Chương 1. 48 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH .1 Giới thiệu công trình. 48 Tên công trình : Ngân hàng Vietinbank - Bắc Hà Nội .1 Nhiệm vụ và chức năng : .2 Quy mô xây dựng công trình.2 Giải pháp kiến trúc công trình .1 Giải pháp về mặt đứng công trình .2 Giải pháp về bố trí mặt bằng công trình .3 Giải pháp về giao thông trong công trình .3 Hệ thống kỹ thuật .1 Hệ thống chiếu sáng, thông gió .1 Giải pháp thông gió .2 Giải pháp chiếu sáng .2 Hệ thống điện và thông tin liên lạc .3 Hệ thống cấp thoát nước .4 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy .5 Giải pháp kết cấu của kiến trúc .1 Nguyên lý thiết kế.2 Dạng của công trình. 54 Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng Chương 2 Chương 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1Sơ bộ phương án kết cấu 2.1Phân tích các dạng kết cấu khung Các dạng kết cấu khung bằng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng hiện nay bao gồm: hệ khung chịu lực, hệ tường chịu lực, hệ lõi chịu lực, hệ hộp chịu lực và các hệ hỗn hợpđược tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ kể trên.
Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng nào phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang như gió và động đất.1 Hệ kết cấu khung chịu lực Hệ này được tạo thành từ các thanh đứng (cột) và ngang (dầm) liên kết cứng tại các chỗ giao nhau giữa chúng (nút). Các khung phẳng lại liên kết với nhau qua các thanh ngang tạo thành khối khung không gian có mặt bằng vuông, chữ nhật, tròn, đa giác, … Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các công trình công cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn. Trong thực tế, hệ kết cấu khung được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 20 tầng với cấp phòng chống động đất 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8; 10 tầng đối với cấp 9.2 Hệ kết cấu tường(vách cứng) và lõi chịu lực Hệ kết cấu này, các cấu kiện thẳngđứng chịu lực của nhà là các tấm tường phẳng, có thể được bố trí thành hệ thống theo 1 phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng.
Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình cao trên 20 tầng. Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả rõ rệt ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được. Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất cao hơn.3Hệ hộp chịu lực Hệ này, các bản sànđược gối vào các kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngoài mà không cần các gối trung gian khác bên trong. Có nhiều giải pháp khác nhau cho các bức tường chịu tải trọng ngoài, ví dụ như: Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng - Giải pháp lướiô vuông tạo thành từ các cột dặtở khoảng cách bé với các dầm ngang có chiều cao lớn.
Sơđồ này thườngđược dùng cho các nhà cao từ 40 đến 60 tầng. - Giải pháp lưới không gian với các thanh chéo, được dùng cho các nhà có chiều cao lớn trên 80 tầng. Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho những công trình rất cao, có khi tới 100 tầng.4 Hệ thống kết cấu khác Bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới, phía trên là hệ khung giằng. Đây là loại kết cấu đặc biệt, được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi các không gian lớn; khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung sang hệ thống khung giằng.
Nhìn chung, phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này khá phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn.5 Hệ kết cấu hỗn hợp Một số hệ hỗn hợp thường gặp: Hệ khung - tường chịu lực Hệ khung – lõi chịu lực Hệ khung - hộp chịu lực Hệ hộp – lõi chịu lực Hệ khung - hộp - tường chịu lực Các hệ kết cấu hỗn hợp trong đó có sự hiện diện của khung, tuỳ theo cách làm việc của khung mà ta sẽ có sơđồ giằng hoặc sơđồ khung giằng. Sơđồ giằng là khi khung chỉ chịuđược phần tải trọng thẳngđứng tương ứng với diện tíchtruyền tảiđến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng thẳngđứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác chịu (lõi, tường , hộp). Trong sơđồ này tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cộtđều cóđộ cứng chống uốn vô cùng bé. Sơ đồ khung-giằng khi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳngđứng và ngang với kết cấu chịu lực cơ bản khác.
Trong trường hợp này khung có liên kết cứng tại các nút.2 Phương án lựa chọn Hệ kết cấu chịu lực của công trình phải được thiết kế với bậc siêu tĩnh cao để khi chịu tác động của các tải trọng ngang lớn công trình có thể bị phá hoại ở một số cấu kiện mà không bị sụp đổ hoàn toàn. Theo TCXD 198 : 1997 điều 2 “Những nguyên tắc cơ bản trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT toàn khối”điểm 2.3 thì “Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng. Nếu công trình được thiết kế cho Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng.
