Các hệ số làm việc khi thiết kế móng có xét đến tác dụng của tải trọng động đất ... Tính toán cốt thép đài cọc ..... Tính toán cốt thép đài cọc .... Tính toán cốt thép đài cọc ..... Bố t
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY
DỰNG
CHUNG CƯ ĐỊNH PHÚ QUẬN 8
GVHD:LÊ TRUNG KIÊN SVTH:LÊ HÙNG DUY MSSV:16149024
SKL0 0 7 2 3 1
Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
Trang 4MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1
1.1 Giới thiệu về công trình 1
1.2 Vị trí công trình 1
1.3 Quy mô công trình 3
1.3.1 Loại công trình 3
1.3.2 Số tầng 3
1.3.3 Cao độ 3
1.3.4 Diện tích xây dựng 3
1.3.5 Công năng – tiện ích công trình 3
1.4 Giải pháp kiến trúc công trình 7
1.4.1 Giải pháp mặt bằng kiến trúc 7
1.4.2 Giải pháp mặt đứng 7
1.4.3 Giải pháp giao thông cho công trình 7
1.5 Các giải pháp kỹ thuật khác 8
1.5.1 Hệ thống điện 8
1.5.2 Hệ thống cấp thoát nước 8
1.5.3 Hệ thống thông gió 8
1.5.4 Hệ thống chiếu sáng 9
1.5.5 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 9
1.5.6 Hệ thống chống sét 9
1.5.7 Hệ thống thoát rác 9
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 10
2.1 Giải pháp kết cấu 10
2.1.1 Giải pháp kết cấu phần thân theo phương đứng 10
2.1.2 Giải pháp kết cấu phần thân theo phương ngang 10
2.1.3 Giải pháp kết cấu phần móng 10
Trang 52.2 Giải pháp vật liệu 11
2.2.1 Vật liệu 11
2.2.2 Vật liệu khác 11
2.3 Bố trí hệ kết cấu chịu lực 11
2.3.1 Nguyên tắc bố trí 11
2.3.2 Sơ bộ tiết diện kích thước cấu kiện 12
CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 18
3.1 Cơ sở tính toán tải trọng 18
3.2 Tải trọng thẳng đứng 18
3.2.1 Tĩnh tải 18
3.2.2 Hoạt tải 20
3.3 Tải trọng ngang (tải trọng gió) 21
3.3.1 Nguyên tắc tính toán thành phần của tải trọng gió (TCVN 2737 – 1995) 21
3.3.2 Thành phần tĩnh của tải trọng gió 22
3.3.3 Thành phần động của tải trọng gió 25
3.3.4 Tổ hợp tải trọng gió 33
3.4 Tải trọng động đất 34
3.4.1 Tổng quan về tải trọng động đất 34
3.4.2 Cơ sở lý thuyết tính toán 35
3.4.3 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao dộng 37
3.4.4 Tổ hợp các hệ quả của các thành phần động đất 45
3.5 Các trường hợp tổ hợp tải trọng và cấu trúc tổ hợp 46
3.5.1 Các trường hợp tải trọng (Load Patterns) 46
3.5.2 Các trường hợp tải trọng trung gian (Load Case) 47
3.5.3 Các trường hợp tổ hợp tải trọng (Load Combinations) 47
3.6 Kiểm tra ổn định tông thể 51
3.6.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 51
3.6.2 Kiểm tra dao động 52
3.6.3 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng 53
3.6.4 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do động đất 57
Trang 6CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 61
4.1 Số liệu tính toán 61
4.1.1 Kích thước sơ bộ 61
4.1.2 Vật liệu 63
4.1.3 Tải trọng 64
4.2 Tính toán bản thang 66
4.2.1 Sơ đồ tính toán 66
4.2.2 Tính toán cốt thép 70
4.2.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt 71
