Thiết kế cao ốc Hưng Thịnh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.87 MB, 294 trang )
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1.1. Mục đích chọn đề tài
Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm văn hóa kinh tế lớn của cả nước, dân cư nhiều
nơi đổ về thành phố tìm kiếm cơ hội cho mình nên dân số ngày càng đông làm tăng
nhanh nhu cầu về nhà ở. Bên cạnh đó quỹ đất xây dựng ngày càng eo hẹp, vì vậy giải
pháp nhà cao tầng là lựa chọn tốt nhất để giải quyết vấn đề nhà ở cho cư dân thành
phố. Với nhu cầu đó, cao ốc Hưng Thịnh được đầu tư xây dựng kết hợp giữa căn hộ và
khu thương mại.
1.2. Địa điểm xây dựng công trình
1.2.1. Địa điểm
Địa điểm xây dựng công trình là 125-127,đường Tô Ký, quận 12, TP.HCM.
1.2.2. Điều kiện tự nhiên
Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt
Mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11)
Nhiệt độ trung bình: 25
o
C
Nhiệt độ thấp nhất: 20
o
C
Nhiệt độ cao nhất: 36
o
C
Lượng mưa trung bình: 274.4 mm (tháng 4)
Lượng mưa cao nhất: 638 mm (tháng 5)
Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (tháng 11)
Độ ẩm tương đối trung bình: 48,5%
Độ ẩm tương đối thấp nhất: 79%
Độ ẩm tương đối cao nhất: 100%
Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày đêm
Mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4)
Nhiệt độ trung bình: 27
o
C
Nhiệt độ cao nhất: 40
o
C
Gió
Vào mùa khô:
Gió Đông Nam: chiếm 30% - 40%
Gió Đông: chiếm 20% - 30%
Vào mùa mưa:
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 2
Gió Tây Nam: chiếm 66%
Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình là 2,15 m/s
Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc
thổi nhẹ.
1.3. Giải pháp kiến trúc
1.3.1. Mặt bằng và phân khu chức năng
Số tầng: 2 tầng hầm + 15 tầng lầu + 1 tầng lửng.
Công trình được chia khu chức năng từ dưới lên:
Hai tầng hầm: dùng làm nơi để xe và lắp đặt các thiết bị kỹ thuật
Tầng 1-3: khu thương mại – dịch vụ
Tầng 4-14: dùng làm căn hộ
Tầng 15: tầng mái
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 3
1.3.2. Hệ thống giao thông
Về mặt giao thông đứng: được tổ chức gồm 4 cầu thang bộ kết hợp với 2 khu thang
máy dùng để đi lại và thoát người khi có sự cố.
Về mặt giao thông ngang: trong công trình (mỗi tầng) là các hành lang chạy dọc lõi
thang của công trình.
1.4. Giải pháp kỹ thuật
1.4.1. Điện
Nguồn điện cung cấp cho chung cư chủ yếu là nguồn điện thành phố, có nguồn điện
dự trữ khi có sự cố cúp điện, đólà máy phát điện đặt ở tầng hầm để bảo đảm cung
cấp điện 24/24h cho chung cư.
Hệ thống cáp điện được đi trong hộp gain kỹ thuật và có bảng điều khiển cung cấp
điện cho từng căn hộ.
1.4.2. Nước
Nguồn nước cung cấp cho chung cư là nguồn nước thành phố, được đưa vào bể
nước ngầm rồi dùng máy bơm đưa nước đến bể nước mái của chung cư, sau đó
nước từ đây sẽ được cung cấp lại cho các căn hộ. Đường ống thoát nước thải và
cấp nước đều sử dụng ống nhựa PVC. Mái bằng tạo độ dốc để tập trung nước vào
các sê nô bằng BTCT, sau đó được thoát vào ống nhựa thoát nước để thoát vào
cống thoát nước của thành phố.
1.4.3. Thông thoáng
Tất cả các căn hộ đều nằm xung quanh lõi thang suốt từ tầng mái đến tầng trệt.
Ngoài ra, còn có 2 khoảng lõm ở 2 mặt của công trình để tăng thêm diện tích các lô
gia tiếp xúc với bên ngoài. Tất cả các căn hộ đều có mặt tiếp xúc bên ngoài để lấy
ánh sáng tự nhiên.
1.4.4. 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.
1.4.5. Thông tin liên lạc
Hệ thống thông tin liên lạc trong công trình bao gồm:
Hệ thống mạng máy tính;
Hệ thống cáp điện thoại;
Hệ thống truyền hình cáp;
Hệ thống camera an ninh;
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 4
Hệ thống điện thoại gọi cửa;
Hệ thống phát thanh công cộng;
Hệ thống báo động và chống đột nhập;
Hệ thống kiểm soát xe ra vào.
1.4.6. Phòng cháy – Chữa cháy
Các họng cứu hỏa được đặt tại hành lang và đầu cầu thang, ngoài ra còn có các hệ
thống chữa cháy cục bộ đặt tại các vị trí quan trọng.
