Thiết kế chung cư cao tầng quận 5 - TPHCM

t đến chống cháy khi sử dụng đối với nhà cao tầng, chiều dày sàn cĩ thể tăng đến 50% so với các cơng trình chỉ chịu tải trọng thẳng đứng. Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp của sàn trên mặt bằng và tải trọng tác dụng. Kích thước tiết diện dầm Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo cơng thức sau: hd = trong đĩ: md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng: md = 12 16 - đối với dầm khung nhiều nhịp; md = 8 12 - đối với dầm khung một nhịp; md = 12 16 – đối với dầm phụ; ld: nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo cơng thức sau: Kích thước dầm được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 2.1: Sơ bộ chọn kích thước dầm. Kí hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số Chiều cao (cm) Bề rộng (cm) Chọn tiết diện (cm x cm) D1 7 12 58.3 19.4 60x25 D2 8 12 66.7 22.2 70x25 D3 8 16 50 16.7 50x20 D4 1.5 12 12.5 4.2 40x20 D5 3 12 25 8.3 40x20 Xác định chiều dày bản sàn hs Chiều dày bản sàn dược chọn sơ bộ theo cơng thức sau: trong đĩ: D = 0.81.4  hệ số phụ thuộc tải trọng; ms = 3035 đối với sàn làm việc 1 phương; ms = 4045 đối với sàn làm việc 2 phương; l - độ dài cạnh ngắn của sàn; Chiều dày sàn được trình bày trong bảng 2.2 Bảng 2.2: Sơ bộ chọn chiều dày sàn. Ký hiệu Cạnh ngắn ln (m) Cạnh dài ld (m) Tỉ số ld/ln Loại dầm Hệ số D Hệ số ms Diện tích (m2) Chiều dày (cm) S1 7 8 1.14 sàn 2 phương 0.8 45 56 12.4 S2 8 8 1 sàn 2 phương 0.8 45 64 14.2 S3 2 3 1.5 sàn 2 phương 0.8 45 6 3.6 S4 1.9 2.1 1.11 sàn 2 phương 0.8 45 3.99 3.4 S5 2.3 2.4 1.04 sàn 2 phương 0.8 45 5.52 4.1 S6 1.5 2.8 1.87 sàn 2 phương 0.8 45 4.2 2.6 S7 1.2 1.5 1.25 sàn 2 phương 0.8 45 1.8 2.1 S8 2.9 8 2.76 Sàn 1 phương 0.8 30 23.2 7.7 S9 1 3 3 sàn 1 phương 0.8 30 3 2.7 S10 1.5 7 4.67 sàn 1 phương 0.8 30 10.5 4 S11 1.2 8 6.67 Sàn 1 phương 0.8 30 9.6 3.2 S12 1.5 8 5.33 Sàn 1 phương 0.8 30 12 4 S13 2.8 8 2.86 Sàn 1 phương 0.8 30 22.4 7.5 Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn: hs = 150 (mm). Ghi chú: Ở đây, đối với những sàn ở khu vệ sinh do dùng vật liệu chống thấm cĩ dung trọng nhỏ và độ dày lớp chống thấm khơng lớn nên ta bỏ qua tải trọng của các lớp chống thấm. Hình 2.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN. Tải trọng thường xuyên. Trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo: Cơng thức tính: gs = (daN/m2) trong đĩ: gi - khối lượng riêng của lớp thứ i; ni - hệ số độ tin cậy; - độ dày lớp thứ i. Các lớp cấu tạo sàn được thể hiện ở hình 2.2: - Gạch Ceramic, γ1 = 2000 daN/m3, δ1 = 10mm, n=1.1 - Vữa lót, γ2 = 1800 daN/m3, δ2 = 30mm, n=1.3 - Sàn BTCT, γ3 = 2500 daN/m3, δ3 = 150mm, n=1.1 - Vữa trát trần, γ4 = 1800 daN/m3, δ4 = 15mm, n=1.3 Hình 