Thiết kế chung cư an bình

1: Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác động lên công trình .... Bên cạnh các tài tiệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng về nội dung tính toán, đặc biệt

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

GVH

THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN BÌNH

PHẠM CÔNG ĐẠT

D: ThS NGUYỄN THANH TÚ SVTH:

SKL 0 0 8 3 6 7

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN BÌNH

GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÚ SVTH: PHẠM CÔNG ĐẠT

MSSV: 13149029 Khoá : 2013 - 2017

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc KHOA XÂY DỰNG

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: PHẠM CÔNG ĐẠT MSSV: 13149029

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng

Tên đề tài: CHUNG CƯ AN BÌNH

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH TÚ

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày.… tháng… năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

KHOA XÂY DỰNG

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: PHẠM CÔNG ĐẠT MSSV: 13149029

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng

Tên đề tài: CHUNG CƯ AN BÌNH

Họ và tên Giáo viên phản biện: TS NGUYỄN SỸ HÙNG

NHẬN XÉT

7 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

8 Ưu điểm:

9 Khuyết điểm:

10 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

11 Đánh giá loại:

12 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày.… tháng… năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

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 và là một hành trang quan trọng, đúc kết kiến thức trong suốt 4 năm học để chúng em mang theo mình làm “vốn” khởi nghiệp, mở ra một hướng đi mới vào cuộc sống thực tế trong tương lai Thông qua quá trình làm luận văn đã tạo điều kiện để em tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức đã được học, 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 NGUYỄN THANH TÚ Em xin gửi lời cảm

ơn chân thành, sâu sắc của mình đến quý Thầy Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý Thầy Cô khoa Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụng đã hướng dẫn em trong 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Những kiến thức và kinh nghiệm mà các thầy cô đã truyền đạt cho em là nền tảng, chìa khóa để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ, những người thân trong gia đình, sự giúp đỡ động viên của các anh chị khóa trước, những người bạn thân giúp em vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó luận văn tốt nghiệp của em khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý 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 sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ sau

Em xin chân thành cảm ơn

T HCM, ngày tháng 01 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Phạm Công Đạt

ABSTRACT Building: An Bình Apartment

Student: Pham Cong Dat

Advisor: Dr Nguyen Thanh Tu

Overview of Structure: all of analyses, calculations and designs must be ensured strength

and stablity conditions according to current Vietnam standards and foreign standards