Do đó khi thiết kế hệ kết cấu cho công trình này, em quyết định sử dụng hệ kết cấu khung –lõi chịu lực (khung và lõi thang máy).Sử dụng hệ kết cấu khung – lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng. Hệ thống khung bao gồm các hàng cột, dầm bo bố trí chạy dọc quanh chu vi nhà và hệ thông dầm sàn, chịu tải trọng đứng là chủ yếu, tăng độ ổn định cho hệ kết cấu.3 Kích thước sơ bộ của kết cấu 2.1 Tiết diện cột Diện tích sơ bộ của cột có thể xác định theo công thức : N F k. (2-1) Rp Trong đó: k = 0,9 – 1,5 là hệ số kể đến ảnh hưởng của lệch tâm N là lực dọc sơ bộ, xác định bằng N S.n Với n là số tầng; q = 1-1,4 T/m2 Rn = 1300 T/m2 là cường độ tính toán của bêtông cột M300 a) Cột giữa: 6. 0, 45m2 1300 Lựa chọn cột vuông 0,6x0,6m với diện tích F = 0,36 m2 cho tầng 1, 2-4.
Tầng 5,6,7 giảm tiết diện cột còn 0,5x0,5. Tầng8,9,10 giảm tiết diện cột còn 0,4x0,4. 0, 23m2 1300 Lựa chọn cột vuông 0,5x0,5m với diện tích F = 0,25 m2 cho tầng 2-4. Tầng 5,6,7 giảm tiết diện cột còn 0,45x0,45.
Tầng 8,9,10 giảm tiết diện cột còn 0,4x0,4. c) Cột đỡ congxon ngoài Chọn tiết diện 0,3x0,3 theo cấu tạo kiến trúc.2 Tiết diệndầm Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp với tỷ lệ h d = (1/8 – 1/15)Ld với dầm chính và hd = (1/12 – 1/20)Ld với dầm phụ Chiều rộng dầm thường được lấy bd = (0,3 – 0,5) hd. Dầm chính : hdc (1/15 - 1/8).9 (0,45 0,75)m ; chọnhdp= 0,5m vàbdp = 0,3m Dầm phụ 2 : h = 0,4m và b= 0,3m.3Tiết diện sàn Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng D Chiều dày bản sàn hb .l m Chọn D =1,2 ; m = 40 ; l = 3,15 m hb = 0,095m ; chọn hb = 0,1m 2.2 Tính toán tải trọng 2.1Tĩnh tải sàn Bảng 2-1. Tĩnh tải sàn phòng làm việc , khu giao dịch , sảnh , hành lang.
TT tiêu Hệ số TT tính Chiều TLR STT Các lớp sàn chuẩn vượt toán dày(mm) (kG/m3) (kG/m2) tải (kG/m2) 1 Gạch Granit 10 2000 20 1.8 3 Bản sàn BT 100 2500 250 1.1 275 Trần thạch cao 4 50 1.3 65 khung kim loại Tổng tĩnh tải 371. Tĩnh tải sàn vệ sinh TT tiêu Hệ số TT tính Chiều TLR STT Các lớp sàn chuẩn vượt toán dày(mm) (kG/m3) (kG/m2) tải (kG/m2) 1 Gạch lát chống trơn 15 2000 30 1.8 3 Bản sàn bêtông 100 2500 250 1.1 275 4 Bê tông chống thấm 40 2500 100 1.1 110 5 Vữa trát trần 15 1800 27 1.1 Tổng tĩnh tải 353 499. Tĩnh tải các lớp mái TT tiêu TT tính Chiều TLR Hệ số STT Các lớp sàn chuẩn toán dày(mm) (kG/m3) vượt tải (kG/m2) (kG/m2) 1 Hai lớp gạch lá nem 40 1800 72 1.2 2 Hai lớp vữa lót 40 1800 72 1.6 3 Gạch chống nóng 100 1500 150 1.3 195 4 Lớp chống thấm 40 2200 88 1.1 275 Trần thạch cao 6 50 1.3 65 khung kim loại Tổng tĩnh tải 682 804.6 Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hoàng XD1201D Trang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD GVHD: KS.Ngô Đức Dũng Bảng 2-4. Tĩnh tải các lớp sàn chiếu nghỉ và cầu thang Tĩnh tải chiếu nghỉ TLR chiều dày gtt TT n (KG/m3) (mm) (KG/m2) 1 Gạch Granit 2000 1,1 20 44 2 Vữa xi măng lót 1800 1,3 20 46,8 3 Bản BTCT 2500 1,1 100 275 4 Vữa trát trần 1800 1,3 15 35,1 Tổng tĩnh tải 401 Tĩnh tải cầu thang TT tiêu Hệ số TT tính Chiều TLR STT Các lớp sàn chuẩn vượt toán dày(mm) (kG/m3) (kG/m2) tải (kG/m2) 1 Mặt bậc đá sẻ 20 2000 40 1.8 3 Bậc xây gạch 75 1800 135 1.5 4 Bản BTCT chịu lực 100 2500 250 1.1 275 5 Lớp vữa trát 30 1800 54 1.4 Tổng tĩnh tải 515 600.2 Tải trọng tường xây Tường bao chu vi nhà dày 220 ; trong các phòng, nhà vệ sinh trong nội bộ sử dụng dày 110và vách kính chịu lực.
Cấu tạo tường bao gồm phần tường đặc xây bên dưới và phần kính ở bên trên. + Trọng lượng tường ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng trên 1 m dài tường.