1.4.7. Thoát rác
Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm, có bộ phận đưa rác ra ngoài. Gain
rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm.
1.4.8. Các hệ thống khác
Thanh chống sét nhà cao tầng, còi báo động, hệ thống đồng hồ.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 5
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC
(Theo Tiêu Chuẩn: ACI 318-2002 )
2.1. Vật liệu cho sàn bê tông ứng lực trước
2.1.1. Bê tông sàn
Chọn bê tông có cấp độ bền B35 (Mác 450)
Cường độ tính toán chịu nén:
19.5( )
b
R MPa
=
Cường độ tính toán chịu kéo:
1.3( )
bt
R MPa
=
Môđun đàn hồi:
3
34.5 10 ( )
b
E MPa
= ×
Cường độ chịu nén của bê tông cho mẫu lăng trụ ở 28 ngày tuổi theo tiêu chuẩn
ACI (USA):
'
0.8 0.8 45
30( )
1.2 1.2
c
MacBT
f MPa
× ×
= = =
(theo lý thuyết công thức trên là do sự hoán đổi từ mẫu chuẩn _ hình lập phương
150x150x150_ ra hình lăng trụ )
Môđun biến dạng đàn hồi:
'
4730 4730 30 25907.3( )
c c
E f MPa
= × = × =
2.1.2. Cáp sử dụng
Cáp sử dụng cho sàn là cáp bám dính T15 đặt trong ống nhựa có đường kính 20
mm, tuân theo tiêu chuẩn ASTM A416, sử dụng loại cáp ứng lực Grade 270 do
VSL sản xuất có các dữ liệu sau:
Đường kính cáp: D
cap
= 15.2 (mm)
Diện tích cáp: A
ps
= 140 (mm
2
)
Giới hạn bền của cáp:
1860( )
pu
f MPa
=
Giới hạn chảy của cáp:
1690( )
py
f MPa
=
Tải trọng phá hoại: 206.7 (KN)
Môđun biến dạng đàn hồi:
5
1.95 10 ( )
ps
E MPa
= ×
Độ dài lớn nhất: 2.5%
Cáp có tổn hao do chùng ứng suất sau 1000 giờ là 2%
Các thông số để thiết kế hao tổn do ma sát của cáp là:
0.15
µ
=
,
0.001/1
k m
=
2.1.3. Thép sử dụng cho sàn
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 6
Dùng thép AIII có cường độ chịu kéo tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất:
365( )
y
f MPa
=
Cốt thép miền trên và miền dưới: ∅ = 12 (mm), A
s
= 113.1 (mm
2
)
2.2. Thiết kế mặt bằng sàn điển hình ( sàn tầng 10 )
2.2.1. Chọn sơ bộ kích thước cấu kiện
Chọn sơ bộ kích thước vách
Chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao.
3400
170
20
t mm
≥ = . Chọn t = 300 mm
Chọn sơ bộ kích thước sàn
Sàn bê tông ứng lực trước được lựa chọn kích thước sàn theo công thức kinh
nghiệm:
( )
40 45
s
L L
h = → .
V
ậy với nhịp lớn nhất là 10.5m thì chiều dày sàn nằm trong khoảng
(233.33
÷
262.5). Chọn chiều dày sàn là h
b
= 240 mm.
Chọn sơ bộ kích thước dầm biên
15 10
d
l l
h
= ÷
. Chọn
700( )
d
h mm
=
3 2
d d
d
h h
b
= ÷
= 350 (mm)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 7
Chọn sơ bộ kích thước cột
Kích thước tiết diện cột được chọn tùy theo diện truyền tải. Công thức xác định sơ
bộ tiết diện cột:
c
b
n N
F k
R
×
= ×
Trong đó: k = 1.2→1.5: hệ số kể đến do cột còn chịu momen do gió
N : là tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của tầng bất kỳ
1
( )
n
s s
i
N N S p g
=
= = × + +
∑
TLBT dầm + TLBT tường + TLBT cột
S : diện tích truyền tải
N: số tầng trên mặt cắt cột
STT Tầng Cột giữa Cột biên
1 Hầm 2 – Tầng 2 1000x1000 600x700
