Đồ án Cao ốc Tân Thịnh Lợi (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Cao ốc Tân Thịnh Lợi (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 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI GVHD: TS. NGUYỄN QUỐC HÙNG SVTH: LÊ HỒNG PHONG MSSV: 11149097 S K L 0 0 3 4 6 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2015
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 còn thiếu sót, qua đó rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó đây còn 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 cô. Em xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn tận tình của quý thầy cô. Những kiến thức và kinh nghiệm mà các thầy, cô đã truyền đạt cho em là những nền tảng để em hoàn 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 cô trong khoa Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụng nói chung và Ngành Xây Dựng nói 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 cô và gia đình. Nhƣng do kiến thức còn hạn chế cho nên chắc chắn không tránh khỏi những sai sót hay khiếm khuyết. Cho nên em kính mong đƣợc những lời đóng góp chân thành để em ngày càng hoàn thiện kiến thức của mình hơn. Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô nhiều sức khỏe để có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho các thế hệ mai sau. Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, Tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện Lê Hồng Phong i
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NGÀNH XÂY DỰNG & CHƢD NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên : LÊ HỒNG PHONG MSSV: 11149097 Khoa : Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụng Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng Tên đề tài : CAO ỐC TÂN THỊNH LỢI 1. Số liệu ban đầu Hồ sơ kiến trúc (đã chỉnh sửa các kích thƣớc theo GVHD). Hồ sơ khảo sát địa chất 2. Nội dung các phần học lý thuyết và tính toán a. Kiến trúc Thể hiện lại các bản vẽ theo kiến trúc mới b. Kết cấu Tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình Tính toán, thiết kế cầu thang bộ và bể nƣớc mái Mô hình, tính toán, thiết kế khung trục 3 và trục B. c. Nền móng Tổng hợp số liệu địa chất Thiết kế 2 phƣơng án móng khả thi 3. Thuyết minh và bản vẽ 01 Thuyết minh và 01 Phụ lục 17 bản vẽ A1 ( 3 Kiến trúc, 12 Kết cấu, 2 Nền móng) 4. Cán bộ hướng dẫn : TS. NGUYỄN QUỐC HÙNG 5. Ngày giao nhiệm vụ : 19/03/2015 6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : / /2015 Tp. HCM ngày tháng năm 2015 Xác nhận của GVHD Xác nhận của BCN Khoa TS. Nguyễn Quốc Hùng ii
4. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii PHẦN 1 1 TỔNG QUAN 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 5 1.6 CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN 5 PHẦN 2 6 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN 6 CHƢƠNG 2 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN 7 2.1 TỔNG QUAN 7 2.1.1 Mặt bằng sàn điển hình. 7 2.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện 7 2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 8 2.2.1 Tĩnh tải 8 2.2.2 Hoạt tải 10 2.2.3 Tải trọng tác dụng lên từng ô bản 11 2.3 phân loại sàn 12 2.4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN 12 2.4.1 Sàn loại bản dầm 12 2.4.2 Sàn loại bản kê bốn cạnh. 13 2.4.3 Bảng kết quả tính nội lực sàn 13 2.5 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ THÉP 15 2.6 TÍNH ĐỘ VÕNG SÀN 17 CHƢƠNG 3 TÍNH KẾT CẤU CẦU THANG 20 iii
