Thiết kế nhà cao tầng cao ốc Đất Phương Nam

• Hệ thống thang bộ thoát hiểm được bố trí cho toàn công trình đảm bảo an toàn cho người sử dụng khi công trình xảy ra sự cố.. GIAO THÔNG ĐỨNG Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thô

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ các ngành kinh tế quốc dân trong cả nước đã góp

phần thúc đẩy sự phát triển chung của đất nước lên tầm cao mới Trong đó, chúng ta không thể

không nói đến sự đóng góp to lớn trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng của ngành xây dựng

Việc nâng cao trình độ chuyên môn và áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến vào công tác xây

dựng ngày càng được chú trọng và đầu tư Để làm được như vậy chúng ta không thể hoàn toàn

dựa vào trình độ hay những bàn tay của người nước ngoài Để được bền vững và nâng tầm của

đất nước, ngành giáo dục nước ta đã chú trọng đào tạo những người kỹ sư xây dựng có trình

độ kỹ thuật chuyên sâu, đáp ứng được nhu cầu phát triển của đất nước Những người kỹ sư sau

khi được đào tạo có đủ năng lực, phẩm chất đạo đức để tự xây dựng hay bắt tay cùng những

chuyên gia nước ngoài xây dựng nên những tòa cao ốc hay những con đường, cây cầu hiện đại

mang tầm cỡ quốc gia, quốc tế

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng là minh chứng cho trình độ chuyên môn những sinh

viên ngành xây dựng trước khi ra trường Yêu cầu của đồ án tốt nghiệp, sinh viên phải đưa ra

phương pháp và tính toán, thiết kế một công trình cụ thể Qua đó đánh giá được trình độ

chuyên môn và khắc phục những sai sót trong tính toán Đồ án tốt nghiệp là hình thức kiểm

tra, đánh giá chất lượng, kỹ năng của một kỹ sư xây dựng tương lai Qua đó có thể xây dựng

được đỗi ngũ kỹ sư chất lượng phục vụ nhu cầu phát triển của đất nước

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên với tấm lòng biết ơn và trân trọng, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Xây Dựng và Điện Trường Đại học Mở Tp Hồ Chí Minh đã giảng dạy cho em những kiến thức chuyên môn, phương pháp học tập và kinh nghiệm thực tế để làm hành trang quí giá cho em trở thành kỹ sư xây dựng có năng lực và phẩm chất tốt Đặc biệt em xin chân

thành cảm ơn Cô TRẦN NGỌC BÍCH đã trực tiếp hướng dẫn phương pháp tiếp cận vấn đề,

phát hiện những sai sót và cho em lời khuyên để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này trong điều kiện tốt nhất

Kết quả học tập này, trước hết xin dành cho gia đình: ba mẹ những người đã tần tảo sơm hôm cho em ăn học và những người thân khác, cảm ơn gia đình đã động viên con trong suốt quá trình học tập

Xin cảm ơn các bạn trong lớp đã giúp đỡ về tài liệu và cho ý kiến đóng góp trong suốt quá trình thực hiện đồ án này

Cuối cùng, em xin chúc các thầy cô và gia đình sức khỏe và hạnh phúc Chúc khoa Xây dựng và Điện nói riêng và Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh ngày càng lớn mạnh

Em xin chân thành cảm ơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 2 tháng 3 năm 2011 Sinh viên

PHAN HỒ ANH QUYỀN

1 Sơ đồ tính toán và chọn sơ bộ kích thước 61

2.Tải trong tác dụng vào hệ khung dầm sàn hỗn hợp 64

3.Các loai tải trọng tác dụng vào công trình 64

4.Các tổ hợp tải trọng tác dụng vào công trình 64

CHƯƠNG 6:THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN 97

2 Đối với lớp đất laterite lẫn á sét 99

3 Đối với lớp đất laterite lẫn á sét lẫn ít sỏi sạn laterite 100

4 Đối với lớp cát vừa lẫn bột bời rời 101

CHƯƠNG 7:TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC NHỒI 109

CHƯƠNG 8 :TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 127

CHƯƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển một cách nhanh chóng về tất cả các mặt của xã hội, phấn đấu trở thành con rồng châu Á Hòa nhập với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược xây dựng, cải tổ nền kinh tế của nước nhà

