CHƯƠNG 1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU 1. Lựa chọn vật liệu Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính. Vật liệu có tính biến dạng cao.
Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. (động đất, gió bão) Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tải trọng lặp lại Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận của công trình. Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí Trong điều kiện tại Việt Nam hiện nay thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc vật liệu thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 1.1 Cơ sở để tính toán kết cấu. - Căn cứ vào: Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình.
Được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn. Em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình.2 Hệ kết cấu chịu lực. Công trình gồm có 15 tầng, chiều cao tính từ cốt 0,00 đến đỉnh mái tum là 50,4m. Mặt bằng công trình hình hình chữ nhật Kết cấu dùng để tính toán có thể là: hệ kết cấu vách cứng và lõi,hệ kết cấu hỗn hợp khung-vách.
Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai 1.1 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng. phương hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng. Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao hơn 20 tầng. Tuy nhiên hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo không gian rộng.
Hệ khung lõi chịu lực thường được sử dụng hiệu quả cho các nhà có độ cao trung 1.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) bình và thật lớn, có mặt bằng hình chữ nhật hoặc hình vuông. Lõi có thể đặt trong hoặc ngoài biên trên mặt bằng. Hệ sàn các tầng được gối trực tiếp vào tường lõi – hộp hoặc qua các hệ cột trung gian. Hệ kết cấu khung giằng được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng.
Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là khu vực có tường liên tục nhiều tầng. Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 6 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 Kết luận: Qua xem xét các đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểm công trình và yêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kết cấu Ta tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung không gian làm việc theo 2 khung kết hợp lõi chịu lực phương. Chiều cao các tầng: Tầng 1: 4,2m; Tầng 2-14 cao 3,3 m; Tum 3,3m.
Hệ kết cấu gồm hệ sàn BTCT toàn khối, trong mỗi ô bản chính có bố trí dầm phụ theo 2 phương dọc, ngang nhằm đỡ tường và tăng độ cứng của sàn và giảm chiều dày tính toán của sàn. Tiết diện thay đổi theo chiều cao để tiết kiệm và phù hợp độ cứng yêu cầu. lập mặt bằng kết cấu 1.1 Chọn kích thước sàn D Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: hb= l. m Trong đó: D = (0,8 1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1.
m: là hệ số phụ thuộc loại bản. m 30 35 với bản loại dầm. m 4 0 4 5 với bản kê bốn cạnh. l : là chiều dài cạnh ngắn.
Sơ bộ kích thước sàn tầng điển hình, tầng mái: Vì khoảng cách lớn nhất giữa các cột là 4,8m, để đảm bảo các ô sàn làm việc bình thường độ cứng của các ô sàn phải lớn nên em chọn giải pháp sàn là sàn sườn toàn Do có nhiều ô bản có kích thước và tải trọng khác nhau dẫn đến có chiều dày bản khối. Ô sàn có kích thước lớn nhất là 4,8x3,75 m. sàn khác nhau, nhưng để thuận tiện thi công cũng như tính toán ta thống nhất chọn một chiều dày bản sàn. 0,091 0,103 (m) D m 40 45 Do yêu cầu về cấu tạo và kiến trúc chọn sơ bộ kích thước bản sàn là 10cm.
Chọn sơ bộ kích thước dầm Chiều cao tiết diện dầm được chọn theo công thức: h 1 ld. md Chiều rộng dầm được chọn theo công thức: b 0,3 0,5 .h Trong đó : md : hệ số ld : nhịp của dầm đang xét. Đối với dầm chính md = 8 12. Đối với dầm phụ md = 12 20.
Để đơn giản cho việc thi công, cố gắng chọn ít loại tiết diện dầm. Ngoài ra cần thiết kế tiết diện dầm cột để đảm bảo các yêu cầu kháng chấn: 2bc Bề rộng dầm: bw bc hw - Trong đó: bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm hw là chiều cao dầm. PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 7 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 - Kích thước tiết diện ngang của cột 1/10 chiều dài cột (chiều cao tầng) - Độ lệch tâm trục dầm và trục cột bc/4 (bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm) 2. Hệ dầm khung trục 1-12.
Nhịp dầm lớn nhất là: ld 3, 75 m 1 1 h ld . Hệ dầm khung trục A-G. Nhịp dầm lớn nhất là: ld 4,8m 1 1 h ld . Các dầm phụ trên mặt bằng Nhịp dầm lớn nhất là ld 3,75m .3, 75 0,18 0, 31 m 1 md 12 20 chọn h 0, 3 m , chọn b 0,15m .2 Chọn sơ bộ kích thước cột Ta có công thức xác định tiết diện sơ bộ cột : A k.
N Rb Trong đó : A – Diện tích tiết diện cột. N – Lực nén được tính toán gần đúng theo công thức: N ms .Fa Fa – diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét ms – số sàn phía trên tiết diện đang xét q – tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm đem tính ra phân bố đều trên sàn. Để đơn giản cho tính toán và theo kinh tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, cột nghiệm ta tính N bằng cách ta cho tải trọng phân bố đều lên sàn là q = 10 (kN/m2). Rb – Cường độ chịu nén của vật liệu, bêtông có cấp bền B25 có Rbn 14,5 MPa k: Hệ số k 0 , 9 1, 1 : chịu nén đúng tâm.
k 1, 2 1, 5 : chịu nén lệch tâm.1 Cột giữa trục 2-12 và trục B-F - Diện truyền tải lớn nhất là: GVHD: TS. PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 8 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 2 3 4 D C A 2 3 4 3,75 3,75 Fa ( ). 2 - Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có Rb 14,5MPa 14500kN / m 2079 A 1,1. 14500 - Chọn sơ bộ tiết diện cột : Từ tầng 1-14: 300x500mm.
- Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh. Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định. Độ mảnh được hạn chế: l0 0 , đối với cột nhà 0 b 31. b l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l.
Cột biên tầng 1 có l 0 4, 2.0,7 2, 94(m) 0 9,8 0b l 2,94 b 0,3 Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định. Kích thước cột được chọn là + Từ tầng 1-15: 300x500mm.2 Cột biên trục 1,12 và trục A, G 3, 75 3,75 3,3 Diện truyền tải lớn nhất là Fa ( ) . 2 Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có Rb 14,5MPa 14500kN / m GVHD: TS. PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 9 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 1038,24 A 1,3.
0,093(m2 ) 14500 Chọn sơ bộ tiết diện cột : trục B, F – 1,12 + Từ tầng 1-14 : 300x500mm. Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh. Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định. Độ mảnh được hạn chế như sau: l 0 0 , đối với cột nhà 0b 31.
b l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l. Cột biên tầng 1 có l 0 4, 2.0,7 2, 94(m) 0 9,8 0b l 2,94 b 0,3 Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định. - Chiều dày lõi thang máy được xác định theo công thức sau: 2.3 Chọn sơ bộ kích thước lõi thang máy 150 mm 1 Ht .3, 3 165 mm 1 20 20 => Ta chọn 3 0 0 m m Ngoài ra vách thang máy cũng đảm bảo yêu cầu kháng chấn. 200 mm - Chiều dày tường: bw H t 20 GVHD: TS.
PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 10 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 GVHD: TS. PHÙNG THỊ HOÀI HƯƠNG SVTH :PHẠM VĂN LUÂN 11 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2014 - 2019 KHOA XÂY DỰNG NHÀ Ở CÁN BỘ CÔNG TY DỆT 8-3 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH 2.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình 2.