5. 3.1 TỔNG QUAN 20 3.1.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình. 20 3.1.2 Cấu tạo cầu thang. 20 3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 21 3.2.1 Tĩnh tải. 21 3.2.2 Sơ đồ tính – Nội lực 23 3.2.3 Tính toán cốt thép 25 3.2.4 Tính dầm của cầu thang 25 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI 28 4.1 TỔNG QUAN 28 4.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 30 4.3 TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY 31 4.3.1 Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn cho bản đáy hồ. 31 4.3.2 Tải trọng tác dụng. 31 4.3.3 Tính toán bản đáy hồ 31 4.4 TÍNH TOÁN BẢN THÀNH 34 4.5 TÍNH TOÁN NẮP HỒ NƢỚC 37 4.6 TÍNH NỘI LỰC VÀ THÉP CHO HỆ DẦM BẢN ĐÁY VÀ NẮP 40 4.6.1 Tính nội lực. 40 4.6.2 Tính cốt thép cho dầm đáy hồ nƣớc 43 4.6.2.1 Tính thép dọc cho dầm DD3. 43 4.6.2.2 Tính cốt đai cho dầm DD3. 44 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG 46 5.1 MÔ HÌNH HỆ KHUNG 46 5.2. VẬT LIỆU SỬ DỤNG 47 5.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 48 5.3.1. Tĩnh tải 48 5.3.2 Hoạt tải 49 5.3.3 Tính toán tải gió 49 5.3.3.1 Thành phần tĩnh của tải gió 49 5.3.3.2 Thành phần động của tải gió 50 5.3.4 Tải trọng động đất 71 5.3.4.1 Quy trình tính toán 72 5.3.4.2 Tổ hợp số dao động cần xét 73 5.4. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH VÀ GIA TỐC ĐỈNH CÔNG TRÌNH 80 5.4.1 Chuyển vị đỉnh công trình. 80 iv
6. 5.4.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh công trình 89 5.5. TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 VÀ TRỤC B 89 5.5.1 Kết quả nội lực khung trục 3 và trục B. 89 5.5.2 Tính toán thiết kế hệ dầm khung trục 3 và trục B 104 5.5.2.1 Tính cốt thép dọc 104 5.5.2.2 Tính cốt thép đai 122 5.6.1 Tính toán thiết kế cột 130 5.6.1.1 Tính cốt thép dọc 130 5.6.1.2 Tính cốt đai cho cột 141 5.6.2 TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG 141 5.6.2.1 Các giả thuyết cơ bản 141 5.6.2.2 Cơ sở tính toán cốt thép cho vách cứng 142 5.6.2.3 Các bƣớc tính toán 142 5.6.2.4 Kết quả tính toán 143 PHẦN 3 148 THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG 148 CHƢƠNG 6 TÍNH TOÁN KẾT CẤU MÓNG 149 6.1 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 149 6.1.1 Mặt cắt địa chất 149 6.1.2 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 150 6.2 PHƢƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 151 6.2.1 Sức chịu tải của cọc 151 6.2.2 Tính toán móng dƣới chân cột. 157 6.2.2.1 Tính toán móng M1 tại chân cột C12 159 6.2.2.3 Tính toán móng M2 tại chân cột C11. 169 6.2.3 Tính toán móng băng M3 cho 2 cột C7 và C8 180 6.2.3.1 Nội lực 180 6.2.3.2 Chọn kích thƣớc móng 181 6.2.3.3 Áp lực đáy móng ,kiểm tra điều kiện xuyên thủng và lún. 182 6.2.3.4 Tính độ cứng lò xo cọc. 187 6.2.3.5 Phản lực đầu cọc. 187 6.2.3.6 Tính toán thép đài móng. 189 6.2.4 Tính toán móng lõi thang 191 6.2.4.1 Nội lực 191 6.2.4.2 Chọn kích thƣớc móng 192 6.2.4.3 Áp lực đáy móng ,kiểm tra điều kiện xuyên thủng và lún. 193 v
