Đồ án tốt nghiệp kĩ sư xây dựng dân dụng và công nghiệp với đề tài nhà khách trung tâm điều dưỡng hải phòng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.06 MB, 153 trang )
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
MỤC LỤC
Lời nói đầu ..............................................................................................................4
Chương 1 : Giới thiệu chung ..................................................................................5
1.1. Giới thiêu công trình .......................................................................................5
1.2. Giải pháp kiến trúc ..........................................................................................6
1.3. Kết luận.............................................................................................................8
Chương 2: Lựa chọn giải pháp kết cấu...................................................................9
2.1. Sơ bộ phương án kết cấu..................................................................................9
2.1.1. Phân tích các dạng kết cấu khung.................................................................9
2.1.2. Phương án lựa chọn.......................................................................................9
2.1.3. Kích thước sơ bộ của kết cấu......................................................................11
2.1.4. Mặt bằng kết cấu.........................................................................................15
2.2. Tính toán tải trọng..........................................................................................16
2.2.1 Tĩnh tải..........................................................................................................16
2.2.2 Hoạt tải.........................................................................................................18
2.2.3 Tải trọng ngang.............................................................................................19
2.2.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên khung K2..................................................22
2.3 Tính toán nội lực.............................................................................................35
Chương 3: Tính toán sàn.......................................................................................37
3.1. Số liệu tính toán..............................................................................................37
3.2. Tính toán sàn S1.............................................................................................38
3.3. Tính toán sàn S2.............................................................................................39
3.4. Tính toán sàn S3.............................................................................................41
3.5. Tính toán sàn S1’............................................................................................44
3.6. Tính toán sàn S2’............................................................................................44
3.7. Tính toán sàn S3’............................................................................................47
Chương 4: Tính toán dầm khung K2....................................................................50
4.1. Cơ sở tính toán................................................................................................50
4.2. Tính toán dầm D1– tầng 1..............................................................................52
1
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
4.3. Tính toán dầm D1– tầng 4..............................................................................57
4.4. Tính toán dầm D1– tầng 8..............................................................................59
4.5. Tính toán dầm D2– tầng 1..............................................................................62
4.6. Tính toán dầm D2– tầng 4..............................................................................64
4.7. Tính toán dầm D2– tầng 8..............................................................................66
4.8. Tính toán dầm D3– tầng 1..............................................................................68
4.9. Tính toán dầm D3– tầng 4..............................................................................70
4.10. Tính toán dầm D3– tầng 8............................................................................71
Chương 5: Tính toán cột khung trục 2..................................................................73
5.1. Cơ sở tính toán................................................................................................73
5.2 Tính toán cột C1( cột biên) - Tầng 1...............................................................76
5.3 Tính toán cột C1( cột biên) - Tầng 4...............................................................80
5.4 Tính toán cột C1( cột biên) - Tầng 8...............................................................87
5.5 Tính toán cột C2( cột giữa) - Tầng 1..............................................................91
5.6 Tính toán cột C2( cột giữa) - Tầng 4..............................................................95
5.7 Tính toán cột C2( cột giữa) - Tầng 8............................................................102
5.8 Tính toán cốt đai cho cột...............................................................................104
Chương 6: Tính toán cầu thang...........................................................................105
6.1. Số liệu tính toán............................................................................................105
6.2. Tính toán bản thang .....................................................................................105
6.3. Tính toán dầm chiếu tới................................................................................109
6.4. Tính toán dầm chiếu nghỉ.............................................................................110
6.5. Tính toán cốt đai cho dầm chiếu nghỉ và chiếu tới......................................112
Chương 7: Tính toán nền móng..........................................................................117
7.1. Số liệu địa chất.............................................................................................117
7.2. Lựa chọn phương án nền móng....................................................................120
7.3. Tính toán sơ bộ cọc, đài cọc.........................................................................121
7.4. Thiết kế móng M1 cho cột biên C1..............................................................126
7.5. Thiết kế móng M2 cho cột giữa C2.............................................................135
2
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Chương 8: Thi công phần ngầm..........................................................................143
8.1. Số liệu địa chất.............................................................................................143
8.2. Các điều kiện thi công chính........................................................................143
8.3. Biện pháp thi công phần ngầm.....................................................................145
8.3.1 Biện pháp thi công ép cọc..........................................................................145
8.3.2 Lập biện pháp thi công đào đất..................................................................154
8.3.3 Lập biện pháp thi công đài-giằng móng....................................................167
8.3.4 Lập biện pháp thi công lấp đất tôn nền......................................................177
8.3.5 Thuyết minh tóm tắt biện pháp thi công phần ngầm.................................178
Chương 9: Thi công phần thân............................................................................186
9.1. Các loại ván khuôn ......................................................................................188
9.2. Thiết kế ván khuôn cột ................................................................................188
9.3. Thiết kế ván khuôn dầm sàn.........................................................................192
9.4. Tính toán khối lượng, chọn máy thi công....................................................210
9.5. Thuyết minh tóm tắt biện pháp thi công phần thân.....................................233
Chương 10: Tổ chức thi công..............................................................................181
10.1. Lập tiến độ thi công....................................................................................182
10.2. Thiết kế tổng mặt bằng ..............................................................................245
Chương 11: Lập dự toán......................................................................................254
3
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
LỜI NÓI ĐẦU
Qua 5 năm học tập và rèn luyện dưới mái trường Đại học Hải Phòng. Sinh viên
được trang bị một khối lượng kiến thức rất phong phú và đa dạng. Kết quả của quá
trình rèn luyện đó được thể hiện qua Đồ án tốt nghiệp mà mỗi sinh viên phải thực hiện
để được công nhận ra trường trở thành một kĩ sư xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Trong những năm gần đây nền xây dựng trên thế giới phát triển rất nhanh chóng.
