ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.54 MB, 287 trang )
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
MỤC LỤC
PHẦN I: KẾT CẤU, MÓNG ............................................................................................ 1
Chương 1: KIẾN TRÚC ................................................................................................... 1
1. Giới thiệu về cơng trình .............................................................................................. 1
1.1.
Giải pháp kiến trúc .............................................................................................. 2
1.2.
Giải pháp kết cấu cơng trình............................................................................... 5
Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ ......................................................................................... 9
1. Nhiệm vụ thiết kế ........................................................................................................ 9
1.1.
Mã đề ..................................................................................................................... 9
1.2.
Nhiệm vụ ............................................................................................................... 9
2. Tiêu chuẩn sự dụng..................................................................................................... 9
3. Lựa chọn giải pháp kết cấu ...................................................................................... 10
3.1.
Phân tích lựa chọn phương án kết cấu phần thân .......................................... 10
3.2.
Phân tích lực chọn phương án thiết kế móng .................................................. 14
4. Vật liệu sử dụng ........................................................................................................ 14
4.1.
Bê tông (theo TCVN 5574 – 2012) .................................................................... 14
4.2.
Cốt thép (theo TCVN 5574 – 2012) .................................................................. 14
5. Chọn sơ bộ tiết diện sàn, dầm, cột ........................................................................... 15
5.1.
Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn ........................................................................... 15
5.2.
Chọn sơ bộ kích thước dầm .............................................................................. 16
5.3.
Chọn sơ bộ tiết diện cột ..................................................................................... 17
Chương 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ..................................... 19
1. Xác định tải trọng ..................................................................................................... 19
1.1.
Tĩnh tải ................................................................................................................ 19
1.2.
Hoạt tải ................................................................................................................ 22
1.3.
Tổng tải tác dụng lên ơ sàn................................................................................ 23
2. Mơ hình theo phương pháp phần tử hữu hạn – Sử Dụng Phần Mềm Safe 2016 23
3. Tính tốn cốt thép cho sàn ....................................................................................... 36
4. Kiểm tra độ võng sàn ................................................................................................ 46
4.1.
Cơ sở lý thuyết .................................................................................................... 46
4.2. Mơ hình để tính độ võng sàn bằng phần mềm Safe 2016 (Tính theo tiêu
chuẩn Eurocode 2-2004) .............................................................................................. 47
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Chương 4: THIẾT KẾ CẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP .................................. 51
1. Ngun lý tính tốn ................................................................................................... 51
2. Xác định tải trọng tác dụng lên cơng trình ............................................................. 51
2.1.
Tĩnh tải tác dụng lên cơng trình ....................................................................... 51
2.3.
Trọng lượng bản thân của tường ...................................................................... 53
2.4.
Tải trọng gió lên cơng trình ............................................................................... 54
3. Tổ hợp tải trọng ........................................................................................................ 68
3.1.
Các trường hợp tải ............................................................................................. 68
3.2.
Tổ hợp tải trọng tính tốn ................................................................................. 69
3.3.
Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn ............................................................................... 69
4. Dùng phần mêm ETABS 18 để mơ hình kết cấu cơng trình ................................. 69
4.1.
Khai báo vật liệu và kích thước các cấu kiện .................................................. 69
4.2.
Khai báo các trường hợp tải ............................................................................. 74
4.3.
Khai báo tổ hợp tải trọng .................................................................................. 74
4.4.
Mơ hình cơng trình ............................................................................................ 75
4.5.
Gán tải trọng theo phương đứng lên mơ hình ................................................. 78
4.6.
Khai báo khối lượng tham gia dao động .......................................................... 80
4.7.
Khai báo sàn tuyệt đối cứng .............................................................................. 81
4.8.
Gán tải trọng theo phương ngang lên mơ hình (tải trọng gió)....................... 81
4.9.
Kiểm tra mơ hình ............................................................................................... 84
4.10.
Giải mơ hình .................................................................................................... 84
5. Kiểm tra kết cấu cơng trình ..................................................................................... 85
5.1.
Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh cơng trình theo TCVN 356:2005 ........... 85
5.2.
Kiểm tra chuyển vị lệch tầng ............................................................................ 86
5.3.
