Tổng quan thiết kế kết cấu khu thấp tầng

Thuvienketcau gửi tới các bạn một mẫu tổng quan về việc thiết kế – phục vụ khối thấp tầng

Chi tiết theo bài viết dưới đây

1. Danh mục tiêu chuẩn

– Tuyển tập “Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam”.

– TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế

– TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất

– TCVN 10304: 2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

– TCVN 9393: 2012: Cọc- Phương pháp thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

– TCVN 9362-2012: Nền nhà và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

– TCVN 5573: 2011: Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép -Tiêu chuẩn thiết kế.

– TCVN 5574: 2018: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

– TCVN 5575: 2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

– TCVN 9346-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường nước biển

– TCVN 1651-1:2018. Cốt thép bê tông – Phần 1: Thép thanh tròn trơn

– TCVN 1651-2:2018. Cốt thép bê tông – Phần 2: Thép thanh vằn

– EUROCODE 2 – 2004: Design of concrete structures (tham khảo)

2. Tải trọng và tác động

2.1. Tĩnh tải

Bao gồm:

Tải trọng bản thân: SW

Tải hoàn thiện sàn: SDL

Tải tường, kính: BL

Bảng tải trọng và hệ số vượt tải các loại vật liệu

STTVật liệuTải trọng tiêu chuẩn  (kN/m3)Hệ số vượt tải
1Bê tông cốt thép25.01.10
2Bê tông không cốt thép20.01.10
3Khối xây gạch đất sét nung đặc18.01.10
4Khối xây gạch đất sét nung rỗng15.01.10
5Khối xây gạch xi măng cốt liệu rỗng (theo Catalogue của Nhà sản xuất)14.55~16.091.10
6Khối xây gạch xi măng cốt liệu đặc (theo Catalogue của Nhà sản xuất)20.671.10
7Trần treo thạch cao (kN/m2)0.201.30
8Nước10.01.00
9Đất đắp (Cát)20.01.20
10Thép78.51.05
11Vữa xi măng18.01.30
12Gạch lát grabite26.01.10
13Gạch lát Ceramic20.01.10
14Kính26.01.10
15Gỗ9.01.10
Tải trọng và hệ số vượt tải các loại vật liệu

    *Tường gạch:

– Tường biên sử dụng gạch đặc đất sét nung rộng 220mm (Kích thước gạch tùy thuộc vào từng địa phương) xây vữa XM Mác 75#.

– Tường bên trong nhà sử dụng toàn bộ gạch xi măng cốt liệu rộng 100, 200mm trong đó: tường vệ sinh sử dụng gạch đặc xi măng cốt liệu ở khoảng chân tường cao 1.5m, chiều cao còn lại tường vệ sinh dùng gạch rỗng, tường ngăn chia toàn bộ dùng gạch xi măng cốt liệu rỗng, xây vữa XM Mác 75#.

– Các vị trí khác như tam cấp, bậc cầu thang, bồn hoa, hộp kỹ thuật … dùng gạch xi măng cốt liệu. vị trí có thể tiếp xúc nước (hộp kĩ thuật nước) dùng gạch đặc, còn lại dùng gạch rỗng.

– Kích thước gạch xi măng cốt liệu rỗng 390x200x130mm; 390x100x130mm; đặc 200x95x130mm, 200x95x60mm. Kích thước gạch đất sét nung đặc: 220x105x60mm.

– Trát tường bên trong và bên ngoài công trình: Vữa XM Mác 75 dày 15mm. Riêng khu vực tường tạo rãnh mặt ngoài công trình vữa XM Mác 75 dày 20mm.

2.2.  Hoạt tải

Hoạt tải bao gồm trọng lượng của con người, các đồ vật, vật liệu, thiết bị …đặt tạm thời hoặc dài hạn lên các cấu kiện công trình được tổng hợp trong bảng dưới đây

Bảng hoạt tải tiêu chuẩn và hệ số vượt tải các khu vực

Các phòng chức năngTTTC toàn phầnHệ số vượt tảiTT tính toán
Phòng ăn, phòng khách, phòng vệ sinh, phòng tắm, bếp, phòng giặt1501.3600
Sảnh, cầu thang3001.2480
Ban công, lỗ gia2001.22400
Kho4001.2240
Gara ô tô5001.2240
Phòng kỹ thuật4001.2195
Hoạt tải cột nước10001.1360
Mái bằng sử dụng1501.3240
Mái bằng không sử dụng751.3900
Mái tôn301.3480

– Không kể đến hệ số giảm hoạt tải sử dụng theo loại phòng và diện tích khi tính toán.