Nước ta đang từng bước dần bắt nhịp nhằm tránh khỏi tụt hậu và đáp ứng cho nhu cầu
ngày càng cao về nhà ở, nhà nghỉ, khách sạn cũng như nhà làm việc của xã hội. Vì lẽ
đó việc xây dựng ngày càng nhiều công trình cao tầng là hết sức cần thiết.
Từ thực tiễn này, trong khuôn khổ đề án em chọn cho mình đề tài thiết kế công
trình: Nhà khách - Trung tâm điều dưỡng Hải Phòng.
Tuy nhiên, do khả năng, kinh nghiệm và thời gian có hạn nên khó tránh khỏi
những thiếu sót trong quá trình thực hiện đồ án. Chính vì vậy, em rất mong nhận được
các ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hoàn thiện trong quá trình
công tác.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo đã trong suốt thời gian 5 năm
học tập và rèn luyện tại trường, đã trang bị cho em hành trang để bước tiếp những
chặng đường tiếp theo.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PHẠM TOÀN ĐỨC, cô
PHẠM THỊ LOAN đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án
này!
Hải Phòng, 2016
Sinh viên
NGUYỄN VIẾT DŨNG
4
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu công trình:
Tên công trình:
Nhà khách - Bệnh viện Điều Dưỡng Hải Phòng.
Địa điểm xây dựng:
Khu I – Đồ Sơn – Hải Phòng.
Đơn vị chủ quản:
Bệnh viện Điều Dưỡng Hải Phòng.
Thể loại công trình:
Nhà ở.
* Quy mô công trình:
- Công trình có 6 tầng và 1 tầng áp mái.
+ Chiều cao toàn bộ công trình: 23,7m. (Tính từ cos 0.00)
+ Chiều dài:
40,9m.
+ Chiều rộng:
18m.
Công trình được xây dựng trên một khu đất bằng phẳng và có diện tích xây dựng
khoảng 740m2.
- Chức năng và công suất phục vụ:
Trung Tâm Điều Dưỡng Hải Phòng được xây dựng với chức năng là khu nghỉ ngơi,
điều dưỡng, chăm sóc sức khỏe cho người cao tuổi.
- Công trình được bố trí trung tâm khu đất tạo sự bề thế cũng như thuận tiện cho giao
thông, quy hoạch tương lai của khu đất.
- Công trình gồm 1 sảnh chính ở giữa các tầng để tạo sự thoáng đãng cho công trình.
Bao quanh công trình là hệ thống cây xanh chống bụi bặm và giảm tiếng ồn. Các vườn
hoa tạo nên cảnh quan, mỹ thuật cho công trình.
+ Tầng 1: Bao gồm sảnh chờ, nơi sinh hoạt cộng đồng, khu phục vụ ăn uống
(cantin), có thang máy và cầu thang bộ để giao thông thuận lợi giữa các tầng.
+ Tầng 2-6: Đi từ tầng 1 lên là sảnh chính với không gian rộng ở giữa. Hai bên là hành
lang chính và các phòng nghỉ được bố trí đối xứng nhau tạo không gian thông thoáng
và thuận tiện cho việc đi lại.
+ Tầng áp mái: Thông tầng.
5
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Công năng và diện tích các phòng như sau:
Tầng
Số TT
Tên phòng
Diện tích(m2)
1
1
2
Khu thang
Khu vệ sinh
26,46
61,7
3
Sảnh+Khu ăn uống+Sinh hoạt
394,4
1
Phòng ở+ Lan can (14 phòng)
14x26.5=371
2
Khu thang
77,87
3
Hành lang + Sảnh
151,08
2 => 6
1.2. Giải pháp kiến trúc:
1.2.1. Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình:
Liên hệ theo phương đứng của toà nhà bằng 01 thang máy chở người có sức chứa
cabin thang là 11 người. Thang bộ gồm 02 thang (bao gồm cả chức năng thoát hiểm
khi có sự cố do sự bố trí hợp lý về cự ly đảm bảo thoát hiểm <= 25 m theo quy phạm).
Liên hệ theo phương ngang của toà nhà bằng hệ thống sảnh tầng và hành lang giao
thông từng tầng. Thiết kế các tầng làm việc có không gian lớn, hiện đại và khi cần các
không gian riêng biệt nhỏ hơn thì có thể ngăn chia bằng các vách tường nhẹ, linh hoạt
trên sàn nhà.
1.2.2. Giải pháp mặt đứng và hình khối kiến trúc công trình:
Công trình được thiết kế theo phong cách hiện đại, bao gồm các hình khối kiến
trúc làm điểm nhấn kết hợp với vật liệu kính để toát lên vẻ đẹp của tòa nhà và hòa hợp
với các công trình xung quanh.
