thiết kế cao ốc văn phòng petronas

Đặc biệt trong giai đoạn phát triển rầm rộ nhất như hiện nay rất nhiều công trình lớn và nhà cao tầng được xây dựng trong giai đoạn này.. Sau khi công trình hoàn thành, nó được đưa vào s

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG

HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KẾT CẤU (70%)

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM Đặc biệt các thầy cô trong khoa Xây Dựng đã tận tình giúp đơ,õ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô Th.S Trần Ngọc Bích, người đã hướng dẫn chính cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

SVTH: NGUYỄN SỸ NHẠC LỚP: 06DXD2

MỤC LỤC

PHẦN A : NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TRỤC 2

I- NỘI LỰC DẦM TRỤC 2 1

II- NỘI LỰC CỘT TRỤC 2 38

PHẦN B : NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN TRỤC 6

I- NỘI LỰC DẦM TRỤC 6 59

II- NỘI LỰC CỘT TRỤC 6 96

PHẦN C : CÁC BẢNG EXCEL TÍNH THÉP DẦM, CỘT 116

SVTH: NGUYỄN SỸ NHẠC

MỤC LỤC PHẦN I : KIẾN TRÚC I MỞ ĐẦU 1

II ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 1

III ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH 2

IV GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG 2

V CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 2

PHẦN II : KẾT CẤU CHƯƠNG I : KẾT CẤU SÀN( TÍNH SÀN ĐIỂN HÌNH LẦU 5) .4

CHƯƠNG II: CẦU THANG BỘ 10

CHƯƠNG III: HỒ NƯỚC MÁI 17

CHƯƠNG IV: KẾT CẤU KHUNG KHÔNG GIAN 32

PHẦN III : NỀN MÓNG CHƯƠNG I: MẶT CẮT ĐỊA CHẤT VÀ CHỈ TIÊU CƠ LÝ 61

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 63

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 85

PHẦN 1: KIẾN TRÚC

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng, khu du lịch vui chơi giải trí đang từng bước xây dựng cơ sở hạ tầng Đặc biệt trong giai đoạn phát triển rầm rộ nhất như hiện nay rất nhiều công trình lớn và nhà cao tầng được xây dựng trong giai đoạn này Cao ốc văn phòng PETRONAS cũng là một trong số đó Sau khi công trình hoàn thành, nó được đưa vào sử dụng với mục đích cho các công ty lớn trong và ngoài nước thuê làm việc hoặc đặt văn phòng đại diện kinh doanh

II ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG :

Cao ốc PETRONAS được đặt tại 170 Hai Bà Trưng- Phường Đa Kao- Q.1 , nằm ở đoạn giữa đường Trần Cao Vân và Nguyễn Thị Minh Khai Vị trí này thuận lợi cho việc lưu thông, kinh doanh đầu tư vì gần trung tâm thành phố, gần sân bay quốc tế, gần cảng

III ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH

Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:

a- Mùa nắng : Từ tháng 12 đến tháng 4 có:

b- Mùa mưa : Từ tháng 5 đến tháng 11 có:

Nhiệt độ trung bình : 280C

Lượng mưa trung bình: 274,4 mm

- Mặt khác:

TP Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới

IV GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG :

Tòa nhà gồm 9 tầng với những đặc điểm sau :

- Mỗi tầng điển hình cao 3,3 m

- Mặt bằng hình chữ nhật 39 x 20,5 m , được thiết kế dạng hình chữ nhật, tận dụng hết mặt bằng và không gian

- Tổng chiều cao công trình 34,5 m

- Phần lớn diện tích mặt đứng công trình được dùng gạch xây tường bao quanh và có một phần nhỏ là kính ở mặt trước của nhà nhằm lấy ánh sáng chiếu vào bên trong, đồng thời tạo nên nét đẹp kiến trúc

Chức năng của các tầng như sau :

Chiếu sáng :

Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang, khối nhà còn được chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa

 Hệ thống điện :

Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và khu vực và bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra

 Hệ thống cấp thoát nước :

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ngầm qua hệ thống bơm để bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu nước cho sinh hoạt ở các tầng

Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt

ngầm trong lòng đất

Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc lớp bảo vệ, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật

 Di chuyển và phòng hỏa hoạn :

Tòa nhà gồm 3 cầu thang bộ, 1 thang máy

Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy , các thiết bị chữa cháy

Dọc theo các cầu thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa

Ngoài ra tòa nhà còn được đặt hệ thống chống sét

Hệ thống xử lý rác được đặt ở mỗi tầng và nhân viên sẽ thu gom để đưa

ra hệ thống xử lý rác thải chung của thành phố

PHẦN 2: KẾT CẤU CHƯƠNG 1:

KẾT CẤU SÀN:(TÍNH SÀN ĐIỂN HÌNH LẦU 5 )

I MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM, SÀN LẦU 5:

9 8

7 6

5 4

3

2

+15800

A B C

D E F

II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN:

bản

sàn thành 16 ô bản kí hiệu si (i=116)

 Ô bản S2 có kích thước lớn nhất là 5000 * 4000 Đây là ô bản bất lợi

Lấy chiều dày ô bản này cho các ô còn lại

1 Chiều dày bản sàn (h b ):

2.Vật liệu dùng cho sàn

-Bêtông Mác 250: Rb= 11,5 MPa

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG:

1 Tĩnh tải:

thấm và lớp hồ dầu, có tải trọng là 10 kG/ m2

2 Hoạt tải: Lấy theo Quy Phạm 2737-95 :

S3,S5,S14 Vệ Sinh

S11 Ban Công

S7,S9 Sảnh, hành lang

IV CÁCH TÍNH TOÁN NỘI LỰC CỦA BẢN ( THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI ):

1 Cách tính ô sàn làm việc 2 phương

, ta tra bảng được: mi1 , mi2 , ki1 , ki2

a Dạng ô bản có 2 đầu ngàm

Mg Mg

3 Cách tính cốt thép cho bản sàn:

Chọn a = 1,5cm

Chiều cao làm việc này chọn cho cả thép chịu momen âm và thép chịu momen dương

Aùp dụng công thức tính:

b b

h b



CHƯƠNG 2:

CẦU THANG BỘ

I MẶT BẰNG CẦU THANG BỘ:

C

22

-Thép AII có Rs= 280 MPa

2 Cấu tạo bản chiếu nghỉ

3 Cấu tạo bản thang

- Bậc thang xây gạch ,  = 1800 (kG/m3) ,n = 1,1;

Sơ đồ kết cấu và biểu đồ nội lực:

TH1

VẾ 1

VEÁ 2

VEÁ 3

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM CHIẾU NGHỈ

1 Trọng lượng bản thân dầm:

Chọn kích thước dầm

2 Phản lực tác dụng lên dầm :( Phản lực ở gối B phân bố trên m dài)

Vậy: VA= -VB + 1277,67 x 2890 + 908,9 x 1610

VB=

4500

805 1610 9 , 908 1445 2890 67 ,

Sơ đồ chất tải:

BẢNG TÍNH CỐT THÉP

Dầm chiếu nghỉ có b x h= (25 x 50) cm

MẶT BẰNG ĐÁY BỂ MẶT BẰNG NẮP BỂ

D C

MẶT CẮT A-A

2 Số liệu vật liệu

+ Chiều dày bản nắp  = 7(cm);

I L2

M M

II

M LM

2 II

M

M

1 I

II

MI

M1M

+ Chiều dày bản thành  = 10 (cm);

+ Chiều dày bản đáy  = 14 (cm);

+ Hệ dầm nắp : DN1 (20x30) cm ; DN2 (20x30) cm;

+ Hệ dầm đáy : DD1 (30x50) cm ; DD2 (30x50) cm

II TÍNH TOÁN BẢN NẮP HỒ NƯỚC

1 Tải trọng tác dụng

a Tĩnh tải

Loại

TT Thành phần cấu tạo

Chiều dày (m)

Hệ số Vượt tải

Tải trọng Tiêu chuẩn (kG/m3)

Tải trọng tính toán (kG/m 2 )

Tĩnh

tải

1.Trọng lượng bản BTCT 0.07 1,1 2500 192,5 2.Vữa X M tạo dốc thoát nước 0,02 1,3 1800 46,8 3.Vữa trát phía đáy nắp 0,015 1,3 1800 35,1

b Hoạt tải

pTC < 200 (kG/m2)  hệ số vượt tải np =1,3

 Tổng tải trọng tác dụng phân bố đều trên bản nắp là:

q = gTT + pTT = 274,4 + 97,5 = 371,9 (kG/ m2)

2 Tính nội lực

- Kích thước bản nắp : 5 x 4 (m)

- Xét tỉ số l2 / l1 = 4 / 5 = 0.8 < 2 Bản làm vịêc theo cả 2 phương Xác định nội lực bằng cách tra bản kê 4 cạnh theo sơ đồ 9 và phụ thuộc vào tỉ số:

- Tại nhịp theo phương cạnh ngắn:

-Tính toán và bố trí cốt thép:

Cốt thép được tính toán với dãy bản có bề rộng b = 1m theo cả 2 phương và được tính toán như cấu kiện chịu uốn

b o b m

h b R

M



.



s

b b s R

bh R



- b = 100cm: bề rộng dải tính toán;

- h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện;

