Thiết kế cao ốc Tân Thịnh Lợi

đầy đủ những yêu cầu về độ cứng, cường độ của nhà phải thoả mãn những đòi hỏi kiến trúc và công năng. - Cường độ và độ cứng được kiểm tra bằng tính toán khả năng chịu tải và biến dạng của các cấu kiện sàn khi chịu uốn. - Việc lựa chọn kiểu sàn bê tông cốt thép phụ thuộc vào công năng của các phòng và kích thước mặt bằng của nó, phụ thuộc vào hình thức kiến trúc của trần, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và các yếu tố khác. - Sàn cũng là kết cấu cùng tham gia chịu tải trọng ngang bởi vì trong mặt phẳng ngang sàn có độ cứng khá lớn ( xem như tuyệt đối cứng theo phương ngang). I. MẶT BẰNG DẦM VÀ THỨ TỰ Ô SÀN II. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC SÀN VÀ HỆ DẦM: Kích thước sàn: Quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang , trong đó bề dày sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện sau: Tải trọng ngang truyền vào vách cứng thông qua sàn. Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang ảnh hưởng đến công năng của công trình. Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn. Theo công thức: Chọn chiều dày sàn theo nhịp: Chiều dày hb=== (0.12 ÷0.133) (m) Chọn chiều dày sàn theo tải trọng: Chiều dày hb Trong đó: l1 : chiều dài phương cạnh ngắn. D = 0,8 1,4: hệ số phụ thuộc hoạt tải sử dụng. Chọn D = 0.8. m = 30 35: bản loại dầm. m = 40 45: bản kê bốn cạnh. m = 40 45: bản consol. Chọn m = 40. => hb = 0.12 (m) Chọn thống nhất chiều dày cho các sàn phòng ở, khu vệ sinh, ban công, hành lang và kho là 12 (cm) Kích thước dầm: Theo công thức: Chiều dày hd= Chiều rộng bd= Từ đó chọn sơ bộ kích thước các loại dầm như sau: D1: nhịp l= 7.0 (m), dầm chính chọn: hd= 50, bd= 30 (cm). D2: nhịp l= 7.0 (m), dầm phụ chọn: hd= 45, bd= 20 (cm). D3: nhịp l= 3.5 (m), dầm môi tại ban công S9 chọn: hd= 20, bd= 20 (cm). III. TẢI TRỌNG SÀN: Tỉnh tải sàn gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo sàn . gi = d.g : trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn thứ i. ni : hệ số độ tin cậy các lớp cấu tạo thứ i. Tỉnh tải: g = gi . ni Hoạt tải : ptc : hoạt tải tiêu chuẩn (TCVN2737-1995). npi : hệ số độ tin cậy hoạt tải. 1. Tĩnh tải: Khi tính tải trọng tính toán cho từng lớp vật liệu, ta áp dụng công thức sau: gi = γi. δi. ni Trong đó: gi : trọng lượng tính toán tải bản thân lớp i γi : trọng lượng thể tích của vật liệu thứ i δi : chiều dày của lớp vật liệu thứ i ni : hệ số độ tin cậy lớp thứ i Gạch Ceramic =10 mm, γ=2000 daN/m3; n=1.2. Vữa Ximăng =20 mm, γ=1800 daN/m3; n=1.3. Đan BTCT =120 mm, γ=2500 daN/m3; n=1.1. Vữa Trát =10 mm, γ=2000 daN/m3; n=1.3. Vậy ta có: gt = gi . ni = 0.01*2000*1.2 + 0.02*1800*1.3 + 0.12*2500*1.1 + 0.01*2000*1.3 gt = 426.8 daN/m2. . Tải