án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
1
LI CM N
AAAw(vBBB
u tiên cho em đc gi li cm n đn tt c các quý Thy Côđã tn tình ch dy cho
em nhng kin thc và k nng, kinh nghim giúp em vng bc trong cuc sng cng nh
con đng lp nghip sau này.
Em xin gi li cm n và lòng bit n sâu sc đn Thy hng dn đ án tt nghip –
TS.LÊ VN PHC NHÂN, Thy đã tn tình đnh hng, cung cp tài liu và hng dn
em trong sut quá trình thc hin đ án, luôn đng viên, giúp đ đ em có th hoàn thành tt
đ án tt nghip này.
Em xin đc cm n tt c các quý Thy Cô ca Trng i Hc M TP.H Chí Minh,
đã dành công sc và nhit huyt đ truyn đt cho em kin thc chuyên ngành trong sut nm
nm em hc ti trng.
Em xin chân thành cm n tt c các cô chú, anh ch, bn bè đã giúp đ, đng viêntinh
thn em trong sut quá trình hc tp và hoàn thành đ án tt nghip.
Li cui cùng con xin cm n nhng li ch bo, s h tr ca Cha M, các anh ch trong
gia đình đã to điu kin tt nht và là ch da vng chc đ con trng thành và đt đc
nhng thành qu nh ngày hôm nay.
Vì thi gian có hn và nhng kin thc còn hn ch nên trong quá trình thc hin đ án
này nên em không tránh khi nhng thiu sót trong bài làm.Em kính mong nhn đc s đánh
giá, nhn xét và góp ý ca quý Thy Cô đ giúp em ngày càng hoàn thin hn.
Em xin chân thành cm n !
Thành Ph H Chí Minh, ngày 19 tháng 02 nm 2012
Sinh Viên thc hin
Vn Vit
.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
2
MC LC
LI CM N 1
CHNG 1: KIN TRÚC CÔNG TRÌNH 7
1.1. S LC V CÔNG TRÌNH 7
1.2. GII PHÁP MT BNG VÀ PHÂN KHU CHC NNG 7
1.3. GII PHÁP I LI 7
1.3.1. Giao Thông ng 7
1.3.2. Giao Thông Ngang 7
1.4. C IM KHÍ HU KHÍ TNG THY VN TI TP H CHÍ MINH 8
1.5. GII PHÁP K THUT 8
1.5.1. in 9
1.5.2. H Thng Cung Cp Nc 9
1.5.3. H Thng Thoát Nc 9
1.5.4. H Thng Thông Gió Và Chiu Sáng 9
1.6. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHA CHÁY 9
1.7. H THNG CHA RÁC 10
CHNG 2: KT CU 11
2.1. PHÂN TÍCH H CHU LC 11
2.1.1. Nhng c im C Bn Ca Nhà Cao Tng 11
2.1.2. H Chu Lc Chính Ca Nhà Cao Tng 12
2.1.3. H Khung Chu Lc 12
2.1.4. H Tng Chu Lc 12
2.1.5. H Khung - Tng Chu Lc 13
2.1.6. So Sánh La Chn Phng Án Kt Cu 13
CHNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TNG IN HÌNH 14
3.1. PHÂN TÍCH H KT CU CHU LC 14
3.2. LA CHN S B KÍCH THC CÁC B PHN SÀN 14
3.2.1. Chn S B Kích Thc Tit Din Dm 15
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
3
3.2.2. Chiu Dày Bn Sàn h
S
15
3.2.3. Xác nh Ti Trng Tác Dng Lên Bn Sàn 16
3.2.4. Ti Trng Tm Thi 18
3.3. TÍNH TOÁN CÁC Ô BN SÀN 19
3.3.1. Tính Toán Ô Bn Kê 4 Cnh 19
3.4. TÍNH TOÁN VÀ KIM TRA VÕNG SÀN 23
3.4.1. Tính Cong Gia Nhp Do Tác Dng Ngn Hn Ca Toàn B Ti Trng. 24
3.4.2. Tính Cong Gia Nhp Do Tác Dng Ngn Hn Ca Ti Trng Dài Hn 25
3.4.3. Tính Cong Gia Nhp Do Tác Dng Dài Hn Ca Ti Trng Dài Hn 26
3.4.4. Tính Võng Toàn Phn Ca Sàn 27
3.4.5. Tính Và Kim Tra Võng Tit Din Gia Nhp 27
CHNG 4: TÍNH TOÁN CU THANG B 28
4.1. KIN TRÚC CU THANG TNG IN HÌNH 28
4.1.1. Tính Toán Bn Thang 29
4.1.2. Ti Trng 29
4.1.3. Tính Toán Ct Thép 33
4.2. TÍNH TOÁN DM D3 35
4.2.1. S Tính 35
4.2.2. Tính Toán Ct Thép 36
CHNG 5: TÍNH TOÁN H NC MÁI 38
5.1. HÌNH DNG, KÍCH THC VÀ DUNG TÍCH B 38
5.1.1. Hình Dng Và Kích Thc B 38
5.1.2. Dung Tích B Nc 38
5.1.3. Tính Toán Kt Cu B 39
5.2. TÍNH TOÁN DM NP 42
5.2.1. Tính Toán Dm D
N1
42
5.2.2. Tính Toán Dm D
N2
44
5.2.3. Tính Toán Dm D
N3
46
5.3. TÍNH TOÁN THÀNH B 48
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
4
5.3.1. kích thc và s đ tính bn thành 48
5.3.2. Ni Lc Trong Bn Thành S
bt1
49
5.3.3. Ni Lc Trong Bn Thành s
bt2
53
5.3.4. Tính Toán Bn áy 54
5.4. TÍNH TOÁN DM ÁY 61
5.4.1. Tính Toán Dm D
