Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đề tài chung cư cao tầng mỹ phước phường 2, quận bình thạnh, tphcm ngành kỹ thuật xây dựng công trình

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đề tài chung cư cao tầng mỹ phước phường 2, quận bình thạnh, tphcm ngành kỹ thuật xây dựng công trình Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đề tài chung cư cao tầng mỹ phước phường 2, quận bình thạnh, tphcm ngành kỹ thuật xây dựng công trình Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đề tài chung cư cao tầng mỹ phước phường 2, quận bình thạnh, tphcm ngành kỹ thuật xây dựng công trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

LỜI CÁM 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 đỡ, 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 long

biết ơn sâu sắc, em xin em xin chân thành cám ơn thầy VÕ PHÁN và những

thầy cô đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cám ơn các thầy cô, gởi 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

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG DAO ĐỘNG TỰ NHIÊN VÀ TẢI TRỌNG GIÓ

CHƯƠNG 5

CHƯƠNG 6

6.7 Tính toán cốt thép cho dầm khung trục B 110

PHẦN III

CHƯƠNG 7

7.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi đài bè M-B2 (móng khu vực

CHƯƠNG 8

8.3 Thiết kế móng cọc khoan nhồi đài bè M-B2 (móng khu vực

PHẦN I

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

PHẦN 1 KIẾN TRÚC

1/ Nhiệm vụ thiết kế

, Hiện Đại Hoá đất nước với nhu cầu xây dựng các công trình nhà cao tầng phục vụ ăn

ở , làm việc và học tập ngày càng cao

Tp HCM là một thành phố công nghiệp lớn, nên viêc xây dựng các chung cư cao tầng là điều không thể thiếu Đặc biệt là dân cư các nơi về sinh sống ngày càng đông,

vì thế chung cư AN LỘC ra đời Nhằm có thể đáp ứng được phần nào về nhu cầu sinh sống của Thành Phố đông dân này

Theo quy hoạch tổng thể mặt bằng gồm

Xây dựng các công trình phụ như là : Bể nước dữ trữ , bể nước cho phòng cháy chữa cháy , hầm tự hoại …

Công trình gồm 10 tầng , mỗi tầng cao 3.6m Phần kết cấu là khung bêtông cốt thép chịu lực chính , dầm sàn đổ bêtông toàn khối

2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT VỚI THIẾT KẾ

Mưa : Lượng mưa khá lớn , trung bình 1500mm/năm Gió : Hướng gió chủ đạo là Đông Nam

3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC XÂY DỰNG

Phương án đã đạt được các yêu cầu :

Các thông số chỉ tiêu về kiến trúc và quy hoạch

Hợp lý trong quy hoạch tổng thể chiều cao lẫn phạm vi giới hạn

Mặt bằng công trình chặt chẽ , không gian sử dụng thuận lợi

4 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

4.1 KẾT CẤU MÓNG

Do công trình xây dựng có tải trọng lớn , nên sử dụng phương án móng cọc ép bêtông cốt thép Cọc cắm sâu 18m vào lớp đất chịu lực , cọc tiết diện 35*35 cm liên kết với đài móng cao 1 – 1.5m

4.2 KẾT CẤU PHẦN THÂN

Khung bêtông cốt thép và sàn bêtông cốt thép đổ toàn khối cùng nhau chịu lực Công trình có bước cột 7.0m,7.5m ,7.8m, 8.5m

Cột khung có các loại tiết diện 400*400 ÷ 400*800

Dầm khung có các loại kích thước 300*600 – 300*700

Việc tính toán nội lực cho các cấu kiện được thực hiện bằng sap2000 (Structures Analysis Programs)và RDW ( phần mềm của Bộ Xây Dựng )

Không gian bên trong được xây tường bằng gạch 100mm , kết hợp khung kính nhôm Tường bao che phía ngoài xây tường 200mm

5 PHẦN ĐIỆN

5.1 CƠ SỞ LẬP THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Việc thiết kế kỷ thuật phần điện lập trên cơ sở các tiêu chuẩn , quy định hiện hành của Nhà Nước Việt Nam và của Bộ Xây Dựng

5.2 CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Dựa trên cơ sở chức năng sử dụng của các phòng ở các tầng Để việc cung cấp điện được đảm bảo , dự kiến đặt một trạm biến áp có dung lượng 150KVA Ngoài ra nhằm phòng khi xảy ra sự cố mất điện lưới , cần đặt 1 trạm máy Diezen dự phòng có dung lượng 100KVA Máy phát điện nêu trên đảm bảo các yêu cầu kỷ thuật về cách âm , không gây ô nhiễm môi trường xung quanh

