CHƯƠNG I: CƠ SỞ TÍNH TOÁN I. CÁC TÀI LIỆU SỬ DỤNG TRONG TÍNH TOÁN 1. Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông cốt thép.
Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 40-1987 Kết cấu xây dựng và nền nguyên tắc cơ bản về tính toán.
TCVN 220:1997 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 II. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hướng dẫn sử dụng chương trình ETABS 2. Phương pháp phần tử hữu hạn.
– Trần Bình, Hồ Anh Tuấn. Giáo trình giảng dạy chương trình ETABS 4. Kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs Ts Ngô Thế Phong, Pts Lý Trần Cường, Pts Trịnh Kim Đạm, Pts Nguyễn Lê Ninh. Kết cấu thép II (công trình dân dụng và công nghiệp) – Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Đoàn Ngọc Tranh, Hoàng Văn Quang.
VẬT LIỆU DÙNG TRONG TÍNH TOÁN 1. Bê tông: _ Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012. Bêtông đựoc sử dụng là bêtông B30 a) Với trạng thái nén: + Cường độ tính toán về nén : 17,0 MPa = 170 KG/cm2. + Cường độ tiêu chuẩn về nén : 40 MPa = 400KG/cm2.
b) Với trạng thái kéo:. + Cường độ tính toán về kéo : 1,2 MPa = 12 KG/cm2. + Cường độ tiêu chuẩn về kéo : 1,85 MPa = 18,5 KG/cm2. - Môđun đàn hồi của bê tông: Được xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứng trong điều kiện tự nhiên.Với B30 thì Eb = 3,25x105 KG/cm2.
Thép: Thép làm cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép dùng loại thép sợi thông thường theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 Cường độ của cốt thép cho trong bảng sau: 14 ĐÀO THANH HẢI_XD1801D_1412402034 ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG Đồ án tốt nghiệp 2018 Chủng loại Cường độ tiêu chuẩn Cường độ tính toán 2 (Kg/cm ) (Kg/cm2) AI 2400 2300 AII 3000 2800 AIII 3900 3800 Cường độ của cốt thép Môđun đàn hồi của cốt thép: E = 2,1. 15 ĐÀO THANH HẢI_XD1801D_1412402034 ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG Đồ án tốt nghiệp 2018 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU *Khái quát chung Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình( hệ chịu lực chính) có vai trò quan trọng tạo tiền đề cơ bản để người thiết kế có được định hướng thiết lập mô hình, hệ kết cấu chịu lực cho công trình đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phù hợp với yêu cầu kiến trúc, thuận tiện trong sử dụng và đem lại hiệu quả kinh tế. Trong thiết kế kế cấu nhà cao tầng việc chọn giải pháp kết cấu có liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng, độ cao tầng, thiết bị điện, đường ống, yêu cầu thiết bị thi công, tiến độ thi công, đặc biệt là giá thành công trình và sự làm việc hiệu quả của kết cấu mà ta chọn. GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH 1.
Các lưa chọn cho giải pháp kết cấu chính Đối với nhà cao tầng có thể sử dụng các dạng sơ đồ chịu lực: + Hệ tường chịu lực + Hệ khung chịu lực + Hệ lõi + Hệ kết cấu khung vách kết hợp + Hệ khung lõi kết hợp + Hệ khung, vách lõi kết hợp a) Hệ tường chịu lực Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện chịu tải trọng đứng và ngang của nhà là các tường phẳng. Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn được xem là cứng tuyệt đối. Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấm tường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu này thì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu về kết cấu, thiếu độ linh hoạt về không gian kiến trúc. Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiện kinh tế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phương án này không thoả mãn.
b) Hệ khung chịu lực Hệ khung gồm các cột và các dầm liên kết cứng tại các nút tạo thành hệ khung không gian của nhà. Hệ kết cấu này tạo ra được không gian kiến trúc khá linh hoạt. Kết cấu khung được tạo nên bởi cột và dầm liên kết với nhau bằng mắt cứng hoặc khớp, chúng cùng với sàn và mái tạo nên một kết cấu không gian có độ cứng. c) Hệ lõi chịu lực Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác dụng nhận toàn bộ tải trọng tác động lên công trình và truyền xuống đất.
Hệ lõi chịu lực có hiệu quả 16 ĐÀO THANH HẢI_XD1801D_1412402034 ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG Đồ án tốt nghiệp 2018 với công trình có độ cao tương đối lớn, do có độ cứng chống xoắn và chống cắt lớn, tuy nhiên nó phải kết hợp được với giải pháp kiến trúc. So sánh với đặc điểm kiến trúc của công trình này ta thấy sử dụng hệ lõi là không phù hợp d) Hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách – lõi chịu lực Đây là sự kết hợp của 3 hệ kết cấu đầu tiên. Vì vậy nó phát huy được ưu điểm của cả 2 giải pháp đồng thời khắc phục được nhược điểm của mỗi giải pháp. Tuỳ theo cách làm việc của khung mà khi thiết kế người ta chia ra làm 2 dạng sơ đồ tính: Sơ đồ giằng và sơ đồ khung giằng.
Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó còn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu lực. Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén. Hệ kết cấu khung - giằng được tạo ra bằng sự kết hợp giữa khung và vách cứng. Hai hệ thống khung và vách được lên kết qua hệ kết cấu sàn.
