Đồ án Thiết kế chung cư Tân Tạo I (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế chung cư Tân Tạo I (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 XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ CHUNG CƯ TÂN TẠO I GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN CẢNH SVTH: NGUYỄN THANH HUY MSSV: 11149065 SKL003501 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015
2. MỤC LỤC PHẦN 1: KIẾN TRÚC 15 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 15 1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: 15 1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: 15 1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC: 16 1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng: 16 1.3.2 Mặt đứng công trình: 17 1.3.3 Hệ thống giao thông: 17 1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT: 17 1.4.1 Hệ thống điện: 17 1.4.2 Hệ thống nước: 17 1.4.3 Thông gió: 18 1.4.4 Chiếu sáng: 18 1.4.5 Phòng cháy thoát hiểm: 18 1.4.6 Chống sét: 18 1.4.7 Hệ thống thoát rác: 18 PHẦN 2: KẾT CẤU 19 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 19 1.1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU: 19 1.1.1 Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng: 19 1.1.2 Hệ kết cấu chịu lực nằm ngang: 19 1.1.3 Kết luận: 21 1.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU: 21 1.2.1 Bê tông: 21 1.2.2 Cốt thép: 21 1.3 HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH: 22 1.3.1 Theo phương ngang: 22 1.3.2 Theo phương đứng: 22 1.4 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 22 1
3. 1.4.1 Chọn sơ bộ chiều dày sàn: 22 1.4.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm: 23 1.4.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột: 24 1.4.4 Chọn sơ bộ kích thước tiết diên vách: 27 1.4.5 Chọn sơ bộ kích thước cầu thang máy, cầu thang bộ: 27 1.5 KHAI BÁO TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH: 28 1.5.1 Khai báo tải trọng tĩnh tải: 28 1.5.2 Khai báo tải trọng hoạt tải: 29 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 30 2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 30 2.1.1 Kích thước sơ bộ: 30 2.1.2 Vật liệu: 30 2.1.3 Tải trọng: 30 2.2 TÍNH TOÁN BẢN SÀN: 33 2.2.1 Sơ đồ tính bản sàn: 33 2.2.2 Xác định nội lực: 36 2.2.3 Tính cốt thép cho sàn: 37 2.3 TÍNH TOÁN SÀN BẰNG PHẦN MỀM SAFE 41 2.3.1 Cơ sở dữ liệu: 41 2.3.2 Nội lực trên các STRIP 43 2.3.3 Tính toán nội lực sàn 47 2.3.4 Tính cốt thép cho sàn: 48 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 55 3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 55 3.1.1 Bố trí kết cấu: 55 3.1.2 Vật liệu: 56 3.1.3 Tải trọng: 56 3.2 TÍNH TOÁN BẢN THANG: 58 3.2.1 Xác định nội lực: 58 3.2.2 Tính cốt thép: 62 3.3 TÍNH TOÁN DẦM THANG: 62 2
4. 3.3.1 Tải trọng tính toán: 62 3.3.2 Tính toán cốt thép: 64 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI 67 4.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 68 4.2 TÍNH TOÁN NẮP BỂ: 68 4.2.1 Quan điểm tính toán: 68 4.2.2 Tải trọng tác dụng: 70 4.2.3 Xác định nội lực: 70 4.2.4 Tính cốt thép cho sàn: 71 4.3 TÍNH TOÁN BẢN THÀNH 72 4.3.1 Quan điểm tính toán: 72 4.3.2 Tải trọng tác dụng: 73 4.3.3 Xác định nội lực: 74 4.3.4 Tính cốt thép cho bản thành: 75 4.4 TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY: 76 4.4.1 Quan điểm tính toán: 76 4.4.2 Tải trọng tác dụng: 77 4.4.3 Xác định nội lực: 78 4.4.4 Tính cốt thép cho bản đáy: 79 4.5 TÍNH TOÁN DẦM HỒ NƯỚC MÁI: 79 4.5.1 Tải trọng tác dụng: 79 4.5.2 Tính cốt thép cho dầm hồ nước: 82 CHƯƠNG 5: TÍNH DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH 88 5.1 KHAI BÁO TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH: 88 5.1.1 Khai báo tải trọng tĩnh tải: 88 5.1.2 Khai báo tải trọng hoạt tải: 89 5.3 Mô hình 89  Nhận xét các mode dao động: 92 5.4 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ: 92 5.4.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió: 93 5.4.2 Thành phần động của tải trọng gió: 95 3
