ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG

LỜI CẢM ƠN


Luận văn tốt nghiệp là kết qủa của 4 năm học dưới mái trường đại học. Nó cũng là kết quả
đầu tay của sinh viên trước khi ra khỏi ghế nhà trường. Quá trình làm luận văn giúp chúng em
thu nhập và tổng hợp lại toàn bộ chương trình đã học. Ngoài ra vẫn tiếp tục tiếp thu những
kiến thức mới, nghiên cứu những vấn đề hiện thời và thiết thực của khoa học kỹ thuật. Nhằm
đánh giá các phương án và đưa ra giải pháp kỹ thuật tối ưu trong quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô Trường Đại Học Công Nghệ Sài
Gòn đã chân tình hướng dẫn - giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường. Đặc
biệt các Thầy Cô Khoa Kỹ Thuật Công Trình , Bộ Môn công trình đã truyền đạt những
kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em . Đặc biệt em xin chân
thành cảm ơn thầy PHẠM TRƯỜNG GIANG thầy đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời
gian làm tốt nghiệp.
Sau cùng tôi xin cảm ơn người thân, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó và cùng học
tập, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn !
TP.Hồ Chí Minh. Ngày 25 tháng 07 năm 2009
Sinh viên
VÕ HOÀNG HUY




Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG


SVTH : VÕ HOÀNG HUY

MỤC LỤC
Bìa
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn
Mục lục
1.1 MÔ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Error! Bookmark not defined.
1.1 MÔ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH CT2 Error! Bookmark not defined.
1.2 SƠ LƯC VỀ KIẾN TRÚC Error! Bookmark not defined.
1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Error! Bookmark not defined.
1.3.1 Hệ kết cấu khung Error! Bookmark not defined.
1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng Error! Bookmark not defined.
1.4 NỘI DUNG LUẬN ÁN Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Error! Bookmark not defined.
2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.
2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆNError! Bookmark not defined.
2.2.1 Bề dày sàn Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Kích thước tiết diện dầm Error! Bookmark not defined.
2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.6 Tổng tải sàn. Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.7 Kết quả tính moment cho các ô bản kê bốn cạnh.Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.8 Kết quả tính moment cho các ô bản loại dầm.Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CẦU THANG Error! Bookmark not defined.
TẦNG 3 ĐẾN TẦNG 16 Error! Bookmark not defined.
3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.
3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.
3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.

3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 26
3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 28
3.6 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 31
3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 31
TẦNG 1 ĐẾN TẦNG 2 Error! Bookmark not defined.
3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.33
3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.34
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG


SVTH : VÕ HOÀNG HUY

3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.34
3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 35
3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 37
3.6 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 39
3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 40
TẦNG HẦM ĐẾN TẦNG 1 Error! Bookmark not defined.
3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.42
3.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.42
3.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.43
3.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 44
3.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 46
3.6 TÍNH CỐT THÉP BẢN THANG 48
3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG 49
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁY Error! Bookmark not defined.
4.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.
4.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.
4.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.
4.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 57

4.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 61
3.6 TÍNH CỐT THÉP 70
4.7 KIỂM TRA 75
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN Error! Bookmark not defined.
5.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC Error! Bookmark not defined.82
5.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC Error! Bookmark not defined.84
5.3 SƠ ĐỒ TÍNH Error! Bookmark not defined.87
5.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN MÔ HÌNH 88
5.5 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 89
5.6 TỔ HP NỘI LỰC 111
5.7 TÍNH THÉP KHUNG 114
5.8 CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT TẠI ĐỈNH CÔNG TRÌNH 126
CHƯƠNG 6 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 127
6.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT Error! Bookmark not defined.127
6.2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT THỐNG KÊ Error! Bookmark not defined.129
6.3 CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁNError! Bookmark not defined.
130
6.4 KẾT QUẢ TỔNG HP THỐNG KÊ Error! Bookmark not defined.133
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG


SVTH : VÕ HOÀNG HUY

CHƯƠNG 7 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 135
7.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 135
7.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT. 136
7.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC KHOAN NHỒI 138
7.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 138
7.5 THIẾT KẾ MÓNG M02 143
7.6 THIẾT KẾ MÓNG M04 154

CHƯƠNG 8 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 172
8.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MÓNG CỌC KHOAN ÉP 172
8.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT. 173
8.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CỌC KHOAN ÉP 175
8.4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN ÉP 175
8.5 THIẾT KẾ MÓNG M02 180
8.6 THIẾT KẾ MÓNG M04 192
CHƯƠNG 9 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 208
MỤC LỤC
PHỤ LỤC 1 THIẾT KẾ CỐT THÉP CỘT TRỤC 2 210
PHỤ LỤC 2 THIẾT KẾ CỐT THÉP VÁCH TRỤC 2 216
PHỤ LỤC 3 THIẾT KẾ CỐT THÉP DẦM TẦNG 9 225
PHỤ LỤC 4 THIẾT KẾ CỐT ĐAI DẦM TẦNG 9 232
PHỤ LỤC 4 KẾT QUẢ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 239


Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 1




CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 MÔ TẢ SƠ LƯC CÔNG TRÌNH
Do tốc độ của quá trình đô thò hóa diễn ra quá nhanh, cộng với sự tăng tự
nhiên của dân số, và một lượng lớn người nhập cư từ các tỉnh thành trong cả nước
đổ về lao động và học tập, cho nên hiện nay dân số Thành phố Hồ Chí Minh đã
có trên dưới sáu triệu người. Điều đó đã và đang tạo ra một áp lực rất lớn cho
Thành phố trong việc giải quyết việc làm, đặc biệt là chỗ ở cho hơn sáu triệu

người hiện nay và sẽ còn tăng nữa trong những năm tới. Quỹ đất dành cho thổ cư
ngày càng thu hẹp, do đó việc tiết kiệm đất xây dựng cũng như khai thác có hiệu
quả diện tích hiện có là một vấn đề rất căng thẳng của Thành phố Hồ Chí Minh.
Nhu cầu các tòa nhà chung cư cao cấp cũng như các dự án chung cư cho
người có thu nhập thấp ngày càng cao hơn trước. Đó là xu hướng tất yếu của một
xã hội luôn đềø cao giá trò con người, công năng sử dụng của chung cư không chỉ
gói gọn là chỗ ở đơn thuần mà nó mở rộng ra thêm các dòch vụ phục vụ cư dân
sinh sống trong các căn hộ thuộc chung cư đó. Giải pháp xây dựng các tòa nhà
chung cư cao tầng là giải pháp tối ưu nhất, tiết kiệm nhất và khai thác quỹ đất có
hiệu quả nhất so với các giải pháp khác trên cùng diện tích đó.
Dự án Nhà ở cao tầng CHUNG CƯ LÔ A ra đời cũng không nằm ngoài xu
hướng này. Đây là nhà ở cao tầng thuộc Khu tái đònh cư 23-49 Đinh Tiên Hoàng
_P3_Q.Bình Thạnh_ TpHCM, có một số đặc điểm sau :
• Chủ đầu tư : BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN NÂNG CẤP ĐÔ THỊ
• Đơn vò thiết kế: CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ XÂY DỰNG_ Chi nhánh
tại TpHCM, 64/46L Đinh Tiên Hoàng
• Diện tích đất xây dựng là 1036.95m
2

• Gồm có 16 tầng + 1 tầng sân thượng và tầng hầm.





Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 2

Hình 1.1 Vò trí đòa lý của công trình.
1.2 SƠ LƯC VỀ KIẾN TRÚC
Dự án Nhà ở cao tầng Chung Cư Lô A có mặt bằng đất xây dựng là
22.3m
×
46.5m, cao trình mái H = +53.0 m, gồm 16 tầng + 1 tầng sân thượng và
tầng hầm, trong đó:
• 16 tầng gồm: 1 tầng dòch vụ công cộng, 15 tầng căn hộ
• Tầng sân thượng nhằm mục đích chống nóng cho các tầng bên dưới
• Tầng hầm: dùng làm bãi giữ xe cho toàn bộ chung cư và nơi đặt các thiết
bò kỹ thuật phục vụ cho công trình trong quá trình sử dụng.
• Công trình được thiết kế theo một số phương án sau:
• Móng: cọc khoan nhồi (phương án 1), cọc ép (phương án 2)
• Vách: Bê tông cốt thép B35 dày 300
• Sàn: Bê tông cốt thép B20 dày 100
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 3




• Cầu thang, bể nước: Bê tông cốt thép B20, riêng bể nước có phụ gia chống
thấm
• Mái bê tông cốt thép có lớp chống thấm và cách nhiệt
• Tường gạch, trát vữa, sơn nước
• Cửa đi, cửa sổ: cửa kính khung nhôm sơn tónh điện.