Vẻ ngoài của công trình do đặc điểm cơ cấu bên trong về bố cục mặt bằng, giải
pháp kết cấu, tính năng vật liệu cũng như điều kiện quy hoạch kiến trúc quyết định. Ở
đây ta chọn giải pháp đường nét kiến trúc thẳng, kết hợp với các băng kính tạo nên nét
kiến trúc hiện đại để phù hợp với tổng thể mà vẫn không phá vỡ cảnh quan xung quanh
nói riêng và cảnh quan đô thị nói chung.
1.2.3. Giải pháp giao thông và thoát hiểm của công trình (không gian, vị trí và kích
thước):
1.2.3.1. Giải pháp giao thông đứng:
6
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Chiều cao của tầng 1 là 3,9m,các tầng trên là 3,3m. Chiều cao của cả nhà 23,7m.
Tòa nhà là 1 nguyên đơn bao gồm 2cầu thang bộ và 2 cầu thang máy đảm bảo giao
thông tốt theo chiều đứng.
1.2.3.2. Giải pháp giao thông ngang:
Đó là các hành lang được bố trí giữa các tầng. Các hành lang này được nối với
các nút giao thông theo phương thẳng đứng (cầu thang). Phải đảm bảo thuận tiện và
đảm bảo lưu thoát người khi có sự cố xảy ra. Chiều rộng của hành lang là 2,18m. Các
phòng của tòa nhà đều có 2 cửa đi.
1.2.3.3. Giải pháp thoát hiểm:
Tòa nhà có hành lang rộng, hệ thống cửa đi và hệ thống thang máy, thang bộ
đảm bảo cho thoát hiểm khi sự cố xảy ra sự cố.
1.2.4. Giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên cho công trình:
1.2.4.1. Thông gió tự nhiên và nhân tạo:
Công trình nằm ở vị trí gần biển nên luôn có gió mát tự nhiên quanh năm, các
phòng đều có hệ thống cửa sổ và cửa đi đón gió trực tiếp, ngoài ra các phòng trong tòa
nhà còn bố trí hệ thống điều hòa, hệ thống thông gió. Hệ thống hành lang trung tâm tòa
nhà nên công trình đảm bảo yêu cầu thông gió.
1.2.4.2. Chiếu sáng:
Chiếu sáng tự nhiên, các phòng đều có các lỗ cửa sổ để tiếp nhận ánh sáng trực
tiếp từ bên ngoài. Toàn bộ các cửa sổ được lắp khung nhôm kính màu trà nên phía
trong nhà luôn có đầy đủ ánh sáng tự nhiên. Khoảng không rộng trong lòng công trình
cung cấp đầy đủ ánh sáng cho các phòng cả công trình.
1.2.5. Giải pháp sơ bộ về hệ kết cấu và vật liệu xây dựng công trình:
1.2.5.1. Giải pháp sơ bộ lựa chọn kết cấu công trình:
Khung bêtông cốt thép chịu lực.
1.2.5.2. Giải pháp sơ bộ lựa chọn vật liệu xây dựng:
Vật liệu sử dụng trong công trình chủ yếu là gạch, cát, đá, xi măng, thép, kính…
rất thịnh hành trên thị trường.
7
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Hệ thống cửa đi được làm bằng gỗ, hệ thống cửa sổ làm bằng nhôm kính.
1.2.6. Giải pháp kỹ thuật khác:
1.2.6.1 Cấp điện:
Nguồn cấp điện từ lưới điện của thành phố dẫn đến trạm điện chung của công
trình và các hệ thông dây dẫn được thiết kế chìm trong tường đưa tới các phòng.
1.2.6.2. Cấp nước:
Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố thông qua các ống
dẫn đưa tới các bể chứa. Dung tích của bể được thiết kế trên cơ sở số lượng người sử
dụng và lượng dự trữ để phòng sự cố có thể xảy ra. Hệ thống đường ống được bố trí
chạy ngầm trong tường ngăn đến các khu vệ sinh.
1.2.6.3. Thoát nước:
Gồm có thoát nước mưa và thoát nước thải:
- Thoát nước mưa: gồm có các hệ thống sênô dẫn nước từ các ban công, mái, theo
đường ống nhựa đặt trong tường chảy vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
- Thoát nước thải sinh hoạt: yêu cầu phải có bể tự hoại để nước thải chảy vào hệ thống
thoát nước chung không bị nhiễm bẩn. Đường ống phải kín, không rò rỉ…
1.2.6.4. Rác thải:
- Hệ thống khu vệ sinh tự hoại.
- Bố trí hệ thống các thùng rác.
1.3. Kết luận:
- Công trình được thiết kế đáp ứng tốt cho nhu cầu nghỉ ngơi điều dưỡng, cảnh quan
hài hoà, đảm bảo về mỹ thuật, độ bền vững và kinh tế.
- Công trình được thiết kế theo đúng quy chuẩn, quy phạm của Việt Nam.
8
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Chương 2
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU, TÍNH TOÁN NỘI LỰC
2.1. Sơ bộ phương án kết cấu:
2.1.1. Phân tích các dạng kết cấu khung:
2.1.1.1. Hệ kết cấu khung chịu lực:
- Cấu tạo: Bao gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng đứng bằng các nút cứng.
Khung có thể bao gồm cả tường trong và tường ngoài của nhà.
- Ưu điểm: Việc thiết kế tính toán hệ kết cấu thuần khung đã được nghiên cứu nhiều,
thi công nhiều nên đã tích lũy được lượng lớn kinh nghiệm. Các công nghệ, vật liệu lại
dễ kiếm, chất lượng công trình vì thế sẽ được nâng cao.