trọng do tường truyền lên sàn: Tải trọng tường truyền lên sàn xem như là phân bố đều trên diện tích sàn, tính gần đúng theo công thức sau: gtường= (daN/m²). Trong đó: lt : chiều dài tường (m). ht : chiều cao tường (m). γt : trọng lượng riêng quy đổi của tường. Tường 200: γt = 330 (daN/m²). Tường 100: γt = 180 (daN/m²). n: hệ số vượt tải. * Kết quả: Nếu gt < 75 (daN/m2) thì lấy gt = 75 (daN/m2) để tính toán. Nếu gt >75 (daN/m2) thì lấy giá trị tính được để tính toán. TẢI TRỌNG DO TƯỜNG TRUYỀN LÊN SÀN. Ô Sàn Kích Thước Tường Tải Quy Đổi Hê Số Vượt Tải Tải Truyền Lên Sàn l1 l2 lt ht (m) (m) (m) (m) (daN/m²) 1 5.0 7.0 11.0 3.3 180 1.2 224.0 2 2.5 7.0 5.6 3.3 180 1.2 228.1 4 3.5 5.0 4.9 3.3 180 1.2 199.6 7 6.0 7.0 16.0 3.3 180 1.2 271.5 3. Hoạt tải: Tra bảng theo TCVN 2737-1995 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG BẢNG TÍNH HOẠT TẢI SÀN. Ký Hiệu Ô Sàn ptc (daN/m2) n Hệ số vượt tải ptt (daN/m2) Phòng ngủ 150 1.3 195 Ôâ văn 150 1.3 195 Ban công 200 1.2 240 Hành lang 300 1.2 360 Vệ sinh 150 1.3 195 Mác bê tông chọn 300# có cường độ kéo nén như sau: Rk = 10 (daN/cm²) Rn = 130 (daN/cm²) Thép AI (Þ 6và Þø 8, tròn trơn) có cường độ Ra = 2300 (daN/cm²) AII (Þ ≥ 10, có gờ) có cường độ Ra = 2800 (daN/cm²). IV. PHÂN LỌAI SÀN: - Căn cứ vào kích thước, tải trọng và sơ đồ tính của từng loại phòng mà ta chia mặt bằng sàn thành 10 loại ô khác nhau đối với sàn tầng điển hình. - Căn cứ vào tỷ số ta chia bản sàn thành hai loại: ô bản dầm (>2) và ô bản kê bốn cạnh (2). BẢNG PHÂN LOẠI Ô SÀN Ký Hiệu Ô Sàn L2 (m) L1 (m) Tỷ Số L2 /L1 Số Lượng Loại Ô Bản S1 7.0 5.0 1.4 12 Bản Kê S2 7.0 2.5 2.8 4 Bản Dầm S3 7.0 2.5 2.8 4 Bản Dầm S4 5.0 3.5 1.43 4 Bản Kê S5 5.0 3.5 1.43 4 Bản Kê S6 3.5 2.5 1.4 4 Bản Kê S7 7.0 6.0 1.17 8 Bản Kê S8 7.0 1.3 5.4 8 Bản Dầm S9 3.5 0.5 7.0 8 Bản Dầm S10 3.5 2.5 1.4 2 Bản Kê V. TÍNH TOÁN BẢN SÀN: Bản làm việc một phương: Khi tỷ số , thì có thể xem bản sàn chỉ làm việc một phương (theo phương cạnh ngắn) và truyền tải trọng trực tiếp lên cho dầm. Để tính ô bản dầm làm việc 1 phương ta : - Cắt theo phương cạnh ngắn một dãi bản rộng 1m để tính với sơ đồ tính là dầm tùy theo liên kết của hai cạnh ngắn. Khi sàn tựa lên dầm thoả điều kiện thì coi như sàn ngàm vào dầm, trái lại coi như sàn liên kết khớp với dầm hay để tự do. Bản có một cạnh ngàm và một canh kê tự do: == 1.7 < 3 Gồm các ô bản sau: 9. Chọn tính điển hình ô số 9. Xét tỉ số = = 7.0 > 2 => sàn làm việc một phương. Xác định tải trọng: Tải trọng gồm: Tỉnh tải: g = 426.8 (daN/m²) Hoạt tải: p = 240 (daN/m²) Tải toàn phần: q = g + p = 426.8 + 240 = 666.8 (daN/m²). Sơ đồ tính: Tính nội lực: Cắt một dãy theo phương cạnh ngắn có bề rộng 1 mét để tính toán. Moment tại nhịp: Mnh = == 11.721 (daNm). Moment