6 PHẦN CẤP THOÁT NƯỚC

6.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ KỶ THUẬT

6.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

6.2a PHƯƠNG ÁN CẤP NƯỚC SINH HOẠT

Nước TP và dẫn vào công trình bằng ống có dường kính 114mm Mạng lưới đường ống cấp nước bên trong khu vực chung cư có đường kính từ 15mm đến 120mm

6.2b PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC BẬN CHO SINH HOẠT

về các tuyến ống thoát nước và đưa xuống hầm tự hoại và hầm sử lý trước khi đưa ra kênh vành đai

6.2c PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC MÁI

Công trình được phân ra 2 khối có khe lún ở giữa , mỗi khối dài 38.6m nên diện tích phần mái là 757m2 theo tài liệu nghiên cứu cần thoát nước trong 1 giây

là Q= 150 l/s Do đó bố trí ống thoát nước đứng theo cột ngoài biên có đường kính D = 220mm

5.2 Vệ Sinh Môi Trường

Xử lý hầm phân tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi

ra cống chính Thành Phố theo mức tiêu chuẩn đã qui định

7 HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

7.1 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

TCVN 5760-93 : Hệ thống chữa cháy – Yêu cầu để thiết kế lắp đặt và sử dụng

7.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Báo cháy tự động được thiết kế lắp đặt cho toàn bộ công trình Hệ thống báo cháy tự động gồm : đầu báo khói , đầu báo nhiệt gia tăng , nút nhấn và chuông báo cháy , tụ tập trung và dây cáp tín hiệu

I SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH

Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những Thành phố có tốc độ phát triển rất nhanh về kinh tế cũng như về khoa học kỹ thuật Các hoạt động sản xuất kinh doanh ở đây phát triển rất mạnh, có rất nhiều Công ty, Nhà máy, Xí nghiệp, đặc biệt là các Khu Công Nghiệp, Khu Chế Xuất đã được thành lập, do đó đã thu hút được một lực lượng lao động rất lớn về đây làm việc và học tập Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính khiến cho dân số ở Thành phố Hồ Chí Minh tăng rất nhanh trong những năm gần đây và một trong những vấn đề mà Thành phố cần giải quyết thật cấp bách là vấn đề về chổ ở của người dân

Đứng trước tình hình thực tế kể trên thì việc xây dựng các chung cư cao tầng nhằm giải quyết vấn đề về chổ ở là thật sự cần thiết Đồng thời, ưu điểm của các loại hình nhà

ở cao tầng này là không tiêu tốn quá nhiều diện tích mặt bằng, tạo được một môi trường sống sạch đẹp, văn minh phù hợp với xu thế hiện đại hoá đất nước

Công trình Chung Cư Mỹ Phước là một trong những công trình được xây dựng nhằm giải quyết vấn đề kể trên, góp phần vào công cuộc ổn định và phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và của đất nước ta nói chung

II TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1 Tên công trình: Chung Cư Mỹ Phước

2 Địa điểm xây dựng: Công trình Chung Cư Mỹ Phước được xây dựng tại Phường

2, Quận Bình Thạnh, Thành Phố Hồ Chí Minh

3 Qui mô công trình

Công trình chung cư Mỹ Phước gồm 7 đơn nguyên

Diện tích khu đất đơn nguyên 7: 1870 m2;

Chiều cao công trình: 44.1 m;

Công trình có tổng cộng 12 tầng + 1 tầng kỹ thuật và 1 tầng mái bao gồm:

• Tầng hầm: chiều cao tầng 3.4m, diện tích mặt bằng:

26.8m  27.8m = 745 m2Tầng hầm được thiết kế làm chỗ đậu xe ôtô, xe máy Ngoài ra tầng này còn

bố trí máy móc thiết bị kỹ thuật như máy bơm nước, máy phát điện, bể chứa,

bể tự hoại, hệ thống kỹ thuật điện, biến thế cung cấp điện cho toà nhà khi nguồn điện bên ngoài gặp sự cố

• Tầng 1: chiều cao tầng 4.0m, diện tích mặt bằng:

27.8m  25.7m = 714.4 m2

Là nơi đặt văn phòng quản lý chung cư, cửa hàng Bố trí cửa hàng tự chọn, cửa hàng giải khát và là nơi tạo không gian nghỉ ngơi, giải trí

• Tầng 2  12: chiều cao tầng 3.4m, diện tích mặt bằng:

26.6m  26.6m = 707.6 m2

Bố trí nhà ở kiểu đơn nguyên

- Căn hộ loại A(01 căn hộ) : Tổng diện tích 115.17 m2

Bố trí hệ thống kỹ thuật, máy móc thiết bị cho thang máy và cho toà nhà

• Tầng mái: chiều cao tầng 3.9m, diện tích mặt bằng:

9m  9m = 81 m2Tầng mái được che phủ bằng một lớp bêtông tạo hiệu quả thẩm mỹ, có đường

kỹ thuật để sữa chữa trên tầng mái khi cần thiết

III GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1 Giải pháp mặt bằng

Mặt bằng công trình được bố trí hoàn toàn đối xứng tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí giao thông trong công trình, đồng thời có thể làm đơn giản hoá trong các giải pháp về kết cấu của công trình

Tận dụng triệt để diện tích đất xây dựng và sử dụng công trình hợp lý

Giao thông trên mặt bằng của các sàn tầng được thực hiện thông qua hệ thống sảnh hành lang

Công trình có ba buồng thang máy và một cầu thang bộ phục vụ cho việc giao thông theo phương đứng và một thang thoát hiểm phục vụ cho việc thoát người khi có

sự cố Hệ thống giao thông này kết hợp với hệ thống sảnh hành lang của các sàn tầng tạo thành nút giao thông đặt tại trọng tâm của công trình

Hầu hết các căn hộ, các phòng làm việc được bố trí xung quanh lõi cứng cầu thang,

có mặt thoáng không gian tiếp xúc bên ngoài lớn nên phần lớn các phòng đều sử dụng được nguồn ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài công trình Ngoài ra hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ được những chổ cần được chiếu sáng

3 Hệ thống cấp thoát nước:

• Cấp nước

Nước sử dụng được lấy về từ trạm cấp nước thành phố, dùng máy bơm đưa nước

từ hệ thống lên bể chứa nước mái,và hồ nước ngầm Hai bể nước này vừa có chức năng phân phối nước sinh hoạt cho các phòng vừa có chức năng lưu trữ nước khi hệ thống nước ngưng hoạt động, và quan trọng hơn nữa là lưu trữ nước phòng cháy chữa cháy

• Thoát nước

Thoát nước mưa bằng hệ thống rãnh trên sân thượng theo đường ống kỹ thuật dẫn xuống đất và dẫn ra cống khu vực Đường ống thoát nước đặt dưới đất sử dụng bằng ống PVC chịu áp lực cao Tất cả các ống đi trong hộp kỹ thuật có chỗ kiểm tra, sữa chữa khi có sự cố

4 Phòng cháy chữa cháy

Vì đây là nơi tập trung đông người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng, bố trí theo tiêu chuẩn quốc gia

Hệ thống báo cháy được đặt biệt quan tâm, công trình được trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy trên mỗi tầng và trong mỗi phòng, có khả năng dập tắt mọi nguồn phát lửa trước khi có sự can thiệp của lực lượng chữa cháy Các miệng báo khói và nhiệt tự động được bố trí hợp lý cho từng khu vực

Để đảm bảo an toàn, công trình còn lắp đặt hệ thống cột thu thu lôi (chống sét) trên mái

V ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU

Công trình xây dựng thuộc Bình Thạnh – Thành phố Hồ Chí Minh, nên chịu ảnh hưởng chung của khí hậu miền Nam Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng

ẩm, mưa nhiều

Thời tiết trong năm chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5  11, có gió mùa Đông Nam và Tây Nam Mùa khô từ tháng 12  4, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

• Nhiệt độ : Nhiệt độ trung bình của vùng là 270C

- Nhiệt độ cao nhất vào tháng 4: 390C;

• Gió : Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh là khu vực được đánh giá là ít chịu ảnh

hưởng của gió bão

- Thịnh hành trong mùa khô là gió Đông Nam chiếm 30  40%, gió Đông chiếm 20  30%

- Thịnh hành trong mùa mưa là gió Tây Nam chiếm 66%

VI CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT

Vì vậy, việc xây dựng chung cư Mỹ Phước có đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nêu trên là hoàn toàn hợp lí và hết sức cần thiết nhu cầu về nhà ở hiện tại cũng như trong tương lai