5. 5.5.1 Tính toán kết cấu chịu tác động của động đất: 101 5.6 NHẬP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: 108 5.6.1 Nhập tải trọng tĩnh tải: 108 5.6.2 Nhập tải trọng hoạt tải: 108 5.6.3 Nhập tải trọng gió: 108 5.6.4 Nhập tải trọng động đất: 110 5.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG: 111 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG .112 6.1 TÍNH TOÁN DẦM: 112 6.1.1 Cơ sở lý thuyết: 112 6.1.2 Quá trình tính toán dầm: 113 6.1.3 Kiểm tra tính toán thép dầm: 114 6.1.4 Kết quả tính toán thép dầm khung trục 3: 115 6.1.5 Kết quả tính toán thép dầm khung trục E: 125 6.2 TÍNH TOÁN CỘT: 135 6.2.1 Cơ sở lý thuyết: 135 6.2.2 Quá trình tính toán cột: 135 6.2.3 Kiểm tra bố trí thép cột: 136 6.2.4 Kết quả tính toán thép cột khung trục 3: 137 6.2.5 Kết quả tính toán thép cột khung trục E: 141 6.2.6 Tính toán cốt đai cho cột khung trục 3: 144 6.3 TÍNH TOÁN VÁCH: 144 6.3.1 Giả thuyết tính toán 144 6.3.2Kết quả tính toán vách trục E: 147 6.3.3 Tính toán cốt đai cho vách khung trục E: 150 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 151 7.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 151 7.2 PHƯƠNG PHÁP MÓNG CỌC ÉP BÊTÔNG CỐT THÉP 152 7.2.1 Vật liệu sử dụng 152 7.2.2 Kích thước và chiều dài cọc 152 7.2.3 Sức chịu tải của cọc 152 4
6. 7.2.3.1 Theo sức chịu tải của vật liệu : 152 7.2.3.2 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Phụ lục A.3 TCXD 205 : 1998) 155 7.2.3.3 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền ( Phụ lục B TCXD 205 : 1998) 156 7.2.4 Thiết kế móng cọc ép M1 157 7.2.4.1 Phản lực chân cột 157 7.2.4.2 Xác định số cọc và bố trí 158 7.2.4.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 160 7.2.4.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 161 7.2.4.5 Kiểm tra xuyên thủng 165 7.2.4.6 Tính toán cốt thép đài móng 165 7.2.5 Thiết kế móng cọc ép M2 167 7.2.5.1 Phản lực chân cột 167 7.2.5.2 Xác định số cọc và bố trí 168 7.2.5.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 171 7.2.5.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 171 7.2.5.5 Kiểm tra xuyên thủng 175 7.2.5.6 Tính toán cốt thép đài móng 175 7.2.6 Thiết kế móng cọc ép M3 177 7.2.6.1 Phản lực chân cột 177 7.2.6.2 Xác định số cọc và bố trí 178 7.2.6.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 181 7.2.6.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 181 7.2.6.5 Kiểm tra xuyên thủng 184 7.2.6.6 Tính toán cốt thép đài móng 184 7.2.7 Thiết kế móng cọc ép lõi thang 186 7.2.7.1 Nội lực của lõi thang 186 7.2.7.2 Xác định số cọc và bố trí 189 7.2.7.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 189 7.2.7.4 Xác định nội lực đài móng bằng safe : 190 7.2.7.5 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 192 7.2.7.6 Kiểm tra xuyên thủng 195 7.2.7.7 Tính toán cốt thép đài móng 195 5
7. 7.3 PHƯƠNG PHÁP CỌC KHOAN NHỒI BÊTÔNG CỐT THÉP 197 7.3.1 Vật liệu sử dụng 197 7.3.2 Kích thước và chiều dài cọc 197 7.3.3 Sức chịu tải của cọc 198 7.3.3.1 Theo sức chịu tải của vật liệu : 198 7.3.3.2 Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Phụ lục A.3 TCXD 205 : 1998) 198 7.3.3.3 Theo chỉ tiêu cường độ đất nền ( Phụ lục B TCXD 205 : 1998) 200 7.3.4 Thiết kế móng cọc ép M1 201 7.3.4.1 Phản lực chân cột 201 7.3.4.2 Xác định số cọc và bố trí 202 7.3.4.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 204 7.3.4.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 205 7.3.4.5 Kiểm tra xuyên thủng 208 7.3.4.6 Tính toán cốt thép đài móng 208 7.3.5 Thiết kế móng cọc ép M2 210 7.3.5.1 Phản lực chân cột 210 7.3.5.2 Xác định số cọc và bố trí 211 7.3.5.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 213 7.3.5.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 213 7.3.5.5 Kiểm tra xuyên thủng 217 7.3.5.6 Tính toán cốt thép đài móng 217 7.3.6 Thiết kế móng cọc ép M3 219 7.3.6.1 Phản lực chân cột 219 7.3.6.2 Xác định số cọc và bố trí 220 7.3.6.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 222 7.3.6.5 Kiểm tra xuyên thủng 224 7.3.6.6 Tính toán cốt thép đài móng 225 7.3.7 Thiết kế móng cọc ép lõi thang 226 7.3.7.1 Nội lực của lõi thang 226 7.3.7.2 Xác định số cọc và bố trí 229 7.3.7.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng cọc có xét đến hiệu ứng nhóm cọc: 229 7.3.7.4 Xác định nội lực đài móng bằng safe : 230 6
8. 7.3.7.5 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng 232 7.3.7.6 Kiểm tra xuyên thủng 235 7.3.7.7 Tính toán cốt thép đài móng 235 7.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC CHO CÔNG TRÌNH: 237 7.4.1 So sánh phương án móng cọc: 237 7.4.1.1 Điều kiện kỹ thuật: 237 7.4.1.2 Điều kiện thi công: 237 7.4.1.3 Điều kiện kinh tế: 238 7.4.1.4 Các điều kiện khác: 238 7.4.2 Lựa chọn phương án móng cọc: 238 DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN 1: KIẾN TRÚC 15 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 15 Hình 1- 1: Mặt bằng tầng điển hình. 16 Hình 1- 2: Mặt đứng chính công trình. 17 PHẦN 2: KẾT CẤU 19 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 19 Hình 1. 1: Mặt bằng ô sàn công trình. 23 Hình 1. 2: Mặt bằng bố trí dầm tầng điển hình. 24 Hình 1. 3: Mặt bằng bố trí cột. 26 Hình 1. 4: Kích thước lõi thang máy. 27 Hình 1. 5: Chi tiết cầu thang bộ. 27 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Hình 2. 1: Cấu tạo các lớp sàn bê tông cốt thép. 31 Hình 2. 2: Nội lực ô bản kê 4 cạnh. 36 Hình 2. 3: Nội lực bản dầm 37 Hình 2.4 : mô hình sàn công trình 41 Hình 2. 5: Gán tĩnh tải lên sàn trong mô hình SAFE 42 Hình 2. 6: Gán hoạt tải trong mô hình SAFE 43 Hình 2. 7: Chia STRIP theo phương trục X 44 7
9. Hình 2. 8: Momen trên STRIP theo phương trục X. 45 Hình 2. 9: Chia STRIP theo phương trục Y. 46 Hình 2. 10: Momen trên STRIP theo phương trục Y. 47 Hình 2. 11: Cách kí hiệu các STRIP. 48 Hình 2. 12: Chuyển vị sàn bằng mô hình SAFE. 52 CHƯƠNG 3 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ Hình 3. 1: Mặt bằng và mặt cắt cầu thang. 56 Hình 3. 2: Chi tiết tải tác dụng cầu thang. 56 Hình 3. 4: Sơ đồ tải tác dụng lên cầu thang. 58 Hình 3. 5: Phản lực tác dụng lên cầu thang. 58 Hình 3. 6: Biểu đồ lực cắt tác dụng lên cầu thang. 59 Hình 3. 7: Biểu đồ momen tác dụng lên cầu thang. 59 Hình 3. 8: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên cầu thang. 60 Hình 3. 9: Phản lực tác dụng lên cầu thang. 60 Hình 3. 10: Biểu đồ lực cắt tác dụng lên cầu thang. 61 Hình 3. 11: Biểu đồ momen tác dụng lên cầu thang. 61 Hình 3. 12: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm cầu thang. 63 Hình 3. 13: Biểu đồ nội lực tại gối tác dụng lên dầm cầu thang. 63 Hình 3. 14: Biểu đồ lực cắt tác dụng lên dầm cầu thang 63 Hình 3. 15: Biểu đồ momen tác dụng lên dầm cầu thang. 64 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI Hình 4. 1: Mặt bằng bố trí bể nước. 68 Hình 4. 2: Các lớp tác dụng lên bản nắp. 70 Hình 4. 3: Nội lực bản kê 4 cạnh. 71 Bảng 4. 4: Bố trí thép cho ô bản nắp. 72 Hình 4.4: Sơ đồ tính toán thành bể 73 Hình 4.5: Tải trọng tác dụng lên thành bể. 74 Hình 4.6: Nội lực tại gối thành bể. 74 Hình 4.7: Biểu đồ lực cắt tác dụng lên bản đáy. 75 Hình 4.8: Biểu đồ momen tác dụng lên bản đáy. 75 Hình 4.9: Mặt bằng bố trí bể nước 76 8