4.2.4 Tính toán cốt thép cho dầm thang ( Dầm chiếu nghỉ ) 72
4.2.5 Tính toán cốt thép cho dầm thang ( Dầm chiếu tới ) 74
4.2.6 Kiểm tra theo THGH II 75
4.3 Triển khai bản vẽ 79
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 80
5.1 Số liệu tính toán 80
5.1.1 Vật liệu 80
5.1.2 Sơ bộ kích thước cấu kiện 80
5.2 Tải trọng 81
5.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn 82
5.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 84
5.3 Mô hình tính toán bằng phần mềm safe 2012 85
5.3.1 Các loại tải trọng (Load Patterns) 85
5.3.2 Các trường hợp tổ hợp tải trọng (Load Combinations) 86
5.4 Xác định nội lực và tính toán cốt thép sàn 90
5.4.1 Xác định nội lực sàn bằng SAFE 2012 90
5.4.2 Tính toán cốt thép sàn 96
5.4.3 Từ biến và co ngót 100
5.4.4 Xác định độ võng sàn bằng SAFE V12 100
5.4.5 Độ võng sàn 106
Trang 75.4.6 Kiểm tra vết nứt 107
5.5 Triển khai bản vẽ 109
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 110
6.1 Số liệu tính toán 110
6.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế 110
6.1.2 Vật liệu 110
6.2 Sơ đồ tính toán 110
6.2.1 Lựa chọn sơ đồ tính 110
6.2.2 Lựa chọn tiết diện thiết kế 111
6.3 Ví dụ tính toán cho một dầm cụ thể 115
6.4 Tính toán cốt thép dầm tầng điển hình (dầm tầng 4) 119
6.4.1 Tính toán cốt thép dọc 120
6.4.2 Tính toán cốt thép đai 137
6.5 Tính cốt thép cột khung trục vuông góc 140
6.5.1 Tính toán thép dọc cho cột 140
6.5.2 Tính toán cốt thép đai 154
6.6 Triển khai bản vẽ 156
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ VÁCH LÕI 157
7.1 Cơ sở lý thuyết 157
7.1.1 Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu moment 157
7.1.2 Phương pháp kiểm tra dùng biểu đồ tương tác 159
7.1.3 Thép cấu tạo 160
7.2 Áp dụng tính toán 161
7.2.1 Gán phần tử lấy nội lực trong ETABS 9.7.1 161
7.2.2 Tính toán phần tử Pier – sơ bộ cốt thép dọc 162
7.3 Triển khai bản vẽ 178
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 179
8.1 Giới thiệu chung 179
8.2 Điều kiện địa chất công trình 180
Trang 88.2.1 Địa tầng 180
8.3 Lựa chọn giải pháp móng cho công trình 183
8.3.1 Phương án móng sâu 183
8.3.2 Đặc điểm thiết kế móng cọc trong vùng chịu tải động đất 183
8.4 Cơ sở tính toán 184
8.4.1 Các giả thiết tính toán 184
8.4.2 Các loại tải trọng tính toán móng 184
PHƯƠNG ÁN : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 186
8.5 Giới thiệu về móng cọc khoan nhồi 186
8.5.1 Đặc điểm 186
8.5.2 Ưu – nhược điểm của phương án cọc khoan nhồi 186
8.6 Cấu tạo cọc và đài cọc 187
8.6.1 Vật liệu 187
8.6.2 Các hệ số làm việc khi thiết kế móng có xét đến tác dụng của tải trọng động đất 188
8.7 Xác định sức chịu tải cọc 188
8.7.1 Theo cường độ vật liệu 188
8.7.2 Theo cường độ đất nền 189
8.7.3 Sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (TCVN 10304: 2014) 192
8.7.4 Theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 195
8.7.5 Xác định sức chịu tải thiết kế: 196
8.8 TÍNH TOÁN MÓNG M1 (MÓNG CỘT C3, C6,C7,C8,C9,C10,C18) 199
