(Đồ án hcmute) chung cư cao tầng newton

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ..... Đây là sản phẩm đầu tiên về việc thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép của em qua đây em có dịp được tổng hợp là các kiến thức của mình để ứng dụng vào

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

CHUNG CƯ CAO TẦNG NEWTON

GVHD: TS TRẦN TUẤN KIỆT

SVTH: LÊ HOÀNG NHẨN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017

SKL 0 1 0 0 5 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

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 20…

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên phản biện:

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 20…

Giáo viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN 1

CONTENTS 2

C HƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 3

1.1 Kiến trúc 3

1.1.1 Vị trí địa lí 3

1.1.2 Tổng thể mặt bằng và chức năng 3

1.1.3 Giải pháp kết cấu 4

1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 4

1.3 Vật liệu thiết kế 4

C HƯƠNG 2 THIẾT KẾ CẦU THANG 7

2.1 Cấu tạo chung của cầu thang 7

2.2 Mô hình cầu thang tầng điển hình 9

2.3 Tính thép cầu thang 15

2.4 Tính toán dầm chiếu nghỉ 17

C HƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 21

3.1 Chọn sơ bộ kích thước bản sàn 21

3.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm 21

3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 22

3.3.1 Trọng lượng bản thân 22

3.3.2 Hoàn thiện 22

3.3.3 Tải tường tác dụng lên dầm 23

3.3.4 Hoạt tải 23

3.4 Mô hình bằng phần mềm Safe v14.2.0 25

3.5 Kết quả mô hình 29

3.6 Tính toán thép sàn 30

3.6.1 Kiểm tra độ võng sàn 30

3.6.2 Tính thép sàn 32

3.6.3 Kiểm tra lại khả năng chịu lực 33

C HƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG 37

4.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 37

4.1.1 Sơ bộ kích thước tiết diện dầm 37

4.1.2 Sơ bộ kích thước tiết diện cột 37

4.1.3 Sơ bộ kích thước vách, lõi 39

4.2 Tải trọng tác dụng 39

4.2.1 Tĩnh tải 39

4.2.2 Hoạt tải 39

4.2.3 Tải trọng gió 40

4.2.4 Tải trọng động đất 47

4.2.5 Tổ hợp tải trọng 49

4.3 Mô hình tính toán 50

4.4 Kiểm tra kết cấu công trình 52

4.4.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình 52

4.4.2 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng 52

4.5 Tính thép cấu kiện công trình 53

4.5.1 Tính toán thép cột 53

4.5.2 Tính toán cốt đai cột 60

4.5.3 Tính toán thép vách 61

4.5.4 Tính toán thép dầm 66

4.5.5 Kiểm tra khả năng chịu lực thép dầm 69

4.5.6 Tính toán cốt đai dầm 70

4.5.7 Tính toán cốt treo 72

C HƯƠNG 5 THIẾT KẾ MÓNG 74

5.1 Tính móng cho cột 74

5.1.1 Địa chất 74

5.1.2 Nội lực tính toán 75

5.1.3 Chọn kích thước móng và cọc 75

5.1.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu 75

5.1.5 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền 76

5.1.6 Xác định số lượng cọc và bố trí 79

5.1.7 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc và nhóm cọc 80

5.1.8 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 82

5.1.9 Kiểm tra áp lực dưới khối móng quy ước 82

5.1.10 Kiểm tra lún 85

5.1.11 Tính thép cho đài móng 87

5.2 Tính móng lõi thang 94

5.2.1 Địa chất 94

5.2.2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 95

5.2.3 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền 96

5.2.4 Giá trị nội lực 97

5.2.5 Chọn sơ bộ kích thước móng 97

5.2.6 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 99

5.2.7 Kiểm tra khả năng chịu tải nhóm cọc 101

5.2.8 Xác định độ cứng lò xo cọc 101

5.2.9 Tính thép đài móng bè – cọc 106

C HƯƠNG 6 ỨNG DỤNG RSAP THIẾT KẾ CẦU THANG 114

6.1 Giới thiệu RSAP 114

6.2 Ưu điểm của RSAP 114

6.3 Mô hình 2D cầu thang 114