Kiểm tra ổn định chống lật của công trình ...................................................... 87
6. Tính tốn cốt thép cho dầm (khung trục 8) ............................................................ 88
6.1.
Cơng thức tính .................................................................................................... 89
6.2.
Tính tốn cốt thép dọc cho dầm ........................................................................ 89
7. Tính tốn cốt thép cột khung trục 8 ...................................................................... 114
7.1.
Phương pháp tính tốn cốt thép cho cột lệch tâm xiên ................................ 114
7.2.
Các tổ hợp tải trọng ......................................................................................... 114
8. Tính tốn cốt thép cho vách khung trục 8 ............................................................ 131
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
8.1.
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Lý thuyết tính tốn ........................................................................................... 131
Chương 5: THIẾT KẾ MĨNG CỌC ÉP .................................................................... 138
1. Các thông số vật liệu của cọc ép ............................................................................ 138
1.1.
Vật liệu sử dụng................................................................................................ 138
2. Tính tốn móng M4 khung trục 8 ......................................................................... 138
2.1.
Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu và dựng cọc ................................................ 139
2.2. Tính tốn móng .................................................................................................. 140
3. Tính tốn móng M3 cho vách ................................................................................ 157
3.1.
Tính tốn móng ................................................................................................ 157
PHẦN II: THI CƠNG ................................................................................................... 176
Chương 1: KHÁI QT THƠNG TIN CƠNG TRÌNH ........................................... 176
1. Khái qt về cơng trình .......................................................................................... 176
1.1.
Vị trí cơng trình ................................................................................................ 176
1.2.
Quy mơ cơng trình ........................................................................................... 177
1.3.
Địa chất cơng trình ........................................................................................... 177
2. Thơng số cơ bản về kết cấu .................................................................................... 184
2.1.
Các thông số điển hình cho kết cấu phần thân.............................................. 184
2.2.
Các thơng số cho kết cấu móng....................................................................... 185
3. Điều kiện thi cơng ................................................................................................... 185
3.1.
Tình hình cung ứng vật tư ............................................................................... 185
3.2.
Máy móc và thiết bị thi công ........................................................................... 185
3.3.
Nhân công ......................................................................................................... 186
3.4.
Nguồn điện cung cấp ........................................................................................ 186
3.5.
Công tác cấp nước ............................................................................................ 186
3.6.
Công tác thốt nước ......................................................................................... 186
3.7.
Giao thơng trong cơng trình............................................................................ 187
3.8.
Trang thiết bị bảo hộ ....................................................................................... 187
4. Giai đoạn thi công ................................................................................................... 187
4.1.
Giai đoạn chuẩn bị ........................................................................................... 188
4.2.
Giai đoạn thi cơng chính.................................................................................. 188
4.3.
Giai đoạn hoàn thiện ........................................................................................ 188
Chương 2: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CƠNG MĨNG CỌC ÉP ........................ 190
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
1. Trắc đạc cơng trình ................................................................................................. 190
2. Biện pháp thi cơng móng cọc ép ............................................................................ 190
2.1.
Chọn phương án và tính số lượng cọc ............................................................ 190
2.2.
Chọn máy ép ..................................................................................................... 191
2.3.
Chọn máy cẩu phục vụ .................................................................................... 192
2.4.
Chọn dây cáp .................................................................................................... 194
3. Trình tự thi công ép cọc.......................................................................................... 195
3.1.
Các bước lắp dựng máy ép cọc Robot ............................................................ 195
3.2.
Các bước thi công ép cọc ................................................................................. 197
Chương 3: THI CƠNG ÉP CỪ THÉP ........................................................................ 198
1. Tính tốn cừ Larsen................................................................................................ 198
1.1.
Tính tốn chiều sâu chơn cọc cần thiết theo phương pháp H. Blum .......... 198
1.2.
Chọn cừ thép Larsen ........................................................................................ 202
1.3.
Kiểm tra chiều sâu cắm cừ Larsen bằng phần mềm MSheet ...................... 204
1.5.
Biện pháp thi công ép cừ Larsen .................................................................... 213
Chương 4: BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN HẦM .................................................... 215
1. Hạ mực nước ngầm ................................................................................................. 215
1.1.
Phương án hạ mực nước ngầm ....................................................................... 215
1.2.
