LUẬN văn xây DỰNG dân DỤNG THIẾT kế kỹ THUẬT TRƯỜNG dạy NGHỀ dân tộc nội TRÚ xã núi tô HUYỆN TRI tôn TỈNH AN GIANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
TRƯỜNG DẠY NGHỀ DÂN TỘC NỘI TRÚ
XÃ NÚI TÔ- HUYỆN TRI TÔN-TỈNH AN GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

Cao Tấn Ngọc Thân

Âu Anh Thư
MSSV: 1064360
Ngành Xây dựng – Khóa 32

---- 11/2010 ----


Mục lục

MỤC LỤC
Mục lục.................................................................................................................. I
Danh mục hình.................................................................................................... VI
Danh mục bảng biểu ........................................................................................... IX
PHẦN NỘI DUNG

PHẦN I: KIẾN TRÚC
Chương 1: Giới thiệu công trình
1.1. Nhiệm vụ thiết kế........................................................................................... 1
1.2. Vị trí xây dựng ............................................................................................... 1
1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn điah chất............................................................. 1
1.3.1. Khí hậu ....................................................................................................... 1
1.3.2. Thủy văn ..................................................................................................... 2
1.3.3. Địa chất....................................................................................................... 2
Chương 2: Thiết kế kiến trúc
2.1. Giải pháp mặt bằng ........................................................................................ 3
2.1.1. Tầng trệt...................................................................................................... 3
2.1.2. Tầng 1......................................................................................................... 3
2.1.3. Tầng 2......................................................................................................... 4
2.1.4. Tầng 3......................................................................................................... 4
2.2. Giải pháp mặt đứng........................................................................................ 4
2.3. Giải pháp giao thông ..................................................................................... 4
2.3.1 Giao thông đứng........................................................................................... 4
2.3.2 Giao thông ngang ......................................................................................... 4
2.4. Giải pháp kỹ thuật .......................................................................................... 4
2.4.1 Hệ thống điện .............................................................................................. 4
2.4.2 Hệ thống cấp nước ....................................................................................... 4
2.4.3 Hệ thống thoát nước ..................................................................................... 5
2.4.4 Hệ thống thông gió và chiếu sang................................................................. 5
2.4.5 An tòan phòng cháy, chữa cháy.................................................................... 5
PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU


Mục lục

Chương 1: Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

1.1. Tiêu chuẩn thiết kế......................................................................................... 6
1.2. Tải trọng thiết kế............................................................................................ 6
1.2.1. Tĩnh tải........................................................................................................ 6
1.2.2. Hoạt tải ....................................................................................................... 7
1.2.3. Tải trọng gió................................................................................................ 8
1.2.4 Chỉ tiêu tính toán.......................................................................................... 9
Chương 2: Thiết kế kết cầu thang
2.1. Cấu tạo và phân tích hệ thống cầu thang....................................................... 11
2.2 Thiết kế cầu thang ......................................................................................... 11
2.2.1 Bản thang ................................................................................................... 11
2.2.2 Dầm chiếu nghĩ .......................................................................................... 16
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn
3.1. Chọn phương án sàn..................................................................................... 23
3.1.1 Mặt bằng hệ dầm sàn điển hình .................................................................. 23
3.1.2.Chiều dày sàn vật liệu ................................................................................ 23
3.2. Tải trọng sàn ................................................................................................ 23
3.2.1. Xác định tải trọng...................................................................................... 23
3.2.2. Cơ sở tính toán .......................................................................................... 25
3.3. Thiết kế sàn điển hình .................................................................................. 28
3.3.1 Thiết kế sàn 2 phương ................................................................................ 28
3.3.2 Thiết kế sàn 1 phương ................................................................................ 31
Chương 4: Thiết kế kết cấu khung
4.1. Cấu tạo và phân tích kết cấu......................................................................... 33
4.2. Thiết kế kết cấu khung ................................................................................. 33
4.2.1. Cấu tạo và phân tích kết cấu ...................................................................... 33
4.2.2. Thiết kế sơ bộ dầm, cột khung................................................................... 33
4.2.3. Kiểm tra điều kiện độ mãnh cột................................................................. 37
4.3. Tải trọng tác động lên khung........................................................................ 37
4.3.1. Tĩnh tải và hoạt tải..................................................................................... 37
4.3.2. Tải trọng gió.............................................................................................. 38

