Đồ án Cao ốc A & B (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Cao ốc A & B (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CAO ỐC A & B GVHD: ThS. BÙI PHẠM ĐỨC TƯỜNG SVTH: BÙI NHẤT QUỐC CHƯƠNG MSSV: 11149021 S K L 0 0 3 5 3 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6/2015
2. LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trƣờng đại học, đồng thời mở ra cho chúng em một hƣớng đi mới vào cuộc sống thực tế trong tƣơng lai. Quá trình làm đồ án giúp chúng em tổng hợp đƣợc nhiều kiến thức đã học trong những học kỳ trƣớc và thu thập những kiến thức mới mà mình cịn thiếu sĩt, qua đĩ rèn luyện khả năng tính tốn và giải quyết các vấn đề cĩ thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đĩ đây cịn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trên bƣớc đƣờng thực tế sau này. Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy hƣớng dẫn và các thầy cơ. Em xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn tận tình của quý thầy cơ. Những kiến thức và kinh nghiệm mà các thầy, cơ đã truyền đạt cho em là những nền tảng để em hồn thành đồ án và sẽ là hành trang cho chúng em sau này. Qua đây em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cơ trong khoa Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụngnĩi chung và Ngành Xây Dựng nĩi riêng - những ngƣời đã truyền đạt những kiến thức cơ bản trong quá trình học tập . Dù rằng đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thực hiện với tất cả sự nỗ lực của bản thân cùng sự giúp đỡ của thầy cơ và gia đình. Nhƣng do kiến thức cịn hạn chế cho nên chắc chắn khơng tránh khỏi những sai sĩt hay khiếm khuyết. Cho nên em kính mong đƣợc những lời đĩng gĩp chân thành để em ngày càng hồn thiện kiến thức của mình hơn. Cuối cùng, em xin chúc quí thầy cơ nhiều sức khỏe để cĩ thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho các thế hệ mai sau. Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, Tháng 07 năm 2015 Sinh viên thực hiện Bùi Nhất Quốc Chƣơng i
3. TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KT TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên : BÙI NHẤT QUỐC CHƢƠNG MSSV: 11149021 Khoa : Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụng Ngành : Xây Dựng Dân Dụng & Cơng Nghiệp Tên đề tài : CAO ỐC A&B Số liệu ban đầu Hồ sơ kiến trúc (GVHD giao đề ). Hồ sơ khảo sát địa chất Nội dung các phần học lý thuyết và tính tốn Kiến trúc Thể hiện lại các bản vẽ theo kiến trúc mới Kết cấu Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình Tính tốn, thiết kế cầu thang bộ và bể nƣớc mái Mơ hình, tính tốn, thiết kế khung trục 1 và trục C Nền mĩng Tổng hợp số liệu địa chất Thiết kế 2 phƣơng án mĩng khả thi Thuyết minh và bản vẽ 01 Thuyết minh và 01 Phụ lục 25 bản vẽ A1 ( 5 Kiến trúc, 16 Kết cấu, 4 Nền mĩng) Cán bộ hƣớng dẫn : ThS. BÙI PHẠM ĐỨC TƢỜNG Ngày giao nhiệm vụ : 3/03/2015 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 30/06/2015 Tp. HCM ngày 30 tháng 6 năm 2015 Xác nhận của GVHD Xác nhận của BCN Khoa ThS. BÙI PHẠM ĐỨC TƢỜNG ii
4. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc KHOA XÂY DỰNG& CƠ HỌC ỨNG DỤNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ và tên Giáo viên hƣớng dẫn: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii
5. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc KHOA XÂY DỰNG& CƠ HỌC ỨNG DỤNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv
6. PHẦN 1 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 2 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 3 1.2.1 Tải đứng 3 1.2.2 Tải ngang 4 1.3 giải pháp thiết kế 4 1.4 vật liệu sử dụng. 4 1.5 tài liệu tham khảo 4 1.6 chƣơng trình ứng dụng trong phân tích tính tốn 5 PHẦN 2 6 CHƢƠNG 2 TÍNH TỐN – THIẾT KẾ SÀN 7 2.1 TỔNG QUAN 7 2.1.1 Mặt bằng sàn điển hình. 7 2.1.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn 7 2.1.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm. 8 2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 8 2.2.1 Tĩnh tải 8 2.2.2 Hoạt tải 9 2.2.3 Tải trọng tác dụng lên từng ơ bản 9 2.3 TÍNH TỐN NỘI LỰC SÀN 10 2.1.1 Sàn loại bản dầm 10 2.1.2 Sàn loại bản kê bốn cạnh. 10 2.1.3 Bảng kết quả tính nội lực sàn 11 2.4 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ THÉP 12 2.5 TÍNH ĐỘ VÕNG SÀN 15 2.6 SO SÁCH NỘI LỰC VỚI MƠ HÌNH SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE 16 CHƢƠNG 3 TÍNH KẾT CẤU CẦU THANG 22 3.1 TỔNG QUAN 22 3.1.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 22 3.1.2 Cấu tạo cầu thang 22 3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 22 3.2.1 Tĩnh tải 22 3.2.2 Sơ đồ tính – Nội lực 24 v
7. 3.2.3 Tính tốn cốt thép 28 3.3 TÍNH TỐN DẦM CHIẾU TỚI 29 3.3.1 Xác định sơ bộ kích thƣớc tiết diện dầm 29 3.3.2 Sơ đồ tính 29 3.3.3 Xác định tải trọng tác dụng 30 3.3.4 Tính tốn nội lực 30 3.3.5 Tính tốn cốt thép 31 3.3.6 Tính tốn cốt đai 31 3.3.7 Mơ hình cầu thang bằng Etabs 3D so sánh kết quả với Etabs 2D 32 3.4 So sánh kết quả giữa việc mơ hình bằng Etabs 2D và Etabs 3D 36 CHƢƠNG 4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỂ NƢỚC MÁI 37 4.1 TỔNG QUAN 37 4.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 37 4.2.1 Tính Dung Tích Bể 37 4.3 TÍNH TỐN BẢN ĐÁY 39 4.3.1 Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn cho bản đáy hồ. 39 4.3.2 Tải trọng tác dụng 39 4.3.3 Tính tốn bản đáy hồ 40 4.3.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện và tính tốn nội lực 40 4.3.3.2 Tính tốn thép 40 4.3.3.3 Kiểm tra độ võng 41 4.3.3.4 Kiểm tra yêu cầu về độ chống nứt. 41 4.4 TÍNH TỐN BẢN THÀNH 42 4.4.1 Chọn sơ bộ tiết diện 42 4.4.2 Tải trọng tác dụng vào thành bể. 42 4.4.3 Nội lực của thành bể. 43 4.4.4 Tính tốn cốt thép thành bể 44 4.5 TÍNH TỐN BẢN NẮP 45 4.5.1 Kiểm tra độ võng của ơ bản nắp hồ nƣớc 47 4.6 TÍNH NỘI LỰC VÀ THÉP CHO HỆ DẦM BẢN ĐÁY VÀ NẮP 47 4.6.1 Tính nội lực 47 4.6.2 Tính cốt thép cột 50 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG 52 vi
8. 5.1 MƠ HÌNH HỆ KHUNG 52 5.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 53 5.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 54 5.3.1 Tĩnh tải 54 5.3.2 Hoạt tải 55 5.3.3 Tính tốn tải giĩ 58 5.3.3.1 Thành phần tĩnh của tải giĩ 62 5.3.3.2 Thành phần động của tải giĩ 64 5.3.3.2.1 Xác định thành phần động của tải trọng giĩ tác dụng lên cơng trình 66 5.3.4 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT. 80 5.3.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 93 5.4 CHUYỂN VỊ ĐỈNH CƠNG TRÌNH 94 5.5 TÍNH TỐN - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 1 VÀ TRỤC C 96 5.5.1 Kết quả nội lực khung trục 1 và trục C. 96 5.5.2 Tính tốn thiết kế hệ dầm khung trục 1 và trục C 100 5.5.2.1 Tính cốt thép dọc 100 5.5.2.2 Tính tốn cốt thép đai chiệu lực cắt 100 5.5.2.3 Tính xoắn cho dầm 101 5.5.2.4 Neo và nối cốt thép 103 5.5.3 TÍNH TỐN THIếT Kế CộT 128 5.5.3.1 Tính cốt thép dọc 128 5.5.3.2 Tính cốt đai cho cột 142 5.5.4 Tính Tốn Vách Cứng 142 5.5.4.1 Các giả thuyết cơ bản 142 5.5.4.2 Cơ sở tính tốn cốt thép cho vách cứng 143 5.5.4.3 Các bƣớc tính tốn 143 5.5.4.4 Áp dụng tính tốn 144 5.5.4.5 Cốt đai 145 5.5.4.6 kiểm tra nội lực vách bằng biều đồ tƣơng tác 150 PHẦN 3 155 THIẾT KẾ PHẦN MĨNG 155 CHƢƠNG 6 TÍNH TỐN – THIẾT KẾ MĨNG 155 6.1 BÁO CÁO ÐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 155 vii
9. 6.1.1 Cấu tạo địa chất 155 6.1.1.1 Lớp đất Số 1 155 6.1.1.2 Lớp đất Số 2(1A) 155 6.1.1.3 Lớp đất Số 3(2) 155 6.1.1.4 Lớp đất Số 4(2A) 156 6.1.1.5 Lớp đất Số 5(2) 156 6.1.1.6 Lớp đất Số 6(3) 156 6.1.1.7 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất nhƣ sau 156 6.1.1.8 Mặt cắt địa chất 157 6.2 PHƢƠNG ÁN MĨNG CỌC KHOAN NHỒI 158 6.2.1 Tính tốn khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi (theo địa tầng hố khoan 3) 158 6.2.1.2 Chọn vật liệu làm cọc, chiều sâu chơn mĩng 159 6.2.1.3 Chọn kích thƣớc cọc 159 6.2.1.4 Xác định sức chịu tải của cọc 160 6.2.1.4.1 Theo cƣờng độ vật liệu (7.1.8 TCVN 10304-2014) 160 6.2.1.4.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí đất nền (7.2.3 TCVN 10304- 2014) 161 6.2.1.4. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ đất nền (G.2 TCVN 10304-2014) 162 6.2.1.4.4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Dùng cơng thức của Viện kiến trúc Nhật Bản G.3.2 TCVN 10304-2014) 165 6.2.2 Thiết kế mĩng 168 6.2.2.1 Thiết kế mĩng C11 168 6.2.2.1.1 Nội lực tính tốn: 168 6.2.2.1.2 Tính tốn sơ bộ số lƣợng cọc: 168 6.2.2.1.3 Kiểm tra ổn định của đất nền: 171 6.2.2.1.4 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc: 175 6.2.2.1.5 Thiết Kế Đài Cọc: Vật liệu : 176 6.2.2.1.5 Tính cốt thép trong đài mĩng: 177 6.2.2.1.6 So sánh giữa tính tay và tính bằng phần mềm Phản lực đầu cọc 188 6.2.2.2 Thiết kế mĩng c3 189 6.2.2.2.1 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 189 viii
10. 6.2.2.2.2 Xác định tải tác dụng lên cọc bằng phần mềm SAFE V12 190 6.2.2.2.3 Kiểm tra khả năng chịu tải Rtc dƣới đáy khối mĩng quy ƣớc 194 6.2.2.2.4 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc: 197 6.2.2.2.5 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc Vật liệu : 197 6.2.2.3 Thiết kế mĩng c7-c9 198 6.2.2.3.1 Tìm tâm ảo cho mĩng c-7-9 198 6.2.2.3.2 Nội lực tính tốn 198 6.2.2.3.3 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 199 6.2.2.3.4 Xác định tải trọng tác dụng lên cọc, kiểm tra điều kiện sử dụng 200 6.2.2.3.5 Kiểm tra khả năng chịu tải Rtc dƣới đáy khối mĩng quy ƣớc 204 6.2.2.3.6 Kiểm tra độ lún 207 6.2.2.3.7 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc Vật liệu : 208 6.2.2.4 Thiết kế mĩng lõi thang 208 6.2.2.4.1 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 209 6.2.2.4.2 Xác định tải trọng tác dụng lên cọc, kiểm tra điều kiện sử dụng 210 6.2.2.4.3 Kiểm tra khả năng chịu tải Rtc dƣới đáy khối mĩng quy ƣớc 213 6.2.2.4.4 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc 216 6.2.2.4.5 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc Vật liệu : Error! Bookmark not defined. 6.3 PHƢƠNG ÁN MĨNG CỌC LY TÂM ỨNG SUẤT TRƢỚC 220 6.3.1 Vật Liệu Sử Dụng 220 6.3. 1 Kích Thƣớc Cọc Sơ Bộ 220 6.3. 2 Sức Chịu Tải Của Cọc 220 6.3.3.1 Theo cƣờng độ vật liệu làm cọc 221 6.3.3.2 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Mục 7.2.2 TCVN 10304-2014): 225 6.3.3.4 Theo chỉ tiêu cƣờng độ đất nền (Phụ lục G Theo TCVN 10304-2014): 227 6.3.3.5 Theo thí nghiệm SPT (Phụ Lục G TCXD 10304-2014) 230 6.3.3.6 Theo cƣờng độ vật liệu làm cọc 232 6.3.3.9 Theo thí nghiệm SPT (Phụ Lục G TCXD 10304-2014): 241 6.3.4 Thiết kế mĩng cọc dƣới cột C11 244 6.3.4.1 Nội lực tính tốn 244 6.3.4.2 Tính tốn sơ bộ số lƣợng cọc 244 ix
11. 6.3.4.3 Chuyển tải tác dụng về tâm đáy mĩng 246 6.3.4.4 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc 250 6.3.4.5 Thiết Kế Đài Cọc Vật liệu 254 6.3.5 Thiết kế mĩng cọc dƣới cột C3 266 6.3.5.1 Nội lực tính tốn 266 6.3.5.2 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 267 6.3.4.6 Xác định tải tác dụng lên cọc bằng phần mềm SAFE V12 267 6.3.4.7 Kiểm tra khả năng chịu tải Rtc dƣới đáy khối mĩng quy ƣớc 271 6.3.4.8 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc 274 6.3.4.9 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc Vật liệu 275 6.3.6 Thiết kế mĩng C79 276 6.3.6.1 Nội lực tính tốn 276 6.3.6.2 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 277 6.3.6.3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc khi làm việc nhĩm 280 6.3.6.4 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc Vật liệu 285 6.3.6.5 Tính kết cấu đài mĩng bằng Safe v.12 285 6.3.7 Thiết kế mĩng lõi thang 287 6.3.7.1 Xác định số lƣợng cọc cần thiết 287 6.3.7.2 Tính tốn cốt thép 292 6.3.7.3 Kiểm tra sức chịu tải của cọc khi làm việc nhĩm 293 6.3.7.4 Kiểm tra độ lún của mĩng cọc 295 x
12. PHẦN 1 TỔNG QUAN 1
13. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Tên cơng trình: - Cao ốc A&B. - Địa chỉ :76 Lê Lai- Phƣờng Bến Thành- Quận 1- TP.Hồ Chí Minh. Quy mơ cơng trình - Cơng trình gồm 28 tầng, (03 tầng hầm, 01 tầng trệt,23văn phịng và 1 tầng mái ). - Chiều cao cơng trình:102 m tính từ mặt đất tự nhiên. - Diện tích sàn tầng điển hình: 27.25×37.7 m². 0 0 0 0 0 0 0 VÁCH NGĂN DỰ KIẾN Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 2
14. Hình 1.2: Mặt đứng cơng trình 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 1.2.1 Tải đứng Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên cơng trình bao gồm: - Trọng lƣợng bản thân cơng trình. - Trọng lƣợng các lớp hồn thiện, tƣờng, kính, đƣờng ống thiết bị 3
15. Hoạt tải Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cơng trình đƣợc xác định theo cơng năng sử dụng của sàn ở các tầng.(theo TCVN 2737 :1995) STT Cơng năng Hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²) 1 Cầu thang 3 2 Phịng kỹ thuật 3 3 Mái bằng cĩ sử dụng 1.5 8 Văn phịng 2 10 Sảnh, hành lang 3 1.2.2 Tải ngang Do cơng trình cĩ chịu động đất và cĩ chiều cao hơn 40m nên tải giĩ tác dụng lên cơng trình bao gồm cĩ thành phần tĩnh và thành phần động của tải giĩ.Áp lực giĩ tiêu chuẩn W0 = 83 daN/m². 1.3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế kiến trúc, tải trọng tác động vào phƣơng án thiết kế kết cấu đƣợc chọn nhƣ sau: Hệ khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối Phƣơng án thiết kế mĩng: mĩng cọc hai phƣơng án (cọc khoan nhồi và cọc ép) 1.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG. Bê tơng Bê tơng sử dụng trong cơng trình là loại bê tơng cĩ cấp độ bền B25 với các thơng số tính tốn nhƣ sau: - Cƣờng độ tính tốn chịu nén: Rb = 14.5 MPa. - Cƣờng độ tính tốnchịu kéo: Rbt = 1.05MPa. - Mơ đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa. Cốt thép Cốt thép loại CI (đối với cốt thép cĩ Ø <10). - Cƣờng độ tính tốn chịu nén Rsc= 225 MPa. - Cƣờng độ tính tốn chịu kéo Rs = 225 MPa. - Cƣờng độ tính tốn cốt ngang Rsw = 175 MPa. - Mơ đun đàn hồi Es = 210000 MPa. Cốt thép loại CIII (đối với cốt thép cĩ Ø ≥ 10). - Cƣờng độ tính tốn chịu nén Rs = 365 MPa. - Cƣờng độ tính tốn chịu kéo Rs = 365 MPa. - Cốt thép Mơ đun đàn hồi Es = 200000 MPa. 1.5 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN: 2737:1995 Tải trọng và tác động. 4
16. TCXD: 229:1999 Chỉ dẫn tính tốn về thành phần động tải trọng giĩ theo tiêu chuẩn 2737:1995. TCXD: 5574: 2012 Kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD:198: 1997 Nhà cao tầng-Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối TCVN: 205: 1998 Mĩng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN: 10304: 2012 Mĩng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD: 195: 1997 Nhà cao tầng- Thiết kế cọc khoan nhồi. 1.6 CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TỐN Mơ hình hệ kết cấu cơng trình : ETABS, SAFE. Tính tốn cốt thép và tính mĩng cho cơng trình: EXCEL và một số bảng tính tự lập. 5
17. PHẦN 2 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN 6
18. CHƢƠNG 2 TÍNH TỐN – THIẾT KẾ SÀN 2.1 TỔNG QUAN 2.1.1 Mặt bằng sàn điển hình. D 2 0 0 X 4 0 0 D 2 0 0 X 4 0 0 S5 S4 S4 2800 E D 4 0 0 X 8 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 S6 D 2 0 0 X 4 0 0 S3 S7 S3 8850 D 3 0 0 X 6 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 D 2 0 0 X 4 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 S 1 0 D S2 S8 S9 S2 3600 D 2 0 0 X 4 0 0 D 2 0 0 X 4 0 0 C D 4 0 0 X 8 0 0 D 4 0 0 X 8 0 0 S1 S 1 1 S 1 1 S1 8850 D 3 0 0 X 6 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 B D 3 0 0 X 6 0 0 D 3 0 0 X 6 0 0 2850 A D 3 0 0 X 6 0 0 11650 14400 11650 1 2 3 4 hình 2.1 mặt bằng kiến trúc ta chọn hệ dầm sàn nhƣ 2.1.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn Quan niệm tính: xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng nằm ngang. Sàn khơng bị rung động, khơng dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang. Chuyển vị tại mỗi điểm trên sàn là nhƣ nhau khi chịu tải trọng ngang. Trong tính tốn khơng tính đến sàn làm việc bị giảm yếu do khoan lỗ để treo các thiết bị kỹ thuật nhƣ đƣờng ống thiết bị thơng giĩ, cứu hỏa cũng nhƣ các đƣờng ống dặt ngầm trong sàn. Trong mặt bằng sàn tầng điển hình ơ sàn cĩ kích thƣớc lớn nhất ơ S1 (11.4x11.65m), khơng dùng hệ dầm trực giao nên bề dày sàn lớn, đổi lại sàn cĩ độ cứng lớn, làm tăng độ cứng khơng gian của cơng trình, đặt biệt cơng trình cao tầng chịu tải trọng ngang lớn, khơng cần bố trí các hệ dầm đỡ vách ngăn phịng. 7
19. Việc chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng lên sàn. Cĩ thể xác 1 định sơ bộ chiều dày sàn theo cơng thức h L b m 1 Trong đĩ: m = (40-50) đối với bản kê bốn cạnh, L1=11.4m chiều dài theo phƣơng cạnh ngắn của ơ sàn điển hình (ơ sàn S11) 1 1 1 h L (  ) x 1140 28.5  22.8 cm b m 1 40 50 Chọn chiều dày sàn là 20 cm (riêng sàn trong lõi thang chọn là 15 cm). 2.1.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm. Dầm chính : hd 1/ 8  1/12 L 1/ 8  1/12 x 1140 142.5  95 cm chọn hd=100cm bd=35cm. Dựa vào độ cứng của dầm để chọn lại tiết dầm : hd=80cm, bd=40cm 2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 2.2.1 Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lƣợng bản thân bản bê tơng cốt thép, trọng lƣợng các lớp hồn thiện, đƣờng ống thiết bị,và trọng lƣợng tƣờng thạch cao xây trên sàn. Vì khơng dùng hệ dầm đỡ vách ngăn nên ta quy tải vách ngăn thành tải phân bố đêu theo cơng thức: gt=δtxHtxLtxγtxnt/S Trong đĩ: δt: bề rộng vách ngăn (m). Ht: chiều cao vách ngăn (m). Lt: chiều dài vách ngăn (m). 3 γt: trọng lƣợng riêng của vách ngăn (kN/m ). nt: hệ số vƣợt tải. S: diện tích ơ sàn (m2) Tải trọng do các lớp cấu tạo sàn: Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn điển hình Số Loại vật liệu Chiều dày γi n ght TT1 Gạch lát nền Ceramic (cm)1.0 (kN/m20 3) 1.1 (kN/m0.22 2) 2 Vữa lĩt nền 2.0 20 1.3 0.52 3 Bản BTCT 20 25 1.1 5.5 4 Vữa trát trần 2.0 20 1.3 0.52 Các lớp hồn thiện sàn thƣờng 6.76 Bảng 2.2 Tĩnh tải sàn vệ sinh Số Loại vật liệu Chiều dày γi n ght TT1 Gạch lát nền Ceramic (cm)1.0 (kN/m20 3) 1.1 (kN/m0.22 2) 2 Vữa lĩt nền 2.0 20 1.3 0.52 2 Bản BTCT 20.0 25 1.1 5.5 3 Lớp chống thấm sàn 2.0 22 1.2 0.53 4 Vữa trát trần 2.0 20 1.3 0.52 5 Đƣờng ống, thiết bị 0.40 Các lớp hồn thiện sàn vệ sinh 7.69 8
20. Bảng 2.3 Tĩnh tải tƣờng δ H L S γ g Ơ sàn t t t t n t (m) (m) (m) (m2) (kN/m3) (kN/m2) S1 0.15 2.75 10.9 122.325 3 1.1 0.122 S2 0.15 2.75 3.6 36 3 1.1 0.136 S3 0.15 2.75 8.7 88.395 3 1.1 0.1334 2.2.2 Hoạt tải Hoạt tải sàn đƣợc chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phịng. Hệ số tin cậy n đƣợc lấy theo điều 4.3.3 TCCVN2737-1995 2 ptc = 2 (kN/m ), lấy n = 1.2 Bảng 2.4 Hoạt tải sàn ptc Hệ số ptt Kí hiệu Loại sàn nhà (kN/m2) vƣợt tải, (n) (kN/m2) 1 Cầu thang 3 1.2 3.6 2 Phịng kỹ thuật 3 1.2 3.6 3 Mái bằng cĩ sử dụng 1.5 1.3 1.95 4 Văn phịng 2 1.2 2.4 5 Sảnh, hành lang 3 1.2 3.6 6 WC 2 1.2 2.4 2.2.3 Tải trọng tác dụng lên từng ơ bản Vì trong cùng một ơ bản cĩ nhiều loại hoạt tải và tĩnh tải khác nhau nên ta quy tải thành phân bố đều trên ơ bản theo giá trị phần trăm diện tích chiếm chỗ : g tt .S g  i i Si Trong đĩ : Si: phần diện tích thứ i trong một ơ sàn. tt gi : tải trọng tác dụng lên phần diện tích sàn thứ i Tƣơng tự cho hoạt tải. Bảng 2.5 Tổng tải trọng tác dụng lên các ơ sàn. 2 q S S Shồn thiện (m ) Ơ sàn tổng vệ sinh kN/m2 m2 m2 1 2 3 4 5 6 S1 123.2 0 0 0 0 118.95 4.248 0 9.322 S2 33.55 0 0 0 0 27.07 6.48 0 9.528 S3 91.3 0 0 0 0 80.05 11.25 0 9.441 S4 34.34 0 0 0 0 34.347 0 0 9.16 S5 8.877 0 0 0 0 8.877 0 0 9.16 S6 15 0 0 0 0 15 0 0 9.16 9
21. 2 q S S Shồn thiện (m ) Ơ sàn tổng vệ sinh kN/m2 m2 m2 1 2 3 4 5 6 S7 43.5 0 0 0 0 0 43.5 0 8.985 S8 19.846 20.145 0 0 0 0 0 19.846 8.713 S9 26.2 0 0 26.2 0 0 0 0 8.985 S10 17.788 14.4 0 5.28 0 0 0 12.508 10.81 S11 82.08 0 0 0 0 82.08 0 0 7.785 2.3 TÍNH TỐN NỘI LỰC SÀN 2.1.1 Sàn loại bản dầm Mg Mn b=1m L1 L1 Mg L2 L2 Ơ sàn đƣợc tính theo loại bản dầm khi tỉ số 2 , ở đây ta chọn hd ≥ 800 L1 mm, hs = 200 mm nên liên kết giữa dầm và sàn đƣợc coi là liên kết ngàm.Cắt một dải bề rộng 1m theo phƣơng cạnh ngắn, sơ đồ tính nhƣ sau : qL 2 Mơmen ở nhịp M 1 . n 24 qL 2 Mơmen ở gối M 1 . g 12 2.1.2 Sàn loại bản kê bốn cạnh. L2 Ơ sàn đƣợc tính theo loại bản dầm khi tỉ số 2, ở đây ta chọn hd ≥ 800 L1 mm, hs = 200 mm nên liên kết giữa dầm và sàn đƣợc coi là liên kết ngàm.Cắt một dải bề rộng 1m theo 2 phƣơng ta cĩ sơ đồ tính nhƣ sau : 10
22. S K L 0 0 2 1 5 4