d1
61
5.4.2. TÍNH TOÁN DM D
d2
64
5.4.3. Tính Toán Dm D
d3
66
CHNG 6: KHUNG KHÔNG GIAN 70
6.1. S HÌNH HC 70
6.1.1. Vt Liu S Dng Cho Kt Cu Khung 70
6.1.2. Chn Kích Thc Tit Din Cho Các Cu Kin. 70
6.2. S TÍNH CA CÔNG TRÌNH. 72
6.3. XÁC NH TI TRNG TÁC DNG LÊN CÔNG TRÌNH. 73
6.3.1. Ti Trng ng 73
Gm tnh ti và hot ti. 73
6.3.2. Hot Ti 75
6.3.3. Ti Trng Ngang (do gió) 76
6.4. XÁC NH CÁC DNG DAO NG CA CÔNG TRÌNH VÀ TI TRNG GIÓ
TÁC NG VÀO CÔNG TRÌNH 76
6.4.1. Trình T Tính Toán 76
6.4.2. Xác nh Dao ng Ca Công Trình 76
6.4.3. Xác nh Hai Biên Dng Dao ng Riêng u Tiên Ca Công Trình. 81
6.5. TÍNH TOÁN TI TRNG GIÓ TÁC NG VÀO CÔNG TRÌNH 82
6.5.1. Xác nh Thành Phn Tnh Ca Ti Trng Gió. 82
6.5.2. Xác nh Thành Phn ng Ca Ti Trng Gió 83
6.6. XÁC NH NI LC 91
6.6.1. Các Trng Hp Ti Tác Dng 91
6.6.2. Các Trng Hp T Hp Ti Trng Tác Dng 92
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
5
6.7. TÍNH TOÁN VÀ B TRÍ CT THÉP KHUNG TRC 5 93
6.8. TÍNH TOÁN CT THÉP CHO CT KHUNG TRC 93
6.8.1. Ct thép dm khung 93
CHNG 7: THIT K CC KHOAN NHI 110
7.1. TNG QUAN V IU KIN T NN VÀ CÁC PHNG ÁN MÓNG 110
7.1.1. iu Kin a Cht Công Trình Và a Cht Thy Vn 110
7.2. GII THIU V CC KHOAN NHI 111
7.3. CÁC LOI TI TRNG DÙNG TÍNH TOÁN 112
7.4. MT BNG PHÂN LOI MÓNG 112
7.5. VT LIU 113
7.6. CU TO CC 113
7.7. CU TO ÀI CC 114
7.8. TÍNH TOÁN SC CHU TI CA CC 118
7.8.1. i vi cc φ1000 (móng M1, M2). 118
7.9. THIT K CHO CÁC MÓNG 122
7.9.1. Móng M1 122
7.9.2. Móng M2 –Móng Ct Trc B-5, C-5 132
CHNG 8: THIT K MÓNG CC ÉP 143
8.1. CHIU SÂU CHÔN ÀI CC 143
8.2. TÍNH THÉP DC CA CC. 144
8.3. XÁC NH SC CHU TI CA VT LIU. 145
8.4. THEO PH LC A CA TCXD 205- 1998 : 146
8.5. SC CHU TI THEO CH TIÊU CNG T NN: 146
8.6. THIT K MÓNG BIÊN M1 148
8.6.1. Ti Trng Tác Dng 148
8.6.2. Xác nh Chiu Cao ài Cc. 150
8.6.3. Kim tra áp lc di đáy khi móng quy c. 152
8.6.4. Tính Toán Lún Móng. 153
8.6.5. Thit K Thép Chu Un Cho ài Cc. 155
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
6
8.7. THIT K MÓNG GIA M2 156
8.7.1. Ti Trng Tác Dng : 157
8.7.2. Ni Lc Tính Toán Cho Móng M2: 158
8.7.3. Xác nh Chiu Cao ài Cc. 159
8.7.4. Kim Tra Áp Lc Di áy Khi Móng Quy c. 160
8.7.5. D Tính Lún. 162
8.7.6. Thit K Thép Chu Un Cho ài Cc. 163
CHNG 9: PH LC 167
9.1. KT QU DM KHUNG TRC 5 167
9.2. KT QU NI LC CT KHUNG TRC 5 191
TÀI LIU THAM KHO 221
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
7
CHNG 1: KIN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. S LC V CÔNG TRÌNH
Công trình chung c Phú M Hng có mt bng hình ch nht, có tng din tích xây
dng 1150 m
2
. Toàn b các mt chính din đc lp đt các h thng ca s đ ly
ánh sáng xen k vi tng xây. Dùng tng xây dày 200mm làm vách ngn nhng
ni tip giáp vi bên ngoài, tng xây dày 100 mm dùng làm vách ngn ngn chia các
phòng trong mt cn h…
1.2. GII PHÁP MT BNG VÀ PHÂN KHU CHC NNG
- S tng: 1 tng hm, 1 tng trt + 11 tng lu + mt sân thng( tng mái)
- Phân khu chc nng:
Công trình đc phân khu chc nng t di lên trên.
+ Tng hm: là ni đ xe.
+ Tng trt: làm vn phòng, snh.
+ Lu 1-11: dùng làm cn h, có 8 cn h mi tng.
+ Tng mái: có h thng thoát nc ma, h nc mái, h thng chng sét.
1.3. GII PHÁP I LI
1.3.1. Giao Thông ng
Giao thông đng liên h gia các tng thông qua h thng hai thang máy
khách, mi cái 8 ngi, tc đ 120m/ phút, chiu rng ca 800mm, đm bo nhu
cu lu thông cho khong 300 ngi vi thi gian ch đi khong 40s. B rng cu
thang b là 1.2 m đc thit k đm bo yêu cu thoát ngi nhanh, an toàn khi có
s c xy ra. Cu thang b và cu thang máy đc đt v trí trung tâm nhm đm
bo khong cách xa nht đn cu thang nh hn 20m đ gii quyt vic phòng cháy
cha cháy.
