Thiết kế chung cư cao cấp Bình Thạnh

- Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô

LỜI MỞ ĐẦU

- Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng nhanh, mức sống của người dân ngày một nâng cao kéo theo đó là nhu cầu về sinh hoạt ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí cũng tăng lên không ngừng, đòi hỏi một không gian sống tốt hơn, tiện nghi hơn

- Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hố hiện đại hố đất nước hồ nhập cùng

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

- Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô thị mới của thành phố tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển, và góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc

áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế Chính vì

thế CHUNG CƯ BÌNH THẠNH được ra đời và đó là một dự án thật sự thiết thực và khả

thi

Địa điểm:

- Địa điểm xây dựng tại quận Bình Thạnh Thành phố Hồ Chí Minh Công trình nằm ở vị trí thống và đẹp sẽ tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hồ, hợp lý và hiện đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư

- Công trình nằm trên trục đường giao thông chính nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Đồng thời, 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

Đồ án tốt nghiệp của em gồm 3 phần:

+ Kiến trúc gồm: Thiết kế mặt bằng,tổng mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, lựa chọn kết

cấu chịu lực, kết cấu bao che

+ Kết cấu gồm: Tính toán các bộ phận chịu lực chính

Hoàn thành đồ án tốt nghiệp là lần thử thách đầu tiên với công việc tính toán phức tạp,

gặp rất nhiều vướng mắc và khó khăn Tuy được sự hướng dẫn tận tình của các thầy VÕ BÁ

TẦM đã giúp em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, với kiến thức hạn hẹp của mình, đồng thời

chưa có kinh nghiệm trong tính toán, nên đồ án thể hiện không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô để em có thêm những kiến thức hoàn thiện hơn sau này

TP.HCM, tháng 03 năm 2011

Sinh viên: TRẦN XUÂN ĐOÀI

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là môn học đánh dấu sự kết thúc quá trình đòa tạo ở

Trường Đại Học, đồng thời mở của trước mắt chúng em một con đường để đi vào cuộc sống thực tế trong tương lai Quá trình làm Đồ Án giúp em thu thập, tổng hợp lại những gì đã học trong các kỳ qua đồng thời rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề thực tế

Trong quá trình làm Đồ Án em gặp phải không ít những khó khăn và vướng mắc do vốn kiến thức còn yếu và nhiều yếu tố khác, chính nhờ sự tận tình

hướng dẫn của thầy ThS VÕ BÁ TẦM đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này

Với tấm lòng biết ơn và trân trọng, em xin gởi lời cảm ơn chân thành và lời chúc sức khỏe đến thầy ThS VÕ BÁ TẦM và tất cả các thầy cô giáo bộ môn, Ban chủ

nhiệm Khoa Kỹ Thuật Và Công Nghệ cùng các bạn bè trong lớp đã giúp đỡ cung

cấp các tài liệu và bài giảng cơ bản cần thiết cho em trong suốt thời gian học tập,

hoàn thành Đồ án tốt nghiệp như hiện nay và trong tương lai

Kết quả học tập này, trước hết xin dành cho gia đình : ba mẹ , anh trai, em gái và những người thân khác

Đồ án tốt nghiệp là công trình đầu tay của mỗi sinh viên chúng em Mặc dù cố

gắng nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên Đồ Án chắc chắn còn nhiều sai sót Em kính mong được sự chỉ dẫn của quý Thầy Cô để hoàn thiện thêm kiến thức của mình

Cuối cùng, con đường trở thành người kỹ sư xây dựng thực thụ còn rất dài và nhiều khó khăn thử thách, em còn phải cố gắng phấn đấu và học hỏi nhiều hơn nữa Kính mong thầy

cô tiếp tục chỉ bảo những khiếm khuyết, sai sót để em có thể trưởng thành hơn trong nghề nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 03 năm 2011

Sinh viên

Trần Xuân Đoài

Đồ án tốt nghiệp là môn học đánh dấu sự kết thúc quá trình đòa tạo ở

Trường Đại Học, đồng thời mở của trước mắt chúng em một con đường để đi vào cuộc sống thực tế trong tương lai Quá trình làm Đồ Án giúp em thu thập, tổng hợp lại những gì đã học trong các kỳ qua đồng thời rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề thực tế

Trong quá trình làm Đồ Án em gặp phải không ít những khó khăn và vướng mắc do vốn kiến thức còn yếu và nhiều yếu tố khác, chính nhờ sự tận tình

hướng dẫn của thầy ThS VÕ BÁ TẦM đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này