6.3.1 Các thiết lập ban đầu 115

6.3.2 Mô hình 116

6.3.3 Tính thép bằng RSAP 120

6.4 Mô hình 3D cầu thang 126

6.4.1 Mô hình 126

6.4.2 Tính thép bản thang 131

6.5 Lời kết 139

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 142

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 145

tế đang phát triển hiện nay thì người dân từ các địa phương ồ ạt dồn về các thành phố lớn để tìm kiếm việc làm mà diện tích thì hạn hẹp suy ra yêu cầu cấp thiết là phải giải quyết được nhu cầu chỗ ở cho người dân Người ta thường nói “an cư thì mới lập nghiệp” chính vì vậy các chung cư cao tầng đang mọc lên ngày càng nhiều – đây cũng chính là đề tài tốt nghiệp của em

Đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng và công nhiệp là một đề tài nhằm đánh giá kiến thức mà sinh viên đã học hỏi được trong 4 năm đại học Chính vì vậy mà khối lượng được giao là tương đối lớn, đòi hỏi sự cố gắng tìm tòi của sinh viên và sự hướng dẫn của thầy cô giáo Trong quá trình làm đồ án, đã có không ít những vướng mắc, khó khăn nhưng nhờ sự giúp đỡ chỉ dạy của quý thầy cô trong khoa Xây dựng trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh em đã hoàn thành yêu cầu được giao Đây là sản phẩm đầu tiên về việc thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép của em qua đây em có dịp được tổng hợp là các kiến thức của mình để ứng dụng vào thiết kế một công trình thực tiễn một công việc rất cần thiết cho tất cả sinh viên chuẩn bị ra trường Giúp sinh viên không phải bỡ ngỡ khi tiếp xúc với công việc thiết kế và thi công sau này Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn sẽ không tránh được những sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp từ quý thầy cô và các bạn

để trao dồi kinh nghiệm cho sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Tuấn Kiệt cùng với các thầy cô khác trong khoa Xây dựng đã hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án Chúc quý thầy

cô vẫn luôn giữ mãi tâm huyết để đào tạo các thế hệ kỹ sư tài năng cho đất nước mai sau

TPHCM, Ngày 30 tháng 6 năm 2017

Sinh viên thực hiện

LÊ HOÀNG NHẨN

Chapter 2: Design of staircase

Chapter 3: Design of typical slab

Chapter 4: Design of frames

Chapter 5: Design of foundation

Chapter 6: RSAP application for staircase design

In the first chapter, I will introduce cursory about architect of Newton apartment and design’s standards will be apply for calculation I will design staircase first because it is a separate element, not monolithic concrete with frame, I use Sap2000 v.15.2.1 software for modeling staircase and then using excel for rebar calculation based on Viet Nam standard Beside that I use RSAP software to modeling staircase and calculating rebar according to SNiP, Russia standard, in chapter 6 Calculating typical slab so that we can understand how

to arrange rebar, connect rebar in special positions as different levels slab, … About frame,

I will design two frames in two axis 3 and F consist of design column beam and wall, beside that calculate foundation for column and elevator’s wall in two axis Pile’s method is used

in this project is small diameter bored pile 0.6 (m) because subgrade below building at level -38 (m) is hard, brown – whitish grey, clean clay so we can’t use driven pile for that Details

of calculation process will be presented below

có tiềm năng phát triển, bao gồm nhiều trường đại học, khu công nghiệp, bệnh viện, … vì vậy công trình được xây dựng tại đây tạo điều kiện cho việc phát triển ở Thủ Đức nói riêng

và thành phố Hồ Chí Minh nói chung

1.1.2 Tổng thể mặt bằng và chức năng

Chung cư bao gồm 17 tầng cao và 1 tầng hầm, cốt 0.0 ở sàn tầng trệt, sàn tầng hầm 3.2 (m), sàn sân thượng ở cốt 61.2 (m) gồm các đặc điểm sau:

Mặt bằng tầng điển hình với hình dạng đối xứng, chiều dài 33.2 (m), chiều rộng

29 (m) Chiều cao mỗi tầng là 3.6 (m) tạo cảm giác rộng rãi thoáng mát

- Tầng hầm với diện tích 1321 (m2) dùng làm bãi giữ xe oto và xe máy cho người dân trong chung cư

- Tầng trệt với diện tích 870 (m2) được chia làm các khu chức năng bar, café, phòng sinh hoạt cộng đồng, sảnh chung cư, kho, phòng trực và khu dịch vụ thương mại cho thuê (300 m2) Bên cạnh đó không gian xung quanh bên ngoài chung cư dùng làm bãi đậu xe oto khách (16 xe)

- Tầng lửng với diện tích 870 (m2) với chức năng chính là thông tầng bên cạnh đó còn dùng làm khu thương mại (134 m2) và nhà trẻ chung cư (85 m2)

- Tầng 2 – 11 với diện tích mỗi tầng là 962 (m2) được dùng làm nhà ở với 4 căn hộ loại A và 4 căn hộ loại B, mỗi căn hộ với diện tích 80 (m2) đều bao gồm logia, 1 phòng khách và 2 phòng ngủ Chức năng của căn hộ loại A và B là như nhau chỉ khác mỗi cách bố trí trên mặt bằng

- Tầng 12 – 16 tương tự như tầng 11 bên dưới nhưng được chia ra làm 4 căn hộ loại

C và 4 căn hộ loại D Điểm khác biệt của 2 căn hộ này so với 2 căn hộ bên dưới là căn hộ loại C bao gồm 3 phòng ngủ còn căn hộ loại D chỉ có 1 phòng ngủ

- Sân thượng với diện tích 962 (m2) bao gồm bể nước mái 64 (m2) và phòng kỹ thuật thang máy

Trang 4

Chung cư bao gồm 3 thang máy được bố trí ở trung tâm, xung quanh có 2 thang bộ để tiện di chuyển và thoát hiểm Bên cạnh đó còn có thông gió bố trí xuyên suốt các tầng để lấy sáng và thông thoáng cho toàn bộ công trình

1.1.3 Giải pháp kết cấu

Mặt bằng công trình đối xứng, chiều cao tổng thể 61.2 (m) và việc phải thiết kế công trình chịu động đất và gió động nên ta chọn giải pháp kết cấu khung – vách cứng để đảm bảo khả năng chịu lực Chiều cao mỗi tầng là 3.6 (m) nên ta chọn giải pháp dầm sàn thông thường sau khi bố trí hệ thống kĩ thuật thì chiều cao thông thoáng vẫn còn khoảng 2.6 (m) vẫn đảm bảo được không gian thoải mái bên trong nhà

1.2 Tiêu chuẩn thiết kế

Quy trình tính toán, thiết kế trong đồ án này tuân thủ theo các tiêu chuẩn thiết kế sau đây:

Tiêu chuẩn thiết kế bê tông: TCVN 5574 – 2012 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép” Thiết kế móng: TCVN 10304 – 2014 “Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế”

Thiết kế cọc khoan nhồi: TCXD 195 – 1997 “Nhà cao tầng – thiết kế cọc khoan nhồi” Tải trọng thiết kế: TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế” Động đất: TCVN 9386 – 2012 “Thiết kế công trình chịu động đất”

Trang 5

Cốt thép:

- Cốt thép trong sàn, cầu thang đường kính nhỏ hơn 10mm và cốt đai dùng loại

AI, cường độ chịu kéo nén Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa

- Cốt thép trong sàn, cầu thang đường kính lớn hơn hoặc bằng 10mm và trong cọc khoan nhồi dùng loại AII, cường độ chịu kéo nén Rs = Rsc = 280 MPa

- Cốt thép trong cột, dầm, vách, móng dùng loại AIII, cường độ chịu kéo nén Rs

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép lấy như sau:

Bảng 1.1 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu

Cấu kiện Lớp bảo vệ tối thiểu (mm)

Trang 6

Chiều dài neo thép, nối thép lấy như sau:

Bảng 1.2 Chiều dài đoạn neo, nối cốt thép

Thép chịu kéo Thép chịu nén

Với d – đường kính lớn nhất của cốt thép neo (nối)

Trang 8

Bảng 2.1 Tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ

STT Các lớp cấu tạo Trọng lượng

riêng γ (kN/m3)

Chiều dày (m)

Hế số vượt tải

Tải tính toán gtt (kN/m2)

1 Bậc thang sơn Epoxy 1kg/m2 1.2 0.012

Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ 5.057

Bảng 2.2 Tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng

STT Các lớp cấu tạo Trọng lượng riêng

γ (kN/m3)

Chiều dày (m)

Hế số vượt tải

Tải tính toán gtt (kN/m2)

1 Bậc thang sơn Epoxy 1kg/m2 1.2 0.012

3 Bậc thang xây gạch 16 0.085 1.1 1.496

Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang nghiêng 6.553

Bảng 2.3 Hoạt tải và tải lan can, tay vịn

Loại tải Tải tiêu chuẩn gtc

(kN/m2)

Hế số vượt tải

Tải tính toán gtt (kN/m2) Hoạt tải theo TCVN 2737 - 1995 3.0 1.2 3.6

1 Bản thang nghiêng 6.553 3.6 10.703

2 Bản chiếu nghỉ 5.057 3.6 9.207

2.2 Mô hình cầu thang tầng điển hình

Hình 2.2 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình

Trang 10

Hình 2.3 Mặt cắt cầu thang tầng điển hình

Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:

0 b

Trang 11

Sơ đồ tính như sau:

Hình 2.4 Sơ đồ tính bản thang bên dưới

Hình 2.5 Sơ đồ tính bản thang bên trên

Ta sử dụng phần mềm Sap2000 v15.2.1 để mô hình cầu thang

Trang 12

Hình 2.6 Tĩnh tải bản thang bên dưới

Hình 2.7 Tĩnh tải bản thang bên trên

Trang 13

Hình 2.8 Hoạt tải bản thang bên dưới

Hình 2.9 Hoạt tải bản thang bên trên

Trang 14

Kết quả mô hình:

Hình 2.10 Momen bản thang bên dưới

Hình 2.11 Momen bản thang bên trên

Trang 15

Hình 2.12 Phản lực gối tựa bản thang dưới

Hình 2.13 Phản lực gối tựa bản thang trên

Ví dụ tính toán với momen của bản thang nghiêng 12.81 (kNm/m)

Tiết diện tính toán là b = 1000 (mm), h = 150 (mm), chọn a = 20 (mm)

Trang 17

Bảng 2.5 Bảng tính thép cầu thang

Vị trí Mômen

Tiết diện tính toán a m  As  Chọn

thép

As chọn

gối 29.22 1000 130 20 0.167 0.183 8.01 0.73 d12a100 11.31 Bản

thang

dưới

Momen

nhịp 12.54 1000 130 20 0.071 0.074 3.24 0.29 d10a200 3.93 Momen

kNm b (mm) h (mm) mm cm2 % cm2

Nhịp 12.79 200 400 40 0.034 0.035 0.99 0.14 2d14 3.08 Gối 25.58 200 400 40 0.068 0.071 2.02 0.28 2d14 3.08 Tính cốt đai cho dầm chiếu nghỉ

Kiểm tra điều kiện không cần tính cốt đai:

max 2

Trang 20

Ta có: Qmax = 59.02 kN

 w1 b1 b 0

0.5  R bh 0.5 1.09 0.855 14.5 200 360 486.478 kN     

Do Qmax 59.02 kN 0.5 w1 b1R bhb 0486.478 kN  nên dầm không bị phá hủy

do ứng suất nén chính gây ra

Khả năng chịu cắt của cốt đai:

2 SWb

Q 4 2 1.05 200 360 98.91 146.750 kN

     

Vì Qmax 59.02 kN QSWb 146.750 kN nên không cần đặt thêm cốt xiên

Khoảng cách cốt đai trong đoạn L

Trang 22

Dầm phụ:

