CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU Nhu cầu xây dựng công trình Ngày nay, trong tiến trình hội nhập của đất nước, kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao. Một bộ phận lớn nhân dân có nhu cầu tìm kiếm nơi an cư với mội trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích hỗ trợ để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều căn hộ cao cấp. Trong xu hướng đó, nhiều công ty xây dựng càng nhiều căn hộ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân. Căn hộ 251 là một trong những công trình đó.
Như vậy việc đầu tư xây dựng căn hộ 251 là phù hợp với chủ trương khuyến khích đầu tư, đáp ứng nhu cầu bức thiết về nhà ở của người dân và thúc đẩy phát triển hoàn chỉnh hệ thống hạ tầng đô thị. Địa điểm xây dựng công trình. Địa chỉ: Dự án Căn hộ 251 Hoàng Văn Thụ do Công Ty Cổ Phần Đầu Thử Xây Dựng Tân Bình ICC làm chủ đầu tư tại vị trí 251 Hoàng Văn Thụ, Phường 2, Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh.
Giải pháp kiến trúc Hình A. Mặt bằng công trình Trang 8 Căn hộ 251 Hoàng Văn Thụ gồm tòa nhà cao 21 tầng, gồm 176 căn hộ cao cấp Công trình có diện tích Diện tích sàn xây dựng: 736. Bao gồm 3 thang máy, 2 thang bộ Tầng để xe thông minh Tầng 1-2: Shophouse, VIP lounge, Coffe Nhà hàng…. ( Shophouse có bán) Tầng 3-20: Căn hộ Tầng thượng: Căn hộ Penhouse Lối đi lại, hành lang trong căn hộ thoáng mát và thoải mái.
Lựa chọn giải pháp kết cấu: 1.1 Giải pháp kết cấu phần thân + Nguyên tắc chung : - Tải trọng ngang là yếu tố quan trọng quyết định giải pháp kết cấu. - Hạn chế chuyển vị ngang 1 cách tối đa - Chú ý cao về yêu cầu chống động đất. Giải pháp kết cấu theo phương đứng - Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng vì: + Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng. + Tiếp nhận tải trọng từ sàn – dầm để truyền xuống móng, xuống nền đất.
+ Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng). + Kết cấu chịu lực theo phương thẳng đứng còn có vai trò rất quan trọng trong việc giữ ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động, hạn chế gia tốc đỉnh và chuyển vị đỉnh. Mỗi loại kết cấu đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, phù hợp với từng công trình có quy mô và yêu cầu thiết kế khác nhau. Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết cấu phải được cân nhắc kỹ lưỡng, phù hợp với từng công trình cụ thể, Trang 9 đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật.
- Căn cứ vào: + Quy mô công trình (21 tầng nổi + 2 hầm) + Địa điểm xây dựng tại Quận Tân Bình (tra cứu QCXDVN 02:2008/BXD và TCVN 198:1997) nơi chịu động đất cấp 7 theo thang MSK-64 và áp lực gió Wo = 0.83kN/m2 + Kích thước mặt bằng thỏa: Giới hạn kích thước mặt bằng nhà: L/B = 38.925 ≤ 6 Giới hạn tỉ số chiều cao trên bề rộng : H/B= 69. Sử dụng hệ chịu lực khung -vách hỗn hợp làm hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng cho công trình. Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi: chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do khả năng chịu tải trong ngang khá tốt.Tuy hệ kết cấu này tiêu tốn vật liệu nhiều hơn và thi công phức tạp hơn đối với công trình nhưng đây là giải pháp tối ưu nhất. Trang 10 CHƯƠNG 2.
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2. Chọn sơ bộ tiết diện 2.1 Sơ bộ kích thước sàn Chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Chiều dày bản sàn xác định sơ vộ theo công thức: Với đối với sàn bản kê bốn cạnh nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn. Xét ô bản sàn có kích thước lớn nhất: , tỉ lệ nên sàn làm việc theo hai phương, chọn m = 50, suy ra Chọn chiều dày sàn: 2.2 Phương án sàn: Vì để đơn giản trong quá trình tính toán Công trình sử dụng phương án sàn dầm.3 Sơ bộ tiết diện dầm khung Kích thước tiết diện dầm được xác định sơ bộ qua nhịp dầm sao cho đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng, và đủ khả năng chịu lực.1: Tiết diện dầm sơ bộ Trang 11 ST Tên h=(1/12) h=(1/16) Nhịp L h chọn b 0.5h Chọn tiết diện T dầm l l 1 B1 10800 900 675 700 350 350700 2 B1 9600 800 600 600 300 300x600 3 B1 9500 792 594 600 300 300x600 4 B1 9000 750 562.4 Sơ bộ tiết diện vách Kích thước vách BTCT được chọn và bố trí chịu tải trọng công trình và đặc biệt chịu tải trọng ngang do gió, động đất. Chọn chiều dày vách cho vách của công trình.
Tính toán tải trọng tác dụng lên sàn. Tĩnh tải tác dụng lên sàn gồm trọng lượng bản thân sàn, các lớp hoàn thiện và tường xây. Các tải trọng này phân bố đều trến sàn trừ trọng lượng bản thân tường xây trên dầm. Tải trọng sàn thường ( căn hộ, hành lang) Bảng 2.1: Tải trọng sàn thường Tải Trọng Tải trọng Hệ số Chiều trọng lượng tiêu chuẩn vượt STT Các lớp cấu tạo dày tính riêng tải (mm) toán (kN/m3) (kN/m2) n (kN/m2) Trang 12 Bản thân kết cấu 1 250 25 6 1.6 sàn 2 Lớp gạch ceramic 10 18 0.480 4 Lớp vữa trát trần 15 20 0.360 Đường ống thiết 5 0.240 bị Tổng tĩnh tải (không tính bản thân sàn) 1.28 Tải trọng tác dụng vào sàn nhà vệ sinh.2 Tải tác dụng vào sàn nhà vệ sinh.