8.8.1 Sơ bộ chiều sâu đáy đài 199
8.8.2 Xác định số lượng cọc 199
8.8.3 Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc 200
8.8.4 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 201
8.8.5 Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc 202
8.8.6 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước 206
8.8.7 Kiểm tra lún móng cọc 209
8.8.8 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 209
8.8.9 Tính toán cốt thép đài cọc 212
Trang 98.9 TÍNH TOÁN MÓNG M2 (MÓNG CỘT C23) 214
8.9.1 Sơ bộ chiều sâu đáy đài 214
8.9.2 Xác định số lượng cọc 215
8.9.3 Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc 215
8.9.4 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 215
8.9.5 Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc sử dụng phần mềm 216
8.9.6 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước 219
8.9.7 Kiểm tra lún móng cọc 222
8.9.8 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 223
8.9.9 Tính toán cốt thép đài cọc 224
8.10 TÍNH TOÁN MÓNG LÕI THANG 226
8.10.1 Xác định sức chịu tải của cọc 226
8.10.2 Sơ bộ chiều sâu đáy đài 233
8.10.3 Xác định số lượng cọc 234
8.10.4 Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc 234
8.10.5 Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc sử dụng phần mềm 235
8.10.6 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước 239
8.10.7 Kiểm tra lún móng cọc 242
8.10.8 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 244
8.10.9 Tính toán cốt thép đài cọc 248
TÀI LIỆU THAM KHẢO 251
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 251
PHẦN MỀM 252
Trang 10DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 1 Vị trí chung cư(Google Maps) 2
Hình 1 2 Mặt đứng công trình 4
Hình 1 3 Mặt cắt đứng công trình 5
Hình 1 4 Mặt bằng tầng điển hình 6
Hình 2 1 Kích thước lõi thang 14
Hình 2 2 Mặt bằng diện tích truyền tải từ sàn vào cột 15
Hình 3 1 Các dạng dao động cơ bản 27
Hình 3 2 Mô hình 3D công trình trong ETABS 28
Hình 3 3 Đồ thị xác định hệ số động lực i 30
Hình 3 4 Kết quả khai báo phổ phản ứng trong ETABS 9.7.1 40
Hình 3 5 Chuyển vị ngang lớn nhất của công trình 52
Hình 3 6 Chuyển vị đỉnh của công trình do gió động X,Y 53
Hình 4 1 3D Cầu thang bộ 62
Hình 4 2 Mặt bằng cầu thang bộ 63
Hình 4 3 Cấu tạo bản thang và chiếu nghỉ 64
Hình 4 4 Tĩnh tải 67
Hình 4 5 Hoạt tải 1 68
Hình 4 6 Hoạt tải 2 68
Hình 4 7 Hoạt tải 3 69
Hình 4 8 Sơ đồ tính toán cầu thang 1 gối cố định và 1 gối di động 69
Hình 4 9 Sơ đồ tính cầu kiện chịu uốn 70
Hình 4 10 Phản lực gối tựa 72
Hình 4 11 Sơ đồ tính toán dầm chiếu nghỉ 72
Hình 4 12 Phản lực gối tựa 74
Hình 4 13 Sơ đồ dầm chiếu tới 74
Hình 4 14 Độ võng ngắn hạn xuất từ SAP 2000 78
Hình 4 15 Độ võng dài hạn xuất từ SAP 2000 79
Trang 11Hình 5 1 Mặt bằng bố trí kết cấu sàn tầng điển hình 81
Hình 5 2 Mặt cắt cấu tạo sàn 82
Hình 5 3 Mô hình 3D trên phần mềm SAFE 2012 85
Hình 5 4 Tải trọng các lớp cấu tạo (SDL) 89