1.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn
bộ quá trình thiết kế và thi công xây dựng. Đây là công tác tạo nên “bộ xương”
của công trình, thỏa mãn ba tiêu chí của một sản phẩm xây dựng: mỹ thuật – kỹ
thuật – giá thành xây dựng. Các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối
được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết
cấu tường chòu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu
hình hộp (giải pháp này bò loại chỉ thích hợp cho những công trình cao hơn 40
tầng). Do đó lựa chọn kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ hạ giá thành
xây dựng công trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình,
cũng như chuyển vò tại đỉnh công trình. Việc lựa chọn kết cấu dạng này hay dạng
khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều
cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang ( động đất, gió).
1.3.1 Hệ kết cấu khung
Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích
hợp với các công trình công cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng,
nhưng lại kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn. Trong thực tế kết cấu khung
bê tông cốt thép được sử dụng cho các công trình đến dưới 12 tầng .Như vậy Nhà
ở cao tầng Chung Cư Lô A cao 17 tầng (kể cả hầm), hệ kết cấu khung không
đảm bảo khả năng chòu lực và độ an toàn cho công trình. Do đó ta phải chọn giải
pháp kết cấu khác hợp lý hơn.

1.3.2 Hệ kết cấu khung – giằng
Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp
hệ thống khung và hệ thống vách cứng. Hệ thống vách cứng thường được tạo ra
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 4

tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung và các tường biên.
Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại. Hai hệ khung và vách cứng
được liên kết với nhau qua hệ liên kết sàn. Trong trường hợp này hệ sàn toàn
khối có ý nghóa rất lớn. Trong hệ kết cấu này, hệ thống vách đóng vai trò chủ
yếu chòu tải ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chòu tải đứng. Sự phân rõ
chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột
và dầm, đáp ứng yêu cầu của kiến trúc.
Hệ kết cấu khung giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình
cao tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà cao đến 40 tầng.
Công trình Chung Cư Lô A có tổng cộng 17 tầng kể cả tầng hầm với tổng
chiều cao là 53m nằm trong khoảng cho phép giới hạn số tầng. Công trình này
chòu tác tác dụng của tải trọng ngang khá lớn (gió, động đất): công trình cao trên
40m nên phải tính thêm thành phần động của tải trọng gió; ngoài ra trong thời
gian vừa qua tại đòa bàn Thành phố Hồ Chí Minh liên tiếp xảy ra các trận động
đất yếu, đây là nguyên nhân sinh ra thêm một lực ngang đáng kể mà ta không
xác đònh đó là lực quán tính của công trình. Do đó giải pháp kết cấu khung giằng
tỏ ra hợp lý cho công trình này: hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chòu tải
ngang, hệ thống khung chủ yếu thiết kế để chòu tải đứng.
1.4 NỘI DUNG LUẬN ÁN
Luận văn này gồm 8 chương trình bày hầu như toàn bộ các vấn đề liên
quan đến thiết kế một công trình xây dựng, từ kết cấu hạ tầng (móng) đến kết
cấu thượng tầng (khung, mái). Dưới đây là sơ lược nội dung chính:
• Chương 1 Giới thiệu đề tài
• Chương 2 Thiết kế sàn tầng
• Chương 3 Thiết kế cầu thang bộ
• Chương 4 Thiết kế bể nước mái
• Chương 5 Thiết kế khung không gian
• Chương 6 Thống kế đòa chất

• Chương 7 Thiết kế cọc khoan nhồi
• Chương 8 Thiết kế cọc ép
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 5




Nội dung xuyên suốt trong chương 1 là giới thiệu khái quát kiến trúc và
giải pháp kết cấu của công trình, tóm tắt chung nhất nội dung các chương trong
luận văn.
Tiếp sau đó, chương 2 đề cập đến việc thiết kế sàn tầng điển hình. Sàn ở
đây được thiết kế theo kiểu sàn dầm, nghóa là ta tính toán nội lực, cốt thép cho
từng ô sàn nhỏ kê lên các dầm. Muốn vậy ta phải hiểu thật kỹ về sơ đồ tính, nội
lực, cách tính độ võng của hai loại ô bản : bản kê bốn cạnh và ô bản loại dầm.
Chương 3 giới thiệu việc thiết kế cầu thang tầng điển hình. Vấn đề quan
trọng trong chương này là ta phải xác đònh chính xác sơ đồ tính và cách lấy nội
lực để thiết kế cốt thép cho nhòp và gối của cầu thang.
Tiếp theo là chương 4, nội dung bao trùm là thiết kế bể nước mái cho công
trình. Ở đây ta cần chú ý đến chọn tiết diện cho hệ dầm nắp và dầm đáy của bể
nước một cách hợp lý nhất sao cho thỏa mãn độ võng, và đặc biệt là thiết kế bề
dày và cốt thép cho bản đáy hợp lý sao cho kiểm tra nứt luôn luôn thỏa. Chú ý
chọn hệ số vượt tải của hoạt tải sửa chữa bể là
1.4
=
n
.
Chương 5 là chương thiết kế khung không gian. Đây là chương cực kỳ quan
trọng vì thiết kế "bộ xương" cho công trình. Nhiệm vụ được đặt ra ở đây là phải