Mục lục

4.4. Xác định nội lực........................................................................................... 39
4.4.1. Các trường hợp chất thải ........................................................................... 39
4.4.2. Tổ hợp tải trọng......................................................................................... 39
4.5. Tính toàn và bố trí thép khung trục 3............................................................ 41
4.5.1.Tính tóan điển hình cột C3 nằm ở tầng 2 .................................................... 47
4.5.2. Tính toán điển hình dầm tầng 1 ................................................................. 56
Chương 5: Thiết kế hệ thống đà kiềng và giằng móng
5.1. Thiết kế hệ thống đà kiềng ........................................................................... 61
5.1.1. Cấu tạo và phân tích kết cấu ...................................................................... 61
5.1.2.Xác định nội lực đà kiềng ĐK3 .................................................................. 62
5.2. Thiết kế hệ thống giằng móng ...................................................................... 67
5.2.1. Cấu tạo và phân tích kế cấu ....................................................................... 67
5.2.2. Tải trọng ................................................................................................... 67
5.2.3. Xác định nội lực ........................................................................................ 68
5.2.4. Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực .......................................................... 70
Chương 6: Phân tích tài liệu địa chất công trình và chọn phương án nền móng
6.1. Tài liệu cơ bản ............................................................................................. 74
6.1.1. Cấu tạo địa chất......................................................................................... 74
6.1.2. Các chỉ tiêu cơ lý đất trong thiết kế ........................................................... 75
6.2. Đánh giá khả năng chịu tải đất nền............................................................... 76
6.2.1. Xác định tải trọng tiêu chuẩn của đất nền .................................................. 76
6.2.2. Phân tích và chọn phương án nền móng .................................................... 77
Chương 7: Thiết kế móng cọc ép
7.1. Cấu tạo và phân tích hệ thống móng............................................................. 79
7.1.1. Phân tích hệ thống móng ........................................................................... 79
7.1.2. Các giá trị nội lực...................................................................................... 80

7.2. Chọn tiết diện cọc ........................................................................................ 81
7.3. Xác định sức chịu tải cọc.............................................................................. 84
7.3.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu............................................................... 84
7.3.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền............................................................... 85
7.4. Thiết kế móng dưới cột C5........................................................................... 89
7.4.1. Các giá trị nội lực...................................................................................... 89


Mục lục

7.4.2. Kiểm tra độ sâu chôn móng ....................................................................... 90
7.4.3. Kiểm tra tải trọng công trình tác động lên một cọc .................................... 91
7.4.4. Kiểm tra nền theo điều kiện biến dạng....................................................... 93
7.4.5. Kiểm tra độ lún của móng M3 ................................................................... 98
7.4.6. Thiết kế kế cấu móng M3........................................................................ 102
7.5. Thiết kế móng dưới cột C1 (móng M2) ...................................................... 105
7.5.1. Các giá trị nội lực.................................................................................... 105
7.5.2. Kiểm tra độ sâu chôn móng ..................................................................... 107
7.5.3. Kiểm tra tải trọng công trình tác động lên một cọc ................................. 108
7.5.4. Kiểm tra nền theo điều kiện biến dạng..................................................... 110
7.5.5. Kiểm tra độ lún của móng M2 ................................................................. 115
7.5.6. Thiết kế kết cấu móng M2....................................................................... 118
Chương 8: Thi công phần ngầm
8.1. Thi công ép cọc.......................................................................................... 121
8.2.Phương án ép cọc ........................................................................................ 122
8.2.1. Chọn máy ép cọc.................................................................................... 122
8.2.2. Chọn cần cẩu ép cọc................................................................................ 122
8.2.3. Thiết kế dàn ép........................................................................................ 123
8.2.4. Vận hành máy ép..................................................................................... 123
8.3.Biện pháp thi công đất................................................................................. 124

8.3.1. Đào đất.................................................................................................... 124
8.3.2.Khối lượng đất đào................................................................................... 124
8.4. Thi công đập đầu cọc ................................................................................. 129
8.5. Công tác bê tông ........................................................................................ 131
8.5.1. Công tác cốt thép..................................................................................... 131
8.5.2. Công tác ván khuôn................................................................................. 131
8.5.3. Công tác đỗ bê tông................................................................................. 131
8.5.4. Công tác bảo dưỡng bê tông .................................................................... 131
8.5.5. Công tác tháo ván khuôn móng ............................................................... 132
8.5.6. Khối lượng bê tông.................................................................................. 132
8.5.7. Chọn máy trộn bê tông ............................................................................ 132
8.5.8. Chọn máy bơm bê tông ........................................................................... 133


Mục lục

8.6. Coffa móng ................................................................................................ 134
8.6. Coffa đà kiềng và giằng móng.................................................................... 135
Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 138