1.3.2. Giao Thông Ngang
Giao thông trên tng tng thông qua h thng giao thông rng 3.8 m nm gia
mt bng tng, đm bo lu thông ngn gn, tin li đn tng cn h.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
8
Hình 1.1: Mt bng sàn tng đin hình
1.4. C IM KHÍ HU KHÍ TNG THY VN TI TP H CHÍ MINH
- Thành ph H Chí Minh nm trong vùng nhit đi gió mùa nóng m, chia làm 2 mùa rõ
rt: mùa ma và mùa khô.
- Các yu t khí tng:
+ Nhit đ trung bình nm: 26
o
C.
+ Nhit đ thp nht trung bình nm: 22
o
C.
+ Nhit đ cao nht trung bình nm: 30
o
C.
+ S gi nng trung bình khá cao
+ Lng ma trung bình nm: 1000-1800mm/nm
+ m tng đi trung bình: 78%
+ Hng gió chính thay đi theo mùa
+ Mùa khô: T Bc chuyn dn sang ông, ông Nam và Nam
+ Mùa ma: Tây-Nam và Tây
+ Tng sut lng gió trung bình hng nm là 26%
- Thy triu tng đi n đnh, ít xy ra nhng hin tng bin đi v dòng nc , không
có lt li ch có nhng vùng ven thnh thong xy ra.
1.5. GII PHÁP K THUT
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
9
1.5.1. in
Công trình s dng đin cung cp t hai ngun: Li đin thành ph và máy
phát đin riêng. Toàn b đng dây đin đc đi ngm ( đc tin hành lp đt
đng thi trong quá trình thi công ). H thng cp đin chính đi trong các hp k
thut và phi đm bo an toàn không đi qua các khu vc m t, to điu kin d
dàng khi sa ch
a. mi tng đu có lp đt h thng an toàn đin: h thng ngt
đin t đng t 1A đn 80A đc b trí (đm bo an toàn phòng cháy n).
1.5.2. H Thng Cung Cp Nc
Công trình s dng nc t hai ngun: nc ngm và nc máy. Tt c đc cha trong
b nc ngm đt ngàm tng hm. Sau đó đc h thng máy bm mm lên h nc mái
và t đó nc đc phân phi cho các tng ca công trình theo các đng ng dn nc
chính.
Các đng ng đng qua các tng đ
u đc bc trong hp gaine. H thng cp nc đi
ngm trong các hp k thut. Các đng ng cu ha chính đc b trí mi tng.
1.5.3. H Thng Thoát Nc
Nuc ma t mái s đc thoát theo các l chãy (b mt mái đc to dc ) và
chy vào các ng thoát nc ma (∅ = 140mm) đi xung di. Riêng h thng
thoát nc thi s dng s b trí riêng.
1.5.4. H Thng Thông Gió Và Chiu Sáng
Ü Chiu Sáng
Toàn b tòa nhà đc chiu sáng bng ánh sáng t nhiên và bng đin. ti
các li đi lên xung cu thang, hành lang và nht là tng hm đu có lp đt thêm
đèn chiu sáng.
Ü Thông Gió
các tng đu có ca s to s thông thoáng t nhiên. Riêng tng hm có b
trí thêm h thng thông gió và chiu sáng.
1.6. AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHA CHÁY
- Trang b các b súng cu ho (ng gai Φ 20 dài 25m, lng phun Φ 13) đt ti phòng trc,
có 01 hoc 02 vòi cu ho mi tng tu thuc vào khong không mi tng và ng ni
đc cài t tng mt đn vòi cha cháy và các bng thông báo cháy.
- Các vòi phun nc t đng đc đt tt c các tng theo khong cách 3m mt cái và
đc n
i vi các h thng cha cháy và các thit b khác bao gm bình cha cháy khô
tt c các tng. èn báo cháy các ca thoát him, đèn báo khn cp tt c các tng.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
10
- Hoá cht: s dng mt s ln các bình cu ho hoá cht đt ti các ni nh ca ra vào
kho, chân cu thang mi tng.
1.7. H THNG CHA RÁC
Rác thi đc cha gian rác, b trí tng hm , có mt b phn cha rác
ngoài. Gaine rác đc thit k kín đáo, tránh làm bc mùi gây ô nhim.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
11
CHNG 2: KT CU
PHÂN TÍCH VÀ LA CHN H CHU LC CHÍNH CA CÔNG
TRÌNH
2.1. PHÂN TÍCH H CHU LC
2.1.1. Nhng c im C Bn Ca Nhà Cao Tng
c trng ch yu ca nhà cao tng là s tng nhiu, đ cao ln, trng lng nng.
a s nhà cao tng li có din tích mt bng tng đi nh hp nên các gii pháp nn
móng cho nhà cao tng là vn đ đc quan tâm hàng đu. Tùy thuc môi trng xung
quanh, đa th xây dng, tính kinh t, kh nng thc hin k thut,… mà la chn mt
phng án thích hp nht. Vit Nam, phn ln din tích xây dng nm trong khu vc
đt yu nên thng phi la chn phng án móng sâu đ chu ti tt nht. C th đây là
móng cc.
i vi công trình có chiu cao ln, ngoài ti trng đng ln thì tác đng ca gió và
đng đt đn công trình cng rt đáng k. Do vy các nhà cao hn 40m thì phi xét đn
thành phn đng ca ti trng gió và cn đ ý đn các bin pháp kháng chn mt khi chu
tác đng ca đng đt. Kt hp vi gii pháp nn móng hp lý và vic la chn kích thc
mt bng công trình (B và L) thích hp thì s góp phn ln vào vic tng tính n đnh,
chng l
t, chng trt và đ bn ca công trình.