Khung cũng tham gia chịu tải trọng đứng và ngang cùng với lõi và vách. Hệ thống vách cứng đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu kiến trúc. Sơ đồ này khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng).
* Kết luận: Qua phân tích ưu nhược điểm của các hệ kết cấu, đối chiếu với đặc điểm kiến trúc của công trình: ta chọn phương án kết cấu khung chịu lực làm kết cấu chịu lực chính của công trình 2. Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu sàn Để chọn giải pháp kết cấu sàn ta so sánh 2 trường hợp sau: a) Kết cấu sàn không dầm ( sàn nấm) Hệ sàn nấm có chiều dày toàn bộ sàn nhỏ, làm tăng chiều cao sử dụng do đó dễ tạo không gian để bố trí các thiết bị dưới sàn (thông gió, điện, nước, phòng cháy và có trần che phủ), đồng thời dễ làm ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông khi thi công. b) Kết cấu sàn dầm Là giải pháp kết cấu được sử dụng phổ biến cho các công trình nhà cao tầng. Khi dùng kết cấu sàn dầm độ cứng ngang của công trình sẽ tăng do đó chuyển vị ngang sẽ giảm.
Khối lượng bê tông ít hơn dẫn đến khối lượng tham gia dao động giảm. Chiều cao dầm sẽ chiếm nhiều không gian phòng ảnh hưởng nhiều đến thiết kế kiến trúc, làm tăng chiều cao tầng. Tuy nhiên phương án này phù hợp với công 17 ĐÀO THANH HẢI_XD1801D_1412402034 ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG Đồ án tốt nghiệp 2018 trình vì bên dưới các dầm là tường ngăn , chiều cao thiết kế kiến trúc là tới 3,6m nên không ảnh hưởng nhiều. Kết luận: Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối.
SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 1. Chọn chiều dày sàn Chiều dày bản chọn sơ bộ theo công thức: 𝐷∗𝑙 ℎ𝑏 = với D = 0,8 - 1,4 𝑚 Trong đó : l là cạnh ngắn của ô bản. Xét ô bản lớn nhất có l = 8 m ; chọn D = 1 với hoạt tải 300kg/m2 Với bản kê bốn cạnh chọn m = 40 - 45, ta chọn m = 42 ta có chiều dày sơ bộ của D * l 1*800 bản: hb 19, 05 cm m 42 Chọn thống nhất hb = 10 cm cho toàn bộ các mặt sàn. Các ô sàn sẽ được bố trí thêm các dầm phụ chia nhỏ ô sàn.
Giúp tăng khả năng chịu lực của sàn, tăng sự ổn đinh, giảm độ võng của sàn khi diện tích ô sàn lớn. Chọn tiết diện dầm * Chọn dầm chính: 1 1 Vì nhịp dầm rất lớn nên không thể chọn theo công thức sơ bộ hdc ( ÷ )𝑙 8 12 được. Nên cần phải chọn thiết kế dầm theo dáng dầm dẹt, bề rộng dầm lớn hơn chiều cao dầm để đảm bảo kết cấu chịu lực và đảm bảo điều kiện về không gian kiến trúc đã được thiết kế. Việc sử dụng dầm bẹt xuất phát từ yêu cầu công năng của kiến trúc (phải đảm bảo chiều cao thông thủy tầng từ 2.
Khi dầm chính vượt khẩu độ lớn từ 6m trở lên, chiều cao dầm chính phải thoả mãn yêu cầu của kiến trúc tức là không thể đáp ứng chiều cao hdầm= (1/8 -1/12) Lnhịp mà từ (1/15 - 1/20) Lnhịp, thậm chí trong nhiều trường hợp các kỹ sư kết cấu phải sử dụng phương án dầm bẹt hdầm = (1/18 -1/25)Lnhịp. * Chọn sơ bộ - Nhịp Y2 – Y3 : ld = 1150 cm Chọn hdc = 40 cm, bdc = 60 cm - Nhịp Y3 – Y4: ld = 800 cm Chọn hdc = 40 cm, bdc = 50 cm - Nhịp Y4 – Y5: ld = 270 cm Chọn hdc = 40 cm, bdc = 50 cm * Chọn dầm dọc: 18 ĐÀO THANH HẢI_XD1801D_1412402034 ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG Đồ án tốt nghiệp 2018 - Nhịp của dầm ld = 800 cm Chọn hdd = 40 cm, bdc = 60 cm * Dầm thang chọn kích thước 220x350 * Chọn dầm phụ Vì ô bản sàn có kích thước quá lớn (1150cm x 800cm) nên cần phải bố trí thêm dầm phụ để tăng sức chịu tải của sàn và chia nhỏ ô sàn đảm bảo điều kiện kết cấu. + dầm học: chọn hdp = 30cm, bdp =30cm 3. Chọn kích thước tường * Tường bao Được xây chung quanh chu vi nhà, do yêu cầu chống thấm, chống ẩm nên tường dày 22 cm xây bằng gạch đặc M75.
Tường có hai lớp trát dày 2 x 1,5 cm * Tường ngăn Dùng ngăn chia không gian trong mỗi tầng, song tuỳ theo việc ngăn giữa các phòng hay ngăn trong 1 phòng mà có thể là tường 22 cm hoặc 11 cm. Tường có hai lớp trát dày 2 x 1,5 cm 4.