HUTECH
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy
cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM. Đặc biệt các thầy
cô trong khoa Xây Dựng đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt
quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn,
những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự
truyền đạt kiến thức, chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn. Với tất
cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy PHAN
NGỌC CHÂU, những thầy cô đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án
tốt nghiệp này.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô, gửi lời
cảm ơn đến tất cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó
cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học, cũng như trong quá
trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành với tất cả sự cố gắng,
phấn đấu nổ lực của bản thân. Nhưng vì phần kiến thức còn nhiều hạn
hẹp và thời gian hạn chế nên chắc hẳn đồ án còn rất nhiều thiếu sót.
Vậy em kính mong quý Thầy Cô, anh chị và các bạn đóng góp ý kiến
để em có thể bổ sung thêm những khuyết điểm của mình và rút kinh
nghiệm cho bản thân.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 05 năm 2011
Sinh viên thực hiện
PHẠM ANH QUỐC AN
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1- LÔ A
GVHD : PGS. PHAN NGỌC CHÂU MỤC LỤC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 191
MỤC LỤC
PHẦN I: KIẾN TRÚC
Trang
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1. SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ 2
2. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH 2
3. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG 2
4. GIẢI PHÁP GIAO THÔNG 2
5. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU–KHÍ TƯỢNG–THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH 2
6. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3
7. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY 3
8. HỆ THỐNG THOÁT RÁC 4
PHẦN II: KẾT CẤU
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN SÀN LẦU 1-LẦU 7
2.1. SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ HỆ DẦM TRỰC GIAO 11
2.2. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN 11
2.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN 14
2.4. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN 17
2.5. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN THEO TTGH II 30
2.6. KẾT LUẬN 34
2.7. BỐ TRÍ THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 34
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CẦU THANG
A.TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG TRỆT 35
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 35
3.2. CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 35
3.2. BỐ TRÍ KẾT CẤU CẦU THANG 36
3.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 37
3.4. VẬT LIỆU 40
3.5. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG 40
B.TÍNH TOÁN CẦU THANG LẦU 1-LẦU 7
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1- LÔ A
GVHD : PGS. PHAN NGỌC CHÂU MỤC LỤC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 191
3.6. CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 45
3.6. BỐ TRÍ KẾT CẤU CẦU THANG 45
3.7. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 46
3.8. VẬT LIỆU 49
3.9. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG 49
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI
4.1. CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI 61
4.2. SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN HỒ NƯỚC MÁI 62
4.3. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN HỒ NƯỚC 63
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 2
5.1. SƠ ĐỒ TÍNH 90
5.2. TẢI TRỌNG 91
5.3. MÔ HÌNH KHÔNG GIAN TRONG ETABS 94
5.5. THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC 2 109
5.6. THIẾT KẾ DẦM KHUNG TRỤC 2 119
5.7. BỐ TRÍ CỐT THÉP 126
PHẦN III: NỀN MÓNG
CHƯƠNG 6. TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐẤT
NỀN VÀ PHƯƠNG ÁN MÓNG
6.1.ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 128
6.2.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG 132
CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP
7.1. ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 133
7.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG 133
7.3. THIẾT KẾ MÓNG M1 135
7.4. THIẾT KẾ MÓNG M2 155
CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
8.1. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỌC KHOAN NHỒI 170
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1- LÔ A
GVHD : PGS. PHAN NGỌC CHÂU MỤC LỤC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 191
8.3. THIẾT KẾ MÓNG M1 170
8.4. THIẾT KẾ MÓNG M2 181
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 1
PHẦN I
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
1. SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ
Hoà nhập với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng
ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược xây dựng đất nước. Vốn đầu tư xây
dựng xây dựng cơ bản chiếm rất lớn trong ngân sách nhà nước (40-50%), kể cả đầu
tư nước ngoài. Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa nền kinh tế,
mức sống của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu ăn ở,
nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn. Mặt khác một số thương nhân,
khách nước ngoài vào nước ta công tác, du lịch, học tập,…cũng cần nhu cầu ăn ở,
giải trí thích hợp.
2. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH
Công trình có mặt bằng hình chữ nhật, có tổng diện tích xây dựng 1214 m
2
.
Toàn bộ các mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống cửa sổ để lấy ánh sáng xen kẽ
với tường xây. Dùng tường xây dày 200mm làm vách ngăn ở những nơi tiếp giáp
với bên ngoài, tường xây dày 100 mm dùng làm vách ngăn ngăn chia các phòng
trong một căn hộ…
3. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG
- Số tầng: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt + 7 tầng lầu + một sân thượng (tầng mái)
- Phân khu chức năng:
Công trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên.
+ Tầng hầm: là nơi để xe.
+ Tầng trệt: làm văn phòng, sảnh.
+ Lầu 1-7: dùng làm căn hộ, có 8 căn hộ mỗi tầng.
+ Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa, hồ nước mái, hệ thống chống sét.
4. GIẢI PHÁP ĐI LẠI
4.1. Giao thông đứng
Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống hai thang máy
khách, mỗi cái 8 người, tốc độ 120m/ phút, chiều rộng cửa 1000mm, đảm bảo nhu
cầu lưu thông cho khoảng 300 người với thời gian chờ đợi khoảng 40s. Bề rộng cầu
thang bộ là 1.575 m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi
có sự cố xẩy ra. Cầu thang bộ và cầu thang máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm
đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang nhỏ hơn 20m để giải quyết việc phòng
cháy chữa cháy.
4.2. Giao thông ngang
Giao thông trên từng tầng thông qua hệ thống giao thông rộng 2 m nằm giữa
mặt bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ.
5. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU–KHÍ TƯỢNG–THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ HỒ
CHÍ MINH
- Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, chia làm
2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
- Các yếu tố khí tượng:
Nhiệt độ trung bình năm: 26
o
C.
Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 22
o
C.
Nhiệt độ cao nhật trung bình năm: 30
o
C.
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 3
Số giờ nắng trung bình khá cao
Lương mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm
Độ ẩm tương đối trung binh: 78%
Hướng gió chính thay đổi theo mùa
Mùa khô: Từ Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam
Mùa mưa: Tây-Nam và Tây
Tầng suất lặng gió trung bình hằng năm là 26%
- Thủy triều tương đối ổn định, ít xẩy ra những hiện tượng biến đổi về dòng nước
, không có lụt lội chỉ có ở những vùng ven thỉnh thoảng xảy ra.
6. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
6.1. Điện
Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy
phát điện riêng. Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt
đồng thời trong quá trình thi công ). Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ
thuật và phải đảm bảo an toàn không đi qua các khu vục ẩm ướt, tạo điều kiện dể
dàng khi sửa chữa. Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt
điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí (đảm bảo an toàn phòng cháy nổ).
6.2. Hệ thông cung cấp nước
- Công trình sử dụng nước từ hai nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả được
chứa trong bể nước ngầm đặt ngàm ở tầng hầm. Sau đó được hệ thống máy bơm
lên hồ nước mái và từ đó nước được phân phối cho các tầng của công trình theo
các đường ống dẫn nước chính.
- Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gaine. Hệ thống cấp
nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở
mỗi tầng.
6.3. Hệ thống thoát nước
Nuớc mưa từ mái sẽ được thoát theo các lổ chảy ( bề mặt mái được tạo dốc )
và chảy vào các ống thoát nước mưa (=140mm) đi xuống dưới. Riêng hệ thống
thoát nước thải sử dụng sẽ bố trí riêng.
6.4. Hệ thống thông gió và chiếu sáng
Chiếu sáng
Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện. Ở tại
các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm
đèn chiếu sáng.
Thông gió
Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên. Riêng tầng hầm có bố
trí thêm hệ thống thông gió và chiếu sáng.
7. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
- Trang bị các bộ súng cứu hoả (ống gai 20 dài 25m, lăng phun 13) đặt tại
phòng trực, có 01 hoặc 02 vòi cứu hoả ở mỗi tầng tuỳ thuộc vào khoảng không ở
mỗi tầng và ống nối được cài từ tầng một đến vòi chữa cháy và các bảng thông báo
cháy.
- Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một
cái và được nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 4
cháy khô ở tất cả các tầng. Đèn báo cháy ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở
tất cả các tầng.
- Hoá chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hoả hoá chất đặt tại các nơi như cửa
ra vào kho, chân cầu thang mỗi tầng.
8. HỆ THỐNG THOÁT RÁC
Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm , có một bộ phận chứa rác ở
ngoài. Gaine rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm.
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 5
PHẦN II
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 6
CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH
1.1.
PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC
1.1.1. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG
“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế,
thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng”.
Đó là định nghĩa về nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra.
Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng
nặng. Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải
pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Tùy thuộc môi
trường xung quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,…
mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất. Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây
dựng nằm trong khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để
chịu tải tốt nhất. Cụ thể ở đây là móng cọc.
Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác
động của gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể. Do vậy, đối với các nhà
cao hơn 40m thì phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các
biện pháp kháng chấn một khi chịu tác động của động đất. Kết hợp với giải pháp
nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích
hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền
của công trình.
Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng,
chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng
ngang gây ra cũng tăng lên nhanh chóng. Nếu chuyển vị ngang của công trình quá
lớn sẽ làm tăng giá trị các nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường
ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ,
ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình. Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng
không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để
chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao
động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép. Việc
tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu
nhà cao tầng.
Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công
phức tạp, nguy hiểm. Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá
trình thi công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao
động và chất lượng công trình khi đưa vào sử dụng.
Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao
tầng thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng
quan trọng. Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà
còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công
trình.
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 7
1.1.2. HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG
Chung cư Ngọc Lan có chiều cao là 27.8 m (so với mặt đất tự nhiên) gồm 10
tầng (1 hầm + 1 trệt + 7 lầu + 1 tầng mái). Do đó việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý
cho công trình là điều rất quan trọng. Dưới đây ta xem xét một số hệ chịu lực
thường dùng cho nhà cao tầng:
1.1.2.1. Hệ khung chịu lực
Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng
vừa chịu tải trọng ngang. Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút
khung, quan niệm là nút cứng. Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các
công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều
loại công trình. Yếu điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương
ngang kém. Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có
chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao
của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá
20 tầng. Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết cấu chịu lực
chính cho công trình này.
1.1.2.2. Hệ tường chịu lực
Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực
chính của công trình. Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm
gối tựa cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang
chịu lực; tường ngang và dọc cùng chịu lực.
Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công
trình theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng. Khi đó, vách cứng
không những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng. Số tầng có
thể xây dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng.
Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng
đứng có một số hạn chế:
. Gây tốn kém vật liệu;
. Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;
. Thi công chậm;
. Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu.
1.1.2.3. Hệ khung - tường chịu lực
Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên
kết cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu
lực.
Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng
đứng, tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ
tường chịu lực (vách cứng).
Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và
tải trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng. Sàn cứng là một trong
những kết cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng.
Để đảm bảo ổn định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 8
sang các hệ vách cứng, sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm
ngang.
Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã
tạo nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích
hợp cho các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu
được lớn nhất lên đến 50 tầng.
1.1.3. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU
Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc
điểm của công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa
chọn hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình như sau:
- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu
thang, hồ nước , hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường
chịu lực, vì hệ này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và
sơ đồ này có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì
khung có độ cứng chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì
ngược lại, có độ cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém. Sự tương tác
giữa khung và vách khi chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho
sự làm việc của kết cấu hỗn hợp khung – vách. Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các
vách cứng chỉ chịu lực trong mặt phẳng. Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian
cho công trình, thì phải bố trí các vách cứng theo cả hai phương và được liên kết với
nhau tạo thành lõi cứng.
- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt
bằng công trình, trong đồ án bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau
tạo thành lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng EJ theo hai phương
gần bằng nhau, tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động.
- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những
kết cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng. Không những
có chức năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền
các tải trọng ngang khác sang hệ vách cứng. Sàn cứng còn có khả năng phân phối
lại nội lực trong hệ vách cứng. Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho
công trình kinh tế nhất, ổn định nhất, và mỹ quan nhất… Trong đồ án này chọn
phương án sàn để thiết kế là:
Phương án sàn sườn có hệ dầm trực giao (vì diện tích các ô sàn lớn)
1.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng
thể hiện theo ba mô hình như sau :
Mô hình liên tục thuần túy : Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ
yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh. Khi
giải quyết theo mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn. Đó chính là
giới hạn của mô hình này. Tuy nhiên, mô hình này chính là cha đẻ của các phương
pháp tính toán hiện nay.
Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu
lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 9
lực và chuyển vị. Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể
giải quyết được tất cả các bài toán. Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc
giải quyết các bài toán kết cấu như STAADPRO, FEAP, ETABS, SAP2000
Mô hình Rời rạc - Liên tục : Từng hệ chịu lực được xem là Rời rạc , nhưng
các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt (lỗ cửa,
mạch lắp ghép , ) xem là liên tục phân bố liên tục theo chiều cao . Khi giải quyết
bài toán này ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến
tính bằng phương pháp sai phân. Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực .
Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) : Trong phương pháp
phần tử hữu hạn vật thể thực liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần
tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn,
chúng được nối với nhau bằng một số điểm quy định được gọi là nút. Các vật thể
này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục trong phạm vi của mỗi phần tử,
nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng
hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn các quan
hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi). Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử
được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng ( hoặc ma trận độ mềm) của
phần tử. Các ma trận này được dùng để ghép các phần tử lại thành một mô hình rời
rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ
mềm) của cả kết cấu. Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu
được quy đổi về các thành các ứng lực tại các nút và được mô tả trong ma trận tải
trọng nút tương đương. Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị nút (hoặc nội lực) tại các
điểm nút được xác định trong ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút). Các
ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vị nút được liên hệ với
nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tùy theo
ứng xử thật của kết cấu. Sau khi giải hệ phương trình tìm được các ẩn số, người ta
có thể tiếp tục xác định được các trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các
quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học. Sau đây là thuật toán tổng quát của
phương pháp PTHH
1. Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù
hợp với hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán.
2. Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng
nút, ma trận chuyển vị nút ) theo trục tọa độ riêng của phần tử.
3. Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung
của cả kết cấu.
4. Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của
nó.
5. Giải hệ phương trình để xác định ma trận chuyển vị nút cả kết cấu.
6. Từ chuyển vị nút tìm được, xác định nội lực cho từng phần tử.
7. Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu.
Thật toán tổng quát trên được sử dụng cho hầu hết các bài toán phân tích kết
cấu: phân tích tĩnh, phân tích động và tính toán ổn định kết cấu.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển và thuận lợi của máy vi tính,
ta có rất nhiều chương trình tính toán khác nhau, với các quan niệm tính toán và sơ
đồ tính khác nhau. Trong nội dung của đồ án tốt nghiệp này với sự trợ giúp của
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 – LÔ A
GVHD : PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 10
phần mềm SAP 2000 vesion 10.0.1, ETABS vesion 9.6, SAFE V12 để xác định nội
lực của hệ kết cấu.
Đôi nét về phần mềm SAP2000: SAP (Structural Analysis Program) là chương
trình phân tích thiết kế kết cấu chịu tác động của tải trọng: tĩnh di động, động lực
học, ổn định công trình, nhiệt độ, động đất , với giả thuyết kết cấu có biến dạng
nhỏ (tuyến tính) hoặc có biến dạng lớn (phi tuyến). Sap được khởi thảo từ năm 1970
của một nhóm các nhà khoa học do giáo sư Edward L.Winlson chủ trì thực hiện tại
Trường đại học Berkley bang California. Hệ thống Sap đã qua nhiều thế hệ, từ các
chương trình SAP, SOLID SAP, SAPIII và SAPIV – chạy trên các máy tính điện tử
thế hệ cũ có trước những năm 80 và sau đó là SAP80, SAP86, SAP90 và sau cùng
là SAP2000 chạy trên WINDOWS. SAP2000 là một đột phá của họ phần mềm SAP
do hãng CSI đưa ra vào cuối những năm 90 đầu năm 2000.
Đôi nét về phần mềm ETABS: là phần mềm rất mạnh để tính toán kết cấu nhà
cao tầng, cũng như SAP phần mềm ETABS do hãng CSI đưa ra vào những năm 80
được phát triển từ TABS. Cũng dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn nhưng
ETABS có đặc điểm nổi trội hơn so với SAP là có thể mô hình nhà cao tầng một
cách dễ dàng nhờ tính năng “similar” , có thể phân biệt dầm, sàn, cột, vách cứng
làm điều này giảm thời gian mô hình và thiết kế kết cấu.
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 11
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
2.1. SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ HỆ DẦM TRỰC GIAO
Trong thực tế, thường gặp sàn bản kê bốn cạnh có
và lớn hơn 6m, về
nguyên tắc ta vẫn tính ô sàn này thuộc bản kê bốn cạnh. Nhưng với nhịp lớn, nội lực
trong bản lớn, chiều dày bản tăng lên, độ võng của bản sàn cũng tăng, đồng thời trong
quá trình sử dụng, bản sàn sẽ bị rung. Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải bố
trí thêm dầm ngang và các dầm dọc thẳng góc nhau, để chia ô bản thành nhiều ô bản
nhỏ có kích thước nhỏ hơn 6m. Trường hợp này gọi là sàn có hệ dầm trực giao.
Trình tự tính toán bản sàn gồm:
Xác định kích thước dầm, bản sàn;
Phân loại ô sàn tính toán;
Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn;
Chọn sơ đồ tính bản sàn;
Xác định nội lực của ô sàn;
Tính toán cốt thép ô sàn;
Lựa chọn và bố trí cốt thép;
Tính toán, kiểm tra độ võng ô sàn.
2.2. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN
- Việc bố trí mặt bằng kết cấu của sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và bố
trí các kết cấu chịu lực chính.
- Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng
của chúng trên mặt bằng.
2.2.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
- Chiều cao tiết diện dầm
được chọn theo nhịp:
d d
d
1
h .l
m
(2.1)
trong đó:
d
l
- nhịp dầm đang xét;
d
m
- hệ số phụ thuộc vào tính chất khung và tải trọng;
d
m
= 12 ÷ 16 đối với dầm của khung ngang nhiều nhịp;
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 12
- Chiều rộng tiết diện dầm chọn trong khoảng:
d d
1 1
b ( ).h
2 4
(2.2)
- Kích thước tiết diện dầm được chọn trong bản sau:
Bảng 2.1: Sơ bộ chọn kích thước dầm
Kí hiệu
Nhịp dầm
(m)
Tiết diện
(cmxcm)
D1 8.4 30x75
D2 9 30x75
D3 9.5 40x80
D4 9.5 25x50
D5 8.5 25x50
D6 9 25x50
D7 2.9 20x40
D8 6.1 30x75
D9 2.9 20x40
D10 3.3 20x40
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 13
4200 4200 4200 4200 4500 4500 4200 4200
8400 8400 9000 8400 8400
42600
4750 4750 3300 3300
9500 9500 9500
28500
1
2
3 4 5 6
A
B
C
D
4200 4200
4750 4750
D1 300X750
D3 400X800
D4 250X500
D5 250X500
D1 300X750 D2 300X750 D1 300X750 D1 300X750
D1 300X750 D1 300X750 D2 300X750 D1 300X750 D1 300X750
D3 400X800 D3 400X800
D5 250X500D5 250X500 D6 250X500 D5 250X500
D1 300X750 D1 300X750 D8 300X750 D1 300X750 D1 300X750
D4 250X500
D4 250X500
D4 250X500
D4 250X500
D1 300X750 D1 300X750 D1 300X750 D1 300X750
D4 250X500
D5 250X500 D5 250X500D5 250X500 D6 250X500 D5 250X500
D4 250X500
D4 250X500
D4 250X500
D4 250X500
D5 250X500 D5 250X500D5 250X500 D5 250X500
D3 400X800 D3 400X800 D3 400X800
D3 400X800
D9 200X400
D3 400X800
D3 400X800 D3 400X800
D3 400X800 D3 400X800 D3 400X800
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S2 S2
S2 S2
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S3
S5
S1 S1
S1 S1
S2 S2
S2 S2
S1 S1
S1 S1
S1 S1
S1 S1
D3 400X800 D3 400X800 D3 400X800
D7 200X400 D8 300X750
D7 200X400 D8 300X750
D7 200X400
D8 300X750D7 200X400
D10 200X400D10 200X400
D9 200X400 D10 200X400D10 200X400
2900
S3
S3 S3
S3 S3
S3 S3
S4
S6
S6
S7 S7 S7 S7
Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn lầu 1-lầu 7
2.2.2. Chiều dày bản sàn
Trong tính toán nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem sàn tuyệt
đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đó bề dày sàn phải đủ lớn để:
- Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn.
- Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trong ngang (gió,
bão, động đất…) ảnh hưởng đến công năng sử dụng.
- Chiều dày của bản sàn được tính sao cho trên sàn không có hệ dầm
đỡ các tường ngăn mà không tăng độ võng của sàn.
- Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng. Sơ bộ
xác định chiều dày
theo biểu thức:
b
D.l
h
m
(2.3)
trong đó:
D = 0.8 ÷ 1.4 - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải sử dụng;
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 14
m = 30 ÷ 35 - đối với bản một phương;
m = 40 ÷ 45 - đối với bản hai phương;
l -nhịp cạnh ngắn ô bản.
Chọn
là số nguyên theo cm, đồng thời đảm bảo điều kiện cấu tạo:
≥ ( đối với sàn nhà dân dụng = 6 cm ).
Bảng 2.2: Chiều dày sàn và phân loại ô sàn
Chọn sơ bộ chiều dày
= 120 mm.
2.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN
2.3.1. Tĩnh tải
Bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn:
g=
i
g
.
gi
n
(2.4)
trong đó:
i
g
– trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i;
gi
n
– hệ số độ tin cậy lớp thứ i;
Ô sàn
(m)
(m)
Tỷ số
Diện
tích
( )
Loại
ô bản
Chiều
dày
(cm)
Chọn
(cm)
S1 4.2 4.75 1.13 19.95 2 phương 11 12
S2 4.5 4.75 1.05 21.38 2 phương 11 12
S3 3.3 8.4 2.55 27.72 1 phương 11.6 12
S4 2.9 2.9 1 8.41 2 phương 11 12
S5 2.9 6.1 2.1 17.69 1 phương 11 12
S6 2.05 3.3 1.61 6.77 2 phương 6.8 12
S7 2.9 8.4 2.89 24.36 1 phương 11 12
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 15
Hình 2.2. Các lớp cấu tạo sàn
2.3.2. Hoạt tải
- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737 – 1995
tt tc
p
p p .n
(2.5)
trong đó:
tc
p
– tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995 phụ
thuộc vào công năng cụ thể của các phòng;
p
n
– hệ số độ tin cậy;
tc 2
p
tc 2
p
p 2(kN / m );n 1.3
p 2(kN / m );n 1.2
Kết quả tính tĩnh tải, hoạt tải sàn theo các bước trên được cho trong bảng
sau:
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 16
Bảng 2.3: Giá trị tĩnh tải các lớp cấu tạo của ô sàn
Tổng
tt
s
g
= 6.05 ( kN/m
2
)
Bảng 2.4: Giá trị hoạt tải của ô sàn
2.3.3. Tải trọng tường xây
Tường bao che dày 20cm, g = 3.3 ( kN/m
2
), chiều cao của tường 2.6m,
tổng chiều dài tường 320m.
Tường ngăn dày 10cm, g = 1.8 ( kN/m
2
), chiều cao tường 2.6m, tổng
chiều dài tường 390m.