PHẦN II

TÍNH TOÁN KẾT CẤU

Chương 1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC

CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA NHÀ CAO TẦNG

Những công trình như thế nào được xếp vào loại nhà cao tầng? Hiện nay vẫn

chưa có câu trả lời chính xác, rõ ràng và được mọi người chấp nhận Định nghĩa nhà cao tầng thay đổi theo từng nước, gằn liền với một loạt các điều kiện kinh tế, kỹ thuật và xã hội riêng biệt

Tuy nhiên, để có khái niệm về nhà cao tầng mang tính khoa học, Ủy ban quốc tế

nhà cao tầng đã đưa ra định nghĩa như sau: “ một công trình xây dựng được xem là

nhiều tầng ở tại một vùng hoặc một thời kỳ nào đó nếu chiều cao của nó quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác so với các nhà thông thường”

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất chủ yếu: nhà phải chịu đồng thời tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Trong nhà cao tầng, theo

sự gia tăng của chiều cao, nội lực và chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tăng lên rất nhanh Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trị các nội lực, do

độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng

Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường xung quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở đây

là móng cọc

Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức tạp, nguy hiểm Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất lượng công trình khi đưa vào sử dụng

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình

1.2 PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC CHO CHUNG CƯ MỸ PHƯỚC

Các hệ kết cấu chịu lực thường dùng trong nhà cao tầng:

1.2.1 Kết cấu thuần khung

Kết cấu này có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng khá đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình nhưng độ cứng ngang của kết cấu thuần khung nhỏ, khả năng chống lại tác động của tải trọng ngang tương đối kém Để khắc phục nhược điểm này thì mặt cắt cột, dầm tương đối lớn, bố trí cốt thép tương đối nhiều gây ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà

Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này

1.2.2 Kết cấu vách cứng

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính của công trình Độ cứng ngang tương đối lớn, khả năng chống lại tải trọng ngang lớn

Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ vách để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng

có một số hạn chế:

Gây tốn kém vật liệu;

Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;

Thi công chậm;

Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu

Nên cần xem xét kỹ khi chọn hệ chịu lực này

1.2.3 Kết cấu khung không gian lớn tầng dưới đỡ vách cứng

Chân tường dọc, ngang của vách cứng không làm tới đáy ở tầng một hoặc một

số tầng bên dưới Dùng khung đỡ vách cứng ở trên hình thành kết cấu khung đỡ vách cứng Loại này vừa có thể đáp ứng yêu cầu không gian lớn bên dưới vừa có khả năng chống lại tải trọng ngang tương đối lớn Tuy nhiên, đây là công trình chung cư không có nhu cầu mở rộng không gian bên dưới, nên kết cấu này không thích hợp

1.2.3 Kết cấu khung - tường chịu lực

Là hệ kết cấu kết cấu kết hợp thuần khung và vách cứng, lấy lợi thế của cái này

bổ sung bất lợi của cái kia, công trình vừa có không gian sử dụng, vừa chống tải trọng ngang Vách cứng có thể bố trí đứng riêng cũng có thể lợi dụng làm tường ngăn thang máy, tường ngăn cầu thang Khung có thể là kết cấu bê tông cốt thép cũng có thể là thép, vách cứng thường là bê tông cốt thép

Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn

hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình Chung cư cao tầng Mỹ Phước:

- Chung cư cao tầng Mỹ Phước là công trình có 12 tầng, với chiều cao 44.1m

so với mặt đất tự nhiên, diện tích mặt bằng 26mx27.8m

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như

ít xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh hưởng của gió bão Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết

- Do vậy, kết cấu khung – vách cứng có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ cứng chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt

kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém Sự tương tác giữa khung và vách khi chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu hỗn hợp khung – vách

- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt bằng công trình, bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau tạo thành lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng theo hai phương gần bằng nhau,

tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động

Kết luận:

Chọn hệ chịu lực chính của công trình chung cư Mỹ Phước là hệ gồm có sàn sườn và khung kết hợp với lõi cứng

1.3 CÁC TÀI LIỆU DÙNG CHO THIẾT KẾ

1.3.1 Các tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo

[1] TCVN 2737 : 1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn xây dựng,

NXB Xây dựng Hà Nội, 2002

[2] TCVN 356 : 2005, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn

thiết kế, NXB Xây dựng Hà Nội, 2005

[3] TCXD 229 : 1999, Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng

gió theo TCVN 2737 :1995, NXB Xây dựng Hà Nội, 1999

[4] TCXD 195 : 1997, Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi, NXB Xây

dựng Hà Nội, 1999

[5] TCVN 198 : 1997, Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép

toàn khối, NXB Xây dựng Hà Nội, 1999

[6] TCXD 45 : 1978, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình, NXB Xây

dựng Hà Nội, 2002

[7] TCXD 74 : 1987, Đất xây dựng – Phương pháp chỉnh lý thống kê các

kết quả xác định các đặc trưng của chúng, NXB Xây dựng Hà Nội,

2002

[8] TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng

Hà Nội, 2002

1.3.2 Một số tài liệu tham khảo khác

Được giới thiệu trong phần cuối của tập thuyết minh

1.3.3 Hồ sơ kiến trúc công trình

1.3.4 Hồ sơ khảo sát địa chất công trình

Do không có hồ sơ địa chất của công trình chung cư Mỹ Phước nên trong phạm

vi đồ án này xin được sử dụng hồ sơ địa chất của công trình căn hộ cao cấp Quốc Cường ở 28 Trần Xuân Soạn, quận 7, thành phố Hồ Chí Minh

Kết quả xử lý số liệu địa chất nằm trong Chương 4 của tập phụ lục

1.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG

- Bê tông:

• Cột, dầm, sàn, vách cứng, cầu thang, hồ nước: bê tông đá 1x2, cấp độ bền

chịu nén B25 (Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 1.05 Mpa)

• Cọc, đài cọc: bê tông đá 1x2, cấp độ bền chịu nén B30 (Rb = 17 Mpa, Rbt

= 1.2 Mpa)

- Cốt thép:

•    thép AI ( Rs = Rsc = 225 Mpa)

•  thép AII (Rs = Rsc = 280 Mpa)

1.5 MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

Sự cần thiết phải mô hình hóa kết cấu:

Chúng ta không thể phân tích được kết cấu thực tế, mà chỉ có thể thử tải để xác

Trong nội dung đồ án này, sẽ dùng Phương pháp phần tử hữu hạn để làm công

cụ phân tích với sự trợ giúp của phần mềm phân tích kết cấu ETABS V9.7.0

Mô hình không gian gồm có: cột, vách cứng, dầm, sàn, cầu thang chính…

Phân tích kết cấu bằng phần mềm ETABS version 9.7.0

Tiến hành phân tích kết cấu lần 1 (chưa có tải gió động) để có được các tần số,

chu kỳ dao động tự nhiên và các dạng dao động tự nhiên Sau đó, xác định tải trọng

gió động theo tinh thần TCVN 2737:1995 và TCXD 299:1999, rồi phân tích lại kết

cấu

Trình tự giải quyết bài toán bằng phần mềm ETABS sẽ được trình bày cụ thể

trong các chương sau

1.6 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CÁC KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

1.6.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau:

d d

m

trong đó:

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

md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp;

md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp;

1 ( 

=

Kích thước tiết diện dầm được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

h (mm)

Bề rộng

b (mm)

Chọn tiết diện bxh (mm)

Các dầm consol và dầm môi sơ bộ chọn 200x300

1.6.2 Chọn sơ bộ chiều dày sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau:

l m

D h

s

trong đó:

D - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

ms = 30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm;

ms = 40 ÷ 45 - đối với bản kê bốn cạnh;

ln (m)

Diện tích (m2)

1.6.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

Công thức tính sơ bộ tiết diện cột: (theo [12])

0

t b

k N A

R

) trong đó:

kt - hệ số xét đến ảnh hưởng khác như moment, hàm lượng thép…phụ thuộc vào người thiết kế

ảnh hưởng moment lớn: kt= 1.3 ÷ 1.5 ảnh hưởng moment nhỏ: kt= 1.1 ÷ 1.2;

Rb- cường độ tính toán về nén của bê tông;

N- lực nén, được tính toán gần đúng như sau:

N = ms.q.Fs

Fs - diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

ms - số sàn phía trên tiết diện đang xét

q - tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn.Lấy theo kinh nghiệm q = 10 kN/m2