biết vận dụng kiến thức thiết kế cột lệch tâm xiên, cách thức kiểm tra vách cứng
và đặc biệt là sử dụng thành thạo phần mềm Etabs (hổ trợ giải nội lực). Một vấn
đề được đặt ra là làm sao cân nhắc kích thước tiết diện cột, dầm, vách sao cho
hàm lượng cốt thép tương đối hợp lý, đồng thời phải thỏa mãn điều kiện chuyển
vò ngang của đỉnh công trình theo tiêu chuẩn quy đònh.
Kế tiếp là chương 6: thống kê đòa chất. Trước khi thiết kế nền móng, ta
phải tiến hành khảo sát đòa chất và lập hồ sơ đòa chất. Hồ sơ khảo sát đòa chất có
số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn. Vấn đề đặt
ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho nền trên mặt bằng
và theo chiều sâu. Và dựa vào hệ số biến động, chọn lựa những mẫu thích hợp,
ngược lại ta phải loại trừ những mẫu có hệ số này lớn hơn so với quy đònh.
Sau khi thống kê đòa chất xong, ta bước vào quá trình thiết kế móng.
Chương 7 giới thiệu phương án móng cọc khoan nhồi. Toàn bộ nội dung chương
này tập turng xoay quanh vấn đề thiết kế đài móng cọc: đài 4 cọc, đài 5 cọc; đặt
biệt là sự cân nhắc cắt cốt thép trong cọc khoan nhồi sao cho đảm bảo chòu tải
trọng ngang và mang lại hiệu quả kinh tế.
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 6




Ngoài phương án móng cọc khoan nhồi, chương 8 giới thiệu phương án
khác: móng cọc ép. Qua hai phương án giúp so xánh khả năng chòu tải trọng và
kinh tế nào hợp lí để đưa vào thi công công trình Chung Cư Lô A.

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 7



CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG 1,2,3
Thiết kế sàn là nhiệm vụ đầu tiên của quá trình thiết kế kết cấu bê tông
cốt thép. Vấn đề được đặt ra là việc lực chọn kết cấu cho sàn sao cho vừa hợp lý
mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế. Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ
thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn
lựa kết cấu sàn cho hợp lý nhất.
Để đảm bảo các yêu cầu như trên, kết cấu sàn sườn là phương án hợp lý
nhất áp dụng cho công trình.
Dưới đây là toàn bộ quá trình thiết kế sàn tầng điển hình:
2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC
3650 3850 3850 3650 3650 3850 4500 4500 3850 3650 3850 3650
7500 7500 7500 9000 7500 7500
3800
4500
35009900 9900
4500 5400
46500
750075009000750075007500
365038503650385045004500385036503650385038503650
23300

54004500
99009900 3500
4500
3800
23300
1600
1600
46500
Hình 2.1 Mặt bằng bố trí dầm sàn.

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 8




2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CẤU KIỆN
Sơ bộ chọn kích thước hình học của các tiết diện là một công việc đầu tiên
của thiết kế, qua quá trình thiết kế người kỹ sư cân nhắc lựa chọn tiết diện hợp lý
hơn. Trước khi thiết kế sàn, ta tiến hành chọn sơ bộ: bề dày sàn và kích thước tiết
diện dầm.
* Phân lọai các ô sàn :
- Tỉ số
2
1
2
L
L
<

=> bản làm việc 2 phương.
- Tỉ số
2
1
2
L
L
≥
=> bản làm việc 1 phương .
- Tỉ số
3
d
s
h
h
≥
=> ngàm.
- Tỉ số
3
d
s
h
h
<
=> tựa đơn .
2.2.1 Bề dày sàn
- Chiều dày
11
4050
sn

hl



=÷ =
11
3850
4050



÷ =
(
)
9677
÷

+ Để đảm bảo an toàn chọn
100
s
hmm
=
=10cm để thiết kế.
2.2.2 Kích thước tiết diện dầm
- Sơ bộ chọn kích thước dầm như sau
+ Dầm dọc ( nhòp 7.5 m).: h
d
=
1111
()()7500535375

14201420
l÷=÷=÷
Chọn h
d
=500
b
d
=
(0.30.5)(0.30.5)500150250
d
h
÷=÷=÷

Chọn b
d
=250
+ Dầm dọc ( nhòp 9 m).: h
d
=
1111
()()9000640450
14201420
l÷=÷=÷

Chọn h
d
=600
b
d
=

(0.30.5)(0.30.5)600180300
d
h
÷=÷=÷

Chọn b
d
=300
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 9




+ Dầm phụ chọn 200×400
2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN
Bản được xem như ngàm vào dầm chính và dầm phụ, vì theo như cách
chọn tiết diện ta luôn có
3
d
b
h
h
≥
, trong đó
d
h
là chiều cao của dầm,
b

h
là bề dày
của bản. Minh họa sơ đồ tính của bản bằng hình 2.2
MII
MII
M2
M1
MI MI
MII
M2
MIM1
L2
L1

Hình 2.2 Sơ đồ tính bản sàn.
2.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
Tải trọng tác động lên sàn tầng điển hình bao gồm tónh tải và hoạt tải.
2.4.1 Tónh tải
Tónh tải tác động lên sàn tầng điển hình gồm có: trọng lượng bản thân sàn,
trọng lượng bản thân của kết cấu bao che. Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng
phân bố đều của các lớp cấu tạo sàn, được tính theo công thức
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 10



iii
ghn
γ

=
∑

trong đó

i
h
: chiều dày các lớp cấu tạo sàn

i
γ
: khối lượng riêng

n
: hệ số tin cậy.
Stt Thành phần cấu tạo
i
h
(m)
i
γ
(daN/m
3
)

n

i
g
(daN/m

2
)
1 Lớp gạch ceramic 0.01 2000 1.1 22
2 Vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2
3 Đan bê tông cốt thép

0.1 2500 1.1 275
4 Vữa trát dày 0.015 1800 1.2 32.4
Tổng cộng
i
g

373
Bảng 2.1 Trọng lượng bản thân sàn phòng ngủ, phòng khách, bếp, logia.
Stt Thành phần cấu tạo
i
h
(m)
i
γ
(daN/m
3
)

n

i
g
(daN/m
2

)
1 Lớp gạch nhám 0.02 2000 1.1 44
2 Vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2
3 Lớp chống thấm 0.02 1800 1.2 43.2
4 Đan bê tông cốt thép

0.1 2500 1.1 275
5 Vữa trát dày 0.015 1800 1.2 32.4
Tổng cộng
i
g

438
Bảng 2.2 Trọng lượng bản thân sàn phòng vệ sinh.
Ngoài ra trọng lượng bản thân
t
g
của kết cấu bao che (các vách ngăn)
được qui về tải phân bố đều
t
qd
g
theo công thức
t
t
t
sqd
S
ggn
S

=
trong đó
t
S
: Diện tích tường trên sàn (m
2
)
s
S
: Diện tích sàn (m
2
)
n
: Hệ số vượt tải
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 11



t
g
: Tải trọng tiêu chuẩn của kết cấu bao che:
180
t
g
=
(daN/m
2
): Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100

330
t
g
=
(daN/m
2
): Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200
30
tt
t
g
=
(daN/m
2
): Các khung nhôm + kính.
Kết quả tính toán
t
g
theo bảng sau
Sàn Kích thước sàn
s
S

(m
2
)
t
S

(m

2
)
t
g

(daΝ/m
2
)
n

t
qd
g

(daN/m
2
)
Ô1
3.65m× 4.5m
16.4 Không có
Ô2
3.65m × 3.8m
13.9 Không có
Ô3
3.85m × 4.5m
17.3 Không có
Ô4
3.85m × 5.4m
20.8
7.36m

2
kính 30
1.1
11.7
44
3.36
m
2

tường

180

32

Ô5
3.8m × 4.5m
17.1 Không có
Ô6
4.5m × 4.5m
20.25 Không có
Ô7
3.5m × 3.85m
13.5 Không có
Ô8
3.5m × 7.5m
26.3 Không có
Ô9
3.5m × 9m
31.5 Không có

Ô10
0.6m × 3.85m
2.3 11.84 m
2
nhôm 30 1.1 169
Ô11
1.6m × 3.65m
5.8 5.12m
2
tường 180 1.1 174
Ô12
1.60m × 4.5m
7.2 5.12m
2
tường 180 1.1 141
Bảng 2.3 Trọng lượng bản thân của kết cấu bao che.
Vậy tónh tải sàn tính theo công thức
ttt
i
qd
ggg
=+

Kết quả tính toán như bảng dưới đây

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 12

Sàn
i
g
(daN/m
2
)
t
qd
g
(daN/m
2
)

tt
g
(daN/m
2
)
Ô1 373 0 373
Ô2 373 0 373
Ô3 373 0 373
Ô4 373 44 417
Ô5 373 0 373
Ô6 373 0 373
Ô7 373 0 373
Ô8 373 0 373
Ô9 373 0 373
Ô10 373 169 542
Ô11 438 174 625

Ô12 438 141 579
Bảng 2.4 Tónh tải sàn.
2.4.2 Hoạt tải
Hoạt tải tiêu chuẩn
tc
p
của sàn được tra trong TCVN 2737-1995 dựa vào
công năng của các ô sàn. Trong trường hợp ô sàn có diện tích chòu tải
9
>
A
(m
2
),
hoạt tải tiêu chuẩn của ô sàn lúc này phải nhân thêm với hệ số giảm tải
ψ
. Hệ
số giảm tải
ψ
tính theo công thức sau
0.6
0.4
9
ψ
=+
A

Hoạt tải tính toán của sàn
ψ
=

tttc
pnp
.
Kết quả tính toán hoạt tải sàn được lập thành bảng 2.5

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 13



Sàn Chức năng
tc
p

(daN/m
2
)

n

tt
p

(daN/m
2
)


ψ

tt
p

(daN/m
2
)

Ô1 Phòng ngủ 150 1.3 195 0.84 164
Ô2 Phòng Ngủ 150 1.3 195 0.88 172
Ô3 Phòng khách 150 1.3 195 0.83 162
Ô4 Phòng ăn/bếp 150 1.3 195 0.79 155
Ô5 Phòng Ngủ 150 1.3 195 0.84 163
Ô6 Sảnh cầu thang

300 1.2 360 1 360
Ô7 Hành lang 300 1.2 360 1 360
Ô8 Hành lang 300 1.2 360 1 360
Ô9 Hành lang 300 1.2 360 1 360
Ô10 Lô gia 200 1.2 240 1 240
Ô11 PhòngWC 150 1.3 195 1 195
Ô12 PhòngWC 150 1.3 195 1 195
Bảng 2.5 Hoạt tải tính toán của sàn.
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên sàn tính theo công thức
stttt
qgp
=+

Dưới đây là bảng tính tổng tải tác dụng lên sàn
Sàn

tt
g
(daN/m
2
)

tt
p
(daN/m
2
)

s
q
(daN/m
2
)

Ô1 373 164
537
Ô2 373 172
545
Ô3 373 162
535
Ô4 417 155
572
Ô5 373 163
536
Ô6 373 360
733

Ô7 373 360
733
Ô8 373 360
733
Ô9 373 360
733
Ô10 542 240
782
Ô11 625 195
820
Ô12 579 195
774
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 14



Bảng 2.6 Tổng tải sàn.
2.5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG BẢN
- Nếu bản thuộc ô giữa,bản được xem là bản đơn chòu toàn bộ tónh tải và hoạt
tải,xem là ngàm 4 cạnh.
- Nếu là ô bản biên , bản được xem là bản đơn chòu toàn bộ tónh tải và họat
tải,xem là ngàm 3 cạnh ,liên kết tại cạnh biên phụ thuộcvào đk :
Tỉ số
3
d
s
h
h

≥
=> ngàm
Tỉ số
3
d
s
h
h
<
=> tựa đơn.
2.5.1 Nội lực bản kê bốn cạnh
Nội lực sàn
12
,,,
III
MMMM
được tính theo sơ đồ đàn hồi liên kết ngàm
bốn cạnh và tải phân bố đều
s
q
, minh họa bằng hình 2.4
MII
MII
M2
M1
MI MI
MII
M2
MIM1
L2

L1

Hình 2.3 Nội lực bản kê bốn cạnh.
Moment
12
,
MM
ở nhòp được tính theo các công thức sau
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 15



19112
s
Mmqll
=×××

29212
s
Mmqll
=×××

Và moment
,
III
MM
ở gối được tính như sau
9112

s
I
Mkqll
=×××

9212
s
II
Mkqll
=×××

trong đó
•
Cạnh dài
2
l


•
Cạnh ngắn
1
l


•
Các hệ số
91
m
,
92

m
,
91
k
,
92
k
được tra bảng, phụ thuộc vào loại ô bản.

Kết quả tính nội lực của các ô bản kê bốn cạnh
Ô


2
1
l
l

s
q

daN/m
2

91
m

92
m

91
k

92
k

1
M

daNm
2
M

daNm
I
M

daNm
II
M

daNm
1 1.23

537 0.0204 0.0142

0.0468 0.0325 180 125 413 287
2 1 545 0.0179 0.0179

0.0417 0.0417 135 135 315 315

3 1.17

535 0.02 0.015 0.0461 0.0349 185 139 427 323
4

1
.4

5
72

0.021

0.01
07

0.047
3

0.02
4

2
50

127

5
62

2
85

5 1.18

536 0.02 0.015 0.0461 0.0349 183 137 423 320
6 1 733 0.0179 0.0179

0.0417 0.0417 266 266 619 619
7 1.1 733 0.0194 0.0161

0.045 0.0372 192 159 444 367
Bảng 2.7 Kết quả tính moment cho các ô bản kê bốn cạnh
2.5.2 Nội lực sàn bản dầm
Nội lực sàn được tính theo loại bản dầm khi
2
1
2
α
=≥
l
l
. Tính theo từng ô
riêng biệt chòu tổng tải
s
q
theo sơ đồ đàn hồi. Cắt 1 dải bề rộng 1m theo phương
ngắn để tính nội lực theo sơ đồ dầm liên kết ở 2 đầu và tùy vào sơ đồ làm việc
mà có thể là hai đầu ngàm hoặc đầu ngàm đầu khớp. Xét từng trường hợp cụ thể:
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 16



• Ô bản dầm có sơ đồ tính là hai đầu ngàm (Ô8 & Ô9 &Ô11 & Ô12)
Thống kê các kết quả tính toán của các ô bản như sau
Ô8 có
2
7.5
=
l
m ;
1
3.5
=
l
m ;
733
s
q =
(daN/m
2
)
Ô9 có
2
9
l
=
m ;

1
3.5
=
l m ;
733
s
q =
(daN/m
2
)
Ô11 có
2
3.65
=
l
m;
1
1.6
=
l
m ;
820
s
q =
(daN/m
2
)
Ô12 có
2
4.5

=
l
m ;
1
1.6
=
l
m ;
774
s
q =
(daN/m
2
).
Ta luôn có tỉ số
2
1
2
>
l
l
nên tính theo trường hợp bản loại dầm; cắt 1 dãy
bản rộng
1
b
=
m theo phương cạnh ngắn để tính, sơ đồ tính như hình 2.5
1000
L1
L2

q
1
24
ql
1
12
ql
1
12
ql
2
2
2
ss
s
s

Hình 2.4 Sơ đồ tính các ô bản loại dầm hai đầu ngàm
Nội lực
nh
M
,
g
M
của các ô bản được tính theo các công thức sau
Hai đầu ngàm :
2
24
s
nh

ql
M
×
= ;
2
12
s
g
ql
M
×
=
• Ô bản có sơ đồ tính là dầm công xôn (Ô 10)
Ô 10 có
2
3.85
=
l m ;
1
0.6
=
l m ;
782
s
q =
(daN/m
2
)
Đây là bản dầm; cắt 1 dãy rộng
1

b
=
m theo phương cạnh ngắn; sơ đồ tính
là một dầm công xôn .




Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 17







Hình 2.5 Sơ đồ tính các ô bản loại dầm công xôn
2
2
×
=
s
g
ql
M
Kết quả tính toán nội lực bản dầm cho trong bảng sau
Sàn
s

q

g
M
(daN.m)

nh
M
(daN.m)
Ô8 733 750 375
Ô9 733 750 375
Ô10 782 140
Ô11
8
20

175 88
Ô12
774
165 83
Bảng 2.8 Kết quả tính moment cho các ô bản loại dầm
2.6 TÍNH CỐT THÉP
2.6.1 Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh
Từ kết quả tính nội lực, thay giá trò moment
M
vào công thức sau ta sẽ
tính được cốt thép
s
A
của ô bản

2
m
b
M
Rbho
α = ,
0.429
R
α
=

0.5(112)
m
ζα
=+−

0
**
S
s
M
A
Rh
ζ
= ;
00
00
0
100
S

mim
A
bh
µµ
=>

trong đó
782
s
q =
(daN/m
2
)
0.6 m

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 18



• Bê tông B20⇒
115
b
R
=
(daN/cm
2
)
• Cốt thép sàn AI⇒

2250
s
R
=
(daN/cm
2
)
• Tính bản như cấu kiện chòu uốn, tiết diện
10010
bh
×=×
(cm×cm)
• Giả thiết :
1.5
bv
a
=
(cm)
⇒

0
8.5
h
=
(cm)
• Theo TCVN
min
0.05%
µ
=

. Hợp lý nhất
0.3%0.9%
µ
=÷
đối với sàn.
Kết quả tính thép cho từng ô bản lần lượt được trình bày dưới đây


M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2
)
µ

%
1
M

180 0.022 0.989 0.95
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

125 0.015 0.992 0.66
φ
6a200
1.41 0.166
I
M

413 0.050 0.975 1.78
φ
8a200
2.5 0.295
II
M

287 0.035 0.982 1.23
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.9 Bảng kết quả cốt thép cho Ô1 (

1
3.65
=
l m,
2
4.5
l
=
m).

M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2

)
µ
%
1
M

135 0.016 0.992 0.71
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

135 0.016 0.992 0.71
φ
6a200
1.41 0.166
I
M

315 0.038 0.981 1.35
φ
8a200
2.5 0.295
II
M

315 0.038 0.981 1.35
φ
8a200

2.5 0.295
Bảng 2.10 Bảng kết quả cốt thép cho Ô2 (
1
3.65
=
l m,
2
3.8
=
l m).

M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm

2
)
µ
%
1
M

185 0.022 0.989 0.98
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

139 0.017 0.992 0.73
φ
6a200
1.41 0.166
I
M

427 0.051 0.974 1.84
φ
8a200
2.5 0.295
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 19

II
M

323 0.039 0.980 1.39
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.11 Bảng kết quả cốt thép cho Ô3 (
1
3.85
=
l
m,
2
4
=
l
.5m).

M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2
)
µ
%
1
M

250 0.03 0.985
1.33
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

127 0.015 0.992
0.67
φ
6a200
1.41 0.166
I

M

562 0.068 0.965
2.45
φ
8a200
2.5 0.295
II
M

285 0.034 0.983
1.22
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.12 Bảng kết quả cốt thép cho Ô4 (
1
3.85
=
l m,
2
5.4
=
l m)

M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2
)
µ
%
1
M

183 0.022 0.989 0.97
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

137 0.017 0.992 0.72
φ

6a200
1.41 0.166
I
M

423 0.051 0.974 1.82
φ
8a200
2.5 0.295
II
M

320 0.038 0.980 1.37
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.13 Bảng kết quả cốt thép cho Ô5 (
1
3.8
=
l
m,
2
4.5
=
l
m).

M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)

Chọn thép
sc
A

(cm
2
)

µ
%
1
M

266 0.032 0.984 1.41
φ
6a180
1.57 0.185

2
M

266 0.032 0.984 1.41
φ
6a180
1.57 0.185
I
M

619 0.074 0.961 2.71
φ
8a180
2.79 0.329
II
M

619 0.074 0.961 2.71
φ
8a180
2.79 0.329
Bảng 2.14 Bảng kết quả cốt thép cho Ô6 (
1
4.5
l
=
m,
2
4.5
l

=
m).
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 20




M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2
)

µ
%
1
M

192 0.023 0.988
1.01
φ
6a200
1.41 0.166
2
M

159 0.019 0.990
0.84
φ
6a200
1.41 0.166
I
M

444 0.053 0.972
1.92
φ
8a200
2.5 0.295
II
M

367 0.044 0.977

1.58
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.15 Bảng kết quả cốt thép cho Ô7 (
1
3.5
=
l
m,
2
3.85
=
l
m).
2.6.2 Tính cốt thép các ô loại bản dầm
Từ kết quả tính nội lực, thay giá trò moment
nh
M
,
g
M
vào công thức sau ta
sẽ tính được cốt thép
S
A
của ô bản
Sàn
nh
M

(daN.m)
m
α

ζ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc
A

(cm
2
)
µ
%
Ô8 375 0.045 0.977 2.01
φ
6a120
2.36 0.27
Ô9 375 0.045 0.977 2.01
φ
6a120
2.36 0.27

Ô11 88 0.011 0.995 0.46
φ
6a200
1.41 0.166
Ô12 83 0.010 0.995 0.44
φ
6a200
1.41 0.166
Bảng 2.16 Bảng kết quả cốt thép cho
nh
M
.
Sàn
g
M

(daN.m)

α

γ

s
A

(cm
2
)
Chọn thép
sc

A

(cm
2
)
µ
%
Ô8 750 0.090 0.953 4.12
φ
10a180
4.63 0.54
Ô9 750 0.090 0.953 4.12
φ
10a180
4.63 0.54
Ô10 140 0.0168 0.991 0.738
φ
8a200
2.5 0.295
Ô11 175 0.021 0.989 0.92
φ
8a200
2.5 0.295
Ô12 165 0.020 0.990 0.87
φ
8a200
2.5 0.295
Bảng 2.17 Bảng kết quả cốt thép cho
g
M

.
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư , Khóa 2005 - 2009 GVHD: TH.S PHẠM TRƯỜNG GIANG

SVTH : VÕ HOÀNG HUY Trang: 21



2.7 ĐỘ VÕNG SÀN
Kiểm tra độ võng là một yều cầu hết sức quan trọng trong thiết kế, nếu
tính toán theo công thức sau không thỏa thì phải thiết kế lại từ đầu
ωω
≤
gh
.
2.7.1 Chọn Ô9 (9mx3.5m) để kiểm tra độ võng đối với bản làm việc hai
phương

Độ võng giới hạn
gh
ω
tính theo TCVN 356-2005 như sau
1350
1.75
200200
gh
Lcm
ω === .
Trong khi đó, độ võng
ω
của của Ô9 xuất ra từ kết quả giải trên mô hình trong

Etabs là
0.35
ω
=
cm


Hình 2.6 Độ võng đối với bản làm việc hai phương