10. Hình 4.10: Các lớp tác dụng lên bản đáy. 77 Hình 4. 11: Mô hình gán tải trọng lên khung bể nước. 80 Hình 4.12: Biểu đồ lực cắt khung bể nước. 81 Hình 4.13: Biểu đồ momen khung bể nước. 82 Hình 4.14: Tiết diện bản nắp. 83 Hình 4.15: Tiết diện bản đáy. 83 CHƯƠNG 5: TÍNH DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH 88 Hình 5. 1: Hình dạng công trình 89 Hình 5. 2: Hệ tọa độ xác định hệ số tương quan không gian v. 96 Hình 5.3: Hệ số khí động. 97 Hình 5. 4: Tải trọng tác dụng lên sàn. 108 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG Hình 6. 1: Mặt bằng Tầng 10 công trình. 112 Hình 6. 2: Các dạng khe nứt trong dầm đơn giản. 112 Hình 6. 3: Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất dầm. 113 Hình 6. 4: Nội lực tác dụng lên vách. 145 Hình 6. 5: Mặt cắt và mặt đứng vách. 145 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 151 Hình 7.1. : Mặt bằng móng M1 (4m x 5.5m x 2m) 159 Hình 7.2. : Tháp xuyên thủng 165 Hình 7.3. : Sơ đồ tính 166 Hình 7.4. : Mặt bằng móng M2 (4m x 5.5m x 2m) 169 Hình 7.5. : Tháp xuyên thủng 175 Hình 7.10. : Mặt bằng móng (16 m x 16 m x 2 m) 189 Hình 7.11: Phản lực đầu cọc Pmax tại lõi thang máy. 191 Hình 7.12: Phản lực đầu cọc Pmin tại lõi thang máy. 191 Hình 7.13. : Tháp xuyên thủng 195 Hình 7.14: Nội lực theo phương X của đài móng dưới lõi thang. 196 Hình 7.15: Nội lực theo phương Y của đài móng dưới lõi thang. 197 Hình 7.16. : Mặt bằng móng M1 (5.2m x 5.2m x 2m) 203 Hình 7.17. : Tháp xuyên thủng 208 9
11. Hình 7.18. : Sơ đồ tính 209 Hình 7.19. : Mặt bằng móng M2 (5.2m x 5.2m x 2m) 211 Hình 7.20: Tháp xuyên thủng 217 Hình 7.21: Sơ đồ tính 218 Hình 7.22 : Mặt bằng móng M3 (1.6m x 3.4m x 2m) 220 Hình 7.23 : Tháp xuyên thủng 224 Hình 7.24 : Sơ đồ tính 225 Hình 7.25 : Mặt bằng móng (16 m x 16 m x 2 m) 229 Hình 7.26: Phản lực đầu cọc Pmax tại lõi thang máy. 231 Hình 7.27 : Phản lực đầu cọc Pmin tại lõi thang máy. 231 Hình 7.28 : Tháp xuyên thủng 235 Hình 7.29: Nội lực theo phương X của đài móng dưới lõi thang. 236 Hình 7.30: Nội lực theo phương Y của đài móng dưới lõi thang. 237 DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 19 Bảng 1. 1: Công thức sơ bộ kích thước dầm. 23 Bảng 1. 2: Tĩnh tải sàn căn hộ. 28 Bảng 1. 3: Tĩnh tải phòng vệ sinh. 28 Bảng 1. 4: Tĩnh tải sàn siêu thị. 28 Bảng 1. 5: Tĩnh tải sàn căn hộ. 29 Bảng 1. 6: Hoạt tải các phòng chức năng. 29 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 30 Bảng 2. 1: Cấu tạo các lớp sàn bê tông cốt thép. 31 Bảng 2. 2: Cấu tạo các lớp sàn bê tông cốt thép. 31 Bảng 2. 3: Cấu tạo các lớp sàn bê tông cốt thép. 32 Bảng 2. 4: Giá trị hoạt tải trên các phòng chức năng. 32 Bảng 2. 5: Giá trị hoạt tải trên ô sàn. 32 Bảng 2. 6: Giá trị tải trọng tác dụng lên các ô sàn. 33 Bảng 2. 7: Bảng chọn thép sàn theo phương pháp tra ô bản. 37 Bảng 2. 8: Bảng khai báo tải trọng tác dụng lên sàn trong SAFE. 42 Bảng 2. 9: Bảng chọn thép sàn theo phương pháp tra ô bản. 48 10
12. CHƯƠNG 3 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ Bảng 3. 1: Bảng tính cốt thép cầu thang. 62 Bảng 3. 2: Bảng tính toán cốt thép dầm cầu thang. 64 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI 67 Bảng 4. 1: Tải trọng các lớp tác dụng lên bản nắp. 70 Bảng 4. 2: Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản nắp. 70 Bảng 4. 3: Momen theo các phương của các ô bản nắp. 71 Bảng 4. 4: Bố trí thép cho ô bản nắp. 72 Bảng 4. 5: Bố trí thép cho bản thành. 75 Bảng 4.6: Cấu tạo các lớp của bản đáy. 77 Bảng 4. 7: Tổng tải trọng tác dụng lên các ô bản đáy. 78 Bảng 4.8: Momen theo các phương của các ô bản đáy. 78 Bảng 4. 9: Bố trí thép cho các ô bản đáy. 79 CHƯƠNG 5: TÍNH DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH 88 Bảng 5. 1: Tĩnh tải tác dụng lên sàn căn hộ. 88 Bảng 5. 2: Tĩnh tải tác dụng lên sàn phòng vệ sinh. 88 Bảng 5. 3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn siêu thị. 88 Bảng 5. 4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn thượng. 88 Bảng 5. 5: Hoạt tải tác dụng lên sàn. 89 Bảng 5. 6: Chu kì dao động của các mode. 92 Bảng 5. 7: Chuyển vị các mode dao động theo các phương 92 Bảng 5. 8: Mode dao động theo các phương. 92 Bảng 5. 9: Gió tĩnh gắn vào tâm hình học công trình. 94 Bảng 5.10: Chu kì và tần số các mode dao động. 95 Bảng 5.11: Tâm khối lượng các tầng 98 Bảng 5.12: Gió động tác dụng lên công trình khi công trình dao động theo phương Y. 99 Bảng 5.13: Gió động tác dụng lên công trình khi công trình dao động theo phương X. 100 Bảng 5.14: Bảng các loại đất nền. 101 Bảng 5.15: Bảng tổng hợp địa chất công trình. 102 Bảng 5.16: Chu kì và tần số các mode dao động.TH 1TT+0.24HT 102 11
13. Bảng 5.17: Lực động đất tác dụng theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 105 Bảng 5. 18: Bảng tổ hợp nội lực 105 Bảng 5. 19: Giá trị hoạt tải gán từng sàn. 108 Bảng 5.20: Tải trọng gió tĩnh gán vào mô hình. 108 Bảng 5.21: Tải trọng gió động gán vào mô hình. 109 Bảng 5.22: Tải trọng động đất gán vào mô hình. 110 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG Bảng 6. 1: Tính toán thép dầm khung trục 3. 115 Bảng 6. 2: Tính toán thép dầm khung trục E. 125 Bảng 6. 3: Điều kiện tính toán cột theo phương X, Y. 135 Bảng 6. 4: Bố trí thép cột khung trục 3: 137 Bảng 6. 5: Bố trí thép cột khung trục E. 141 Bảng 6. 6: Bố trí thép vách P1, P2 trục E. 149 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH 151 Bảng 7.1. : Bảng tính thành phần ma sát hông theo phụ lục B 157 Bảng 7.2. : Phản lực chân cột móng M1 158 Bảng 7.3. : Phản lực đầu cọc móng M1 160 Bảng 7.4. : Ứng suất gây lún 164 Bảng 7.5. : Kết quả tính Moment theo phương X 166 Bảng 7.6. : Kết quả tính Moment theo phương Y 167 Bảng 7.7. : Phản lực chân cột móng M2 167 Bảng 7.8. : Phản lực đầu cọc móng M2 170 Bảng 7.9. : Ứng suất gây lún 174 Bảng 7.10. : Kết quả tính Moment theo phương X 176 Bảng 7.11. : Kết quả tính Moment theo phương Y 177 Bảng 7.12. : Phản lực chân cột móng M3 177 Bảng 7.13. : Phản lực đầu cọc móng M3 180 Bảng 7.14. : Ứng suất gây lún 183 Bảng 7.15. : Kết quả tính Moment theo phương X 185 Bảng 7.16. : Kết quả tính Moment theo phương Y 185 Bảng 7.17. : Nội lực của lõi thang 187 12
14. Bảng 7.18. : Ứng suất gây lún 194 Bảng 7.19. : Phản lực chân cột móng M1 201 Bảng 7.20 : Phản lực đầu cọc móng M1 203 Bảng 7.21. : Ứng suất gây lún 207 Bảng 7.22. : Kết quả tính Moment theo phương X 209 Bảng 7.23. : Kết quả tính Moment theo phương Y 209 Bảng 7.26 : Ứng suất gây lún 216 Bảng 7.27 : Kết quả tính Moment theo phương X 218 Bảng 7.28 : Kết quả tính Moment theo phương Y 218 Bảng 7.29 : Phản lực chân cột móng M3 219 Bảng 7.30 : Phản lực đầu cọc móng M3 221 Bảng 7.31: Kết quả tính Moment theo phương Y 226 Bảng 7.33: So sánh phương án cọc đóng và cọc khoan nhồi. 239 13
15. LỜI CẢM ƠN Đối với mỗi sinh viên ngành Xây dựng, luận văn tốt nghiệp chính là công việc kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt mỗi người một hướng đi mới vào cuộc sống thực tế trong tương lai. Thông qua quá trình làm luận văn đã tạo điều kiện để chúng em tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức đã đượch ọc, đồng thời thu thập bổ sung thêm những kiến thức mới mà mình còn thiếu sót, rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề có thể phát sinh trong thực tế. Trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận văn của mình, em đã nhận được rất nhiều sự chỉ dẫn, giúp đỡ tận tình của Thầy PGS.TS. LÊ VĂN CẢNH cùng với các Thầy, Cô trong bộ môn Xây dựng. Qua đây, nhóm em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Xây dựng và Cơ học Ứng dụng – trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, những người đã không ngừng giúp đỡ, giảng dạy tận tình cho các thành viên nhóm có được những kiến thức chuyên ngành trong suốt 4 năm học qua, đó chính là hành trang không thể thiếu cho công việc sau này. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó luận văn tốt nghiệp của nhóm khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của các Thầy, Cô để em cũng cố, hoàn hiện kiến thức của mình hơn. Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy, Cô thành công và luôn dồi dào sức khỏe để có thể tiếp tục sư nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. Em xin chân thành cảm ơn. Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thanh Huy 14
16. PHẦN 1: KIẾN TRÚC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: Ngày nay, trong tiến trình hội nhập của đất nước, kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao. Một bộ phận lớn nhân dân có nhu cầu tìm kiếm một nơi an cư với môi trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích hỗ trợ để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều khu căn hộ cao cấp. Trong xu hướng đó, nhiều công ty xây dựng những khu chung cư cao cấp đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân. Chung cư Tân Tạo 1 là một công trình xây dựng thuộc dạng này. Với nhu cầu về nhà ở tăng cao trong khi quỹ đất tại trung tâm thành phố ngày càng ít đi thì các dự án xây dựng chung cư cao tầng ở vùng ven là hợp lý và được khuyến khích đầu tư. Các dự án nói trên, đồng thời góp phần tạo dựng bộ mặt đô thị nếu được tổ chức tốt và hài hòa với môi trường cảnh quan xung quanh. Như vậy việc đầu tư xây dựng khu chung cư Tân Tạo 1 là phù hợp với chủ trương khuyến khích đầu tư của TPHCM, đáp ứng nhu cầu bức thiết về nhà ở của người dân và thúc đẩy phát triển kinh tế, hoàn chỉnh hệ thống hạ tầng đô thị. 1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: Địa chỉ: Quốc Lộ 1A, Phường Tân Tạo A, Quận Bình Tân, TP Hồ Chí Minh. Khu chung cư Tân tạo 1, nằm trong khu dân cư Bắc Lương Bèo, tọa lạc tại Phường Tân Tạo A trên mặt tiền quốc lộ 1A. Nằm kế KCN Tân Tạo và KCN Pou Yen. Giao thông thuận lợi, huyết mạch của Quận Bình Tân và Trung Tâm Đô Thị Mới Tây Sài Gòn như Quốc lộ 1A, Đường Bà Hom, Đường số 7, Tỉnh lộ 10, Đường Kinh Dương Vương (Hùng Vương nối dài) kết nối chung cư Tân Tạo 1 với Quận 6, Quận 12, Quận Tân Phú, Quận Bình Tân và Huyện Bình Chánh. Nhiều tiện ích: Chung cư Tân Tạo 1 sát chợ Bà Hom, gần trường tiểu học Bình Tân, Trường trung học Ngôi sao, Siêu thị Coopmart, Siêu thị BigC An Lạc, Bệnh viện Quốc Ánh, Bệnh viện Triều An. Đảm bảo 15% diện tích cây xanh và hành lang xanh cách ly quốc lộ 1A cho bóng mát, không khí trong lành, môi trường và tiện ích khép kín. 15
17. 1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC: 1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng: Hình 1- 1: Mặt bằng tầng điển hình. - Chung cư Tân tạo 1 gồm 17 tầng bao gồm: 1 tầng hầm, 15 tầng nổi và 1 tầng mái. - Công trình có diện tích 41,2x42m. Chiều dài công trình 42m, chiều rộng công trình 41.2m. - Được thiết kê gồm: 1 khối với 112 căn hộ. - Bao gồm 4 thang máy 3 thang bộ. - Tầng hầm để xe. - Tầng trệt bố trí thương mại – dịch vụ. - Lối đi lại, hành lang trong chung cư thoáng mát và thoải mái. - Cốt cao độ 0,00m được chọn tại cao độ mặt trên sàn tầng hầm. 16
18. 1.3.2 Mặt đứng công trình: Hình 1- 2: Mặt đứng chính công trình. - Công trình có dạng hình khối thẳng đứng. Chiều cao công trình là 54,2m. - Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quan xung quanh. - Công trình sử dụng vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, lam nhôm, khung inox trang trí và kính an toàn cách âm cách nhiệt tạo màu sắc hài hòa, tao nhã. 1.3.3 Hệ thống giao thông: - Hệ thông giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang. - Hệ thống giao thông phương đứng là thang bộ và thang máy. Thang bộ gồm 2 thang bộ hai bên công trình và 1 thang bộ ở giữa công trình. Thang máy gồm 4 thang máy được đặt vị trí chính giữa công trình. - Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng trong công trình. 1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT: 1.4.1 Hệ thống điện: Hệ thống nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào công trình thông qua phòng máy điện. Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông qua mạng lưới điện nội bộ. Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng hầm để phát cho công trình. 1.4.2 Hệ thống nước: Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước ở tầng hầm,bể nước mái, bằng hệ thống bơm tự động nước được bơm đến từng phòng thông qua hệ thống gen chính ở gần phòng phục vụ. 17
19. Nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực. 1.4.3 Thông gió: Công trình không bị hạn chế nhiều bởi các công trình bên cạnh nên thuận lợi cho việc đón gió, công trình sử dụng gió chính là gió tự nhiên, và bên cạnh vẫn dùng hệ thống gió nhân tạo (nhờ hệ thống máy điều hòa nhiệt độ) giúp hệ thống thông gió cho công trình được thuận lợi và tốt hơn. 1.4.4 Chiếu sáng: Giải pháp chiếu sáng cho công trình được tính riêng cho từng khu chức năng dựa vào độ rọi cần thiết và các yêu cầu về màu sắc. Phần lớn các khu vực sử dụng đèn huỳnh quang ánh sáng trắng và các loại đèn compact tiết kiệm điện. Hạn chế tối đa việc sử dụng các loại đèn dây tóc nung nóng. Riêng khu vực bên ngoài dùng đèn cao áp lalogen hoặc sodium loại chống thấm. 1.4.5 Phòng cháy thoát hiểm: Công trình bê tông cốt thép bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt. Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2. Các tầng đều có đủ 3 cầu thang bộ để đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ. Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có bể nước lớn phòng cháy chữa cháy. 1.4.6 Chống sét: Công trình được sử dụng kim chống sét ở tầng mái và hệ thống dẫn sét truyền xuống đất. 1.4.7 Hệ thống thoát rác: Ở tầng đều có phòng thu gom rác, rác được chuyển từ những phòng này được tập kết lại đưa xuống gian rác ở dưới tầng hầm, từ đây sẽ có bộ phận đưa rác ra khỏi công trình. 18
20. PHẦN 2: KẾT CẤU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 1.1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU: 1.1.1 Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng: Kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò rất lớn trong kết cấu nhà cao tầng quyết định gần như toàn bộ giải pháp kết cấu. Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò: Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng. Tiếp nhận tải trọng từ dầm, sàn để truyền xuống móng, xuống nền đất. Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng). Giữ vai trò trong ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động, hạn chế gia tốc đỉnh và chuyển vị đỉnh. Các kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm : Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung-vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp.Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió). Công trình chung cư Tân Tạo 1 được sử dụng hệ chịu lực chính là hệ kết cấu chịu lực khung vách hỗn hợp đồng thời kết hợp với lõi cứng. Lõi cứng được bố trí ở giữa công trình, cột được bố trí ở giữa vã xung quanh công trình, vách cứng được bố trí xung quanh công trình để đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình và chống xoắn tốt. 1.1.2 Hệ kết cấu chịu lực nằm ngang: Trong nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang (sàn, sàn dầm) có vai trò: Tiếp nhận tải trọng thẳng đứng trực tiếp tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, người đi lại, làm việc trên sàn, thiết bị đặt trên sàn ) và truyền vào các hệ chịu lực thẳng đứng để truyền xuống móng, xuống đất nền. Đóng vai trò như một mảng cứng liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng để chúng làm việc đồng thời với nhau. Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn đến đến sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng. Do vậy cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình. Ta xét các phương án sàn sau: 1.1.2.1 Hệ sàn sườn: - Cấu tạo: Gồm hệ dầm và bản sàn. - Ưu điểm: + Tính toán đơn giản. + Được sử dụng phổ biến với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công. - Nhược điểm: + Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu. + Không tiết kiệm không gian sử dụng. 19
21. 1.1.2.2 Hệ sàn ô cờ: Cấu tạo: Gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m. - Ưu điểm: + Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ - Nhược điểm: + Không tiết kiệm, thi công phức tạp. + Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng. 1.1.2.3 Hệ sàn không dầm: - Cấu tạo: Gồm các bản kê trực tiếp lên cột. - Ưu điểm: + Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình. + Tiết kiệm được không gian sử dụng. + Dễ phân chia không gian. + Dễ bố trí các hệ thống kỹ thuật điện nước + Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa. + Thi công nhanh, lắp đặt hệ thống cốt pha đơn giản. - Nhược điểm: + Trong phương án này cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, và khả năng chịu lực theo phương ngang kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu. + Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn. 1.1.2.4 Sàn không dầm ứng lực trước: - Ưu điểm: + Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm. + Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn đẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng. + Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường. + Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép chịu lực được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiện được cốt thép. - Nhược điểm: + Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện nhiều khó khăn trong thi công. + Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hóa hiện nay thì điều này là yêu cầu tất yếu. + Thiết bị giá thành cao. 20
22. S K L 0 0 2 1 5 4