Khi thit k kt cu nhà cao tng, ti trng ngang là yu t rt quan trng, chiu cao
công trình tng, các ni lc và chuyn v ca công trình do ti trng ngang gây ra cng
tng lên nhanh chóng. Nu chuyn v ngang ca công trình quá ln s làm tng giá tr các
ni lc, do đ lch tâm ca trng lng, làm các tng ngn và các b phn trong công
trình b h hi, gây cm giác khó chu, hong s, nh hng đn tâm lý ca ngi s dng
công trình. Vì vy, kt cu nhà cao tng không ch đm bo đ cng đ chu lc, mà còn
phi đm bo đ đ cng đ chng li các ti trng ngang, sao cho di tác đng ca các
ti trng ngang, dao đng và chuyn v ngang ca công trình không vt quá gii hn cho
phép. Vic t
o ra h kt cu đ chu các ti trng này là vn đ quan trng trong thit k
kt cu nhà cao tng.
Mt khác, đc đim thi công nhà cao tng là theo chiu cao, điu kin thi công phc
tp, nguy him. Do vy, khi thit k bin pháp thi công phi tính toán k, quá trình thi
công phi nghiêm ngt, đm bo đ chính xác cao, đm bo an toàn lao đng và cht lng
công trình khi đa vào s dng.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
12
Nh vy, khi tính toán và thit k công trình, đc bit là công trình nhà cao tng thì
vic phân tích la chn kt cu hp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trng. Nó
không nhng nh hng đn đ bn, đ n đnh ca công trình mà còn nh hng đn s
tin nghi trong s dng và quyt đnh đn giá thành công trình.
2.1.2. H Chu Lc Chính Ca Nhà Cao Tng
Chung c Phú M Hng có chiu cao là 42m (so vi mt đ
t t nhiên) gm 14 tng
(1 hm + 1 trt + 11 lu + 1 tng mái). Do đó vic la chn h chu lc hp lý cho công
trình là điu rt quan trng. Di đây ta xem xét mt s h chu lc thng dùng cho nhà
cao tng:
2.1.3. H Khung Chu Lc
Kt cu khung bao gm h thng ct và dm va chu ti trng thng đng va chu
t
i trng ngang. Ct và dm trong h khung liên kt vi nhau ti các nút khung, quan nim
là nút cng. H kt cu khung đc s dng hiu qu cho các công trình có yêu cu không
gian ln, b trí ni tht linh hot, phù hp vi nhiu loi công trình. Yu đim ca kt cu
khung là kh nng chu ct theo phng ngang kém. Ngoài ra, h thng dm ca kt cu
khung trong nhà cao tng thng có chiu cao l
n nên nh hng đn công nng s dng
ca công trình và tng đ cao ca ngôi nhà, kt cu khung bê tông ct thép thích hp cho
ngôi nhà cao không quá 20 tng. Vì vy, kt cu khung chu lc không th chn đ làm kt
cu chu lc chính cho công trình này.
2.1.4. H Tng Chu Lc
Trong h kt cu này, các tm tng phng, thng đng là cu kin chu lc chính
ca công trình. Da vào đó, b
trí các tm tng chu ti trng đng và làm gi ta cho
sàn, chia h tng thành các s đ: tng dc chu lc; tng ngang chu lc; tng ngang
và dc cùng chu lc.
Trng hp tng chu lc ch b trí theo mt phng, s n đnh ca công trình
theo phng vuông góc đc bo đm nh các vách cng. Khi đó, vách cng không nhng
đc thit k đ chu ti trng ngang và c ti trng đng. S tng có th xây dng đc
ca h tng chu lc đn 40 tng.
Tuy nhiên, vic dùng toàn b h tng đ chu ti trng ngang và ti trng đng có
mt s hn ch:
+ Gây tn kém vt liu;
+ cng ca công trình quá ln không cn thit;
+ Thi công chm;
+ Khó thay đi công nng s dng khi có yêu cu.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
13
2.1.5. H Khung - Tng Chu Lc
Là mt h hn hp gm h khung và các vách cng, hai loi kt cu này liên kt
cng vi nhau bng các sàn cng, to thành mt h không gian cùng nhau chu lc.
Khi các liên kt gia ct và dm là khp, khung ch chu mt phn ti trng đng,
tng ng vi din tích truyn ti đn nó, còn toàn b ti trng ngang do h tng chu lc
(vách cng).
Khi các ct liên kt cng vi dm, khung cùng tham gia chu ti trng đng và ti
trng ngang vi vách cng, gi là s đ khung - ging. Sàn cng là mt trong nhng kt
cu truyn lc quan trng trong s đ nhà cao tng kiu khung – ging. đm bo n
đnh ca ct, khung và truyn đc các ti trng ngang khác nhau sang các h vách cng,
sàn ph
i thng xuyên làm vic trong mt phng nm ngang.
S bù tr các đim mnh và yu ca hai h kt cu khung và vách nh trên, đã to
nên h kt cu hn hp khung – tng chu lc nhng u đim ni bt, rt thích hp cho
các công trình nhiu tng, s tng h khung – tng chu lc có th chu đc ln nht lên
đn 50 tng.
2.1.6. So Sánh La Chn Phng Án Kt Cu
Qua xem xét, phân tích các h chu lc nh đã nêu trên và da vào các đc đim ca
công trình nh gii pháp kin trúc, ta có mt s nhn đnh sau đây đ la chn h kt cu
chu lc chính cho công trình nh sau:
- Do công trình đc xây dng trên đa bàn Tp. H Chí Minh là vùng hu nh
không xy ra đng đt, nên không xét đn nh hng ca đng đt, mà ch xét đn nh
hng ca gió bão. Vì vy.
• - Do vy, trong đ án này ngoài các b phn tt yu ca công trình nh: cu
thang, h nc , h chu lc chính ca công trình đc chn là khung ,vì h
này có nhng u đim nh trên, phù hp vi qui mô công trình, và s đ này
có th cho phép gim kích thc ct ti đa trong phm vi cho phép,
Kt lun:
H chu lc chính ca công trình là h gm có sàn sn và khung
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
14
CHNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TNG IN HÌNH
3.1. PHÂN TÍCH H KT CU CHU LC
Ü Trình t tính toán bn sàn bao gm:
- Xác đnh s b kích thc dm sàn .
- Phân loi ô sàn tính toán.
- Xác đnh ti tác dng lên sàn.
- Xác đnh ni lc ca ô sàn.
- Tính toán ct thép cho sàn .
- La chn và b trí ct thép.
- Tính toán ,kim tra đ võng ca sàn.
hình 3.1:mt bng sàn tng đin hình
3.2. L
A CHN S B KÍCH THC CÁC B PHN SÀN
- Vic b trí mt bng kt cu ca sàn ph thuc vào mt bng kin trúc và vic b trí
các kt cu chu lc chính
- Kích thc tit din các b phn sàn ph thuc vào nhp và ti trng tác dng ca
chúng trên mt bng
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
15
3.2.1. Chn S B Kích Thc Tit Din Dm
- Chiu cao tit din dm h
d
đc chn theo nhp:
1
dd
d
hl
m
=×
trong đó:
l
d
nhp dm đang xét.
- m
d
h s ph thuc vào tính cht ca khung và ti trng.
- m
d
= 12 ÷ 16 đi vi dm khung nhiu nhp.
- m
d
= 8 ÷ 12 đi vi dm khung mt nhp.
- m
d
= 16 ÷ 20 đi vi dm ph.
- Chiu rng tit din dm b
d
chn trong khong:
11
24
dd
bh
⎛⎞
=÷
⎜⎟
⎝⎠
Bng 3.1: S b chn kích thc dm
Loi
dm
Kí hiu
Nhp dm
l
d
(m)
h s m
d
Chn tit din
b
d
x h
d
(mmxmm)
Dm
chính
D1 8.5 12
÷
16 350x700
D2 8.0 12
÷
16 350x700
Dm
ph
D3 2.5 16
÷
20 200x300
3.2.2. Chiu Dày Bn Sàn h
S
- Trong tính toán nhà cao tng sàn đc cu to sao cho đc xem sàn tuyt đi cng trong
mt phng ngang, do đó b dày ca sàn phi đ ln đ:
- Ti trng ngang truyn vào vách cng, lõi cng thông qua sàn
- Sàn không b rung đng, dch chuyn khi chu ti trng ngang (gió, bão, đng đt…) nh
hng đn công nng s dng
- Chiu dày ca bn sàn còn đc tính toán sao cho trên sàn không có h dm
đ các tng
ngn mà không tng đ võng ca sàn.
- Chiu dày bn sàn ph thuc vào nhp và ti trng tác dng. S b xác đnh chiu dày h
s
theo biu thc:
s
D
l
h
m
∗
=
trong đó:
D = 0.8 ÷ 1.4 h s kinh nghim ph thuc hot ti s dng;chn D = 0.8
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
16
m = 30÷ 35 đi vi bn mt phng; m = 30
m = 40÷ 45 đi vi bn kê 4 cnh; m = 45
l – nhp cnh ngn ca ô bn.
Chn h
b
là s nguyên theo mm, đng thi đm bo điu kin cu to:
h
s
≥ h
min
(đi vi sàn nhà dân dng h
min
= 60mm)
Bng 3.2: Chiu dày sàn và phân loi ô sàn
Ô sàn
L
ng
(m)
L
d
(m)
T s
Din tích
(m
2
)
Loi ô bn
Chiu dy h
s
(mm)
Chn h
s
(mm)
S1 8 8.5 1.06 68 sàn 2 phng 142 150
S2 8.5 8.5 1 72.25 sàn 2 phng 150 150
S3 8.5 8.5 1 72.25 sàn 2 phng 151 150
S4 8 8.5 1.06 68 sàn 2 phng 142 150
S5 8.5 8.5 1.0 72.25 sàn 2 phng 150 150
S6 2.4 4.25 1.77 10.2 sàn 2 phng 53 120
S7 1.97 3.05 1.55 6.01 sàn 2 phng 43 120
Ü Thun tin cho vic tính toán chn s b chiu dày sàn :
h
s
= 150 mm đi vi ô sàn (s1,2,3,4,5). h
s
= 100 mm đi vi sàn (s6,s 7).