Chọn sơ bộ kích thước dầm phụ là 200x400 (mm)

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kích thước tiết diện trong thiết kế sàn

Cấu kiện Bản sàn Dầm chính Dầm phụ Cột Vách thang máy Vách cứng

Kích thước S15 D40x80 D20x40 C80x80 W30 W40 Lưu ý: kích thước trên đây chỉ là chọn sơ bộ trong quá trình mô hình tính toán

Cấu tạo sàn gồm các lớp như sau:

Bảng 3.2 Các lớp hoàn thiện sàn tầng điển hình

STT Vật liệu

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải

Tĩnh tải tính toán

Trang 23

Bảng 3.3 Các lớp hoàn thiện sàn vệ sinh, lôgia tầng điển hình

STT Vật liệu

Trọng lượng riêng

Chiều dày

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ

số vượt tải

Tĩnh tải tính toán

3.3.3 Tải tường tác dụng lên dầm

Bảng 3.4 Tải tường tác dụng lên dầm

Loại tường

Trọng lượng riêng

Chiều cao tường

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Tĩnh tải tính toán

Dựa trên TCVN 2737 – 1995, ta có các loại hoạt tải và giá trị được cho trong bảng sau:

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp hoạt tải tác dụng lên các ô bản sàn

Công năng phòng

Giá trị tiêu chuẩn (kN/m 2 ) Hệ số

vượt tải

Hoạt tải tính toán (kN/m 2 )

Dài hạn

Ngắn hạn

Toàn phần

Tầng 1 Sảnh 1.00 2.00 3.00 1.20 3.60

Trang 24

Khu dịch vụ thương mại 1.80 3.20 5.00 1.20 6.00

Phòng sinh hoạt cộng đồng 1.80 3.20 5.00 1.20 6.00 Kho (tải cho 1m chiều cao) 5.00 0.00 5.00 1.20 6.00 Bar, café 1.00 2.00 3.00 1.20 3.60 Phòng trực, phòng kỹ thuật 1.00 1.00 2.00 1.20 2.40 Phòng rác 1.00 1.00 2.00 1.20 2.40

Lôgia, phơi đồ 0.70 1.30 2.00 1.20 2.40 Sảnh giữa các phòng 1.00 2.00 3.00 1.20 3.60 Phòng kỹ thuật 1.00 1.00 2.00 1.20 2.40

Tầng

12-16

Phòng khách, phòng ăn 0.30 1.20 1.50 1.30 1.95 Phòng ngủ 0.30 1.20 1.50 1.30 1.95

Lôgia, phơi đồ 0.70 1.30 2.00 1.20 2.40 Sảnh giữa các phòng 1.00 2.00 3.00 1.20 3.60 Phòng kỹ thuật 1.00 1.00 2.00 1.20 2.40 Sân

thượng

Sân thượng 0.50 1.00 1.50 1.30 1.95 Phòng kỹ thuật thang máy 1.00 1.00 2.00 1.20 2.40 Bồn nước 11.83 0.00 11.83 1.20 14.20

Trang 25

3.4 Mô hình bằng phần mềm Safe v14.2.0

Hình 3.1 Mô hình sàn tầng điển hình

Trang 26

Hình 3.2 Tải hoàn thiện lên các ô sàn

Trang 27

Hình 3.3 Hoạt tải lên các ô sàn

Trang 28

Hình 3.4 Tải tường tác dụng lên dầm

Trang 29

3.5 Kết quả mô hình

Hình 3.5 Nội lực dãy strip theo phương x

Trang 30

Hình 3.6 Nội lực dãy strip theo phương y

3.6 Tính toán thép sàn

3.6.1 Kiểm tra độ võng sàn

Theo phương pháp tính tay

Chọn ô sàn lớn nhất để kiểm tra độ võng, độ võng sàn được tính theo công thức sức bền vật liệu

Xét ô bản sàn S2 có kích thước 7.8 x 8.6 (m) chịu tải phân bố đều như sau: