TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH
KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ DỰ ÁN CHUNG CƢ CT3 TÂY ĐẰNG,
BA VÌ , HÀ NỘI
NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
MÃ NGÀNH: 7580201
Giáo viên hướng dẫn
: Ths. Phạm Văn Thuyết
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Đình Thăng
Lớp
: K61- KTXDCT
Mã sinh viên
: 1651050019
Khóa học
: 2016- 2021
Hà Nội, 2021
ii
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo đã rất tận tình
hướng dẫn em thực hiện thành cơng khóa luận tốt nghiệp này.
Cảm ơn các thầy, cô giáo là giảng viên trong bộ mơn Kỹ thuật cơng trình
trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam đã có những ý kiến đóng góp quan trọng
giúp cho khóa luận tốt nghiệp của em được hồn thiện hơn.
Xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn bè đồng nghiệp và người thân đã
luôn động viên tôi cũng như đưa ra những ý kiến đóng góp bổ sung rất quan trọng
cho bản khóa luận tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đình Thăng
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
CHƢƠNG 1 KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .............................................................2
1.1. Giới thiệu về cơng trình ....................................................................................2
1.1.1. Tổng quan ...................................................................................................2
1.1.2. Quy mơ và đặc điểm cơng trình .................................................................2
1.2.1. Điều kiện kinh tế xã hội ..............................................................................2
1.2.2. Điều kiện khí hậu thủy văn .........................................................................2
1.3. Phân tích chọn giải pháp kiến trúc cho cơng trình ...........................................3
1.3.1.Giải pháp mặt bằng .....................................................................................3
1.3.2.Giải pháp mặt đứng ....................................................................................4
1.3.3.Giải pháp thông gió chiếu sáng ..................................................................5
1.3.4. Giải pháp cung cấp điện, nước sinh hoạt ..................................................6
1.3.5. Giải pháp cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc ...........................................6
1.3.6. Các giải pháp khác.....................................................................................6
CHƢƠNG 2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TỐN ................8
2.1. Xây dựng giải pháp kết cấu ..............................................................................8
2.1.1. Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng ..................................8
2.1.2. Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng..............................9
2.1.3. Đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình..............................10
2.1.4. Lựa chọn vật liệu làm kết cấu cơng trình.................................................10
2.2. Lập mặt bằng kết cấu ......................................................................................11
2.2.1. Lựa chọn kích thước tiết diện cột .............................................................11
2.2.2. Lựa chọn sơ bộ tiết diện vách lõi .............................................................13
2.2.3. Lựa chọn kích thước tiết diện dầm ...........................................................13
2.2.4. Lựa chọn chiều dày sàn............................................................................14
2.2.5. Mặt bằng kết cấu ......................................................................................16
iv
2.3. Tính tốn tải trọng ..........................................................................................17
2.3.1. Tải trọng tác dụng thường xuyên ( tĩnh tải ) ............................................17
2.3.2. Hoạt tải .....................................................................................................18
2.3.3. Tính tốn gió ............................................................................................18
2.4. Tổ hợp tải trọng ..............................................................................................20
2.5. Tổ hợp nội lực.................................................................................................20
2.6. Lựa chọn phần mềm, lập sơ đồ tính tốn........................................................20
CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN .............................................22
3.1. Cơ sở lý thuyết tính cột bê tơng cốt thép ........................................................22
3.1.1. Tính tốn tiết diện chữ nhật .....................................................................22
3.2.3. Cốt thép ngang .........................................................................................28
3.3. Áp dụng tính tốn bố trí cốt thép cấu kiện cột ...............................................28
3.3.1. Bố trí cốt thép dọc cấu kiện cột ................................................................29
3.3.2. Bố trí cốt thép đai cấu kiện cột ................................................................41
3.4. Cơ sở lý thuyết tính dầm bê tơng cốt thép ......................................................41
3.4.1. Sơ đồ ứng suất ..........................................................................................41
3.4.2. Các công thức cơ bản...............................................................................42
3.4.3. Điều kiện hạn chế .....................................................................................43
3.4.4. Tính tốn tiết diện ....................................................................................44
3.5. Cơ sở lý thuyết cấu tạo dầm bê tơng cốt thép.................................................44
3.6. Áp dụng tính tốn bố trí cốt thép cấu kiện dầm .............................................46
3.6.1. Bố trí cốt thép dọc cấu kiện dầm ..............................................................46
4.6.2. Bố trí cốt thép đai cấu kiện dầm ..............................................................49
CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN .............................................................51
4.1. Cơ sở tính tốn sàn .........................................................................................51
4.2. Mặt bằng ơ sàn tầng điển hình ........................................................................51
4.3. Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tơng cốt thép .......................................................51
4.3. Áp dụng tính tốn bố trí cốt thép cấu kiện sàn ...............................................53
CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN MĨNG............................................58
5.1. Điều kiện địa chất cơng trình ..........................................................................58
5.2. Lập phương án kết cấu ngầm cho cơng trình .................................................59
5.2.1. Đề xuất phương án móng .........................................................................59
v
5.2.2. Xác định sức chịu tải của cọc ..................................................................59
5.3. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc .................................................................60
5.4. Xác định khả năng chịu lực của cọc móng .....................................................61
5.5. Tính tốn số lượng cọc trong đài ....................................................................62
5.5.1. Xác định kích thước đài móng, giằng móng ............................................63
5.5.2. Lập mặt bằng kết cấu móng cho cơng trình .............................................63
5.6. Tính tốn đài cọc ............................................................................................63
