Đồ án Thiết kế chung cư cao tầng (2/2A Lý Thường Kiệt) (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế chung cư cao tầng (2/2A Lý Thường Kiệt) (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO TẦNG (2/2A LÝ THƯỜNG KIỆT) GVHD: ĐỖ ĐẠI THẮNG SVTH: NGUYỄN BẢO DUY HẢI S K L 0 0 3 5 2 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. MỤC LỤC PHẦN 1 KIẾN TRÚC CHƢƠNG 1: KIẾN TRÚC 12 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 12 1.2. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 14 1.3. HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 14 1.3.1. Hệ thống điện 14 1.3.2. Hệ thống chiếu sáng 14 1.3.3. Hệ thống cấp ,thoát nƣớc 14 1.3.4. Hệ thống phòng cháy, chữa cháy 15 1.3.5. Hệ thống thu lôi 15 1.3.6. Đặc điểm về khí hậu 15 CHƢƠNG 2: KẾT CẤU 17 2.1. KHÁI QUÁT CHUNG 17 2.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH 17 2.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU 18 2.3.1. Phƣơng án sàn 18 2.3.2. Phƣơng án hệ kết cấu chịu lực 20 2.3.3. Phƣơng án móng 22 2.4. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 22 2.4.1. Tải trọng đứng 22 2.4.2. Tải trọng ngang 22 PHẦN 2 KẾT CẤU KHUNG CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 4 24 3.1. SƠ ĐỒ SÀN 24 3.2. CẤU TẠO Ô SÀN 25 3.2.1. Chọn sơ bộ kích thƣớc sàn 25 3.2.2. Chọn sơ bộ kích thƣớc dầm 25 3.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 26 3.4. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÁC Ô SÀN 27 3.4.1. Sàn bản kê 4 cạnh 27 3.4.2. Sàn bản dầm 29 3.5. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN 30
3. CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 33 4.1. CÁC ĐẶC TRƢNG CẦU THANG 33 4.2. TÍNH BẢN THANG 34 4.2.1. Sơ đồ tính 34 4.2.2. Tải trọng tác dụng lên các bản thang 34 4.2.3. Xác định nội lực bản thang 36 4.3. TÍNH BẢN CHIẾU TỚI 41 4.3.1.Sơ đồ tính 41 4.3.2.Tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới 41 4.3.3.Tính nội lực bản chiếu tới 42 4.3.4.Tính toán và bố trí cốt thép bản chiếu tới 42 4.4.TÍNH DẦM CHIẾU TỚI 43 4.4.1.Sơ đồ tính 43 4.4.2.Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới 43 4.4.3.Tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới 43 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN BỂ NƢỚC MÁI 46 5.1. CẤU TẠO BỂ NƢỚC 46 5.2. SƠ ĐỒ TÍNH BỂ NƢỚC MÁI 47 5.3. TÍNH BẢN NẮP 47 5.3.1. Sơ đồ tính 47 5.3.2. Tải trọng tác dụng lên bản nắp: 48 5.3.3. Tính toán nội lực bản nắp: 48 5.3.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho bản nắp: 49 5.4. TÍNH DẦM NẮP 49 5.4.1. Sơ đồ tính và biều đồ nội lực: 49 5.4.2. Tính toán và bố trí cốt thép dầm nắp 51 5.4.3. Tính toán bố trí cốt đai dầm nắp: 52 5.5. TÍNH BẢN THÀNH 52 5.5.1. Sơ đồ tính 52 5.5.2. Tải trọng tác dụng lên thành bể: 53 5.5.3. Nội lực trong bản thành: 54 5.5.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho bản thành: 55 5.6. TÍNH BẢN ĐÁY 56 5.6.1. Sơ đồ tính: 56 5.6.2. Tải trọng tác dụng vào ô bản đáy: 57 5.6.3. Nội lực trong bản đáy: 57 5.6.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho bản đáy: 58 5.6.5. Kiểm tra nứt bản đáy 58 5.6.6. Kiểm tra độ võng bản đáy 60 5.7. TÍNH DẦM ĐÁY 61 5.7.1. Chọn sơ bộ kích thƣớc thiết diện 61 5.7.2. Tải trọng tác dụng lên dầm 62 5.7.3. Tính toán và bố trí cốt thép: 64 5.7.4. Tính toán và bố trí cốt đai: 64
4. CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN 66 6.1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU KHUNG 66 6.2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC TIẾT DIỆN 67 6.2.1. Chọn sơ bộ kích thƣớc dầm: 67 6.2.2. Chọn sơ bộ kích thƣớc cột: 68 6.2.3. Chọn sơ bộ kích thƣớc vách cứng: 69 6.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO HỆ KHUNG 70 6.3.1. Tĩnh tải 70 6.3.2. Hoạt tải 71 6.3.3. Tải trọng do bể nƣớc truyền vào 71 6.3.4. Tải trọng gió 71 6.3.5. Lực động đất 94 6.4. CÁC TRƢỜNG H P TẢI TRỌNG VÀ TỔ H P TẢI TRỌNG 100 6.4.1. Các trƣờng h p tải trọng 100 6.4.2. Tổ h p nội lực từ các trƣờng h p tải 100 6.