CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung 1. Nhu cầu xây dựng công trình Trong những năm gần đây, dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày càng nhiều trong khi đó quỹ đất của Thành phố thì có hạn, chính vì vậy mà giá đất ngày càng leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng. Để giải quyết vấn đề cấp thiết này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố là hợp lý nhất.
Bên cạnh đó, cùng với sự đi lên của nền kinh tế của Thành phố và tình hình đầu tư của nước ngoài vào thị trường ngày càng rộng mở, đã mở ra một triển vọng thật nhiều hứa hẹn đối với việc đầu tư xây dựng các cao ốc dùng làm văn phòng làm việc, các khách sạn cao tầng, các chung cư cao tầng… với chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của mọi người dân. Có thể nói sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc trong Thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới cho Thành phố. Song song đó, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài… Nhằm mục đích giải quyết các yêu cầu và mục đích trên, công trình chung cư cao cấp Marine building được thiết kế và xây dựng là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho một cộng đồng dân cư sống trong đó. Địa điểm xây dựng Nằm tại quận Bình Thạnh, công trình ở vị trí thoáng và đẹp sẽ tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà, hợp lý và hiện đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư.
Công trình nằm trên trục đường giao thông chính nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình. Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng. Page 13 do an Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, không có công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công và bố trí tổng bình đồ. Quy mô công trình Tên công trình: Chung cư cao cấp Marine building Công trình gồm : 15 tầng, 2 tầng hầm, 1 tầng mái Chiều cao công trình : 55.35 m ( tính từ măt đât ) Diện tích sàn tầng điển hình : 50×48 m2 Hình a – Mặt bằng tầng điển hình Page 14 do an Hình b – Mặt đứng công trình 1.
Tải trọng tác động Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: Trọng lượng bản thân công trình. Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị… Hoạt tải Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng. (Theo TCVN 2737 : 1995) Tải ngang Do công trình chịu động đất và có chiều cao hơn 40 m nên tải gió tác dụng lên công trình bao gồm có thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió. Áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 0.83 kN/m Page 15 do an 1.
Giải pháp thiết kề - Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau: Hệ sàn dầm Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối. Phương án thiết kế móng: cọc khoan nhồi 1. Vật liệu sử dụng Bê tông - Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán như sau: Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa Cốt thép - Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10) Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa - Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10) Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa Mô đun đàn hồi: Es = 200000 MPa 1. Phần mềm tính toán - Phần mềm SAP: phần mềm phần tử hữu hạn phân tích các cấu kiện tổng quát.
- Phần mềm ETABS: phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích kết cấu nhà cao tầng. - Phần mềm SAFE: phần mềm phần tử hữu hạn chuyên phân tích cầu kiện dạng tấm (bản sàn, móng bè…). - Cả 3 phần mềm trên có khả năng phân tích kết cấu (ứng suất, nội lực, chuyển vị các cấu kiện, đặc trưng động học công trình) và cả khả năng thiết kế cấu kiện thép, bê tông cốt thép. Sinh viên chỉ khai thác tính năng phân tích của những chương trình trên Page 16 do an CHƯƠNG 2 : PHẦN TÍNH TOÁN – THIẾT KÊ BẢN SÀN A.
Tính toán sàn tầng điển hình 2. Tải trọng tác dụng lên sàn 2. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn a. Bản sàn Chiều dày bản sàn có thể xác định sơ bộ theo công thức sau: D 1.3 h b L1 9000 260 m 45 Chọn hb = 180 mm b.
Dầm Xác định sơ bộ kích thước của dầm: 1 1 1 1 h d L 2 10000 (625 833.333) 16 12 16 12 Chọn hd = 700 mm. 1 1 1 1 b d h d 700 (175 350) 4 2 4 2 Chọn bd = 350 mm. Tải trong tác dụng lên sàn a. Tĩnh tải Công trình thường bao gồm các loại tĩnh tải như sau: Cấu tạo sàn bao gồm các lớp như sau: Bảng 1.1 – Tỉnh tải cấu tạo các lớp sàn Tải Tải Trọng Hệ số Chiều trọng tọng lượng vượt STT Các lớp cấu tạo dày tiêu tính riêng tải (mm) chuẩn toán (kN/m³) n (kN/m²) (kN/m²) Lớp gạch 1 20 22 0.48 Ceramic 2 Lớp vữa lót 20 18 0.00 HT đường ống 0.22 4 Lớp vữa trát 15 18 0.32 Tổng tĩnh tải 1.46 Vậy tổng tĩnh tải tác dụng lên các ô bản là: 1.46 kN/m2 Page 17 do an Trọng lượng bản thân tường: g t n t b t h t 1.1 : hệ số vượt tải.