7. 6.2.4.4 Tính độ cứng lò xo cọc. 198 6.2.4.5 Phản lực đầu cọc. 198 6.2.4.6 Tính toán thép đài móng. 201 6.3 PHƢƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 204 6.3.1 Sức chịu tải của cọc 204 6.3.2 Tính toán móng dƣới chân cột 210 6.3.2.1 Tính toán móng cột C6 213 6.3.2.2 Tính toán móng cột C12 223 6.3.3 Tính toán móng lõi thang 232 vi
8. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn điển hình 9 Bảng 2.2 Tĩnh tải sàn vệ sinh 9 Bảng 2.3 Tĩnh tải tƣờng 10 Bảng 2.4 Hoạt tải sàn 11 Bảng 2.5 Tổng tải trọng tác dụng lên các ô sàn. 11 Bảng 2.6 Nội lực các ô sàn. 13 Bảng 2.7 Kết quả tính cốt thép các ô sàn. 16 Bảng 2.8 Kết quả tính độ võng các ô sàn. 19 Bảng 3.1: Kết quả cốt thép cầu thang 25 Bảng 4.1: Kết quả cốt thép bản đáy hồ nƣớc 32 Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra vết nứt bản đáy hồ nƣớc 33 Bảng 4.3: Kết quả cốt thép bản thành bể nƣớc 37 Bảng 4.4: Kết quả vết nứt thành hồ nƣớc 37 Bảng 4.5: Nội lực bản đáy 38 Bảng 4.6: Kết quả cốt thép bản đáy hồ nƣớc 39 Bảng 4.7: Kết quả tính thép cho dầm bể nƣớc 45 Bảng 5.1: Kết quả tính toán gió tĩnh theo phƣơng X,Y 50 Bảng 5.2: Chu kì dao động của công trình 63 Bảng 5.3: Khối lƣợng tập trung tại các tầng 63 Bảng 5.4: Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phƣơng X ứng với Mode 3 66 Bảng 5.5: Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phƣơng Y ứng với Mode 1 68 Bảng 5.6: Tổng hợp tải gió lên công trình 70 Bảng 5.7: Phần trăm trọng lƣợng hữu hiệu của các Mode dao động 73 Bảng 5.8: Kết quả tính toán động đất phổ thiết kế 74 Bảng 5.9: Các trƣờng hợp tải 78 Bảng 5.10: Tổ hợp các trƣờng hợp tải 79 Bảng 5.11: Chuyển vị ngang đỉnh công trình lớn nhất do tải trọng động đất 81 Bảng 5.12: Kết quả tính và chọn thép dầm khung trục 3 và trục B 106 Bảng 5.13: Kết quả tính cốt đai dầm trục 3 và B 124 Bảng 5.14: Kết quả tính toán và chọn thép cột khung trục 3 và B 134 Bảng 5.15: Kết quả tính toán thép vách P1, P2 146 Bảng 6.1: Kết quả chọn số lƣợng cọc cho móng dƣới chân cột. 157 Bảng 6.2: Kết quả cốt thép đài móng M3 191 Bảng 6.3: Kết quả cốt thép đài móng lõi thang 203 Bảng 6.4: Kết quả chọn số lƣợng cọc cho móng dƣới chân cột. 210 Bảng 6.5: Kết quả cốt thép đài móng lõi thang 244 vii
9. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 2 Hình 1.2: Mặt đứng công trình 3 Hình 2.1 Mặt bằng bố trí hệ dầm và kí hiệu ô bản sàn tầng điển hình 7 Hình 3.1: Mặt bằng cầu thang 20 Hình 3.2: Chi tiết cấu tạo bản thang 21 Hình 3.3: Sơ đồ tính cầu thang 23 Hình 3.4: Sơ đồ tính cầu thang 23 Hình 3.5: Momen cầu thang 24 Hình 3.6: Phản lực cầu thang 24 Hình 4.1: Mặt bằng bản đáy bể nƣớc 31 Hình 4.2: Sơ đồ tính, monmen thành bể nƣớc 36 Hình 4.3: Mặt bằng bản nắp bể nƣớc 38 Hình 4.4: Mặt bằng bố trí dầm đáy 40 Hình 5.1: Mô hình 3D công trình. 