ) n p tt s (daN/m 2 )
5.3.3 Tải trọng thành phần tĩnh của gió
Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính là tĩnh và động Theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995, khi tính toán cho các công trình cao trên 40m, cần xem xét thêm thành phần động của tải trọng gió do độ cao của công trình Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió W i tại điểm i tương ứng với độ cao z i được xác định theo công thức cụ thể.
Giá trị tính tải phân bố trên 1 đơn vị diện tích toán 0 tc i i
Giá trị áp lực gió chuẩn được xác định theo từng phân vùng áp lực gió Trong các khu vực bị ảnh hưởng bởi bão yếu, giá trị áp lực gió sẽ được điều chỉnh giảm, cụ thể là 10 daN/m² cho vùng I-A, 12 daN/m² cho vùng II-A và 15 daN/m² cho vùng III-A.
Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam
Vùng áp lực gió trên bản đồ I II II IV V
Công trình nằm ở nội thành -TP.HCM thuộc vùng II-A, địa hình B
W0 = 83 (daN/ m2) (tính cho thành phố HCM, thuộc khu vực IIA)
Hệ số khí động lấy theo bảng 6 [TCVN 2737 – 1995]:
- c = 0,8: Mặt công trình đón gió
- c = -0,6: Mặt công trình khuất gió
K z là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5 với dạng địa hình C [TCVN 2737 – 1995]
Bảng tra các hệ số theo dạng địa hình
Dạng địa hình zg t (m) mt
C 400 0.14 g z t là độ cao của địa hình mà tại đó vận tốc gió không còn bị ảnh hưởng bởi mặt đệm Địa hình B được xác định với z t = 300 m, với số mũ tương ứng là 0.09 Hệ số n = 1.37 là hệ số độ tin cậy của tải trọng, trong khi hệ số khí động cho mặt đón gió là c = +0.8 và cho mặt hút gió là c = -0.6.
Giá trị tính toán của tải trọng gió tác dụng lên một tầng theo phương x và phương y được tính như sau:F X W i tc S X ;F Y W i tc S Y
S m S m - Diện tích đón gió theo phương x và y của tầng đó
Hệ số độ tin cậy của tải trọng lấy bằng 1.2
Bảng tính gió tĩnh theo phương X, Y
ST 3 46.8 1.46 16.1 1.74 1.31 49.11 43.2 1.74 1.31 131.78 STORY14 3.3 43.8 1.44 16.1 3.63 2.72 102.18 43.2 3.63 2.72 274.18 STORY13 3.3 40.5 1.43 16.1 3.76 2.82 105.88 43.2 3.76 2.82 284.10 STORY12 3.3 37.2 1.41 16.1 3.71 2.79 104.63 43.2 3.71 2.79 280.74 STORY11 3.3 33.9 1.39 16.1 3.67 2.75 103.28 43.2 3.67 2.75 277.12 STORY10 3.3 30.6 1.37 16.1 3.61 2.71 101.81 43.2 3.61 2.71 273.17 STORY9 3.3 27.3 1.35 16.1 3.56 2.67 100.19 43.2 3.56 2.67 268.84 STORY8 3.3 24 1.33 16.1 3.49 2.62 98.40 43.2 3.49 2.62 264.04 STORY7 3.3 20.7 1.30 16.1 3.42 2.57 96.39 43.2 3.42 2.57 258.62 STORY6 3.3 17.4 1.27 16.1 3.34 2.50 94.07 43.2 3.34 2.50 252.41 STORY5 3.3 14.1 1.23 16.1 3.24 2.43 91.34 43.2 3.24 2.43 245.09 STORY4 3.3 10.8 1.19 16.1 3.12 2.34 87.99 43.2 3.12 2.34 236.11 STORY3 3.3 7.5 1.13 16.1 2.97 2.23 83.62 43.2 2.97 2.23 224.36 STORY2 4.2 4.2 1.04 16.1 4.85 3.64 136.67 43.2 4.85 3.64 366.72