Chương 1: Giới thiệu công trình

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1.1 .NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Trong chiến lược phát triển con người, để đáp ứng công cuộc công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nền kinh tế và từng bước phát triển ngành nghề từ cơ sở hạ tầng đến kiến
trúc thượng tầng.
Sự nghiệp giáo dục đòi hỏi phát triển ngày càng cao, nhất là giáo dục đào tạo ở

các trường đào tạo các ngành nghề cho các nhà máy, nông trường, các trung tâm ở các
huyện lỵ là điều càn thiết và cấp thiết hiện nay. Vì thế, Trường Trung Cấp Nghề
DTNT An Giang thành lập để đào tạo những ngành nghề xã hội cần, đặc biệt là đào
tạo lao động ở khu vực vùng đồng bào dân tộc thiểu số.
Để đáp ứng nhu cầu cấp bách này, Sở lao động thương binh xã hội Tỉnh An
Giang đầu tư xây dựng công trình Trường Trung Cấp Nghề DTNT An Giang tại Xã
Núi Tô_Huyện Tri Tôn_Tỉnh An Giang.
Đây là sự quan tâm rất thiết thực cảu các cấp lãnh đạo cũng như chính quyên địa
phương nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo ngành nghề cho người dân tộc.
1.2 .VỊ TRÍ XÂY DỰNG
Tên công trình: Trường dạy nghề DTNT An Giang.
Công trình được xây dựng mới tại Xã Núi Tô _Huyện Tri Tôn_Tỉnh An Giang.
1.3 .ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU, THUỶ VĂN, ĐỊA CHẤT
1.3.1 Khí hậu
Vị trí công trình tại Huyện Tri Tôn_Tỉnh An Giang nên công trình chịu ảnh
hưởng khí hậu chung của khu vực đồng bằng sông Cửu Long, khí hậu nhiệt đới gió
mùa nóng ẩm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
Gió: chịu ảnh hưởng nhiệt dới gió mùa theo 2 hướng chính trong năm.Từ 2.2–
2.3 m/s, trung bình 2.6m/s.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, hướng gió chính Đông Bắc.
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, hướng gió chính Tây Nam.
Nhiệt độ không khí cao đều trong năm, nhiệt độ trung bình 260C – 280C.
Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối trung bình trong các tháng mùa khô chỉ ở mức 76
- 80 %, độ ẩm trung bình tháng cao nhất 84% ( tháng 8), thấp nhất 74% ( tháng 4).
Lượng mưa: trung bình năm 83.4 mm, luong mưa trung bình tháng cao nhất 183
mm (tháng 10), lượng mưa trung bình tháng thấp nhất 0 mm (tháng 2).


Chương 1: Giới thiệu công trình

1.3.2 Thuỷ văn
Mực nước ngầm tại Tri Tôn trong khoảng 300 cm.
1.3.3 Địa chất
Nền đất có cường độ chịu lực tương đối ổn định.Có thể sử dụng các
phương án móng: móng cọc bê tông cốt thép, móng cọc khoan nhồi….
Dựa trên kết quả khảo sát hiện trường và các số liệu trong phòng thí
nghiệm nhận thấy địa tầng trong phạm vi xây dựng công trình tương ứng với chiều sâu
khảo sát ( 30m) có thể phân thành 4 lớp, đặc điểm mỗi lớp từ trên xuống như sau:
o Lớp 1: Sét lẫn bụi cát mịn, màu xám trắng lẫn nâu vàng, dẻo mềm. Dày
2.5-2.8m.
o Lớp 2: Sét lẫn bụi và mùn thực vật, màu xám đen – xám nâu đen, chảy.
Dày 1.4-3.2m.
o Lớp 3: Sét lẫn bụi, màu xám ghi – nâu đỏ - nâu vàng, dẻo mềm – dẻo
cứng. Dày 5.5-6m
o Lớp 4: Sét lẫn bụi – cát mịn, màu nâu vàng – xám trắng, nửa cứng. Dày
16 -19.2m.


Chương 2 Thiết kế kiến trúc

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ KIẾN TRÚC
2.1 .GIẢI PHÁP MẶT BẰNG
Số tầng: 4 tầng và tầng mái.
Diện tích tổng thể: 84.2m x 18.5m =1557,7 m2
Công trình được thiết kế như sau:
Chiều cao các tầng: 3.6m
Chiều cao tầng mái: 2.8m
Chiều cao công trình 17.2m.
2.1.1 Tầng trệt