2 Tầng 3 – Tầng 7 900x900 550x700
3 Tầng 8 – Tầng 11 750x750 500x700
4 Tầng 12 – Tầng mái 600x600 400x600
2.2.2. Tải trọng tác dụng lên sàn
Tải
trọng
Tên lớp
Bề
dày
(m)
Trọng
lượng
riêng
(kN/m
3
)
Tải tiêu
chu
ẩn
(kN/m
2
)
Hệ số
vượt
tải
Tải tính
toán
(kN/m
2
)
Gạch Ceramic
0.02
18 0.36 1.1 0.396
Vữa lót
0.03
20 0.6 1.2 0.72
Tĩnh tải
Sàn bê tông
0.24
25 6 1.1 6.6
Vữa trát
0.015
20 0.3 1.2 0.36
Ống vệ sinh
0.5 1.1 0.55
Đường ống thiết bị M&E
0.5 1.1 0.55
Trần treo thạch cao 0.15 1.1 0.17
Trọng lượng vách ngăn 0.5 1.3 0.65
Tổng tĩnh tải 8.91 10
Hoạt tải
1.50 1.30 1.95
Ứng lực cân bằng do tĩnh tải
2
(0.8 1) àn = 0.9 6=5.4(kN/m )
cb
W TLBTs= → × ×
2.3. Kiểm tra xuyên thủng của bản sàn
Xét trên cột D2 có diện tích truyền tải từ sàn lên cột lớn để chọn tính, tháp xuyên
thủng như sau ( kiểm tra như sàn thường)
Chọn
25
a mm
=
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 8
0
240 25 215( )
h h a mm
= − = − =
Lực phân bố đều trên sàn gồm tĩnh tải và hoạt tải:
2
10 1.95 11.95( / )
q g p kN m
= + = + =
Diện tích sàn truyền tải trọng về cột
2 2
5.25 2 4.75 5.25 1.3 5.25 86.9( )
S m
= × + × + × =
Diện tích mặt đáy của tháp xuyên thủng
2 2 2
0
( 2 ) (1 2 0.215) 2.04( )
A b h m
= + × = + × =
Lực nén thủng F
(
)
11.95 (86.9 2.04) 1014.08( )
F q S A kN
= × − = × − =
Khả năng chịu cắt của bê tông
0
cx b bt m
Q R u h
α γ
= × × × ×
Trong đó:
α
= 1 đối với bê tông nặng
b
γ
= 1 hệ số điều kiện làm việc của bê tông.
bt
R
=1300 kN/m
2
cường độ chịu kéo tính toán của bê tông
m
u
- chu vi trung bình của tháp nén thủng.
0
4 ( 2 ) 4 (1 2 0.215) 5.72( )
m
u b h m
= × + × = × + × =
1 1 1300 5.72 0.215 1598.7( )
cx
Q kN
= × × × × =
Vậy F <
cx
Q
nên sàn đảm bảo không bị xuyên thủng tại vị trí các điểm tiếp xúc giữa
sàn và cột. Do yêu cầu kiến trúc công trình và thiên về an toàn ta chọn và bố trí mũ cột
dày 200(mm), rộng 2m x 2m cho cột giữa.
2.4. Tính tổn hao ứng suất
Chọn ứng suất căng ban đầu theo mục 18.5.1 tiêu chuẩn ACI 318-2002
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 9
0.8 0.8 1860 1488( )
0.94 0.94 1690 1588.62( )
pi pu
pi py
f f MPa
f f MPa
≤ × = × =
≤ × = × =
Lấy
0.75 0.75 1860 1395( )
pi pu
f f MPa
≤ × = × =
2.4.1. Tổn hao ứng suất do ma sát
Cáp được căng sau bằng kích.
Cáp được đặt trong ống gen xoắn mạ kẽm, ống gen 20x85 (mm), chiều dài 6-8 (m),
các ống gen được nối với nhau bằng các ống nối bằng nhựa có đặt các ống nhựa
PVC Tiền Phong thông lên sàn để khi cáp căng xong thì việc bơm vữa vào trong
ống gen được dễ dàng, ta có thể kiểm tra lượng vữa bơm vào trong và băng dính
thành ống dài theo bó cáp trước khi đổ bê tông.
Nếu cáp dải > 30(m) thì cáp được neo cố định ở 2 đầu.
Nếu cáp dải < 30(m) thì cáp được neo một đầu neo sống, một đầu neo chết.
Quy trình thi công kéo cáp chia làm 3 giai đoạn: 10%-50%-100%P
o
.
Khi cáp đã được kéo đến lực kéo tính toán, đóng chặt nêm lần cuối, bơm vữa xi
măng mác cao vào ống d9r63 tạo lực dính và bảo vệ cáp.