Các bạn tham khảo thêm file tính tĩnh tải tại đây

2.3. Tải trọng gió (WX, WY)

Tải trọng gió tác động lên công trình được tính toán theo Tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995

Tải trọng gió cho thành lực tập trung đặt tại các mức sàn

Công thức tính áp lực gió

Trong đó Wz là áp lực gió tĩnh tại cao độ z; n là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió được xác định theo tần suất lặp của gió bão; k hệ số tăng tải trọng gió theo chiều cao; và c là hệ số khí động được xác định theo hình dáng và kích thước mặt bằng công trình.

Hệ số khí động: c = +1.4

+ Hệ số khí động khi đẩy: +0.8

+ Hệ số khí động khi hút: -0.6

Áp lực gió: tra theo quy chuẩn QCVN 02:2009/BXD

Tải trọng gió tính toán với công trình tuổi thọ 50 năm (n = 1.2) Dạng địa hình: C

Các bạn tham khảo thêm file tính tải gió tại đây

2.4. Tải trọng động đất (EX, EY)

– Tính toán theo phương pháp phổ phản ứng

– Gia tốc nền thiết kế: tra QCVN 02:2022/BXD

– Hệ số tầm quan trọng γ = 0.75

– Tải trọng động đất tác động lên công trình được tính toán theo Tiêu chuẩn TCVN 9386-2012: nếu agR. γ < 0.08g thì không phải tính động đất, chỉ cần cấu tạo kháng chấn đã được giảm nhẹ, nếu agR. γ >= 0.08g thì cần tính toán động đất bình thường

– Tải trọng động đất được tính toán theo Tiêu chuẩn TCVN 9386: 2012 (Thiết kế công tŕnh chịu tải trọng động đất)

– Căn cứ trên Báo cáo khảo sát địa chất, để phân loại nền đất khu vực xây dựng công trình.

Các bạn tham khảo thêm file tính tải động đất tại đây

3. Vật liệu sử dụng

3.1. Bê tông

– Bê tông cọc: cọc bê tông cốt thép thường dùng B20, cọc ly tâm ứng lực trước B55

– Bê tông móng, giằng, cột, dầm, sàn, thang bộ, bể ngầm: công trình gần biển B22.5, xa biển hơn 30km dùng B20

– Bê tông lanh tô, thang bộ, giằng thang máy, giằng tường: B15

– Bê tông lót: B7.5

– Bê tông bể bơi, vách hầm yêu cầu cấp chống thấm W8.

3.2. Cốt thép

– Đường kính d = 6, 8: CB240-T

– Đường kính d = 10-12: CB300-V

– Đường kính d >= 14: CB500-V (Đối với công trình nhà ở)

– Đường kính d >= 14: CB400-V (Đối với các công trình thi công nhỏ lẻ như nhà văn hóa, cổng chào…)

4. Tổ hợp

Tổ hợp TTTĩnh tảiHoạt tảiGió XGió YĐộng đất XĐộng đất Y
COMB11*n1*n    
COMB21*n0,9*n0,9*n   
COMB31*n0,9*n-0,9*n   
COMB41*n0,9*n 0,9*n  
COMB51*n0,9*n -0,9*n  
COMB61*n0.3  10.3
COMB71*n0.3  -1-0.3
COMB81*n0.3  0.31
COMB91*n0.3  -0.3-1

ENVE (COMB1, COMB2, COMB3, COMB4, COMB5, COMB6, COMB7, COMB8, COMB9).