Diện tích tổng mặt bằng: 84.5m x 18.5m=1557.7m2
Nhà ăn 350 chổ: 354.96 m2 (chiếm 22.8%)
Nhà xe: 334.53m2 (chiếm 21.5%)
Phòng nhân viên: 30.06m2 (chiếm 1.9%)
Khu vệ sinh: 113.49m2 (chiếm 7.3%)
Kho:23.65m2 (chiếm 1.5%)
Bếp:51.13m2 (chiếm 3.3%)
Tạp hóa, văn phòng phẩm: 29.43m2 (chiếm 1.9%)
Phòng ở nội trú: 200.07m2 (chiếm 12.8%)
Cầu thang: 77.4m2 (chiếm 5%)
Hành lang:238.7m2 (chiếm 15%)
2.1.2 Tầng 1
Diện tích tổng thể: 84.5m x 18.5m=1557.7m2
Khu vệ sinh:198m2 (chiếm 12.7%)
Phòng ở nội trú:755.82 m2 (chiếm 48.5%)
Cầu thang: 77.4m2 (chiếm 5%)
Hành lang: 513.83m2 ( chiếm 33%)


Chương 2 Thiết kế kiến trúc

2.1.3 Tầng 2
Diện tích tổng thể: 84.5m x 18.5m=1557.7m2
Khu vệ sinh:198m2 (chiếm 12.7%)
Phòng ở nội trú:755.82 m2 (chiếm 48.5%)
Cầu thang: 77.4m2 (chiếm 5%)
Hành lang: 513.83m2 ( chiếm 33%)
2.1.4 Tầng 3
Diện tích tổng thể: 84.5m x 18.5m=1557.7m2
Khu vệ sinh:198m2 (chiếm 12.7%)

Phòng ở nội trú:755.82 m2 (chiếm 48.5%)
Cầu thang: 77.4m2 (chiếm 5%)
Hành lang: 513.83m2 ( chiếm 33%)
2.2 .GIẢI PHÁP MẶT ĐỨNG
Mặt đứng chính của công trình có tổng chiều cao là 34.9 m bao gồm:
- Cao trình mặt đất tự nhiên: + 0.000 m.
- Cao trình tầng 1 :
+ 3.600m.
- Cao trình tầng 2 :
+ 7.200m.
- Cao trình tầng 3 :
+ 10.800m.
- Cao trình tầng 4 :
+ 14.400m.
- Cao trình tầng mái:
+ 17.200m.
2.3 .GIẢI PHÁP GIAO THÔNG
2.3.1 Giao thông đứng
Toàn công trình sử dụng 4 thang bộ trong đó 2 cầu thang đặt ở trung tâm và 2
cầu thang đạt ở 2 đầu hồi.
2.3.2 Giao thông ngang
Bao gồm các hành lang đi lại, sảnh, hiên
2.4 .GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
2.4.1 Hệ thống điện
Công trình sử dụng hệ thống trực tiếp hệ thong lưới điện của huyện, điện được
bố trí mạng lưới điện ngầm trong tường(được lắp đặt đồng thời khi thi công), có lắp
đặt hệ thống ngắt điện tự động.Bố trí lưới điện theo tầng, khu vực để đảm bảo an toàn
khi có sự cố (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).
2.4.2 Hệ thống cấp nước
Công trình sử dụng nguồn nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả

được chứa trong bể nước ngầm đặt ở tầng hầm . Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể


Chương 2 Thiết kế kiến trúc

chứa nước đặt ở mái và từ đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các
đường ống dẫn nước chính.
Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp ghen. Hệ thống cấp
nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi
tầng.
2.4.3 Hệ thống thoát nước
Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và
chảy vào các ống thoát nước mưa PVC Ø60 đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước
thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng .
2.4.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng
2.4.4.1 Chiếu sáng
Toàn bộ toà nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên (thông qua các cửa sổ
ở các mặt của tòa nhà và hai lỗ lấy sáng ở khối trung tâm) và bằng điện. Ở tại các lối
đi lên xuống cầu thang, hành lang có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng.
2.4.4.2 Thông gió
Hệ thống thông gió tự nhiên bao gồm các của sổ, hai giếng trời ở khu trung tâm.
2.4.5 An toàn phòng cháy chữa cháy
Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài
khoảng 20m, bình xịt CO2,..). Bể chứa nước trên mái (dung tích khoảng 173 m3) khi
cần được huy động để tham gia chữa cháy. Ngoài ra ở mỗi tầng đều có lắp đặt thiết bị
báo cháy (báo nhiệt) tự động .