Biện pháp hạ mực nước ngầm ........................................................................ 218
2. Biện pháp thi công đào đất..................................................................................... 220
2.1.
Chọn máy thi công đào đất.............................................................................. 220
2.2.
Chọn xe vận chuyển đất................................................................................... 224
3. Các bước thi công đập đầu cọc ép ......................................................................... 225
4. Bê tơng lót móng...................................................................................................... 225
4.1.
Khối lượng bê tơng lót đài móng, giằng móng .............................................. 225
4.2.
Khối lượng bê tơng lót đài móng, giằng móng .............................................. 228
5. Bê tơng đài móng, giằng móng ............................................................................... 229
5.1.
Q trình thi cơng bê tơng đài móng giằng móng......................................... 229
5.2.
Cơng tác cốt thép đài móng giằng móng ........................................................ 229
5.3.
Cơng tác cốp pha đài móng, giằng móng ....................................................... 230
Chương 5: THIẾT KÉ BIỆN PHÁP THI CÔNG CỘT, DẦM, SÀN ....................... 236
1. Chọn phương án thi công ....................................................................................... 236
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
2. Chọn máy thi công .................................................................................................. 236
2.1.
Chọn cẩu tháp .................................................................................................. 236
2.2.
Chọn vận thăng ................................................................................................ 238
3. Cơng tác cốp pha ..................................................................................................... 238
3.1.
Tính tốn cốp pha cột ...................................................................................... 239
3.2.
Tính tốn cốp pha dầm .................................................................................... 242
3.3.
Tính tốn cốp pha sàn...................................................................................... 248
4. Thống kê và tính tốn khối lượng các cấu kiện tầng điển hình ......................... 252
4.1.
Khối lượng bê tơng và cốp pha tầng điển hình ............................................. 252
4.2.
Khối lượng cốt thép tầng điển hình ................................................................ 254
4.3.
Tính tốn xe vận chuyển bê tơng .................................................................... 260
5. Biện pháp thi công phần thân ................................................................................ 261
5.1.
Công tác cốp pha .............................................................................................. 261
5.2.
Công tác cốt thép .............................................................................................. 264
5.3.
Công tác bê tông ............................................................................................... 266
Chương 6: LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG ....................................................................... 270
1.
Phương pháp lập tiến độ ................................................................................... 270
1.1.
Công tác chuẩn bị............................................................................................. 270
1.2.
Lập tiến độ thi cơng ......................................................................................... 270
1.3.
Tính tốn điển hình .......................................................................................... 272
1.4.
Bảng định mức thi cơng ................................................................................... 273
Chương 7: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MƠI TRƯỜNG ........................ 276
1. An tồn lao động ..................................................................................................... 276
1.1.
An toàn lao động trong đào đất ...................................................................... 276
1.2.
An tồn lao động trong cơng tác gia cơng, lắp dựng cốp pha ...................... 276
1.3.
An toàn lao động trong công tác gia công, lắp dựng cốt thép ...................... 276
1.4.
An tồn lao động trong q trình đổ và đầm bê tơng .................................. 277
1.5.
An tồn lao động khi tháo dở cốp pha ........................................................... 277
1.6.
An tồn lao động khi thi cơng mái.................................................................. 277
1.7.
An tồn lao động khi làm việc với máy móc .................................................. 278
2. Vệ sinh môi trường ................................................................................................. 278
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
PHẦN I: KẾT CẤU, MĨNG
Chương 1: KIẾN TRÚC
1. Giới thiệu về cơng trình
Trong bối cảnh hiện nay, cùng với sự bùng nổ dân số, trong khi diện tích xây dựng
lại có hạn, việc lựa chọn giải pháp nhà cao tầng là xu thế tất yếu. Ngày càng nhiều nhà
cao tầng mọc lên ở các thành phố lớn trên thế giới và trong nước. Mặt khác cùng với sự
tiến bộ không ngừng của khoa học cơng nghệ, các cơng trình xây dựng trên thế giới nói
chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển rất nhanh cũng như độ phức tạp cao. Tốc độ
đơ thị hóa đã phát triển ra khỏi thành phố. Khu vực phía Nam đang phát triển rất nhanh,
lý do dân nhập cư tăng cao, dẫn tới thiếu hụt chỗ ở. Để đáp ứng nhu cầu đó, các nhà đầu
tư đã đầu tư mạnh vào lĩnh vực xây dựng.