Trong khi quá trình đô thị hóa diễn ra ngày một nhanh, diện tích đất đai hầu như không được mở rộng., dẫn tới tình trạng đất đai ở các khu đô thị ngày càng trở nên chật chội Bên cạnh đó dân số ngày càng tăng vì thế việc xây dựng các chung

cư, cao ốc là điều khả thi để giải quyết bài toán này Và điều này càng có ý nghĩa hơn và cần thiết hơn đối với thành phố Hồ Chí Minh – một thành phố phát triển và đông dân cư nhất cả nước Để đáp ứng nhu cầu này, các chung cư, cao ốc lần lượt

được xây dựng trong đó có Cao ốc Đất Phương Nam

¾ Giới thiệu công trình

• Tên công trình : CAO ỐC ĐẤT PHƯƠNG NAM

• Địa điểm : 243-Chu Văn An - P.12 - Q.Bình Thạnh - Tp.HCM

• Đơn vị đầu tư : Công ty trách nhiệm hữu hạn Đất Phương Nam

2 QUY MÔ CÔNG TRÌNH

Công trình Cao ốc Đất Phương Nam là loại công trình dân dụng được thiết kế

theo quy mô chung như sau: 1 tầng hầm, 2 tầng trệt, 13 tầng lầu và 1 sân thượng

• Tầng hầm : có diện tích sàn xây dựng là 27×39.2 m2, được bố trí làm chổ đậu xe, các phòng kỹ thuật, phòng bảo vệ

• Tầng trệt : có diện tích sàn xây dựng là 24×36.2 m2, được bố trí làm khu thương mại dịch vụ gồm siêu thị nhà hàng, cafeteria, nhà trẻ, thể hình …

• Tầng 3 -16 : có diện tích sàn xây dựng là 27×39.2 m2, được bố trí làm 08 căn hộ ở mỗi tầng, thang máy, cầu thang thoát hiểm

• Sân thượng : có diện tích sàn xây dựng là 25.2×38.6 m2, được bố trí các bồn nước mái, cầu thang thoát hiểm

• Mái khu vực cầu thang, thang máy là mái BTCT

3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Công trình có dạng hình khối trụ chữ nhật, mặt bằng tầng trệt có diện tích nhỏ hơn các tầng trên tạo nên nét đẹp và hiện đại hài hoà về kiến trúc mỹ quan đô thị Khu nhà ở đảm bảo diện tích sử dụng của các phòng, độ thông thoáng, vệ sinh và

an toàn khi sử dụng

• Hệ thống thang bộ thoát hiểm được bố trí cho toàn công trình đảm bảo

an toàn cho người sử dụng khi công trình xảy ra sự cố

• Mỗi căn hộ có phòng WC riêng biệt, đảm bảo yêu cầu sử dụng

• Mặt bằng các tầng được bố trí hợp lý, đảm bảo công năng sử dụng

• Tận dụng 4 mặt công trình đều tiếp xúc với thiên nhiên, mở cửa sổ lấy sáng tạo sự thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên tốt cho các phòng

• Hình khối kiến trúc công trình đẹp, hiện đại, các mặt đứng và mặt bên phù hợp với công năng sử dụng và quy hoạch chung của khu vực

• Hệ thống cơ-điện (ME) hoàn hảo

4 GIAO THÔNG TRONG CÔNG TRÌNH

4.1 GIAO THÔNG ĐỨNG

Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống thang máy (gồm bốn thang máy Schindler) nhằm liên hệ giao thông theo phương đứng ngoài ra còn có hệ thống cầu thang thoát hiểm đề phòng khi có sự cố xảy ra Phần diện tích cầu thang thoát hiểm được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra Hệ thống cầu thang bộ và thang máy được đặt ở trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang nhỏ hơn 30m để giải quyết việc đi lại cho mọi người

4.2 GIAO THÔNG NGANG

Giải pháp lưu thông theo phương ngang trong mỗi tầng là hệ thống hành lang liên kết các căn hộ, đảm bảo lưu thông ngắn gọn đến từng căn hộ Tuy nhiên do diện tích căn hộ lớn nên diện tích cho việc lưu thông công cộng bị thu hẹp

5 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

5.1 HỆ THỐNG ĐIỆN

Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ

thống điện dự phòng (máy phát điện 2.200 kVA), nhằm đảm bảo cho tất cả các

trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được bình thường trong tình huống mạng lưới điện bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