Chọn sơ bộ tỉ lệ hao ứng suất có thể lấy gần đúng là 2.5% trên 10m dài. Đối với sàn
này ứng suất còn lại là:
59.8
1395 0.025 1395 1186( )
10
si
f MPa
= − × × =
Ứng suất trung bình trong cáp:
1395 1186
1290.5( )
2
p
f MPa
+
= =
Biến dạng do ứng suất trung bình:
5
1290.5 59.8
. 0.396( )
1.95 10
p
f
l mm
E
×
∆ = = =
×
2.4.2. Tổn hao ứng suất do biến dạng vùng neo
Sau khi căng cáp và đưa cáp vào trạng thái làm việc
Vùng neo cho phép biến dạng lớn nhất là 6mm
5
. 0.006 1.95 10
19.56( )
59.8
f
E
MPa
l
∆ × ×
∆ = = =
Ứng suất trung bình sau khi kể đến hao ứng suất do ma sát và biến dạng neo:
2
1290.5 19.56 1270.94( )
p f
f f MPa
= − ∆ = − =
2.4.3. Hao ứng suất do nguyên nhân khác
Hao do co ngót của bê tông, do từ biến, chùng ứng suất của cáp phụ thuộc vào độ
ẩm khi căng sau, lấy bằng 17%
2
f
(mục 18.6 TC ACI318-2002)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 10
2
17% 0.17 1270.94 216( )
f MPa
= × =
Ứng suất sử dụng hiệu quả lúc này:
2 2
17% 1270.94 216 1054.94( )
se
f f f MPa
= − = − =
2.5. Hình dạng cáp
Dựa trên biểu đồ moment do tĩnh tải cân bằng gây ra để bố trí cáp cho sàn, việc tính
toán nội lực cho sàn được giải bằng phần mềm SAFE.
Các bước thực hiện trong SAFE
Bước 1: Nhập thông tin của sàn, dầm, vách, cột
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 13
Bước 2: Vẽ mô hình sàn và gán cấu kiện
Bước 3: Nhập tải cân bằng
Bước 4: Chạy chương trình
Bước 5: Xem chuyển vị và nội lực
Hình - Chuyển vị ( độ võng sàn mm)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 14
Hình - Biểu đồ mômen do tải trọng cân bằng
cb
W
dải trục X
Hình - Biểu đồ mômen do tải trọng cân bằng
cb
W
dải trục Y
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 15
2.5.1. Xác định độ lệch tâm lớn nhất
Độ lệch tâm lớn nhất bằng khoảng cách từ tim cáp đến trục trung hòa.
Lớp bê tông bảo vệ:
30( )
d mm
=
Cáp uốn cách tâm cột một khoảng 0.1L
Đối với nhịp 10.5 m :
0.1 10.5 1.05( )
m
× =
Đối với nhịp 9.5 m :
0.1 9.5 0.95( )
m
× =
Đối với nhịp 7.6 m :
0.1 7.6 0.76( )
m
× =
Đối với nhịp 7.1 m :
0.1 7.1 0.71( )
m
× =
Độ lệch tâm của cáp theo phương trục X:
Độ lệch tâm của cáp tại nhịp:
1
240 20
30 20 60( )
2 2
e mm
= − − − =
Độ lệch tâm của cáp tại đầu cột:
2
240 20
30 80( )
2 2
e mm
= − − =
Độ lệch tâm tương đương của cáp:
2
1 1
80
60 100( )
2 2
e
s e mm
= + = + =
2 1 2
60 80 140( )
s e e mm
= + = + =
Độ lệch tâm của cáp theo phương trục Y:
Độ lệch tâm của cáp tại nhịp:
1
240 20
30 80( )
2 2
e mm
= − − =
Độ lệch tâm của cáp tại đầu cột:
2
240 20
30 20 60( )
2 2
e mm
= − − − =
Độ lệch tâm tương đương của cáp:
2
1 1
60
80 110( )
2 2
e
s e mm
= + = + =
2 1 2
80 60 140( )
s e e mm
= + = + =
Minh họa đường rải cáp
2.5.2. Tính cáp
Lực ứng lực trước (ULT) yêu cầu cho dải:
yc
M
P
s
=
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 16
Với : M: momen do tải trọng cân bằng gây ra
s : độ lệch tâm của cáp
Lực ULT của 1 cáp:
1
140
1054.94 147.7( )
1000 1000
ps
cap se
A
P f kN
= × = × =
Số lượng cáp cần thiết:
1
yc
cap
P
n
P
=
Kết quả được lập thành bảng:
Trong bảng số lượng cáp được tính toán và bố trí theo kinh nghiệm
Bố trí cáp từ:
70% cho dải cột, khoảng cách lớn nhất:
3 3 240 720( )
b
h mm
× = × =
30% cho dải giữa nhịp, khoảng cách lớn nhất:
7 7 240 1680( )
b
h mm
× = × =
Bảng tính cáp cho các dải sàn
Tên dải
Độ lệch tâm
của cáp
(m)
M do tải
cân bằng
(kNm)
Bề rộng
dải(m)
Pyc
(kN)
P1cap
(kN)
Số cáp
Số bó
cáp (1
bó = 5
cáp)
CSX1 0.14 -40.512 1.25 289.37 147.7 2 1
CSX2 0.14 -122.704 2.625 876.46 147.7 11 3
CSX3 0.14 -167.015 4 1193 147.7 23 5
CSY1 0.14 -59.397 2.375 424.26 147.7 5 1
CSY2 0.14 -308.335 4.75 2202.4 147.7 45 9
CSY3 0.14 -92.714 4.15 662.24 147.7 13 3
CSY4 0.14 -110.256 3.675 787.54 147.7 14 3
MSX1 0.1 42.762 2.5 427.62 147.7 2 1
MSX2 0.1 62.992 2.75 629.92 147.7 4 1
MSX3 0.14 -105.374 5.25 752.67 147.7 19 4
MSY1 0.14 -140.463 4.75 1003.3 147.7 23 5
MSY2 0.14 -203.315 4.75 1452.3 147.7 33 7
MSY3 0.11 47.693 3.55 433.573
147.7 3 1
MSY4 0.11 78.336 3.8 712.145
147.7 5 1
2.6. Kiểm tra ứng suất trong sàn
2.6.1. Lúc buông neo ( theo mục 18.4.1 ACI 318-2002)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 17
Lúc buông neo, sàn chịu tác dụng của các lực: lực ứng suất trước, trọng lượng bản
thân sàn.
