Futa tower

 Giải pháp kết cấu sàn là sàn không dầm, không có mũ cột, chỉ đóng trần ở khuvực sàn vệ sinh mà không đóng trần ở các phòng sinh hoạt và hành lang nhằm giảm thiểu chiều cao tầng nên hệ

Trang 1

BỘ 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

FUTA TOWER

GVHD: TS CHÂU ĐÌNH THÀNH SVTH : TRẦN CHÍ NGHĨA

S K L0 0 8 3 3 7

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nói chung và thầy cô Khoa Xây dựng nói riêng đã luôn tận tình chỉ dạy em trong bốn năm học vừa qua, từ những kiến thức cơ sở cho đến những kiến thức chuyên ngành, giúp em nhận thức

rõ ràng về công việc của một ngừơi kỹ sư Xây dựng trong nhiều khía cạnh khác nhau Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt là một hành trang không thể thiếu trong quá trình nghề nghiệp của em sau này

Luận án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở ra trước mắt chúng em một hướng đi mới vào cuộc sống trong tương lai Quá trình làm luận văn giúp chúng em tổng hợp được nhiều kiến thức đã học trong các học kỳ trước và thu thập, bổ sung thêm những kiến thức mới, qua đó rèn luyện khả năng tính toán, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên cạnh đó còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế sau này

Trong khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy Châu Đình Thành cũng như các thầy cô khác trong Khoa Thầy đã giúp em có cái nhìn đúng đắn, khái quát hơn về việc thiết kế, tiếp cận với những phần mềm, những phương pháp tính toán quan trọng cần thiết cho một người kỹ sư Xây dựng Đó là một kinh nghiệm quý báo cho bản thân em sau này

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, do đó đồ

án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được sự chỉ dẫn của quý Thầy cô để em củng cố hoàn thiện 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!

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Trần Chí Nghĩa

Trang 4

CAPSTONE PROJECT’S TASK

Name’s student : TRAN CHI NGHIA

Student ID : 14149108

Class : 149490A

Sector : Construction Engineering Technology

Advisor : Dr CHAU DINH THANH

1 Project’s Name:

FUTA TOWER

2 Input Data:

Architectural Profile (provided by Advitor)

Soil Profile (provided by Advitor)

3 The contents of capstone project:

01 Thesis and 01 Appendix

11 drawing A1 (02 Architecture, 06 Structures, 03 Foundation)