3.2.3. Xác nh Ti Trng Tác Dng Lên Bn Sàn
Ü Ti trng thng xuyên
Bao gm trng lng bn thân các lp cu to sàn:
iii
gn
γ
δ
=
××
∑
trong đó:
i
γ
trng lng bn thân lp cu to th i
i
n
h s đ tin cy th lp th i
i
δ
đ dày lp th i
Hình 3.2: Các lp cu to sàn
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
17
Bng 3.3: Giá tr tnh ti các lp cu to ca ô sàn (s1,s2,s3,s4,s5)
STT Các lp cu to
i
(kN/m
3
)
)(mm
i
δ
n
i
g
c
tc
(kN/m
2
)
g
c
tt
(kN/m
2
)
1 Gch ceramic 20 10 1.2 0.2 0.24
2 H du 22 5 1.3 0.11 0.143
3 Va lót 18 30 1.3 0.54 0.70
4 sàn BTCT 25 150 1.1 3.75 4.125
5 Va trát trn 18 15 1.1 0.27 0.297
6 Tng 4.87 5.51
Tng g
s
tt
=5.51 (kN/m
2
)
Bng 3.4: Giá tr tnh ti các lp cu to ca ô sàn (s6,s7)
ST
T
Các lp cu to
i
(kN/m
3
)
)(mm
i
δ
n
i
g
c
tc
(kN/m
2
)
g
c
tt
(kN/m
2
)
1 Gch ceramic 20 10 1.2 0.2 0.24
2 H du 22 5 1.3 0.11 0.143
3 Va lót 18 30 1.3 0.54 0.70
4 sàn BTCT 25 100 1.1 2.5 2.75
5 Va trát trn 18 15 1.1 0.27 0.297
6 Tng 3.62 4.13
Tng g
s
tt
=4.13 (kN/m
2
)
Bng 3.5: Giá tr tnh ti ti trng ca tng xây trên sàn
sàn
Chiu
cao
tng
(m)
Chiu dài
tng (m)
Chiu
Dày
tng
(m)
i
γ
(kN/m
3
)
Hot ti
tiêu chun
(kN/m
2
)
n
i
Hot ti
tính
toán
(kN/m
2
)
S1 2.7 24.25 0.1 20 1.93 1.3 2.51
S2 2.7 27.45 0.1 20 2.05 1.2 2.46
S3 2.7
8.3 0.1
20 1.84 1.3 2.39
8.15 0.2
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
18
S4 2.7 9.2 0.2 20 1.46 1.3 1.9
S5 2.7
13.8 0.2
20 2.3 1.2 2.76
3.2 0.1
3.2.4. Ti Trng Tm Thi
Ü Ti trng tiêu chun phân b đu trên sàn ly theo TCVN 2737 –1995
tt tc
p
p
pn
=
×
trong đó:
p
tc
ti trng tiêu chun ly theo bng 3 TCVN 2737 – 1995 ph thuc vào công nng c th
các phòng;
n
p
h s đ tin cy.
2
2 ; 1.3
tc
p
kN
pn
m
<=
2
2 ; 1.2
tc
p
kN
pn
m
≥=
Bng 3.6: Giá tr hot ti ca ô sàn
Công nng
H s
Hot ti tiêu chun
(kN/m
2
)
H s tin cy
n
Hot ti tính toán
(kN/m
2
)
Phòng ng 1.0 1.5 1.3 1.95
Phòng sinh hot 1.0 1.5 1.3 1.95
Hành lang 1.0 3.0 1.2 3.60
phòng khách 1.0 1.5 1.3 1.95
Phòng v sinh 1.0 1.5 1.3 1.95
Bp n 1.0 1.5 1.3 1.95
phòng n 1.0 1.5 1.3 1.95
i vi sàn có công nng s dng khác nhau ly:
tt
ii
tb
tt
i
p
s
q
s
×
=
∑
∑
Bng 3.7: Giá tr hot ti trung bình ca ô sàn
Ô sàn
Công nng
H s
Hot ti tiêu chun
(kN/m
2
)
H s tin cy
n
Hot ti tính toán
(kN/m
2
)
S1
Phòng ng+ wc
+bp
1.0 1.50 1.3 1.95
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
19
S2
Phòng sinh hot +
Ng+wc
1.0 1.50 1.3 1.95
S3 Phòng ng 1.0 1.50 1.3 1.95
S4
Hành lang + phòng
khách
1.0 1.91 1.2 2.48
S5
Hành lang + phòng
khách
1.0 1.91 1.2 2.48
S6 Hành lang 1.0 3.0 1.2 3.6
S7 Hành lang 1.0 3.0 1.2 3.6
3.3. TÍNH TOÁN CÁC Ô BN SÀN
3.3.1. Tính Toán Ô Bn Kê 4 Cnh
- Tính bn theo s đ đàn hi – các kích thc ô bn ly t trc dm đn trc dm
-
Ct ô bn theo cnh ngn và cnh dài vi các di có b rng 1m đ tính
Hình 3.3: S đ tính sàn
a) S đ tính
Ta xét t s
3
d
s
h
h
≥
ngàm,
3
d
s
h
h
<
khp.
đ xác đnh liên kt gia cnh bn sàn vi dm. Do đó các ô bn có cùng mt s đ
tính là ngàm 4 cnh nh hình 2.4.
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
20
Hình 3.4:S đ tính và v trí moment nhp và gi theo 2 phng
Bn thuc loi kê 4 cnh do t s l
d
/l
ng
< 2, thuc loi ô bn s 9.
b) Xác đnh ni lc
- Do các cnh ca ô bn liên kt vi dm là ngàm nên ng vi ô th 9 trong 7 loi ô bn
- Mômen dng ln nht gia nhp
M
1
= m
91
×P
M
2
= m
92
×P
- Mômen âm ln nht trên gi
M
I
= k
91
×P
M
II
= k
92
×P
- Trong đó:
P = q×l
1
×l
2
q = g
s
tt
+ p
tt
+ g
t
tt
-
P: tng ti trng tác dng lên ô bn
- m
91
, m
92
, k
91
, k
92
: các h s đc xác đnh bng cách tra bng ph thuc vào t s l
2
/l
1.
Bng 3.8: Bng giá tr ti trng
Ô bn
Kích thc
T s q (kN/m
2
)
l
n
(m) l
d
(m)
S1
8 8.5 1.06 9.97
S2
8.5 8.5 1 9.92
S3
8.5 8.5 1 9.85
S4
8 8.5 1.06 9.89
S5
8.5 8.5 1 10.75
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
21
c)
Tính toán ct thép
- Ct thép đc tính toán vi di bn có b rng b = 1m theo c 2 phng và đc tính toán
nh cu kin chu un.
