CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Tên công trình: - TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI BỜ HỒ - Địa chỉ : TP THANH HÓA Quy mô công trình - Công trình gồm 16 tầng, (01 tầng hầm, 03 tầng thương mại, 13 tầng văn phòng ). - Chiều cao công trình:57.6 (m) tính từ mặt đất tự nhiên. - Diện tích sàn tầng điển hình: 43×32 m².1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình Trang 3 do an Hình 1.2: Mặt đứng công trình 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 1.1 Tải đứng 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 :2006) STT Công năng Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²) 1 Phòng khách 1.5 2 Phòng ngủ 1.5 3 Phòng vệ sinh 1.5 8 Hành lang, sảnh đợi.2 Tải ngang Do công trình có chịu động đất và có chiều cao hơn 40m 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 W0 = 83 daN/m².3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau: Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối Trang 4 do an Phương án thiết kế móng: móng cọc hai phương án (cọc khoan nhồi và cọc ép) 1.4 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. - Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1. - 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 Rs = 365 MPa. - Cường độ tính toán chịu kéo Rs = 365 MPa.
- Cốt thép Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa.5 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN: 2737:1995 Tải trọng và tác động. TCXD: 229:1999 Chỉ dẫn tính toán về thành phần động tải trọng gió theo tiêu chuẩn 2737:1995. TCXD: 5574: 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD:198: 1997 Nhà cao tầng-Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối TCVN: 205: 1998 Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN: 10304: 2012 Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD: 195: 1997 Nhà cao tầng- Thiết kế cọc khoan nhồi.6 CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN Mô hình hệ kết cấu công trình : ETABS, SAFE. Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: EXCEL và một số bảng tính tự lập. Trang 5 do an PHẦN 2 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN Trang 6 do an CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.Kích thước các ô bản sàn Hình 2.Mặt bằng hệ dầm sàn tầng điển hình.Kích thước các ô sàm L1 L2 Ô sàn (m) (m) S1 7.80 Trang 7 do an 2.Chọn chiều dày sàn: Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: D hb = .l m Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản.
D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng.9 m = 30÷35 với bản loại dầm. = 40÷45 với bản kê bốn cạnh. Do kích thước nhịp các bản không chênh lệch nhau lớn, ta chọn hb của ô lớn nhất cho các ô còn lại để thuận tiện cho thi công và tính toán. Ta phải đảm bảo hb > 6 cm đối với công trình dân dụng.
45 Vậy ta chọn thống nhất chiều dày các ô bản là 18 cm.Chọn tiết diện dầm: Dầm đi qua cột 1 1 1 1 hd = ( ÷ )L = ( ÷ )x1000= (83.3 ÷125)cm chọn hd=60cm, bd=40cm 8 12 8 12 Dầm đỡ cầu thang,dầm phụ 1 1 1 1 hd = ( ÷ )L = ( ÷ )x450 = (37.Cấu tạo sàn:(lớp cấu tạo(…) là dành cho sàn nhà vệ sinh) - Lát gạch ceramit dày 10mm - Vữa ximang8 lót dày 20mm - Sàn BTCT dày 18cm - Vữa trát trần dày 15mm -(Lớp chống thấm dày 20mm) - Trần thạch cao 2.Xác định tải trọng: 2.Tĩnh tải sàn: 2.Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có: gtc = γ.δ (KN/m2): tĩnh tải tiêu chuẩn. Trang 8 do an gtt = gtc.n (KN/m2): tĩnh tải tính toán. Trong đó γ(KN/m3): trọng lượng riêng của vật liệu. n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-2006.
Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau: Bảng 2. Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán Chiều dày Tr.lượng riêng γ gtc Hệ số n gtt Lớp vật liệu (m) (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) 1.Lớp chống thấm 0.Trần thạch cao 0.63) Giá trị trong (…) là dành cho sàn nhà vệ sinh 2.Trọng lượng tường ngăn trong phạm vi ô sàn: Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm. Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có γ = 1. Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải trọng đó phân bố đều trên sàn.
Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm. Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds. Trong đó: ht: chiều cao tường. H: chiều cao tầng nhà.
hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng. Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : n. Si Trong đó: St(m2): diện tích bao quanh tường. Sc(m2): diện tích cửa.
nt,nc: hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa.1(m): chiều dày của tường ngăn cách. γ t = 15(kN/m3): trọng lượng riêng của tường .18(kN/m2): trọng lượng của 1m2 cửa. Si(m2): diện tích ô sàn đang tính toán. Trang 9 do an Bảng 2.3 Tĩnh tải sàn tầng điển hình đã quy đổi thêm tải tường Kích Diện Kích thước Ô St Sc g ttt− s g stt gtt thước tích tường SÀN (mxm) (m2) l(m) h(m) (m2) (m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) S1 7x10 70 0.38 Sàn nhà vệ sinh (3.2) nằm trong ô sàn S9, để đơn giản tính toán vì không chia ô sàn vệ sinh riêng nên lấy tải sàn nhà vệ sinh cho cả ô sàn S9.Hoạt tải sàn: Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc(daN/m2) lấy theo TCVN 2737-2006.
