Đồ án Văn phòng viện dầu khí, phường Yên Hòa, quận Cầu Giấy, Hà Nội

MỤC LỤC

Mục lục ML-1

Lời nói đầu LNĐ-1

Chương 1: KIẾN TRÚC 1

1.1 Giới thiệu chung về công trình 1

1.1.1 Khu vực và địa điểm xây dựng 1

1.1.2 Quy mô và đặc điểm công trình 1

1.2 Điều kiện tự nhiên,kinh tế xã hội 3

1.2.1 Điều kiện khí hậu, thủy văn 3

1.2.2 Điều kiện địa chất 3

1.2.3 Điều kiện kinh tế xã hội 3

1.3 Giải pháp kiến trúc và kỹ thuật cho công trình 3

1.3.1 Giải pháp kiến trúc 3

1.3.2 Các giải pháp về kỹ thuật 4

1.3.2.1 Giải pháp thông gió, chiếu sáng 4

1.3.2.2 Giải pháp về giao thông 4

1.3.4.3 Giải pháp về điện nước và thông tin 4

1.3.2.4 Giải pháp phòng cháy chữa cháy 5

Chương 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 6

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu 6

2.1.1 Phân tích các dạng kết cấu khung 6

2.1.1.1 Hệ kết cấu khung 7

2.1.1.2 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng 7

2.1.1.3 Hệ kết cấu khung giằng 7

2.1.1.4 Hệ thống kết cấu đặc biệt 7

2.1.1.5 Hệ kết cấu hình ống 7

2.1.1.6 Hệ kết cấu hình hộp 8

2.1.2 Phương pháp lựa chọn 8

2.1.3 Kích thước sơ bộ của kết cấu và vật liệu 8

2.1.3.1 Cột 8

2.1.3.2 Bản sàn 9

2.1.3.3 Dầm 12

2.1.3.4 Vách 12

2.2 Tính toán tải trọng 12

2.2.1 Tĩnh tải 13

2.2.2 Hoạt tải 15

2.2.3 Tải trọng gió 16

2.2.3.1 Thành phần tải trọng gió tĩnh 17

2.2.3.2 Thành phần tải trọng gió động 17

2.2.4 Tải trọng động đất 20

2.2.5 Lập sơ đồ các trường hợp tải trọng 25

2.3.Tính toán nội lực cho công trình 25

2.3.1 Tính toán nội lực 25

2.3.1.1 Sơ đồ tính toán 25

2.3.1.2 Tải trọng 26

2.3.1.3 Phương pháp tính 26

2.3.1.4 Kiểm tra kết quả tính toán 26

2.3.2 Tổ hợp nội lực 27

2.3.3 Kết xuất nội lực 27

2.3.4 Mô hình kết cấu công trình 27

Chương 3: TÍNH TOÁN SÀN 37

3.1 Giới thiệu chung 37

3.2 Đánh giá vai trò ứng lực trước trong hệ thống sàn 37

3.3 Phương pháp tạo ứng lực trước trong sàn 38

3.4 Các phương pháp tính toán cấu kiện bê tông ứng lực trước 38

3.5 Số liệu tính toán 39

3.5.1 Vật liệu 39

3.5.2 Tiết diện các cấu kiện 39

3.5.3 Kiểm tra trọc thủng 39

3.6 Tính toán nội lực sàn 40

3.6.1 Sơ đồ các dải tính 40

3.6.2 phương pháp tính 40

3.6.3 Nội lực sàn 41

3.7 Tính toán cốt thép 42

3.7.1 Chọn cốt thép 42

3.7.2 Tính các tổn hao ứng suất 43

3.7.2.1 Do tính trùng ứng suất của cốt thép 43

3.7.2.2 Do chênh lệch nhiệt độ giữa cốt thép và thiết bị căng 43

3.7.2.3 Do sự biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm 44

3.7.2.4 Do sự ma sát của cốt thép với thành ống 44

3.7.2.5 Do từ biến của bê tông 45

3.7.26 Tổng tổn hao ứng suất 46

3.7.3 Tính cốt thép ứng lực trước cho sàn 46

3.7.3.1 Tính thép ứng lực trước theo điều kiện cường độ 47

3.7.3.2 Tính toán kiểm tra cường độ ở giai đoạn chế tạo 49

3.7.3.3 Tính toán thép ứng lực trước theo điều kiện biến dạng 50

3.7.4 Tính toán kiểm tra độ võng toàn phần của sàn 52

3.7.4.1 Xác định tải trọng 52

3.7.4.2 Xác định nội lực 52

3.7.3.3 Tính độ võng toàn sàn 53

Chương 4: TÍNH TOÁN DẦM 59

4.1 Cơ sở tính toán 59

4.1.1 Với tiết diện chịu mô men dương 59

4.1.2 Với tiết diện chịu mô men âm 60

4.1.3 Chọn và bố trí cốt thép 60

4.2 Tính toán cốt thép dầm bẹt trục C 60

4.2.1 Tính toán cốt dọc chịu lực 60

4.2.2 Tính toán cốt đai 61

Chương 5: TÍNH TOÁN CỘT 63

5.1 Cơ sở tính toán 63

5.1.1 Số liệu tính toán 63

5.1.2 Nội lực 63

5.2 Tính toán cốt thép cột 64

5.3 Tính cốt đai cột 68

Chương 6: TÍNH TOÁN CẦU THANG 70

6.1 Số liệu tính toán 70

6.1.1 Vật liệu 70

6.1.2 Sơ bộ kích thước các bộ phận 70

6.2 Tính toán bản thang 71

6.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản 71

6.2.2 Tính cốt thép bản 72

6.2.2.1 Sơ đồ tính 72

6.2.2.2 Tính toán nội lực bản thang theo sơ đồ khi thi công 72

6.2.2.3 Tính toán nội lực bản thang theo sơ đồ làm việc thực tế 73

6.2.2.4 Tính toán cốt thép cho bản thang 73

6.2.3.Tính toán chiếu nghỉ 75

6.2.3.1 Kích thước chiếu nghỉ 75

6.2.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 75

6.2.3.3 Sơ đồ tính 75

6.2.3.4 Tính toán nội lực với sơ đồ khi thi công 76

6.2.3.5 Tính toán nội lực với sơ đồ làm việc thực tế 76

6.2.3.6 Tính toán cốt thép 77

6.2.4 Tính toán chiếu tới 79

6.2.4.1 Kích thước chiếu tới 79

6.2.4.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới 79

6.2.4.3 Sơ đồ tính, nội lực 79

6.2.4.6 Tính toán cốt thép chiếu tới 80

6.3 Tính toán cốn thang 81

6.3.1 Tải trọng tác dụng lên dầm D3 81

6.3.2 Tính cốt thép 82

6.4 Tính toán dầm chiếu nghỉ 83

6.4.1 Lựa chọn kích thước dầm 83

6.4.2 Tải trọng và sơ đồ tính 83

6.4.3 Nội lực 84

6.4.4 Tính toán cốt thép 85

6.5 Tính dầm chiếu tới 87

6.5.1 Lựa chọn kích thước 87

6.5.2 Tải trọng và sơ đồ tính 87

6.5.3 Nội lực 88

6.5.4 Tính toán cốt thép 89

Chương 7:TÍNH TOÁN NỀN MÓNG 91

7.1 Số liệu địa chất 91

7.1.1 Địa tầng 91

7.1.2 Đặc tính xây dựng của các lớp đất 92

7.1.3 Đặc điểm địa chất thủy văn 94

7.2 Lựa chọn phương án móng 94

7.2.1 Móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn 94

7.2.2 Móng cọc khoan nhồi 95

7.2.3 Móng cọc Baret và tường chắn 95

7.3 Tính toán móng dưới cột C5 96

7.3.1 Các giả thiết tính toán 96

7.3.2 Vật liệu 96

7.3.3 Chọn và bố trí cốt thép cho cọc 96

7.3.4 Tính móng dưới cột C5 97

7.3.4.1 Tải trọng tính toán 97

7.4 Xác định sức chịu tải của cọc 98

7.4.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu 98

7.4.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 99

7.5 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 100

7.6 Kiểm tra móng 101

7.6.1 Sức chịu tải của cọc 101

7.6.2 Kiểm tra lún 102

7.6.3 Tính toán đài cọc 102

Chương 8: THI CÔNG PHẦN NGẦM 107

8.1 Thi công cọc 107

8.1.1 Sơ lược về loại cọc thi công và công nghệ thi công 107

8.1.1.1 Sơ lược về loại cọc thi công 107

8.1.1.2 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi 107

8.1.2 Biện pháp kĩ thuật thi công cọc 109

8.1.2.1 Công tác mặt bằng, vật liệu, thiết bị phục vụ thi công 109

8.1.2.2 Tính toán lựa chọn thiết bị thi công cọc 111

8.1.2.3 Quy trình công nghệ thi công cọc 113

8.1.2.4 Kiểm tra chất lượng, nghiệm thu cọc 117

8.1.2.5 Các sự cố khi thi công cọc khoan nhồi và cách giải quyết 120

8.2 Thi công nền móng và tầng hầm (biện pháp đào hở) 126

8.2.1 Yêu cầu của phương pháp thi công đào hở 126

8.2.1.1 Thiết bị phục vụ thi công 126

8.2.1.2 Vật liệu 127

8.2.2 Quy trình công nghệ thi công bằng phương pháp đào hở 127

8.2.3 Biện pháp kỹ thuật thi công theo phương pháp đào hở 128

8.2.3.1 Đào đất đến cốt -4,35 so với cốt 0.00 và thi công hàng neo đầu tiên ở cốt -3,85m so với cốt 0.00 128

8.2.3.2 Đào đất đến cốt -8,85m so với cốt 0.00 (Cốt đáy bê tông lót đài) và thi công hàng neo thứ hai ở cốt -8,35m 130

8.2.3.3 Đào đất đến cốt -13,65m so với cốt 0.00 (Cốt đáy bê tông lót đài) và thi công đài, giằng móng. 131

8.3 Thi công móng, giằng móng 132

8.3.1 Công tác chuẩn bị khi thi công đài móng 132

8.3.1.1 Giác móng 132

8.3.1.2 Đập bê tông đầu cọc 132

8.3.1.3 Thi công bê tông lót móng 132

8.3.2 Lựa chọn biện pháp thi công móng, giằng móng 135

8.3.3 Lựa chọn máy thi công 137

8.3.3.1 Chọn máy bơm bê tông 137

8.3.3.2 Chọn máy vận chuyển bê tông 138

8.3.3.3 Tính số xe vận chuyển bê tông 139

8.3.3.4 Chọn máy đầm 140

8.3.4 Công tác cốp pha móng, giằng móng 140

8.3.4.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với cốp pha 140

8.3.4.2 Các phương án cốp phá móng, giằng móng 140

8.3.4.3 Chọn cốp pha sử dụng cho công trình 142

8.3.5 Tính toán cốp pha móng 143

8.3.5.1 Tính toán cốp pha đài móng 143

8.3.5.2 Tính toán sườn ngang đỡ cốp pha móng 145

8.3.6 Tính toán cốp pha giằng móng 146

8.3.6.1 Tính toán cốp pha 146

8.3.6.2 Tính kích thước sườn đứng và khoảng cách sườn ngang 148

8.3.6.3 Tính kích thước sườn ngang 149

8.4 Công tác cốt thép và bê tông móng, giằng móng 149

8.4.1 Công tác cốt thép móng, giằng móng 149

8.4.1.1 Gia công cốt thép 149

8.4.1.2 Lắp dựng cốt thép 150

8.4.1.3 Kiểm tra và nghiệm thu cốt thép 150

8.4.2 Công tác bê tông móng, giằng móng 150

8.4.2.1 Đổ bê tông 150

8.4.2.2 Đầm bê tông 151

8.4.2.3 Tháo dỡ cốp pha 152

8.5 An toàn lao động khi thi công phần ngầm 153

8.5.1 Những sự cố thường xảy ra khi thi công dưới đất 153

8.5.2 An toàn lao động trong thi công đào đất tầng hầm 153

8.5.3 Vệ sinh môi trường 154

Chương 9: THI CÔNG PHẦN THÂN VÀ HOÀN THIỆN 155

9.1 Lập biện pháp kĩ thuật thi công phần thân 155

9.1.1 Phương án sử dụng cốp pha 155

9.1.2 Yêu cầu chung khi lắp dựng cốp pha cây chống 155

9.2 Tính toán ván khuôn, xà gồ, cột chống 156

9.2.1 Tính toán ván khuôn, xà gồ, cột chống cho sàn 156

9.2.1.1 Tính toán, kiểm tra ván khuôn sàn 156

9.2.1.2 Tính toán, kiểm tra xà gồ 158

9.2.1.3 Tính toán, kiểm tra cột chống 160

9.2.2 Tính toán ván khuôn, xà gồ, cột chống cho dầm 160

9.2.2.1 Tính toán ván đáy dầm 160

9.2.2.2 Tính toán ván thành dầm 162

9.2.2.3 Tính toán đà ngang đỡ dầm 163

9.2.2.4 Tính toán đà dọc đỡ dầm 164

9.2.2.5 Tính toán, kiểm tra khả năng chịu lưc cột chống đỡ dầm 165

9.2.3 Tính toán ván khuôn cột 165

9.2.3.1 Sơ đồ tính và tải trọng 166

9.2.3.2 Tính toán, kiểm tra ván khuôn cột 166

9.2.4 Tính toán ván khuôn vách 168

9.2.4.1 Tính toán ván khuôn và khoảng cách gông 168

9.2.4.2 Kiểm tra ván khuôn vách 168

9.2.4.3 Tính toán gông và khoảng cách bu lông 168

9.2.4.4 Kiểm tra đường kính bu lông 169

9.2.4.5 Lắp dựng ván khuôn vách 169

9.3 Lập bảng thống kê cốt thép, ván khuôn, bê tông phần thân 170

9.3.1 Khối lượng công tác bê tông 170

9.3.2 Khối lượng công tác ván khuôn 171

9.3.3 Khối lượng công tác bê tông cốt thép 171

9.4 Kĩ thuật thi công công tác ván khuôn, cốt thép, bê tông 171

9.4.1 Công tác trắc đạc và định vị công trình 171

9.4.2 Kĩ thuật thi công cột vách 171

9.4.2.1 Công tác cốt thép 171

9.4.2.2 Công tác ván khuôn 172

9.4.2.3 Công tác bê tông 173

9.4.3 Kĩ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối dầm, sàn 174

9.4.3.1 Chuẩn bị thiết bị 174

9.4.3.2 Chuẩn bị vật liệu 174

9.4.3.3 Biện pháp thi công và trình tự thi công 174

9.4.3.4 Biện pháp an toàn khi thi công sàn BT ƯLT 181

9.4.3.5 Công tác bảo dưỡng bê tông 181

9.4.3.6 Tháo dỡ ván khuôn 183

9.5 Chọn cần trục tháp và tính toán năng suất thi công 184

9.5.1 Tính toán các thông số 185

9.5.2 Tính toán năng suất của cần trục 186

9.6 Chọn vận thăng, máy bơm bê tông, máy dầm 187

9.6.1 Chọn vận thăng 187

9.6.2 Chọn máy bơm bê tông 187

9.6.3 Chọn máy đầm bêtông 189

9.6.4 Các máy và phương tiện phục vụ thi công khác 189

9.7 Kĩ thuật xây, trát, ốp lát, hoàn thiện 189

9.7.1 Công tác xây 189

9.7.1.1 Giới thiệu 189

9.7.1.2 Nguyên tắc xây 190

9.7.2 Công tác trát 191

9.7.2.1 Chuẩn bị mặt bằng trát 191

9.7.2.2 Vữa trát và phạm vi sử dụng 191

9.7.2.3 Phương pháp trát 192

9.8 An toàn lao động khi thi công phần thân và hoàn thiện 192

9.8.1 An toàn lao động trong công tác bê tông 192

9.8.1.1 Lắp dựng, tháo dỡ dàn giáo 193

9.8.1.2 Công tác gia công lắp dựng cốt pha 193

9.8.1.3 Bảo dưỡng bê tông 193

9.8.1.4 Tháo dỡ cốt pha 193

9.8.2 An toàn lao động trong công tác cốt thép 193

9.8.3 An toàn lao động trong công tác xây 194

9.8.4 An toàn lao động trong công tác hoàn thiện 194

Chương 10: TỔ CHỨC THI CÔNG 196

10.1 Lập tiến độ thi công 196

10.1.1 Vai trò, ý nghĩa của việc lập tiến độ thi công 196

10.1.2 Quy trình lập tiến độ thi công 196

10.1.3 Triển khai các phần việc cụ thể trong lập tiến độ thi công công trình 198

10.1.3.1Lập danh mục công việc 198

10.1.3.2 Xác định khối lượng công việc 198

10.1.3.3 Lập bảng tính toán tiến độ 199

10.1.3.4 Lập tiến độ ban đầu và điều chỉnh tiến độ 199

10.1.4 Thể hiện tiến độ 199

10.1.5 Đánh giá biểu đồ nhân lực 199

10.2 Thiết kế tổng mặt bằng xây dựng 200

10.2.1 Những vấn đề chung của công tác thiết kế tổng mặt bằng 200

10.2.2 Nội dung thiết kế tổng mặt bằng xây dựng 201

10.2.3 Định vị diện tích công trình xây dựng 201

10.2.4 Bố trí máy và thiết bị xây dựng 201

10.2.4.1 Cần trục tháp 201

10.2.4.2 Máy bơm bê tông, máy trộn vữa 201

10.2.4.3 Thăng tải, thang máy 201

10.2.5 Quy hoạch mạng lưới giao thông trên công trường 201

10.2.6 Bố trí kho bãi 202

10.2.7 Thiết kế nhà tạm 204

10.2.7.1 Tính toán dân số công trường 204

10.2.7.2 Tính diện tích nhà tạm 205

10.2.8 Thiết kế mạng lưới cấp điện công trường 205

10.2.8.1 Công suất tiêu thụ điện 205

10.2.8.2 Thiết kế mạng lưới điện 206

10.2.9 Thiết kế mạng lưới cấp và thoát nước công trường 209

10.2.10 An toàn lao động và vệ sinh môi trường 210

10.2.10.1 An toàn lao động trong thi công cọc 211

10.2.10.2 An toàn lao động trong thi công đào đất 211

10.2.10.3 An toàn lao động trong công tác bê tông, bê tông cốt thép 212

10.2.10.4 An toàn lao động trong công tác xây và hoàn thiện 214

10.2.10.5 Vệ sinh môi trường 215

Chương 11: LẬP DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH 217

11.1 Cơ sở lập dự toán 217

11.2 Dự toán phần móng dưới cột C5 – Đài ĐC2 218

Chương 12: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 225

12.1 Kết luận 225

12.2 Kiến nghị 225

12.2.1 Sơ đồ tính và chương trình tính 225

12.2.2 Kết cấu móng 225

Phụ lục: 227

Phụ lục 1: Hoạt tải sàn tầng hầm 1 227

Phụ lục 2: Hoạt tải sàn tầng 1 227

Phụ lục 3: Hoạt tải sàn tầng 2 228

Phụ lục 4: Hoạt tải sàn tầng 3 228

Phụ lục 5: Hoạt tải sàn tầng 4 229

Phụ lục 6: Hoạt tải sàn tầng 5 230

Phụ lục 7: Hoạt tải sàn tầng 6 231

Phụ lục 8: Hoạt tải sàn tầng 7 – 15 231

Phụ lục 9: Hoạt tải sàn tầng KT 232

Phụ lục 10: Hoạt tải sàn tum 232

Phụ lục 11: Tải trọng gió tĩnh tác dụng lên công trình theo phương OX,OY 233

Phụ lục 12: Giá trị gió động X1 234

Phụ lục 13: Giá trị gió động X2 236

Phụ lục 14: Giá trị gió động Y1 238

Phụ lục 15: Giá trị gió động Y2 240

Phụ lục 16: Bảng tổng hợp gió 242

Phụ lục 17: Lực động đất X1 242

Phụ lục 18: Lực động đất X2 243

Phụ lục 19: Lực động đất Y1 243

Phụ lục 20: Lực động đất Y2 244

Phụ lục 21: Nội lực cột C2 (C38), tầng hầm 1 245

Phụ lục 22: Nội lực cột C3 (C62), tầng hầm 1 247

Phụ lục 23: Nội lực cột C5 (C72), tầng hầm 1 249

Phụ lục 24: Nội lực cột C6 (C67), tầng hầm 1 251

Phụ lục 25: Nội lực cột C7 (C64), tầng hầm 1 253

Phụ lục 26: Lực phân bố do căng cáp tác dụng lên các ô bản 256

Phụ lục 27: Kết quả chuyển vị của các nút trên sàn tầng 7 257

Phụ lục 28: Kết quả tính thép cột C3 262

Phụ lục 29: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb1 262

Phụ lục 30: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb2 max 263

Phụ lục 31: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb2 min 263

Phụ lục 32: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb3 max 264

Phụ lục 33: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb3 min 264

Phụ lục 34: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb4 max 265

Phụ lục 35: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb4 min 265

Phụ lục 36: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb5 max 266

Phụ lục 37: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb5 min 266

Phụ lục 38: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb6 max 267

Phụ lục 39: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb6 min 267

Phụ lục 40: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb7 max 268

Phụ lục 41: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb7 min 268

Phụ lục 42: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb8 max 269

Phụ lục 43: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb8 min 269

Phụ lục 44: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb9 max 270

Phụ lục 45: Nội lực tính móng ĐC2 – Comb9 min 270

Phụ lục 46: Nội lực sàn 271

Phụ lục 47: Khối lượng công việc 281

Tài liệu tham khảo TLTK-1

Bản vẽ

Mặt bằng tổng thể KT-01

Mặt bằng tầng hầm 1, tầng 5 KT-02

Mặt bằng mái, tầng điển hình KT-03

Mặt cắt B - B KT-04

Mặt cắt A - A . KT-05

Kết cấu sàn ứng lực trước KC-01

Cốt thép dầm khung trục C KC-02

Cốt thép cột khung trục C KC-03

Kết cấu cầu thang bộ KC-04

Mặt bằng kết cấu móng KC-05

Kết cấu đài móng ĐC2 KC-06

Thi công cọc khoan nhồi TC-01

Thi công đào đất TC-02

Thi công phần thân TC-03

Tiến độ thi công TC-04

Tổng mặt bằng xây dựng TC-05

Bảng tổng hợp kinh phí hạng mục THKP - 01

 

 

 

 

 

 

doc22 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 01/04/2013 | Lượt xem: 1285 | Lượt tải: 19download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Văn phòng viện dầu khí, phường Yên Hòa, quận Cầu Giấy, Hà Nội, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
các khẩu độ lớn; - Có khả năng khống chế sự hình thành vết nứt và độ võng; - Tiết kiệm được vật liệu bê tông và thép do việc sử dụng vật liệu cường độ cao. Mặc dù có những ưu điểm trên, nhưng do nhiều sự hạn chế ở nước ta về điều kiện thiết bị, điều kiện thi công, qui trình tính toán… nên kết cấu bê tông ứng lực trước gần như vắng bóng trong các công trình xây dựng dân dựng nói chung và kết cấu nhà cửa nói riêng. Trong khi đó thì ở các nước có nền khoa học công nghệ phát triển, hơn 75% tổng số khối lượng kết cấu ứng lực trước được dùng vào công trình nhà như ở Mỹ và Aủstralia, còn ở châu Âu thì tỷ lệ này chiếm khoảng 65%. Từ đầu những năm 1990 trở lại đây, trước yêu cầu xây dựng nhà nhiều tầng, nhà nhịp lớn tăng mạnh và do công nghệ nước ngoài được đưa vào nhiều hơn theo cùng với vốn đầu tư nước ngoài, công nghệ ứng lực trước đã bắt đầu được dùng trong kết cấu nhà cửa ở Việt Nam chủ yếu là trong thời kỳ đầu, công nghệ này đều do các hàng nước ngoài thực hiện trực tiếp hoặc hỗ trợ kỹ thuật (công trình nhà văn phòng cho thuê 63-65 Lý Thái Tổ - Hà Nội, Lake View Hotel – Hà Nội…) và họ đã sử dụng nó như một điều kiện lợi thế để cạnh tranh với các đơn vị xây dựng Việt Nam. Vì vậy, vài năm gần đây, các nhà chuyên môn trong nước đã và đang cố gắng thiết lập một quy trình ứng dụng công nghệ ứng lực trước (thiết kế, thi công…) thông qua một số dự án nghiên cứu khoa học hoặc công trình xây dựng thí điểm như: Nhà điều hành Đại học Quốc gia, Trung tâm thương mại Kim Liên… Đánh giá vai trò ứng lực trước trong hệ thống sàn Sở dĩ hệ thống sàn thường được quan tâm đến nhiều nhất khi áp dụng công nghệ ứng lực trước là do: đó là bộ phận kết cấu có chi phí đáng kể nhất, chiếm không dưới 50% tổng chi phí kết cấu toàn nhà tính trên một đơn vị diện tích sàn. Việc sử dụng bê tông cốt thép ứng lực trước sẽ tác động thuận lợi vào giá thành công trình theo hai hướng: - Thứ nhất, trọng lượng bản thân sàn được giảm nhẹ. Bề dày sàn ứng lực trước giảm xuống còn khoảng (65 - 80%) bề dày của sàn bê tông cốt thép bình thường với cùng kích thước nhịp và điều kiện tảI trọng. Khối lượng cốt thép cũng được giảm mạnh nhưng bù vào đó giá thành thép cường độ cao rất lớn ( gấp 3-4 lần thép xây dựng bình thường) nên chi phí về cốt thép không thay đổi bao nhiêu. Tuy vậy, việc giảm trọng lượng bản thân sàn sẽ kéo theo việc giảm khối lượng vật tư cho nhiều kết cấu khác như cột, tường, móng… và đảm bảo có lợi cho kết cấu nhà ở vùng chịu động đất do lực ngang quán tính giảm cùng với khối lượng sàn. - Thứ hai, tiến độ thi công sàn nhanh, do sử dụng bê tông mác cao kết hợp với phụ gia. Một số công trình đã được xây dựng cho thấy tiến độ thi công trung bình 7 - 10 ngày/tầng cho diện tích xây dựng 400 - 500 m2/ sàn. Công tác ván khuôn khá đơn giản nhất là đối với loại sàn không dầm, được dùng chủ yếu trong các công trình nhà nhiều tầng có sàn ứng lực trước. - Ngoài ra, việc mở rộng lưới cột, giảm chiều cao tầng nhà và các thiết bị, phụ kiện phục vụ cho việc gây ứng lực trước ngày càng được hoàn thiện, gọn nhẹ và hiệu quả, cũng đóng góp phần quan trọng vào sự thành công của sàn bê tông ứng lực trước. Phương pháp tạo ứng lực trước trong sàn Các sàn bê tông ứng lực trước ở Việt Nam hiện nay đều dùng phương pháp căng sau có hoặc không dính kết. Sau khi ván khuôn sàn được lắp dựng và kiểm tra theo đúng vị trí thiết kế, người ta tiến hành đặt cốt thép thường và cốt thép ứng lực trước cũng như các thiết bị neo. Để dảm bảo cho các cáp ứng lực trước phát huy tốt khả năng chịu lực, chúng được bố trí theo các đường tảI cáp định trước trên mặt bằng và trên mặt cắt sàn. Các phương pháp tính toán cấu kiện bê tông ứng lực trước Cấu kiện bê tông ƯLT được tính toán dựa trên ba quan niệm cơ bản sau đây: - Quan niệm thư nhất: ƯLT biến đổi bê tông thành một vật liệu đàn hồi. Quan niệm này coi bê tông ƯLT như vật liệu đàn hồi và tính toán theo lý thuyết đàn hồi. (Tính toán theo ứng suất cho phép). - Quan niệm thứ hai: ƯLT cho sự kết hợp của thép cường độ cao với bê tông. Quan niệm này coi bê tông ƯLT như BTCT và tính toán theo các trạng thái giới hạn.(Tính toán theo cường độ). - Quan niệm thứ ba: ƯLT nhằm đạt được cân bằng tải trọng. Quan niệm này coi ƯLT như một thành phần để cân bằng với một thành phần tảI trọng trên cấu kiện.(Tính toán theo phương pháp cân bằng tải trọng). Hiện nay, cả ba phương pháp tính toán đã trình bày ở trên được sử dụng cho bê tông ƯLT. Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng của nó. Việc lựa chọn quan niệm nào dùng để tính toán phụ thuộc vào hoàn cảnh và làm sao cho đơn giản hoá phân tích và thiết kế. Tuy nhiên, đối với hai phương pháp thiết kế đàn hồi và phương pháp thiết kế giới hạn, nếu một phương pháp được sử dụng trong thiết kế thì phương pháp kia được áp dụng để kiểm tra. Nếu phương pháp tính toán theo lý thuyết đàn hồi được sử dụng trong thiết kế thì cần phải kiểm tra cường độ giới hạn của tiết diện để tìm ra liệu cấu kiện có đủ cường độ chịu quá tải hay không. Nếu phương pháp tính toán theo giới hạn được sử dụng trong thiết kế thì phương pháp tính toán theo lý thuyết đàn hồi được áp dụng để xác định liệu tiết diện có chịu quá ứng suất dưới một trường hợp xác định của tải trọng. Số liệu tính toán Vật liệu Bêtông sử dụng loại cấp độ bền B25 có : Cốt thép ứng lực trước sử dụng loại cáp không dính kết T15, loại 1860 MPa, có các thông số: Diện tích tiết diện: As = 140 mm2 Đường kính ống ghen: D = 15,24 mm Đường kính vỏ: Dv = 20 mm Modul đàn hồi: Eps = 2.105 MPa = 2000 kN/mm2 Giới hạn bền của cáp: fpu = 1860 MPa = 1,86 kN/mm2 Thép thường CII: fy = 300MPa = 0,3 kN/mm2 Tiết diện các cấu kiện Chiều dày sàn: hs = 250 mm Kích thước cột r = 800 mm; r = 700 mm Kích thước dầm 2500x450 (mm) Kiểm tra chọc thủng Để kiểm tra điều kiện chọc thủng cho sàn ta kiểm tra tại vị trí nguy hiểm nhất. Do vậy ta kiểm tra cho sàn đặt trên cột C-5 ( là giao của trục C và trục 5). Kích thước cột: r = 800 mm Giá trị tải trọng tại vị trí cột C-5 như sau: Tĩnh tải: gtc = 6,74 kN/m2, gtt = 7,6 kN/m2. Hoạt tải: ptc = 1,4 kN/m2, ptt = 1,7 kN/m2. + Lực chọc thủng tính toán theo công thức sau: Pchọc thủng = (q + g).(l1 x l2- ( ac+ bc + 2 x h0 )2 ) (3-1) Trong đó: l1 x l2 là kích thước lưới cột l1 = 9 m ; l2 = 9 m ac , bc là kích thước mũ cột g, q là tĩnh tải, hoạt tải tác dụng lên sàn (kN/ m2) + Lực chống chọc thủng là: Pchống thủng = 0,75.Rbt.btb.h0. (3-2) Với: btb= 2.(ac + bc + 2h0 ) (3-3) Trong đó: ac , bc là kích thước cột đỡ sàn h0 = hs - a = 25 - 2 = 23 cm hs : chiều dày sàn a: khoảng cách từ mép trên sàn tới trọng tâm cốt thép chịu kéo. Chọn a = 2 cm. btb= 2 x ( 160 +160+ 2 x 23) = 732 cm. Vậy: Lực chọc thủng là: Pchọc thủng = (7,6+1,7 ).(9x9 - (1,6 + 1,6 + 2 x 0,2)2) = 632,8 (kN ). Bê tông chọn cấp độ bền B25 có Rbt = 1,05 MPa Lực chống chọc thủng: Pchống thủng = 0,75. 1,05.7320.230/1000 = 1326 (kN ) Pchống thủng > Pchọc thủng . Vậy sàn đảm bảo điều kiện chống chọc thủng khi không có ứng lực. Tính toán nội lực sàn Sơ đồ các dải tính Bản sàn được chia thành các dải trên cột và dải giữa nhịp, kích thước như sau: Dải trên cột trục giữa: bề rộng b = 1/2 (l1 + l2) Dải trên cột trục biên: bề rộng b= 1/4l Dải giữa nhịp: bề rộng b = 1/2l Phương pháp tính Sử dụng phần mềm Etabs V 9.7 cho bài toán không gian với các trường hợp tải trọng đã nêu ở phần tải trọng và tác động. Sau khi chạy nội lực trong Etabs ta kết hợp với phần mềm Safe để lấy nội lực của các dải bản.Tuy nhiên để tính thép thì chỉ cần lấy nội lực tại một số vị trí cần thiết. Chẳng hạn khi tính thép trên gối của dải cột , dải giữa nhịp thì cần lấy mô men âm có trị tuyệt đối lớn nhất (Mmin), khi tính thép ở nhịp của dải trên cột , dải giữa nhịp thì cần lấy giá trị mô men dương lớn nhất (Mmax). Hình 3-1: Sơ đồ tính toàn sàn Nội lực sàn Để đơn giản tính toán và thi công, đồng thời thiên về an toàn ta chỉ tính cốt thép ứng lực trước cho các dải bản trên cột và dải giữa nhịp có nội lực lớn, nguy hiểm nhất theo cả hai phương Từ nội lực của sàn ta rút ra nhận xét: + Đối với các dải trên cột dải bản qua trục C và qua trục 4 là hai dải bản theo 2 phương có nội lực lớn nhất. + Đối với các dải bản giữa nhịp thì dải bản giữa trục 4 - 5 và giữa trục C - D là hai dải bản theo có nội lực lớn nhất. + Do tính đối xứng nên chỉ xét dải trục C và giữa trục C - D Kết quả Nội lực được lấy từ phần mềm Safe V12 Mmin = - 262 kNm ( Dải MSA7 ) Mmax = 190 kNm ( Dải MSA6 ) Sau khi tổ hợp nội lực ta có biểu đồ mômen của các dải như sau: Hình 3-2: Biểu đồ mômen dải sàn trên cột trục C (kNm) – ComB1 Tính toán côt thép Chọn cốt thép Chọn thép cường độ cao T15 được bện thành bó, mỗi bó có 7 sợi, đường kính các sợi thép F5. Diện tích tiết diện: As = 140 mm2 Đường kính ống ghen: D = 15,24 mm Đường kính vỏ: Dv = 20 mm Modul đàn hồi: Eps = 2x105 MPa = 2000 kN/mm2 Giới hạn bền của cáp: fpu = 1860 MPa = 1,86 kN/mm2 Do sàn có bề dày h = 25 cm nên dự kiến chỉ đặt một lớp thép ứng lực trước, quỹ đạo thép uốn theo biểu đồ mômen của các dải (Hình 3-2). Thép thường CII: fy = 300MPa = 0,3 kN/mm2 Bêtông sử dụng loại cấp độ bền B25 có : Hàm lượng cốt thép thường trong Kết cấu sàn ứng lực trước được bố trí nhằm đảm bảo khả năng chống nứt và khả năng chịu lực của Kết cấu. Do thép ứng lực được căng sau và căng trong ống gen (công nghệ không bám dính) nên cốt thép thường trong bản chọn với hàm lượng không ít hơn 0,002A (A: diện tích tiết diện). Mặt khác cốt thép thường chọn loại có đường kính d ³ 12 mm, khoảng cách không lớn hơn 2.h hoặc 30 cm. Ta thấy với sàn đang tính có Với sàn không dầm, cốt thép thường phải đặt 2 lớp; chọn thép CII F12a375. Ta có diện tích chọn: > Vậy ta đặt thép thường theo cấu tạo: F 12a375. Tính các tổn hao ứng suất Trong quá trình làm việc, do rất nhiều nguyên nhân mà ứng suất trong cốt thép bị giảm đi (thậm chí bị triệt tiêu và hiệu quả của ứng lực trước hoàn toàn biến mất). Do đó việc đánh giá đầy đủ và chính xác các nguyên nhân gây ra hao tổn ứng suất trong cốt thép ứng lực trước là vấn đề hết sức quan trọng đối với việc thiết kế KCBT ứng lực trước. Căn cứ vào nguyên nhân gây hao tổn ứng suất, người ta chia ứng suất hao trong cốt thép ứng lực trước ra làm tám loại cơ bản sau: Do tính chùng ứng suất của cốt thép: sch Khi căng bằng phương pháp cơ học, ứng suất hao được tính bằng công thức sau (đối với thép sợi cường độ cao): (3-4) Trong đó ssp là trị số ứng suất trước giới hạn trong thép kéo căng, trị số này chọn theo chỉ dẫn 4.1( Kết cấu bê tông ứng lực trước căng sau trong nhà nhiều tầng – PGS.TS Lê Thanh Huấn làm chủ biên). Trị số giới hạn ứng suất trước trong cốt thép căng ssp được quy định như sau : 0,2.Rsn + P £ s0 £ 0,8.Rsn – P (3-5) Trong đó : RHC : Là cường độ tiêu chuẩn của thép cường độ cao T15. P : Độ chênh lệch cho phép lấy bằng 0,05.ssp Þ 0,21.Rsn £ ssp £ 0,762.Rsn ssp £ 0,762.Rsn = 0,762.1680 = 1280,16 (MPa). Þ Chọn ssp = 1250 (MPa). Ta có: (MPa) Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa cốt thép và thiết bị căng: snh ứng suất hao snh xảy ra khi bê tông đông cứng trong điều kiện được dưỡng hộ nhiệt. Do công trình thi công trong điều kiện bình thường nên snh = 0. Do sự biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm: sneo Khi đóng neo xuất hiện lực trượt nhẹ, các tấm đệm ép sát vào kết cấu trước khi neo chốt chặt, sự trượt này làm giảm ứng suất trong cáp căng. (3-6) Trong đó: L - chiều dài của cốt thép căng, mm. Trong phương pháp căng sau thì L là chiều dài đoạn thép trong cấu kiện. Để thiên về an toàn ta tính hao tổn sneo lớn nhất trong các đoạn thép bằng cách chọn L = Lmin; Lmin là đoạn thép ngắn nhất trong các đoạn thép ứng suất trước. Với các đoạn có chiều dài L30m thì căng thép ở hai đầu. Với đoạn có Lmin = 6,6 m nên căng cáp ở một đầu neo. l: tổng số biến dạng của bản thân neo, của khe hở tại neo, của sự ép sát các tấm đệm; l lấy theo số hiệu thực nghiệm. Do chưa có số liệu thực nghiệm lấy l = 2mm cho mỗi đầu neo; Esp = 2.104 kN/cm2 là môđun đàn hồi thép T15. Ta có: Do sự ma sát của cốt thép với thành ống: sms Trong phương pháp căng sau, sms được tính theo công thức: (3-7) Trong đó: e = 2,7183 là cơ số logarit tự nhiên. d,w: Hệ số xác định theo bảng 3.2 Do cốt thép đặt trong ống nhựa, ống với bề mặt bê tông là bó sợi tạo nên lõi mềm, nên theo bảng 3.2 ta có: w = 0,0015; d = 0,05. : chiều dài đoạn ống (m) kể từ thiết bị căng gần nhất tới tiết diện tính toán; Do ứng suất hao tổn tính trên toàn sợi cáp nên để thiên về an toàn ta tính cho sợi dài nhất có Lmax = 41 m > 30 m , cáp căng hai đầu nên hao tổn chỉ tính đến giữa nhịp, ta có = 41/2 = 20,5 m. q (rad): tổng số góc quay của trục cốt thép từ đầu đến giữa quỹ đạo. Có thể đo trực tiếp bằng thước tỷ lệ hoặc tính gần đúng bằng cách sau: Coi các đoạn cáp uốn cong là cạnh huyền của các tam giác tương ứng. Ta có :q =q1 + q2 + q3 + 2.q3 + 2.q3 + q6 Trong đó: qI là góc xoay của trục cốt thép (Xem quỹ đạo căng thép ƯLT). Cáp ứng lực trước được căng theo cả hai phương, lớp song song theo phương các trục B-F đặt dưới, lớp song song theo phương các trục 3-7 đặt trên, giả thiết lớp bảo vệ ống cáp phía trên (phía ngoài) là 30mm (trong đó đường kính thép thường lớp trên là 12mm, chiều dày lớp bảo vệ thép thường là abv=18mm). Khoảng cách lớn nhất từ trục cáp đến trục trung hoà của dải sàn: - Đối với lớp cáp nằm dưới (song song trục B-F): +Tại gối tựa: e1 = = 65 (mm) = 6,5 (cm). +Tại giữa nhịp: e2 = = 85 (mm) = 8,5 (cm). - Đối với lớp cáp nằm trên (song song trục 3-7): +Tại gối tựa: e1 = = 85 (mm) = 8,5 (cm). +Tại giữa nhịp: e2 = = 65 mm = 6,5 (cm). Dựa vào sơ đồ ta có giá trị các góc xoay sau: q1 = tgq1 = =0,02 rad; q2 = tgq2 = =0,01111 rad; q3 = tgq3 = =0,01555 rad; q4 = tgq4 = =0,02222 rad; q5 = tgq5 = =0,03111 rad; q6 = tgq3 = =0,02 rad; Vậy có: q = 0,02 + 0,01111 + 0,01555 + 2.0,02222 + 2.0,03111 + 0,02 = 0,173 rad. Ta có: Do từ biến của bê tông: stb Xảy ra sau một quá trình chịu nén lâu dài; đối với bê tông nặng: (3-8) Trong đó: k = 1 đối với bê tông đông cứng tự nhiên. R0 : cường độ khối vuông của bê tông lúc truyền ứng lực (buông cốt thép). sbH: ứng sức nén trước trong bê tông ở ngang mức trọng tâm của cốt thép kéo căng; tính sbH có kể đến các ứng suất hao đã có: sch, snh, sneo, sms. Trong trường hợp sử dụng phương pháp căng sau, ứng suất trước gây nén lệch tâm trong bê tông và ứng suất nén giảm khi có ngoại lực tác dụng. Ta chọn được sơ bộ: = 0,65 > 0,6 Do đó : stb = 400.1.( 0,65 - 0,3 ) = 140 ( MPa). Tổng tổn hao ứng suất + Hao tổn trong quá trình chế tạo: sh1 = sneo + sms = 60 + 52,96 = 112,96 (MPa). + Hao tổn trong quá trình sử dụng: sh2 = sch +stb = 79,61 + 140 = 219,61 (MPa). Tổng hao tổn ứng suất : sh = sh1 + sh2 = 112,96 + 219,61 = 332,57 (MPa). Tính thép ứng lực trước cho sàn Dựa vào biểu đồ nội lực tại các giải nguy hiểm nhất ta nhận thấy: để đơn giản tính toán và thi công, đồng thời thiên về an toàn thì chỉ cần tính cốt thép ứng lực trước cho các tiết diện trên gối và giữa nhịp. Đối với các dải trên cột và dải giữa nhịp ta thấy mô men lớn nhất theo cả hai phương có giá trị xấp xỉ gần bằng nhau nên ta chỉ tính thép cho phương có nội lực lớn nhất. Cụ thể chỉ cần tính thép cho các mặt cắt sau: + Mặt cắt chọn tính thép cho dải trên cột có: Mmin = 262 kNm + Mặt cắt chọn tính thép cho dải giữa nhịp có Mmax = 190 kNm Do tính chất của thép ứng lực trước kéo dài suốt cả dải nên cốt thép được tính chọn theo nội lực lớn nhất và đặt theo cả hai phương. Hình 3-3. Sơ đồ căng cáp ứng lực trước dọc trục Tính thép ứng lực trước theo điều kiện cường độ Điều kiện cường độ của cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn (xem sơ đồ): M£ Rb.b.x.(ho – 0,5.x) + Rs’.As’.(ho – a’) (3-9) Rb.b.x = Rs.As + Rsp.Asp – Rs’.As’ (3-9) Do cốt thép thường đặt đối xứng F12a375 nên có As = As’= 13,56 cm2 Thép CII có Rs = Rs’=280 MPa Vậy chiều cao vùng nén: Rb.b.x = Rsp.Asp Theo trên chọn lớp bảo vệ cốt thép thường là abv = 1,8 cm; vậy: a = a’ = 1,8+ = 2,4 cm; Do có hai lớp xen kẽ nhau nên: asp =1,8+1,2+= 4 cm và h0 = 25 – 4 =21 cm (khi thép ƯLT đặt trên) Và asp =1,8+1,2+2+= 6 cm và h0 = 25 – 6 =19 cm (khi thép ƯLT đặt dưới). Hệ số hạn chế chiều cao vùng nén: (3-10) trong đó: w - đặc trưng của miền bêtông chịu nén. w = d – 0,008.Rb = 0,85 – 0,008.14,5 = 0,734 (d = 0,85 với bêtông nặng). ssR – ứng suất trong cốt thép; ssR = RS + 400 - ssp Giá trị ssp được xác định với hệ số và kể đến các hao tổn ứng suất. ssp = 0,9.(1250 - 332,57) = 826 (MPa) Ta có: ssR = 1400 + 400 – 826 = 974 (MPa) Vậy: Tiết diện tính toán có b´h =450´22 cm. Sơ bộ chọn 13 bó cáp T15, mỗi bó 7 sợi F5, khoảng cách các bó là a = 375 mm; Để thiên và an toàn ta tính cáp cho lớp đặt dưới, tại vị trí trên cột thì bó này có chiều cao làm việc nhỏ hơn Ta có : Asp = 13´7´3,14´= 16,49 cm2. Điều kiện chiều cao vùng nén: Rbbx = Rsp.Asp x = = = 3,54 cm < xRh0 = 0,4´23 = 9,2 cm : Thoả mãn. Điều kiện cường độ: M £ Rnbx(ho – 0,5x) + Ra’As’(ho – a’) VP = 145´450´3,54´(23 - 0,5´3,54) + 2800´13,56´(16 – 2,4) = 3932373 (Kg.cm) = 39,33 (T.m) VT = M = 26,2 (T.m) Nhận thấy VT < VP nên điều kiện cường độ thoả mãn. Tính toán kiểm tra cường độ ở giai đoạn chế tạo Coi bê tông và cốt thép như 1 thể thống nhất, tính toán bêtông và cốt thép trong giai đoạn đàn hồi. Khi buông cốt thép ứng lực trước thì bê tông bị nén lại, ta phải kiểm tra khả năng chịu nén của bê tông khi chưa chịu tải trọng (chưa dỡ ván khuôn). Xét tiết diện của sàn b´h = 450´25 cm, tính toán sàn như 1 một cấu kiện chịu nén lệch tâm với lực gây nén có độ lớn như sau: (3-11) Trong đó: : Diện tích tiết diện của cáp cường độ cao. : giá trị ứng suất trong cáp, lấy giá trị ứng lực trước ngay sau khi chế tạo, có kể đến các hao tổn trong quá trình chế tạo: Ta có: (MPa) Thay số: N0 = 1137,04 ´16,49 = 187500 (Kg)=187,5 (T) + Tính toán ứng suất trong sàn: trong đó: esp = = = 6,5 (cm) J = = 399300 (cm4): mômen quán tính của tiết diện A = b.h = 450´25 = 9900 (cm2): diện tích của tiết diện. (kG/cm2) < R0 = 94,3 (kG/cm2) (kG/cm2) Với R0 : cường độ khối vuông của bê tông lúc truyền ứng lực (buông cốt thép), lấy Ro bằng 0,65 cường độ mác bêtông đang sử dụng: Ro = 0,65´145= 94,3 (kG/cm2). + Khi bê tông đạt 75% cường độ thì : 0,75´R0 = 0,75´94,3 =70,69 (kG/cm2) > (kG/cm2). Vậy khi bê tông đạt 75% cường độ ta có thể tiến hành căng ứng lực trước. Tính toán thép ứng lực trước theo điều kiện biến dạng Kết cấu sàn của công trình được tính theo yêu cầu không xuất hiện vết nứt. Giá trị nội lực kiểm tra khả năng chống nứt là giá trị tiêu chuẩn: Mtc = 25,4 (T.m). Khả năng chống nứt theo tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu uỗn xác định theo công thức: Mcrc = Rbt,ser.Wpl + Mrp (3-12) Trong đó: Rbt,ser : Khả năng chịu kéo của bêtông khi tính theo trạng tháI giới hạn 2, với bêtông cấp độ bền B25 có Rbt,ser = 16,0 (kG/cm2). Wpl : Mômen kháng chống nứt của tiết diện tương đương đối với mép chịu kéo. Mrp : Mômen do ứng lực trước No gây ra lấy đối với trục đi qua đỉnh lõi nằm xa nhất so với vùng bêtông chịu kéo cần kiểm tra chống nứt. M1 = No.(eo1 + r1) (3-13) r1 : khoảng cách từ đỉnh lõi nói trên tới trọng tâm tiết diện tương đương. eo1: độ lệch tâm của lực No lấy đối với trọng tâm tiết diện tương đương. Giá trị Wpl xác định theo công thức: Wpl = (3-14) Trong đó: - Mômen quán tính của tiết diện bêtông vùng nén, của cốt thép As và A’S lấy đối với trục trung hoà. Sk – Mômen tĩnh của diện tích vùng bêtông chịu kéo lấy đối với trục trung hoà. xo = 3,54 cm – chiều cao của vùng nén khi chưa xuất hiện vết nứt. Vị trí trục trung hoà được xác định từ điều kiện bằng không của mômen tĩnh của tiết diện tương đương: Sb + n.Ss’ – n.Ss – 0,5.(h - xo).Ak = 0 (3-15) Trong đó: n – hệ số quy đổi diện tích của cốt thép ra bêtông. n = = = 7. Ea, Eb : môđun đàn hồi của thép thường và của bêtông. Sb, Sa và Sa, - mômen tĩnh của diện tích bêtông vùng nén, của diện tích cốt thép Aa và A’s lấy đối với trục trung hoà. Ak : diện tích bêtông vùng kéo. Gọi l1, l2 (cm) là khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén và chịu kéo ngoài cùng. Ta có: Sb = b.xo.(l1 - ) (cm3) Ss = As.(l2 - a) = As.( h- l1 - a) (cm3) SS’ = A’s.(l1 - a) (cm3) Ak = (h - xo).b (cm2) Thay vào trên ta có: bxo(l1 - ) + dA’s´(l1 - a) – d´As´( h - l1 - a) - b´(h - xo)´(h - l1 - ) = 0 Û 450´3,54´(l1 - ) + 7´13,56´(l1 – 2,4) –7´13,56´(22 - l1 – 2,4) – 450´(25 – 3,54)´(25 – l1 - ) = 0 Û l1 = l2 = 11 cm Như vậy trục trung hoà của tiết diện tương đương trùng với trục trung hoà của tiết diện bêtông. Vậy có: Is = I’s = As´Zs2 = 13,56´(11– 2,4)2 = 1254 cm4. Ib = ´450´3,543 + 450´3,54´(11 - )= 137378 cm4. Sk = Ak´Zk = (h - xo)´b´(l2 - ) = (25 – 3,54)´450´(11- ) = 14703 cm3. Giá trị Wpl xác định như sau: Wpl = = 31489 cm3. Giá trị mômen do ứng lực trước No gây ra (có kể đến các tổn hao ứng suất), lấy đối với trục đi qua đỉnh lõi nằm xa nhất so với vùng bêtông chịu kéo cần kiểm tra chống nứt. Mrp = No.(eo1 + r1) (3-16) Với : r1 = l1 – a = 11– 2,4 = 8,6 cm eo1 = l2 – asp = 11– 6,0 = 5 cm No = Asp´sothực tế = Asp´(ssp - sh) = 16,49´(12500 - 3325,7) =151284 (Kg) Thay số: Mrp = No´(eo1 + r1) = 151284´(5 + 8,6) = 2057462 (Kgcm) Khả năng chống nứt theo tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu uỗn: Mcrc = Rbt,ser.Wpl + Mrp = 16´31489 + 2057462= 2561286 (Kgcm) Ta nhận thấy: Mcrc = 25,61 (Tm) > Mtc = 25,4 (Tm) KL: Cấu kiện đảm bảo khả năng chống nứt. Vậy các dải trên cột chọn 13 bó cáp T15, mỗi bó gồm 7 sợi F5, khoảng cách a =375 mm. Tính toán kiểm tra độ võng toàn phần của sàn Xác định tải trọng Sàn có nhiều dải bản có kích thước khác nhau, khi kiểm tra để thiên về an toàn ta lấy kích thước dải bản lớn nhất. - Kích thước dải bản : bxh = 450 x 25 (cm) - Tĩnh tải: gtc = 674 Kg/m2, gtt = 760 Kg/m2. - Hoạt tải: ptc = 140 Kg/m2, ptt = 170 Kg/m2. (phần dài hạn của hoạt tải là: 30 Kg/m2). - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài hạn: gtcdh = 674 + 30 = 704 Kg/m2 - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng ngắn hạn: Ptcngh = 140 – 30 = 110 Kg/m2 - Các tính toán không kể đến tải trọng gió, động đất. - Với dải bản rộng b = 4,5 m ta có tải trọng phân bố theo chiều dài: qtcdh = 704 x 4,5 = 3168 Kg/m qtcngh = 110 x 4,5 = 495 Kg/m Xác định nội lực Mô men uốn do tải trọng tiêu chuẩn ngắn hạn: M1 Theo phương pháp thiết kế trực tiếp, tổng mô men tính toán của nhịp: Mô men âm tại tiết diện mép cột : M(-) = 0,65. M01 Mô men dương tại tiết diện giữa nhịp: M(+) = 0,35. M01 Khi tính võng, tại giữa nhịp có thể lấy: M1 = 0,4 x M01 = 0,4 x 3960 = 1584 kgm Mô men uốn do tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài hạn: M2 Theo phương pháp thiết kế trực tiếp, tổng mô men tính toán của nhịp: Khi tính võng, tại giữa nhịp có thể lấy: M2 = 0,4 x M02 = 0,4 x 32076 = 12830,4 (Kgm) Tính độ võng toàn sàn Độ võng toàn bộ được xác định theo công thức : (3-17) Trong đó: : Độ võng do tác dụng của tải trọng ngắn hạn : Độ võng do tảI trọng thường xuyên tác dụng dài hạn : Độ vồng do tác động tức thời của lực nén trước N0 đặt lệch tâm : Độ vồng do tác động của các biến dạng từ biến. Tính - Tính (theo sách kết cấu bê tông WLT căng sau trong nhà nhiều tầng – PGS.TS Lê Thanh Huấn chủ biên) : hệ số kể đến tác động của tair trọng, đựoc lấy bằng 0,45 cho tải trọng ngắn hạn. - Tính - Cánh tay đòn nội lực Zb đựoc xác định theo công thức - Hệ số với (cốt thép sợi): Ta có: Wpl = 31489 cm Thay vào công thức: , vùng kéo không xuất hiện vết nứt, vậy ta lấy giá trị để tính toán. Lúc này ta có: - Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của tảI trọng với =0,9: - Tính : Tính - Tính (theo sách kết cấu bê tông WLT căng sau trong nhà nhiều tầng – PGS.TS Lê Thanh Huấn chủ biên) : hệ số kể đến tác động của tải trọng, đựoc lấy bằng 0,15 cho tải trọng dài hạn. - Tính - Cánh tay đòn nội lực Zb đựoc xác định theo công thức - Hệ số với (tải trọng dài hạn): Wpl = 31489 cm Thay vào công thức: , vùng kéo không xuất hiện vết nứt, vậy ta lấy giá trị để tính toán. Lúc này ta có: - Tính độ cong ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của tảI trọng với =0,9: Tính Công thức tính độ cong gây ra do từ biến của bê tông khi cấu kiện vồng lên do tác dụng của ứng suất trước theo điều 11.2-đề tài KHCN RD 24-02: (3-18) Trong đó: ; Ta có =14 kN/cm2 Vậy có: (1/cm) - Tính : (cm). Tính Do lực nén trước theo phương pháp cân bằng tải trọng với việc việc sử dụng phần mềm ETABS theo trình tự sau: Tính mô men do lực căng cáp gây ra: MT = n.z0.p (3-19) Tính lực phân bố do lực căng cáp ở nhịp: (3-20) Tính lực phân bố do lực căng cáp ở gối: (3-21) Trong đó: n: Số sợi cáp trong dải tính toán. z0: Khoảng cách giữa trục đặt lực kéo và trọng tâm cáp ở giữa nhịp. p :Lực kéo cáp trong tiết diện khảo sát = 1,374 cm2 diện tích 1 bện cáp cường độ cao. : giá trị ứng suất trong cáp, lấy giá trị ứng lực trước ngay sau khi chế tạo, có kể đến các hao tổn trong quá trình chế tạo: Thay số vào ta có : p = 11370 x 1,374 = 15622 (Kg) ln : chiều dài nhịp dầm quy ước ở nhịp. : chiều dài nhịp dầm quy ước ở gối.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docC3 - San.doc
  • rarBAN VE.rar
  • docC1-Kien Truc.doc
  • docC2 KC IN.doc
  • docC4 - Dam.doc
  • docC5 - Cot.doc
  • docC6 - Thang.doc
  • docC7 - Mong.doc
  • docC8 - TC ngam.doc
  • docC9 - TC Than.doc
  • docC10 - TCTC.doc
  • docC11 - Du Toan.doc
  • docC12 - Ket Luan.doc
  • rarEXCEL.rar
  • edbFULL.EDB
  • docloi noi dau_LAI.doc
  • rarMOHINH_SAN SAFE.rar
  • docmuc luc_lai.doc
  • docPhu Luc_271-.doc
  • rarsap DAM thang.rar
  • doctai lieu tham khao.doc