; Kích thước tiết diện cột được chọn sơ bộ có được xem hợp lý hay không về mặt chịu lực chỉ được đánh giá sau khi đã tính toán và bố trí thép và dựa vào tỉ

lệ phần trăm cốt thép

Trong nhà cao tầng, theo chiều cao từ móng đến mái lực nén trong cột giảm dần Để đảm bảo hợp lý về mặt sử dụng vật liệu cần giảm khả năng chịu lực của cột

Tuy nhiên, cần tránh thay đổi độ cứng đột ngột Độ cứng của tầng trên khộng được nhỏ hơn 70% độ cứng tầng dưới kề với nó

Bảng 1.3: Kích thước sơ bộ cột

Cột Tầng

Tải trọng q(kN/m2)

Diện truyền tải (m2)

N (kN)

Hệ

số

kt

Rb (Mpa)

As (m2)

b (mm)

h (mm)

Chọn bxh (mm)

1.6.4 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách cứng

Theo “TCXD 198 : 1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối”

- Khi thiết kế các công trình sử dụng vách và lõi cứng chịu tải trọng ngang, phải bố trí ít nhất ba vách cứng trong một đơn nguyên Trục của ba vách này không gặp nhau tại một điểm

- Nên thiết kế các vách không thay đổi về độ cứng cũng như kích thước hình học

- Trong kết cấu khung không gian nhà cao tầng vách cứng thường được

bố trí có độ cứng theo hai phương bằng nhau hoặc gần bằng nhau để chịu tác động của gió (hoặc chịu tác động của động đất) theo cả hai phương

- Vách cứng có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái, đồng thời để đảm bảo điều kiện độ cứng không đổi trên toàn bộ chiều cao của lõi nên chiều dày thành vách của lõi cứng sẽ không thay đổi theo suốt chiều cao của nhà

- Diện tích vách cứng tối thiểu bằng 1.5% diện tích sàn

- Chiều dày vách của lõi cứng được chọn sơ bộ dựa vào chiều cao nhà, số tầng … đồng thời đảm bảo các qui định theo điều 3.4.1 TCXD 198 : 1997 như sau:b  150 (mm) và b  L/20 (mm) (L: là chiều cao của nhà)

Vì vậy công trình chung cư MỸ PHƯỚC có tổng chiều cao là 44.1 (m) với số tầng là 12 tầng Chọn sơ bộ chiều dày thành vách của lõi cứng là 300 (mm) thỏa mãn các điều kiện nêu trên

1.7 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

1.7.1 Trọng lượng các lớp hoàn thiện

Tầng Các lớp cấu tạo Chiều dày

(m)

Trọng lượng riệng (kN/m 3 )

Hệ số

độ tin cậy n

Tải trọng (kN/m 2 )

1.7.2 Trọng lượng tường xây

Tường xây trên sàn được quy thành tải phân bố đều trên sàn (kN/m2

)

Tường xây trên dầm (kN/m)

Bảng 1.4: Tĩnh tải do tường xây trên sàn

TĨNH TẢI DO TƯỜNG XÂY TRÊN SÀN

Lấy giá trị lớn nhất g tường = 2.54 kN/m 2, để tính cho tất cả các ô sàn

Bảng 1.5: Tĩnh tải do tường xây trên dầm

g(kN/m3)

Tường lan can sân thượng cao 1.5m

TĨNH TẢI DO TƯỜNG XÂY TRÊN DẦM

1.7.3 Hoạt tải

Tải trọng phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 ([1]) như sau:

trong đó:

ptc - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3/[1];

np - hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3/[1]:

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2

n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Bảng 1.6: Hoạt tải tác dụng trên sàn, mái, cầu thang, sàn hầm…

HOẠT TẢI SỬ DỤNG TRÊN SÀN, MÁI, CẦU THANG

tt

TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN

1 Mô hình khung không gian của công trình là hệ khung – vách ngàm vào mặt trên móng Thiết lập mô hình khung không gian công trình và phân tích dao

động công trình bằng chương trình phân tích kết cấu ETABS Version 9.7.0

2 Xác định chu kỳ và tần số các dạng dao động của công trình do chương trình ETABS xuất ra theo 2 phương X, Y

3 Kiểm tra lại chu kỳ dao động do chương trình xuất ra để xác định độ cứng hợp

lý cho công trình

4 Xác định thành phần tĩnh và động của tải trọng gió theo [1]

2.1.XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG DAO ĐỘNG TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH

Như đã nói ở chương một, khi tính toán kết cấu nhà cao tầng, chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến tải trọng ngang tác động vào công trình

Tải trọng gió tác động vào công trình bao gồm thành phần động và thành phần tĩnh Các thành phần này được xác định theo TCVN 2737-1995 Theo đó, các công trình trên 40m khi tính toán sẽ kể thêm thành phần động của tải trọng gió Như vậy, chung cư Mỹ Phước có tổng chiều cao 44.1m (so với mặt đất tự nhiên) nên phải tính thêm thành phần động của gió Vì công trình có tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng (H/B = 44.1/26 = 1.7) và tỉ số giữa chiều cao và chiều dài (H/L = 44.1/27.8 = 1.59) đều nhỏ hơn 8 nên không cần kiểm tra tình trạng mất ổn định khí động của công trình

Để xác định được giá trị của thành phần động của tải trọng gió, cũng như phản ứng của công trình ta phải xác định tần số dao động tự nhiên của nó Trong phạm

vi đồ án này sẽ sử dụng chương trình phân tích kết cấu Etabs V9.7.0 để mô hình khung không gian và xác định các dạng dao đông tự nhiên, tần số dao động tự nhiên, chu kỳ dao động tự nhiên,…

Các bước tiến hành mô hình khung không gian trong Etabs được trình bày dưới đây:

2.1.1 Khai báo các đặc trưng vật liệu

Vật liệu sử dụng là bê tông B25 để thiết kế cho toàn bộ kết cấu khung-vách cứng

Hình 2.1: Khai bao đặc trưng vật liệu

2.1.2 Khai báo các tiết diện

Khai báo kích thước dầm, cột (các kích thước dầm, cột đã chọn sơ bộ trong chương

1)

Hình 2.2: Khai báo tiết diện dầm

Hình 2.3: Khai báo tiết diện cột

Hình 2.4: Khai báo tiết diện sàn

Hình 2.5: Khai báo tiết diện vách cứng

2.1.3 Mô hình tổng thể của công trình

Hình 2.6: Mô hình tổng thể công trình

Hình 2.7: Mô hình mặt bằng tầng điển hình

2.1.4 Khai báo khối lượng khi tính toán phân tích động lực

Bêtông: Khối lượng riêng (mass per Unit volume):

Khối lượng tham gia vào tính dao động gồm khối lượng của tất cả các cấu kiện có trong mô hình và khối lượng do trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường xây, và một phần hoạt tải (theo TCVN 229:1999 thì hệ số chiếc giảm cho công trình có người và thiết bị là 0.5)

Trong đồ án này tải trọng đứng được phần mềm tự tính ra các khối lượng Như vậy, ta cần phải định nghĩa các trường hợp tải (bao gồm TLBT, HOANTHIEN, TUONG, HOATTAI) Sau đó, gán các tải trọng này vào mô hình (sàn gán tải do các lớp hoàn thiện, tường xây trên sàn Còn dầm sẽ gán tường xây trên dầm)

Hình 2.8: Khai báo các trường hợp tải trọng

Việc tính khối lượng từ các trường hợp tải được làm như sau:

Sau đó, vào menu Define -> Mass Source, chọn mục From Loads (như

hình 2.9) có nghĩa là máy sẽ tự động tính khối lượng từ các trường hợp tải

Hình 2.9: Khai báo khối lượng để xác định các dạng dao động tự nhiên

2.1.5 Khai báo sàn tuyệt đối cứng

Hình 2.10: Gán sàn tuyệt đối cứng

2.1.6 Xác định các dạng dao động tự nhiên của công trình

Theo TCVN 229:1999, số mode cần tính là Smode sao cho fS < fgh < fS+1 Theo

TCVN 229:1999 thì với kết cấu BTCT: fgh = 1,3 Hz  TS+1 < Tgh = 0,8 s < TS

Hình 2.11: Khai báo số mode cần phân tích (tạm xét 6 mode đầu)

Kết quả các chu kỳ và tần số dao động tự nhiên như sau:

Bảng 2.1: Chu kỳ và tần số dao động tự nhiên

Như vậy, công trình này ở dạng dao động tự nhiên thứ 3 có tần số f3 = 0.798

Hz và ở dạng dao động tự nhiên thứ 4 có f4 = 1.971 Hz thõa điều kiện f3 < fL<f4 nên ta cần xác định thành phần động của gió ứng với 3 mode đầu tiên

Theo Ủy ban kiểm tra trắc địa vùng bờ biển Mỹ thì :

T1 = 0.1n với n là số tầng của công trình (n = 14 tính luôn tầng hầm và tầng kỹ thuật)

Tuy nhiên, chu kỳ T1 = 2.069s mới chỉ xét đến các cấu kiện chủ yếu như cột, dầm, sàn mà chưa xét đến tường xây chen, do vậy độ cứng của kết cấu sẽ nhỏ hơn

so với thực tế Theo tác giả Triệu Tây An (Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng) thì chu kì tính được có thể nhân với hệ số giảm chu kì

Vậy chu kỳ Tthucte = 2.069x0.7 = 1.44s => chu kỳ dao động của công trình là khá hợp lý

Kết quả khối lượng tham gia dao động của từng tầng như sau:

Bảng 2.3: Khối lượng tham gia dao động của từng tầng

Story Mode UX UY Mode UX UY Mode UX UY

- UX: dịch chuyển ngang tỉ đối theo phương X;

- UY: dịch chuyển ngang tỉ đối theo phương Y

2.2 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH

2.2.1 Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió

Theo điều 6.3/ [1], giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj ở độ cao zj so với mốc chuẩn xác định theo công thức sau:

c k W

W i tc = 0 zi

trong đó:W0 - áp lực gió tiêu chuẩn, công trình xây dựng ở thành phố Hồ Chí

Minh thuộc khu vực IIA nên theo [1] lấy W0 = 0.83 kN/m2;

kzi - hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

t

m g t

j j

t

z

z z

k

2

844 , 1 )

ch = 0.6 (phía khuất gió);

Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2

Bảng 2.5: Thành phần tĩnh của tải trọng gió

2.2.2 Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần dộng của áp lực gió

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ

j ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

Wp(ji) = Mj i i yji trong đó:

• Wp(ji) - lực gió động, cùng thứ nguyên với WFj ;

• Mj - khối lượng tham gia dao động của tầng thứ j (kNs2/m);

• i - hệ số động lực (không thứ nguyên) ứng với dạng dao động i, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm lôga của dao động

i i

f

W

940

2 ,

• i - hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể xem là không đổi

n j

Fj ji i

M y

W y

1 2

Với địa hình dạng B ta có :

09 , 0

10486,0)(

bảng 4[TCXD 229:1999] Với dạng dao dộng thứ 2

và thứ 3, lấy 2 = 3 = 1

Sj - diện tích đón gió của phần j của công trình (m2);

• yji: dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm tầng thứ j ứng với dạng dao động tự nhiên thứ I, không thứ nguyên Kết quả tính toán được thể hiện trong các bảng dưới đây

) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

2 j1

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

W tc pj1 (kN) (tổng)

) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

2 j2

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

W tc pj2 (kN) (tổng)

(kN) (khuất)

2 j2

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

W tc pj2

(kN) (tổng)

(kN) (khuất)

2 j3

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

(kN) (đón)

(kN) (khuất)

W tc pj3 (kN) (tổng)

2.2.1 Xác định giá trị toàn phần của tải trọng gió tác động vào công trình

Theo TCVN 229:1999 thì giá trị nội lực tại một tiết diện bất kỳ do gió gây ra được tính theo công thức sau:

X - momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị;

Xt - momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra;

ñ i

X - momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra

Theo nguyên lý cộng tác dụng trong sức bền vật liệu thì bài toán trong miền đàn hồi tuyến tính thì việc tổ hợp tải trọng để tìm nội lực nguy hiểm và tổ hợp nội lực ứng với các trường hợp tải trọng là giống nhau Trường hợp gió động này không còn là bài toán tuyến tính nữa, việc tổ hợp nội lực lại rất phức tạp Do vậy, trong phạm vi đồ án này, sẽ áp dụng quy tắc trên để tính lực gió động theo từng phương

Tải trọng gió cuối cùng (kết hợp thành phần tĩnh và động) được tính dưới dạng các lực tập trung đặt tại cao trình các tầng, nên để tính nội lực ta nhập vào mô hình các lực GÍO X- GIÓ Y là các lực tập trung đặt tại trọng tâm của từng sàn ứng với các cao trình tương ứng

Kết quả tính toán được trình bày trong các bảng dưới đây: