Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC PHẦN: CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP LỚP HỌC PHẦN: 850002303 GVHD: Th.S TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: ĐẶNG TRẦN TRUNG NGUYÊN MSSV: 17520800310 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2021 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .5 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức 1.2.2 Mặt đứng 1.2.3 Hệ thống giao thông PHẦN 2: PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHIU LỰC CỦA CƠNG TRÌNH 10 PHẦN 3: GIỚI THIỆU VỀ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VỀ KẾT CẤU ỨNG SUẤT TRƯỚC .11 CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC 11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC .15 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG LÝ THUYẾT ĐỂ TÍNH TỐN SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC CHO CƠNG TRÌNH REETOWER 44 3.1 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG CHO CƠNG TRÌNH REETOWER .44 3.1.1 Tải trọng thường xuyên lớp cấu tạo sàn 44 3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 46 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.1.3 Tải trọng gió 46 3.2 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 49 3.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 49 3.2.2 Lựa chọn vật liệu 49 3.2.3 Kích thước sơ 51 3.3 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP 53 3.3.1 Lựa chọn tải trọng cân ứng lực trước sàn 53 3.3.2 Xác định khoảng cách từ tâm cáp đến mép sàn 53 3.3.3 Xác định cao độ cáp hình dạng cáp sàn 55 3.4 TÍNH ỨNG SUẤT HỮU HIỆU TRONG CÁP 57 3.4.1 Chọn ứng suất trước ban đầu 57 3.4.2 Tính tổn hao ứng suất 57 3.4.3 Tính ứng suất hữu hiệu cáp 60 3.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ BỐ TRÍ CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG SÀN 60 3.5.1 Tính số lượng cáp cần thiết dải sàn khung tương đương trục .60 5.3.2 Các tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn ACI 318M-08 64 3.5.2 Kết nội lực 65 3.6 KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA BÊ TÔNG 67 3.6.1 Tại giai đoạn truyền ứng lực trước (lúc buông neo) 67 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.6.2 Giai đoạn sử dụng 68 3.7 TÍNH TỐN CỐT THÉP THƯỜNG GIA CƯỜNG 73 3.8 KIỂM TRA NỨT 74 3.9 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC 75 3.10 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA SÀN 78 3.11 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO SÀN 84 PHẦN 4: NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHĨ VỀ MÔN HỌC CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 90 LỜI MỞ ĐẦU Với xu tồn cầu hóa phát triển mạnh mẽ theo lĩnh vực kinh tế, xã hội, trị diễn với tốc độ chóng mặt mơi trường cạnh tranh khốc liệt Để thích ứng với xu hướng này, cá thể liên quan đến lĩnh vực phải tìm cách đổi mới, bắt kịp với xu hướng nhất, đại hóa mặt để tìm chỗ đứng Ngành xây dựng không ngoại lệ Nhu cầu nhà ở, văn phòng, trung tâm thương mại,… ngày gia tăng yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ ngày cao, yêu cầu không gian rộng lớn khách hàng khiến thiết kế thông thường với bước cột 4-5m trở nên lạc hậu Chính vậy, cơng ty xây dựng, chủ thầu áp dụng công nghệ xây dựng truyền thống tồn hàng thập kỉ nước ta Sự cạnh tranh phương án thiết kế, thời gian thi công, giá thành cơng trình,… với hình thành phát triển hàng loạt công ty thiết kế, thi công, học hỏi công nghệ mới, thay đổi phát triển điều bắt buộc muốn tồn chiến Các công nghệ xây dựng thể ưu điểm vượt trội so với phương pháp truyền thống mặt Kết cấu chịu lực tốt với tiết diện kết cấu chịu lực nhỏ khiến cho khối lượng vật liệu phải dùng cho cơng trình giảm, trọng lượng cơng trình truyền xuống kết cấu móng từ giảm bớt Cơng nghệ xây dựng cho phép người xây dựng cơng trình thời gian ngắn Tất ưu điểm giúp giảm bớt chi phí xây dựng cách đáng kể Chính lý trên, em chọn tìm hiểu giải pháp kết cấu vượt nhịp lớn kết cấu BTCT với chút kiến thức ỏi mà em học tự tìm hiểu Cụ thể, em chọn nghiên cứu giải pháp kết cấu bê tông dự ứng lực (ứng suất trước) với cơng trình em sưu tầm cơng trình Ree Tower Hiện nay, bê tông cốt thép ứng suất trước ứng dụng hầu hết cơng trình cầu đường ngày phát huy ưu giải pháp dần sử dụng nhiều cơng trình nhà dân dụng, đặc biệt nhà cao tầng, Ưu điểm bật của bê tông cốt thép ứng suất trước khả vượt nhịp lớn, giảm chi phí xây dựng giảm chiều cao kết cấu cơng trình tận dụng khả chịu lực thép cường độ cao, có khả chống nứt chống ăn mòn tốt,… Bài tiểu luận phần lý thuyết bao gồm phần chính: đại cương bê tông cốt thép ứng suất trước thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước, viết dựa giáo trình tiêu chuẩn hành Việt Nam nước phát triển giới tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318, Eurocode PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Nằm quận 4, cơng trình vị trí thống đẹp tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên hài hoà, hợp lý đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư Cơng trình nằm trục đường giao thơng nên thuận lợi cho việc cung cấp vật tư giao thơng ngồi cơng trình Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước khu vực hoàn thiện đáp ứng tốt yêu cầu cho công tác xây dựng Khu đất xây dựng cơng trình phẳng, trạng khơng có cơng trình cũ, khơng có cơng trình ngầm bên đất nên thuận lợi cho công việc thi cơng bố trí tổng bình đồ 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức Mặt cơng trình hình chữ nhật, chiều dài 60 m, chiều rộng 30 m chiếm diện tích đất xây dựng 1800 m2 Cơng trình gồm 10 tầng tầng hầm Cốt ±0,00 m chọn đặt mặt sàn tầng Mặt đất tự nhiên cốt -0,80 m, mặt sàn tầng hầm cốt -4,30 m chiều cao cơng trình 34,50 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên Tầng hầm: Thang máy bố trí giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng ngầm cịn có bố trí thêm phận kỹ thuật điện trạm cao thế, hạ thế, phịng quạt gió Tầng lững: Gồm sảnh đón, văn phịng ban quản lý Tầng – 8: Bố trí khu vực văn phịng cho th 1.2.2 Mặt đứng Các cơng trình thương mại cao tầng cơng trình ảnh hưởng lớn đến cảnh quan thị Do thiết kế cơng trình tính thẩm mỹ u cầu đáng ý Sử dụng, khai thác triệt để nét đại với cửa kính lớn, tường ngồi hoàn thiện lớp đá Granit đen mặt bên, mặt đứng hình thành với xen kẽ lam đá Granit đen tạo nên chắn, ấn tượng đại cho tòa nhà 1.2.3 Hệ thống giao thông Giao thông ngang đơn nguyên hệ thống hành lang Hệ thống giao thông đứng thang thang máy, bao gồm thang bộ, thang máy Thang máy tập trung nhà, văn phịng bố trí xung quanh nên khoảng lại ngắn nhất, tiện lợi, hợp lý đảm bảo thơng thống MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA CƠNG TRÌNH REE TOWER v f
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC PHẦN: CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP LỚP HỌC PHẦN: 850002303 GVHD: Th.S TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: ĐẶNG TRẦN TRUNG NGUYÊN MSSV: 17520800310 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2021 Chuyên đề bê tơng cốt thép – học kì I năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .5 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức 1.2.2 Mặt đứng 1.2.3 Hệ thống giao thông PHẦN 2: PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHIU LỰC CỦA CƠNG TRÌNH 10 PHẦN 3: GIỚI THIỆU VỀ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VỀ KẾT CẤU ỨNG SUẤT TRƯỚC .11 CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC 11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC .15 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG LÝ THUYẾT ĐỂ TÍNH TỐN SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC CHO CƠNG TRÌNH REETOWER 44 3.1 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG CHO CƠNG TRÌNH REETOWER .44 3.1.1 Tải trọng thường xuyên lớp cấu tạo sàn 44 3.1.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 46 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.1.3 Tải trọng gió 46 3.2 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 49 3.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 49 3.2.2 Lựa chọn vật liệu 49 3.2.3 Kích thước sơ 51 3.3 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP 53 3.3.1 Lựa chọn tải trọng cân ứng lực trước sàn 53 3.3.2 Xác định khoảng cách từ tâm cáp đến mép sàn 53 3.3.3 Xác định cao độ cáp hình dạng cáp sàn 55 3.4 TÍNH ỨNG SUẤT HỮU HIỆU TRONG CÁP 57 3.4.1 Chọn ứng suất trước ban đầu 57 3.4.2 Tính tổn hao ứng suất 57 3.4.3 Tính ứng suất hữu hiệu cáp 60 3.5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ BỐ TRÍ CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG SÀN 60 3.5.1 Tính số lượng cáp cần thiết dải sàn khung tương đương trục .60 5.3.2 Các tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn ACI 318M-08 64 3.5.2 Kết nội lực 65 3.6 KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA BÊ TÔNG 67 3.6.1 Tại giai đoạn truyền ứng lực trước (lúc buông neo) 67 Chuyên đề bê tông cốt thép – học kì I năm 2021 3.6.2 Giai đoạn sử dụng 68 3.7 TÍNH TỐN CỐT THÉP THƯỜNG GIA CƯỜNG 73 3.8 KIỂM TRA NỨT 74 3.9 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC 75 3.10 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA SÀN 78 3.11 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO SÀN 84 PHẦN 4: NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHĨ VỀ MÔN HỌC CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 90 LỜI MỞ ĐẦU Với xu tồn cầu hóa phát triển mạnh mẽ theo lĩnh vực kinh tế, xã hội, trị diễn với tốc độ chóng mặt mơi trường cạnh tranh khốc liệt Để thích ứng với xu hướng này, cá thể liên quan đến lĩnh vực phải tìm cách đổi mới, bắt kịp với xu hướng nhất, đại hóa mặt để tìm chỗ đứng Ngành xây dựng không ngoại lệ Nhu cầu nhà ở, văn phòng, trung tâm thương mại,… ngày gia tăng yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ ngày cao, yêu cầu không gian rộng lớn khách hàng khiến thiết kế thông thường với bước cột 4-5m trở nên lạc hậu Chính vậy, cơng ty xây dựng, chủ thầu áp dụng công nghệ xây dựng truyền thống tồn hàng thập kỉ nước ta Sự cạnh tranh phương án thiết kế, thời gian thi công, giá thành cơng trình,… với hình thành phát triển hàng loạt công ty thiết kế, thi công, học hỏi công nghệ mới, thay đổi phát triển điều bắt buộc muốn tồn chiến Các công nghệ xây dựng thể ưu điểm vượt trội so với phương pháp truyền thống mặt Kết cấu chịu lực tốt với tiết diện kết cấu chịu lực nhỏ khiến cho khối lượng vật liệu phải dùng cho cơng trình giảm, trọng lượng cơng trình truyền xuống kết cấu móng từ giảm bớt Cơng nghệ xây dựng cho phép người xây dựng cơng trình thời gian ngắn Tất ưu điểm giúp giảm bớt chi phí xây dựng cách đáng kể Chính lý trên, em chọn tìm hiểu giải pháp kết cấu vượt nhịp lớn kết cấu BTCT với chút kiến thức ỏi mà em học tự tìm hiểu Cụ thể, em chọn nghiên cứu giải pháp kết cấu bê tông dự ứng lực (ứng suất trước) với cơng trình em sưu tầm cơng trình Ree Tower Hiện nay, bê tông cốt thép ứng suất trước ứng dụng hầu hết cơng trình cầu đường ngày phát huy ưu giải pháp dần sử dụng nhiều cơng trình nhà dân dụng, đặc biệt nhà cao tầng, Ưu điểm bật của bê tông cốt thép ứng suất trước khả vượt nhịp lớn, giảm chi phí xây dựng giảm chiều cao kết cấu cơng trình tận dụng khả chịu lực thép cường độ cao, có khả chống nứt chống ăn mòn tốt,… Bài tiểu luận phần lý thuyết bao gồm phần chính: đại cương bê tông cốt thép ứng suất trước thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước, viết dựa giáo trình tiêu chuẩn hành Việt Nam nước phát triển giới tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318, Eurocode PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Nằm quận 4, cơng trình vị trí thống đẹp tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên hài hoà, hợp lý đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư Cơng trình nằm trục đường giao thơng nên thuận lợi cho việc cung cấp vật tư giao thơng ngồi cơng trình Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước khu vực hoàn thiện đáp ứng tốt yêu cầu cho công tác xây dựng Khu đất xây dựng cơng trình phẳng, trạng khơng có cơng trình cũ, khơng có cơng trình ngầm bên đất nên thuận lợi cho công việc thi cơng bố trí tổng bình đồ 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.2.1 Mặt phân khu chức Mặt cơng trình hình chữ nhật, chiều dài 60 m, chiều rộng 30 m chiếm diện tích đất xây dựng 1800 m2 Cơng trình gồm 10 tầng tầng hầm Cốt ±0,00 m chọn đặt mặt sàn tầng Mặt đất tự nhiên cốt -0,80 m, mặt sàn tầng hầm cốt -4,30 m chiều cao cơng trình 34,50 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên Tầng hầm: Thang máy bố trí giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài ra, tầng ngầm cịn có bố trí thêm phận kỹ thuật điện trạm cao thế, hạ thế, phịng quạt gió Tầng lững: Gồm sảnh đón, văn phịng ban quản lý Tầng – 8: Bố trí khu vực văn phịng cho th 1.2.2 Mặt đứng Các cơng trình thương mại cao tầng cơng trình ảnh hưởng lớn đến cảnh quan thị Do thiết kế cơng trình tính thẩm mỹ u cầu đáng ý Sử dụng, khai thác triệt để nét đại với cửa kính lớn, tường ngồi hoàn thiện lớp đá Granit đen mặt bên, mặt đứng hình thành với xen kẽ lam đá Granit đen tạo nên chắn, ấn tượng đại cho tòa nhà 1.2.3 Hệ thống giao thông Giao thông ngang đơn nguyên hệ thống hành lang Hệ thống giao thông đứng thang thang máy, bao gồm thang bộ, thang máy Thang máy tập trung nhà, văn phịng bố trí xung quanh nên khoảng lại ngắn nhất, tiện lợi, hợp lý đảm bảo thơng thống MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA CƠNG TRÌNH REE TOWER v f