- Nhược điểm: Chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục của khung cứng phụ thuộc vào
độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này không được phép
có biến dạng góc. Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chịu
lực của từng dầm và từng cột.
Tóm lại: Hệ kết cấu này thích hợp cho các nhà dưới 20 tầng với thiết kế kháng chấn
cấp 7, 15 tầng với kháng chấn cấp 8, 10 tầng với kháng chấn cấp 9. Các công trình đòi
hỏi sự linh hoạt về công năng mặt bằng như khách sạn, tuy nhiên kết cấu dầm sàn
thường dày nên chiều cao các tầng phải lớn để đảm bảo chiều cao thông thủy.
2.1.2. Phương án lựa chọn:
2.1.2.1. Lựa chọn vật liệu kết cấu:
Từ các giải pháp vật liệu đã trình bày chọn vật liệu bê tông cốt thép sử dụng cho
toàn công trình do chất lượng bảo đảm và có nhiều kinh nghiệm trong thi công và thiết
kế.
Theo tiêu chuẩn TCVN 356-2005:
- Bêtông với chất kết dính là xi măng cùng với các cốt liệu đá, cát vàng tạo nên một
cấu trúc đặc chắc. Với cấu trúc này, bêtông có khối lượng riêng ~ 2500 kG/m 3.
- Mác bê tông theo cường độ chịu nén, tính theo đơn vị MPa, bê tông được dưỡng hộ
cũng như được thí nghiệm theo quy định và tiêu chuẩn của nước Cộng hoà xã hội chủ
nghĩa Việt Nam. Cấp độ bền của bêtông dùng trong tính toán cho công trình là B20.
- Bêtông các cấu kiện thường là B20:
+ Với trạng thái nén: Cường độ tiêu chuẩn về nén Rbn= 15MPa.
Cường độ tính toán về nén R b= 11,5MPa.
9
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
+ Với trạng thái kéo: Cường độ tiêu chuẩn về kéo Rbtn= 1,40MPa.
Cường độ tính toán về kéo Rbt= 0,9MPa.
- Môđun đàn hồi của bêtông xác định theo điều kiện bêtông nặng, khô cứng trong điều
kiện tự nhiên. Với cấp độ bền B20 thì Eb = 27000MPa.
- Thép làm cốt thép cho cấu kiện bêtông cốt thép dùng loại thép sợi thông thường theo
tiêu chuẩn TCVN 5575-1991. Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột dùng nhóm AII, AIII,
cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng nhóm AI.
- Cường độ của cốt thép như sau:
+ Cốt thép chịu lực nhóm CII: Rs = 280MPa.
+ Cốt thép cấu tạo d ≥ 10 CII: Rs = 280MPa.
d < 10 CI: Rs = 225MPa.
- Môđun đàn hồi của cốt thép: E = 21MPa.
- Các loại vật liệu khác:
+ Gạch đặc M75.
+ Cát vàng - Cát đen.
+ Sơn che phủ.
+ Bitume chống thấm.
Mọi loại vật liệu sử dụng đều phải qua thí nghiệm kiểm định để xác định cường
độ thực tế cũng như các chỉ tiêu cơ lý khác và độ sạch. Khi đạt tiêu chuẩn thiết kế mới
được đưa vào sử dụng.
2.1.2.2. Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực:
Đối với nhà cao tầng, chiều cao của công trình quyết định các điều kiện thiết kế,
thi công hoặc sử dụng khác với các nhà thông thường khác. Trước tiên sẽ ảnh hưởng
đến việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình (bộ phận chủ yếu của công trình
nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống dưới nền đất).
Qua phân tích các ưu nhược điểm của những giải pháp đã đưa ra, căn cứ vào
thiết kế kiến trúc, đặc điểm cụ thể của công trình, ta sử dụng hệ kết cấu “khung” chịu
lực với sơ đồ khung giằng. Hệ thống khung bao gồm các hàng cột biên, cột giữa, dầm
chính, dầm phụ, chịu tải trọng đứng là chủ yếu, một phần tải trọng ngang và tăng độ ổn
định cho kết cấu với các nút khung là nút cứng. Công trình thiết kế có chiều dài 49,8m
và chiều rộng 19,2m, độ cứng theo phương dọc nhà lớn hơn rất nhiều theo phương
10
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
ngang nhà. Do đó khi tính toán để đơn giản và thiên về an toàn ta tách một khung theo
phương ngang nhà tính như khung phẳng có bước cột là l = 4,2m.
2.1.2.3. Lựa chọn phương án kết cấu sàn:
Đặc điểm của công trình: Bước cột 4,2m, chiều cao tầng 3,9 và 3,3m. Trên cơ sở phân
tích các phương án kết cấu sàn, đặc điểm công trình, ta đề xuất sử dụng phương án
“Sàn sườn toàn khối BTCT” cho tất cả sàn các tầng.
2.1.3. Kích thước sơ bộ của kết cấu (cột, dầm, sàn,…) và vật liệu:
2.1.3.1. Chọn sơ bộ tiết diện dầm:
- Đối với dầm chính:
1 1
Chiều cao tiết diện hdc = ( ÷ ).l1 , với l1 là nhịp dầm chính.