t = 18 kN/m3 : trọng lượng riêng của tường.1 m : bề dày của tường.51m: chiều cao của tường. Hoạt tải: Hoạt tải sử dụng được xác định theo công năng của từng ô sàn(TCVN 2737:1995). Kết quả trong bảng sau: Bảng 1.2 – Hoạt tải Hoạt tải tiêu Hệ số Hoạt tải tính STT Loại sàn nhà chuẩn(kN/m2) vượt tải toán(kN/m2) Sảnh, hành 1 lang , cầu 3 1.6 thang Phòng ăn , 2 bếp, phòng 1.95 khách Phòng ngủ, 3 1.95 WC Mái bằng 4 không sử 0. Tính độ võng sàn Theo TCVN 5574:2012, phụ lục C, bảng C.1 kiểm tra độ võng giới hạn theo cấu kiện và tải trọng tương ứng : Vậy tải trọng giới hạn là: 25mm Page 18 do an 2.
Xác định nội lực, tính toán, bố trí cốt thép cho các ô bản Tính toán và bố trí cốt thép cho các ô bản (mô hình etab suất qua safe) Vật liệu sử dụng: - Bê tông có cấp độ bền B25 có: Rb = 14.5MPa - Cốt thép loại AI có : Rs = 225 MPa - Cốt thép loại AIII có : Rs = 365 MPa - Cốt thép tính cho các ô bản được quy về tiết diện ( 1000 × 90) của cấu kiện chịu uốn. - Giả thiết a = 20 mm h0 = h – a = 260 – 20 = 240 mm M R b b h0 m 2 ; 1 1 2 m ; A s R b b h0 Rs - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: As Rb min 0. Tính toán nội lực bằng phần mềm safe 2. Chọn sơ bộ kích thước cột - Việc chọn sơ bộ tiết diện được tính toán gần đúng theo công thức: k N A0 t Rb Trong đó: + Rb : cường độ tính toán về nén của bê tong + N: tổng lực nén sơ bộ N≈ ntầng × q × Fs + Fs: diện tích mặt sàn truyền tải lên cột đang xét + ntầng: số tầng phía trên tiết diện đang xét kể cả tầng mái + q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bảng sàn, trọng lượng dầm cột đem tính ra phân bố đều trên sàn.
+ kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như Mô men uốn hàm lượng cốt thép độ mảnh của cột (k=1.5) Kết quả chọn sơ bộ tiết diên cột như bảng sau: Page 19 do an Tầng Cột biên(m) Cột giữa(m) Hầm 2÷4 1. Mô hình sàn Hình 1 - Gán tải sàn Page 20 do an Hình 1.1 - Mô hình sàn safe Page 21 do an Hình 1.2 - Chia các dãy strip Page 22 do an Hình 1.3 - Nội lực dãy strip theo phương X Page 23 do an Hình 1.4 - Nội lực dãy strip theo phương Y Page 24 do an Hình 1.5 - Chuyển vị sàn bằng 24.66mm nhỏ hơn giá trị cho phép là 25 mm nên thỏa 2. Kết quả chọn thép Bảng 1.3 – Bảng chọn thép sàn Ô M(kN.m) ho αm ξ As(mm2) Chọn sàn S1 M1 23.05 Ø10a80 Page 25 do an M2 15.05 Ø10a150 Page 26 do an CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH 3. Sơ đồ kết cấu Hình 1.6 - Mặt bằng cầu thang bộ - Bản thang thuộc loại bản chịu lực theo một phương.
Xem bản thang là dầm gãy khúc liên kết vào bản sàn và vách của lõi cầu thang. - Căn cứ vào điều kiện thi công vách đổ bê tông trước cầu thang đổ sau và thiên về an toàn.