Chương 1 :Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

CHƯƠNG 1
TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
1.1 .TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Các loại tải trọng lấy theo tiêu chuẩn “ TCVN 2737-1995”
Các tiêu chuẩn, quy phạm được sử dụng để thiết kế công trình bao gồm các tiêu
chuẩn sau:
TCVN 2737-1995 “ Tải trọng tác động –Tiêu chuẩn thiết kế ”
TCXD 356-2005 “ Kết cấu bê tông cốt thép ”
Tiêu Chuẩn Việt Nam 4453 ( TCVN 4453) là tiêu chuẩn “Kết cấu bêtông cốt thép
toàn khối, quy phạm thi công và nghiệm thu”.
Tiêu Chuẩn Xây Dựng 205 - 1998 ( TCXD 205 - 1998) là tiêu chuẩn “Móng cọc
tiêu chuẩn thiết kế”.
Các tiêu chuẩn này do Viện Khoa Học Kỹ Thuật Xây Dựng - Bộ Xây Dựng biên
soạn.
1.2 .TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
Tải trọng tính toán dùng trong thiết kế công trình được tính theo công thức sau:
Ptt = n x Ptc
Trong đó:
Ptt: tải trọng dùng trong tính toán.
Ptc: tải trọng tiêu chuẩn lấy theo ( TCVN 2737 – 1995).
n: hệ số hoạt tải.
Công thức này dùng tính toán cho cả tỉnh tải lẫn hoạt tải.
1.2.1 Tĩnh tải:
Tĩnh tải là tải trọng mà vị trí, điểm đặt, phương chiều và trị số của nó tác dụng
thường xuyên và không đổi trong quá trình xây dựng cũng như trong quá trình sử dụng
công trình.


Chương 1 :Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

Bảng 1.1:Bảng tĩnh tải tác dụng lên công trình.
( Theo TCVN2737-1995)
Tải trọng tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Ptc ( kg/m3)

n

Tường gạch ống dày 20 cm.

330

1.3

Tường gạch ống dày 10 cm.

180

1.3

Gạch men Ceramic.

2000

1.1

Gạch men nhám

1800

1.1

Sàn bêtông cốt thép

2500

1.1

Vữa ximăng cát

1600

1.3

Bậc thang xây gạch thẻ

1800

1.1

Lớp bêtông gạch vỡ.

1600

1.3

Tên vật liệu

1.2.2 Hoạt tải
Hoạt tải là tải trọng mà vị trí tác dụng, phương, chiều và trị số của nó có thể
thay đổi.
Hoạt tải bao gồm: trọng lượng các thiết bị xe cộ, trọng lượng người và các thiết
bị vật dụng phục vụ cho công năng của phòng mà ta xác định giá trị hoạt tải cho phù
hợp…
Tùy theo chức năng sử dụng các ô sàn , ta có bảng tóm tắt các hoạt tải sàn (theo
TCVN 2737-1995).


Chương 1 :Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

Bảng 1.2:Bảng hoạt tải tác dụng lên sàn
Hoạt tải tiêu chuẩn

Tên vật liệu

Ptc ( kg/m3)

Hệ số vượt
tải
N

Hoạt tải tính toán
Ptt ( kg/m3)

Hành lang, cầu thang.

300

1.2

360

Kho

500

1.2

600

Khu trưng bày, cửa hàng

400

1.2

480

Văn phòng.

200

1.2

240

Nhà vệ sinh.

200

1.2

240

Nước đọng trên sênô 30 cm.

300

1.2

360

Khu vực ăn uống.

300

1.2

360

Bãi đậu xe.

500

1.2

600

Hoạt tải sữa chữa mái.

75

1.3

97.5

Khi tải tiêu chuẩn < 200 thì lấy hệ số vượt tải là 1.3
Khi tải tiêu chuẩn ≥ 200 thì lấy hệ số vượt tải là 1.2
1.2.3 Tải trọng gió:
Theo TCVN 2737-1995 tải trọng gió bao gồm hai phần tĩnh và động
Khi xác định áp lực mặt trong của công trình được xây dựng ở địa hình A,B (địa hình
trống trải và tương đối trống trải), nhà nhiều tầng có chiều cao dưới 40m, thì bỏ qua
thành phần động của gió .
Công trình được xây dựng ở tỉnh An Giang thuộc khu vực I-A có W0 = 65 kg/m2.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với mốc chuẩn được
xác dịnh theo công thức :
W = W0 * k * c * B * n

Trong đó :
W0 :giá trị áp lực gió
k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng
địa hình (TCVN 2737-1995).