8 12
1 1
Bề rộng tiết diện chọn theo điều kiện đảm bảo độ ổn định của kết cấu: bdc = ( ÷ )hdc
2 4
+ Nhịp dầm chính l= 6,3m:
1 1
Chiều cao tiết diện: hdc = ( ÷ ).6300 = 525 ÷ 788mm
8 12
Bề rộng tiết diện:
⇒ Chọn hdc= 600mm.
1 1
1 1
bdc = ( ÷ )hdc = ( ÷ ).700 = 175 ÷ 350mm ⇒ Chọn bdc= 220mm.
2 4
2 4
⇒ Dầm D1: 220x600
+ Nhịp dầm chính l= 2,4m:
1 1
Chiều cao tiết diện: hdc = ( ÷ ).2400 = 200 ÷ 400mm
8 12
Bề rộng tiết diện:
⇒ Chọn hdc= 400mm.
1 1
1 1
bdc = ( ÷ )hdc = ( ÷ ).400 = 100 ÷ 220mm
2 4
2 4
⇒ Dầm D2: 220x400
⇒ Chọn bdc= 220mm.
11
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
+ Nhịp dầm chính l = 1,5m:
1 1
Chiều cao tiết diện: hdc = ( ÷ ).1500 = 125 ÷ 400mm
8 12
Bề rộng tiết diện:
⇒ Chọn hdc= 400mm.
1 1
1 1
bdc = ( ÷ )hdc = ( ÷ ).400 = 100 ÷ 220mm
2 4
2 4
⇒ Dầm D3: 220x400
⇒ Chọn bdc= 220mm.
- Đối với dầm phụ:
1 1
Chiều cao tiết diện hdp = ( ÷ ).l2 , với l2 là nhịp dầm phụ.
12 20
1 1
Bề rộng tiết diện: bdp = ( ÷ )hdp , thường chọn bằng 180mm, 200mm, 220mm.
2 4
Ở đây, nhịp dầm phụ l= 4,2m:
1 1
Chiều cao tiết diện: hdp = ( ÷ ).4200 = 210 ÷ 350mm ⇒ Chọn hdp= 400mm.
12 20
Bề rộng tiết diện:
1 1
1 1
bdp = ( ÷ )hdp = ( ÷ ).400 = 100 ÷ 200mm
2 4
2 4
⇒ Dầm D4: 220x400, (DP: 220x400, D5: 220x300)
⇒ Chọn bdp= 220mm.
2.1.3.2. Chọn sơ bộ tiết diện sàn:
Với phương án sàn sườn toàn khối.
D.l
m
D: là hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D = 0,8 ÷ 1, 4 ⇒ Chọn D= 1.
m = 35 ÷ 45 đối với bản kê 4 cạnh.
m = 30 ÷ 35 đối với bản kê 2 cạnh.
Chiều dày bản sàn được thiết kế sơ bộ theo công thức: hb =
Trong đó:
l: là nhịp của bản.
Các ô bản của công trình chủ yếu là bản kê 4 cạnh, nên chọn chiều dày ở các ô
bản là như nhau và lấy bản lớn nhất để chọn cho toàn công trình.
Nhịp bản lớn nhất theo phương cạnh ngắn là 4,2m. Chọn m= 42:
12
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
⇒ hb =
1.4, 2
= 0,1m . Vậy chọn chiều dày sàn cho toàn công trình là 10cm.
42
2.1.3.2. Chọn sơ bộ tiết diện cột:
Trong kết cấu nhà cao tầng, cột giữa chịu tải trọng đứng lớn hơn cột biên, tuy
nhiên cột biên chịu ảnh hưởng do tải trọng ngang gây ra lớn hơn cột giữa. Mômen chân
cột có độ lớn tỷ lệ với chiều cao nhà. Để đảm bảo chịu tải trọng ngang ta chọn kích
thước cột biên và cột giữa (bxh) bằng nhau .
Tiết diện cột được chọn theo nguyên lý cấu tạo kết cấu bêtông cốt thép chịu nén.
Diện tích tiết diện ngang của cột được chọn theo công thức: Fb = k .
Trong đó:
k= 1,1÷1,5: Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen.
Fb: Diện tích tiết diện ngang của cột.
Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bêtông (Rb= 11,5MPa).
N: Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột.
N có thể xác định sơ bộ theo công thức: N= S.q.n
Với: S: Diện tích chịu tải của một cột ở một tầng
q: Tải trọng sơ bộ lấy q= 1T/m2 = 1.10-2MPa.
n: Số tầng.
13
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
N
Rb
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
4200
4200
3
4200
2
4050
1
2400
C
6300
A
B
Diện tích chịu tải của cột.
Vậy tiết diện cột tầng 1 sẽ là: Fb = 1,1.
420.405.1.10−2.8
= 1627cm 2
11,5
⇒ Chọn cột tầng 1 có tiết diện: bxh = 22x60cm
Do càng lên cao thì nội lực càng giảm, nên ta cần thay đổi tiết diện cột cho phù hợp.
Tầng 2, 3:
bxh = 22x60cm
Tầng 4, 5, 6:
bxh = 22x50cm
2.1.3.3. Chọn sơ bộ kích thước tường:
- Đối với tường bao, được xây chung quanh chu vi nhà, do yêu cầu chống thấm, chống
ẩm nên tường dày 22cm xây bằng gạch đặc M75. Tường có hai lớp trát dày 1,5cm.
Ngoài ra tường 22cm cũng được xây làm tường ngăn cách giữa các phòng với nhau.
- Đối với tường ngăn, dùng để ngăn chia không gian giữa các khu trong một phòng với
nhau. Do chỉ làm nhiệm vụ ngăn cách không gian nên ta chỉ cần xây tường dày 11cm
và có hai lớp trát dày 1,5cm.
2.1.3.3. Chọn sơ bộ kích thước thang máy:
14
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Thang máy được đổ cột 4 góc kích thước 20x20cm, xây tường bao quanh dày 22cm,
tường ngăn giữa 2 thang máy là tường 11cm.
2.1.4. Mặt bằng kết cấu:
(Được thể hiện trên các bản vẽ kèm theo)
15
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
2.2. Tính toán tải trọng:
2.2.1. Tĩnh tải:
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu như cột, dầm, sàn và tải trọng
do tường, vách kính đặt trên công trình.
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu cấu tạo nên công trình.
+ Thép:
7850 kG/m3
+ Bêtông cốt thép:
2500 kG/m3
+ Khối xây gạch đặc:
1800 kG/m3
+ Khối xây gạch rỗng: 1500 kG/m3
+ Vữa trát, lát:
1300 kG/m3
2.2.1.1. Tĩnh tải sàn:
Tĩnh tải bản thân sàn phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn.
Trọng lượng bản thân sàn được tính theo công thức:
Trong đó:
gts= n.h.γ (kG/m2)
n:
h:
hệ số vượt tải xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.
chiều dày sàn.
γ:
trọng lượng riêng của vật liệu sàn.
Tĩnh tải các lớp sàn tầng điển hình
Loại sàn
Các lớp sàn
Lớp gạch sàn
Ceramic
Lớp vữa lót
Sàn BTCT
Lớp vữa trát trần
Gạch lát chống trơn
Lớp vữa lót
Lớp vữa chống
thấm
Sàn WC
Sàn BTCT
Lớp vữa trát trần
Thiết bị vệ sinh
Sàn hành
lang,
sàn trong
phòng
Chiều
TT
Tổng
γ
Hệ số
dày
tính toán
cộng
(kG/m3) vượt tải
(m)
(kG/m2) (kG/m2)
0.015
2000
1.1
33
0.015
0.1
0.015
0.01
0.015
1800
2500
1800
2000
1800
1.3
1.1
1.3
1.3
1.3
35.1
275
35.1
26
35.1
0.03
1800
1.3
70.2
0.1
0.015
2500
1800
1.1
1.3
275
35.1
0.055
16
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
378.2
441.455
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Tĩnh tải tác dụng lên mái
Các lớp sàn
2 lớp gạch lá nem
Lớp BTCT sàn
Lớp chống thấm
Lớp vữa trát trần
Lớp chống nóng, tạo
dốc
Chiều
TT
γ
Hệ số
Tổng cộng
dày
tính
toán
(kG/m3) vượt tải
(kG/m2)
(m)
(kG/m2)
0.02
1800
1.1
39.6
0.1
2500
1.1
275
0.005
1800
1.1
9.9
406.4
0.015
1800
1.3
35.1
0.02
1800
1.3
46.8
2.2.1.2. Trọng lượng bản thân tường:
Kể đến lỗ cửa tải trọng tường 220 và tường 110 nhân với hệ số 0,8.
Tải trọng tường gạch đặc dày 220mm
Các lớp
2 lớp vữa trát
Lớp gạch xây
Tải trọng 1m2 tường
Tải trọng 1m2 tường có
cửa
Chiều
dày
(m)
0.03
0.22
γ
(kG/m3)
1800
1800
Hệ số
vượt tải
1.3
1.1
TT tính
toán
(kG/m2)
70.2
435.6
505.8
404.64
Tải trọng tường gạch đặc dày 110mm
Các lớp
2 lớp vữa trát
Lớp gạch xây
Tải trọng 1m2 tường
Tải trọng 1m2 tường có
cửa
Chiều
dày
(m)
0.03
0.11
γ
(kG/m3)
1800
1800
Hệ số
vượt tải
1.3
1.1
230.4
Tải trọng tường lan can dày 110mm, cao 1m
17
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
TT tính
toán
(kG/m2)
70.2
217.8
288
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Các lớp
2 lớp vữa trát
Lớp gạch xây
Tải trọng 1m2 tường
Chiều
dày
(m)
0.03
0.11
γ
(kG/m3)
1800
1800
Hệ số
vượt tải
1.3
1.1
TT tính
toán
(kG/m2)
70.2
217.8
288
2.2.1.3. Trọng lượng bản thân dầm:
Bao gồm trọng lượng bêtông dầm và 2 lớp vữa trát dày 15mm.
Tải trọng dầm
Tên cấu kiện
Tính toán
Dầm D1
(22x60)
Dầm D2
(22x40)
Dầm D3
(22x40)
Dầm D4
(22x40)
1.1x0.22x(0.60-0.10)x2500
+1.3x0.015x2x(0.60-0.1)x1800
1.1x0.22x(0.40-0.10)x2500
+ 1.3x0.015x2x(0.40-0.10)x1800
1.1x0.22x(0.3-0.1)x2500
+1.3x0.015x2x(0.3-0.1)x1800
1.1x0.22x(0.40-0.120x2500
+1.3x0.015x2x(0.40-0.10)x1800
Trọng lượng
(kG/m)
337,6
202,56
135,04
202,56
2.2.1.4. Trọng lượng bản thân cột:
Bao gồm trọng lượng bêtông cột và 2 lớp vữa trát dày 15mm, cột thang máy trát 2 lớp
vữa dày 20mm.