5.6.1. Cấu tạo đài cọc 2-D .................................................................................63
5.6.2. Kiểm tra tổng thể móng cọc .....................................................................71
5.7.1. Kiểm tra tổng thể móng cọc .....................................................................81
CHƢƠNG 6 LẬP BIỆN PHÁP THI CƠNG ........................................................85
6.1. Đặc điểm cơng trình xây dựng .......................................................................85
6.2. Lập biện pháp thi cơng ép cọc ........................................................................85
6.2.1. K thuật ép cọc .........................................................................................86
6.2.2. Tính tốn chọn máy ép cọc và máy c u phục vụ ......................................88
6.2.3. Tiến hành ép cọc ......................................................................................95
6.3. Thi công hố đào ............................................................................................101
6.3.1. Lựa chọn phương án thi công đất ..........................................................101
6.4. Thi công đào đất ...........................................................................................102
6.4.1. Lựa chọn phương án thiết kế đào đất ...................................................102
6.4.2. Tính khối lượng đất đào.........................................................................103
6.4.3. Khối lượng đất lấp .................................................................................104
6.4.4. Chọn máy thi công đất ...........................................................................104
6.4.5. Tổ chức thi cơng đất đào móng ............................................................107
6.4.6. Tính lượng cơng nhân đào đất ..........................................................108
6.4.7. An tồn lao động khi thi cơng đào đất .................................................108
6.5.1. Chọn phương án thi cơng .......................................................................108
6.5.2. Tính tốn khối lượng cơng tác ..............................................................109
6.5.3. Tổ chức thi cơng phá đầu cọc ...............................................................109
6.5.4. Cơng tác an tồn lao động .....................................................................109
6.6.1. Thiết kế ván khuôn đài, giằng ................................................................109
6.6.2. K thuật thi cơng ván khn móng .........................................................122
vi
6.6.3. Tính tốn khối lượng bê tơng lót móng .................................................122
6.6.4. Cơng tác cốt thép móng..........................................................................125
6.6.5. Cơng tác bê tơng móng ..........................................................................127
6.6.6. Công tác tháo ván khuôn đài giằng .......................................................131
6.8. Phương án thi công phần ngầm ....................................................................132
6.8.1.Phân đợt thi công ....................................................................................132
6.8.2. Phân đoạn thi công ................................................................................132
6.8.3. Mạch ngừng trong thi công bê tơng tồn khối .......................................133
CHƢƠNG 7 THI CƠNG PHẦN THÂN .............................................................135
7.1. Phân tích lập biện pháp thi cơng phần thân ..................................................135
7.1.1. Đặc điểm thi cơng phần thân cơng trình................................................135
7.1.2. Đánh giá, lựa chọn giải pháp thi công phần thân .................................135
7.2. Thi cơng ván khn, cột chống cho tầng điển hình ......................................136
7.2.1. Tổ hợp ván khuôn ...................................................................................136
7.2.2. án khuôn sàn ........................................................................................136
7.3. Thiết kế ván khn dầm ...............................................................................140
7.3.1. án khn dầm chính .............................................................................140
7.4.Ván khuôn cột ................................................................................................151
7.4.1. Tổ hợp ván khuôn cột .............................................................................151
7.4.2. Bố trí gơng cột ........................................................................................152
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..................................................................................177
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................178
PHỤ LỤC
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng lựa chọn kích thước tiết diện của cột ..............................................13
Bảng 2.2. Kích thước tiết diện các dầm ...................................................................14
Bảng 2.3. Bề dày các ô sàn .......................................................................................16
Bảng 2.4. Tĩnh tải sàn ..............................................................................................17
Bảng 2.5. Tĩnh tải tường ngăn..................................................................................18
Bảng 2.6. Hoạt tải sử dụng và sửa chữa ....................................................................18
Bảng 2.7. Tính tốn gió tĩnh tác dụng lên cơng trình................................................19
Bảng 3.1. Mơ hình tính tốn cột BTCT tiết diện chữ nhật ......................................23
Bảng 3.2. Giá trị tỉ số cốt thép tối thiểu ...................................................................26
Bảng 3.3. Tính tốn cốt thép cột C1 .........................................................................41
Bảng 3.5. Tính tốn cốt thếp các dầm tầng điển hình khung trục 2 ..........................48
Bảng 4.1. Phân loại ô sàn ..........................................................................................52
Bảng 5.1. Các đặc trưng cơ lí của lớp đất dưới cơng trình .......................................58
Bảng 5.2. Tổ hợp tải trọng tính tốn tại chân cột ......................................................60
Bảng 5.3.Tổ hợp tải trọng tiêu chu n tại chân cột ....................................................60
Bảng 5.4. Tính chiều sâu chơn móng u cầu nh nhất............................................61
Bảng 5.5. Tính tốn chọn số lượng cọc.....................................................................63
Bảng 5.6. Tải trọng tác dụng đầu cọc và phản lực cọc tại mặt đáy đài.....................65
Bảng 5.7. Tải trọng tác dụng đầu cọc và phản lực cọc tại mặt đáy đài.....................76
Bảng 6.1. Thống kê diện tích ván khn đài, giằng...............................................109
Bảng 6.2. Đặc tính kỹ thuật tấm ván khn phẳng .................................................111
Bảng 6.3. Đặc tính kỹ thuật tấm ván khn góc trong............................................112
Bảng 6.4. Đặc tính kỹ thuật tấm ván khn góc ngồi ...........................................112
Bảng 6.5. Thống kê khối lượng ván khn đài móng .............................................113
Bảng 6.5.Thống kê khối lượng ván khn giằng móng ..........................................115
Bảng 6.6. Thống kê khối lượng bê tơng lót móng ..................................................123
Bảng 6.7. Thống kê nhân cơng bê tơng lót móng ...................................................124
Bảng 6.8. khối lượng thép phần ngầm ....................................................................125
Bảng 6.9. Thống kê khối lượng bê tơng móng .......................................................128
Bảng 6.11. Thơng số tổ chức thi công phần ngầm ..................................................133
Bảng 7.1. Thông số ván khn thép định hình Hịa Phát........................................136
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mặt bằng tầng điển hình của cơng trình ......................................................4
Hình 2.1. Phân loại hệ kết cấu chịu lực trong nhà nhiều tầng ....................................9
Hình 2.2. Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột biên C2 ....................11
Hình 2.3. Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột giữa C2 .....................12
Hình 2.4. Sàn tầng điển hình .....................................................................................15
Hình 3.1. Mơ hình biểu diễn nội lực trong cột .........................................................22
Hình 3.2. Cốt thép dọc chịu lực trong cấu kiện cột BTCT ......................................26
Hình 3.3. Cốt thép dọc cấu tạo và cốt thép đai ........................................................28
Hình 3.4. Bố trí thép cột 50x50 (cm) ........................................................................34
Hình 3.5. Bố trí thép cột 70x70 (cm) ........................................................................40
Hình 3.6. Sơ đồ ứng suất của tiết diện có cốt đơn ....................................................42
Hình 3.7. Các dạng tiết diện dầm .............................................................................45
Hình 3.8. Các loại cốt thép trong dầm ......................................................................45
Hình 3.9. Bố trí cơt thép dầm tại vị trí 1-1, 2-2, 3-3 .................................................50
Hình 4.1 Mặt bằng ơ sàn tầng điển hình ...................................................................51
Hình 4.3. Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh theo sơ đồ khớp d o..........................................54
Hình 4.4. Sơ đồ tính bản ơ sàn điển hình ..................................................................56
Hình 5.1. Hố khoan địa chất của nền đất dưới chân cơng trình ...............................58
Hình 5.2. Sơ đồ bố trí cọc móng trục ....................................................................64
Hình 5.3. Sơ đồ c u cọc ............................................................................................66
Hình 5.4. Sơ đồ treo cọc ............................................................................................66
Hình 5.5. Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp do lực cắt .....................68
Hình 5.6. Kiểm tra khả năng hàng cọc chịu lực lớn chọc thủng đài .........................69
theo tiết diện nghiêng ................................................................................................69
Hình 5.7. Tính tốn cường độ trên tiết diện thẳng đứng ...........................................70
Hình 5.8. Bố trí thép đài cọc .....................................................................................71
Hình 5.9. Sơ đồ tính sức chịu tải khối móng quy ước ..............................................72
Hình 5.10. Sơ đồ bố trí cọc móng trục B ..................................................................75
Hình 5.11. Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp do lực cắt ...................78
tiết diện nghiêng ........................................................................................................79
Hình 5.13. Tính tốn cường độ trên tiết diện thẳng đứng .........................................80
Hình 5.14. Bố trí thép đài cọc ...................................................................................81
Hình 3.16. Sơ đồ tính sức chịu tải khối móng quy ước ............................................82
Hình 3.17. Mặt bằng móng .......................................................................................84
Hình 6.1. Mặt bằng bố trí móng ................................................................................85
ix
Hình 6.2. Trục địa chất ..............................................................................................86
Hình 6.3. Sơ đồ giá ép cọc ........................................................................................91
Hình 6.4/ Cấu tạo máy ép cọc ...................................................................................92
Hình 6.5. Sơ đồ ép cọc móng trục D-2 .....................................................................93
Hình 6.6. Cần trục tự hành bánh hơi KX – 4362 ......................................................95
Hình 6.7. Mặt bằng ép cọc ........................................................................................97
Hình 6.8. Cơng tác đào móng bằng máy .................................................................105
Hình 6.9. Mặt bằng đào hố móng độc lập ...............................................................106
Hình 6.10. Mặt bằng thi cơng đào đất .....................................................................107
Hình 6.11. Ván khn thép phẳng ..........................................................................111
Hình 6.12. Ván khn thép góc trong .....................................................................112
Hình 6.13. Ván khn thép góc ngồi ....................................................................112
Hình 6.14. Tổ hợp ván khn đài móng (M2) ........................................................114
Hình 6.15. Tổ hợp ván khn giằng mó ................................................................115
Hình 6.16. Sơ đồ tính ván khn ............................................................................115
Hình 6.17. Bố trí ván khn, nẹp đài móng M2 .....................................................117
Hình 6.19. Bố trí thanh xiên ....................................................................................118
Hình 6.18. Sơ đồ tính thanh xiên ............................................................................118
Hình 6.20. Sơ đồ tính ván khn giằng ..................................................................121
Hình 6.21. Ván khn giằng móng .........................................................................122
Hình 7.1. Tổ hợp ván khn đáy sàn .....................................................................137
Hình 7.2. Sơ đồ tính tốn ván sàn ...........................................................................138
Hình 7.4. Bố trí ván khn dầm chính ....................................................................141
Hình 7.5. Sơ đồ tính ván đáy...................................................................................142
Hình 7.6. Sơ đồ tính xà gồ lớp trên .........................................................................144
Hình 7.7. Bố trí xà gồ lớp trên ................................................................................145
Hình 7.8. Sơ đồ tính xà gồ lớp dưới ........................................................................145
Hình 7.9. Bố trí đặt khung giáo chống và xà gồ lớp dưới .......................................146
Hình 7.10. Bố trí ván đáy dầm và thành dầm DP3-1 .............................................147
Hình 7.11. Bố trí ván đáy dầm và thành dầm DP5 ................................................147
Hình 7.12. Bố trí ván khn dầm D2 ......................................................................147
Hình 7.13. Sơ đồ tính ván đáy dầm D2 ..................................................................148
Hình 7.14. Sơ đồ tính ván thành dầm D2 ...............................................................150
Hình 7.15. Bố trí xà gồ cột chống dầm D2 ............................................................151
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố của đất nước, ngành xây
dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ
của mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có
những bước tiến đáng kể. Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội,
chúng ta cần một nguồn nhân lực tr là các kỹ sư xây dựng có đủ ph m chất và
năng lực, tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước
ngày càng văn minh và hiện đại hơn.
Sau 4,5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam,
khóa luận tốt nghiệp này là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã
hồn thành nhiệm vụ của mình trên ghế giảng đường đại học. Trong phạm vi khóa
luận tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng để trình bày tồn bộ các phần việc thiết kế
và thi cơng cơng trình: “Chung cƣ cao tầng CT3”. Nội dung của khóa luận gồm
các phần:
- Phần 1: Kiến trúc
- Phần 2: Kết cấu
- Phần 3: Thi cơng
- Phần 4: Lập tổng dự tốn
Thơng qua khóa luận tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hố lại tồn bộ
kiến thức đã học cũng như đưa giải pháp vật liệu và kết cấu mới vào triển khai cho
cơng trình. Do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án tốt nghiệp của em không thể
tránh kh i những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy
cơ cũng như của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các cơng trình hồn
thiện hơn sau này.
1
2
CHƢƠNG 1
KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH
1.1. Giới thiệu về cơng trình
1.1.1. Tổng quan
Nhà cao tầng xuất hiện nhiều là do kết quả của việc tăng dân cư ở các thành
phố, đồng thời với sự gia tăng dân số như ngày nay thì nhu cầu về việc làm và nơi
làm việc cũng tăng theo.Vì vậy, cơng trình chung cư cao tầng CT3 được xây dựng
nhằm giải quyết vấn đề địa về điểm làm việc cho các cá nhân, tập thể, các doanh
nghiệp vừa và nh , v.v... trên địa bàn huyện Ba Vì – TP Hà Nội.
Tịa chung cư cao tầng CT3 mang kiểu dáng hiện đại, được thiết kế xây dựng
theo sự định hướng phát triển của nền kinh tế, nó sẽ đóng góp một phần vào sự phát
triển chung cho cơ sở hạ tầng, kinh tế và xã hội của huyện Ba Vì – TP Hà Nội.
1.1.2. Quy mơ và đặc điểm cơng trình
Chung cư cao tầng CT3 được xây dựng với diện tích 1112 m2, nằm trong khu
thị trấn Tây Đằng, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội . Tịa nhà bao gồm 11 tầng nổi,
chiều cao cơng trình là 37,2 m. Trong đó, gồm 11 tầng trên dùng làm khu phòng ở,
tầng dưới cùng dùng cho khu dịch vụ.
Hình khối kiến trúc được thiết kế theo kiến trúc hiện đại, đơn giản, bao gồm
các hệ kết cấu bê tơng cốt thép kết hợp với kính và màu sơn tạo nên sự sang trọng
và quý phái cho tòa nhà.
Địa điểm xây dựng cơng trình: Thị trấn Tây Đằng, huyện Ba Vì, TP Hà Nội
1.2. Điều kiện kinh tế xã hội, khí hậu thủy văn
1.2.1. Điều kiện kinh tế xã hội
Do cơng trình nằm trong thị trấn nên điều kiện thi cơng có bị hạn chế, nhất là
với cơng tác bê tơng vì xe bê tơng, xe chở đất chỉ có thể vào thị trấn vào buổi đêm.
Trong thời gian thi cơng, nếu có nhu cầu đổ bê tơng vào buổi sáng, cần làm việc với
thanh tra giao thông, cảnh sát giao thông để xin giấy phép.Yêu cầu về công tác an
tồn vệ sinh lao động, bảo vệ mơi trường là rất cao. Mặt bằng thi công tương đối chật
hẹp, khó khăn cho việc tập kết phương tiện, máy móc, nguyên vật liệu, bố trí lán trại
tạm thời.
1.2.2. Điều kiện khí hậu thủy văn
2
3
Cơng trình nằm ở thị trấn Tây Đằng, nhiệt độ bình quân trong năm là 280C,
chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 6) và tháng thấp nhất (tháng 1) là
110C. Thời tiết chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 11), mùa
khô (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau). Độ m trung bình 80% - 85%. Hai hướng
gió chủ yếu là gió Đơng Nam và Đơng Bắc, tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8,
tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11, tốc độ gió lớn nhất là 26 m/s. Địa chất cơng
trình thuộc loại đất trung bình.
1.3. Phân tích chọn giải pháp kiến trúc cho cơng trình
1.3.1.Giải pháp mặt bằng
Thiết kế mặt bằng là một khâu quan trọng nhằm thoả mãn dây chuyền cơng
năng của cơng trình. Dây chuyền cơng năng chính của cơng trình là nhà ở cho người
dân.Với giải pháp mặt bằng vng vắn, thơng thống, linh hoạt kín đáo, yên tĩnh
phù hợp với các yêu cầu ăn ở, sinh hoạt của người dân.
Không gian trên mặt bằng điển hình cơng trình được ngăn cách bằng các
khối tường xây do vậy rất đảm bảo về các điều kiện sinh hoạt, nghỉ ngơi cho con
người sau những giờ làm việc, học tập căng thẳng.
Mặt bằng cơng trình vận dụng theo kích thước hình khối của cơng trình. Mặt
bằng thể hiện tính chân thực trong tổ chức dây chuyền công năng. Hệ thống lưới cột
thay đổi với khoảng cách là 9 m và 8 m đối xứng nhau.