Chương 1 :Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

c: hệ số khí động lấy theo TCVN 2737-1995 ( Mặt đón gió
c=0.8 , mặt khuất gió c= - 0.6 )

B : bề rộng đón gió
n :hệ số vượt tải ( n=1.2 )
Khi chiều cao tầng H ≤ 40m ta không cần xét gió động;
Ngược lại khi chiều cao tầng >40m ta phải xét đến gió động.
1.2.4 Chỉ tiêu tính toán
Bảng 1.3:Cường độ tính toán gốc mô đun đàn hồi của bê tông
( theo TCVN 356-2005 )
Cấp độ bền

Cường độ chịu
nén Rb (Mpa )

Cường độ chịu
kéo Rbt (Mpa)

Mô đun đàn hồi
Eb ( MPa)

B15
B20
B25
B30

8.5
11.5
14.5
17

0.75
0.9

1.05
1.2

2.3*104
2.7*104
3.0*104
3.25*104

Bảng 1.4:Cường độ tính toán gốc mô đun đàn hồi của thép
( theo TCVN 356-2005 )
Nhóm
thép

Cường độ chịu kéo , nén
Rs=Rsc (MPa)

Khi tính cốt đai ,
xiên Rsw( MPa)

Mô đun đàn hồi
Es(MPa)

CI
CII
CIII

225
280
365

175
225
290

2.1*105
2.1*105
2.0*105


Chương 1 :Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế

Bảng 1.5:Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và và dạng địa hình k
( theo TCVN 2737-1995 )
Dạng địa hình

A

B

C

3

1.00

0.80

0.47

5

1.07

0.88

0.54

10

1.18

1.00

0.66

15

1.24

1.08

0.74

20

1.29

1.13

0.80

30

1.37

1.22

0.89

40

1.43

1.28

0.97

50

1.47

1.34

1.03

60

1.51

1.38

1.08

80

1.57

1.45

1.18

100

1.62

1.51

1.25

150

1.72

1.63

1.40

200

1.79

1.71

1.52

250

1.84

1.78

1.62

300

1.84

1.84

1.70

350

1.84

1.84.

1.78

>=400

1.84

1.84

1.84

Độ cao z (m)


Chương 2: Thiết kế cầu thang

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ CẦU THANG
2.1 .CẤU TẠO VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CẦU THANG
Cầu thang là phương tiện giao thông đứng chính trong các công trình, đồng
thời cầu thang còn là nơi dùng để thoát hiểm mỗi khi có sự cố xảy ra.
Cầu thang được thiết kế 2 vế, các chi tiết để tính toán cầu thang như sau:
o
+3.600)

Chiều cao tầng điển hình : 3.600 m (từ code +0.000 đến code

o

Trong đó có 1 chiếu nghỉ ở code +1.800.

o

Chiều rộng bản thang 1650mm.

o

Bề rộng chiếu nghỉ 1675mm.

o

Chiều cao 1 bậc thang h = 150 mm.

o

Chiều rộng 1 bậc thang là b=300mm.

o

Độ nghiêng của thang 270

o Bậc cầu thang được xây bằng gạch thẻ, mặt bậc lót gạch ceramic
20x20 dày 20mm.
2.2 .THIẾT KẾ CẦU THANG
2.2.1 Bản thang
Sơ đồ tính của bản thang (kể cả chiếu nghĩ): tính trên 1 dãy bề rộng 1m. Dầm
chiếu nghĩ ta xem như dầm đơn giản (2 dầu ngàm).

Hình 2.1: Mặt bằng thang


Chương 2: Thiết kế cầu thang
2.2.1.1 Xác định các loai tải trọng
o

Tỉnh tải
Bảng 2.1:Tĩnh tải chiếu nghỉ

Loại
sàn

Sàn
bản
thang

(daN/m3)

Bề dày
(cm)

HS vượt
tải

Tải Trọng
TT gtt
(daN/m2)

Gạch ceramic 20x20

2000

2

1.1

44

Bậc thang xây gạch thẻ

1800

10

1.1

198

Vữa lót

1600

1.5

1.3

31.2

Bản BTCT

2500

15

1.1

412.5

Vữa trát trần

1600

2

1.3

41.6

Tải trọng TC

Tên vật liệu

Tổng gbt

Sàn
chiếu
nghỉ

745.3

Gạch ceramic 20x20

2000

2

1.1

44

Vữa lót

1600

1.5

1.3

31.2

Bản BTCT

2500

15

1.1

412.5

Vữa trát trần

1600

2

1.3

41.6

Tổng gcn
o

529.3
Hoạt tải
Ptt = ptc x n

Theo TCVN 2737 – 1995, hoạt tải tiêu chuẩn của cầu thang là ptc = 400 daN/m2.
Vậy: Ptt = 300 x 1.2 = 360 daN/m2.
Bảng 2.2 :Tải trọng tính toán
Tĩnh tải