Hình 5 5 Tải trọng các lớp cấu tạo (LL2) 90
Hình 5 6 Tải trọng tường (WL) 90
Hình 5 7 Chia dải Strip A theo phương X 91
Hình 5 8 Chia dảy Strip B theo phương Y 91
Hình 5 10 Moment M11 (Tính toán) 92
Hình 5 9 Moment M22 (Tính toán) 92
Hình 5 11 Moment Strip A (Tính toán) 93
Hình 5 12 Moment Strip B ( Tính toán) 93
Hình 5 13 Sơ đồ tính cấu kiện chịu uốn 96
Hình 5 14 Khai báo tải Sh1 102
Hình 5 15 Khai báo tải Sh2 102
Hình 5 16 Khai báo tải Sh3_1 103
Hình 5 17 Khai báo tải Sh3_2 103
Hình 5 18 Khai báo tải Lt1 104
Hình 5 19 Khai báo tải Lt2 104
Hình 5 20 Khai báo tải Lt3 105
Hình 5 21 Khai báo chuyển vị 105
Hình 5 22 Độ võng sàn 106
Hình 5 23 Khai báo vết nứt 107
Hình 5 24 Vết nứt Top Face 108
Hình 5 25 Vết nứt Bottom Face 108
Hình 6 1 MB dầm trong mô hình ETABS 9.7.1 113
Hình 6 2 MB cột trong mô hình ETABS 9.7.1 113
Hình 6 3 Tiết diện khung trục thiết kế theo phương Y 114
Hình 6 4 Tiết diện khung trục thiết kế theo phương X 115
Hình 6 5 Biểu đồ Moment dầm B69 T4 116
Hình 6 6 Vị trí cắt thép trong dầm 118
Hình 6 7 Bố trí cốt thép trong dầm 118
Trang 12Hình 6 8 Biểu đồ bao Moment 119
Hình 6 9 Biểu đồ bao lực cắt 119
Hình 6 10 Sơ đồ tính cấu kiện chịu uốn 120
Hình 6 11 Sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên 141
Hình 6 12 Tiết diện chịu nén lệch tâm xiên 141
Hình 6 13 Bố trí cốt đai theo chiều dài cột 155
Hình 7 1 Nội lực tác dụng lên vách 157
Hình 7 2 Sơ đồ tính vách 158
Hình 7 3 Cấu tạo vách theo TCVN 375:2006 160
Hình 7 4 Gán thuộc tính Pier và Spandrel trong ETABS 9.7.1 162
Hình 8 1 Địa chất công trình 180
Hình 8 2 Địa chất công trình 198
Hình 8 3 Bố trí cọc trong đài móng M1 201
Hình 8 4 Mô hình móng trong SAFE M1 205
Hình 8 5 Phản lực đầu cọc M1 205
Hình 8 6 Sơ đồ khối móng quy ước 206
Hình 8 7 Tháp xuyên thủng do cột tác dụng trong đài móng M1 210
Hình 8 8 Tháp xuyên do cọc tác dụng trong đài móng M1 211
Hình 8 9 Chia dãy Strip trong móng M1 212
Hình 8 10.Biểu đồ moment theo phương X M1 212
Hình 8 11 Biểu đồ moment theo phương Y M1 213
Hình 8 12 Bố trí cọc trong đài móng M2 215
Hình 8 13 Mô hình móng trong SAFE M2 218
Hình 8 14 Phản lực đầu cọc M2 218
Hình 8 15 Sơ đồ khối móng quy ước 219
Hình 8 16 Quy đổi khối móng quy ước M3 220
Hình 8 17 Tháp xuyên thủng do cột tác dụng trong đài móng M2 224
Hình 8 18 Chia dãy Strip trong móng M2 224
Hình 8 19 Biểu đồ moment theo phương X M2 225
Hình 8 20 Biểu đồ moment theo phương Y M2 225
Hình 8 21 Bố trí cọc trong đài móng lõi thang 235
Hình 8 22 Mô hình móng trong SAFE 238
Trang 13Hình 8 23 Phản lực đầu cọc 238
Hình 8 24 Sơ đồ khối móng quy ước 239
Hình 8 25 Tháp xuyên thủng do cột tác dụng trong đài móng MLT 245
Hình 8 26 Tháp xuyên do cọc tác dụng trong đài móng MLT 247
Hình 8 27 Chia dãy Strip trong MLT 248
Hình 8 28 Biểu đồ moment theo phương X 249
Hình 8 29 Biểu đồ moment theo phương Y 250
Trang 14DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2 1– Bê tông 11
Bảng 2 2– Cốt thép 11
Bảng 2 3– Sơ bộ tiết diện sàn 12
Bảng 2 4– Sơ bộ tiết diện cột giữa 15
Bảng 2 5– Sơ bộ tiết diện cột biên 16
Bảng 2 6– Sơ bộ tiết diện cột góc 17
Bảng 3 1– Sàn căn hộ điển hình 18
Bảng 3 2– Sàn hành lang tầng điển hình 18
Bảng 3 3– Sàn khu vệ sinh 19
Bảng 3 4– Sàn sân thượng 19
Bảng 3 5– Sàn hầm 19
Bảng 3 6– Sàn mái 20
Bảng 3 7– Trọng lượng tường xây lên dầm 20
Bảng 3 8– Hoạt tải tác dụng lên sàn 20
Bảng 3 9– Đặc điểm địa hình gió của công trình 22
Bảng 3 10– Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió 22
Bảng 3 11– Độ cao Gradient và hệ số m t 22
Bảng 3 12– Bảng giá trị tải trọng gió theo phương X 23
Bảng 3 13– Bảng giá trị tải trọng gió theo phương Y 24
Bảng 3 14– Bảng thống kê chu kỳ và tần số dao động 28
Bảng 3 15– Bảng Các thông số dẫn xuất 32
Bảng 3 16– Bảng giá trị thành phần động tính toán của tải trọng gió 33
Bảng 3 17– Các loại nền đất 37
Bảng 3 18– Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi theo phương ngang 39
Bảng 3 19– Các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn 46
Bảng 3 20– Các trường hợp tải trọng tiêu chuẩn trung gian 47
Bảng 3 21– Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán - TTGHI 47
Bảng 3 22– Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán - TTGHII 49
Bảng 3 23– Các giá trị 2,i đối với nhà 51
Bảng 3 24– Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do gió 54
Trang 15Bảng 3 25– Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do động đất 58
Bảng 4 1– Bê tông 63
Bảng 4 2– Cốt thép 63
Bảng 4 3– Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên bản thang 65
Bảng 4 4– Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ, chiếu tới 65
Bảng 4 5– Bảng tính cốt thép cầu thang 71
Bảng 4 6– Kiểm tra độ võng theo điều kiện không hình thành vết nứt trên bản thang 75 Bảng 5 1– Bê tông 80
Bảng 5 2– Cốt thép 80
Bảng 5 3– Sơ bộ tiết diện sàn Error! Bookmark not defined Bảng 5 4– Sàn căn hộ điển hình Error! Bookmark not defined Bảng 5 5– Sàn hành lang tầng điển hình Error! Bookmark not defined Bảng 5 6– Sàn khu vệ sinh Error! Bookmark not defined Bảng 5 7– Sàn sân thượng Error! Bookmark not defined Bảng 5 8– Sàn mái Error! Bookmark not defined Bảng 5 9– Sàn hầm Error! Bookmark not defined Bảng 5 10– Trọng lượng tường xây lên dầm Error! Bookmark not defined Bảng 5 11– Hoạt tải tác dụng lên sàn Error! Bookmark not defined Bảng 5 12– Bảng tổng hợp kết quả tải trọng tác dụng lên các ô sàn 85
Bảng 5 13– Các loại tải trọng 85
Bảng 5 14– Các trường hợp tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn 86
Bảng 5 15 – Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán 87
Bảng 5 16– Bảng giá trị nội lực trong sàn 94
Bảng 5 17– Bảng tính toán cốt thép sàn 97
Bảng 5 18– Thông số đầu vào 100
Bảng 6 1– Bê tông 110
Bảng 6 2– Cốt thép 110
Bảng 6 3– Bảng tiết diện cột 111
Bảng 6 4– Bảng tính cốt thép dọc dầm sàn tầng điển hình (tầng 4) 121
Bảng 6 5– Bảng tính cốt thép đai dầm 139