Lực UST
2
ps
P F n A f
= = × ×
Với
2
f
= 1270.94 (MPa) : ứng suất sau khi ma sát và buông neo
ps
A
= 140
2
( )
mm
: diện tích 1 sợi cáp
Tùy thuộc vào hình dạng cáp, lực UST sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác dụng lên
sàn hướng xuống hoặc hướng lên, tải trọng có giá trị:
Tại nhịp lực hướng lên
2
8
d
P s
W
l b
× ×
=
×
Tại đầu cột lực hướng xuống
2
2
8
d
P e
W
l b
× ×
=
×
d
b
: bề rộng dải
l : khoảng cách giữa 2 điểm uốn trong cáp
BẢNG TÍNH TẢI TRỌNG CÂN BẰNG DO LỰC ỨNG LỰC TRƯỚC SAU KHI BUÔNG NEO GÂY RA
Tên dải
Số
cáp
P (kN) bd (m) Vị trí l (m)
Độ
lệch
tâm
của
cáp
(m)
w
(kN/m
2
)
CSX1
2 355.86 1.25
Nhịp 1-2,7-7' 9.5
0.14
3.53
Nhịp 2-3,6-7 9.5
0.14
3.53
Trục 2, 7 1.9
0.08
50.47
CSX2
11 1957.25 2.625
Nhịp 1-2,7-7',2-
3,6-7 9.5
0.14
9.25
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
11.83
Nhịp 4-5 7.6
0.1
10.33
Trục 2, 7 1.9
0.08
132.19
Trục 3, 6 1.66
0.08
173.17
Trục 4, 5 1.47
0.08
220.83
CSX3 23 4092.43 4
Nhịp 1-2,7-7' 9.5
0.14
12.7
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
16.24
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 18
Nhịp 4-5 7.6
0.1
14.17
Trục 2, 7 1.9
0.08
181.38
Trục 3, 6 1.66
0.08
237.62
Trục 4, 5 1.47
0.08
303.02
CSY1
5 889.66 2.375
Nhịp B-D, E-G 10.5
0.14
3.81
Trục E, D 2.1
0.06
40.77
CSY2
45 8006.92 4.75
Nhịp B-D, E-G,E-
D 10.5
0.14
17.12
Trục E, D 2.1
0.06
183.47
CSY3 13 2313.11 4.15
Nhịp B-C, F-G 5
0.14
24.97
Nhịp C-D,E-F 5.5
0.14
20.64
Trục E, D 2.1
0.06
60.67
Trục C, F 1.05
0.06
242.67
CSY4 14 2491.04 3.675
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
10.33
MSX1
2 355.86 2.5
Nhịp 1-2,7-7',2-
3,6-7 9.5
0.14
1.77
Trục 2, 7 1.9
0.08
25.24
MSX2
4 711.73 2.75
Nhịp 1-2,7-7',2-
3,6-7 9.5
0.14
3.21
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
4.11
Nhịp 4-5 7.6
0.1
3.58
Trục 2, 7 1.9
0.08
45.88
Trục 3, 6 1.66
0.08
60.11
Trục 4, 5 1.47
0.08
76.65
MSX3
19 3380.7 5.25
Nhịp 2-3,6-7 9.5
0.14
7.99
Trục 2, 7 1.9
0.08
114.16
MSY1
23 4092.43 4.75
Nhịp B-D, E-G,E-
D 10.5
0.14
8.75
Trục E-D 2.1
0.06
93.78
MSY2 33 5871.74 4.75
Nhịp B-D, E-G 10.5
0.14
12.56
Trục E, D 2.1
0.06
134.55
MSY3 3 533.79 3.55
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
2.29
MSY4 5 889.66 3.8
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
3.57
Ứng suất cho phép:
Lúc buông neo, cường độ bê tông:
' '
0.8 0.8 30 24( )
ci c
f f MPa
= × = × =
Ứng suất nén:
'
0.6 0.6 24 14.4( )
ci
f MPa
× = × =
Ứng suất kéo
Tại đầu cột:
'
0.5 0.5 24 2.45( )
ci
f MPa
× = × =
Tại nhịp :
'
0.25 0.25 24 1.22( )
ci
f MPa
× = × =
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 19
Ứng suất trong bê tông:
P M
f
A W
= − ±
Kiểm tra ứng suất tại dải chân cột:
Momen lớn nhất tại đầu cột:
max
308.335( )
M kNm
−
= −
Lực căng trước:
2
45 1270.94 140 8006922( )
ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
8006922 308.335 10
0.26( )
1140000 456 10
8006922 308.335 10
13.8( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ = −
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
0.26( ) 2.45( )
13.8( ) 14.4( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= − ≤
= ≤
Vậy đảm bảo.
Momen lớn nhất tại nhịp:
max
155.513( )
M kNm
+
=
Lực căng trước:
2
50 1270.94 140 8896580( )
ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
8896580 155.513 10
4.4( )
1140000 456 10
8896580 155.513 10
11.21( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ = −
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
4.4( ) 2.45( )
11.21( ) 14.4( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= − ≤
= ≤
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 20
Vậy đảm bảo
Do đó bê tông không bị nứt trong giai đoạn thi công
Kiểm tra ứng suất tại dải giữa nhịp:
Momen lớn nhất tại đầu cột:
max
203.315( )
M kNm
−
= −
Lực căng trước:
2
33 1270.94 140 5871742.8( )
ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
5871742.8 203.315 10
0.7( )
1140000 456 10
5871742.8 203.315 10
9.6( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ = −
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
0.7( ) 2.45( )
9.6( ) 14.4( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= − ≤
= ≤
Vậy đảm bảo
Momen lớn nhất tại nhịp:
max
93.277( )
M kNm
+
=
Lực căng trước:
2
33 1270.94 140 5871742.8( )
ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
5871742.8 93.277 10
3.1( )
1140000 456 10
5871742.8 93.277 10
7.2( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ = −
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
3.1( ) 2.45( )
7.2( ) 14.4( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= − ≤
= ≤
Vậy đảm bảo.
Do đó bê tông không bị nứt trong giai đoạn thi công
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 21
KẾT QUẢ KIỂM TRA LẬP THÀNH BẢNG
Tên dải
Số
cáp
n
Aps
(mm
2
)
M do tải
cân bằng
(kNm)
Bề
rộng
dải
(m)
A (m
2
) P (kN) W (m
3
)
f
t
(MPa)
f
c
(MPa)
CSX1
2
140
40.512
1.25 0.3 355.863 0.012
2.19 -4.56
CSX2
11
140
122.704
2.625
0.63 1957.25 0.025
1.8 -8.01
CSX3
23
140
167.015
4 0.96 4092.43 0.038
0.13 -8.66
CSY1
5
140
59.397
2.375
0.57 889.658 0.023
1.02 -4.14
CSY2
45
140
308.335
4.75 1.14 8006.92 0.046
-0.32 -13.73
CSY3
13
140
92.714
4.15 0.996
2313.11 0.04
0 -4.64
CSY4
14
140
110.256
3.675
0.882
2491.04 0.035
0.33 -5.97
MSX1
2
140
42.762
2.5 0.6 355.863 0.024
1.19 -2.37
MSX2
4
140
62.992
2.75 0.66 711.726 0.026
1.34 -3.5
MSX3
19
140
105.374
5.25 1.26 3380.7 0.05
-0.58 -4.79
MSY1
23
140
140.463
4.75 1.14 4092.43 0.046
-0.54 -6.64
MSY2
33
140
203.315
4.75 1.14 5871.74 0.046
-0.73 -9.57
MSY3
3
140
47.693
3.55 0.852
533.795 0.034
0.78 -2.03
MSY4
5
140
78.336
3.8 0.912
889.658 0.036
1.2 -3.15
2.6.2. Giai đoạn sử dụng
Trong giai đoạn sử dụng, sàn chịu tác dụng của các lực: lực UST, tĩnh tải, hoạt tải.
Lực UST
ps se
P F n A f
= = × ×
Với
se
f
= 1054.94 (MPa) : ứng suất hiệu quả sau khi hao ứng suất
ps
A
= 140
2
( )
mm
: diện tích 1 sợi cáp
Tùy thuộc vào hình dạng cáp, lực UST sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác dụng lên sàn
hướng xuống hoặc hướng lên, tải trọng có giá trị:
Tại nhịp lực hướng lên
2
8
d
P s
W
l b
× ×
=
×
Tại đầu cột lực hướng xuống
2
2
8
d
P e
W
l b
× ×
=
×
d
b
: bề rộng dải
l : khoảng cách giữa 2 điểm uốn trong cáp
Giá trị tải trọng cân bằng được lập thành bảng
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 22
BẢNG TÍNH TẢI TRỌNG CÂN BẰNG DO LỰC ỨNG LỰC TRƯỚC GÂY RA
Tên dải
Số cáp P (kN) bd (m) Vị trí l (m)
Độ lệch
tâm của
cáp (m)
w
(kN/m
2
)
CSX1
2
295.38
1.25
Nhịp 1-2,7-7' 9.5
0.14
2.93
Nhịp 2-3,6-7 9.5
0.14
2.93
Trục 2, 7 1.9
0.08
41.89
CSX2
11 1624.61
2.625
Nhịp 1-2,7-
7',2-3,6-7 9.5
0.14
7.68
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
9.82
Nhịp 4-5 7.6
0.1
8.57
Trục 2, 7 1.9
0.08
109.72
Trục 3, 6 1.66
0.08
143.74
Trục 4, 5 1.47
0.08
183.3
CSX3
23 3396.91
4
Nhịp 1-2,7-7' 9.5
0.14
10.54
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
13.48
Nhịp 4-5 7.6
0.1
11.76
Trục 2, 7 1.9
0.08
150.56
Trục 3, 6 1.66
0.08
197.24
Trục 4, 5 1.47
0.08
251.52
CSY1
5 738.46 2.375
Nhịp B-D, E-G 10.5
0.14
3.16
Trục E, D 2.1
0.06
33.84
CSY2
45 6646.12
4.75
Nhịp B-D, E-
G,E-D 10.5
0.14
14.21
Trục E, D 2.1
0.06
152.29
CSY3
13 1919.99
4.15
Nhịp B-C, F-G 5
0.14
20.73
Nhịp C-D, E-F 5.5
0.14
17.13
Trục E, D 2.1
0.06
50.36
Trục C, F 1.05
0.06
201.43
CSY4 14 2067.68
3.675
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
8.57
MSX1
2 295.38 2.5
Nhịp 1-2,7-
7',2-3,6-7 9.5
0.14
1.47
Trục 2, 7 1.9
0.08
20.95
MSX2
4 590.77 2.75
Nhịp 1-2,7-
7',2-3,6-7 9.5
0.14
2.67
Nhịp 3-4,5-6 7.1
0.1
3.41
Nhịp 4-5 7.6
0.1
2.98
Trục 2, 7 1.9
0.08
38.09
Trục 3, 6 1.66
0.08
49.89
Trục 4, 5 1.47
0.08
63.63
MSX3
19 2806.14
5.25
Nhịp 2-3,6-7 9.5
0.14
6.63
Trục 2, 7 1.9
0.08
94.76
MSY1
23 3396.91
4.75
Nhịp B-D, E-
G,E-D 10.5
0.14
7.26
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 23
Trục E-D 2.1
0.06
77.84
MSY2
33 4873.82
4.75
Nhịp B-D, E-G 10.5
0.14
10.42
Trục E, D 2.1
0.06
111.68
MSY3 3 443.07 3.55
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
1.9
MSY4 5 738.46 3.8
Nhịp C-D',D'-F 7.6
0.11
2.96
Ứng suất cho phép:
Ứng suất nén:
'
0.6 0.6 30 18( )
c
f MPa
× = × =
Ứng suất kéo
Tại đầu cột:
'
0.5 0.5 30 2.74( )
c
f MPa
× = × =
Tại nhịp :
'
30 5.48( )
c
f MPa
= =
Ứng suất trong bê tông:
P M
f
A W
= − ±
Momen lớn nhất tại đầu cột:
max
594.4( )
M kNm
−
= −
Lực căng trước:
45 1054.94 140 6646122( )
se ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
6646122 594.4 10
7.2( )
1140000 456 10
6646122 594.4 10
18.86( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ =
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
7.2( ) 2.74( )
18.86( ) 18( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= >
= >
Vậy không đủ khả năng chịu lực, do đó trong vùng momen âm đầu cột phải bố trí cốt thép
thường theo mỗi phương.
Theo TC ACI 318-2002 thì cốt thép tối thiểu được tính theo công thức:
c
f
: Ứng suất chịu nén trong bê tông
18.86
c
f = − (MPa)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 24
t
f
: ứng suất kéo
t
f
= 7.2 ( MPa )
b
h
δ
=
: chiều dày sàn
365
y
f = MPa : giới hạn chảy của thép
Với lực kéo tính theo công thức:
1
2
t
T f y
= × ×
Diện tích thép yêu cầu theo công thức:
/ 2
s
y
T
A
f
=
Ta dùng lực kéo lớn nhất để tính, và bố trí cốt thép cho toàn bộ hệ cột
Tính đoạn y:
7.2 0.24
0.066( )
7.2 18.86
t t b
c s t c
f f h
y
y m
f h y f f
×
×
= => = = =
− + +
Lực kéo tại dải cột là.