Hoạt tải

gtt (kg/m2 ) Ptt (kg/m2 )
Bản thang

745.3

Chiếu nghỉ

529.3

360

2.2.1.2 Tính toán nội lực và bố trí thép

Tải trọng tính toán
qtt (kg/m2)
1105.3
889.3


Chương 2: Thiết kế cầu thang
Chọn thang tầng trệt tính điển hình.
Dùng phần mềm Sap2000 để tính toán nội lực cho bản thang, giá trị tải trọng theo
phương đứng được phần mềm tự quy về theo phương vuông góc với bản thang
nghiêng. Vì vậy tải trọng tác dụng lên thang được lấy theo bảng 3.2
o Sơ đồ tải trọng

Hình 2.2 : Tải trọng phân bố trên bản thang 1 và chiếu nghĩ (Kg/m)

Hình2.3 : Tải trọng phân bố trên bản thang2 và chiếu nghĩ (Kg/m)

o Tính toán và bố trí thép


Chương 2: Thiết kế cầu thang
Nội lực cầu thang được phần mềm Sap2000 giải như sau: (Đơn vị tính Kgf,
mét). Do bản 1 và bản cấu tạo và tải trọng giống nhau nên chỉ cần tính cho bản 1

Hình 2.4:Biểu đồ moment của bản thang 1 (Kg.m)

Hình 2.5:Biểu đồ moment của bản thang 2 (Kg.m)

o Thép chịu moment bụng:


Chương 2: Thiết kế cầu thang
Lớp bảo vệ a= 1.5cm
Chiều cao làm việc h0= hb-a=15-1.5=13.5 cm
Bê tông B20
Thép CII
Mômen bụng : Mb = 3637.10 (kg.m)
αm =

Mb
363710
=
= 0.174 ≤ α R = 0.429
2
Rb * b * ho 115 *100 *13 2

ζ = 0.5 * (1 + 1 − 2α m ) = 0.5 * (1 + 1 − 2 * 0.17 4) = 0.904

Diện tích cốt thép:
As =

Mb
363710
=
= 10.64cm 2
ζ * Rs * h0 0.904 * 2800 *13.5

Chọn φ 12a100 có As= 11.31cm2.

Kiểm tra hàm lượng thép.
µ=

Aschon
11.31
*100 0 0 = 0.84 0 0
*100 0 0 =
100 *13.5
b * h0

µ max =

ξ R * Rb
Rs

* 100 0 0 =

0.623 *115
*100 0 0 = 2.56 0 0
2800

µ min = 0.1%

=> µ min < µ < µ max . Hàm lượng thép thỏa điều kiện .
o Thép chịu moment gối:
Với giá trị moment Mg= 70%*Mb=70%*3637.10=2545.97Kg.m.
αm =

Mb
254597

=
= 0.121 ≤ α R = 0.429
2
Rb * b * ho 115 * 100 * 13.5 2

ζ = 0.5 * (1 + 1 − 2α m ) = 0.5 * (1 + 1 − 2 * 0.121) = 0.935

Diện tích cốt thép:
As =

Mb
254597
=
= 7.20cm 2
ζ * Rs * h0 0.935 * 2800 *13.5

Chọn φ 12a150 có As= 7.54 cm2.
Kiểm tra hàm lượng thép.
µ=

As
7.54
*100 0 0 = 0.56 0 0
100 0 0 =
b * h0
100 *13.5


Chương 2: Thiết kế cầu thang
µ max =

ξ R * Rb
Rs

* 100 0 0 =

0.623 *115
*100 0 0 = 2.56 0 0
2800

µ min = 0.1%

=> µ min < µ < µ max . Hàm lượng thép thỏa điều kiện .
2.2.2 Dầm chiếu nghĩ
Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ (DT) được xem là dầm đơn giản, liên kết ngàm ở hai
đầu.
2.2.2.1 Xác định các loại tải trọng
DT chịu tác dụng của tải trọng gồm:
Trọng lượng bản thân dầm
g d = bd * hd * n * γ d = 0.2 * 0.3 * 1.1 * 2500 = 165 (kg/m)

Trọng lượng tường nằm trên dầm
Tường 200 cao 1.6 m:
g t = n * ht * δ t * γ t = 1.1 * 1.6 * 0.2 * 1800 = 633.6 (kg/m)

Tải trọng do bản thang 1 và 2 truyền vào :2616.80 kg/m

Hình2.6 : Tải trọng do bản thang 1 và 2 truyền vào (Kg/m)
Tổng tải trọng tác dụng lên dầm:
Q= 633.6 + 165+2616.8 =3415.4 (kg/m)

Chương 2: Thiết kế cầu thang

o Sơ đồ tải trọng dầm chiếu nghĩ

Hình2.7 : Tải trọng phân bố trên dầm chiếu nghĩ (Kg/m)