STT Mô tả
Bề dày
(mm)
Trọng
lượng
riêng
(kN/m
3
)
Hệ số
độ tin cậy
Tải trọng
tính toán
( kN/m
2
)
Tải trọng
tính toán
( kN/m
2
)
1
Gạch ceramic
10 20 1.1 0.2 0.22
2
Vữa lót
30 18 1.3 0.54 0.7
3
Sàn BTCT
120 25 1.1 3.25 3.58
4
Vữa trát
15 18 1.3 0.27 0.35
5
Trần treo
1.2 1 1.2
Tổng 5.26 6.05
Ô sàn
Diện tích
(
2
m
)
Hoạt tải
tiêu chuẩn
(kN/
2
m
)
Hệ số
tin cậy
n
Hoạt tải
tính toán
(kN/
2
m
)
S1
19.95 1.5 1.3 1.95
S2
21.38 1.5 1.3 1.95
S3
27.72 1.5 1.3 1.95
S4
8.41 3 1.2 3.6
S5
17.69 3 1.2 3.6
S6
6.77 3 1.2 3.6
S7
24.36 3 1.2 3.6
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 17
Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải phân bố đều trên
sàn (mang tính chất gần đúng). Tải trọng tường ngăn có thể xét đến sự giảm tải (trừ đi
30% diện tích lỗ cửa) tính theo công thức sau:
qd
t t t
t
n.l .h .
g 70%
A
(2.6)
trong đó:
n – hệ số độ tin cậy, n = 1.3;
t
l
- chiều dài tường;
t
h
- chiều cao tường;
t
- trọng lượng đơn vị tường.
qd
t
1.3 0.7 2.6
g . 1.8 390 3.3 320
33.6 51.1 2 3.3 10.5
= 2.6 (kN/
)
2.4. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN
2.4.1. Tính toán ô bản một phương S3
Giả thiết tính toán:
- Các ô bản một phương được tính toán như các ô bản đơn, không xét
đến ảnh hưởng của ô bản kế cận.
- Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi.
- Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tính.
a. Xác định sơ đồ tính
Xét tỷ số
d
s
h
50
4.16 3
h 12
, do đó bản được xem là liên kết
ngàm vào dầm.
b. Xác định tải trọng
- Tĩnh tải:
tt
s
g
= 6.05
2
(kN/m );
- Hoạt tải:
tt
p
= 1.95
2
(kN/m );
- Tải trọng tường xây:
qd
t
g
= 2.6
2
(kN/m );
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là:
tt tt qd
s t
q= g + p + g
= 6.05 + 3.6 + 2.6 = 10.6
2
(kN/m ).
c. Xác định nội lực
Các giá trị momen được tính theo công thức:
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 18
2
1
g
q.L
M =
12
(2.7)
2
1
n
q.L
M =
24
(2.8)
trong đó:
g
M
- momen uốn tại gối;
n
M
- momen uốn tại nhịp;
q - tổng tại trọng tác dụng lên sàn;
1
L
- nhịp tính toán của bản.
Kết quả nôi lực được tính toán cho trong bảng sau:
Bảng 2.9: Kết quả nội lực
Ô
sàn
Nhịp
(m)
Tĩnh tải
(kN/
)
Hoạt tải
(kN/ )
Tổng tải
trọng
(kN/
)
Momen gối
(kNm/m)
Momen nhịp
(kNm/m)
1
L
tt
s
g
qd
t
g
tt
p
q
g
M
n
M
S3 3.3 6.05 2.6 1.95 10.6 9.6 4.8
d. Tính toán cốt thép
Chọn vật liệu:
Bảng 2.10: Đặc trưng vật liệu
Cốt thép của ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn:
- Giả thiết:
0
a 2cm
; lớp bê tông bảo vệ(khoảng cách từ mép cốt thép đến
mép bê tông gần nhất).
a = 2.5cm; khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt
thép chịu kéo.
Bê tông B30
R
ξ
Cốt thép CI
(Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa)
17 1.2
32.5
0.596 225 225
21.
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 19
: chiều cao có ích của tiết diện.
= h – a = 12 – 2.5 = 9.5 (cm)
b = 100cm: bề rộng tính toán.
- Công thức tính toán:
Tính
m
2
b b o
M
.R .b.h
(2.10)
Nếu
m
<
R
Bài toán đặt cốt đơn.
Từ
m
ta suy ra:
1 1 2.
(2.11)
Diện tích cốt thép:
b o
S
s
.R .b.h
A
R
(2.12)
- Sau khi tính toán cốt thép phải kiểm tra hàm lượng
:
S
min max
o
A
b.h
(2.13)
với:
b b
max R
S
.R
.