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG TRỤC B VÀ KHUNG TRỤC 3 102 6.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO HỆ KHUNG BTCT 106 6.6.1. Tính toán cốt thép cho cột: 106 6.6.2. Tính toán cốt thép cho dầm: 113 6.6.4. Tính toán cốt đai gia cƣờng giữa dầm phụ và dầm chính 123 6.6.5. Tính toán cốt thép cho vách trục 3 124 PHẦN 3 KẾT CẤU MÓNG CHƢƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG 129 7.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 129 7.2. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ CÁC PHƢƠNG ÁN MÓNG 129 7.2.1. Đánh giá điều kiện địa chất công trình 129 7.2.2. Các phƣơng án móng: 132 PHƢƠNG ÁN I MÓNG CỌC ÉP BTCT ĐÀI THẤP 7.3. THIẾT KẾ MÓNG MI: MÓNG CỘT C3 (1-B) và CỘT C2 (2-A) 133 7.3.1. Kích thƣớc và vật liệu 133 7.3.2. Chọn chiều sâu chôn đài 134 7.3.3. Thông số cơ bản của cọc 135 7.3.4. Kiểm tra điều kiện cẩu lắp và vận chuyển cọc 135 7.3.5. Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu: 137 7.3.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: 137 7.3.7. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền: 138 7.3.8. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc: 140
5. 7.3.9. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 140 7.3.10. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 143 7.3.11. Tính lún cho móng: 145 7.4. THIẾT KẾ MÓNG MII ( MÓNG CỘT C5 ) 147 7.4.1. Kích thƣớc và vật liệu 147 7.4.2. Chọn chiều sâu chôn đài 147 7.4.3. Thông số cơ bản của cọc 147 7.4.4. Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu 147 7.4.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 147 7.4.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 147 7.4.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc 147 7.4.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 148 7.4.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc: 150 7.4.10. Tính lún cho móng: 152 7.4.11. Tính toán kết cấu đài móng: 153 7.5. THIẾT KẾ MÓNG MIII ( MÓNG CỘT C7 ) 154 7.5.1. Kích thƣớc và vật liệu 154 7.5.2. Chọn chiều sâu chôn đài 154 7.5.3. Thông số cơ bản của cọc 154 7.5.4. Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu 154 7.5.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 154 7.5.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 154 7.5.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc 154 7.5.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 155 7.5.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc: 157 7.5.10. Tính lún cho móng: 159 7.5.11. Tính toán kết cấu đài móng: 160 7.6. THIẾT KẾ MÓNG DƢỚI LÕI THANG MÁY VÀ THANG BỘ 161 7.6.1. Quan điểm tính toán 161 7.6.2. Kích thƣớc và vật liệu: 163 7.6.3. Chọn chiều sâu chôn đài: 163 7.6.4. Thông số cơ bản của cọc: 163 7.6.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A[17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 163 7.6.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B[17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 163 7.6.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc: 163 7.6.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 164 7.6.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 168 7.6.10. Tính lún cho móng 171 7.6.11. Tính toán kết cấu đài móng 173 7.6.12. Tính toán thép đài cọc 174
6. PHƢƠNG ÁN II MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 7.7. GIỚI THIỆU VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 179 7.7.1. Cấu tạo 179 7.7.2. Công nghệ thi công 179 7.7.3. Ƣu điểm của cọc khoan nhồi 179 7.7.4. Nhƣ c điểm của cọc khoan nhồi 180 7.8. THIẾT KẾ MÓNG MI 180 7.8.1. Tải trọng tác dụng 180 7.8.2. Chọn chiều sâu chôn đài 180 7.8.3. Vật liệu làm cọc 181 7.8.4. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu [18] 181 7.8.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 182 7.8.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 183 7.8.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc 185 7.8.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 185 7.8.