2.2: Các lớp cấu tạo sàn Bảng 2.3: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) ni gctc (daN/m2) gctt (daN/m2) 1 Gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 vữa lĩt 1800 30 1.3 54 70.2 3 sàn BTCT 2500 150 1.1 375 412.5 4 vữa trát trần 1800 15 1.3 27 35.1 5 Trần treo 1.2 100 120 Tổng 576 659.8 gstt = 659.8 (daN/m2) Trọng lượng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản mang tính chất gần đúng). Tải trọng tường ngăn cĩ xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lổ cửa) được tính theo cơng thức: gtqđ = trong đĩ: n – hệ số tin độ cậy; lt – chiều dài tường; ht – chiều cao tường; - trọng lượng đơn vị tường tiêu chuẩn, =180 (daN/m2): tường xây 100; =330 (daN/m2): tường xây 200. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.4 Bảng 2.4: Tính tải trọng tường qui đổi. Ký hiệu Diện tích sàn A(m2) Chiều dài tường lt (m) Chiều cao tường ht h(m) (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n gtqđ (daN/m2) ∑gtqđ (daN/m2) S1 56 9.3 3.3 180 1.3 89.8 204.8 6.5 330 115 S2 64 4.8 3.3 180 1.3 40.5 238.7 12.8 330 198.2 Tải trọng tạm thời Tải trọng tạm thời (hoạt tải) tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995: pstt = ptc.n (daN/m2) trong đĩ: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737- 1995 phụ thuộc vào cơng năng cụ thể của từng phịng; n – hệ số vượt tải, theo TCVN 2737- 1995: n = 1.3 ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 ptc ≥ 200 daN/m2 Theo TCVN 2737-1995, khi tính bản sàn, tải trọng tồn phần trong bảng 3 được phép giảm tải như sau: Đối với các phịng ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số (khi A > A1 = 9m2) Đối với các phịng ở mục 6,7,8,9,10,12,14 bảng 3 nhân với hệ số (khi A > A2 = 36m2) Trong đĩ A: diện tích chịu tải. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 3.5. Bảng 2.5: Hoạt tải tính tốn các ơ sàn Ký hiệu Cơng năng Diện tích(m2) Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số vượt tải n Hoạt tải tính tốn (daN/m2) S1 Phịng ngủ 56 0.64 150 1.3 124.8 S2 Phịng ăn,phịng khách 64 0.63 150 1.3 122.9 S3 Phịng kỹ thuật 6 1 300 1.2 360 S4 Phịng bảo vệ 3.99 1 150 1.3 195 S5 Sảnh tầng 5.52 1 300 1.2 360 S6 Ban cơng 4.2 1 200 1.2 240 S7 Phịng vệ sinh 1.8 1 150 1.3 195 S8 Sảnh thang 23.2 1 300 1.2 360 S9 Phịng kỹ thuật 3 1 300 1.2 360 S10 Phịng ngủ 10.5 0.96 150 1.3 195 S11 Ban cơng 9.6 1 200 1.2 240 S12 Phịng bếp 12 0.92 150 1.3 195 S13 Phịng bếp 22.4 0.78 150 1.3 195 TÍNH TỐN CÁC Ơ BẢN SÀN Tính ơ bản sàn 1 phương (ơ bản thuộc loại dầm) Theo bảng 3.2 các ơ bản loại dầm gồm các ơ sau đây: S8, S9, S10, S11, S12, S13. Các giả thiết khi tính tốn: Các ơ bản loại dầm được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến ảnh hưởng của các ơ kế cận; Các ơ bản được tính theo sơ đàn hồi; Cắt một dải bản cĩ bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính tốn; Nhịp tính tốn là khoảng cách giữa 2 trục dầm.. a. Xác định sơ đồ tính tốn của sàn Xét liên kết giữa dầm với sàn theo tỉ số giữa chiều cao dầm và sàn: Do hd 400 (mm) (xem bảng 3.1) và hs =150 (mm) >3 Bản sàn ngàm vào dầm. Sơ đồ tính thể hiện trên hình 2.3 Hình 2.3: sơ đồ tính sàn một phương Xác định nội lực Giá trị moment gối và moment nhịp của dải bản được tính theo cơng thức sau: - Moment nhịp: Mnh = - Moment gối: Mg = Trong đĩ: q – tải trọng tồn phần, q = gstt + gtqđ + pstt; L – nhịp tính tốn. Bảng 2.6: Xác định nội lực Ký hiệu nhịp L(m) tĩnh tải hoạt tải pstt (daN/m2) tải trọng tồn phần q (daN/m2) giá trị moment gstt (daN/m2) gtqđ (daN/m2) Mg (daNm) Mnh (daNm) S8 2.9 659.8 - 360 1019.8 714.7 357.4 S9 1 659.8 - 360 1019.8 85 42.5 S10 1.5 659.8 - 195 854.8 160.3 80.2 S11 1.2 659.8 - 240 899.8 108 54 S12 1.5 659.8 - 195 854.8 160.3 80.2 S13 2.8 659.8 - 195 854.8 558.5 279.3 Tính tốn cốt thép Ơ bản được tính tốn như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính tốn: a = 2 (cm) - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtơng chịu kéo; ho - chiều cao cĩ ích của tiết diện; ho = hs – a =15 – 2 = 13 (cm); b =100 (cm) - bề rộng tính tốn của dải bản. Bảng 2.7: Đặc trưng vật liệu Bê tơng M300 Cốt thép CI Rn (daN/cm2) Rk Eb Ao Ra Ra’ Ea (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) 130 10 2,9.105 0.58 2000 2000 2,1.106 Diện tích cốt thép được tính theo cơng thức sau: với A = Kiểm tra hàm lượng thép m theo điều kiện sau: Trong đĩ: min = 0.05% (theo bảng 15 TCVN 5574 : 1991) Giá trị hợp lý nằm trong khoảng 0.3% 0.9%. Bảng 2.8: Bảng tính và chọn thép Ký hiệu Vị trí Giá trị moment (daNm) b (cm) ho (cm) A γ Fatt (cm2) chọn thép (%) Nhận xét a Fachọn (cm2) S8 Gối 714.7 100 13 0.0325 0.9935 2.8 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 357.4 0.0127 0.9918 1.39 10 200 3.93 0.3 thỏa S9 Gối 85 100 13 0.0039 0.9981 0.33 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 42.5 0.0019 0.9990 0.16 10 200 3.93 0.3 thỏa S10 Gối 160.3 100 13 0.0073 0.9963 0.62 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 80.2 0.0036 0.9982 0.31 10 200 3.93 0.3 thỏa S11 Gối 108 100 13 0.0049 0.9975 0.42 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 54 0.0025 0.9988 0.21 10 200 3.93 0.3 thỏa S12 Gối 160.3 100 13 0.0073 0.9963 0.62 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 80.2 0.0036 0.9982 0.31 10 200 3.93 0.3 thỏa S13 Gối 558.5 100 13 0.0254 0.9871 2.18 10 200 3.93 0.3 thỏa Nhịp 279.3 0.0127 0.9936 1.08 10 200 3.93 0.3 thỏa Tính tốn các bản sàn làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) Các