- Giả thiết a = 1.5cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo => h0= 7-1,5=5,5

cm

- Do bản nắp có sự giảm yếu về tiết diện (do khoét lỗ của hố thăm), nên tại vị trí đó cần phải gia cường cốt thép Diện tích cốt thép gia cường phải lớn hơn diện tích các thanh thép bị cắt (5f 8 As = 2,51 cm2) Chọn 2f14 có As =

- Kết qủa tính toán thép được trình bày ở bảng sau :

As (cm 2 )

M 1 0,13 0,042 0,043 1,08 f 150 1,9 0,2

M 2 0,13 0,042 0,043 1,08 f 150 1,9 0,2

M I 0,31 0,099 0,104 2,63 f 120 3,01 0,48

M 0,31 0,099 0,104 2,63 f8 120 3,01 0,48

III Tính hệ dầm nắp

1 Sơ đồ truyền tải

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA BẢN NẮP VÀO CÁC DẦM NẮP

7

8

DC

5000 DN1(20x30)

b Tải trọng tác dụng

- Tải trọng tác dụng bao gồm

+ Tải trọng từ sàn nắp bể truyền vào dầm ở dạng hình thang  đổi thành tải trọng phân bố đều tương đương

gtd = (1 – 2 -q

2

n l

+Với :

-  

d

n l

l

5 2

4

- ln, ld : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô sàn;

- q=371,9 (kG/m2) : là tải trọng phân bố dạng hình thang

2 2

h b R

M



.

9,0.26.20.115

bh R

58 , 3 2250

26 20 115 9 , 0 150 , 0

02,4



h b

26,2



h b

cốt đai theo cấu tạo: Uct =

15

15 2

50

5 , 22 4

30 3 4

3

ở đoạn giữa dầm

3 Tính dầm nắp DN2 (20 x 30) cm

a Tải trọng tác dụng

- Tải trọng tác dụng bao gồm

+ Trọng lượng bản thân dầm

+ Tải trọng từ sàn nắp bể truyền vào dầm ở dạng tam giác đổi

thành tải trọng phân bố đều tương đương

5 16

5

ql 

= 464,9 kG/m

b Sơ đồ tính là dầm đơn giản kê lên 2 gối tựa

2 2

x ql

+ Lực cắt lớn nhất tại gối: Qmax =

2

4 9 , 629 2

x ql

d Tính toán cốt thép: Chọn a = 4 cm ho = 30 – 4 = 26 cm

b o b m

h b R

M



.

9,0.26.20.115126000

s

b b s R

bh R

15 , 2 2250

26 20 115 9 , 0 09 , 0

08,3



h b

A sch

26,2



h b

cốt đai theo cấu tạo: Uct =

15

15 2

50

5 , 22 4

30 3 4

3

ở đoạn giữa dầm

Dùng đai f6a150 ở khoảng 0,251 đầu dầm, giữa dầm dùng f6a200

IV TÍNH TOÁN BẢN THÀNH HỒ NƯỚC

1 Đặc điểm và sơ đồ tính

D C

- Chọn bản thành dày  = 10 cm

- Dựa vào tỷ số: ld/ln = 5/1,7 = 2,94 > 2

bản làm việc một phương do đó khi tính cắt dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính

2 Xác định tải trọng tác dụng

- Thành hồ chịu tác dụng của áp lực thủy tĩnh, phân bố dạng tam giác lớn nhất ở đáy bể

Với địa hình C :

Độ cao hồ nước: h = 37m => K = 0,946

3 Xác định nội lực

IV.3.1-Trường hợp chỉ chịu tải trọng gió hút và áp lực nước

- Trường hợp chỉ chịu tải trọng gió hút

kGm x

H q

8

7 , 1 5 , 56 8

H q

128

9 128

H q

15

7,1.187015

kGm x

H q

6,33

7,118706

,33

2 2

Cốt thép được tính toán với dãy bản có bề rộng b = 1m và được tính toán như

cấu kiện chịu uốn

b o b m

h b R

M



.



s

b b s R

bh R



- b = 100cm: bề rộng dải tính toán;

- h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện;

- Giả thiết a = 1.5cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

- Kết quả tính toán cốt thép được trình bày ở bảng sau :

BẢNG KẾT QỦA CỐT THÉP BẢN THÀNH

(Trường hợp : gió hút và áp lực nước đẩy)

As chọn (cm 2 )

thép

38040 8,5 0,05 0,05 1,95 3,01 0,4 8a160

17230 8,5 0,02 0,02 0,78 1,41 0,19 6a200

- Bản thành được bố trí thép 2 lớp

- Thép cấu tạo theo phương ngang 6 a250

2 II

M

M

1 I

V TÍNH TOÁN BẢN ĐÁY HỒ NƯỚC

1 Xác định tải trọng

a Tĩnh tải

Trọng lượng bản thân kết cấu:

- Kích thước bản đáy : 5 x 4 m

- Xét tỉ số l2 / l1 = 4/ 5 = 0,8 < 2  Bản làm vịêc theo cả 2 phương Xác

định nội lực bằng cách tra bản ngàm 4 cạnh theo sơ đồ 9 và phụ thuộc vào tỉ số :

-Cắt ô bản theo phương cạnh dài và cạnh ngắn với các dải có bề rộng 1 mét để tính

-Tính toán và bố trí cốt thép:

Cốt thép được tính toán với dãy bản có bề rộng b = 1m theo cả 2 phương và

được tính toán như cấu kiện chịu uốn

b o b m

h b R

M



.



s

b b s R

bh R



- b = 100cm: bề rộng dải tính toán;

- h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện;

- Giả thiết a = 1.5cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

- Kết qủa tính toán thép được trình bày ở bảng sau :

BẢNG KẾT QỦA CỐT THÉP BẢN ĐÁY

ho As (cm2) As chọn Chọn thép m %

VI Tính hệ dầm đáy

1 Sơ đồ truyền tải

7

8

DC

a Tải tác dụng lên dầm :

+ Tải trọng bản thân :

+ Tải trọng từ bản đáy bể truyền vào dầm ở dạng hình thang  đổi

thành tải trọng phân bố đều tương đương

gtd = (1 – 2 -q

2 ln

4

- l n ,ld : chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài của ô sàn ;

- q=2420,5(kG/m2) : là tải trọng phân bố dạng hình thang;

=>gtd= 2982,1 (kG/m)

+ Tải trọng bản thành :

STT Các lớp cấu tạo   g(tc) n g(tt)

4096 x = 10242 kG

b o b m

h b R

M



.

9,0.46.100.115

bh R

46.30

98,13



h b

A sch

Thép gối lấy 40% thép nhịp để bố trí :

As =13,98 x 0,4 =5,6cm2; => chọn 3f 16 ( As = 6,03 cm2);

=> 100 0,44%

46.30

03,6



h b

đ ax

10242

46 30 8 , 8 8 006 , 1 1600

8

2 2

2

cm Q

h b R

10242

46 30 8 , 8 5 , 1 5 ,

h

16,7 cm => Chọn U = 15 cm

+ Bố trí thép

4

1 4

15

1 , 0 503 , 0 2 175

    



Q swb  4 q sw b2( 1 f n)b R bt b.h 0 26140 daN > Q=10242 daN

=> Cốt đai và bêtông đủ chịu cắt, không cần đặt cốt xiên.Dùng đai f8 có

3 Tính dầm DD2 (30x50) cm

a Tải tác dụng lên dầm :

+ Tải trọng bản thân :

5

x

+ Tải trọng bản thành :

4140 x = 8280,4 kG

c Tính cốt thép : Chọn a = 4 cm  ho = 50 –4 = 46cm

9,0.4630115

46.30

42,9



h b

02,4

m

h b

đ ax

4 , 8280

46 30 8 , 8 8 006 , 1 1600

8

2 2

2

cm Q

h b R

4 , 8280

46 30 8 , 8 5 , 1 5 ,

h

16,5 cm => Chọn U = 15 cm

+ Bố trí thép

Đặt cốt đai f a150 ở 2 gối vào cách l 4000 1000mm

4

1 4



Q swb  4 0 , 2 1 , 15 30 462 1 , 51 26140 daN > Q=8280,4 daN

=> Cốt đai và bêtông đủ chịu cắt, không cần đặt cốt xiên.Dùng đai f8 có

hai nhánh Asđai = 0.503 cm2

CHƯƠNG 4:

KẾT CẤU KHUNG KHÔNG GIAN

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP KHUNG TRỤC 2, KHUNG TRỤC 6

I HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA KHUNG

D4

D5 D5

D5 D4 D6

D6 D6

7 6

5 4

3 2

A B C D E F

II XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM KHUNG

- ld: nhịp dầm đang xét;

- md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng;

Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng:

4

12

BẢNG THỐNG KÊ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM

Dầm Kích thước tiết diện dầm(cm) D1

D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9

kN

A 

Trong đó:

trong S ) + TLBT tường (nếu có)

Đối với các cột nằm phía dưới chân cột hồ nước thì phải kể thêm tải trọng của các chân cột hồ nước truyền xuống

 Ac : diện tích cột yêu cầu

 Tiết diện cột thay đổi sau mỗi 3 tầng

Sau khi tính toán ta có tiết diện cột chọn sơ bộ như sau:

Chi tiết tính toán để chọn sơ bộ tiết diện cột được làm rõ ở phần phụ lục

Kích thước cột bxh (cm)

Tầng Cột 1,2,3 4,5,6 7,8,9