47 Hình 5.2: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình trong ETABS 47 Hình 5.3: Dạng dao động của Mode 1 (PY) 51 Hình 5.4: Dạng dao động của Mode 2 (Xoắn) 52 Hình 5.5: Dạng dao động của Mode 3 (PX) 53 Hình 5.6: Dạng dao động của Mode 4 (Xoắn) 54 Hình 5.7: Dạng dao động của Mode 5 (PY) 55 Hình 5.8: Dạng dao động của Mode 6 (PX) 56 Hình 5.9: Dạng dao động của Mode 7 (Xoắn) 57 Hình 5.10: Dạng dao động của Mode 8 (PY) 58 Hình 5.11: Dạng dao động của Mode 9 (PX) 59 Hình 5.12: Dạng dao động của Mode 10 (Xoắn) 60 Hình 5.13: Dạng dao động của Mode 11 (PY) 61 Hình 5.14: Dạng dao động của Mode 12 (Xoắn) 62 Hình 5.15: Các điểm kiểm tra chuyển vị ở đỉnh công trình (STORY Thƣợng) 80 Hình 5.16: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp tĩnh tải (DEAD) 90 Hình 5.17: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp hoạt tải chất đầy (LIVE) 91 Hình 5.18: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp gió theo phƣơng X (GX). 92 Hình 5.19: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp gió theo phƣơng Y(GY). 93 Hình 5.20: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp động đất theo phƣơng X (DDX). 94 Hình 5.21: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp động đất theo phƣơng Y(DDY). 95 viii
10. Hình 5.22: Biểu đồ Mômen khung trục 3 với trƣờng hợp BAO. 96 Hình 5.23: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng tĩnh tải (DEAD) 97 Hình 5.24: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp hoạt tải chất đầy (LIVE) 98 Hình 5.25: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp gió theo phƣơng X(GX). 99 Hình 5.26: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp gió theo phƣơng Y(GY). 100 Hình 5.27: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp động đất theo phƣơng X(DDX). 101 Hình 5.28: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp động đất theo phƣơng Y(DDY). 102 Hình 5.29: Biểu đồ Mômen khung trục B với trƣờng hợp BAO. 103 Hình 6.1: Mặt cắt địa chất 149 Hình 6.2: Mặt bằng bố trí móng cọc ép 158 Hình 6.3: Mặt bằng móng cọc ép chân cột C12 161 Hình 6.4: Mặt bằng móng cọc ép chân cột C11 172 Hình 6.5: Mặt bằng bố trí cọc ép móng M3 182 Hình 6.6: Biểu đồ momen đài móng M3 theo phƣơng X (cọc ép) 190 Hình 6.7: Biểu đồ momen đài móng M3 theo phƣơng Y (cọc ép) 190 Hình 6.8: Mặt bằng bố trí cọc ép móng lõi thang 193 Hình 6.9: Tháp xuyên thủng mõng lõi thang 194 Hình 6.10: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phƣơng X (cọc ép) 202 Hình 6.11: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phƣơng Y (cọc ép) 203 Hình 6.12: Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi 211 Hình 6.13: Mặt bằng móng cọc khoan nhồi chân cột C6 215 Hình 6.14: Mặt bằng móng cọc khoan nhồi chân cột C12 225 Hình 6.15: Mặt bằng móng lõi thang cọc khoan nhồi 232 Hình 6.16: Mặt bằng bố trí cọc khoan nhồi móng lõi thang 233 Hình 6.17: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phƣơng X (cọc khoan nhồi) 243 Hình 6.18: Biểu đồ momen đài móng lõi thang theo phƣơng Y (cọc khoan nhồi) 243 ix
11. PHẦN 1 TỔNG QUAN 1
12. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Tên công trình: - Cao Ốc Tân Thịnh Lợi. - Địa chỉ : Đƣờng Bà Hom, Quận 6, TP.HCM. Quy mô công trình - Công trình gồm 18 tầng, (01 tầng hầm, 01 tầng trệt, 01 tầng lửng, 14 tầng căn hộ và tầng thƣợng ). - Chiều cao công trình: 56.1 m tính từ mặt đất tự nhiên. - Diện tích sàn tầng điển hình: 21.6×29.1 m². Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 2
13. Hình 1.2: Mặt đứng công trình 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 1.2.1 Tải đứng Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: - Trọng lƣợng bản thân công trình. - Trọng lƣợng các lớp hoàn thiện, tƣờng, kính, đƣờng ống thiết bị Hoạt tải 3
14. Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình đƣợc xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng.(theo TCVN 2737 :1995) Hoạt tải tiêu chuẩn STT Công năng (kN/m²) 1 Phòng khách 1.5 2 Phòng ngủ 1.5 3 Phòng vệ sinh 1.5 8 Hành lang, sảnh đợi. 3 10 Gara ô tô 5 1.2.2 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 = 55 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 tông cốt thép đổ toàn khối Phƣơng án thiết kế móng: móng cọc hai phƣơng 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 nhƣ sau: - Cƣờng độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa. - Cƣờng 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). - Cƣờng độ tính toán chịu nén Rsc = 225 MPa. - Cƣờng độ tính toán chịu kéo Rs = 225 MPa. 4
15. - Cƣờng 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). - Cƣờng độ tính toán chịu nén Rs = 365 MPa. - Cƣờng độ tính toán chịu kéo Rs = 365 MPa. - Cốt thép Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa. 1.5 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. 1.6 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. 5
16. PHẦN 2 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN 6
17. CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN 2.1 TỔNG QUAN 2.1.1 Mặt bằng sàn điển hình. Dựa vào mặt bằng kiến trúc ta chọn hệ dầm sàn nhƣ hình 2.1 Hình 2.1 Mặt bằng bố trí hệ dầm và kí hiệu ô bản sàn tầng điển hình 2.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện 2.1.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện sàn Quan niệm tính: xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng nằm ngang. Sàn không bị rung động, không dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang. Chuyển vị tại mỗi điểm trên sàn là nhƣ nhau khi chịu tải trọng ngang. Trong tính toán không tính đến 7
18. sàn làm việc bị giảm yếu do khoan lỗ để treo các thiết bị kỹ thuật nhƣ đƣờng ống thiết bị thông gió, cứu hỏa cũng nhƣ các đƣờng ống dặt ngầm trong sàn. Trong mặt bằng sàn tầng điển hình có một số ô sàn có kích thƣớc lớn nhƣ ô S3 (4.8x7.1m), không dùng hệ dầm trực giao nên bề dày sàn có thể lớn, đổi lại sàn có độ cứng lớn, làm tăng độ cứng không gian của công trình, đặt biệt công trình cao tầng chịu tải trọng ngang lớn, không cần bố trí các hệ dầm đỡ tƣờng ngăn phòng. Việc chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng lên sàn. Có D thể xác định sơ bộ chiều dày sàn theo công thức h L b m 1 Trong đó:D = (0.8-1.4) hệ số phụ thuộc hoạt tải sử dụng, m = (40-50) đối với bản kê bốn cạnh, L1=4.8 m chiều dài theo phƣơng cạnh ngắn của ô sàn điển hình (ô sàn S3) 0.8 0.8 0.8 h L (  )x480 8 10 cm b m 1 40 50 Chọn chiều dày sàn là 12 cm 2.1.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm. Dầm chính : hd 1/8 1/12 L 1/8 1/12 x710 59.2 88.75cm chọn hd=60cm bd=30cm Dầm phụ: hd 1/12 1/16 L 1/12 1/16 x710 44 59.2cm chọn hd=40cm bd=20cm 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 tông cốt thép, trọng lƣợng các lớp hoàn thiện, đƣờng ống thiết bị,và trọng lƣợng tƣờng xây trên sàn. Vì không dùng hệ dầm đỡ tƣờng nên ta quy tải tƣờng thành tải phân bố đêu theo công thức: gt=δtxHtxLtxγtxnt/S Trong đó: 8
19. δt: bề rộng tƣờng (m). Ht: chiều cao tƣờng (m). Lt: chiều dài tƣờng (m). 3 γt: trọng lƣợng riêng của tƣờng (kN/m ). nt: hệ số vƣợt tải. S: diện tích ô sàn (m2) Tải trọng do các lớp cấu tạo sàn: Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn điển hình Số Chiều dày γ Hệ số g Loại vật liệu i ht TT (cm) (kN/m3) vƣợt tải, (n) (kN/m2) 1 Gạch lát nền Ceramic 1.0 20 1.1 0.22 2 Vữa lót nền 2.0 20 1.3 0.52 3 Bản BTCT 12.0 25 1.1 3.3 4 Vữa trát trần 2.0 20 1.3 0.52 Các lớp hoàn thiện sàn thƣờng 4.56 Bảng 2.2 Tĩnh tải sàn vệ sinh Số Chiều dày γ Hệ số g Loại vật liệu i ht TT (cm) (kN/m3) vƣợt tải, (n) (kN/m2) 1 Gạch lát nền Ceramic 1.0 20 1.1 0.22 2 Vữa lót nền 2.0 20 1.3 0.52 2 Bản BTCT 12.0 25 1.1 3.3 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 hoàn thiện sàn vệ sinh 5.49 9
20. Bảng 2.3 Tĩnh tải tƣờng δt Ht Lt S γt gt Σgt Ô sàn nt (m) (m) (m) (m2) (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) 0.1 2.7 7 1.250 S1 32.66 18 1.2 3.928 0.2 2.7 7.5 2.678 0.1 2.7 8.2 1.677 S2 28.52 18 1.2 4.213 0.2 2.7 6.2 2.536 0.1 2.7 4 0.685 S3 34.08 18 1.2 2.739 0.2 2.7 12 2.054 0.1 2.7 5.6 2.346 S4 13.92 18 1.2 4.106 0.2 2.7 2.1 1.760 0.1 2.7 1.2 0.884 S5 7.92 18 1.2 0.884 0.2 2.7 0 0 0.1 2.7 6.8 1.523 S6 26.04 18 1.2 4.3 0.2 2.7 6.2 2.777 0.1 2.7 0 0 S7 12 18 1.2 0 0.2 2.7 0 0 0.1 2.7 4.1 3.857 S8 6.2 18 1.2 7.996 0.2 2.7 2.2 4.139 0.1 2.7 0 0 S9 11.5 18 1.2 2.029 0.2 2.7 2 2.029 0.1 2.7 3.3 1.506 S10 12.78 18 1.2 3.331 0.2 2.7 2 1.825 0.1 2.7 0 0 S11 11.16 18 1.2 8.361 0.2 2.7 8 8.361 0.1 2.7 0 0 S12 4.5 18 1.2 0 0.2 2.7 0 0 2.2.2 Hoạt tải Hoạt tải sàn đƣợc chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng. Hệ số tin cậy n đƣợc lấy theo điều 4.3.3 TCCVN2737-1995 2 ptc < 2 (kN/m ), lấy n = 1.3 2 ptc ≥ 2 (kN/m ), lấy n = 1.2 10
21. 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 Gara ô tô, ram dốc 5 1.2 6 3 Mái bằng có sử dụng 1.5 1.3 1.95 4 Phòng ăn, bếp,P. giặt, P. khach, P ngủ 1.5 1.3 1.95 5 Sảnh, hành lang 3 1.2 3.6 6 WC 2 1.2 2.4 7 Ban công, Lôgia 2 1.2 2.4 2.2.3 Tải trọng tác dụng lên từng ô bản Vì trong cùng một ô bản có nhiều loại hoạt tải và tĩnh tải khác nhau nên ta quy tải thành phân bố đều trên ô bản theo giá trị phần trăm diện tích chiếm chỗ : g tt .S g  i i Si Trong đó : Si: phần diện tích thứ i trong một ô 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 ô sàn. 2 S S SHT (m ) q Ô sàn sàn VS m2 m2 1 2 3 4 5 6 7 kN/m2 S1 32.66 2.16 0 0 0 24.3 0 2.16 6.2 10.615 S2 28.52 0 0 0 0 25.52 0 3 0 10.29 S3 34.08 1.62 0 0 0 26.26 0 1.62 6.2 9.396 S4 13.92 4.65 0 0 0 9.27 0 4.65 0 11.077 S5 7.92 0 0 0 0 7.92 0 0 0 7.394 S6 26.04 1.55 0 0 0 24.49 0 1.55 0 10.892 S7 12 0 0 0 0 0 12 0 0 8.16 S8 6.2 0 0 0 0 3.1 0 0 3.1 14.731 S9 11.5 0 0 0 0 0 11.5 0 0 10.189 S10 12.78 3.42 0 0 0 0 9.36 3.42 0 11.419 S11 11.16 0 0 0 0 0 11.62 0 0 16.521 S12 4.5 0 0 0 0 0 4.5 0 0 8.16 11
22. S K L 0 0 2 1 5 4