Máy phát điện dự phòng được đặt ở tầng hầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động để không ảnh hưởng đến sinh hoạt

Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường phải đảm bảo an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt , tạo điều

kiện dễ dàng khi cần sữa chữa Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố

trí theo tầng và theo khu vực bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra

5.2 HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở tầng hầm qua hệ thống lắng lọc, khử mùi và khử trùng, bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho sinh hoạt ở các tầng

Các ống nước cấp PPR bền, sử dụng lâu dài, chống rò rỉ và bảo đảm nguồn nước sạch, vệ sinh

Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gen, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng

5.3 HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

Nước mưa từ mái sẽ theo các lỗ thu nước trên sênô chảy vào các ống thoát nước mưa đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm

5.4 HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHIẾU SÁNG

Các căn hộ và các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kiếng bên ngoài Ngoài ra các hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cập một cách tốt nhất cho những vị trí cần ánh sáng

Tuy nhiên diện tích căn hộ ở mỗi tầng khá lớn nên diện tích cho việc lưu thông công cộng bị thu hẹp ngoài ra các căn hộ đều tập trung bên ngoài nên khu vực hành lang tập trung ở cốt lõi công trình cho nên lắp đặt thêm đèn chiếu sáng nhân tạo cho khu vực này

Ở các tầng đều có hệ thống cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên giúp các căn hộ có thể đón gió từ nhiều hướng khác nhau Riêng tầng hầm có bố trí thêm các lam lấy gió và ánh sáng

5.5 AN TOÀN PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

Các thiết bị cứu hỏa và đường ống nước dành riêng cho chữa cháy đặt gần nơi dễ xảy ra sự cố như hệ thống điện gần thang máy Hệ thống phòng cháy chữa cháy an toàn và hiện đại, kết nối với trung tâm phòng cháy chữa cháy của thành phố

¾ Hệ thống báo cháy

Ở mỗi tầng và mỗi căn hộ đều có lắp đặt thiết bị phát hiện báo cháy tự động Ở mỗi tầng mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được ngay lập tức phòng quản lý sẽ có các phương án ngăn chặn lây lan và chữa cháy

¾ Hệ thống chữa cháy

Ở mỗi tầng đều được trang bị thiết bị chữa cháy Nước được cung cấp từ bồn nước mái hoặc từ bể nước ngầm Trang bị các bộ súng cứu hỏa đặt tại phòng trực, có các vòi cứu hỏa cùng các bình chữa cháy khô

ở mỗi tầng Đèn báo cháy được đặt ở các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp được đặt ở tất cả các tầng

CHƯƠNG 1 TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Bêtô g đư c c ọ thiết k c o to n c n trìn c B2 với c c c ỉ số:

● Cư n đ tn to n c a b tô g c ịu n n: Rb = 1 5 MPa

● Cư n đ tn to n c a b tô g c ịu k o: Rbt = 0.9MPa

● Mô u đ n h i b n đ u c a b tô g k i n n v k o: Eb = 2 x 03 MPa

35000

1500 7000

7000 7000

7000 7000

Qu n niệm tn to n c a n à c o tầ g là x m sà tu ệt đ i cứn tro g mặt p ẳ g

n a g,d đ b d y c a sà p ải đ lớn đ đ m c c điề kiệ sa :

Tải trọ g n a g tru ề v o v c cứn ,lõi cứn th n q a sà

Sà k ô g bị ru g đ n dịc c u ể k i c ịu tải trọ g n a g (gió,b o,đ n đ t )

g t (KN/m 2 )

0.0 ×2 = 0.2 0.0 × 1 = 0.50.1 × 2 = 3 0.0 5 × 1 =0.2

1.2 1.1 1.1 1.3

0.20.5 4 3.3 0.2 7 0.6

t sà (KN/m 2 )

Cá b n làm việ th o 2 p ươn ( l2 / l1 <= 2 ) x m lê k t giữa sà v d m là n àm 4

c n v c ịu tải p â b đ u Th ộ ô số 9 (giá trìn k t c u BTCT 2 tá giả:VÕ BÁ TẦM,NXB ĐHQG TPHCM)

o S S

o b

S

m

o b

m

h b A R

h b R A

h b R M

2

µ

ξ

α ξ

(mm 2 )

Chọn thép

A S chọn µ%

1 5 3 1.5 8 1 0 0.0 3 0.0 3 5 2 φ6 a 0 1 1.5 0.0 4

2 5 4 4.1 0 1 0 0.0 6 0.0 7 1 0.6 φ6 a 0 1 1.5 0.1 1

3 5 3.5 2.5 4 1 0 0.0 2 0.0 2 9 8 φ6 a 0 1 1.5 0.0 2

o S S

o b

S

m

o b

m

h b A R

h b R A

h b R M

2

µ

ξ

α ξ

h o (mm) M

h o (mm) M

1.5 Công thức kiểm tr độ v ng

Ta lấ ô sà c n ịp v c ịu tải trọ g lớn n ất đ kiểm tra đ v n

Sà c sư n v c n ịp 5≤ L ≤1 m

cm l

f l

f

5.2

CHƯƠNG 2 TÍNH CẦU THANG

Công trình có kích thước lớn, không gian rộng, văn phòng làm việc nên nhiều người đi lại do đó trong bản vẽ kiến trúc được bố trí nhiều loại cầu thang để dễ lưu thông Công trình có tất cả 2 loại cầu thang chính sau:

Cầu thang số 1: Gồm 2 thang máy bố trí ở trung tâm công trình, dùng để đi từ tầng hầm

lên đến tầng 17

Cầu thang số 2: Gồm 2 cầu thang bộ bố trí ở vị trí cạnh thang máy đi từ tầng hầm lên đến

tầng thượng, dùng để đi lại và thoát hiểm khi có sự cố Sử dụng cầu thang dạng bản

MẶT CẮT & MẶT BẰNG CỦA CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

1 CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Hình 2.1 Cấu tạo cầu thang

Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng điển hình là 3.2m

• Chọn bề dày bản thang là hb = ) 15

35

125

16 0.015 1.1 1.2 0.3168( / )

25 0.15 1.1 1.1 4.538( / )1.6765 0.3168 4.538 6.5313(

b bac

vuatrat vuatrat vuatrat

2.2 Tính tổng tải trọng tác dụng lên phần chiếu nghỉ (q 1 ’)

2.2.1 Tải trọng tác dụng lên phần vế thang (q 1 ’)

20 0.01 1.1 1.2 0.264( / )4.54 0.9504 0.264 5.7544

1.10.210.598 1.06

1.06

0.883 /1.2

BIỂU ĐỒ MÔMENT

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT

2 1

34.67 10

0.178411.5 1000 130

0.198 11.5 1000 130 1057.18( )

2801057.18

(thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép)

● Chọn cốt thép chịu lực ở nhịp của bản thang: ∅14

● Cốt ngang của bản thang chọn theo cấu tạo φ6 a200

4.2 Tính cốt thép ở gối

6 max

2

47.07 10

0.26111.5 200 280

0.309 11.5 200 280

710.7( )280

280

S

R R

ξ

×

(thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép)

● Chọn cốt thép chịu lực ở nhịp của dầm chiếu nghỉ: 5∅14 (AS chọn = 769.5 mm2)

● Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

mm S

CT

CT

1502

3002150

● Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

( ) 2

2 0

269.8( )78.45 10

bt

R b h f

S min max

CT

mm S

S S

CHƯƠNG 3 KẾT CẤU HỒ NƯỚC

- Trong công trình gồm 3 loại bể nước:

+ Bể nước dưới tầng hầm dùng để chứa nước được lấy từ hệ thống nước thành phố và bơm lên mái và dự trữ nước cứu hoả

+ Bể nước ngầm dưới tầng hầm dùng để chứa nước thải từ hệ thống nước thải trong công công trình để xử lí và chuyển ra hệ thống nước thải thành phố bằng máy bơm và đường ống

+ Bể nước mái: Cung cấp nước cho sinh hoạt của các bộ phận trong công trình

và lượng nước cho cứu hỏa

Chọn bể nước mái để tính toán Bể nước mái được đặt trên hệ cột phụ, đáy bể cao hơn cao trình sàn tầng thượng 60 cm

Bể nước được đặt tại giữa các khung trục 2,3 và khung trục C, D có kích thước mặt bằng L×B = 8m×7m

1 TÍNH DUNG TÍCH BỂ CHỨA

Số người trong tòa nhà vào thời điểm đông nhất tính gần đúng khoảng 1000 người Từ +Lưu lượng nước dùng để cung cấp cho sinh hoạt khu dân cư lớn nhất trong một ngày đêm được xác định theo công thức :

● Lượng nước trung bình trong ngày:

●Theo kiến trúc thiết kế ,công trình gồm :15 tầng,mỗi tầng có 8 hộ, riêng tầng trệt và tầng

1 dành riêng cho các dịch vụ công cộng như: nhà trẻ dịch vụ thẩm mỹ,và các dịch vụ công cộng khác,nên ta xem như 2 tầng này có số hộ gấp đôi các tầng trên,vậy có tất cả 136 hộ,mỗi hộ trung bình có 4 người

2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU BỂ NƯỚC MÁI

2.1.1 Tải trọng tác dụng lên bản nắp

a) Tĩnh tải

Thành phần Chiếu dày (cm) Tải tiêu chuẩn (KN/m 2 ) Hệ số an toàn Tải tính toán (KN/m 2 )

Lớp vữa ximăng 2 18x0.02 1.3 0.468 Bản bêtông cốt thép 10 25x0.1 1.1 2.75

Chọn kích thước:{

d d

d

h b

L h

181

• Chọn a = 3cm, ho = 50-3=47cm

( )

6 max

1 1 2 0.144 0.143

0.143 11.5 250 470

690.1280

● Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

1737( )42.91 10

bt

R b h f

( )

6 max

2

133.56 10 0.2111.5 250 470

● Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

500500160

CT CT

1142.6( )65.25 10

● Kiểm tra điều kiện:

4 3

144.50 10 0.128911.5 300 570

● Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

500

600 200

CT CT

2111.8( )62.31 10

bt

R b h f

DN2 250x500 30 133.56 0.21 0.238 1150.5 3φ22 1140.3 0.979

DN3 300x600 30 144.50 0.1289 0.289 1186.92 3φ22 1140.3 0.587

2.3 TÍNH BẢN ĐÁY

Chọn bề dày bản đáy: 10cm để thiết kế

2.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên bản đáy

Gối 9.817 80 0.085 0.089 367.00 5φ10@200 392.5 0.367

P.ngắn

Nhịp 4.262 80 0.037 0.038 155.14 4φ8@250 201.2 0.155Gối 7.061 80 0.061 0.063 260.44 5φ8@200 251.5 0.260

Ô 1

P.dài

Nhịp 3.075 80 0.027 0.027 111.33 4φ8@250 201.2 0.111Gối 6.093 80 0.083 0.087 284.31 4φ10@250 314.0 0.355

P.ngắn

Nhịp 2.785 80 0.038 0.039 126.78 4φ8@250 201.2 0.158Gối 1.993 80 0.027 0.027 90.21 4φ8@250 201.2 0.113

Ô 2

P.dài

Nhịp 0.905 80 0.012 0.012 40.65 4φ8@250 201.2 0.051

3 Kiểm tra nứt ở bản đáy

● Áp dụng TCVN 356:2005, bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện được xác định theo công thức:

1 20 3 5 100 d E

a

S

S crc = δ × ϕ × η × σ × × × µ ×

● Điều kiện về vết nứt: a crc ≤[ ]a crc =0.2mm

Ta lấy nhịp và gối chịu moment uốn lớn nhất để kiểm tra

● Kiểm tra ở gối: M =9.817 KNm, ξ = 0.089

Trong đó:

δ : hệ số phụ thuộc vào cấu kiện, với cấu kiện chịu uốn δ = 1

ϕ1 : hệ số lấy khi có tác dụng tải trọng,

ϕ1 = 1.2 (trong trạng thái bão hòa nước)

η : hệ số lấy với cốt thép có gờ, η = 1

d : đường kính cốt thép, d = 12mm

µ : hàm lượng cốt thép µ =0.367%

ES = 21x104 MPa (môđun đàn hồi của thép)

σS : ứng suất trong cốt thép chịu kéo, được xác định theo cống thức

Đối với cấu kiện chịu uốn: ( )

z A

e z P M

2 (0 0.495)2

f f o o

f

h h

12802

74.28012

1

1

1005.320

3 4

3 1

mm

d E

a

S

S crc

δ : hệ số phụ thuộc vào cấu kiện, với cấu kiện chịu uốn δ = 1

ϕ1 : hệ số lấy khi có tác dụng tải trọng