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 187 7.8.10. Tính lún cho móng 189 7.8.11. Tính toán kết cấu đài móng: 191 7.9. THIẾT KẾ MÓNG MII (CỘT C2) 192 7.9.1. Tải trọng tác dụng 192 7.9.2. Chọn chiều sâu chôn đài 193 7.9.3. Vật liệu làm cọc 193 7.9.4. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu [18] 193 7.9.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 193 7.9.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 193 7.9.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc: 193 7.9.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 194 7.9.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 195 7.9.10. Tính lún cho móng 196 7.9.11. Tính toán kết cấu đài móng: 197 7.10. THIẾT KẾ MÓNG MIII (TRỤC 1-A) 198 7.10.1. Tải trọng tác dụng 198 7.10.2. Chọn chiều sâu chôn đài: 198 7.10.3. Vật liệu làm cọc: 198 7.10.4. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu [18] 198 7.10.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17]: Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 198 7.10.6. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17]: Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 198 7.10.7. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc: 199 7.10.8. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 199
7. 7.10.9. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 201 7.10.10. Tính lún cho móng 202 7.10.11. Tính cốt thép cho đài móng 204 7.11. THIẾT KẾ MÓNG DƢỚI LÕI THANG MÁY VÀ THANG BỘ 206 7.11.1. Quan điểm tính toán 206 7.11.2. Vật liệu làm cọc 207 7.11.3. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu [18] 207 7.11.4. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục A [17] : Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 207 7.11.5. Khả năng chịu tải của cọc theo phụ lục B [17] : Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ của đất nền 207 7.11.6. Xác định sơ bộ số lƣ ng cọc và bố trí cọc 207 7.11.7. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 209 7.11.8. Kiểm tra ổn định dƣới mũi cọc 212 7.11.9. Tính lún cho móng 214 7.11.10. Tính toán thép cho đài móng 216 7.12. THỐNG KÊ VẬT LIỆU CÁC PHƢƠNG ÁN MÓNG 217 7.13. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN MÓNG 218 7.13.1. Móng Cọc ép 218 7.13.2. Móng Cọc khoan nhồi 218
8. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mặt bằng tầng điển hình 13 Hình 1.2: Mặt đứng công trình 16 Hình 3.1: Sơ đồ phân tích ô sàn 24 Hình 3.2: Cấu tạo lớp sàn 25 Hình 3.3: Sơ đồ tính sàn bản kê 4 cạnh 28 Hình 3.4: Sơ đồ tính sàn bản kê 4 cạnh 30 Hình 4.1: Mặt bằng và mặt cắt cầu thang bộ 33 Hình 4.2: Sơ đồ tính bản thang 34 Hình 4.3: Cấu tạo bản thang 34 Hình 5.1: Cấu tạo bể nƣớc 47 Hình 5.2: Sơ đồ tính bản nắp 48 Hình 5.3: Mô hình Etabs bản nắp 50 Hình 5.4: Biểu đồ nội lực dầm nắp 51 Hình 5.5: Sơ đồ tính bản thành 53 Hình 5.6: Biều đồ moment do gió và nƣớc gây ra 54 Hình 5.7: Sơ đồ tính bản đáy 57 Hình 5.9: Mặt bằng dầm bản đáy 61 Hình 6.1: Mặt bằng bố trí dầm cột 67 Hình 6.2: Mặt bằng tầng điển hình 75 Hình 6.3: Gán sàn tuyệt đối cứng 75 Hình 6.4: Mô hình khung không gian 76 Hình 6.5: MODE 1: dao động theo phƣơng X 78 Hình 6.6: MODE 2: dao động theo phƣơng Y 79 Hình 6.9: Biểu đồ moment do COMBBAO gây ra cho khung trục B 103 Hình 6.10: Biểu đồ moment do COMBBAO gây ra cho khung trục3 105 Hình 6.11: Mặt cắt và mặt đứng của phần vách trục 3 125 Hình 7.2: Sơ đồ tính cọc khi vận chuyển 135 Hình 7.3: Sơ đồ tính khi dựng cọc 136 Hình 7.7: Mặt bằng bố trí cọc cột C2 140 Hình 7.8: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại mũi cọc 146 Hình 7.9: Mặt bằng bố trí cọc cột C5 148 Hình 7.10: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại mũi cọc 153 Hình 7.11: Mặt cắt lõi thang máy và thang bộ 161 Hình 7.12: Mặt bằng bố trí cọc 164 Hình 7.13: Sơ đồ tính kích thƣớc khối móng quy ƣớc tại mũi cọc 168 Hình 7.14: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại mũi cọc 173 Hình 7.15: Sơ đồ xuyên thủng đài cọc 174 Hình 7.21: Mô hình đài móng 175 Hình 7.22: Chuyển vị đài móng 176 Hình 7.23: Moment dải theo phƣơng X 176 Hình 7.24: Moment dải theo phƣơng Y 177 Hình 7.25: Bố trí cọc 185 Hình 7.26: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại mũi cọc 190 Hình 7.27: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên đài 191 Hình 7.28: Bố trí cọc móng MII 193