Dự án Chung cư Tân Hương cũng vì thế mà đã được phê duyệt, cấp phép xây dựng.
Dự án này có thể đáp ứng chỗ ở cho hàng chục nghìn người dân ở vùng huyện Châu
Thành,tỉnh Tiền Giang.
Hình 1.1: Mặt bằng tổng thể cơng trình
1
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Hình 1.2: Phối cảnh
1.1.
Giải pháp kiến trúc
1.1.1. Quy mơ cơng trình
Cơng trình là Chung cư Tân Hương được tọa lạc tại xã Tân Hương, huyện Châu
Thành, tỉnh Tiền Giang, liền kề KCN Tân Hương, gần KCN Long Giàng và thuộc khu
vực kinh tế trọng điểm miền Tây Nam Bộ. Với vị trí chiến lược và hệ thống giao thơng
ngày càng hồn thiện, từ Chung cư Tân Hương chỉ mất 20 phút đến trung tâm TP. Mỹ
Tho và dễ dàng kết nối vào QL1A, cao tốc TP. HCM-Trung Lương để đến các trung tâm
đô thị lớn của cả nước như TP. Cần Thơ và TP. HCM.
Đồng thời, Chung cư Tân Hương còn được thừa hưởng các tiện ích hiện hữu xung
quanh như trạm y tế Tân Hương, chợ Tân Hiệp, hệ thống giáo dục các I, II, III, ĐH Kinh
tế Công nghiệp Tân An… cho cư dân một cuộc sống tiện ích.
Cơng trình gồm 15 tầng.
Chủ đầu tư: Tập đoàn Hoàng Quân Đơn vị phát triển: Victoria
Đơn vị thi cơng: Bảo Linh
Việc hình thành Chung cư Tân Hương nhằm đáp ứng về vấn đề nhà ở cho công
nhân lao động đang sinh sống và làm việc tại khu công nghiệp Tân Hương và các khu
công nghiệp lân cận.
2
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Chung cư Tân Hương là một khu đô thị mới với đầy đủ hệ thống hạ tầng xã hội, hạ
tầng kỹ thuật được phát triển đồng bộ, đáp ứng được nhu cầu sống cần thiết và phù hợp
với khả năng chi trả của người lao động có thu nhập thấp.
Hình 1.3: Mặt đứng chính chung cư Tân Hương – block 3C
1.1.2. Giao thơng cơng trình
Giao thơng đứng của tịa nhà gồm 2 thang máy và 2 thang bộ. Thang bộ có vai
trị thốt hiểm khi cần thiết.
Giao thơng ngang của tịa nhà gồm 2 đường hành lang, sảnh.
1.1.3. Giải pháp mặt thoáng
Tất cả các phịng đều có ánh sáng thiên nhiên chiếu vào từ cửa sổ. Mỗi phịng đều
có ban cơng tạo nên sự thơng thống cho căn phịng.
3
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Sử dụng hệ thống thơng gió nhân tạo bằng điều hịa, quạt ở các tầng theo gain lạnh
về khuxử lý.
1.1.4. Chức năng các tầng
Mặt bằng cơng trình có dạng chữ L:
Chiều dài tòa nhà: 59.500m
Chiều rộng tòa nhà: 27.400m
Cốt ±0.000m tại mặt đất tự nhiên
Cao độ, chức năng riêng mỗi tầng:
Hình 1.4: Mặt cắt chung cư Tân Hương – block 3C
4
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Cao độ sàn
STT
Tầng
1
Tầng hầm
-3.200
2
Tầng 1 (Tầng trệt)
±0.000
3
Tầng 2
+3.200
Khu mua sắm, phòng quản lý chung cư
4
Tầng 3
+6.400
Khu căn hộ
5
Tầng 4
+9.600
Khu căn hộ
6
Tầng 5
+12.800
Khu căn hộ
7
Tầng 6
+16.000
Khu căn hộ
8
Tầng 7
+19.200
Khu căn hộ
9
Tầng 8
+22.400
Khu căn hộ
10
Tầng 9
+25.600
Khu căn hộ
11
Tầng 10
+28.800
Khu căn hộ
12
Tầng 11
+32.000
Khu căn hộ
13
Tầng 12
+35.200
Khu căn hộ
14
Tầng 13
+38.400
Khu căn hộ
15
Tầng 14
+41.600
Khu căn hộ
16
Tầng sân thượng
+44.800
Trồng cây cảnh
17
Mái
+48.600
1.2.