Gi thit:
- a = 20mm: khong cách t mép bêtông chu kéo đn trng tâm ct thép chu kéo
-
o
h : chiu cao có ích ca tit din
0
20 130hh mm
=
−=
- b = 1m: b rng tính toán
Sau khi tính toán ct thép phi kim tra hàm lng ct thép
μ
:
min max
s
o
A
bh
μ
μμ
≤= ≤
×
μ
=(0.3 ~ 0.9)% (Sàn BTCT toàn khi – Phn cu kin c bn Nguyn ình Cng).
2
0
m
bb
M
Rbh
α
γ
=
×××
112
m
ξ
α
=− −
0bb
s
s
Rbh
A
R
ξ
γ
×
×××
=
Bêtông B25 có
b
γ
= 1 đi vi bê tông nng
Theo TCVN qui đnh
%05.0
min
=
μ
thng chn
%10,0
min
=
μ
Bng 3.9: c trng vt liu sàn
Bê tông B25
R
b
2
/kN m
R
btn
2
/kN m
E
b
2
/kN m
14500 1050 27×10
6
Ct thép s dng:
A-I
7
222
225000 , 280000 , 21.10
sss
kN kN kN
RRE
mmm
===
, đi vi
ép 10th
φ
≤
A-II
7
222
280000 , 280000 , 21.10 ,
sss
kN kN kN
RRE
mmm
===
đi vi
ép> 10th
φ
S6
4.25 2.4 1.77 7.73
S7
3.05 2.05 1.49 7.73
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
22
Bng 3.10: Bng tính toán ct thép các ô bn kê bn cnh
Ô
M ho
m
α
ξ
Fa Chn
Fa
chn
μ
Kim
(kNm) (cm) (cm
2
) thép (cm
2
) (%) tra
S1
M1 12.75 13 0.052 0.053 3.57
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S1
M2 11.46 13 0.047 0.048 3.23
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S1
MI -29.83 13 0.122 0.131 8.82
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S1
MII -26.44 13 0.108 0.115 7.74
φ12
a140 8.08 0.62 tha
S2 M1 12.83 13 0.052 0.053 3.57
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S2
M2 12.83 13 0.052 0.053 3.57
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S2
MI -29.89 13 0.122 0.131 8.82
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S2
MII -29.89 13 0.122 0.131 8.82
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S3
M
1
12.74 13 0.052 0.053 3.57
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S3
M
2
12.74 13 0.052 0.053 3.57
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S3
M
I
-29.68 13 0.121 0.129 8.68
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S3
M
II
-29.68 13 0.121 0.129 8.68
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S4
M
1
12.64 13 0.052 0.053 3.57
φ10
a170 4.62 0.36 tha
S4
M
2
11.37 13 0.046 0.047 3.16
φ10
a170 4.62 0.36 tha
S4
M
I
-2959 13 0.121 0.129 8.68
φ12
a120 9.42 0.72 tha
S4
M
II
-26.23 13 0.107 0.113 7.61
φ12
a120 9.42 0.72 tha
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
23
S5 M
1
13.90 13 0.057 0.059 3.97
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S5
M
2
13.90 13 0.057 0.059 3.97
φ12
a150 7.54 0.58 tha
S5
M
I
-32.39 13 0.132 0.142 9.56
φ12
a110 10.28 0.79 tha
S5
M
II
-32.39 13 0.132 0.142 9.56
φ12
a110 10.28 0.79 tha
S6 M
1
1.55 8
0.017 0.017 0.7
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S6 M
2
0.49 8
0.005 0.005 0.21
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S6 M
I
-3.37 8
0.036 0.037 1.53
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S6 M
II
-1.08 8
0.012 0.012 0.5
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S7 M
1
1.01 8
0.011 0.011 0.46
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S7 M
2
0.45 8
0.005 0.005 0.21
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S7 M
I
-2.25 8
0.024 0.024 0.99
φ10
a200 3.93 0.39 tha
S7 M
II
-1.01 8
0.011 0.011 0.46
φ10
a200 3.93 0.39 tha
Ghi chú:
Khi thi công, thép chu moment âm 2 ô bn k nhau s ly giá tr ln đ b trí.
3.4. TÍNH TOÁN VÀ KIM TRA VÕNG SÀN
Ü Khi kim tra bin dng ca sàn, cn phân bit rõ 2 trng hp, mt là bêtông vùng kéo
cha hình thành khe nt và hai là bêtông vùng kéo đã hình thành khe nt. Tuy nhiên đi vi
cu kin bêtông ct thép thng, trng thái làm vic bình thng, cho dù tính toán không
cho nt nhng khe nt vn có th xut hin do nhiu yu t ngu nhiên.
-
Ct di bn có b rng 1m theo phng cnh dài đ tính toán và kim tra đ võng. Khi đó,
di bn đc coi nh 1 dm đn gin chu ti trng phân b đu.