1 1
7.2 66 237.6( )
2 2
t
T f y kN
= × × = × × =
Diện tích thép yêu cầu:
2
237.6 2 1000
1301.92( )
2 365
s
y
T
A mm
f
× ×
= = =
÷
Bố trí cốt thép dạng lưới
12 80
a
∅
có
2
1414( )
c
s
A mm
=
Momen lớn nhất tại nhịp:
max
299.8( )
M kNm
+
=
Lực căng trước :
45 1054.94 140 6646122( )
se ps
P n f A N
= × × = × × =
Diện tích mặt cắt ngang của dải:
2
4750 240 1140000( )
A mm
= × =
Momen kháng uốn của tiết diện:
2
3
4750 240
45600000( )
6
W mm
×
= =
Ta có:
P M
f
A W
= − ±
6
5
6
5
6646122 299.8 10
0.74( )
1140000 456 10
6646122 299.8 10
12.4( )
1140000 456 10
MPa
f
MPa
− ×
+ =
×
=
− ×
− = −
×
So sánh điều kiện:
P M
f
A W
= − ± =
0.74( ) 5.48( )
12.4( ) 18( )
t
c
f MPa MPa
f MPa MPa
= ≤
= ≤
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : TS. Dương Hồng Thẩm
SVTH : Tạ Thị Thanh Tuyền MSSV : 20661225 Trang 25
Đảm bảo khả năng chịu lực, do đó bê tông không bị nứt trong giai đoạn sử dụng.
Bố trí cốt thép thường theo cấu tạo
12 300
a
∅
.
KẾT QUẢ KIỂM TRA LẬP THÀNH BẢNG
BẢNG TÍNH CỐT THÉP THƯỜNG
Tên dải
f
t
(MPa)
f
c
(MPa) h
b
(m) y (m) T (kN)
A
s
(mm
2
)
s
c
A
(mm
2
)
CSX1
5.52
-7.49
0.24
0.102 281.52 1542.58
2
12 75(1508 )
a mm
∅
CSX2
6.81
-11.97
0.24
0.087 296.235 1623.21
2
12 70(1616 )
a mm
∅
CSX3
4.85
-11.92
0.24
0.069 167.325 916.85
2
12 125(905 )
a mm
∅
CSY1
3.73
-6.32
0.24
0.089 165.985 909.51
2
12 120(943 )
a mm
∅
CSY2
7.2
-18.87
0.24
0.066 237.6 1301.92
2
12 80(1414 )
a mm
∅
CSY3
2.56
-6.41
0.24
0.068 87.04 476.93
2
12 200(566 )
a mm
∅
CSY4
3.68
-8.37
0.24
0.073 134.32 736
2
12 150(754 )
a mm
∅
MSX1
2.94
-3.93
0.24
0.103 151.41 829.64
2
12 130(870 )
a mm
∅
MSX2
3.7
-5.49
0.24
0.097 179.45 983.29
2
12 120(943 )
a mm
∅
MSX3
1.8
-6.26
0.24
0.054 48.6 266.3
2
12 300(377 )
a mm
∅
MSY1
2.96
-8.92
0.24
0.06 88.8 486.58
2
12 200(566 )
a mm
∅
MSY2
4.32
-12.87
0.24
0.06 129.6 710.14
2
12 150(754 )
a mm
∅
MSY3
2.18
-3.22
0.24
0.097 105.73 579.34
2
12 200(566 )
a mm
∅
MSY4
3.33
-4.95
0.24
0.097 161.505 884.96
2
12 125(905 )
a mm
∅
Tên
dải
Số
cáp
n
Aps
(mm
2
)
M do
tải cân
bằng
(kNm)
Bề
rộng
dải
(m)
A (m
2
) P (kN)
W
(m
3
)
ft
(MPa)
fc(MPa)
CSX1 2 140 78.1 1.25 0.3 295.383
0.012 5.52 -7.49
CSX2 11 140 236.55 2.625
0.63 1624.61
0.025 6.81 -11.97
CSX3 23 140 321.968 4 0.96 3396.91
0.038 4.85 -11.92
CSY1 5 140 114.503 2.375
0.57 738.458
0.023 3.73 -6.32
CSY2 45 140 594.4 4.75 1.14 6646.12
0.046 7.21 -18.87
CSY3 13 140 178.73 4.15 0.996 1919.99
0.04 2.56 -6.41
CSY4 14 140 212.55 3.675
0.882 2067.68
0.035 3.68 -8.37
MSX1
2 140 82.44 2.5 0.6 295.383
0.024 2.94 -3.93
MSX2
4 140 121.434 2.75 0.66 590.766
0.026 3.7 -5.49
MSX3
19 140 203.14 5.25 1.26 2806.14
0.05 1.8 -6.26
MSY1
23 140 270.75 4.75 1.14 3396.91
0.046 2.96 -8.92
MSY2
33 140 391.945 4.75 1.14 4873.82
0.046 4.32 -12.87
MSY3
3 140 91.942 3.55 0.852 443.075
0.034 2.18 -3.22
MSY4
5 140 151.015 3.8 0.912 738.458
0.036 3.33 -4.95