Công trình được chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau. Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vượt tải n. Ta sẽ có hoạt tải tính toán Ptt(daN/m2). Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán.Hoạt tải sàn tầng điển hình: Ô ptc ptt Loại Phòng Hệ số n Sàn (daN/m2) (daN/m2) S1 Sảnh 300 1,2 360 S2 Văn phòng 200 1,2 240 Trang 10 do an S3 Văn phòng 200 1,2 240 S4 Văn phòng 200 1,2 240 S5 Văn phòng 200 1,2 240 S6 Văn phòng 200 1,2 240 S7 Văn phòng 200 1,2 240 S8 Văn phòng 200 1,2 240 Văn phòng S9 200 1,2 240 Vệ Sinh S10 Văn phòng 200 1,2 240 S11 Văn phòng 200 1,2 240 S12 Văn phòng 200 1,2 240 S13 Văn phòng 200 1,2 240 S14 Văn phòng 200 1,2 240 S15 Hành lang 300 1,2 360 2.Vật liệu: - Bêtông B25 có: Rb = 14,5(MPa) , Rbt = 1.
- Cốt thép φ ≤ 8: dùng thép CI có: RS = 225(MPa). - Cốt thép 10 ≤ φ <12: dùng thép CII có: RS = 280(MPa). - Cốt thép φ >=12: dùng thép CIII có: RS = 365(MPa).Xác định nội lực: ta mô hình mặt bằng sàn bằng phần mềm xây dựng SAFE 12.3 Mô hình sàn bằng phần mềm Safe để phân tích nội lực Hình 2.2 Mặt bằng bố trí hệ Trang 11 do an 2.1 Phân bố đều tỉnh tải và hoạt tải lên sàn: Hình 2.3 Tỉnh tải phân bô đều Hình 2.4 Hoạt tải phân bô đều Trang 12 do an Hình 2.5 Kết quả phân tích độ võng bằng việc phân bố màu Theo TCXD 5574-2012 thì độ võng của sàn kiểm tra theo điều kiện f < fgh. Trong đó fgh – độ võng giới hạn, được nêu trong bảng 2, mục 1.8 tiêu chuẩn này là: 1 Khi nhịp L < 5m thì fgh = L 200 Khi 5m ≤ L ≤ 10m thì fgh = 2.5 cm 1 Khi L > 10m thì fgh = L.5m Dựa vào biểu đồ độ võng ta có thể chia dải để phân tich nội lực như sau: Trang 13 do an Hình 2.6 Dải phân tích theo phương X Hình 2.7 Dải phân tích theo phương Y Sau khi phân tích nội lưc được nội lưc trên các dải như sau: Trang 14 do an Hình 2.8 Nội lực dải phân tích theo phương X Hình 2.9 Nội lực dải phân tích theo phương Y 2.Thiết kế sàn Chọn bê tông cấp độ bền B25 : Rb = 14.
Trang 15 do an Chọn cốt thép dọc AI có Φ < 10 : Rs = 225 MPa. Chọn cốt thép dọc AIII có Φ ≥ 10 : Rs = 365 MPa. Cắt một dải sàn có bề rông b = 1m, xem sàn là cấu kiện chịu uốn có kích thước b × h = 1000 × 120 (mm) Chọn agt suy ra h0 = hs – agt. Trình tự tính toán như sau: M ξR b bh 0 αm = 2 → ξ = 1- 1- 2α m → Αs = R b bh 0 Rs Điều kiện hạn chế ξ ≤ ξR và µ ≥ µmin.
kết quả tính toán cốt thép sàn: Chọn thép agt hs ho Mmax As Ô sàn α ξ As mm mm mm kNm/m mm2 ϕ µ% mm2 25 155 M1 27.25 Trang 16 do an Bảng 2. kết quả tính toán cốt thép sàn(tiếp) Chọn thép agt hs ho Mmax As Ô sàn α ξ As mm mm mm kNm/m mm2 ϕ µ% mm2 25 155 M1 17.37 Trang 17 do an 25 155 MII 2.25 Trang 18 do an CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG 3.Mặt bằng cầu thang bộ Hình 3.Mặt bằng cầu thang bộ 3.Kích thước cầu thang Chiều cao bậc hb=171mm ; chiều rộng bậc lb=300mm Chiều dày bản thang chọn h =150mm 3.Tải trọng tác dụng 3.Tĩnh tải Hình 3. chi tiết cấu tạo bản thang Gaïch loùt, ñaù maøi Lôùp vöõa loùt Baûn BTCT Lôùp vöõa traùt lbaäc α Gaïch loùt, ñaù maøi hbaäc Lôùp vöõa loùt Baäc thang Baûn BTCT Lôùp vöõa traùt Trang 19 do an Góc α = 300 là góc hợp bởi trục của bản thang và phương vuông góc với hb Cosα = 0.8675 Đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới Bảng 3.