9. Hình 7.29: Sơ đồ bố trí cọc 199 Hình 7.30: Độ lún của móng MIII 204 Hình 7.31: Nội lực dải B (dải theo phƣơng Y) 204 Hình 7.32: Nội lực dải A (dải theo phƣơng X): 205 Hình 7.24: Sơ đồ thang bộ và thang máy 206 Hình 7.25: Sơ đồ bố trí cọc 208 Hình 7.26: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại mũi cọc 215 Hình 7.27: Nội lực dải A (dải theo phƣơng x) 216 Hình 7.28: Nội lực dải B (dải theo phƣơng y) 216 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Tải trọng sàn sảnh, hành lang, phòng ngủ, phòng khách,bancol,loga [14] 26 Bảng 3.2: Tải trọng vệ sinh, sàn mái. 26 Bảng 3.3: Tải trọng tác dụng lên ô sàn. 29 Bảng 3.6: Bảng tính cốt thép sàn: 31 Bảng 4.1: Chiều dày quy đổi các lớp cấu tạo 35 Bảng 4.2: Bảng xác định tải trọng bản nghiêng: [14] 35 Bảng 4.3: Bảng xác định tải trọng chiếu nghỉ: [14] 36 Bảng 4.4: Bảng xác định tải trọng chiếu tới: [14] 41 Bảng 4.7: Bảng tính thép dầm chiếu tới 44 Bảng 5.1: Bảng tải trọng bể nƣớc [14] 48 Bảng 5.2: Bảng tính thép bản nắp 49 Hình 5.3: Bảng tính thép dầm nắp 51 Bảng 5.4: Bảng tính thép bản thành 55 Bảng 5.5: Bảng tải trọng tác dụng vào bản đáy 57 Bảng 5.6: Bảng tính thép bản đáy 58 Bảng 5.7: Kết quả tính toán hình thành vết nứt th ng góc với trục dọc cấu kiện 60 Bảng 5.8: Bảng tính thép dầm đáy 64 Bảng 6.1: Tải trọng tƣờng tác dụng vào khung 70 Bảng 6.3: Hoạt tải từng phòng cụ thể 71 Bảng 6.4: Bảng tính toán áp lực gió tĩnh: 72 Bảng 6.5: Bảng tải gió tĩnh đƣ c quy thành lực tập trung gán vào mỗi tầng: 73 Bảng 6.6: Kết quả tần số dao động riêng của công trình từ phần mềm Etabs: 77 Bảng 6.7: Giá trị chuyển vị tƣơng ứng với 3 Mode đầu: 77 Bảng 6.8: Kết khối lƣ ng tập trung Mj của mỗi tầng: 82 Bảng 6.9: Kết quả tính toán hệ số áp lực động ζj 83 Bảng 6.10: Kết quả tính toán diện tích đón gió Sj: 84 Bảng 6.11: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió WFj : 85 Bảng 6.12: Kết quả tính toán hệ số ψ1 86 Bảng 6.13: Kết quả tính toán hệ số động lực ξ1 86 Bảng 6.14: Giá trị tiêu chuẩn và tính toán thành phần động của tải trọng gió Wp(ji): 87 Bảng 6.15: Kết quả khối lƣ ng tập trung Mj và chuyển vị lớn nhất của mỗi tầng: 88 Bảng 6.16: Kết quả tính toán diện tích đón gió Si 89 Bảng 6.17: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió WFj chỉ kể đến tác dụng của xung vận tốc gió: 90
10. Bảng 6.18: Kết quả tính toán hệ số ψ2 91 Bảng 6.19: Kết quả tính toán hệ số động lực ξi: 91 Bảng 6.20: Giá trị tiêu chuẩn và tính toán của thành phần động của tải trọng gió Wp(ji) 92 Bảng 6.21: bảng tổng h p tải trọng gió theo 2 phƣơng X,Y 93 Bảng 6.22: Nhận dạng điều kiện đất nền [16] 94 Bảng 6.23: Giá trị chu k và tần số dao động của công trình 96 Bảng 6.24: Giá trị tung độ của phổ thiết kế tại chu k T1 98 Bảng 6.25: Giá trị lực cắt đáy động đất Fb 98 Bảng 6.26: Phân phối tải trọng động đất theo phƣơng ngang lên các tầng: 99 Bảng 6.27: Các trƣờng h p tải trọng: 100 Bảng 6.28: Tổ h p tải trọng gió tĩnh và gió động: 100 Bảng 6.29: Tổ h p tải trọng cơ bản: 100 Bảng 6.30: Tổ h p tải trọng đặc biệt: 101 Bảng 6.31: Điều kiện tính toán cột theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên [2] 106 Bảng 6.32: Kết quả tính toán cốt thép dọc cho các cột của khung trục 3: 109 Bảng 6.33: Bảng kết quả tính toán cốt thép dọc cho các cột của khung trục B: 112 Bảng 6.34: Kết quả tính toán và bố trí cốt thép dọc cho các dầm của khung trục 3 115 Bảng 6.35: Kết quả tính toán và bố trí cốt thép dọc cho các dầm của khung trục B 119 Bảng 6.35: Tính cốt thép cho vách khung trục 3 127 Bảng 7.2: Kết quả ma sát bên fs 138 Bảng 7.3: Kết quả ma sát bên fsi×li 139 Bảng 7.8: Bảng tổ h p nội lực do cột C2 gây ra 141 Bảng 7.9: Bảng áp lực tác dụng lên các cọc cột C2 142 Bảng 7.10: Bảng tính lún 145 Bảng 7.11: Bảng tổ h p nội lực cột C5 148 Bảng 7.13: Bảng tính lún 152 Bảng 7.14: Giá trị h p lực của vách thang máy và thang bộ xuất từ Etabs 162 Bảng 7.15: Phản lực đầu cọc chịu tổ h p tải trọng comb3 165 Bảng 7.16: Bảng tính lún 172 Bảng 7.17: Bảng tính toán giá trị thép: 178 Bảng 7.18: Kết quả ma sát bên 184 Bảng 7.19: Nội lực tính toán móng MI: 186 Bảng 7.20: Bảng tính lún 190 Bảng 7.21: Tổ h p tải trọng tác dụng 192 Bảng 7.22: Kết quả tính lún móng MII 197 Bảng 7.23: Tổ h p nội lực 198 Bảng 7.24: Vị trí các cọc: 199 Bảng 7.25: Kết quả tính toán phản lực đầu cọc 200 Bảng 7.26: Bảng tính lún móng MIII 203 Bảng 7.27: Bảng tính thép 205 Bảng 7.28: Giá trị h p lực của vách thang máy và thang bộ xuất từ Etabs 206 Bảng 7.29: Giá trị nội lực với Nmax tƣơng ứng 208 Bảng 7.30: Vị trí các cọc 209 Bảng 7.31: Kết quả tính phản lực đầu cọc ứng với TH tải Nmax, M2td, M3td (TH1): 210 Bảng 7.32: Kết quả tính phản lực đầu cọc ứng với TH tải Ntd, M2max, M3td (TH2): 210 Bảng 7.34: Bảng tính lún móng lõi 215 Bảng 7.35: Bảng tính thép 217
11. PHẦN 1 KIẾN TRÚC Trang 11
12. CHƢƠNG 1: KIẾN TRÚC 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH Chung cƣ 19 tầng, mỗi tầng gồm 8 căn hộ Địa điểm xây dựng: 2/2A, Lý Thƣờng Kiệt, phƣờng 15, quận 11, TP. Hồ Chí Minh. Quy mô công trình: Diện tích khu đất: 35mx44.1m= 1474.4m2. Chiều cao công trình: 67.9m. Công trình gồm 19 tầng trong đó có: +1 tầng hầm chiều cao 3m. +Tầng trệt chiều cao 5m, diện tích mặt bằng: 44.05m x35.1m= 1409.325m2. +17 tầng lầu, chiều cao tầng 3.5m, diện tích mặt bằng: 24.6m x31.2 m= 672m2. +1 tầng kỹ thuật và 1 tầng mái. Trang 12
13. Hình 1.1: Mặt bằng tầng điển hình Trang 13
14. 1.2. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Mặt bằng công trình khá vuông cho nên công trình đƣ c thiết kế dƣới dạng hình vuông đối xứng theo hai phƣơng, tạo nên vẽ thẩm mỹ cần thiết cho công trình, góp phần tô thêm vẽ đẹp cho nội ô thành phố. Toàn bộ tầng hầm đƣ c sử dụng làm gara xe, nhằm giải quyết nhu cầu để xe hiện nay, ngoài ra còn có hệ thống kỹ thuật, hầm tự hoại, bể nƣớc mái . Từ tầng 2÷17 đƣ c sử dụng phục vụ cho nhà ở cho các hộ gia đình. Mỗi hộ đều có phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn, bếp, vệ sinh và balcon riêng. Tòa nhà có một thang bộ và ba hầm thang máy nhằm giải quyết giao thông chính cho công trình, hệ thống giao thông này kết h p với hệ thống sảnh hành lang của các sàn tầng tạo thành nút giao thông đặt tại trọng tâm của công trình. Trên mái bố trí 2 bể nƣớc để cấp nƣớc sinh hoạt cho toàn bộ công trình và dự phòng chữa cháy. Mặt đứng công trình đƣ c tổ chức theo kiểu khối đặc chữ nhật, kiến trúc đơn giản phát triển theo chiều cao mang tính bề thế, hoành tráng. Cả bốn mặt công trình đều có các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết cấu tạo thanh mảnh, trang trí độc đáo cho công trình. 1.3. HỆ THỐNG KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 1.3.1. Hệ thống điện Sử dụng nguồn điện khu vực do thành phố cung cấp. Ngoài ra công trình còn máy phát điện dự phòng ở tầng hầm đảm bảo cung cấp điện 24/24 giờ khi có sự cố mất điện xảy ra. Hệ thống điện đƣ c đi trong hộp kỹ thuật. Mỗi tầng có bảng hiệu điều khiển riêng can thiệp tới nguồn điện cung cấp cho từng phần hay khu vực. Các khu vực có thiết bị ngắt điện tự động để cô lập nguồn điện cục bộ khi có sự cố. 1.3.2. Hệ thống chiếu sáng Hầu hết các căn hộ, các phòng làm việc đƣ c bố trí có mặt thoáng không gian tiếp xúc bên ngoài lớn nên phần lớn các phòng đều sử dụng đƣ c nguồn ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài công trình. Ngoài ra hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng đƣ c bố trí sao cho có thể đáp ứng đƣ c nhu cầu chiếu sáng cần thiết. 1.3.3. Hệ thống cấp ,thoát nƣớc Cấp nƣớc Nƣớc sử dụng đƣ c lấy về từ trạm cấp nƣớc thành phố, dùng máy bơm đƣa nƣớc từ hệ thống lên bể chứa nƣớc mái. Hai bể nƣớc này vừa có chức năng phân phối nƣớc sinh hoạt cho các phòng vừa có chức năng lƣu trữ nƣớc khi hệ thống nƣớc ngƣng hoạt động, và quan trọng hơn nữa là lƣu trữ nƣớc cho phòng cháy chữa cháy. Thoát nƣớc Trang 14
15. Nƣớc thải công trình bao gồm nƣớc mƣa, nƣớc mặt và nƣớc thải từ các phòng vệ sinh. Nƣớc mƣa từ mái và balcon đƣ c thu vào ống nhựa PVC dẫn xuống hệ thống cống rãnh thoát nƣớc ngoài công trình và dẫn ra hệ thống thoát nƣớc chung của thành phố. Nƣớc thải từ các khu vệ sinh đƣ c đƣa vào các bể bán tự hoại rồi dẫn vào bể chứa. Sau đó nƣớc sẽ đƣ c dẫn vào hệ thống thoát nƣớc chung của thành phố còn bùn cặn thì định k sẽ đƣ c các xe chuyên dùng bơm hút đƣa ra ngoài công trình. 1.3.4. Hệ thống phòng cháy, chữa cháy Vì đây là nơi tập trung đông ngƣời và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng, đƣ c bố trí theo tiêu chuẩn quốc gia. Hệ thống báo cháy đƣ c đặt biệt quan tâm, công trình đƣ c trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy trên mỗi tầng và trong mỗi căn hộ, có khả năng dập tắt mọi nguồn phát lửa trƣớc khi có sự can thiệp của lực lƣ ng chữa cháy. Các miệng báo khói và nhiệt tự động đƣ c bố trí h p lý cho từng khu vực khi có sự cố xảy ra. 1.3.5. Hệ thống thu lôi Là một công trình cao tầng nên trên mặt bằng mái công trình đƣ c bố trí 5 cột thu lôi có nhiệm vụ dẫm sét xuống điện cực tiếp xúc với đất đảm bảo an toàn cho công trình khi có sự cố sét xảy ra. 1.3.6. Đặc điểm về khí hậu Công trình xây dựng thuộc Quận 11 – Thành phố Hồ Chí Minh, nên chịu ảnh hƣởng chung của khí hậu miền Nam. Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mƣa nhiều. Thời tiết trong năm chia làm hai mùa, mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa từ tháng 5  11, có gió mùa Đông Nam và Tây Nam. Mùa khô từ tháng 12  4, chịu ảnh hƣởng của gió mùa Đông Bắc. a. Nhiệt độ : Nhiệt độ trung bình của vùng là 270C Nhiệt độ cao nhất vào tháng 4: 390C. Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 12: 230C. b. Độ ẩm : Độ ẩm trung bình của vùng là 79.5% Độ ẩm cao nhất vào tháng 9: 90%; Độ ẩm thấp nhất vào tháng 3: 65%. c. Mưa : Lƣ ng mƣa trung bình hàng năm là 1979mm Tháng cao nhất: 300  338mm. Tháng thấp nhất: 3  12mm. Trang 15
16. d. Gió: Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh là khu vực đƣ c đánh giá là ít chịu ảnh hƣởng của gió bão. Thịnh hành trong mùa khô là gió Đông Nam chiếm 30  40%, gió Đông chiếm 20  30%. Hình 1.2: Mặt đứng công trình Trang 16
17. CHƢƠNG 2: KẾT CẤU 2.1. KHÁI QUÁT CHUNG Lựa chọn hệ thống kết cấu chịu lực cho công trình có vai trò vô cùng quan trọng tạo tiền đề cơ bản cho ngƣời thiết kế có đƣ c định hƣớng thiết lập mô hình, hệ kết cấu chịu lực cho công trình nhằm đảm bảo yêu cầu về độ bền, độ ổn định phù h p với yêu cầu kiến trúc, thuận tiện trong sử dụng và mang lại hiệu quả kinh tế nhất. Khi kiến trúc của công trình đã đƣ c chọn, thiết kế kết cấu đƣ c thực hiện theo các bƣớc sau: - Chọn sơ đồ tính, các giả thiết tính toán. - Xác định các tải trọng tác động vào công trình. - Dựa vào các tải trọng tác động đã tính toán để xác định sơ bộ kích thƣớc của các cấu kiện. - Tính toán các chuyển vị ngang và tần số dao động riêng của công trình để chọn lại kích thƣớc tiết diện của các cấu kiện cho thỏa độ cứng ngang. - Xác định tải trọng tác động, ảnh hƣởng của gió động và động đất (nếu có). - Tổ h p tải trọng và xác định nội lực nguy hiểm xảy ra trong từng cấu kiện. - Tính toán khả năng chịu lực và ổn định của các cấu kiện. 2.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH Để tính toán nội lực trong các cấu kiện của công trình, nếu xét đến một cách chính xác và đầy đủ các yếu tố hình học của các cấu kiện thì bài toán trở nên rất phức tạp. Do đó, trong tính toán ta thay thế công trình thực bằng sơ đồ tính h p lý đƣ c gọi là lựa chọn sơ đồ tính. Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hóa của công trình mà nó vẫn đảm bảo phản ánh đƣ c tƣơng đối chính xác với sự làm việc thực tế của công trình. Việc lựa chọn sơ đồ tính cho công trình có liên hệ mật thiết với việc đánh giá xem sơ đồ tính đó có đảm bảo phản ánh đƣ c chính xác sự làm việc của công trình trong thực tế hay không. Khi lựa chọn sơ đồ tính phải dựa trên nhiều giả thiết đơn giản hóa mà vẫn phải thỏa mãn các yêu cầu về độ bền, độ cứng, độ ổn định cũng nhƣ các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật khác. Với độ chính xác cho phép và phù h p với khả năng tính toán hiện nay, đồ án này sử dụng sơ đồ tính toán chƣa biến dạng hai chiều tức là sơ đồ đàn hồi ph ng. Hệ kết cấu gồm hệ sàn sƣờn toàn khối kết h p với hệ khung – lõi cứng, tất cả các cấu kiện đều đƣ c cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối. Trang 17
18. Muốn chuyển từ sơ đồ thực tế về sơ đồ tính toán cần thiết phải thực hiện theo hai bƣớc sau: Bƣớc 1: - Thay các thanh bằng các đƣờng không gian, đƣ c gọi là trục. - Thay tiết diện của cấu kiện bằng các đại lƣ ng đặc trƣng của vật liệu (module đàn hồi E, moment quan tính J, ). - Thay các liên kết tựa bằng các liên kết lý tƣởng. - Đƣa các tải trọng tác dụng lên mặt cấu kiện về trục cấu kiện. - Đây là bƣớc chuyển công trình thực về sơ đồ tính của công trình. Bƣớc 2: - Chuyển công trình thực về sơ đồ tính bằng cách bỏ qua thêm một số yếu tố giữ vai trò thứ yếu trong sự làm việc không gian của công trình. 2.3. GIẢI PHÁP KẾT CẤU Từ việc lựa chọn sơ đồ tính, ta đƣa ra các giải pháp kết cấu nhƣ sau: 2.3.1. Phƣơng án sàn Trong công trình, hệ sàn có ảnh hƣởng rất lớn đến sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phƣơng án sàn h p lý là điều rất quan trọng. Do vậy, ngƣời thiết kế cần phải có sự phân tích một cách đúng đắng và chính xác để lựa chọn ra phƣơng án phù h p với kết cấu của công trình. Ta xét các phƣơng án sàn sau: a. Sàn sƣờn toàn khối Cấu tạo của hệ sàn sƣờn toàn khối gồm hệ dầm và bản sàn. Ưu điểm: Việc tính toán đơn giản, chiều dày bản sàn nhỏ nên tiết kiệm đƣ c vật liệu bê tông và cốt thép. Do vậy, sàn sƣờn toàn khối đƣ c giảm tải đáng kể do tải trọng bản thân sàn. Hiện nay, sàn sƣờn đã và đang đƣ c sử dụng phổ biến ở nƣớc ta cũng nhƣ các nƣớc khác với công nghệ thi công đa dạng, công nhân lành nghề và chuyên nghiệp nên thuận l i cho việc lựa chọn kỹ thuật, tổ chức thi công. Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vƣ t khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất l i cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu nhƣng phía trên các dầm hầu hết là các tƣờng bao che (tức là dầm đƣ c giấu trong tƣờng) phân cách tách biệt các không gian nên vẫn tiết kiệm không gian sử dụng. Trang 18
19. b. Sàn ô cờ Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phƣơng, chia bản thành các ô bản kê bốn cạnh. Ưu điểm: Tránh đƣ c trƣờng h p có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm đƣ c không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích h p với các công trình có yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn nhƣ hội trƣờng, câu lạc bộ. Nhược điểm: Kỹ thuật thi công phức tạp. Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh đƣ c những hạn chế do chiều cao dầm chính phải cao để giảm độ võng. c. Sàn phẳng (sàn không dầm) Cấu tạo gồm bản sàn kê trực tiếp lên cột (có mũ cột hoặc không có mũ cột). Ưu điểm: - Chiều cao kết cấu nhỏ nên tăng đƣ c chiều cao thông thủy tầng. - Tiết kiệm đƣ c không gian sử dụng. - Dễ dàng phân chia không gian sử dụng. - Thích h p với những công trình có khẩu độ vừa (68m). - Kiến trúc đẹp, thích h p với các công trình kiến trúc hiện đại. Nhược điểm: - Chiều dày sàn lớn nên tốn kém vật liệu, tải trọng bản thân lớn gây lãng phí. - Yêu cầu công nghệ và trình độ thi công tiến tiến. - Hiện nay, số công trình tại Việt Nam đƣ c sử dụng loại sàn này còn hạn chế, nhƣng trong tƣơng lai không xa sàn không dầm kết h p với sàn ứng suất trƣớc sẽ đƣ c sử dụng một cách rộng rãi và mang lại hiệu quả cao về kinh tế và kỹ thuật cho nƣớc ta. d. Kết luận Căn cứ vào: - Mục đích sử dụng của công trình. - Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình. - Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên. - Thời gian và tài liệu có hạn. Cuối cùng, sinh viên quyết định chọn phƣơng án Sàn sƣờn toàn khối để thiết kế cho công trình. Trang 19