-
Chn ô sàn có kích thc ln nht S5(8.5m×8.5m) đ tính toán. Các s liu tính toán nh
sau:
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
24
b=1m; h
o
= 130mm
Ti trng tiêu chun dài hn: g
c
= g
s
c
+ g
t
c
= 487+230 = 717 daN/m
Ü Tng ti trng tiêu chun: q
c
= g
s
c
+ g
t
c
+ p
c
= 717+191=908 daN/m
- Vt liu: R
b,ser
= 14.5 MPa; R
bt,ser
= 1.05MPa;
E
b
= 27×10
3
MPa; E
s
= 21×10
4
MPa;
A
s
= 7.54 cm
2
; A’
s
= 0,
0, 0.
f
ϕ
λ
=
=
3.4.1. Tính Cong Gia Nhp Do Tác Dng Ngn Hn Ca Toàn B Ti Trng.
a) cong đc xác đnh theo công thc:
()
sb
1
1
0ss
0b
M1
rhzEA
bh
E
f
ϕξ
⎛⎞
⎛⎞
⎜⎟
=+
⎜⎟
⎜⎟
+××
⎝⎠
⎝⎠
b) Momen toàn phn tiêu chun:
M
1
= m
92
×q
c
×l
1
×l
2
= 0.0179×908×8.5×8.5= 1174.3 (daN.m)
- Tính đi vi cu kin chu un theo công thc:
()
x1
15+
h
10
==
+
+
- trong đó: = 1.8 - bêtông nng;
2
1
22
0b,ser
M
1174.3 10
0.047
bh R 100 13 145
×
== =
××
f
= 0 =0
4
s
3
b
E
21 10
7.78
E2710
×
== =
×
s
0
A
7.54
0.0058
bh 10013
μ
== =
××
()
0
x1
0.22
1 5 0.047 0
h
1.8
10 0.0058 7.78
⇒= = =
++
+
××
0
x h0.22132.87⇒= = × = (cm)
-
Din tích qui đi ca min chu nén:
A
bred
= (
f
+ ) bh
o
= (0 + 0.22)×100×13 = 286 (cm
2
)
- Cánh tay đòn ni lc:
()
22
0
f
0.22
1h1 1311.57
2 2(0 0.22)
z
⎡⎤
⎡⎤
=− =− =
⎢⎥
⎢⎥
++
⎣⎦
⎣⎦
(cm)
Momen quán tính đi vi trc trung hòa ca vùng bêtông chu nén:
2
333
bo
b.x x b.x 100 2.87
I .x 788
12 2 3 3
b
×
⎛⎞
=+ == =
⎜⎟
⎝⎠
(cm
4
)
- Momen quán tính đi vi trc trung hòa ca vùng ct thép chu kéo:
() ( )
22
so s
I A h x a 7.54 15 2.87 2 773.77=−−=×−−=
(cm
4
)
- Momen tnh đi vi trc trung hòa ca din tích bêtông chu kéo:
() ()
22
bo
b h x 100 15 2.87
S 7356.85
22
−×−
== =(cm
3
)
án tt nghip k s xây dng GVHD : TS. Lê Vn Phc Nhân
SVTH : Vn Vit MSSV : 20761335 Trang
25
-
b
h s phân b không đu ca ng sut (bin dng) ca th bêtông chu nén
ngoài cùng trên phn nm gia 2 khe nt; bêtông nng:
b
= 0.9.
- h s đc trng trng thái đàn hi do ca bêtông vùng nén, vi bêtông nng:
ti ngn hn : = 0.45
ti dài hn: = 0.15 (khi đ m môi trng 40-75%)
= 0.10 (khi đ m môi trng <40%);
khi bêtông trng thái khô-t, giá tr khi tính toán vi ti trng dài hn
đc nhân vi h s 1.2;
khi đ m ca môi trng >75% và bêtông đc cht ti trong trng thái
ng
p nc, giá tr đi vi ti trng dài hn đc nhân vi h s 1.25.
-
ls
h s xét đn hình dng ca ct thép, tính cht dài hn ca ti trng và cp đ
bn ca bêtông, khi cp đ b ca bêtông cao hn B7.5
ti trng ngn hn: ct thép trn và si:
ls
= 1.0
ct thép có g:
ls
= 1.1
ti trng dài hn, vi mi loi ct thép:
ls
= 0.85
- Momen kháng un ca tit din đi vi th chu kéo ngoài cùng:
()
'
bo so so
pl bo
2I I I
WS
hx
++
=+
−
(
)
pl
2 788 7.78 773.77 7.78 0
W 8396.78 9519.27
15 2.87
×+× +×
=+=
−
(cm
3
)
-
m
h s liên quan đn s m rng khe nt
56
bt,ser pl
m
1
RW
1.05 10 9519.27 10
0.85 1
M 1174.3
−
×× ×
== =<
-
Tính
slsmN
1.25 .1.25 1.1 0.85 0 0.315=− −=−×−=
c) cong do tác dng ngn hn ca toàn b ti trng:
5
4
43
1
1 1174.3 10 0.315 0.9
7.8 10 (1/mm)
r 130 115.7 21 10 754 0.45 27 10 0.22 1000 130
−
×
⎛⎞ ⎛ ⎞
=+ =×
⎜⎟ ⎜ ⎟
××× ×××××
⎝⎠ ⎝ ⎠
d) cng ca sàn
()
12 2
0
43
0
130 115.7
4.77 10
0.315 0.9
21 10 754 0.22 27 10 130 1000
sb
ss
fb
hZ
B
Nmm
EA
Ehb
ψψ
ϕξ
×
×
== =×
+
+
×× ××××
×
+××
e) đ võng do toàn b ti trng tác dng ngn hn
6
22
1
12
5 5 11.743 10
8500 18.52
48 48 4.77 10
M
f
Lmm
B
×
== =
×
3.4.2. Tính Cong Gia Nhp Do Tác Dng Ngn Hn Ca Ti Trng Dài Hn
a) cong đc xác đnh theo công thc:
sb
2
2
0ss bb.red
M1
rhzEAEA
⎛⎞
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎝⎠
(2.40)
b) Momen tiêu chun:
M
2
= m
92
.g
c
.l
1
.l
2
= 0.0179×717×8.5×8.5= 927.27 daN.m
2
2
22
0b,ser
M
927.27 10
0.038
bh R 100 13 145
×
== =
××