ơ bản loại bản kê 4 cạnh là: S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7. Giả thiết tính tốn: Ơ bản được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến sự ảnh hưởng của ơ bản bên cạnh. Ơ bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính tốn. Nhịp tính tốn là khoảng cách giữa hai trục dầm. Xác định sơ đồ tính của bản sàn Ta cũng xét tỉ số hd/hs để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm. Điều kiện tương tự như 2.4.1.a. Do đĩ các ơ bản S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 cĩ cùng một sơ đồ tính là ngàm 4 cạnh như hình 2.4. Hình 2.4: Sơ đồ tính sàn 2 phương Xác định nội lực Do 4 cạnh đều là ngàm nên bản thuộc ơ bản số 9 trong 11 loại ơ bản Nội lực (moment) của ơ bản xác định như sau: Theo phương cạnh ngắn ln Ở gối: MI = k91.P Ở nhịp: M1 = m91.P Theo phương cạnh dài ld Ở gối: MII = k92.P Ở nhịp: M2 = m92.P Trong đĩ: - k91, k92, m91, m92 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ơ bản (ơ bản số 9). - P = q. ld.ln - q = gstt + gtqđ + qstt Bảng 2.9: Xác định lực P tác dụng lên từng ơ sàn Ký hiệu ln (m) ld (m) gstt (daN/m2) gtqđ (daN/m2) qstt (daN/m2) q (daN/m2) P (daN) S1 7 8 659.8 204.8 124.8 989.4 55406.4 S2 8 8 659.8 238.7 122.9 1021.4 65369.6 S3 2 3 659.8 - 360 1019.8 6118.8 S4 1.9 2.1 659.8 - 195 854.8 3410.6 S5 2.3 2.4 659.8 - 360 1019.8 5629.3 S6 1.5 2.8 659.8 - 240 899.8 3779.2 S7 1.2 1.5 659.8 - 195 854.8 1538.6 Bảng 2.10: Xác định moment ở nhịp và gối trong từng ơ sàn Ký hiệu ln (m) ld (m) ld/ln P (daN) m91 M1 (daNm/m) m92 M2 (daNm/m) k91 MI (daNm/m) k92 MII (daNm/m) S1 7 8 1.14 55406.4 0.0199 1102.6 0.0152 725.1 0.0459 2543.2 0.0354 1961.4 S2 8 8 1 65369.6 0.0179 1170.1 0.0179 1170.1 0.0417 2725.9 0.0417 2725.9 S3 2 3 1.5 6118.8 0.0208 127.3 0.0093 56.9 0.0464 283.9 0.0206 126 S4 1.9 2.1 1.11 3410.6 0.0194 66.2 0.0161 54.9 0.0450 153.5 0.0372 126.9 S5 2.3 2.4 1.04 5629.3 0.0185 104.1 0.0173 97.4 0.0433 243.7 0.0398 224 S6 1.5 2.8 1.87 3779.2 0.0191 72.2 0.0054 20.4 0.0411 155.3 0.0117 44.2 S7 1.2 1.5 1.25 1538.6 0.0207 31.8 0.0133 20.5 0.0473 72.8 0.0303 46.6 Tính tốn cốt thép Ơ bản được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính tốn: a1 =2 (cm): khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tơng chịu kéo. a2 =3 (cm): khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài đến mép bê tơng chịu kéo. ho: chiều cao cĩ ích của tiết diện: h01 = hs – a1= 15 – 2= 13 (cm) h02 = hs – a2= 15 – 3= 12 (cm) Bề rộng tính tốn của dải bản b =100 (cm) Đặc trưng vật liệu theo bảng 2.7, cơng thức tính tốn và kiểm tra hàm lượng m tương tự như ở mục 2.3.1.c. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.11 Bảng 2.11: Tính và chọn thép sàn 2 phương Ký hiệu Vị trí Giá trị moment (daNm/m) b (cm) h01 (cm) h02 (cm) A γ Fatt (cm2/m) chọn thép (%) Nhận xét (mm) a (mm) Fachọn (cm2/m) S1 M1 1102.6 100 13 0.0502 0.9742 4.35 10 150 5.23 0.4 thỏa M2 842.2 12 0.045 0.977 3.59 10 150 5.23 0.44 thỏa MI 2543.2 13 0.1157 0.9383 10.42 14 150 10.26 0.79 thỏa MII 1961.4 12 0.1048 0.9445 8.65 14 150 10.26 0.86 thỏa S2 M1 1170.1 100 13 0.0533 0.9726 4.63 10 150 5.23 0.4 thỏa M2 1170.1 12 0.0625 0.9677 5.04 10 150 5.23 0.44 thỏa MI 2725.9 13 0.1241 0.9335 11.23 14 130 11.84 0.91 thỏa MII 2725.9 12 0.0628 0.9675 12.33 14 130 11.84 0.99 thỏa S3 M1 127.3 100 13 0.0058 0.9971 0.49 10 200 3.93 0.3 thỏa M2 56.9 12 0.003 0.9985 0.24 10 200 3.93 0.33 thỏa MI 283.9 13 0.0029 0.9935 1.1 10 200 3.93 0.3 thỏa MII 126 12 0.0067 0.9966 0.53 10 200 3.93 0.33 thỏa S4 M1 66.2 100 13 0.003 0.9985 0.25 10 200 3.93 0.3 thỏa M2 54.9 12 0.0029 0.9985 0.23 10 200 3.93 0.33 thỏa MI 153.5 13 0.007 0.9965 0.59 10 200 3.93 0.3 thỏa MII 126.9 12 0.0068 0.9966 0.53 10 200 3.93 0.33 thỏa S5 M1 104.1 100 13 0.0047 0.9976 0.4 10 200 3.93 0.3 thỏa M2 97.4 12 0.0052 0.9974 0.41 10 200 3.93 0.33 thỏa MI 243.7 13 0.0111 0.9944 0.94 10 200 3.93 0.3 thỏa MII 224 12 0.012 0.994 0.94 10 200 3.93 0.33 thỏa S6 M1 72.2 100 13 0.0033 0.9984 0.28 10 200 3.93 0.3 thỏa M2 20.4 12 0.0011 0.9995 0.09 10 200 3.93 0.33 thỏa MI 155.3 13 0.0071 0.9965 0.6 10 200 3.93 0.3 thỏa MII 44.2 12 0.0024 0.9988 0.18 10 200 3.93 0.33 thỏa S7 M1 31.8 100 13 0.0014 0.9993 0.12 10 200 3.93 0.3 thỏa M2 20.5 12 0.0011 0.9994 0.09 10 200 3.93 0.33 thỏa MI 72.8 13 0.0033 0.9983 0.28 10 200 3.93 0.3 thỏa MII 46.6 12 0.0025 0.9988 0.19 10 200 3.93 0.33 thỏa Ghi chú: Khi bố trí thép, đối với thép mũ trên gối ở 2 ơ bản kề nhau chọn giá trị thép lớn đem bố trí. KẾT LUẬN: Các kết quả tính tốn đều thỏa mản khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra nên các giả thiết ban đầu đặt ra là hợp lý. TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG. * Điều kiện về độ võng: f < [f] trong đĩ: f – độ võng tính tốn [f] – độ võng giới hạn lấy theo bảng 2 TCVN 5574 : 1991 Tính tốn độ võng giống như đối với dầm đơn giản 2 đầu ngàm. Sàn 2 phương Tính độ võng ơ sàn lớn nhất S2: Theo 2 phương cạnh dài và cạnh ngắn (Ld = Ln = 8m): Ta cĩ: f = b = 5/48 ( theo phụ lục 5 TCVN 5574 : 1991) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 1170.1 (daNm) C = 2: khi tải tác dụng dài hạn B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: hệ số xét đến biến dạng dẻo của bê tông; Jtd = Eb = 2.9´105 (daN/cm2) B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´28125 = 69328´105 (cm2) Khi đó: f = [f] = L/250 = 8000/250 = 32(mm) > f = 22.5(mm) → thỏa BỐ TRÍ THÉP SÀN. Cốt thép sàn được bố trí trong bản vẽ kết cấu. ._.