ADVISOR

Trang 5

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1

1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 2

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 2

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng 2

1.3.2 Mặt đứng 2

1.3.3 Hệ thống giao thông 2

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3

1.4.1 Hệ thống điện 3

1.4.2 Hệ thống nước 3

1.4.3 Thông gió, chiếu sáng 3

1.4.4 Phòng cháy, thoát hiểm 3

1.4.5 Chống sét 3

1.4.6 Hệ thống thoát rác 3

1.5 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 3

1.5.1 Tải đứng 3

1.5.2 Tải ngang 4

1.6 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 4

1.6.1 Hệ kết cấu chịu lực chính 4

1.6.2 Hệ kết cấu sàn 5

1.6.3 Kết luận 6

1.7 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 7

1.8 LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ 7

1.9 TIÊU CHUẨN VÀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN 7

1.9.1 Tiêu chuẩn Việt Nam 7

1.9.2 Tiêu chuẩn nước ngoài 8

1.9.3 Phần mềm thiết kế của nước ngoài 8

1.10 KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 8

1.10.1 Sơ bộ tiết diện sàn 8

1.10.2 Sơ bộ tiết diện dầm 8

1.10.3 Sơ bộ tiết diện cột 9

1.10.4 Sơ bộ tiết diện vách và lõi thang 9

Trang 6

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 10

2.1 TỔNG QUAN 10

2.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 10

2.2.1 Tĩnh tải 10

2.2.2 Hoạt tải 12

2.3 SỬ DỤNG SAFE TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 12

2.3.1 Độ võng của sàn 15

2.3.2 Tính toán và bố trí cốt thép 15

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG 17

3.1 CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 17

3.2 CẤU TẠO CẦU THANG 17

3.3 TẢI TRỌNG 17

3.3.1 Tĩnh tải 17

3.3.2 Hoạt tải 18

3.4 TÍNH TOÁN BẢN THANG 18

3.4.1 Sơ đồ tính và nội lực 18

3.4.2 Tính toán cốt thép 21

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ KHUNG 22

4.1 MỞ ĐẦU 22

4.2 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM BIÊN, VÁCH 22

4.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 22

4.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột 23

4.2.3 Chọn sơ bộ tiết diện vách 23

4.3 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 23

4.3.1 Tính toán tải gió 23

4.3.2 Gió tĩnh 23

4.3.3 Gió động 25

4.3.4 Tải trọng động đất 34

4.4 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH VÀ VẤN ĐỀ DAO ĐỘNG 41

4.5 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÉP CỘT 41

4.5.1 Tính toán – thiết kế thép dọc 41

4.5.2 Tính cốt đai 44

4.5.3 Kết quả tính thép cột 44

4.6 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÉP DẦM 44

4.6.1 Tính toán – thiết kế thép dọc 44

4.6.2 Tính cốt đai 45

Trang 7

4.6.3 Cấu tạo kháng chấn cho dầm 46

4.6.4 Kết quả tính thép dầm 48

4.7 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÉP VÁCH 49

4.7.1 Chọn phương pháp tính cốt thép cho vách đứng 50

4.7.2 Tính toán cốt ngang cho vách cứng 52

4.7.3 Neo và nối cốt thép 53

4.7.4 Kết quả tính toán cốt thép vách 53

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG 54

5.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 54

5.2 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 55

5.2.1 Kích thước cọc 55

5.2.2 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi 56

5.3 THIẾT KẾ MÓNG M1 62

5.3.1 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc 62

5.3.2 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dụng mũi cọc 64

5.3.3 Tính lún cho nhóm cọc 66

5.3.4 Kiểm tra xuyên thủng cho đài móng M1 68

5.3.5 Thiết kế cốt thép cho đài móng M1 68

5.4 THIẾT KẾ MÓNG M2,3,6 69

5.5 THIẾT KẾ MÓNG M4,5,7 76

5.6 THIẾT KẾ MÓNG M8 83

Trang 8

5.7 THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG 90

5.7.2 Kiểm tra phản lực tác dụng lên từng cọc trong móng 95

5.7.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 96

5.7.4 Xác định mô hình khối móng quy ước 96

5.7.5 Kiểm tra áp lực đất nền 98

5.7.7 Kiểm tra xuyên thủng 102

5.7.8 Tính toán đài cọc bằng SAFE 102

5.7.9 Thiết kế cốt thép cho đài móng MLT 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

Trang 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 – Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang 4

Bảng 1 2– Vật liệu sử dụng 7

Bảng 1 3– Cốt thép sử dụng 7

Bảng 1 4– Lớp bê tông bảo vệ 7

Bảng 1 5 – Sơ bộ tiết diện dầm 8

Bảng 1 6 – Sơ bộ tiết diện cột 9

Bảng 2 1– Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình 11

Bảng 2 2– Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh 11

Bảng 2 3– Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng hầm 11

Bảng 2 4 – Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng mái 12

Bảng 2 5– Hoạt tải phân bố trên sàn 12

Bảng 3 1– Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ 17

Bảng 3 2– Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo 18

Bảng 3 3– Tĩnh tải tác dụng lên bản thang 18

Bảng 3 4– Bảng tính toán cốt thép cầu thang 21

Bảng 3 5– Bảng bố trí thép cầu thang 21

Bảng 4 1- Sơ bộ tiết diện dầm 22

Bảng 4 2- Sơ bộ tiết diện cột 23

Bảng 4 3– Bảng tính gió tĩnh theo phương X 24

Bảng 4 4– Bảng tính gió tĩnh theo phương Y 24

Bảng 4 5– Chu kỳ và tần số dao động 25

Bảng 4 6 – Tần số và chu kỳ phân tích gió động 26

Bảng 4 7– Hệ số tương quan không gian 27

Bảng 4 8– Tính toán gió động theo Mode dao động X ( Mode 2) 29

Bảng 4 9– Tính toán gió động theo Mode dao động Y ( Mode 3) 30

Bảng 4 10 – Tính toán gió động theo Mode dao động X ( Mode 5) 31

Bảng 4 11– Tính toán gió động theo Mode dao động Y ( Mode 6) 32

Bảng 4 12– Bảng tổng hợp tải trọng gió theo 2 phương X và Y từ 4 Mode dao động 33