tại gối: Mg = = = 20.838 (daNm). Tính toán cốt thép: - Tại nhịp: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100 (cm). A= = 0.00902. γ = 0.5(1 + ) = 0.9955 Fa = = = 0.051 (cm²). - Tại gối: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100 (cm). A= = 0.0016. γ = 0.5(1 + ) = 0.999 . Fa = = = 0.091 (cm²) Bản có hai cạnh ngàm:== 3.75 > 3. Gồm các ô bản sau: 2,3,8. Chọn tính điển hình ô số 3. Xét tỉ số = = 2.8 > 2 => sàn làm việc một phương. a. Xác định tải trọng: Tải trọng gồm: Tỉnh tải: g = 426.8 (daN/m²) Hoạt tải: p = 360 (daN/m²) Tải toàn phần: q = g + p = 426.8 + 360 = 786.8 (daN/m²). b. Sơ đồ tính: c. Tính nội lực: Cắt một dãy theo phương cạnh ngắn có bề rộng 1 mét để tính toán. - Moment tại nhịp: Mnh = = = 204.896 (daNm). - Moment tại gối: Mg = = = 409.792 (daNm). d. Tính toán cốt thép: - Tại nhịp: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100(cm). A= = 0.0158. γ = 0.5(1 + ) = 0.992. Fa = = = 0.898 (cm²). - Tại gối: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12– 2 = 10 (cm); b = 100(cm). A= = 0.0315 γ = 0.5(1 + ) = 0.984. Fa = = = 1.811 (cm²). Bản làm việc hai phương: Khi tỷ số < 2, thì xem bản sàn làm việc theo hai phương. Các ô bản kê được tính như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô lân cận. Tính ô bản kê theo sơ đồ đàn hồi. - Cắt bản theo phương cạnh ngắn với dãy có bề rộng b= 1(m) để tính. - Tính là bản kê bốn cạnh đơn làm việc theo sơ đồ đàn hồi. - Điều kiện liên kết ở 4 cạnh bản mà ta chọn ô bản tương ứng. ==> Các hệ số : mi1, mi2, ki1, ki2. Từ đó ta tính ra mômen nhịp và gối của các ô bản: + Mômen nhịp theo phương cạnh ngắn: M1 = mi1 .P + Mômen nhịp theo phương cạnh dài: M2 = mi2 .P + Mômen gối theo phương cạnh ngắn: MI = ki1 . P + Mômen gối cạnh dài: MII = ki2 . P Trong đó: mi1, mi2,ki1, ki2, phụ thuộc vào tỉ số l1/l2 và sơ đồ làm việc của sàn,ta thấy sàn làm việc theo sơ đồ 9(4 cạnh ngàm). Các hệ số được tra trong sách Kết cấu BTCT phần cấu kiện nhà cửa của thầy Võ Bá Tầm. q =(gtt+ptt +gt) P = q.l1.l2(kGm) gtt,ptt:gt là tĩnh tải , hoạt tải và tải trọng tường qui đổi(kg/m2) l1,l2:chiều dài cạnh theo phương cạnh ngắn,cạnh dài(m) i:số thứ tự của ô bản(trường hợp này i=9). Gồm các ô bản sau: 1,4,5,6,7,10. Chọn tính điển hình ô số 7. Xét tỉ số = = 1.17 sàn làm việc hai phương. Xác định tải trọng: Tải trọng gồm: Tỉnh tải: g = 426.8 (daN/m²) Tải trọng tường: gt = 271.5 (daN/m²) Hoạt tải: p = 195 (daN/m²) Tải toàn phần: q = (g + gt + p)l1.l2 = (426.8 + 271.5 + 195)*7.0*6.0 q = 37518.6 (daN/m²). Sơ đồ tính: Tính nội lực: - Tỷ số = = 1.17 tra sơ đồ 9 bảng 1.19 trang 34 Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình tác giả Vũ Mạnh Hùng. Ta được: m91 = 0.0202 m92 = 0.0147 k91 = 0.0468 k92 = 0.0363 - Moment tại nhịp: M1 = m91.q = 0.0202 * 37518.6 = 757.876 (daNm) M2 = m92.q = 0.0147 * 37518.6 = 551.523 (daNm) - Moment tại gối: MI = k91.q = 0.0464 * 37518.6 = 1740.863(daNm) MII = k92.q = 0.0363 * 37518.6 = 1361.925 (daNm) Tính toán cốt thép: - Theo phương cạnh ngắn: + Tại nhịp: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100 (cm). A = = 0.0583 γ = 0.5(1 + ) = 0.9699 Fa = = = 3.40 (cm²). + Tại gối: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100 (cm). A = = 0.1339 γ = 0.5(1 + ) = 0.9278 Fa = = = 8.16 (cm²). - Theo phương cạnh dài: + Tại nhịp: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100(cm). A = = 0,0424 γ = 0.5(1 + ) = 0.9783 Fa = = = 2.45 (cm²). + Tại gối: A = Chọn a = 2 (cm) => h0 = 12 – 2 = 10 (cm); b = 100 (cm). A = = 0.1048 γ = 0.5(1 + ) = 0.9445 Fa = = = 6.27 (cm²). BẢNG TỔNG HỢP TÍNH TOÁN SÀN 1 PHƯƠNG. Tên Ô Sàn L1(m2) L2(m2) L2/L1 g(daN/m2) p(daN/m2) q=(g+p)(daN) M(daNm) Fatính(cm2) Chọn ThépΦ(mm) Fachọn(cm2) µ% 2(2 đầu ngàm) 2.5 7.0 2.8 654.9 195 849.9 221.35 0.97 6 a200 1.42 0.097 442.71 1.96 6 a140 2.02 0.196 3(2 đầu ngàm) 2.5 7.0 2.8 426.8 360 786.8 204.896 0.9 6 a200 1.42 0.09 409.792 1.81 6 a140 2.02 0.181 8(1 ngàm,1 khớp) 1.3 7.0 5.4 426.8 240 666.8 79.235 0.35 6 a200 1.42 0.035 140.862 0.62 6 a200 1.42 0.062 9(2 đầu ngàm) 0.5 3.5 7.0 426.8 240 666.8 6.946 0.03 6 a200 1.42 0.003 13.892 0.06 6 a200 1.42 0.006 BẢNG TỔNG HỢP TÍNH TOÁN SÀN 2 PHƯƠNG. Tên Ô Sàn L1(m2) L2(m2) L2/L1 g(daN/m2) q(daN/m2) P=(g+q)(l1xl2)(daN) Hệ Sốmi1mi2ki1ki2 M(daNm) Fatính(cm2) Chọn ThépΦ(mm) Fachọn(cm2) µ% 1(số 9) 5.0 7.0 1.4 565 195 24700 0.0210 621.663 2.77 6 a100 2.83 0.277 0.0107 316.7521 1.39 6 a200 1.42 0.139 0.0473 1400.2219 6.46 10 a150 6.54 0.646 0.0240 710.472 3.18 8 a150 3.35 0.318 4(số 9) 3.5 5.0 1.43 626.4 195 13438.8 0.02094 301.002 1.32 6 a200 1.42 0.132 0.01028 147.77 0.65 6 a200 1.42 0.065 0.04706 676.464 1.34 6 a200 1.42 0.134 0.02298 330.326 1.45 6 a200 1.42 0.145 5(số 9) 3.5 5.0 1.43 426.8 360 13769 0.02094 288.323 1.27 6 a200 1.42 0.127 0.01028 141.545 0.62 6 a200 1.42 0.062 0.04706 647.969 2.89 8 a150 3.35 0.289 0.02298 316.412 1.39 8 a150 3.35 0.139 6(số 9) 2.5 3.5 1.4 426.8 195 5129.85 0.0210 114.256 0.5 6 a200 1.42 0.050 0.0107 58.216 0.25 6 a200 1.42 0.025 0.0473 257.347 1.13 6 a200 1.42 0.113 0.0240 130.587 0.57 6 a200 1.42 0.057 7(số 9) 6.0 7.0 1.17 698.3 195 37518.6 0.0202 757.876 3.40 6 a80 3.54 0.340 0.0147 551.523 2.45 6 a110 2.57 0.245 0.0464 1740.863 8.16 10 a90 8.72 0.816 0.0363 1361.925 6.27 10 a125 6.28 0.627 10(số 9) 2.5 3.5 1.4 426.8 360 6884.5 0.0210 144.575 0.63 6 a200 1.42 0.063 0.0107 73.664 0.32 6 a200 1.42 0.032 0.0473 325.637 2.36 6 a200 1.42 0.236 0.0240 165.228 0.72 6 a200 1.42 0.072 ._.