Với n là hệ số vượt tải cho các trường hợp tải trọng:

Với tải bản thân SW: n = 1.1

Với tải hoàn thiện SDL: n = 1.2-1.25 (giá trị trung bình các hệ số để tải tiêu chuẩn bằng với tải tính toán)

Với tải tường BL: n = 1.2-1.25 (giá trị trung bình các hệ số để tải tiêu chuẩn bằng với tải tính toán)

Với hoạt tải LL: n lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 kể đến hệ số giảm hoạt tải

Với tải gió WX, WY: n = 1.2

5. Mô hình tính toán

– Modun đàn hồi của bê tông: lấy nguyên E0 trong TCVN 5574-2018.

– Độ cứng các cấu kiện cột, vách giữ nguyên không thay đổi.

– Phần tử cột, dầm được mô hình bằng phần tử thanh. Sàn được mô hình bằng phần tử tấm và được định nghĩa là các tấm cứng. Liên kết cột với móng là liên kết ngàm

– Tải trọng vào mô hình là tải trọng tiêu chuẩn

– Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn vào phân bố đều trên sàn.

– Tải trọng tường bao che, tường ngăn và kính bao che trên dầm tác dụng trực tiếp lên dầm. Tải trọng tường, vách ngăn trên sàn được nhập vào dầm ảo trên sàn.

– Hoạt tải sàn vào phân bố đều trên sàn.

– Tải trọng gió được quy về lực tập trung đặt tại các mức sàn

6. Tính toán kiểm tra

– Không cần kiểm tra độ cứng công trình

– Kiểm tra độ võng dầm, sàn:

– Dầm, giằng móng: có thể tính thép trên etabs

– Các cấu kiện còn lại cần xuất nội lực và đưa vào bảng tính để tính toán

– Thang bộ, lanh tô nhịp lớn có thuyết minh tính toán.

7. Phương án kết cấu

7.1. Khe lún

Các căn làm độc lập các móng, giữa các căn bố trí khe 30mm

7.2. Móng

– Tùy vào địa chất công trình để chọn phương án móng cho phù hợp

– Móng cọc: Ưu tiên dùng đài 1 cọc.

* Đối với dự án có chiều dài cọc >6m thì dùng cọc ly tâm (Sức chịu tải cọc được lựa chọn dưới đây tham khảo theo nhà sản xuất cọc Phan Vũ):

+ Cọc D300 có sức chịu tải 60-65T (thành cọc dày 60mm),

+ Cọc D350 có sức chịu tải 70-80T (thành cọc dày 60mm), sức chịu tải 90T (Thành cọc dày 65mm)

+ Cọc D400 có sức chịu tải 100T (thành cọc dày 65mm), sức chịu tải 110T (thành cọc dày 70mm), sức chịu tải 120T (thành cọc dày 75mm), sức chịu tải 130T (thành cọc dày 80mm).

* Đối với dự án có chiều dài cọc <6m thì dùng cọc vuông.

– Trong một nhà có thể dùng 2 cọc có kích thước khác nhau.

– Chiều cao đài 700mm, chiều cao giằng bằng chiều cao đài.

– Móng băng: chiều cao giằng móng băng 500-700mm, cánh móng từ 800-1200mm tùy tải trọng nhà.

Chú ý với giải pháp móng băng cần kết hợp xem phần hạ tầng đã thi công chưa để đưa ra phương án móng băng đúng tâm hạy lệch tâm. Nếu căn giáp vỉa hè mà phần hạ tầng đã thi công rồi, móng băng đào sâu >1m thì thiết kế móng băng lệch tâm. Nếu phần hạ tầng chưa thi công thì dùng móng băng đúng tâm. Cả hai trường hợp trong bản vẽ móng đều phải ghi chú: “ Nhà thầu thi công cần chào thầu cả biện pháp thi công móng đảm bảo tránh sụt lún công trình hiện trạng”.

– Móng đơn: kích thước từ 900x900mm đến 1500x1500mm, chiều cao mép ngoài 200mm vát vào mép cổ cột cao 500mm, giằng móng đặt ở cốt -0.050 cao từ 300-600mm

– Chiều sâu chôn móng: không quá 1.5m cho móng đơn, móng băng. Với móng cọc chiều sâu chôn móng chọn 1m

– Giằng chống ẩm cao 7cm, rộng bằng tường. Mặt bằng tầng 1 chỗ nào có tường thì làm giằng chống ẩm, chỗ nào không có thì không làm. Giằng chống ẩm cấu tạo từ thép chủ D8 và thép đai D6a200.

– Toàn bộ tường biên xây từ móng lên, bên trên làm giằng chống ầm.

– Trong mặt bằng giằng chống ẩm có ghi chú: Dưới giằng chống ẩm là tường xây từ móng lên.

– Dầm đỡ tường vệ sinh tầng 1 không lấn vào trong khu vệ sinh (do khu vệ sinh được hạ cốt)

– Mặt bằng móng thể hiện được bể nước ngầm, bể phốt

– Giằng móng không được vẽ tai sàn.

– Vị trí dầm chân thang kiểm khớp kiến trúc.

– Tường rào được tách riêng với kết cấu chính. Tường rào được làm giằng chống ẩm ở cốt mặt sân.

Chú ý đối với phương án móng cọc:

– Phải thể hiện tổng mặt bằng cọc, tổng mặt bằng móng và chi tiết cọc đi cùng thành 1 bộ. Trong chi tiết từng mẫu không cần thể hiện chi tiết cọc.

– Trụ địa chất để trong tổng mặt bằng cọc.

– Tổng mặt bằng cọc, móng dùng file xref từ từng mẫu. File xref thể hiện cọc, móng, trục, ranh giới đất (Chú ý layer cọc và móng để 2 loại khác nhau để khi xref và tổng mặt bằng cọc và móng thì dùng lệnh tắt lớp được)

– Cao độ mặt đài, giằng móng thấp hơn so với cốt ngoài nhà là 400 đối với địa hình bằng phẳng. Đối với địa hình dốc có tính toán cụ thể cao độ mặt đài giằng.

7.3. Dầm

– Nhịp chính < 4500mm: lấy cao 350mm, rộng bằng tường.

– Nhịp từ 4500-6000mm: lấy cao 400, rộng bằng tường

– Nhịp > 6000mm: lấy cao 450, rộng tùy theo độ võng tính toán để chọn cho phù hợp

7.4. Sàn

– Cạnh ngắn ô sàn ≤ 4000mm: chọn dày 100

– Cạnh ngắn ô sàn > 4000 ÷ ≥ 4800: chọn dày 120

– Cạnh ngắn > 4800: chọn dày 150

– Khu vực vệ sinh hạ cốt 50mm: sàn ngoài dày 150, vệ sinh dày 100 để sàn phẳng đáy

– Công trình cách biển từ 30km đổ lại thì chiều dày trên cộng thêm 20mm

7.5. Cột

– Tùy vào tải trọng chọn tiết diện cho phù hợp với yêu cầu cạnh bé bằng chiều dày tường, cạnh lớn hơn tường thì lấy chẵn 300, 400, 500, 600

8. Cấu tạo cốt thép

10.1. Móng cọc

– Cần kiểm tra chọc thủng cột lên đài và của cọc lên đài.

– Tính toán thép móng: cần tính toán cả thép giằng móng vào thép móng, hệ số an toàn 1.1 -1.2

– Với móng đúng tâm: không cần thép lớp trên

– Với móng lệch tâm: cần bố trí thép lớp trên theo tính toán, nếu thép giằng trong đài đã đủ thì bố trí cấu tạo d10.

– Thép móng bố trí từ d10-d14

– Đài móng 1 cọc, 2 cọc, 3 cọc dùng thép D10.

8.2. Móng đơn, móng băng

– Thép chịu lực d10-d12, hệ số an toàn 1.1-1.2

– Thép cấu tạo d8a200

8.3. Giằng móng

– Thép chủ từ d14-d20, hàm lượng không lớn hơn 1.5%, hệ số an toàn 1.2

– Thép đai d6 cho chiều cao giằng ≤ 400mm, d8 cho chiều cao giằng > 400mm, bố trí đai phân bố đều

8.4. Cột

– Thép bố trí hàm lượng <4%, riêng công trình tính động đất hàm lượng min ≥ 1%, hệ số an toàn 1.1-1.2

– Thép cột từ d14 – d20, nối so le tại chân cột, chiều dài đoạn nối 40D và 2 đoạn nối cách nhau 5D

– Đai cột d6 với cột có cạnh ≤ 400, d8 cho cột có cạnh > 400, trong đoạn nối chồng a100, còn lại a200. Riêng công trình tính toán động đất có bố trí a100 trong khoảng tới hạn (max của chiều cao cạnh cột và L/6 với L là chiều cao cột)

8.5. Dầm

– Thép chủ bố trí từ d14-d20, hàm lượng không lớn hơn 1.5%, hệ số an toàn 1.05-1.15

– Thép dưới neo vào cột 25D, thép trên neo vào cột 40D

– Thép đai d6 với chiều cao dầm ≤ 500, d8 cho dầm có chiều cao > 500.

– Với công trình không tính động đất, trong khoảng L/4 ở 2 đầu dầm bố trí a150, trong khoảng giữa còn lại a300. Riêng với dầm có chiều cao h<=550mm thì khoảng giữa bố trí khoảng cách đai a200.

– Với công trình tính động đất, trong khoảng L/4 ở 2 đầu bố trí a100, trong khoảng giữa còn lại bố trí a300. Riêng với dầm có chiều cao h<=550mm thì khoảng giữa bố trí khoảng cách đai a200.

– Vị trí dầm phụ cao bằng dầm chính cần tính toán đặt thép vai bò để chịu lực cắt. Vị trí dầm đỡ cột thì bố trí đai a50 chịu cắt trong khoảng dài h0 2 bên cột với h0 là chiều cao làm việc của dầm, nếu không đủ thì bổ sung thêm vai bò để chịu cắt

– Cốt vai bò phải được kiểm tra tính toán cụ thể từng vị trí.

– Trong bản vẽ dầm ghi chú: Toàn bộ hình dáng mặt cắt sàn ở chi tiết dầm chỉ mang tính chất định hướng, chi tiết xem bản vẽ mặt bằng kết cấu.

– Dầm mặt tiền kiểm khớp kiến trúc (chú ý đối với nhà có phần kính chạy suốt thông tầng thì dầm phải tránh)

– Khu vực hạ cốt ban công chú ý kiến tra tiết diện dầm, không để dầm lồi ra khỏi bề mặt sàn hoặc lồi ra khỏi tường.

8.6. Sàn

– Thép sàn bố trí d10, thép lớp trên cắt theo momen, cắt tại vị trí L/4 với L là khoảng cách giữa 2 mép dầm theo phương ngắn của ô sàn

– Thép cấu tạo cho thép lớp trên d8a300

– Hệ số an toàn 1.05-1.15

– Đối với sàn ban công nhỏ, đã được đỡ bởi dầm bo thì chỉ cần bố trí thép lớp dưới.

– Mặt bằng thép sàn có thể hiện cả thép chờ thang bộ.

8.7. Cầu thang

– Bản thang ngàm vào tường rộng 220mm là 100mm.

– Bản thang bố trí 1 lớp thép dưới, tại các vị trí ngàm thì bổ sung thép lớp trên.

8.8. Lanh tô, ô văng

– Thể hiện đầy đủ lanh tô, ô văng tại các vị trí có cửa

– Trên mặt bằng vị trí có ô văng phải được vẽ cụ thể, có kích thước định vị. Ô văng loại to phải có dầm đỡ.

– Chú ý kiểm khớp lanh tô, ô văng ngoài nhà khớp kiến trúc.

8.9. Mặt bằng kết cấu

– Dầm và sàn cùng cốt phải được thể hiện cùng loại hatch.

– Trong bản vẽ MBKC có ghi chú:

+Loại Hatch…: Dầm sàn này cốt:…, dày …

+ Kết hợp bản vẽ kiến trúc đặt lỗ chờ xuyên sàn

– Chi tiết gờ phào nhỏ của sàn, ban công thì chuyển thành bê tông, không xây gạch

– MBKC phải thể hiện được đầy đủ các mặt cắt qua các vị trí đặc biệt: ban công hạ cốt, tai sàn…

8.10. Chống thấm và trát tường

– Chi tiết có ghi chống thấm thì không được ghi loại vật liệu cụ thể

– Trát tường nhà, tường rào, trát bể ngầm bằng cát đen.