R
(2.14)
trong đó:
R
: phụ thuộc vào cấp độ bền bêtông;
b
= 0.85 đối với bêtông nặng;
Theo TCVN qui định:
min
= 0.05%, nhưng đối với bản hàm lượng
hợp
lý:
0.3 0.9
Kết quả tính toán cốt thép được trình bày trong bảng sau:
Bảng 2.11: Bản tính cốt thép cho ô bản 1 phương
e. Cấu tạo
Tiết
diện
M
(kNm/m)
o
h
(cm)
(
)
chọn
(%)
Kiểm
tra
(mm)
a
(mm)
(
)
Nhịp 4.8 9.5 0.038 0.039 2.8 8 170 2.96 0.31 Thỏa
Gối 9.6 9.5 0.077 0.08 5.75 10 130 6.04 0.64 Thỏa
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 20
Cốt thép được bố trí trên bản vẽ KC-01/06 có thể sai khác một chút so với
tính toán để tiện hơn khi thi công nhưng vẫn đảm bảo an toàn.
2.4.2. Tính toán sàn bản kê 4 cạnh S2
- Sau khi đã bố trí hệ dầm trực giao, các ô sàn có kích thước nhỏ hơn 6m, ô
sàn này thuộc loại bản kê bốn cạnh, có thể tính theo ô bản độc lập hoặc bản liên tục.
- Ở đây ta tính các ô bản làm việc độc lập.
- Tính toán ô bản theo sơ đồ đàn hồi – các kích thước ô bản được lấy từ trục
dầm đến trục dầm.
- Cắt ô bản theo phương cạnh ngắn và cạnh dài 1m để tính.
a. Sơ đồ tính
Do tỷ số
d
s
h
3
h
và không cho phép xoay nên ta coi bản được ngàm vào
dầm nên ô bản có sơ đồ tính là 4 cạnh ngàm như hình 2.8 và thuộc loại ô bản số 9.
Hình 2.3: Sơ đồ tính và vị trí momen trong bản 2 phương
b. Xác định tải trọng
-Tĩnh tải:
tt
s
g
= 6.05
2
(kN/m );
-Hoạt tải:
tt
p
= 1.95
2
(kN/m );
-Tải trọng tường xây:
qd
t
g
= 2.6
2
(kN/m );
- Tổng tải trọng:
tt tt qd
s t
q= g + p + g
= 6.05 + 1.95 + 2.6 = 10.6
2
(kN/m ).
Tổng tải trọng tác dụng lên bản:
1 2
P=q.L .L
= 10.6 x 4.5 x 4.75 = 226.58 (kN)
c. Xác định nội lực
HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD K 2006 THIẾT KẾ: CHUNG CƯ NGỌC LAN 1 - LÔA
GVHD: PGS.PHAN NGỌC CHÂU CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
SVTH: PHẠM ANH QUỐC AN MSSV: 506105204 Trang 21
Xét ô bản số 9 (bốn cạnh ngàm):
Hình 2.4: Biểu đồ momen của ô sàn
- Momen dương lớn nhất ở giữa bản được tính theo công thức:
1 91
M m .P
(kNm/m) (2.16)
2 92
M m .P
(kNm/m) (2.17)
- Momen âm lớn nhất ở gối được tính theo công thức:
I 91
M k .P
(kNm/m) (2.18)
II 92
M k .P
(kNm/m) (2.19)
trong đó:
1 2
M ;M
– lần lượt là momen dương lớn nhất ở giữa bản theo
phương
1 2
L ,L
;
I II
M ,M
– lần lượt là momen âm lớn nhất ở gối theo phương
, ;
91 92
m ,m
- lần lượt là hệ số momen nhịp của ô bản thứ 9 theo
phương
1 2
L ,L
, được xác định bằng cách tra bảng – phụ thuộc vào
2
1
L
;
L
91 92
k ,k
– lần lượt là hệ số momen gối của ô bản thứ 9 theo phương
1 2
L ,L
, xác định bằng cách tra bảng – phụ thuộc vào
2
1
L
L
.