Hình 2.8:Biểu đồ moment dầm chiếu nghĩ (Kg.m)

Hình 2.9:Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghĩ (Kg.m)
2.2.2.2 Tính toán nội lực và bố trí thép
Chọn tiết diện dầm 20x30 cm; lớp bảo vệ a= 2cm=> h0 = 28cm
Bê tông B20
Thép CII
o Thép chịu moment bụng:
Mômen bụng : Mb = 5532.95 (kg.m)
αm =

Mb
553295
=
= 0.307 ≤ α R = 0.429
2
Rb * b * ho 115 * 20 * 28 2

ζ = 0.5(1 + 1 − 2α m ) = 0.5(1 + 1 − 2 * 0.307 ) = 0.811

Diện tích cốt thép:
As =

Mb
553295
=
= 8.7cm 2
ζ * Rs * h0 0.811* 2800 * 28


Chương 2: Thiết kế cầu thang
Chọn 3φ 20 có As= 9.43 cm2.
Kiểm tra hàm lượng thép.
µ=

Aschon
9.43
*100 0 0 = 1.68 0 0
*100 0 0 =
b * h0
20 * 28

µ max =

ξ R * Rb
Rs

* 100 0 0 =

0.623 * 115
* 100 0 0 = 2.56 0 0
2800

µ min = 0.1%

=> µ min < µ < µ max . Hàm lượng thép thỏa điều kiện
o Thép chịu moment gối:
Mômen gối : Mg =70%*Mb =70%* 5532.95= 3873.07 (kg.m)
αm =

Mb
387307
=
= 0.215 ≤ α R = 0.429
2
Rb * b * ho 115 * 20 * 28 2

ζ = 0.5 * (1 + 1 − 2α m ) = 0.5 * (1 + 1 − 2 * 0.215 ) = 0.878

Diện tích cốt thép:
As =

Mb
387307
=
= 5.63cm 2
ζ * Rs * h0 0.878 * 2800 * 27

Chọn 3φ18 có As= 7.63 cm2.
Kiểm tra hàm lượng thép.
µ=

Aschon
7.63
*100 0 0 = 1.36 0 0
*100 0 0 =
b * h0
20 * 28

µ max =

ξ R * Rb
Rs

*100 0 0 =

0.623 *115
* 100 0 0 = 2.56 0 0
2800

µ min = 0.1%

=> µ min < µ < µ max . Hàm lượng thép thỏa điều kiện
o Tính toán thép chịu lực cắt (thép đai):
Bê tông B20
Thép CI
Lực cắt lớn nhất: Qmax = 6147.72 kg = 6.2T
Giả thiết hàm lượng cốt thép tối thiểu: φ6 , hai nhánh. a=3cm
Bêtông nặng :
β = 0.01
φb1= 1- β*Rb=0.885

Chương 2: Thiết kế cầu thang
φb2 = 2
ϕ b 3 = 0. 6

φb4 = 1.5
φn = 0
φf = (tiết diện chữ nhật)
2

M b = ϕ b 2 * (1 + ϕ f + ϕ n ) * Rbt * b * h0 = 2 * (1 + 0 + 0) * 9 * 20 * 282 = 282240kg.cm
S tt1 ≤

4 M b * Rsw * Asw 4 * 282240 *1750 * 0.566
=
= 30cm
Q2
6147.72 2

S tt 2 =

2 * Rsw * Asw
2 * 1750 * 0.566
=
= 19.3cm
ϕ b 3 * (1 + ϕ f + ϕ n ) * Rbt * b 0.6 * (1 + 0 + 0) * 9 * 20

S max =

ϕ b 4 (1 + ϕ n ) Rbt * b * h0 2

Q

=

1.5 * 1 * 9 * 20 * 28 2
= 34.4cm
6147.72

Tính Sct
Sct= min(15cm,h/2)=(15cm,15cm)=15cm (h=30cm)
Sbt= min(Smax, Sct, Stt)= 15cm bố trí đều cả dầm.
Kiểm tra khả năng chịu nén:
Q ≤ 0.3 * ϕ ω * ϕ b1 * Rb * b * h0

ϕ ω = 1 + 5 * α * µ ω ≤ 1. 3
α=

Es
2,1 * 10 5
=
= 7. 8
Eb 2.7 * 10 4

µω =

Asw
0.566
=
= 1,9.10 −3
b * S bt 20 * 15

ϕ ω = 1 + 5 * 7.8 *1,9.10 −3 = 1.1
Q ≤ 0.3 *1.1* 0.885 *115 * 20 * 28 = 18.8T > Q = 6.2T => thỏa

Vậy chọn cốt đai φ 6a150mm