20. 2.3.2. Phƣơng án hệ kết cấu chịu lực Căn cứ vào thiết kế kiến trúc của công trình nhƣ hình dáng và chiều cao công trình, không gian bên trong để ta chọn ra các giải pháp kết cấu nhƣ sau: a. Hệ khung chịu lực Hệ khung đƣ c tạo thành bởi các thanh đứng là cột và các thanh ngang là dầm, liên kết cứng tại chỗ giao nhau của dầm và cột đƣ c gọi là nút. Các khung liên kết với nhau qua thanh ngang tạo thành hệ khung không gian của công trình. Hệ khung có bậc siêu tĩnh cao để khi chịu tải trọng ngang lớn, kết cấu có thể bị phá hoại ở một số cấu kiện mà không bị sụp đổ. Khung đƣ c thiết kế sao cho khớp dẻo đƣ c hình thành ở dầm trƣớc, sau đó mới đến cột để nếu khi có sự cố xảy ra thì phá hoại ở dầm xảy ra trƣớc khi phá hoại ở nút. Các dầm đƣ c cấu tạo sao cho sự phá hoại do uốn xảy ra trƣớc sự phá hoại do cắt. Ƣu điểm: - Bố trí không gian h p lý, linh hoạt đáp ứng đƣ c các yêu cầu mà giải pháp kiến trúc đƣa ra. Hệ kết cấu này khắc phục đƣ c nhƣ c điểm của hệ vách chịu lực là tạo ra đƣ c không gian tƣơng đối lớn. - Việc tính toán và thi công đơn giản. Nhƣợc điểm: - Hệ khung chịu lực làm việc không tốt lắm với tải trọng ngang (chịu uốn kém), tính liên tục của khung cứng phụ thuộc rất nhiều vào độ bền và độ cứng của các nút khung. - Do vừa chịu tải trọng ngang vừa phải chịu tải trọng đứng nên hệ cột có kích thƣớc khá lớn ở các tầng dƣới ảnh hƣởng đến mỹ quan của công trình và làm giảm không gian sử dụng trong công trình. b. Hệ vách cứng chịu lực: Trong kết cấu này, các cấu kiện th ng đứng chịu lực của công trình là các vách cứng ph ng bằng bê tông cốt thép. Hệ kết cấu vách cứng có thể đƣ c bố trí thành hệ thống theo một phƣơng hoặc hai phƣơng. Tải trọng ngang truyền đến các tấm vách cứng thông qua các bản sàn đƣ c xem là tuyệt đối cứng. Trang 20
21. Ƣu điểm: - Do kết cấu gồm các mảng vách dày nên tạo đƣ c không khí thoáng mát cho các căn phòng bên trong công trình. - Phƣơng pháp và kỹ thuật thi công xây dựng khá đơn giản, dễ dàng. Nhƣợc điểm: - Kết cấu khá nặng nề, độ thông thoáng bên trong kém, khó tạo đƣ c không gian linh hoạt. - Tiến độ thi công chậm. c. Hệ lõi cứng chịu lực Thực chất, lõi cứng chính là các vách cứng liên kết lại thành hệ không gian kín. Hệ lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, diện tích kín hoặc hở có tác dụng nhận toàn bộ tải trọng tác động lên công trình và truyền xuống đất. Ưu điểm: Hệ lõi chịu lực có hiệu quả với công trình có độ cao tƣơng đối lớn, độ chống xoắn lớn. Tận dụng lõi cứng để bố trí cầu thang máy hoặc cầu thang bộ. Nhược điểm: Việc tính toán và thi công phức tạp, khó thực hiện. d. Hệ khung – vách chịu lực Đây là kết cấu kết h p khung bê tông cốt thép và vách cứng cùng tham gia chịu lực, lõi thang máy đƣ c xây bằng gạch. Hệ thống vách cứng thƣờng đƣ c tạo ra tại khu vực vệ sinh chung, hoặc các tƣờng biên là các khu vực có tƣờng liên tục nhiều tầng. Tuy có khó khăn hơn trong việc thi công nhƣng kết cấu loại này có nhiều ƣu điểm nhƣ: Khung bê tông cốt thép chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang của công trình. Vách cứng tham gia chịu tải trọng ngang cho công trình một cách tích cực. Hệ kết cấu này sử dụng hiệu quả cho công trình cao đến 40 tầng. Ngoài ra, vách cứng cũng là kết cấu bao che và cách nhiệt rất tốt. e. Hệ khung – lõi chịu lực: Đây là kết cấu kết h p giữa khung bê tông cốt thép và lõi cứng cùng tham gia chịu lực. Lõi cứng thƣờng đƣ c tận dụng để bố trí cầu thang máy hay cầu thang bộ hoặc cả hai. Tuy có khó khăn và phức tạp trong công tác thi công nhƣng kết cấu loại này có nhiều ƣu điểm lớn nhƣ: - Khung bê tông cốt thép chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang của công trình. - Lõi cứng ở đây sẽ tận dụng lồng thang máy hoặc lồng thang bộ nên không ảnh hƣởng đến không gian sử dụng. Trang 21
22. S K L 0 0 2 1 5 4