Trọng Tải trọng Hệ số Chiều Tải trọng lượng tiêu vượt STT Các lớp cấu tạo dày tính toán riêng chuẩn tải (mm) (kN/m2) (kN/m3) (kN/m2) n Bản thân kết cấu 1 250 25 6 1.6 sàn 2 Lớp gạch ceramic 10 18 0.198 Vữa trát nền+tạo 3 50 20 1 1.2 dốc 4 Lớp chống thấm 3 10 0.036 5 Lớp vữa trát trần 15 20 0.36 6 Đường ống thiết bị 0.24 Tổng tĩnh tải(không tính bản thân sàn) 1.034 Tĩnh tải của tường Công thức quy đổi tải tường: Trong đó: hệ số vượt tải chiều dày tường, m Trang 13 chiều cao tường,m. trọng lượng riêng của tường xây, kN/m3 Bảng 2.3: Tĩnh tải của tường Loại Bề Chiều Trọng Tải tiêu Hệ số Tính dày cao lượng riêng chuẩn vượt toán tường (mm) (m) (kN/m3) (kN/m) tải (kN/m) Tường gạch 100 100 3.8 (xây trên dầm) Trọng lượng tường ngăn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn ( cách tính này mang tính chất gần đúng ) được tính theo công thức sau: Trong đó: - chiều cao của tường. - chiều dài của tường. - Hệ số vượt tải n =1.1 theo TCVN 2737:1995 ( TC thiết kế- tải trọng và tác động) - diện tích ô sàn - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường.
Với : Tường 100 gạch đặc Tường 200 gạch rỗng Từ bản vẽ kiến trúc, tiến hành đo tổng chiều dài các loại tường xây trên sàn dựa vào các công thức: ( Gọi L100 , L200 là chiều dài tường 100 và 200) Tải trọng tường 100: Tải trọng tường 200: Trang 14 Công thức tải phân bố đều: Bảng 2.4 Tĩnh tải do tường tác dụng lên các ô sàn: Ô L100 L200 L1 L2 gtc (kN/m2) gtt (kN/m2) sàn (kN/m) (kN/m) (m) (m) 1 25.1 Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình.2 Hoạt tải Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn, lấy theo TCVN 2737-1995. Kết quả được thể hiện ở bảng sau: Hệ số độ tin cậy của tải trọng lấy theo điều 4. Khi Khi Bảng 2.5 Giá trị hoạt tải sử dụng Giá trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số Hoạt tải Phần Phần Toàn vượt tính toán STT Chức năng sử dụng sàn dài hạn ngắn hạn phần tải (kN/m2) n Trang 16 1 Nhà để xe 1.2 6 2 Thang, sảnh, hành lang 1 2 3 1.6 3 Phòng thiết bị 7.2 9 4 Khu thương mại 1.8 5 Phòng ngủ 0.95 6 Phòng vệ sinh 0.95 8 Phòng khách 0.4 11 Mái bằng có sử dụng 0.95 12 Mái không sử dụng 0 0.3 Phân tích mô hình safe.1 Khai báo chương trình 3.2 Mô hình trong safe Hình 3.3 Mô hình trong safe 3.3 Gán tải trọng Trang 17 Hình 3.4: Tĩnh tải- Tiêu chuẩn Hình 3.5: Hoạt tải- tiêu chuẩn 3.4 Chia dãy strip ( Bề rộng mỗi bên strip được lấy bằng ) Trang 18 Hình 3.6 Strip theo phương X Hình 3.7 Strip theo phương Y 3.5 Nội lực sàn theo dãy strip: Trang 19 Hình 3.8 Momen dãy strip theo phương X Hình 3.9 Momen dãy strip theo phương Y 3.6 Kết quả nội lực Trang 20 Hình 3.10: Biểu đồ momen M11 Hình3.4 Kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn. Lý thuyết tính toán: Trang 21 - Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực dẫn tới độ giảm cứng tiết diện và làm tăng độ võng - Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót Theo TCVN 5574-2018, độ võng toàn phần f được tính như sau: Trong đó: + f1 : Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng + f2 : Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn + f3 : Độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn - Mô hình sử dụng các đặc trưng hình học, vật liệu và tải trọng.
- Kể đến tác dụng của vết nứt: Cracking Analysis Options: Quick Tension Rebar pecificaion theo hai phương. Phương pháp tính độ cứng sau khi nứt Modulus ò Rupture: Program Default. - Kể đến tác dụng dài hạn: dùng hai đặc trưng là Creep Coefficient (CR) cho từ biến và Shrinkage Strain (SH) co ngót. - Có thể tính theo nhiều tiêu chuẩn, trong Đồ án tính theo Eurocode 2 với các điều kiện: thời gian dài hạn, nhiệt độ và độ ẩm môi trường theo điều kiện Việt Nam.
- Hệ số từ biến bê tông (CR=1.7) và hệ số co ngót (SH=0. - Các tổ hợp load Cases như dưới đây với SH cho ngắn hạn và LT cho dài hạn: + SH1: 1 DL – Nonlinear ( Cracked)- Zero Initial Conditions + SH2: 1 (SDL+WALL) Nonlinear ( Cracked)- Continue from state at End of Nonlinear Case SH1. + SH3-1: 1 (LL1+LL2)- Nonlinear ( Cracked) – Continue from state at End of Nonlinear Case SH2 + SH3-2: 0.