Tải trọng cột
Tên cấu kiện
Tính toán
Cột tầng 1, 2, 3
(22x60)
Cột tầng 4, 5, 6
(22x50)
Cột thang máy
(20x20)
1.1x0.22x0.6x2500
+1.3x0.015x2x0.6x1800
1.1x0.22x0.5x2500
+ 1.3x0.015x2x0.5x1800
1.1x0.2x0.2x2500
+1.3x0.02x2x0.2x1800
2.2.2. Hoạt tải:
18
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Trọng lượng
(kG/m)
405,12
337,6
119,4
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải cho các loại phòng bao gồm:
Hệ số vượt tải:
+ Khi tải tiêu chuẩn < 200 (kG/m2): n = 1,3
+ Khi tải tiêu chuẩn ≥ 200 (kG/m2): n = 1,2
19
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Hoạt tải
Các loại công tác
Phòng ngủ
Phòng khách
WC, phòng giặt, bếp
Hành lang, cầu thang,
sảnh
Ban công, lô gia
Sàn mái không sử dụng
TT tiêu chuẩn Hệ số
(kG/m2)
vượt tải
TT tính toán
(kG/m2)
200
200
150
1.2
1.2
1.3
240
260
195
300
1.2
360
200
75
1.2
1.3
240
97.5
2.2.3. Tải trọng ngang:
- Tải trọng gió được xác định theo TCVN: 2737 – 1995. Vì công trình có chiều cao
H= 23,7m < 40m, do đó công trình chỉ tính đến tải trọng gió tĩnh, bỏ qua thành phần
gió động.
Các cấu kiện thẳng đứng chịu tải trọng công trình liên kết với nhau thành một hệ
không gian. Nhưng việc tính toán ở đây ta thực hiện dưới dạng một bài toán phẳng nên
phải tiến hành phân phối tải trọng ngang theo độ cứng tương đối của cấu kiện chịu tải
trọng. Thông thường, các cấu kiện thẳng đứng chịu tải liên kết nhau theo phương
ngang thông qua các dầm giằng và bản sàn. Các bản sàn này có thể có tính chất hình
học và đàn hồi khác nhau nhưng khi tính toán phân phối tải trọng ngang ta có thể coi
bản sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó.
- Công trình được xây dựng tại Hải Phòng trong vùng gió IV-B, có giá trị áp lực gió
tiêu chuẩn W0= 155kG/m2.
- Để xác định tải trọng gió ta coi tải trọng gió là phân bố đều trên mỗi đoạn chiều cao
công trình. Ở đây, ta lấy mỗi đoạn có chiều cao là 1 tầng.
- Giá trị tiêu chuẩn của thành phần gió tĩnh ở độ cao z của công trình được xác định
theo công thức:
Wi = W0.k.c
(kG/m2)
⇒ Giá trị tính toán:
Wtt= n.W0.k.c
(kG/m2)
Trong đó:
n= 1,2 (hệ số vượt tải)
W0= 155kG/m2 là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn.
k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió, lấy theo độ cao và địa hình.
20
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
(Ở đây là địa hình B).
c: Hệ số khí động, lấy c= - 0,6 đối với phía hút gió, c= +0,8 đối với phía đón gió.
- Tải trọng gió được quy về phân bố đều trên các mức sàn theo diện chịu tải cho mỗi
sàn là một nửa chiều cao tầng trên sàn và tầng dưới sàn:
+ Phía đón gió:
Wđ= 1,2.155.0,8.k.4,2 =625.k (kG/m2)
+ Phía hút gió:
Wh= 1,2.155.0,6.k.4,2 =468,7.k (kG/m2)
Kết quả tính toán cho các mức sàn được ghi lại trong bảng dưới đây:
Vị trí
Độ cao z Hệ số
lấy hệ số
(m)
k
k
Sàn tầng 2
3,9
0,836
Sàn tầng 3
7,2
0,9376
Sàn tầng 4
10,5
1,0144
Sàn tầng 5
13,8
1,0704
Sàn tầng 6
17,1
1,109
Sàn tầng
20.4
1.1426
mái
B(m)
4,2
4,2
4,2
4,2
4,2
4,2
Wđ
(kG/m)
Wh
(kG/m)
522,4
586
634
669
693
391,8
440
475
501,6
518
714
535,5
- Đỉnh khung K2 có chiều cao 20,4+ 0,8 = 21,2m (chiều cao lan can tầng mái là 0,8m).
Với z = 21,2m ⇒ k= 1,152. Vậy tải trọng gió tác dụng ở đỉnh khung K2 đưa về lực tập
trung sẽ có giá trị: Pmd = ( 0,5.4, 2.1, 2.155.1,152.0,8 ) = 360kG
Pmh = ( 0,5.4, 2.1, 2.155.1,152.0,6 ) = 270kG
21
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
l1
l1
2.2.4. Tính toán tải trọng tác dụng lên khung K2:
2.2.4.1. Tĩnh tải:
Gồm 3 phần:
- Tải trọng truyền vào từ bản sàn.
- Trọng lượng bản thân dầm.
- Tải trọng của tường ngăn.
