ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 2D 3D XÂY DỰNG Cao ốc căn hộ BMC được xây dựng để kinh doanh

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG, ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG, Cao ốc căn hộ BMC được xây dựng để kinh doanh, ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG Cao ốc căn hộ BMC được xây dựng để kinh doanh, đồ án tốt nghiệp xây dựng

                         PHẦN I: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

I.SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ:

          Cùng với đà tăng giá điện, giá đất và làn sóng đầu tư nước ngoài đang đổ vào thành phố Hồ Chí Minh, giá thuê cao ốc văn phòng đã tăng lên đáng kể, theo nhiều chuyên gia kinh tế, mảng cao ốc cho thuê sẽ đắt khách trong những năm tới.Cao ốc căn hộ BMC được xây dựng để kinh doanh, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về căn hộ, văn phòng cho thuê và các dịch vụ như cà phê internet, cửa hàng thức ăn nhanh, phòng game, trung tâm thương mại, khu giặt ủi, phòng tập thể dục thể thao…

II.ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.Vị trí xây dựng công trình

          Cao ốc BMC tọa lạc  tại số 258 Bến Chương Dương, phường Cô Giang, Quận 1, TP Hồ Chí Minh bên cạnh đại lộ Đông Tây và khu khu quy hoạch các dự án trọng điểm của thành phố mảng cao ốc cho thuê sẽ đắt khách trong những năng tới. cao ốc văn phòng

2.Các điều kiện khí hậu tự nhiên của thành phố Hồ Chí Minh

- Diện tích: 2.029km²

- Số dân: 5037155 người

- Mật độ: 2482.5 người/ km²

- Vị trí:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm giữa vùng đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ, Nam Tây Nguyên. Đây là miền đất phát triển mạnh về nông sản hàng hoá, cây công nghiệp, dầu khí và nhất là du lịch.

TP Hồ Chí Minh có toạ đô địa lý khoảng 10 ⁰ 10’ – 10 ⁰ 38 vĩ độ bắc và 106 ⁰ 22’ - 106 ⁰54 ^’ kinh độ đông.

                Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km đường chim bay.Thành phố Hồ Chí Minh có 12km đường bờ biển và cách thủ đô Hà Nội 1738km đường bộ.Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất với hàng chục đường bay chỉ cách trung tâm thành phố 7km.

         - Khí hậu:

               Thành phố Hồ Chí Minh có hai mùa rõ rệt:

               + Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11

               + Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

Nhiệt độ trung bình cả năm 27^oC, không có mùa đông, chính vì thế hoạt động du lịch thuận lợi suốt 12 tháng

          Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm; số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ; nhiệt độ cao tuyệt đối 40⁰C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8⁰C. Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,8⁰C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,7⁰C). Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-28⁰C. Ðiều kiện nhiệt độ và ánh sáng thuận lợi cho sự phát triển các chủng loại cây trồng và vật nuôi đạt năng suất sinh học cao; đồng thời đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứa trong các chất thải, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị

          Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm; năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958); với số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày. Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất. Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc. Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam.

3.Tình hình địa chất công trình và địa chất thuỷ văn

a. Địa hình

           Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Ðông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long. Ðịa hình tổng quát có dạng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Ðông sang Tây. Nó có thể chia thành 3 tiểu vùng địa hình

               Vùng cao nằm ở phía Bắc - Ðông Bắc và một phần Tây Bắc (thuộc bắc huyện Củ Chi, đông bắc quận Thủ Ðức và quận 9), với dạng địa hình lượn sóng, độ cao trung bình 10-25 m và xen kẽ có những đồi gò độ cao cao nhất tới 32m, như đồi Long Bình (quận 9).

          Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Ðông Nam thành phố (thuộc các quận 9, 8,7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ). Vùng này có độ cao trung bình trên dưới 1m và cao nhất 2m, thấp nhất 0,5m.

                Vùng trung bình, phân bố ở khu vực Trung tâm Thành phố, gồm phần lớn nội thành cũ, một phần các quận 2, Thủ Ðức, toàn bộ quận 12 và huyện Hóc Môn. Vùng này có độ cao trung bình 5-10m.

          Nhìn chung, địa hình Thành phố Hồ Chí Minh không phức tạp, song cũng khá đa dạng, có điều kiện để phát triển nhiều mặt.

Địa hình bằng phẳng, rộng rãi thuận lợi cho việc xây dựng công trình.

b. Cấu tạo địa chất

          Theo kết quả khảo sát thì nền đất gồm các lớp đất khác nhau. Độ dốc các lớp nhỏ, nên gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất. Khu đất được khảo sát bằng phương pháp khoan, xuyên tiêu chuẩn SPT. Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

Bảng cấu tạo địa chất

c. Đánh giá nền đất

Bảng các chỉ tiêu cơ lí có được từ thí nghiệm

Bảng các chỉ tiêu cơ lí tính toán

Mặt cắt địa hình

Lớp 5 và 6 là lớp cát hạt trung, hạt thô và cát thô cuội sỏi, ở trạng thái chặt, có biến dạng lún ít, tính năng xây dựng tốt. Do đó ta cho cọc cắm vào lớp đất này.

III.QUY MÔ VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH:

- Diện tích khu đất: 1.757m2

- Diện tích xây dựng: 913 m2

- Mật độ xây dựng: 52%

- Hệ số sử dụng đất: 11 lần

- Số tầng cao: 20 tầng + 02 tầng hầm.

- Chiều cao tối đa : 74.35m

- Khu căn hộ BMC là một block nhà cao 22 tầng, có hai tầng hầm làm bãi để xe.

-Tầng trệt dành cho siêu thị, tiếp tân, sảnh chờ, khu vực y tế... Tầng lửng được bố trí phòng chơi game, cửa hàng thức ăn nhanh, trung tâm thương mại. Lầu một có cafe Internet, sảnh sinh hoạt cộng đồng, khu giặt ủi, phòng tập thể dục thể thao…Lầu 2 và 3 là 8 văn phòng cho thuê, diện tích từ 80 đến 98 m² mỗi văn phòng. Các lầu 4,6,8,10,12,14,16,18,20, mỗi lầu là có diện tích 676 m2 được bố trí 4 căn hộ penthouse. Các lầu 5,7,9,11,13,15,17,19, mỗi lầu là 8 căn hộ. Các căn hộ có diện tích từ 80,5 đến - 189,5 m2 được bố trí hợp lý, phù hợp phong thủy Á đông. Mỗi căn đều có 3 phòng ngủ, 2-3 phòng vệ sinh, sân phơi và ban công. Phòng khách liên thông với bếp và phòng ăn tạo nên không gian rộng rãi, thoáng mát. Riêng căn hộ penthouse có thêm phòng sinh hoạt gia đình rộng 10,2 và 12 m2, sân vườn rộng 16,6 và 19,2 m2.

Tất cả các phòng đều tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài để tạo không khí trong lành và cảm giác gần gũi với thiên nhiên. Trang thiết bị bên trong căn hộ là các thương hiệu gạch Đồng Tâm, cửa Hòa Bình, sàn gỗ Picenza, thiết bị vệ sinh Inax và American Standard... Căn hộ xây dựng hoàn thiện, trang bị sẵn máy lạnh, kệ bếp và máy hút khói.

Cao ốc BMC có mặt tiền theo hướng đông nam, có sông kế bên, phù hợp phong thủy. Công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn xây dựng của Mỹ.

Nguồn điện, nước chính và dự phòng trang bị đầy đủ. Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động, kết nối với trung tâm phòng cháy chữa cháy của thành phố. Công tác an ninh được chú trọng, đảm bảo 24/24 giờ. Trong mỗi căn hộ đều có hệ thống chuông báo kèm hình ảnh, điện thoại lắp đặt ở tất cả các phòng sinh hoạt… Công tác quản lý do các công ty nước ngoài đảm trách.

            Toà nhà có 2 tầng hầm được sử dụng làm gara để ôtô, xe máy cho mọi người.

IV.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

1.Thiết kế tổng mặt bằng

Căn cứ vào đặc điểm mặt bằng khu đất, yêu cầu công trình thuộc tiêu chuẩn quy phạm nhà nước, phương hướng quy hoạch, thiết kế tổng mặt bằng công trình phải căn cứ vào công năng sử dụng của từng loại công trình, dây chuyền công nghệ để có phân khu chức năng rõ ràng đồng thời phù hợp với quy hoạch đô thị được duyệt, phải đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ. Bố cục và khoảng cách kiến trúc đảm bảo các yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn, khoảng cách ly vệ sinh.

            Toàn bộ mặt trước công trình trồng cây và để thoáng, khách có thể tiếp cận đễ dàng với công trình. .

Giao thông nội bộ bên trong công trình thông với các đường giao thông công cộng, đảm bảo lưu thông bên ngoài công trình. Đường giao thông từ bên ngoài vào công trình gồm một đường vào thẳng tầng hầm, một đường vào ngay tầng trêt.

2.Giải pháp thiết kế kiến trúc

a. Thiết kế mặt bằng các tầng

            Mặt bằng tầng hầm (gồm hai tầng hầm): bố trí các phòng kĩ thuật, phần diện tích còn lại để ôtô và xe máy riêng tầng hầm 1 bố trí thêm bể chứa nước, bể phốt. Mặt bằng tầng hầm được đánh đốc về phía rãnh thoát nước với độ đốc 0,1% để giải quyết vấn đề vệ sinh của tầng hầm.

            Mặt bằng tầng trệt:bố trí làm siêu thị, dịch vụ y tế, các phòng kĩ thuật, có sảnh lớn và phòng chờ để đón khách.

Mặt bằng tầng lửng : bố trí các phòng dịch vụ thương mại, sinh hoạt cộng đồng, phòng vệ sinh…

Mặt bằng tầng 1: bố trí các phòng tập thể dục thể thao nam và nữ, trung tâm thương mại và dịch vụ, nhà hàng café điểm tâm, quầy bar.

            Mặt bằng tầng 2,3: tất cả diện tích đều dành cho việc bố trí các văn pòng cho thuê.

            Mặt bằng tầng 4,6,8,10,12,14,16,18,20: gồm 4 căn hộ  penthouse rộng lớn đầy đủ tiện nghi nhất, có sân vườn.

            Mặt bằng tầng 5,7,9,11,13,15,17,19: bố trí 8 căn hộ cho thuê.

            Mặt bằng tầng mái: dùng để đặt bể nước mái và kỹ thuật thang máy.

b. Thiết kế mặt đứng

            Công trình thuộc loại công trình lớn ở tp Hồ Chí Minh với hình khối kiến trúc được thiết kế theo kiến trúc hiện đại tạo nên sự hoành tráng của công trình.

c. Thiết kế mặt cắt

         Nhằm thể hiện nội dung bên trong công trình, kích thước cấu kiện cơ bản, công năng của các phòng.

         Dựa vào đặc điểm sử dụng và các điều kiện vệ sinh ánh sáng, thông hơi thoáng gió cho các phòng chức năng ta chọn chiều cao các tầng như sau:

         Tầng hầm 1 cao 3,3m.

         Tầng hầm 2 cao 3,75m.

         Tầng trệt, lửng cao 4.2 m.

         Tầng 1 cao 3,5m.

         Các tầng còn lại cao 3.1m.

3. Giải pháp kết cấu

            Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng trở nên rất phổ biến. Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép được sử dụng rộng rãi do có những ưu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau.

            + Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian. Có khả năng chịu lửa tốt.

            + Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc.

            Vì vậy công trình được xây bằng bêtông cốt thép.

            Công trình được cấu tạo từ hệ vách và khung. Tầng hầm là hệ khung kết hợp với vách tạo không gian rộng. Các tầng trên có sự thay đổi chuyển từ cột sang vách cứng.Do chiều cao tầng thấp nên ta dùng hệt kết cấu sàn loại sàn bet.

            Hệ kết cấu phía dưới tầng hầm dùng cột, bên trên dùng vách cứng rát toi ưu, thuân j tiện cho việc thi công bàng ván khuôn trưot. Hơn nữa, các vách cứng có thể tận dụng làm tường bao che, tiết kiệm không gian.

4.Giao thông nội bộ công trình

Hệ thống giao thông theo phương đứng được bố trí với 3 thang máy cho đi lại, 2 cầu thang bộ kích thước vế thang lần lược là 1,17m và 1,23m.

            Hệ thống giao thông theo phương ngang với các hành lang được bố trí phù hợp với yêu cầu đi lại.

5.Các giải pháp kỹ thuật khác

a. Hệ thống chiếu sáng

Tận dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ các mặt đều được lắp kính. Ngoài ra ánh sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho phủ hết những điểm cần chiếu sáng.

b.Hệ thống thông gió

Tận dụng tối đa thông gió tự nhiên qua hệ thống cửa sổ. Ngoài ra sử dụng hệ thống điều hoà không khí được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo các hộp kỹ thuật theo phương đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ.

c.Hệ thống điện

            Tuyến điện trung thế 15KV qua ống dẫn đặt ngầm dưới đất đi vào trạm biến thế của công trình. Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm hai máy phát điện đặt tại tầng hầm của công trình. Khi nguồn điện chính của công trình bị mất thì máy phát điện sẽ cung cấp điện cho các trường hợp sau:

- Các hệ thống phòng cháy chữa cháy.

- Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ.

- Các phòng làm việc ở các tầng.

- Hệ thống thang máy.

- Hệ thống máy tính và các dịch vụ quan trọng khác.

d.Hệ thống cấp thoát nước

+ Cấp nước:

            Nước từ hệ thống cấp nước của thành phố đi vào bể ngầm đặt tại tầng hầm của công trình. Sau đó được bơm lên bể nước mái, quá trình điều khiển bơm được thực hiện hoàn toàn tự động. Nước sẽ theo các đường ống kĩ thuật chạy đến các vị trí lấy nước cần thiết.

+ Thoát nước:

Nước mưa trên mái công trình, trên logia, ban công, nước thải sinh hoạt được thu vào xênô và đưa vào bể xử lý nước thải. Nước sau khi được xử lý sẽ được đưa ra hệ thống thoát nước của thành phố.

e. Hệ thống phòng cháy, chữa cháy:

+ Hệ thống báo cháy:

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi phòng và mỗi tầng, ở nơi công cộng của mỗi tầng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy phòng quản lý nhận được tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.

+ Hệ thống chữa cháy:

Thiết kế tuân theo các yêu cầu phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan khác (bao gồm các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn, cấp nước chữa cháy). Tất cả các tầng đều đặt các bình CO₂, đường ống chữa cháy tại các nút giao thông.

f. Xử lý rác thải

            Rác thải ở mỗi tầng sẽ được thu gom và đưa xuống tầng kĩ thuật, tầng hầm bằng ống thu rác. Rác thải được mang đi xử lí mỗi ngày.

e.Giải pháp hoàn thiện

- Vật liệu hoàn thiện sử dụng các loại vật liệu tốt đảm bảo chống được mưa nắng sử dụng lâu dài. Nền lát gạch Ceramic. Tường được quét sơn chống thấm.

            - Các khu phòng vệ sinh, nền lát gạch chống trượt, tường ốp gạch men trắng cao 2m .

            - Vật liệu trang trí dùng loại cao cấp, sử dụng vật liệu đảm bảo tính kĩ thuật cao, màu sắc trang nhã trong sáng tạo cảm giác thoải mái khi nghỉ ngơi.

            - Hệ thống cửa dùng cửa kính khuôn nhôm.

V. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT:

1.Mật độ xây dựng: K₀ là tỷ số diện tích xây dựng công trình trên diện tích lô đất (%) trong đó diện tích xây dựng công trình tính theo hình chiếu mặt bằng mái công trình

                        K₀ = .100% = (913/1757)x100% = 52%

Trong đó: S_XD = 913m² là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng mái công trình.

                               S_LD = 1757m² là diện tích lô đất.

2. Hệ số sử dụng đất: H_SD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất.

                        H_SD = S_s/S_xd = 18499.2/1757 = 10.5

Trong đó: S_S  18499.2m² là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái.

PHẦN II: KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN SÀN TRỰC GIAO CÓ DẦM CHÍNH THEO   PHƯƠNG ÁN DẦM BẸT CHO TẦNG 2

Mặt bằng sàn tầng điển hình

1. Xác định sơ bộ kích thước của cấu kiện

1.1 Chọn chiều dày sàn

- Đối với các ô bản Ô5, Ô6, Ô7, Ô8, Ô9

Chọn chiều dày bản sàn theo công thức:

                                    h_b =           (h_b lấy chẵn cm).

            Trong đó:

                                    l  = l­₁: là cạnh ngắn của ô bản.

Trong các ô sàn trên thì đa số các ô có kích thước cạnh ngắn bằng hoặc xấp xỉ 8m, nên để tiện việc tính toán và thi công ta chọn l= 8m

                                    D = 0,8-1,4 phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D = 0.8

                                    m = 30¸35 với bản loại dầm.

                                        = 40¸45 với bản kê bốn cạnh. Chọn m= 45

            h_b = 0.8 x 800/45 = 14.22cm,

Vậy chọn sơ bộ h_b = 150 mm cho các ô sàn trên (bố trí văn phòng cho thuê.)

- Các ô sàn Ô1, Ô2, Ô3, Ô4, Ô10, Ô12, Ô13 là ô sàn làm việc theo phương cạnh ngắn. Ô1, Ô2, Ô3, Ô4 có cạnh ngắn là l = 1.65m; Ô12, Ô13 có cạnh ngắn là l = 1.75m; Ô10 có cạnh ngắn là l = 1.05m. Ta chon chung l = 1.75m để tính chiều dày cho các ô này. ==> h_b = 1.4x1.75/30 = 0.82m. Chọn h_b = 15cm để hạn chế số loại bề dày bản.

- Ô sàn Ô10 là ô sàn console làm việc theo phương cạnh ngắn l = 1.05m, ==> h_b = 1.4x1.05/10 = 0.147m , chọn h_b = 15cm.

1.2 Chọn kích thước dầm

1.2.1 Tầng hầm 1, tầng trệt và tầng lửng

a.Dầm khung

Chọn h=700mm, b=600mm

b. Dầm sàn

Chọn h = 500mm, b = 350mm

1.2.2 Tầng 1

a. Dầm khung

Do thay đổi hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng, dầm chính ở tầng 1 làm kết cấu đỡ vách phía trên nên ta chọn kích thước dầm: h = 1500mm; b = 600mm.

b. Dầm sàn

Chọn h = 500mm, b = 350mm.

1.2.3 Tầng 2 trở lên

a. Dầm khung

Do yêu cầu kiến trúc(chiều cao tầng nhà thấp) nên ta chon h = 400mm; b = 700mm

b. Dầm sàn

Do yêu cầu kiến trúc (chiều cao tầng nhà thấp) nên ta chọn h=400mm, b=350mm

1.3 Chọn kích thước vách

Chiều dày vách t phải thoả mãn:

            tmm

            và t==0,155 m.

Chọn t=350 mm cho tất cả các vách từ tầng trệt trở lên.

Chọn t = 600 mm cho tất cả các vách từ tầng hầm 2 đến tầng hầm 1.

1.4 Chọn sơ bộ kích thước cột ( cột từ tầng hầm 2 đến tầng lửng).

Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:

                                    A₀ =

Trong đó:

            + R_b: cường độ chịu nén của bêtông. Với bêtông có cấp bền nén B25 thì R_b = 1450(T/m²)

            + k_t: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột. k_t = 0.9à1.1 đối cột chịu nén trung tâm, k_t =1.2 à1.5 đối với cột chịu nén lệch tâm. Chọn k_t=1,2

            + N: lực nén được tính toán gần đúng như sau:

                                    N = m_S.q.F_S

            Trong đó:

                        m_S: số sàn phía trên tiết diện đang xét. Đối với công trình này thì chỉ có cột ở các tầng dưới, ta chon tiết diện cột tầng dưới nên m_s = 24.

                        F_S: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét.

                        q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn. è Chọn q = 1 tấn/m².

a. Cột biên

Ta chọn tiết diện cho cột biên có diện tích mặt sàn truyền tải trọng là lớn nhất (Cột biên giao của trục C-C và 2-2). è F_s = 8 x 5.5 = 44m².

• N = 24 x 1 x 44 = 1056 tấn
• A_o = (1.2 x 1056)/1450 = 0.874m²

è chọn b = 800mm; h = 1200 m².

b. Cột giữa

Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột: F_s = 9.25 x 8 = 74 m².

• N = 24 x 1x 74 = 1776 tấn.
• A­_o = (1.2 x 1776)/1450 = 1.47 m².

è chọn b = 1000 mm; h = 1200 mm.

2 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

2.1 Tĩnh tải    

Cấu tạo sàn:

Các lớp cấu tạo sàn

è Tổng tĩnh tải tính toán:

2.2 Hoạt tải

Tất cả các ô sàn đều bố trí văn phòng cho thuê trừ các ô sàn gạch chéo quanh lõi thang máy ta bố trí hành lang.

         Vậy tổng tĩnh tải và hoạt tải tính toán:

         - Đối với ô văn phòng:

         - Đối với ô hành lang:

3. Tính toán nội lực các ô bản

         Ở đây ta tính toán nội lực theo phương pháp phần tử hữu hạn.

            Khái quát về phương pháp phần tử hữu hạn.

Sự rời rạc hoá kết cấu liên tục:

               Ngày nay, người ta đã xây dựng được những phương pháp tính bằng số mạnh để giải quyết các bài toán về môi trường liên tục. Các phương pháp tính hiện đại này được sử dụng một cách có hiệu quả để phân tích các kết cấu bằng cách sử dụng một mô hình rời rạc để mô hình hoá kết cấu thực. Trong số đó có thể kể đến phương pháp sai phân hữu hạn, phương pháp phần tử biên, lý thuyết tương đương năng lượng,... và phương pháp phần tử hữu hạn. Các phương pháp này được phân biệt theo bản chất của cách rời rạc hoá kết cấu liên tục. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) xây dựng trên cơ sở rời rạc hoá về mặt vật lý.

               Trong phương pháp phần tử hữu hạn, vật thể liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, chúng được liên kết với nhau tại các nút. Các phần tử này vẫn là các phần tử liên tục trong phạm vi của nó, nhưng do có hình dạng đơn giản nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở của một số quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực (chẳng hạn như lý thuyết đàn hồi).

                Để đảm bảo tính chính xác và thuận lợi khi tiến hành phân tích, mô hình rời rạc hoá phải thoả mãn hai yêu cầu sau:

               - Xấp xỉ càng chính xác càng tốt các tính chất hình học và vật liệu của kết cấu thực.

               - Tránh càng nhiều càng tốt những phức tạp về mặt toán học khi dựng mô hình để tính toán.

               Kết cấu liên tục được chia thành một số hữu hạn các miền hoặc các kết cấu con có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng phải hữu hạn. Các miền hoặc các kết cấu con được gọi là các PTHH, chúng có thể có dạng hình học và kích thước khác nhau, tính chất vật liệu được giả thiết không thay đổi trong mỗi phần tử nhưng có thể thay đổi từ phần tử này sang phần tử khác.

               Kích thước hình học và số lượng các phần tử không những phụ thuộc vào hình dáng hình học và tính chất chịu lực của kết cấu (bài toán phẳng hay bài toán không gian, hệ thanh hay hệ tấm vỏ...) mà còn phụ thuộc vào yêu cầu về mức độ chính xác của bài toán đặt ra.

               Đối với hệ thanh thì PTHH là các thanh, đối với hệ kết cấu dạng tấm thì phần tử hữu hạn là các tấm tam giác, chữ nhật,... còn đối với vật thể đàn hồi thì PTHH là các hình chóp, hình trụ, hình hộp,... Nếu kết cấu có dạng cong, người ta có thể sử dụng loại PTHH có các cạnh hay mặt cong.

     Hệ lưới Phần tử hữu hạn

               Sau khi rời rạc hoá kết cấu liên tục, các PTHH lại được giả thiết nối với nhau tại một số điểm quy định (thường là các đỉnh của mỗi phần tử) gọi là các nút, còn toàn bộ tập hợp các phần tử được rời rạc gọi là lưới PTHH.

               Lưới PTHH càng mau, nghĩa là số lượng phần tử càng nhiều hay kích thước của phần tử càng nhỏ thì mức độ chính xác của kết quả tính toán càng tăng, tỷ lệ thuận với số phương trình phải giải.

               Số lượng phần tử hay nói khác đi là số lượng nút có liên quan đến số lượng ẩn số của bài toán. Thông thường, với một bài toán không phức tạp lắm, khi phân tích bằng phương pháp PTHH, cũng phải giải hệ phương trình chứa hàng trăm ẩn. Với những kết cấu phức tạp, đòi hỏi mức độ chính xác cao, số ẩn số có khi lên đến hàng nghìn. Điều đó cho thấy phương pháp PTHH đòi hỏi phải có máy tính điện tử để thực hiện. Ưu điểm nổi bật của thuật toán trong phương pháp PTHH là đơn giản, tính hệ thống cao rất phù hợp với máy tính điện tử. Với sự phát triển nhanh chóng của máy tính điện tử, việc giải một hệ phương trình với số ẩn số lớn không còn là một điểm đáng ngại như trước đây nữa.

      Tính toán hệ sàn với phương pháp phần tử hữu hạn.

Sử dụng chương trình tính toán SAFE , mô hình hệ sàn với các số liệu sau:

         - Bêtông B25:   - E =3000000 T/m².

         - Hệ số Poisson: 0.2

         - Dầm có tiết diện:      Dầm khung: bxh = 0.7x0.4 m².

                                            Dầm biên:      bxh = 0.35x0.4 m².

         - Sàn dày 15 cm,  20cm, 10 cm tuỳ vị trí.

         - Vách dày 35 cm, trừ vách ngăn chia lõi thang máy chọn 20cm.

......................................................................

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC  3-3

I- CÁC HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC TRONG NHÀ CAO TẦNG

Các hệ kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của ngôi nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió).

1.1 Hệ kết cấu khung

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao của công trình lớn. Trong thực tế kết cấu khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao đến 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất 7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9.

1.2 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng.

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc có thể liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng. Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng. Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra là hiệu quả ở những độ cao nhất định, khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều đó thì khó có thể thực hiện được. Ngoài ra, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra các không gian rộng. Trong thực tế hệ kết cấu vách cứng thường được sử dụng có hiệu quả cho các công trình nhà ở, khách sạn với độ cao không quá 40 tầng đối với cấp phòng chống động đất 7. Độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất của nhà cao hơn.

1.3. Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng).

            Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng) được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng. Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn. Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc .

            Hệ kết cấu khung -giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng. Nếu công trình được thiết kế cho vùng có động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng .

1.4. Hệ thống kết cấu đặc biệt( bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới , còn phía trên là hệ khung giằng).

Đây là hệ kết cấu đặc biệt được ứng dụng cho các công trình mà ở các tầng dưới đòi hỏi các không gian lớn. Hệ kết cấu kiểu này có phạm vi ứng dụng giống hệ kết cấu khung giằng, nhưng trong thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến hệ thống khung không gian ở các tầng dưới và kết cấu của tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung không gian sang hệ thống khug- giằng. Phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu này nhìn chung là phức tạp, đặc biệt là vấn đề thiết kế kháng chấn.

1.5.Hệ kết cấu hình ống .

            Hệ kết cấu hình ống có thể được cấu tạo bằng một ống bao xung quanh nhà gồm hệ thống cột, dầm, giằng và cũng có thể được cấu tạo thành hệ thống ống trong ống. Trong nhiều trường hợp người ta cấu tạo ống ở phía ngoài, còn phía trong nhà là hệ thống khung hoặc vách cứng hoặc kết hợp khung và vách cứng. Hệ thống kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp cho loại công trình có chiều cao trên 25 tầng, các công trình có chiều cao nhỏ hơn 25 tầng loại kết cấu này ít được sử dụng. Hệ kết cấu hình ống có thể được sử dụng cho loại công trình có chiều cao tới 70 tầng .

1.6.Hệ kết cấu hình hộp.

            Đối với các công trình có độ cao lớn và có kích thước mặt bằng lớn, ngoài việc tạo ra hệ thống khung bao quanh làm thành ống, người ta còn tạo ra các vách phía trong bằng hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng. Hệ kết cấu đặc biệt này có khả năng chịu lực ngang lớn thích hợp cho các công trình rất cao. Kết cấu hình hộp có thể sử dụng cho các công trình cao tới 100 tầng.

II- HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU

2.1. Hệ kết cấu chịu lực

            Từ sự phân tích những ưu điểm, nhược điểm, và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực ở phần 1, ta quyết định sử dụng hệ kết cấu đặc biệt, bên dưới sử dụng hệ khung không gian, bên trên sử dụng kết cấu vách.

2.2.Phương pháp tính toán nội lực hệ kết cấu

2.2.1.Tính toán theo ETABS 9

2.2.1.1 Các quy ước của ETABS

         Giống như những phần mềm tính toán kết cấu xây dựng bằng phương pháp phần tử hữu hạn khác, ETABS  chia hệ chịu lực thành các thành phần nhỏ hơn gọi là phần tử, các phân tử trong hệ kết cấu được liên kết với nhau bởi các nút .

         ETABS có các loại phần tử chủ yếu sau:

• FRAME: Phần tử thanh.
• SHELL: Phần tử tấm vỏ.
• ASOLID: Các loại phần tử hai chiều ứng suất phẳng, biến dạng phẳng, đôi xứng trục.
• SOLID: Các loại phần tử khối ba chiều.

Với bài toán không gian, mỗi nút có 6 thành phần chuyển vị (3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị xoay) ứng với 6 bậc tự do. Mỗi thành phần chuyển vị được biểu diễn bởi một phương trình cân bằng. Khi ta chia hệ kết cấu thành nhiều phần tử càng nhỏ  bao nhiêu thì số lượng các nút liên kết giữa các phần tử tăng lên, số phương trình cân bằng tương ứng cũng tăng lên, việc nhập dữ liệu và giải bài toán sẽ mất nhiều thời gian nhưng độ chính xác cũng cao hơn.

2.2.1.2. Tải trọng thẳng đứng

Do ETABS có thể tính được trọng lượng kết cấu nên đối với tải trọng đứng ta chỉ tính:

            + Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái.

            + Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 100mm), thiết bị, tường nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh: đều qui về tải trọng phân bố đều trên diện tích ô sàn.

            + Tải trọng tường bao tác dụng lên dầm biên.

a.Tải trọng tác dụng lên sàn

a.1. Tĩnh tải

a.1.1. Trọng lượng các lớp sàn

Các tầng từ tầng hầm 1 tầng 20

è ∑g^tt = 169.5 kg/m²

a.1.2. Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

+ Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100 và 200, riêng các tầng từ tầng hầm 1 đến tầng 3 thì hầu như không có tường ngăn bên trong mặt bằng nhà nên bỏ qua trọng lượng tường ngăn, các tầng từ tầng 4 trở lên cần tính toán tường ngăn phân bố trên sàn.

            + Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có =1500Kg/m³.

            + Trọng lượng tường ngăn trên ô bản nào được qui về thành tải trọng phân bố trên ô bản đó. Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

            - Chiều cao tường được xác định: h_t=H-h_ds.

Trong đó:

h_t- chiều cao tường.

                        H- chiều cao tầng nhà.

                         h_ds- chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng .

            - Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn :

                        =(KG/m²). (3.1)

Trong đó:

                        S_t(m²)- diện tích bao quanh tường.

                        S_c­(m²)- diện tích cửa.

                        n_t,n_c- hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa.(n_t=1.1;n_c=1.3).

                        (m)- chiều dày của mảng tường.

                        (kG/m³)- trọng lượng riêng của tường .

                        (kG/m²)- trọng lượng của 1m² cửa.

                        S_i- diện tích ô sàn đang tính toán.

- Vì khối lượng tường trên các tầng là gần như nhau nên ta chỉ tính toán đối với tầng có khối lượng tường phân chia lớn nhất. è Tính toán cho tầng 5.

Diện tích bao quanh tường: S_t = 243.84 x 2.7 = 658.27 m².

Diện tích cửa: S_c = 42 x 0.8 x 2.2 = 73.92 m².

Chiều dày tường:  = 0.1 m

Trọng lượng riêng của tường:  = 15 KN/m².

Trọng lượng riêng của 1 m² cửa: 25 KN/m²

Diện tích toàn sàn: S = 885.32m²

è == 3.55 KN/m² = 0.355 T/m².

Kết quả tính toán cho trong các bảng tính.

a.2 Hoạt tải

Tuỳ theo từng tầng ta tra bảng chon dược hoạt tải tương ứng.

Bảng tính tải trọng tác dụng lên sàn