Mặt bằng cơng trình được lập dựa trên cơ sở yếu tố cơng năng của dây
chuyền. Phịng ở và sinh hoạt là yếu tố cơng năng chính của cơng trình. Do đó, kiến
trúc mặt bằng thơng thống, tuy đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính linh hoạt và
yên tĩnh tạo ra những khoảng khơng gian kín đáo và riêng rẽ, đáp ứng được các u
cầu đặt ra.
Do đặc điểm cơng trình là nhà ở chung cư, đồng thời xung quanh đều được
bố trí các đường giao thơng nên việc tổ chức giao thơng đi lại từ bên ngồi vào bên
trong thơng qua sảnh lớn được bố trí tại chính giữa khối nhà bao gồm lối đi dành
cho người đi bộ và cho các phương tiện tại các nhà để xe. Như vậy, hệ giao thơng
ngang được thiết kế với diện tích mặt bằng lớn và khoảng cách ngắn nhất tới nút
giao thơng đứng tạo nên sự an tồn cho sử dụng đồng thời đạt được hiệu quả về
kiến trúc.
3
4
Hình 1.1. Mặt bằng tầng điển hình của cơng trình
1.3.2.Giải pháp mặt đứng
Cơng trình được bố trí dạng hình khối, có ngăn tầng, các ơ cửa, dầm bo, tạo
cho cơng trình có dáng v uy nghi, vững vàng.
Tỷ lệ chiều rộng - chiều cao của cơng trình hợp lý tạo dáng v hài hồ với
tồn bộ tổng thể cơng trình và các cơng trình lân cận. Xen vào đó là các ơ cửa kính
trang điểm cho cơng trình.
Các chi tiết khác như: gạch ốp, màu cửa kính, v.v... làm cho cơng trình mang
một v đẹp hiện đại riêng.
Hệ giao thơng đứng bằng 2 thang máy và 1 thang bộ. Hệ thống thang này
được đặt tại nút giao thơng chính của cơng trình và liên kết với các tuyến giao thơng
ngang. Kết hợp cùng các giao thông đứng là các hệ thống kỹ thuật điện và rác thải.
Tất cả hợp lại tạo nên cho mặt đứng cơng trình một dáng v hiện đại, tạo cho
con người một cảm giác thoải mái.
Độ cao của các tầng yêu cầu phù hợp với công năng sử dụng của cơng trình
hay bộ phận cơng trình. Ở tầng điển hình, chiều cao tầng điển hình là 3,3 m, chiều
cao cửa đi là 2,2 m, lan can ban công cao 1,5 m, chiều cao cửa thang máy là 2,5 m,
4
5
cầu thang bộ được thiết kế là loại cầu thang 2 vế có một chiếu nghỉ, riêng tầng dưới
cùng cao 4,5 m, mặt bằng được thiết kế rộng rãi phù hợp với chức năng phục vụ
chung nên đem lại cảm giác thoải mái thư giãn cho mọi người. Dầm bo cao 0,7 m
tạo độ cứng theo phương ngang trong mặt phẳng mái khi truyền tải trọng gió vào
các kết cấu chịu lực.
1.3.3.Giải pháp thơng gió chiếu sáng
Giải pháp thơng gió bao gồm cả thơng gió tự nhiên và thơng gió nhân tạo.
1.3.3.1.Thơng gió tự nhiên
Hệ thống cửa sổ kính, cửa đi đảm bảo cho việc cách nhiệt và thơng gió của
mỗi phịng. Ngồi ra, cịn có hệ thống các cửa sổ thơng gió nằm tại các đầu hành
lang mỗi tầng tạo ra sự đối lưu trong nhà.
1.3.3.2.Thơng gió nhân tạo
Với khí hậu nhiệt đới của huyện Ba Vì nói riêng và của Việt Nam nói chung
rất nóng và m. Do vậy, để điều hồ khơng khí cơng trình ta bố trí thêm các hệ
thống máy điều hồ, quạt thơng gió tại mỗi tầng. Cơng trình là nơi tập trung ăn, ở
và sinh hoạt của nhiều người nên yếu tố thông gió nhân tạo là rất cần thiết.
5
6
Giải pháp chiếu sáng cũng bao gồm chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân
tạo. Chiếu sáng tự nhiên là sự vận dụng các ánh sáng thiên nhiên thông qua các lớp
cửa kính để phân phối ánh sáng vào trong phịng. Ngồi ra, cịn có hệ thống đèn
điện nhằm đảm bảo tiện nghi ánh sáng về đêm.
Cách bố trí các phịng, sảnh đáp ứng được u cầu về thơng thống khơng
khí. Các cửa sổ, cửa đi, thơng gió dùng chất liệu kính khung nhơm để điều chỉnh
đảm bảo điều kiện tiện nghi vi khí hậu một cách tốt nhất.
1.3.4. Giải pháp cung cấp điện, nước sinh hoạt
Cơng trình nằm ngay cạnh hệ thống mạng lưới điện và nước của thành phố, điều
này rất thuận tiện cho cơng trình trong q trình sử dụng. Hệ thống ống nước được liên
kết với nhau qua các tầng và thông với bể nước trên mái cơng trình, hệ thống ống dẫn
nước được máy bơm đưa lên, các hệ thống này bố trí trong cơng trình vừa đảm bảo yếu
tố an tồn khi sử dụng và điều kiện sửa chữa được thuận tiện.
Nước thoát từ các thiết bị vệ sinh như chậu rửa, thoát sàn, được thu gom từ
các thiết bị vệ sinh chảy vào hệ thống ống thoát nước đứng đặt trong các hộp kỹ
thuật của cơng trình.
Nước thốt từ các thiết bị vệ sinh được thu vào ống và chảy vào hệ thống
ống thoát nước đứng đặt trong các hộp kỹ thuật rồi chảy vào hệ thống bể tự hoại đặt
dưới cơng trình để thoát ra cống của thành phố.
1.3.5. Giải pháp cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc
Tầng 1 là nơi đón tiếp khách và cũng là nơi cung cấp các dịch vụ thông tin khác
nhằm hướng dẫn các khách hàng một cách thận lợi nhất. Riêng các tầng ở, mỗi tầng
đều có một phịng trực tầng gồm cả chức năng thông tin, dịch vụ điện thoại, v.v...
1.3.6. Các giải pháp khác
Ngồi các giải pháp trên thì giải pháp phịng cháy chữa cháy và vấn đề thốt
hiểm khi có sự cố cũng là một vấn đề rất quan trọng đối với cơng trình cao tầng này.
Để nhằm ngăn chặn những sự cố xảy ra thì tại mỗi tầng đều có hệ thống biển
báo phòng cháy, biển cấm hút thuốc lá, nhất là tại các cửa cầu thang. Tại hành lang
của mỗi tầng và ở gần cửa thang máy có bố trí các họng nước cứu hoả, treo các bình
cứu hoả phịng khi có sự cố cháy, nổ. Cơng trình được bố trí một cầu thang thốt
hiểm ở bên ngồi nhà cho mỗi đơn nguyên tận dụng được khả năng lưu thông và
thốt người khi có sự cố. Các cầu thang máy được bố trí ngay trục hành lang chung
6
7
mỗi tầng là nơi mà tại mọi điểm trên mặt bằng đến đó thuận tiện và nhanh nhất, các
cửa thốt và hành lang bố trí rất lưu lốt.
Ngồi ra, cịn có các giải pháp về thốt nước, hệ thống cống rãnh thoát nước
mưa cũng như nước sinh hoạt, hệ thống cây xanh và cây cảnh tạo thêm dáng v
th m mỹ cho mặt tiền.
7
8
CHƢƠNG 2
GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TỐN
2.1. Xây dựng giải pháp kết cấu
Cơng trình xây dựng đạt hiệu quả kinh tế thì đầu tiên là phải lựa chọn một sơ
đồ kết cấu hợp lý. Sơ đồ kết cấu này phải th a mãn được các yêu cầu về kiến trúc,
khả năng chịu lực, độ bền vững, ổn định và tiết kiệm.
2.1.1. Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng
2.1.1.1.Các cấu kiện chịu lực cơ bản của nhà
Các cấu kiện chịu lực cơ bản của nhà gồm các loại sau:
- Cấu kiện dạng thanh: Cột, dầm,…
- Cấu kiện phẳng: Tường đặc hoặc có lỗ cửa, hệ lưới thanh dạng giàn
phẳng, sàn phẳng hoặc có sườn.
- Cấu kiện không gian: Lõi cứng và lưới hộp được tạo thành bằng cách
liên kết các cấu kiện phẳng hoặc thanh lại với nhau. Dưới tác động của tải
trọng, hệ không gian này làm việc như một kết cấu độc lập.
Hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của cơng
trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống nền đất, nó được tạo thành
từ một hoặc nhiều cấu kiện cơ bản kể trên.
2.1.1.2.Các hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng
Hệ khung chịu lực (I): Hệ này được tạo bởi các thanh đứng (cột) và
thanh ngang (dầm) liên kết cứng tại những chỗ giao nhau giữa chúng (nút).
Các khung phẳng liên kết với nhau bằng các thanh ngang tạo thành khung
không gian. Hệ kết cấu này khắc phục được nhược điểm của hệ kết cấu tường
chịu lực. Nhưng nhược điểm của phương án này là tiết diện cấu kiện lớn (do
phải chịu phần lớn tải trọng ngang), độ cứng ngang bé nên chuyển vị ngang
lớn và chưa tận dụng được khả năng chịu tải trọng ngang của lõi cứng.
Hệ tường chịu lực (II): Trong hệ này các cấu kiện thẳng đứng chịu lực
của nhà là các tường phẳng.Vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường
được thiết kế để chịu tải trọng đứng. Nhưng trong thực tế, đối với nhà cao
tầng, tải trọng ngang bao giờ cũng chiếm ưu thế nên các tấm tường được thiết
8
9
kế chịu cả tải trọng ngang và tải trọng đứng.Tải trọng ngang truyền đến các
tấm tường qua bản sàn.Các tường cứng làm việc như các dầm consol có chiều
cao tiết diện lớn.Giải pháp này thích hợp với cơng trình có chiều cao không
lớn và yêu cầu các khoảng không gian bên trong không quá lớn.
Hệ lõi chịu lực (III): Lõi chịu lực có dạng v hộp rỗng, tiết diện kín
hoặc hở có tác dụng nhận tồn bộ tải trọng lên cơng trình truyền xuống đất.
Hệ lõi chịu lực được tải trọng ngang khá tốt và tận dụng vách tường bê tông
cốt thép làm vách cầu thang. Tuy nhiên, để hệ kêt cấu tận dụng được hết tính
năng thì sàn phải dày và chất lượng khi thi công giữa chỗ giao của sàn và
vách phải đảm bảo.
Hệ hộp chịu lực (IV): Hệ này truyền lực trên nguyên tắc các bản sàn
được gối vào kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngồi mà khơng cần
các gối trung gian bên trong. Hệ này chịu tải trọng rất lớn thích hợp cho xây
dựng những toà nhà siêu cao tầng (thường trên 80 tầng).
Hình 2.1. Phân loại hệ kết cấu chịu lực trong nhà nhiều tầng
2.1.2. Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng
Các hệ hỗn hợp được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản nói
trên, một số hệ hỗn hợp thường gặp như sau:
9
10
- Hệ khung-tường chịu lực;
- Hệ khung-lõi chịu lực;
- Hệ khung-hộp chịu lực;
- Hệ hộp-lõi chịu lực;
- Hệ khung-hộp-tường chịu lực,v.v…
Ở các hệ kết cấu hỗn hợp trong đó có sự hiện diện của khung, tùy theo cách
làm việc của khung mà ta sẽ có sơ đồ giằng hoặc sơ đồ khung giằng.
Sơ đồ giằng: Khi khung chỉ chịu được phần tải trọng thẳng đứng tương ứng
với diện tích truyền tải đến nó, cịn tồn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng
thẳng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác chịu (lõi, tường, hộp,v.v…). Trong
sơ đồ này, tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột đều có độ
cứng chống uốn bé vô cùng. Theo cách quan niệm này, tất cả các hệ chịu lực cơ bản
và hỗn hợp tạo thành từ các tường, lõi và hộp chịu lực cũng đều thuộc sơ đồ giằng.
Sơ đồ khung-giằng: Khi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và
ngang với các kết cấu chịu lực cơ bản khác. Trong trường hợp này, khung có liên
kết cứng tại các nút (khung cứng).Theo cách quan niệm này, hệ khung chịu lực
cũng được xếp vào sơ đồ khung-giằng.
2.1.3. Đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình
Qua việc phân tích và chỉ ra ưu, nhược điểm của từng hệ kết cấu chịu lực
trong nhà nhiều tầng thấy rằng việc sử dụng kết cấu lõi chịu tải trọng đứng và ngang
kết hợp với khung sẽ làm tăng hiệu quả chịu lực của toàn hệ kết cấu đồng thời nâng
cao hiệu quả sử dụng đối với khung khơng gian. Đặc biệt, khi có sự hỗ trợ của lõi sẽ
làm giảm tải trọng ngang tác dụng vào từng khung. Do vậy, giải pháp kết cấu cho
cơng trình chung cư CT3 là hệ hỗn hợp kết cấu khung cột chịu lực, dầm bê tông cốt
thép kết hợp với lõi chịu tải trọng ngang (theo sơ đồ khung-giằng).
2.1.4. Lựa chọn vật liệu làm kết cấu cơng trình
Bê tơng sử dụng: Bê tơng cấp độ bền B25 có:
Cường độ tính tốn chịu nén - Rb = 14,5MPa = 1450T/m2;
Cường độ tính tốn chịu kéo - Rbt = 1,05MPa = 105T/m2.
Cốt thép: Cốt thép loại CII có:
Cường độ tính tốn chịu kéo, nén - Rs =Rsc= 280Mpa;
Cường độ tính toán chịu cắt - Rsw = 225Mpa.
10
11
2.2. Lập mặt bằng kết cấu
2.2.1. Lựa chọn kích thước tiết diện cột
Kích thước tiết diện cột được chọn theo cơng thức sau:
Acyc 1, 2 1,5
N
Rb
(2-1)
Trong đó:
N – Lực dọc sơ bộ xác địnhtheo công thức:
N F qn
(2-2)
F – Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét;
q – Tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn ( tải trọng
thường xuyên và tải trọng tạm thời), theo kinh nghiệm q= (1÷1,5) T/m2;
n – Số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái);
Rb – Cường độ tính tốn về nén của bê tông ;
k = 1,2 1,5 – Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng
cốt thép, độ mảnh của cột.
Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn:
b
l0
b 31
b
0b
(2-3)
l0
0b 120
0, 288 b
Hình 2.2. Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột biên C2
F = (4,1+4,1)x(3,9) = 32 (m2)
11
(2-4)
12
(
)
(
)
Chọn cột C2 có tiết diện 50x50 cm2
Hình 2.3. Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột giữa C2
F = (7,8/2+7/2).(8,2/2+8,2/2) = 60,7 (m2)
(
)
(
Chọn cột C2 có tiết diện 70x70 cm2
12
)
13
Bảng 2.1. Bảng lựa chọn kích thƣớc tiết diện của cột
h chọn
b
chọn
(cm2)
cm
cm
1298.24
1600
40
40
1.2
2596.48
2500
50
50
303400
1.2
2463.33
2500
50
50
606800
1.2
4926.66
4900
70
70
q
F
N
(kG/m2)
(m2)
(kG)
C1
m
số
tầng
11
1000
15.99
C2
11
1000
C2
11
C3
11
Cột
(cm2)
159900
k
hệ
số
1.2
31.98
319800
1000
30.34
1000
60.68
Fchon
Ftinh
Do diện tích cột vách trên mặt bằng là nhỏ nên để đảm bảo ổn định của cơng
trình, tác giả sơ bộ giữ nguyên kích thước tiết diện cột vách tồn bộ cơng trình.
Chọn kích thước tiết diện cột C1 (40x40); C2(50x50); C3(70x70) (cm)
2.2.2. Lựa chọn sơ bộ tiết diện vách lõi
Theo TCVN 198 – 1997 quy định:
Độ dày của thành vách chọn không nh hơn 150mm và không nh hơn 1/20
chiều cao tầng: (150mm;165mm)
Vậy, chọn sơ bộ độ dày của vách lõi là 300 mm.
Mặt bằng định vị cột, vách xem bản vẽ KC-05
2.2.3. Lựa chọn kích thước tiết diện dầm
1 1
Ld , coi
12 8
- Xác định kích thước dầm chính D1 theo cơng thức hd
như dầm đơn giản có Ld = 8,2 m.
1 1
1 1
hd Ld 8,2 (0,68 1,025)m => Chọn hd = 0,8m;
12 8
12 8
1 1
1 1
bd hd 0,8 (0,2 0,4)m => Chọn bd = 0,3m.
4 2
4 2
Vậy các tầng có dầm chính có kích thước: 0,3x0,8m.
1 1
Ld , coi như
20 12
- Xác định kích thước dầm phụ theo công thức hd
dầm đơn giản có Ld = 8,2 m.
1 1
1 1
hd Ld 8,2 (0,41 0,68)m
20 12
20 12
=> Chọn hd = 0,6m;
13
14
1 1
1 1
bd hd 0,6 (0,15 0,3)m => Chọn bd = 0,22m.
4 2
4 2
Vậy các tầng có dầm phụ trong nhà và ngồi ban cơng có kích thước :
Bảng 2.2. Kích thƣớc tiết diện các dầm
Tên cấu kiện
11
Tầng 2-11
Tầng
Dầm phụ Tầng 2- Dầm chính
-
220x600mm.
Dầm tường vệ sinh và các dầm nh khác chọn : 220x400mm
Kích thƣớc (m)
b
h
D1
0,3
0,8
D2
0,3
0,8
D3
0,3
0,8
DP1
0,22
0,6
DP2
0,22
0,6
DP3
0,22
0,6
DP4
0,22
0,6
DP5
0,22
0,4
Đối với các tầng khác, các tiết diện dầm cũng được tính tốn tương tự và được thể
hiện trong các bản vẽ KC-03
2.2.4. Lựa chọn chiều dày sàn
Sàn có sườn với gối tựa là ngàm đàn hồi nên chọn chiều dày sàn như sau:
hs
D
l
m
(2.1)
Trong đó:
D - hệ số phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng theo phương đứng tác dụng lên
sàn, D = 0,8 ÷ 1,4;
l - nhịp tính tốn theo phương chịu lực của bản sàn;
m - hệ số phụ thuộc vào đặc tính làm việc của sàn, m = 40 ÷ 45 cho sàn làm
việc theo 2 phương và m = 30 ÷ 35 cho sàn làm việc theo 1 phương;
14
15
Hình 2.4. Sàn tầng điển hình
X t các ơ àn: Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu
ta phân các ô sàn ra làm 2 loại:
+ Loại 1: Các ơ sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 ≤ 2 ô sàn làm việc theo 2 phương
(thuộc loại bản kê 4 cạnh).
+ Loại 2: Các ơ sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 2 ô sàn làm việc theo 1
phương (thuộc loại bản dầm).
Xét ô sàn S4 :
hs
D
1,1
l 4,72 13 (cm)
m
42
- Bề dày các ô sàn được tính tốn ở bảng 2.1:
15
16
Bảng 2.3. Bề dày các ơ àn
Ơ sàn
L1(m)
L2(m)
S(m2)
a=L2/L1
Loại bản sàn
Hsan
S1
3
4.91
14.73
1.63
Sàn 2 phương
0.082
S2
3.27
4.91
16.055
1.50
Sàn 2 phương
0.085
S3
2
3.6
7.2
1.8
Sàn 2 phương
0.055
S4
4.72
5.5
25.96
1.16
Sàn 2 phương
0.13
S5
3.3
5.5
18.15
1.66
Sàn 2 phương
0.09
S6
1.4
2.4
3.36
1.71
Sàn 2 phương
0.03
S7
1.3
2.3
2.99
1.77
Sàn 2 phương
0.035
S8
2.8
5.5
15.4
1.96
Sàn 2 phương
0.077
S9
2.8
5.55
15.54
1.98
Sàn 2 phương
0.077
S10
2.8
3.15
8.82
1.12
Sàn 2 phương
0.077
S11
3.9
4.02
15.678
1.03
Sàn 2 phương
0.11
S12
2.36
4.1
9.676
1.73
Sàn 2 phương
0.065
S13
1.6
4.02
6.432
2.51
Sàn 2 phương
0.044
S14
1.3
2.3
2.99
1.77
Sàn 2 phương
0.035
S15
3.6
5.7
20.52
1.58
Sàn 2 phương
0.099
S16
2.4
5.7
13.68
2.37
Sàn 1 phương
0.066
Nhằm th a mãn giả thiết kết cấu sàn là vách cứng trong mặt phẳng ngang,
nghĩa là có độ cứng tuyệt đối trong mặt phẳng sàn và mềm (biến dạng được) ngồi
mép sàn của các lý thuyết tính tốn nhà cao tầng hiện nay, dẫn đến chuyển vị ngang
ở mỗi cao trình nhà cao tầng là khơng đổi. Sàn càng cứng, chu kỳ dao động, gia tốc
dao động sẽ giảm đi, đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép. Và thông thường,
-
nếu cứ “chồng” tầng lên mà mỗi sàn vẫn được tính tốn như 1 sàn độc lập, khả năng
độ cứng của giả thiết sẽ không đảm bảo tuyệt đối – cơng trình sẽ “rung, lắc” nhẹ khi
tính tốn đến thành phần động (gió động, động đất). Do vậy, để đảm bảo cho sàn
nhà có một độ cứng nhất định, đảm bảo chịu tải ngay cả khi có gió động hay động
đất, quyết định chọn tiết diện sàn như sau:
Sàn tầng có chiều dày sàn là 15cm;
Sàn khu vệ sinh, ban cơng có chiều dày sàn là 10cm;
Sàn khu vực gần vách cứng, hành lang có chiều dày sàn là 15cm.
Tên và ký hiệu của các ô sàn được xem trong hình A.1 Phụ lục.
2.2.5. Mặt bằng kết cấu
Mặt bằng kết cấu được lập ra theo đúng như giải pháp đã chọn, xem các bản
vẽ KC-01, KC-02, KC-03
16