- Tải trọng truyền từ sàn vào khung được phân bố như sau:
l2
l2
+ Khi bản có
g = g san .
l2
≥ 2 tải trọng truyền từ bản sàn vào dầm theo dạng hình chữ nhật:
l1
l1
2
+ Khi bản có
l2
< 2 tải trọng truyền từ bản sàn vào dầm theo dạng hình thang và tam
l1
giác (theo nguyên tắc đường phân giác).
- Để thuận tiện cho việc giải nội lực và việc cộng tác dụng các loại tải trọng, có thể quy
đổi tải trọng hình tam giác và tải trọng hình thang về tải trọng phân bố đều tương
đương trên cơ sở cân bằng mômen của dầm 2 đầu ngàm.
- Nguyên tắc đổi như sau:
+ Tải phân bố hình tam giác:
5
l
g td = .g san . 1
8
2
+ Tải phân bố hình thang:
g td = α .g san .
l1
2
(Với α = (1 − 2 β 2 + β 3 ) và β =
22
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
l1
)
2l2
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
a. Tải trọng tác dụng vào khung trục 2 (K2) tầng điển hình:
+ Đối với sàn trong phòng (S2):
l1= 4,2m và l2= 5,135m
⇒β =
4, 2
= 0, 41 ⇒ α = 1 − 2.0, 412 + 0, 413 = 0,73
2.5,135
+ Đối với sàn hành lang (S4):
⇒β =
l1= 2,4m và l2= 4,2m
2, 4
= 0, 28 ⇒ α = 1 − 2.0, 282 + 0, 283 = 0,86
2.4, 2
- Mặt bằng kết cấu truyền tải tầng điển hình:
2
1
3
9726
A
2400
1500
6300
1765
B
4535
15000
C
2400
1765
6300
D
4535
1500
4200
4200
S1
S1
S2
S2
S3
S3
S4
S4
S3
S3
S2
S2
S1
S1
4200
4200
2
1
1326
g'1
g'2
g'1
g'3
g'4
g2
g4
g3
g1
g2
g1
3
Tải trọng phân bố tác dụng lên khung K2 tầng điển hình
Ký hiệu
Các loại tải trọng và cách xác định
-
g1= g1’
Do sàn S2 (4,2x4.535), tải hình thang:
2.(0,73.378, 2.
-
Giá trị
(kG/m)
4, 2
)
2
1159
Do tường 220 (không cửa):
505,8.(3,3- 0,6)
23
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
1365
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
Tổng
g2
2524
-
Do sàn S4 (2,4x4,2), tải hình tam giác:
567.3
5
2, 4
2.( .378.2.
)
8
2
Tải trọng tập trung tác dụng lên khung K2 tầng điển hình
Ký hiệu
Các loại tải trọng và cách xác định
-
Do sàn S1 (1,5x4,2), tải hình chữ nhật:
2.(378, 2.
G1= G1’
-
1,5 4, 2
.
)
2 2
1191.3
Do dầm DP (0,22x0,40x4,2):
4, 2
2. 0, 22.(0, 4 − 0,1).2500.1,1.
2
-
762,3
Do tường lan can 110 cao 1m:
2.(288.1.
1209,6
4, 2
)
2
Tổng
3163.2
-
Do sàn S1 (1,5x4,2), tải hình chữ nhật:
2.(378, 2.
G2= G2’
Giá trị
(kG)
-
1,5
)
2
567.3
Do sàn S2 (4,2x5,135), tải hình tam giác:
4, 2
5
2. ( .378, 2.
)
2
8
-
992.7
Do dầm D4 (0,22x0,4x4,2):
4, 2
2. 0, 22.(0, 4 − 0,1).2500.1,1.
2
-
Do tường 220 (có cửa):
24
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
762,3
4928.5
Nhà khách - Trung tâm Điều dưỡng Hải Phòng
4, 2
2. 404,64.(3,3 − 0, 4).
2
Tổng
7250.8
-
Do sàn S2 (4,2x4.535), tải hình tam giác:
4, 2
5
2. ( .378, 2.
)
2
8
G3= G3’
-
Do sàn S3 (1,765x4,2), sàn WC, tải hình chữ nhật:
2.(441,5.
-
992.8
1,765
)
2
779.2
Do dầm DP (0,22x0,43x4,2):
4, 2
2. 0, 22.(0, 4 − 0,1).2500.1,1.
2
-
Do tường WC 110 dài 2,11m:
2,11
2. 288.(3,3 − 0,3).
2
Tổng
Do sàn S3 (1,765x4,2), sàn WC, tải hình chữ nhật:
2.(441.4.
-
1,765
)
2
779
Do sàn S4 (2,4x4,2), tải hình thang:
2, 4
2. (0,86.378, 2.
)
2
-
-
780,6
Do dầm D4 (0,22x0,4x4,2):
4, 2
2. 0, 22.(0, 4 − 0,1).2500.1,1.
2
764,3
Do tường 220 (có cửa):
4, 2
2. 404,64.(3,3 − 0,3).
2
Tổng
5100
7425
b. Tải trọng tác dụng vào khung trục 2 (K2) tầng mái:
+ Đối với sàn trong phòng (S2):
l1= 4,2m và l2= 6,3m
⇒β =
1823.04
4357.4
-
G4= G4’
762,3
4, 2
= 0,3 ⇒ α = 1 − 2.0,32 + 0,33 = 0,847
2.6,3
25
Nguyễn Viết Dũng – XDK12A