Bảng 4 13– Tần số và chu kì khi phân tích động đất 34

Bảng 4 14– Thông số đất nền tính động đất 35

Bảng 4 15– Bảng giá trị cơ bản của hệ số ứng xử cho hệ só sự đều đặn theo mặt đứng 36

Bảng 4 16– Bảng tính toán Sd theo chu kỳ T 37

Trang 10

Bảng 4 18– Các trường hợp tổ hợp tải trọng 40

Bảng 4 19- Điều kiện và phương tính toán cột 42

Bảng 5 1- Hệ số tỉ lệ từng lớp đất 56

Bảng 5 2- Kết quả xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc khoan nhồi 58

Bảng 5 3- Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 60

Bảng 5 4- Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc 61

Bảng 5 5- Tổng hợp sức chịu tải của cọc khoan nhồi 61

Bảng 5 6- Kết quả các giá trị Pmax, Pmin móng M1 63

Bảng 5 7- Giá trị tiêu chuẩn nội lực móng M1 64

Bảng 5 8- Bảng tính lún móng M1 67

Bảng 5 9- Bảng tính thép đài móng M1 69

Bảng 5 22- Bảng tính thành phần sức kháng ma sát bên trên thân cọc MLT 90

Bảng 5 23- Tọa độ cọc trong MLT 92

Bảng 5 24- Kết quả các giá trị Pmax, Pmin móng MLT 94

Bảng 5 25- Giá trị tiêu chuẩn nội lực móng MLT 99

Bảng 5 26- Bảng tính lún MLT 101

Bảng 5 27- Bảng tính thép đài móng MLT 105

Bảng 5 28- Bảng bố trí thép MLT 105

Trang 11

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1- Phối cảnh 3D công trình FUTA TOWER 1

Hình 2 1– Các lớp cấu tạo sàn 10

Hình 2 2– Chia dải strip theo phương X 13

Hình 2 3– Chia dải strip theo phương Y 13

Hình 2 4– Biểu đồ momen theo phương X 14

Hình 2 5 – Biểu đồ momen theo phương Y 14

Hình 2 6– Độ võng của sàn xuất từ SAFE 15

Hình 3 1– Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng điển hình 17

Hình 3 2– Sơ đồ tính (vế 1) 18

Hình 3 33 – Biểu đồ moment (vế 1) 19

Hình 3 4– Phản lực gối tựa (vế 1) 19

Hình 3 6– Biểu đồ moment (vế 3) 20

Hình 3 7– Phản lực gối tựa (vế 3) 20

Hình 4 1- Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian  27

Hình 4 2- Đồ thị xác định hệ số động lực (i) 28

Hình 4 3– Biểu đồ phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi 38

Hình 4 4– Chuyển vị đỉnh công trình 41

Hình 4 5- Moment uốn và lực dọc tác dụng lên cột 42

Hình 4 6– Giá trị thiết kế của khả năng chịu cắt trong dầm 47

Hình 4 7– Cốt thép ngang trong vùng tới hạn dầm 47

Hình 4 8– Chia vách thành các phần tử nhỏ 49

Hình 4 9– Vùng biên chịu moment 50

Hình 5 1- Biểu đồ xác định hệ số  60

Hình 5 3– Mặt bằng bố trí móng 62

Hình 5 4- Mặt bằng bố trí móng M1 63

Hình 5 5– Khối móng qui ước cho móng M1 64

Hình 5 6- Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1 68

Hình 5 7- Sơ đồ tính đài móng M1 68

Hình 5 8- Mặt bằng bố trí móng M2 69

Trang 12

Hình 5 12- Mặt bằng móng M4 76

Hình 5 16- Mặt bằng móng M8 83

Hình 5 20– Mặt bằng bố trí móng MLT 91

Hình 5 21- Mô hình móng khối quy ước MLT 97

Hình 5 22- Chia dải theo phương X 103

Hình 5 23- Chia dải theo phương Y 103

Hình 5 24- Phản lực đầu cọc móng MLT (Pmax) 104

Hình 5 25- Biểu đồ Moment theo phương X MLT 104

Hình 5 26- Biểu đồ Moment theo phương Y MLT 105

Trang 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

 Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, mức sống và nhu cầu của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn

 Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với

xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết

 Vì vậy chung cư FUTA TOWER ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển

Hình 1 1- Phối cảnh 3D công trình FUTA TOWER

Trang 14

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

 Tọa lạc tại Quận 2, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư

 Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và

giao thông ngoài công trình

 Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho

công tác xây dựng

 Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, không có

công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công và bố trí tổng bình đồ

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

 Mặt bằng công trình được bố trí mạch lạc Hệ thống giao thông đứng bao gồm 2 thang máy, 3 cầu thang bộ bố trí ngay giữa và 2 góc công trình nhằm thuận tiện cho việc đi lại, thoát hiểm phục vụ cho dân cư sinh sống trong công trình

 Tầng hầm nằm ở code cao độ -3.0m có chiều cao 3m dùng làm chỗ để xe đạp, xe máy

và xe ôtô Được bố trí 2 ram dốc (i=20%) song song với nhau để đường giao thông trong hầm

là 1 chiều, giảm thiểu va chạm giữa các phương tiện giao thông

 Tầng 1 nằm ở code cao độ +0.0m có chiều cao 3.6m được trang trí đẹp mắt với việc: cột ốp inox, bố trí dịch vụ, cửa hàng và các công năng dịch vụ tiện ích đi kèm tạo khu sinh hoạt chung khối nhà, ngoài ra còn có phòng của ban quản lý chung cư, hòm thư của từng căn hộ,…

 Tầng 2-21 chiều cao tầng 3.4 m, mỗi tầng bố trí 8 căn hộ cho cư dân sinh sống

1.3.2 Mặt đứng

 Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình, hơn nữa kết hợp với việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng với những mảng kính dày màu xanh tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc

 Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước Mái BTCT có lớp chống thấm và cách nhiệt Tường gạch, trát vữa, sơn nước, lớp chớp nhôm xi mờ

1.3.3 Hệ thống giao thông

 Giao thông ngang trong mỗi tầng là dãy các hệ thống hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy Mặt bằng rộng nên có 3 thang bộ 2 vế làm nhiệm vụ vừa là lối đi chính vừa để thoát hiểm Thang máy bố trí

2 thang được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 25m

để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người và khoảng cách an toàn để có thể thoát người nhanh nhất khi xảy ra sự cố

 Căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng

Trang 15

 Giải pháp kết cấu sàn là sàn không dầm, không có mũ cột, chỉ đóng trần ở khuvực sàn

vệ sinh mà không đóng trần ở các phòng sinh hoạt và hành lang nhằm giảm thiểu chiều cao tầng nên hệ thống ống dẫn nước ngang và đứng được nghiên cứu và giải quyết kết hợp với việc bố trí phòng ốc trong căn hộ thật hài hòa

 Sau khi xử lý, nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

1.4.3 Thông gió, chiếu sáng

 Bốn mặt của công trình đều có bancol thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra

còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

1.4.4 Phòng cháy, thoát hiểm

 Công trình BTCT 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 lầu đều có 3 cầu thang

đủ 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

1.4.5 Chống sét

 Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được thiết lập ở tầng mái

và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ bị sét đánh

1.4.6 Hệ thống thoát rác

 Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống gian rác, gian rác được bố trí ở tầng hầm và có bộ phận đưa rác ra ngoài Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

1.5 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

1.5.1 Tải đứng

 Tĩnh tải

Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm:

 Trọng lượng bản thân công trình

 Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị…

 Hoạt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở

các tầng (Theo TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động)

Trang 16

Bảng 1 1 – Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang

tc

(kN/m 2 )

2 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu căn hộ) 1.5

3 Phòng ăn, phòng khách, WC, phòng tắm, bida (kiểu nhà mẫu giáo) 2.0

12 Ban công và lô gia (tải trọng phân bố đều trên toàn bộ diện tích ban công,

lô gia được xét đến nếu tác dụng của nó bất lợi hơn khi lấy theo mục a) 2

13 Sảnh, phòng giải lao, cầu thang, hành lang thông với các phòng 3

14 Ga ra ô tô (đường cho xe chạy, dốc lên xuống dùng cho xe con, xe khách

 Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:

 Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống

 Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp

 Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có

hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép

 Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình

 Trong đó kết cấu tường chịu lực (hay còn gọi là vách cứng) là một hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa là hệ thống chịu tải trọng ngang Đây là loại kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các chung cư cao tầng Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn nên kết hợp tối ưu với phương án không bị hệ thống dầm cản trở, do vậy chiều cao của ngôi nhà giảm xuống Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một hệ hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian

Trang 17

lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương ngang tốt khả năng chịu lực lớn, đặc biệt là tải trọng ngang

 Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt Theo kết quả nghiên cứu thiệt hại các trận động đất gây ra, ví dụ trận động đất vào tháng 2/1971 ở California, trận động đất tháng 12/1972 ở Nicaragoa, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung bị hỏng nặng hoặc sụp

đổ hoàn toàn Vì vậy đây là giải pháp kết cấu được chọn sử dụng cho công trình

 Sàn không dầm Điều này làm cho không gian bên trong nhà trở nên đẹp đẽ

1.6.2 Hệ kết cấu sàn

 Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu

 Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là 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:

1.6.2.1 Hệ sàn sườn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

Ưu điểm:

 Tính toán đơn giản

 Được sử dụng phổ biến ở nước ta 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

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

1.6.2.3 Sàn không dầm (không có mũ cột)

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Ưu điểm:

Trang 18

 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 hệ thống kỹ thuật điện, nước

 Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa

 Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản

 Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành

 Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn dầm

Nhược điểm:

 Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó

độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo phương ngang phương án này 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

 Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường

 Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với biểu

đồ mômen do tính tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép

Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau

 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 hoá hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu

 Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được

1.6.3 Kết luận

Giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

 Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài băng hay bè

 Kết cấu sàn dầm

 Kết cấu công trình là kết cấu cột chịu lực



Trang 19

1.8 LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Bảng 1 4– Lớp bê tông bảo vệ

 Kết cấu tiếp xúc với đất

Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ (mm)

 Kết cấu không tiếp xúc với đất

Cấu kiện Lớp bê tông bảo vệ (mm)

1.9 TIÊU CHUẨN VÀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN

1.9.1 Tiêu chuẩn Việt Nam

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

2 TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

3 TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối

4 TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

5 TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất

6 TCXDVN 205 – 1998 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

Trang 20

7 TCXDVN 195 – 1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

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

9 TCVN 9395 - 2012: Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu- NXB Xây dựng - Hà nội

2012

10 TCVN 9396:2012, Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông

1.9.2 Tiêu chuẩn nước ngoài

1 Tiêu chuẩn Anh BS 8110-1997 (Dùng thiết kế Sàn, Khung trong phần mềm Etabs)

1.9.3 Phần mềm thiết kế của nước ngoài

1 Etabs, Safe, SAP, Autocad

1.10.1 Sơ bộ tiết diện sàn

 Chiều dày sàn phụ thuộc vào chiều dài nhịp và tải trọng tác dụng, có thể chọn sơ bộ kích thước sàn theo công thức sau: h b D L hmin(cm)

m

Trong đó:

 D=(0.8-1.4) phụ thuộc vào tải trọng

 m = 40 – 45 đối với bản kê 4 cạnh và l = l1 : chiều dài cạnh ngắn

 m = 30 – 35 đối với bản dầm và l là nhịp của bản

1.10.2 Sơ bộ tiết diện dầm

 Kích thước dầm theo hai phương được chọn theo quy mô và công năng sử dụng của công trình Tuy nhiên kích thước dầm còn bị chi phối bởi không gian và chiều cao thông thủy giữa các tầng

 Một số lưu ý khi chọn tiết diện dầm: Chiều rộng tối thiểu của dầm không nhỏ hơn 200

mm, và tối đa không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1.5 lần chiều cao tiết diện Chiều cao tối thiểu của tiết diện dầm là 300 mm Tỉ số chiều cao và chiều rộng dầm không lớn hơn 3

Bảng 1 5 – Sơ bộ tiết diện dầm

Trang 21

1.10.3 Sơ bộ tiết diện cột

Bảng 1 6 – Sơ bộ tiết diện cột

Trang 22

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 TỔNG QUAN

 Thiết kế sàn là nhiệm vụ đầu tiên của quá trình thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Vấn đề được đặt ra là việc lựa chọn kết cấu sàn sao cho vừa hợp lý mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế Trong quá trình thiết kế, tùy vào khẩu độ, kỹ thuật thi công, thẩm mỹ và yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư cần phải cân nhắc chọn lựa kết cấu sàn cho hợp lý

 Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau:

 Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện

Trang 23

Bảng 2 1– Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình

Vật liệu

Trọng lượng riêng (kN/m 3 )

Chiều dày (mm)

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

Trang 24

Bảng 2 4 – Tải trọng các lớp hoàn thiện sàn tầng mái

Vật liệu

Trọng lượng riêng (kN/m 3 )

 Tải trọng thường xuyên do tường xây

 Để đơn giản ta quy tải trọng tường thành tải phân bố đều lên sàn và dầm biên.Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc tính được: tổng chiều dài tường ngăn trên 1 tầng điển hình là

 Hoạt tải sử dụng được xác định tùy theo công năng sử dụng của từng ô sàn (Theo TCVN

2737:1995) Kết quả được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2 5– Hoạt tải phân bố trên sàn

STT Công năng Tải tiêu chuẩn

(kN/m 2 )

Tải tính toán (kN/m 2 )

1 Phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn,

2.3 SỬ DỤNG SAFE TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

 Để phản ánh ứng xử của sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính toán Chia sàn thành nhiều dải theo phương X và phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải

 Các bước tính toán trong SAFE

 Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE

 Các thông số đầu vào:

Chiều dày chọn sơ bộ: hs = 120 (mm)

Tiết diện dầm sơ bộ: dầm chính (300x600mm); dầm phụ (200x400mm)

Trang 25

 Chia sàn thành nhiều dải strip theo phương X và phương Y

Hình 2 2– Chia dải strip theo phương X

Hình 2 3– Chia dải strip theo phương Y

Trang 26

 Phân tích mô hình ta được kết quả nội lực

Hình 2 4– Biểu đồ momen theo phương X

Hình 2 5 – Biểu đồ momen theo phương Y

Trang 27

µmin: hàm lượng cốt thép tối thiểu, thường lấy µmin = 0.1

max R

s

RR

Trang 28

[Phụ lục 2] Bảng PL2.1: Kết quả tính thép sàn phương X

[Phụ lục 2] Bảng PL2.2: Kết quả tính thép sàn phương Y

Trang 29

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG 3.1 CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.2 CẤU TẠO CẦU THANG

 Vế thang 1 và 3 có 8 bậc thang, vế thang 2 có 4 bậc thang, mỗi bậc có kích thước như sau: L × H = 250 × 170 mm, góc nghiêng bản thang:  = 34.2o → cos = 0.827

 Sử dụng kết cấu cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán thiết kế

 Tải trong tác dụng lên cầu thang

Bảng 3 1– Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ

Hình 3 1– Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng điển hình

Trang 30

Bảng 3 2– Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo

 Đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới: p n ptc1m 1.2 3 1 3.6   kN/m

 Đối với bản thang nghiêng: ptt  n ptc1mcos1.2 3 1 0.827   2.98 kN/m

3.4 TÍNH TOÁN BẢN THANG

3.4.1 Sơ đồ tính và nội lực

 Vế 1:

Hình 3 2– Sơ đồ tính (vế 1)

Trang 31

Hình 3 33 – Biểu đồ moment (vế 1)

Hình 3 4– Phản lực gối tựa (vế 1)

 Vế 3:

Hình 3 5– Sơ đồ tính (vế 3)

Trang 33

Bảng 3 4– Bảng tính toán cốt thép cầu thang

Cấu kiện Vị trí Giá trị M

(kNm)

b (mm)

h (mm)

a (mm)

h0

As (mm2)

μ (%)

Trang 34

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ KHUNG 4.1 MỞ ĐẦU

 Hệ kết cấu sử dụng là kết cấu khung – cột, dầm 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 được tính toán bằng phần mềm ETABS

 Việc tính toán sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:

 Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước

 Bước 2: Tính toán tải trọng

 Bước 3: Tổ hợp tải trọng

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

 Bước 5: Tính toán thép

4.2 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM BIÊN, VÁCH

4.2.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

 Kích thước dầm theo hai phương được chọn theo quy mô và công năng sử dụng của công trình Tuy nhiên kích thước dầm còn bị chi phối bởi không gian và chiều cao thông thủy giữa các tầng

 Một số lưu ý khi chọn tiết diện dầm: Chiều rộng tối thiểu của dầm không nhỏ hơn 200

mm, và tối đa không lớn hơn chiều rộng cột cộng với 1.5 lần chiều cao tiết diện Chiều cao tối thiểu của tiết diện dầm là 300 mm Tỉ số chiều cao và chiều rộng dầm không lớn hơn 3

Bảng 4 1- Sơ bộ tiết diện dầm

Trang 35

4.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Bảng 4 2- Sơ bộ tiết diện cột

4.3.1 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 57.2 (m) > 40 (m) nên tải gió gồm thành phần tĩnh và thành phần động

4.3.2 Gió tĩnh

 Thành phần tĩnh của gió được tính theo TCVN 2737-1995 như sau:

 Áp lực gió tĩnh tính toán tại cao độ z so với mốc chuẩn được tính theo công thức:

W  W   k c

 Trong đó:

 W0: là giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục E và điều 6.4 TCVN

2737-1995 Công trình đang xây dựng ở T.p Hồ Chí Minh vùng gió II-A, khu vực B, và ảnh hưởng của gió bão được đánh giá là yếu, lấy W0  83daN / m2

 k: hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao, lấy theo bảng 5 TCVN 2737-1995

 c: hệ số khí động, đối với mặt đón gió cd 0.8, mặt hút gió ch  0.6, hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là c 0.8 0.6 1.4   Hệ số an toàn   1.2

Trang 36

 Tải trọng gió tĩnh được qui về thành lực tập trung tại các cao trình sàn, lực tập trung này được đặt tại tọa độ được tính toán của mỗi tầng (Wtcx là lực gió tiêu chuẩn nhân theo phương X và Wtcylà lực gió tiêu chuẩn theo phương Y, lực gió bằng áp lực gió nhân với diện đón gió) Diện tích đón gió của từng tầng được tính như sau: j j 1

 h , hj j 1 , B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

Bảng 4 3– Bảng tính gió tĩnh theo phương X

STORY Cao độ k

Bề rộng

Chiều cao W W tc W tt

Trang 37

STORY Cao độ k

Bề rộng

Chiều cao W W tc W tt

 Công trình có độ cao 71.8 m> 40m nên cần phải tính thành phần động của tải trọng gió

Để xác định được thành phần động của tải trọng gió thì cần xác định tần số dao động riêng của công trình

 Trong TCXD 229:1999, qui định chỉ cần tính toán thành 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: fs fLfs 1

 Trong đó, fL được tra trong bảng 2, TCXD 229:1999, đối với kết cấu sử dụng bê tông cốt thép, lấy δ = 0.3, ta được fL = 1.3Hz Cột và vách được ngàm với móng

 Gió động của công trình được tính theo 2 phương X và Y, mỗi dạng dao động chỉ xét theo phương có chuyển vị lớn hơn Tính toán thành phần động của gió, gồm các bước:

Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình:

Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát với 20 mode dao động của công trình với khai báo

Trang 38

Mode Period Frequency

- Ta thấy tại Mode thứ 6 có tần số f = 1.267 < fL = 1.3 và tại mode thứ 7 có tần số f = 1.757 >

fL  Chỉ sử dụng các Mode trước Mode thứ 7 để tính toán thành phần động của gió

- Ta có các dạng dao động của công trình như sau:

Bảng 4 6 – Tần số và chu kỳ phân tích gió động

Case Mode Period

Trang 39

h h  B lần lượt là chiều cao tầng của tầng thứ j, j-1, và bề rộng đón gió

 là 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,  lấy bằng

1

, còn đối với các dạng dao động còn lại,  lấy bằng 1

Giá trị 1 được lấy theo bảng 4, TCXD 229:1999, phụ thuộc vào 2 tham số  và  Tra bảng

5, TCXD 229:1999 để có được 2 thông số D và H được xác định như hình sau ( mặt màu đen

là mặt đón gió )

Hình 4 1- Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian 

- Tính toán hệ số tương quan không gian Mode 1 theo phương Y và Mode 2 theo phương X ta có:

Bảng 4 7– Hệ số tương quan không gian

Loại gió Công trình Phương Dao Động

n

ji Fj j

i n

ji j j

Trang 40

M j : Khối lượng tập trung phần công trình thứ j, (T) Kết quả được tính bởi Etabs

Bước 3: Xác định hệ số động lực (i) ứng với dạng dao động thứ I dựa vào hệ số (i) và

Bước 5: Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng xung vận tốc

gió và lực quán tính Trong đó:

Tiêu đề	Futa Tower
Tác giả	Trần Chí Nghĩa
Người hướng dẫn	Dr. Châu Đình Thành
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Xây dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	7,23 MB