Chức năng
(m)
Bãi giữ xe chưng cư
Phòng bảo vệ, sảnh chung cư,các phòng
thiết bị điện, máy bơm nước, khu mua sắm.
Giải pháp kết cấu cơng trình
Các cấu kiện chịu lực chính tạo thành các hệ chịu lực nhà cao tầng bao gồm: Cấu
kiện dạng thanh: cột, dầm, thanh chống, thanh giằng;
Cấu kiện dạng tấm: Tường (vách), sàn.
Trong nhà cao tầng, khi có sự hiện diện của các khung thì tuỳ theo các làm việc
của các cột trong khung mà hệ kết cấu chịu lực được phân thành các loại sơ đồ: sơ
đồ khung; sơ đồ giằng; và sơ đồ khung - giằng.
Trong nhà cao tầng, sàn các tầng, ngoài khả năng chịu uốn do tải trọng thẳng đứng,
còn phải có độ cứng lớn để khơng bị biến dạng trong mặt phẳng khi truyền tải trọng
5
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
ngang vào cột, vách, lõi nên còn gọi là những sàn cứng. Cấu kiện không gian là các vách
nhiều cạnh hở hoặc khép kín, tạo thành các hộp bố trí bên trong nhà, được gọi là lõi cứng.
Ngoài lõi cứng bên trong, cịn có các dãy cột bố trí theo chu vi nhà với khoảng cách nhỏ
tạo thành một hệ khung biến dạng tường vây.
Hình 1.5: Mặt bằng tầng 1 (tầng trệt)
Hình 1.6: Mặt bằng tầng 2
6
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Hình 1.7: Mặt bằng tầng 3
Hình 1.7: Mặt bằng tầng điển hình
7
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Hình 1.8: Mặt bằng sân thượng
Hình 1.9: Mặt bằng mái
8
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ
1. Nhiệm vụ thiết kế
1.1.
Mã đề
OU_CE_07_CHUNG CƯ TÂN HƯƠNG_BLOCK3C_15F+1B
1.2.
Nhiệm vụ
Kết cấu: (40%) Thiết kế các bộ phận chính của cơng trình, sàn tầng điển hình,
thiết kế 1 khung trục: sử dụng mơ hình khơng gian, tính thành phần động của gió.
Nền móng: (20%) Thiết kế 1 phương án móng cọc ép BTCT.
Thi cơng: (40%) Đưa thiết kế biện pháp thi cơng móng, thiết kế biện pháp thi
cơng cột, dầm, sàn và lập tiến độ thi công.
2. Tiêu chuẩn sự dụng
Tiêu chuẩn sử dụng
Bộ Xây dựng (2013), TCXDVN 5574:2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
– Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội.
Bộ Xây dựng (2009), TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết
kế, NXBXây dựng, Hà Nội.
Bộ Xây dựng (2007), TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép
tồn khối.Bộ Xây dựng (2008), Cấu tạo bê tơng cốt thép, NXB Xây dựng.
Bộ xây dựng (2014), TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB
Xây dựng,Hà Nội.
Bộ xây dựng (2012), TCVN 9362:2012 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà
và cơng trình, NXB Xây dựng, Hà Nội.
Tài liệu tham khảo
Võ Bá Tầm (2013), Kết cấu bê tông cốt thép 2 (phần cấu kiện nhà cửa), NXB Đại
học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
Võ Bá Tầm (2014), Kết cấu bê tông cốt thép 3 (phần cấu kiện đặc biệt), NXB Đại
học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
Châu Ngọc Ẩn (2013), Nền móng, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
Lê Anh Hồng, Nền và Móng, NXB Xây dựng.
Phần mềm sử dụng:
9
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Phần mềm Etabs version 2018;
Phần mềm Safe 2016;
Phần mềm Autocad 2018;
Phần mềm Microsoft (Word, Excel).
3. Lựa chọn giải pháp kết cấu
3.1.