- The vertical structure system is reinforced concrete frame-wall

- The horizon structure system is reinforced concrete floor

- Solution of foundation is prestressed concrete pile PC D600

NỘI DUNG

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3

LỜI CẢM ƠN 4

ABSTRACT 5

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

DANH MỤC BẢNG 11

PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 13

1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 13

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 14

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 14

1.3.1 Mặt Bằng Và Phân Khu Chức Năng 14

1.3.2 Mặt đứng công trình 14

1.3.3 Hệ thống giao thông 14

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 14

1.4.1 Hệ thống điện 14

1.4.2 Hệ thống nước 15

1.4.3 Thông gió 15

1.4.4 Chiếu sang 15

1.4.5 Phòng cháy thoát hiểm 15

1.4.6 Chống sét 15

1.4.7 Hệ thống thoát rác 15

PHẦN B: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG 16

1.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 16

1.1.1 Lập sơ đồ tính 16

1.1.2 Xác định tải trọng tác dụng 16

1.1.3 Xác định nội lực 16

1.1.4 Tổ hợp nội lực 16

1.1.5 Tính toán bê tông cốt thép theo TTGH I và TTGH II 16

1.2 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 17

1.2.1 Xác định tải trọng 17

1.2.2 Nguyên tắc truyền tải 17

1.3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN 17

1.4 SỬ DỤNG VẬT LIỆU 18

1.5 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN 18

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 19

1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU 19

1.1.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình 19

1.1.2 Kích thước tiết diện 19

1.2 TẢI TRỌNG 20

1.2.1 Tĩnh tải 20

1.2.2 Hoạt tải 21

1.2.3 Tổng tải trọng tác dụng 21

1.3 SƠ ĐỒ TÍNH - NỘI LỰC 22

1.3.1 Bản chiếu tới 22

1.3.2 Bản Nghiêng 23

1.4 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ THÉP 25

1.5 DẦM DT01 (bxh=20x30 cm) 26

1.5.1 Sơ đồ tính 26

1.5.2 Tải trọng tác dụng 26

1.5.3 Nội lực 26

1.5.4 Tính cốt thép 27

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG 29

2.1 MỞ ĐẦU 29

2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC 29

2.2.1 Sơ bộ kích thước sàn 29

2.2.2 Sơ bộ kích thước dầm 30

2.2.3 Sơ bộ kích thước vách 30

2.2.4 Sơ bộ tiết diện cột 30

2.3 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 31

2.3.1 Tĩnh tải 31

2.3.2 Hoạt tải 32

2.3.3 Tính toán tải gió 32

2.3.4 Tải trọng động đất 42

2.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 44

2.4.1 Các trường hợp tải trọng 44

2.4.2 Tổ hợp tải trọng 45

2.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CÔNG TRÌNH 46

2.6 NHẬN XÉT VỀ KẾT QUẢ NỘI LỰC 46

2.7 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B VÀ KHUNG TRỤC 3 48

2.7.1 Kết quả nội lực 48

2.7.2 Tính toán – thiết kế hệ dầm 51

2.7.3 Tính toán thiết kế cột 58

2.7.4 Tính toán thiết kế Vách 68

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 74

3.1 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN SÀN 74

3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 74

3.3 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP TẦNG ĐIỂN HÌNH 74

3.3.1 Mô hình bằng phần mềm SAFE 74

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG 81

4.1 KHAI BÁO ĐỊA CHẤT 81

4.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 81

4.2.1 Khai báo thông số của cọc và vật liệu làm cọc 81

4.2.2 Chọn sơ bộ chiều sâu chôn đài và mũi cọc 83

4.2.3 Sức chịu tải theo vật liệu của cọc (TCVN 7888 – 2014) 83

4.2.4 Sức chịu tải cọc theo cơ lý đất nền 86

4.2.5 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 87

4.2.6 Sức chịu tải của cọc theo kết quả SPT sử dụng công thức Nhật Bản 1988 88

4.2.7 Hệ số K cọc 90

4.3 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 92

4.3.1 Thiết kế móng M1 (Móng dưới cột C3 ,Khung 3) 92

4.3.2 Thiết kế móng lõi thang 101

4.3.3 Thiết kế các móng còn lại 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình A 1: Mặt bằng tầng điển hình 13

Hình 1 1: Mặt bằng cầu thang 19

Hình 1 2: Các lớp cấu tạo cầu thang và chiếu nghỉ 20

Hình 1 3: Sơ đồ tính bản chiếu tới 22

Hình 1 4: Sơ đồ tính vế thang 23

Hình 1 5: Tải trọng tác dụng vào vế thang 24

Hình 1 6: Biểu đồ Moment vế thang 24

Hình 1 7: Phản lực gối tựa vế thang 25

Hình 1 8: Sơ đồ tính dầm DT01 26

Hình 1 9: Nội lực dầm DT01 26

Hình 2 1: Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác động lên công trình 35

Hình 2 2: Mô hình 3D công trình trong ETABS 35

Hình 2 3: Đồ thị xác định hệ số động lực 37

Hình 2 4: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan  38

Hình 2 5: Biều đồ moment khung trục A 46

Hình 2 6: Biều đồ lực cắt khung trục A 47

Hình 2 7: Biểu đồ moment dầm 47

Hình 2 8: Biều đồ Moment khung B 48

Hình 2 9: Biều đồ lực cắt khung B 49

Hình 2 10: Biểu đồ moment khung 3 50

Hình 2 11: Biểu đồ lực cắt khung 3 51

Hình 2 12: Mặt cắt và mặt đứng của vách 68

Hình 3 1: Mô hình sàn trong SAFE 74

Hình 3 2: Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn 75

Hình 3 3: Hoạt tải tác dụng lên các ô sàn 75

Hình 3 4: Tải tường tác dụng lên ô sàn 76

Hình 3 5: Chia dải sàn theo phương X 76

Hình 3 6: Chia dải sàn theo phương Y 77

Hình 3 7: Moment strip theo phương X 77

Hình 3 8: Moment strip theo phương Y 78

Hình 3 9: Độ võng sàn xuất từ SAFE 78

Hình 4 1: Biểu đồ sức kháng cắt không thoát nước 87

Hình 4 2: Mặt bằng móng M1 92

Hình 4 3: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBOBAO Max) 93

Hình 4 4: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBOBAO Min) 93

Hình 4 5: Mặt cắt địa chất và khối móng qui ước 94

Hình 4 6: Biều đồ e-p lớp đất 5 98

Hình 4 7: Hình ảnh xuyên thủng móng M1 99

Hình 4 8: Biều đồ bao moment phương X (COMBBAO MAX) 100

Hình 4 9: Biều đồ bao moment phương Y (COMBBAO MAX) 100

Hình 4 10: Mặt bằng móng lõi thang 104

Hình 4 11: Phản lực đầu cọc móng lõi thang (COMBOBAO Max) 104

Hình 4 12: Phản lực đầu cọc móng lõi thang (COMBOBAO Min) 105

Hình 4 13: Hình ảnh xuyên thủng móng lõi thang 109

Hình 4 14: Moment phương X đài móng lõi thang 110

Hình 4 15: Moment phương Y đài móng lõi thang 110

Hình 4 16: Hình ảnh móng M2 111

Hình 4 17: Moment phương X đài móng M2 112

Hình 4 18: Moment phương Y đài móng M2 112

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1: Cấu tạo bản chiếu nghỉ 20

Bảng 1 2: Cấu tạo bản chiếu tới 20

Bảng 1 3: Cấu tạo bản nghiêng 21

Bảng 1 4: Tính thép bản nghiêng cầu thang 25

Bảng 2 1: Sơ bộ tiết diện cột 31

Bảng 2 2: Tải trọng sàn thường 31

Bảng 2 3: Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh 32

Bảng 2 4: Tải trọng tường 32

Bảng 2 5: Hoạt tải phân bố lên sàn 32

Bảng 2 6: Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X và Y 34

Bảng 2 7: Kết quả khảo sát dao động công trình 36

Bảng 2 8: Các tham số và  38

Bảng 2 9: Hệ số tương quan không gian 1 38

Bảng 2 10: Kết quả tính toán gió động theo phương X 39

Bảng 2 11: Kết quả tính toán gió động theo phương Y 40

Bảng 2 12: Thông số tính toán tải động đất 43

Bảng 2 13: Kết quả tính toán tải động đất theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 44

Bảng 2 14: Các trường hợp tải trọng 44

Bảng 2 15: Tổ hợp tải trọng 45

Bảng 2 16: Nội lực dầm 55

Bảng 2 17: Kết quả tính toán cốt thép dầm 55

Bảng 2 18: Nội lực cột 60

Bảng 2 19: Kết quả tính thép cột khung 3 64

Bảng 2 20: Kết quả tính thép cột khung B 64

Bảng 2 21: Kết quả tính thép cột còn lại 67

Bảng 2 22: Kết quả tính toán thép vách 73

Bảng 3 1: Bố trí thép sàn lớp trên phương X 79

Bảng 3 2: Bố trí thép sàn lớp dưới phương X 80

Bảng 3 3: Bố trí thép sàn lớp trên phương Y 80

Bảng 3 4: Bố trí thép sàn lớp dưới phương Y 81

Bảng 4 1: Thông số các lớp đất 81

Bảng 4 2: Số liệu thiết kế của cọc ứng suất trước 82

Bảng 4 3: Đặc trưng cơ lý của bê tông B50 (Phòng thí nghiệm LAS – XD 1043) 82

Bảng 4 4: Đặc trưng cơ lý của thanh thép dự ứng lực JIS G 3137 – 1994 82

Bảng 4 5: Đặc trưng hình học của cọc 83

Bảng 4 6: Sơ bộ chiều sâu đài và mũi cọc 83

Bảng 4 7: Thông số cọc từ nhà sản xuất BETON6 85

Bảng 4 8: Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 86

Bảng 4 9: Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 88

Bảng 4 10: Sức chịu tải cọc 90

Bảng 4 11: Phản lực chân cột M1 92

Bảng 4 12: Ứng suất dưới đáy móng M1 96

Bảng 4 13: Độ lún móng M1 98

Bảng 4 14: Kết quả thép đài móng M1 100

Bảng 4 15: Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 101

Bảng 4 16: Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 101

Bảng 4 17: Nội lực của vách thang bộ 103

Bảng 4 18: Nội lực của vách thang máy 103

Bảng 4 19: Phản lực chân cột C5 103

Bảng 4 20: Ứng suất dưới đáy móng lõi thang 107

Bảng 4 21: Độ lún móng lõi thang 108

Bảng 4 22: Kết quả thép đài móng lõi thang phương X 110

Bảng 4 23: Kết quả thép đài móng lõi thang phương Y 111

Bảng 4 24: Kết quả thép đài móng M2 phương X 112

Bảng 4 25: Kết quả thép đài móng M2 phương Y 112

PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Hình A 1: Mặt bằng tầng điển hình

- 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 Mộ bộ phận lớn nhân dân có nhu cầu tìm kiếm nơi an cư với môi trường trong lành, nhiều dịch vụ tiện ích hỗ trợ

để lạc nghiệp đòi hỏi sự ra đời nhiều căn hộ cao cấp Trong xu hướng đó, nhiều công

ty xây dựng cùng nhu chung cư đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân Chung cư

An Bình là một công trình thuộc dạng này

- Với nhu cầu về nhà ở tăng cao trong khi quỹ đất tại thành phố ngày càng ít đi thì các

dự án 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 chung cư An Bình là phù hợp với chủ trương khuyến khích đầu tư, 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

D

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

 Địa chỉ : Bình Đường 2, An Bình, Thị xã Dĩ An, Bình Dương

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.3.1 Mặt Bằng Và Phân Khu Chức Năng

- Chung cư An Bình gồm 17 tầng bao gồm: 1 tầng hầm, 15 tầng nổi , 1 tầng mái

- Công trình có diện tích 45x42m Chiều dài công trình 45m , chiều rộng công trình 42m

- Diện tích sàn xây dựng : 1890 m2

- Được th1ế kế gồm : 1 khối với 544 căn hộ

- Bao gồm 6 thang máy, 2 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 cao độ mặt bằng sàn tầng trệt, cốt cao độ mặt trên đáy sàn tầng hầm là – 3.6m, cao độ đỉnh công trình 48.8m

1.3.2 Mặt đứng công trình

- Công trình có dạng hình khối thằng đứng Chiều cao công trình 48.8 m

- 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…

1.3.3 Hệ thống giao thông

- Hệ thống theo phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang

- Hệ thống giao thông theo phương đứng là thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang bộ và thang máy gồm 6 thang máy đặt chính giữa công trình

- Hệ thống thang máy được thiết kê 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 mái, bằng hệ thống bơm tự động nước được bơm đến từng phòng thông qua hệ thống gen chính

- 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 công trình xung quanh 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 sang

- 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 đền 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

PHẦN B: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG 1.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1.1 Lập sơ đồ tính

- Dạng kết cấu dầm, cột, khung, dàn , vòm

- Dạng liên kết

- Chiều dài nhịp, chiều cao tầng

- Sơ bộ chọn kích thước tiết diện cấu kiện

- Đặt tất cả các trường hợp tải tác dụng có thể xảy ra tác dụng vào cấu kiện

- Xác định nội lực do từng trường hợp tải gây ra

1.1.4 Tổ hợp nội lực

- Tìm giá trị nội lực nguy hiểm nhất có thể xảy ra bằng cách thiết lập các sơ đồ đặt tải

và giải nội lực do các sơ đồ này gây ra

- Tại mỗi tiết diện tính tìm ra giá trị nội lực bất lợi nhất do tĩnh tải và một hay vài hoạt tải: TT0Ti

Trong đó: T : giá trị nội lực của tổ hợp

T0: giá trị nội lực từ sơ đồ đặt tĩnh tải

Ti: giá trị nội lực từ sơ đồ đặt hoạt tải thứ I

 : một trường hợp hay các trường hợp hoạt tải nguy hiểm ( tùy loại tổ hợp tải trọng thiết lập )

1.1.5 Tính toán bê tông cốt thép theo TTGH I và TTGH II

 Tính toán theo trạng thái giới hạn I (TTGH I): sau khi đã xác định được các nội lực tính toán M, N, Q tại các tiết diện cấu kiện, tiến hành tính khả năng chịu lực của các tiết diện thẳng góc với trục cũng như các tiết diện nghiêng Việc tính toán theo một trong hai dạng sau:

- Kiểm tra khả năng chịu lực: Tiết diện cấu kiện, diện tích cốt thép cần thiết sao cho tiết diện đủ khả năng chiu lực

- Tính cốt thép: xác định tiết diện cấu kiện, diện tích cốt thép cần thiết sao cho cấu kiện đảm bảo khả năng chịu lực

 Tính toán kiểm tra trạng thái giới hạn thứ II (TTGH II): kiểm tra độ võng và vết nứt

1.2 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

1.2.2 Nguyên tắc truyền tải

- Tải sàn truyền vào khung dưới dạng tải hình thang và hình tam giác

- Tải do dầm phụ truyền vào dầm chính của khung dưới dạng tải tập trung (phản lực tập trung và moment tập trung)

- Tải từ dầm chính truyền vào vào cột Sau cùng tải trọng từ cột truyền xuống móng

1.3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN

Công việc thiết kết được tuân thủ theo các qui định, các quy phạm, các tiêu chuẩn do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng

TCVN 2737 – 1995 : Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

TCVN 229 – 1999 : Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió

TCVN 5574 – 2012 : Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép TCVN 198 – 1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối

TCVN 195 – 1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

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

TCVN 9395 – 2012 : Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

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

Bên cạnh các tài tiệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng

về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩn nước ta qui định như : Thiết kế các vách cứng, lõi cứng… nên trong quá trình tính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài như UBC 97, ACI 99, ACI 318 – 2002

Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau ( Trình bày trong phần tài liệu tham khảo)

1.4 SỬ DỤNG VẬT LIỆU

Bê tông cấp độ bền B25 với các tiêu chí sau :

Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14.5 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.05 Mpa

Bê tông cấp độ bền B30 với các tiêu chí sau :

Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 17 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.2 Mpa

Cốt thép loại AIII với các chỉ tiêu:

Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 365 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 365 Mpa

Cường độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw = 290 Mpa

Cốt thép loại AII với các chỉ tiêu:

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 Mpa

Cường độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw = 225 Mpa

Cốt thép loại AI với các chỉ tiêu:

Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 Mpa

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 Mpa

Cường độ chịu kéo tính cốt thép ngang: Rsw = 175 Mpa

1.5 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN

Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE

Tính toán cốt thép và móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU

1.1.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình

Hình 1 1: Mặt bằng cầu thang

1.1.2 Kích thước tiết diện

- Chiều cao tầng điển hình là 3.2m, sử dụng dạng cầu thang 2 vế

- Một vế thang gồm 10 bậc, mỗi bậc có kích thước b x h = 300 x 160mm được xây bằng

11 13 15 17 19

1.2 TẢI TRỌNG

Hình 1 2: Các lớp cấu tạo cầu thang và chiếu nghỉ

1.2.1 Tĩnh tải

a) Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Bảng 1 1: Cấu tạo bản chiếu nghỉ

gtt(kN/m2)

b) Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu tới

Bảng 1 2: Cấu tạo bản chiếu tới

gtt(kN/m2)

c) Tĩnh tải tác dụng lên bản nghiêng

Chiều dày tương đương các lớp cấu tạo theo phương của bản nghiêng (td)

+ Lớp đá hoa cương :

b b i td1

 Tĩnh tải do các lớp cấu tạo theo phương nghiêng

Bảng 1 3: Cấu tạo bản nghiêng

gtt(kN/m2)

0.3

g 0.24 kN / m1.275

- Đối với bản nghiêng

2

q   g p 6.633.6 0.2 4 10.47 kN / m

1.3 SƠ ĐỒ TÍNH - NỘI LỰC

 Khi tính toán, cắt ô bản (nghiêng hoặc bản chiếu tới) thành từng dải rộng 1m và

xem dải đó nhƣ một dầm có b=100 cm và cao h = 12cm

 Chọn a = 2cm là khoảng cách từ mép sàn đến tâm cốt thép chịu lực

 h0    h a 12 2 10 cm

1.3.1 Bản chiếu tới

Hình 1 3: Sơ đồ tính bản chiếu tới

 Nội lực

- Tính toán bản chiếu tới nhƣ ô bản kê 4 cạnh

- Do hd = 300 < 3hs = 3x120 = 360 mm nên xem liên kết giữa dầm DT01 với bản chiếu tới là khớp, còn các vị trí khác đều là ngàm

- Với aL / L2 13.3 / 2.35 1.4  Tra bảng theo ô bản số 8, ta đƣợc :

Các vế thang đối xứng, nên ta chỉ tính cho một vế

Do hd = 300 < 3hs = 3x120 = 360 mm nên xem liên kết giữa dầm DT01 với bản nghiêng là khớp, còn các vị trí khác đều là ngàm

 Sơ đồ tính

Hình 1 4: Sơ đồ tính vế thang

Hình 1 5: Tải trọng tác dụng vào vế thang

Hình 1 6: Biểu đồ Moment vế thang

Hình 1 7: Phản lực gối tựa vế thang

1.5 DẦM DT01 (bxh=20x30 cm)

1.5.1 Sơ đồ tính

- Dầm DT01 có hai đầu gắn vào vách cứng Tuy nhiên, do quá trình thi công có thể không đảm bảo đƣợc ngàm tại vị trí vách nên để thiên về an toàn, ta tính toán dầm với cả 2 sơ đồ tính nhƣ sau:

 Kết quả thu được:

+ Moment max tại nhịp : Mn = 18.57 kN.m

+ Moment max tại gối : Mg = -36.69 kN.m

- Khả năng chịu cắt của bê tông : Qb  b3(1   f n)R bhbt 0

(Theo công thức 76, mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012)

3 b

Q72.24Q 0.6 (1 0 0) 1.05 10     0.2 0.27 34.02 kN

(  b3 0.6,   n 0, f 0 ; xem mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012)

 Phải tính cốt đai cho dầm

- Chọn thép đai 8 và hai nhánh n = 2

- Thép đai được bố trí thỏa mãn bước đai: smin(s ,stt max,s ,s )ct dd

- Bước cốt đai tính toán : s (tt  b2 2 )

2 b2 n b b bt 0

3 2

- Bước cốt đai chọn thep cấu tạo s ct

 Bước cốt đai được chọn smin(s ,stt max,s ,s ) 100 mmct dd 

 Kiểm tra điều kiện sau khi chọn cốt đai

Theo công thức 72 mục 6.2.3.2 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012

 Kiểm tra cốt xiên

Theo công thức (82) và (76) mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn 5574 – 2012

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG 2.1 MỞ ĐẦU

 Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung – cột Do đó việc tính toán khung phải là kết

cấu khung không gian

 Việc tính toán khung không gian là rất phức tạp, do đó việc tính toán nội lực sẽ

 Bước 4 : Tính toán nội lực bằng phần mềm ETABS

 Bước 5 : Tính toán thép cho khung trục 3 và trục D

hmin = 40mm đối với sàn mái

hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng

hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất

hmin = 70mm đối với bản làm từ bê tông nhẹ

- Chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức : hs DL1

m



m = 40 ÷ 50 đối với bản kê bốn cạnh

L1 : nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn

50

 Chọn chiều dày sàn : hb180 mm(thõa mãn điều kiện hb > hmin = 50 đối với sàn dân dụng)

- Chọn chiều dày vách tw = 0.3m cho cách vách của công trình

2.2.4 Sơ bộ tiết diện cột

Diện tích tiết diện cột xác định sơ bộ nhƣ sau:

C b

k.NA

R

Trong đó:

Bảng 2 1: Sơ bộ tiết diện cột

Trọng lƣợng riêng (kN/m3)

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Hệ số vƣợt tải

n

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Bảng 2 3: Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh

STT Các lớp cấu tạo

Chiều dày (mm)

Trọng lƣợng riêng (kN/m3)

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Hệ số vƣợt tải

n

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2)

Hệ số vƣợt tải

n

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Hoạt tải tính toán (kN/m2)

2.3.3 Tính toán tải gió

Theo TCVN 2737 – 1995 và TCXD 229 – 1999 : gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió

Công trình cao 48.8 m > 40 m nên tải gió gồm hai thành phần

+ Thành phần tĩnh của gió

+ Thành phần động của gió

2.3.3.1 Gió tĩnh

Tải trọng gió tĩnh được tính theo TCVN 2737 – 1995 như sau :

 Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió W , tác động lên tầng thứ j được jtính theo công thức: WjW0  c kziSj

Trong đó :

 W0: là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737 – 1995 Công trình xây dựng ở Dĩ An, Bình Dương thuộc khu vực

IA, và ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, lấy W0 = 0.55 kN/m2

 kzi : là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN 2737 – 1995

 c: hệ số khí động, đối với mặt đón gió c = +0.8, mặt hút gió c = -0.6

Hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là c = 0.8 + 0.6 = 1.4

 Hệ số tin cậy của tải trọng gió là  = 1.2

 Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tâm hình học của mỗi tầng Diện tích đón gió từng tầng được tính như sau : Sj hj hj 1 B

Bảng 2 6: Kết quả tính toán gió tĩnh theo phương X và Y

Chiều cao từng tầng (m)

Kích thước công trình Cao

L(m)

Rộng B(m)

TANG 10 3.2 45 42 32.8 1.387 0.610 0.458 172.22 184.52 TANG 9 3.2 45 42 29.6 1.367 0.601 0.451 169.74 181.86 TANG 8 3.2 45 42 26.4 1.341 0.590 0.443 166.56 178.45 TANG 7 3.2 45 42 23.2 1.316 0.579 0.434 163.38 175.05

TANG 5 3.2 45 42 16.8 1.258 0.554 0.415 156.23 167.38 TANG 4 3.2 45 42 13.6 1.223 0.538 0.404 151.90 162.75 TANG 3 3.2 45 42 10.4 1.185 0.521 0.391 147.14 157.64 TANG 2 3.2 45 42 7.2 1.118 0.492 0.369 138.89 148.81

2.3.3.2 Gió động

 Do công trình cao 48.8 m > 40m nên phải tính đến thành phần động của tải gió Để xác định được thành phần động của tải trọng gió thì cần xác định tần số dao động riêng của công trình

 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

 Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

 Chia công trình ra thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không đổi

 Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

 Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng các lớp cấu tạo sàn ( phân bố đều lên sàn), hoạt tải (phân bố đều trên sàn) TCVN

2737 – 1995 và TCXD 229 – 1999 cho phép hệ số chiết giảm đối với hoạt tải , tra bảng 1 (TCXD 229 – 1999), lấy hệ số chiết giảm là 0.5

Hình 2 1: Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác động lên công trình

 Việc tính toán tần số dao động riêng của 1 công trình nhiều tầng là phức tạp, do đó cần phải có sự hỗ trợ của các phương trình máy tính Trong đồ án này phần mềm ETABS được dùng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình

 Việc mô hình trong chương trình ETABS được thực hiện như sau :

 Cột và dầm được mô hình bằng phần tử Line

 Vách và sàn được mô hình bằng phần tử Area

 Trọng lượng bản thân kết cấu do ETABS tự tính toán

 Trọng lượng lớp cấu tạo sàn được phân bố đều trên sàn

 Trọng lượng bản thân tường được gán phân bố lên sàn

 Hoạt tải được gán phân bố đều trên sàn, sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng là 0.5

Hình 2 2: Mô hình 3D công trình trong ETABS

Trong TCXD 229 – 1999, quy định chỉ cần tính toán phần động của tải trọng gió ứng với s dạng dao động đầu tiên, với tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức :

 Bước 2 : Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió lên các phần tính toán của công trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj với độ cao zj so với mốc tại mặt đất được xác định theo công thức :

p(i, j) j i i ji

Trong đó : Wp(ij) : lực đơn vị tính toán (kN)

M j : khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (T)

i : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ

i : hệ số xác định bằng cách chia công trình ra thành n phần

y ji : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ

 Xác định i

Hệ số động lực đƣợc xác định với 3 dạng dao động đầu tiên, phụ thuộc vào thông số ivà độ giảm loga của dao động:

0 i

W W S (kN)

Wj : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của gió (kN/m2)

Sj : diện tích đón gió phần công trình thứ j (m2)

 : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất thì lấy bằng 1 , còn đối với dạng dao động còn lại, lấy bằng 1

Giá trị 1 được lấy theo bảng 10, TCVN 2737 – 1995, phụ thuộc vào 2

tham số và  Tra bảng 11, TCVN 2737 – 1995 để có được 2 thông

số này, a và b được xác định như hình sau ( mặt màu đen là mặt đón gió) :

Hình 2 4: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan 



Hệ số tương quan không gian 

f 1x = 0.61 Hz 1