Phân tích lựa chọn phương án kết cấu phần thân
3.1.1. Phân tích các hệ kết cấu chịu lực của cơng trình
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà nhiều tầng có thể phân loại như sau:
Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và
kếtcấu hộp (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: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu
cóhệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.
Phân tích một số hệ kết cấu để chọn hình thức chịu lực cho cơng trình.
a) Hệ khung
Hệ khung được cấu thành bởi các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết với nhau
tại nút. Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các khơng gian lớn, thích hợp với các cơng
trình cơng cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm
là kém hiệu quả khi chiều cao cơng trình lớn.
Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng với cấp
phòng chống động đất 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8;
10 tầng đối với cấp 9.
b) Hệ khung vách
Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương
hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng. Đặc điểm quan trọng của loại
kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình
cao trên 20 tầng.
10
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt ở
những độ cao nhất định, khi chiều cao cơng trình lớn thì bản thân vách cứng phải có
kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được.
Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau như vừa
có thể lắp ghép vừa đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép.
Vách cứng tiếp thu tải trọng ngang đước đổ bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể
thi cơng sau hoặc trước.
c) Hệ khung lõi
Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngồi 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 nhà cao
tầng. Sử dụng hiệu quả với các cơng trình có độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng
đơn giản.
3.1.2. Lựa chọn giải pháp kết cấu và hệ kết cấu của cơng trình
Dựa vào các phân tích như ở trên và đặc tính cụ thể của cơng trình ta chọn hệ
khung làm hệ chịu lực chính của cơng trình.
Phần khung của kết cấu là bộ phận chịu tải trọng đứng.
Hệ sàn chịu tải trọng ngang đóng vai trò liên kết hệ cột trung gian nhằm đảm bảo
sự làm việc đồng thời của hệ kết cấu.
a) Bố trí mặt bằng kết cấu
Bố trí mặt bằng kết cấu phù hợp với yêu cầu kiến trúc và yêu cầu kháng chấn
cho cơng trình.
b) Bố trí kết cấu theo phương thẳng đứng
Bố trí các khung chịu lực:
Bố trí hệ khung chịu lực có độ siêu tĩnh cao.
Đối xứng về mặt hình học và khối lượng.
Tránh có sự thay đổi độ cứng của hệ kết cấu (thông tầng, giảm cột, cột hẫng, dạng
sàn giật cấp),
Kết cấu sẽ gặp bất lợi dưới tác dụng của tải trọng động.
3.1.3. Phân tích và lựa chọn hệ sàn cho cơng trình
11
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Trong hệ khung thì sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc khơng gian của kết
cấu. Nó có vai trị giống như hệ giằng ngang liên kết hệ cột đảm bảo sự làm việc đồng
thời của các cột. Đồng thời là bộ phận chịu lực trực tiếp, có vai trị truyền các tải trọng
vào hệ khung. Đối với cơng trình này, dựa theo yêu cầu kiến trúc và công năng cơng
trình, ta xét các phương án sàn:
a) Hệ sàn sườn
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.
*Ưu điểm:
Tính tốn 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.
*Nhược điểm:
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều
cao tầng của cơng trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu cơng trình khi chịu tải trọng
ngang và khơng tiết kiệm chi phí vật liệu.
Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp
b) Hệ sàn ô cờ
Cấu tạo gồm hệ dầm vng góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ơ
bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá
2m.
*Ưu điểm:
Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được khơng gian sử dụng và
có kiến trúc đẹp, thích hợp với các cơng trình u cầu thẩm mỹ cao và không gian sử
dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ...
*Nhược điểm:
Không tiết kiệm, thi công phức tạp.
Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cần
chiều cao dầm chính phải lớn để đảm bảo độ võng giới hạn.
c) Hệ sàn không dầm
Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột hoặc vách.
12
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
*Ưu điểm:
Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.
Tiết kiệm được khơng gian sử dụng. Thích hợp với cơng trình có khẩu độ vừa.
Dễ phân chia khơng gian.
Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…
Việc thi cơng phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm
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 cơng trình giảm do cơng trình có chiều cao giảm
so với phương án sàn có dầm.
*Nhược điểm:
Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do
đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo
phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang
hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu.
Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do
đó dẫn đến tăng khối lượng sàn.
d) Hệ sàn dự ứng lực trước
*Ưu điểm:
Có khả năng chịu uốn tốt hơn do đó độ cứng lớn hơn và độ võng, biến dạng nhỏ
hơn bê tông cốt thép thường.
Trọng lượng riêng nhỏ hơn so với bê tông cốt thép thường nên đóng vai trị giảm
tải trọng và chi phí cho móng đặc biệt là đối với các cơng trình cao tầng.
Khả năng chống nứt cao hơn nên có khả năng chống thấm tốt.
Độ bền mỏi cao nên thường dùng trong các kết cấu chịu tải trọng động.
Cho phép tháo coffa sớm và có thể áp dụng các cơng nghệ thi công mới để tăng
tiến độ.
*Nhược điểm:
Mặc dù tiết kiệm về bê tông và thép tuy nhiên do phải dùng bêtông và cốt thép
cường độ cao, neo…nên kết cấu này chi kinh tế đối với các nhịp lớn.
13
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Tính tốn phức tạp, thi cơng cần đơn vị có kinh nghiệm
Với cơng trình cao tầng, nếu sử dụng phương án sàn ứng lực trước thì kết quả tính
tốn cho thấy độ cứng của cơng trình nhỏ hơn bê tơng ứng lực trước dầm sàn thông
thường. Để khắc phục điều này, nên bố trí xung quanh mặt bằng sàn là hệ dầm bo, có
tác dụng neo cáp tốt và tăng cứng, chống xoắn cho cơng trình.
e) Sàn composite
Cấu tạo gồm các tấm tơn hình dập nguội và tấm đan bằng bê tơng cốt thép
*Ưu điểm:
Khi thi cơng tấm tơn đóng vai trị sàn cơng tác
Khi đổ bêtơng đóng vai trị coffa cho vữa bêtơng
Khi làm việc đóng vai trị cốt thép lớp dưới của bản sàn
*Nhược điểm:
Tính tốn phức tạp
Chi phí vật liệu cao
Công nghệ thi công chưa phổ biến ở Việt Nam.
3.2.
Phân tích lực chọn phương án thiết kế móng
Quy mơ cơng trình gồm: 15 tầng lầu (bao gồm 1 sảnh). Tải trọng tác dụng xuống
đáy cơng trình tương đối lớn, nên chọn giải pháp móng cho cơng trình là móng cọc ép
4. Vật liệu sử dụng
4.1.
Bê tông (theo TCVN 5574 – 2012)
*Bê tơng có cấp độ bền B30 có:
Trọng lượng riêng γ = 25 kN/m3.
Cường độ chịu nén tính tốn Rb = 17 MPa.
Cường độ chịu kéo tính tốn Rbt = 1.2 MPa.
Mođun đàn hồi E = 32500 Mpa.
4.2.
Cốt thép (theo TCVN 5574 – 2012)
*Cốt thép sử dụng là AI (d < 10 mm) có:
Cường độ chịu kéo tính tốn Rs = 225 MPa, Rsw = 175 MPa.
Cường độ chịu nén tính tốn Rsc = 225 MPa.
Modun đàn hồi E = 210.000 MPa.
14
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
*Cốt thép sử dụng AIII (d ≥ 10 mm) có:
Cường độ chịu kéo tính tốn Rs = 365 MPa, Rsw = 290 Mpa
Cường độ chịu nén tính tốn Rsc = 365 MPa.
Modun đàn hồi E = 200.000 MPa.
*Vật liệu khác
Vữa xi măng, cát, gạch xây tường: 3
Gạch lát nền Ceramic: 3
Lớp vữa trát trần: 3
5. Chọn sơ bộ tiết diện sàn, dầm, cột
5.1.
Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn
Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang. Sàn không bị rung động, không
bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang. Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là như nhau khi
chịu tác động của tải trọng ngang.
Tính tốn sàn bằng phương pháp tách từng ơ bản để tính – ơ bản đơn. Tùy theo
tỷ số
mà ta tính tốn ơ sàn theo loại bản dầm hay bản kê bốn cạnh:
*Khi
> 2: Thuộc loại bản dầm, bản làm việc 1 phương theo phương cạnh
ngắn.
*Khi
< 2: Thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc 2 phương.
Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng. Có thể chọn
chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo cơng thức:
𝑯𝑺 =
𝑫
× 𝑳𝟏
𝒎
Trong đó: m=(30÷35): với ơ bản chịu uốn một phương có liên kết hai cạnh song
song
m=(40÷50): với ơ bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn hai phương
m=(10÷15): với ơ bản uốn một phương dạng bản cơng xon
L1: nhịp tính tốn theo phương cạnh ngắn lớn nhất trong các ô bản
D: (0.8÷1.4): hệ số phụ thuộc vào loại tải trọng
Ghi chú:
15
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
m chọn lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào ô bản liên tục hay ô bản đơn.
Hs,min ≥ 50 đối với mái bằng
Hs,min ≥ 60 đối với nhà dân dụng
Hs,min ≥ 70 đối với sàn nhà công nghiệp. Ta chọn ô sàn có L1 lớn nhất để chọn
chiều dày cho sàn làm việc 2 phương để chọn sơ bộ cho cả công trình.
Chọn L1 = 6.200 m: là chiều dài cạnh ngắn của ơ bản điển hình
𝐻 =
𝐷
1
×𝐿 =
× 6200 = 144.18 (𝑚𝑚)
𝑚
43
Ta chọn chiều dày ơ sàn như sau:
5.2.
Ơ sàn điển hình
160 mm
Ơ sàn đặc biệt
160 mm
Ơ sàn nhà vệ sinh
160 mm
Chọn sơ bộ kích thước dầm
- Chiều cao dầm chính:
ℎ
Chọn
=
1
1
ì =
ì 6500 = (541 ữ 406)
12 ữ 16
12 ữ 20
= 600
- Chiu rng dm chớnh:
Chn
=
1
ì
2ữ4
=
1
ì 500 = (250 ÷ 125)𝑚𝑚
2÷4
= 300𝑚𝑚
- Chiều cao dầm phụ:
ℎ
=
Chọn ℎ
1
1
×𝐿 =
× 6500 = (541 ÷ 325)𝑚𝑚
12 ÷ 20
12 ÷ 20
= 400𝑚𝑚
Chiều rộng dm ph:
Chn
=
1
ì
2ữ4
=
1
ì 400 = (200 ữ 100)
2ữ4
= 200
16
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
Chú ý: Chọn dầm 1D400x700 ở góc trục A và trục 10.
Hình 2.1: Mặt bằng dầm tầng điển hình
5.3.
Chọn sơ bộ tiết diện cột
Diện tích tiết diện sơ bộ cột chọn theo cơng thức: (Theo cơng thức 1-3 Nguyễn
Đình Cống, 2009, Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép. Nhà xuất bản xây dựng, Hà
nội).
𝐴=
𝑘×𝑁
𝑅
Trong đó:
A: diện tích tiết diện ngang của cấu kiện (m2)
Rb: cường độ tính tốn chịu nén của bê tơng, Rb = 17 Mpa
N: lực dọc tính tốn, được tính gần đúng theo cơng thức (kN): N= n × q × F
q là giá trị tải trọng đứng sơ bộ trên 1m2 sàn, giá trị q được lấy theo kinh nghiệm
thiết kế (q=12÷15KN/m2) đối với sàn dày (15÷20)cm => chọn q = 12(kN/m2)
F: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột
n: số tầng, tính cả tầng mái.
k = 1,1÷1,5 - hệ số kể tới ảnh hưởng momen, độ lệch tâm...
Cột góc: k = 1,5
Cột biên: k = 1,3
Cột giữa: k = 1,1
17
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN TRỌNG NGHĨA
* Bảng tính tốn sơ bộ tiết diện cột:
n
q
Fs
N
(tầng)
(kN/m2)
(m2)
(kN)
C1
16
12
10.08
1935.36
C2
16
12
20.15
C3
16
12
27.58
Cột
Rb
Fc
bc
hc
Fc chọn
(Mpa)
(cm2)
(cm)
(cm)
(cm2)
1.5
17
1707.7
50
50
2500
3868.80
1.3
17
2958.5
50
70
3500
5295.36
1.1
17
3426.4
60
60
3600
k
Bố trí các vách cứng chữ L kích thước 1500x2000mm ở góc cơng trình:
Hình 2.2: Mặt bằng cột tầng điển hình
18