Với tấm lòng biết ơn và trân trọng, em xin gởi lời cảm ơn chân thành và lời chúc sức khỏe đến thầy ThS VÕ BÁ TẦM và tất cả các thầy cô giáo bộ môn, Ban chủ

nhiệm Khoa Kỹ Thuật Và Công Nghệ cùng các bạn bè trong lớp đã giúp đỡ cung

cấp các tài liệu và bài giảng cơ bản cần thiết cho em trong suốt thời gian học tập,

hoàn thành Đồ án tốt nghiệp như hiện nay và trong tương lai

Kết quả học tập này, trước hết xin dành cho gia đình : ba mẹ , anh trai, em gái

và những người thân khác

Đồ án tốt nghiệp là công trình đầu tay của mỗi sinh viên chúng em Mặc dù cố

gắng nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên Đồ Án chắc chắn còn nhiều sai sót Em kính mong được sự chỉ dẫn của quý Thầy Cô để hoàn thiện thêm kiến thức của mình

Cuối cùng, con đường trở thành người kỹ sư xây dựng thực thụ còn rất dài và nhiều khó khăn thử thách, em còn phải cố gắng phấn đấu và học hỏi nhiều hơn nữa Kính mong thầy

cô tiếp tục chỉ bảo những khiếm khuyết, sai sót để em có thể trưởng thành hơn trong nghề nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 03 năm 2011

Sinh viên

Trần Xuân Đoài

3.1 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng 1

6.2 Địa chất thủy văn 6

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 12

1.2.2 Theo phương đứng 13

1.4.3 Tính toán hệ kết cấu 14 1.4.4 Phương pháp và công cụ xác định nội lực 15

2.1 Mặt bằng sàn điển hình 18

2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 19

2.3.1 Tĩnh tải 20 2.3.2 Hoạt tải 22

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ 32

5.1.1 Tiết diện dầm 69 5.1.2 Tiết diện cột 70

5.2.1 Tĩnh tải 72 5.2.2 Hoạt tải 75

5.5 Các trường hợp tải và cấu trúc tổ hợp 94

5.5.1 Các trường hơp chất tải lên khung 94

5.10.2 Kết quả tính toán thép dọc của vách 127

5.10.3 Tính toán khả năng chịu cắt của vách 132

6.2.1 Địa tầng 134 6.2.2 Đánh giá điều kiện địa chất 137

6.2.4 Đánh giá điều kiện địa chất thủy văn 138

6.3.1.1 Tải trọng 139 6.3.1.2 Sơ bộ xác định kích thước đài móng 140

6.3.1.3 Cấu tạo cọc 140 6.3.1.4 Tính sức chịu tải của cọc 141

6.3.1.5 Kiểm tra khả năng ép cọc 144

6.3.1.6 Xác định số lượng cọc 144

6.3.1.7 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc 145

6.3.1.8 Kiểm tra theo điều kiện biên dạng 148

6.3.1.9 Tính toán và cấu tạo đài cọc 153

6.3.2.2.Sơ bộ xác định kích thước đài móng 162

6.3.2.3 Cấu tạo cọc 163 6.3.2.4 Tính sức chịu tải của cọc 163

6.3.2.5 Xác định số lượng cọc 163

6.3.2.6 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc 164

6.3.2.7 Kiểm tra theo điều kiện biên dạng 165

6.3.2.8 Tính toán và cấu tạo đài cọc 171

6.3.2.9 Kiểm tra chồng ứng suất dưới chân đáy khối móng qui ước 175

6.3.2.10 Kiểm tra khả năng cẩu lắp cọc 175

6.4.1 Khái quát về cọc khoan nhồi 178

6.4.1.2 Ưu điềm của cọc khoan nhồi 178

6.4.2.3 Tính toán sức chịu tải của ọc khoan nhồi 181

6.4.2.4 Sức chịu tải cho phép của 1 cọc đơn 186

6.4.3.3 Tính toán sức chịu tải 200

6.4.3.4 Sức chịu tải cho phép của 1 cọc đơn 205

6.4.3.5 Xác định số lượng cọc và bố trí đài cọc 205

6.4.3.6 Kiểm tra móng cọc 207

6.4.3.7 Tính toán và thiết kế đài cọc 213

6.4.4.1 Chỉ tiêu khối lượng bê tông ,cốt thép 216

6.4.4.3 Kết Luận 218

7.2.1 Mômen gây lật 219 7.2.2 Momem chống lật 220

CHƯƠNG MỞ ĐẦU :TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng nhanh, mức sống của người dân ngày một nâng cao kéo theo đó là nhu cầu về sinh hoạt ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí cũng tăng lên không ngừng, đòi hỏi một không gian sống tốt hơn, tiện nghi hơn

- Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hố hiện đại hố đất nước hồ nhập cùng

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

- Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô thị mới của thành phố tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển, và góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc

áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính tốn, thi công và xử lý thực tế Chính vì thế

CHUNG CƯ BÌNH THẠNH được ra đời và đó là một dự án thật sự thiết thực và khả thi

2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Địa điểm xây dựng tại quận Bình Thạnh Thành phố Hồ Chí Minh Công trình nằm ở vị trí thống và đẹp sẽ tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hồ, hợp lý và hiện đại cho tổng thể qui hoạch khu dân cư

- Công trình nằm trên trục đường giao thông chính nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình Đồng thời, 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

3 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

3.1 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Mặt bằng công trình hình chữ nhật, bố trí đối xứng theo cả hai phương rất thích hợp với kết cấu nhà cao tầng, thuận tiện trong việc xử lý kết cấu Chiều dài 24.6m, chiều rộng 20.4m chiếm diện tích đất xây dựng là 501.8m2

Xung quanh công trình có vườn hoa tạo cảnh quan

- Công trình gồm 17 tầng, cốt j0.00m được chọn đặt tại mặt sàn tầng trệt Tầng hầm cao ốc ở cốt -3.00m Nền đất tự nhiên tại cốt -1.20m Mỗi tầng điển hình cao 3,2m, riêng tầng trệt cao 3.8m Chiều cao công trình là 54m tính từ cốt j0.00m và 57m kể cả tầng hầm

Chức năng của các tầng như sau:

- Tầng Hầm: bố trí 1 thang bộ, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống kỹ thuật như trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Ngoài

ra, tầng ngầm còn có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

- Tầng 1: Gồm các sảnh đón, nhà trẻ, nhà bếp nhà tang lễ, phòng sinh hoạt cộng đồng, các văn phòng ban quản trị cao ốc

- Tầng 2: Dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực

- Tầng 3 – 15: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu cho thuê ngắn hạn, dài hạn và nhu cầu

ở Tại mỗi tầng có hai ban công lớn phục vụ cho nhu cầu hóng mát, ngắm cảnh giải trí cho dân cư của cả cao ốc

- Sân thượng: Bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, thiết bị vệ tinh…

- Trên cùng có hồ nước mái cung cấp nước cho toàn cao ốc và hệ thống thu lôi chống sét cho nhà cao tầng

- Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai

3.2 GIẢI PHÁP HÌNH KHỐI

- Hình dáng cao vút, vươn thẳng lên khỏi tầng kiến trúc cũ ở dưới thấp với kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ, nhưng cũng không kém phần mền mại thể hiện qui mô và tầm vóc của công trình tương xứng với chiến lược phát triển của đất nước

3.3 MẶT ĐỨNG

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bởi các lớp đá Granit đen ở các mặt bên, mặt đứng hình thành với sự xen kẽ các lam và đá Granit đen tạo nên sự hoành tráng cho cao ốc

3.4 HỆ THỐNG GIAO THÔNG

- Giao thông ngang thông thoáng, rộng rãi gồm các sảnh ngang và dọc, lấy hệ thống thang máy và thang bộ ở chính giữa nhà làm tâm điểm Các 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

- Hệ thống giao thông đứng gồm thang bộ và thang máy Thang bộ gồm 2 thang, một thang đi lại chính và một thang thoát hiểm Thang máy có 1 thang máy chính Hệ thống giao thông đứng được bố trí đối xứng theo cả hai phương, thoả mãn được cả nhu cầu kết

4 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

4.1 HỆ THỐNG ĐIỆN

- Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục

- Máy điện dự phòng 250KVA được đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động không ảnh hưởng đến sinh hoạt

- Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ)

4.2 HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH

- Sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ

4.3 HỆ THỐNG NƯỚC

Cấp nước:

- Cao ốc sử dụng nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt ở tầng hầm Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước đặt ở mái và từ

đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính

- Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp ghen Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng

Thoát nước:

- Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy (bề mặt mái được tạo dốc) và chảy vào các ống thoát nước mưa (Þ=140mm) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng, tập trung về khu xử lý, bể tự hoại đặt ở tầng hầm; sau đó đưa ra ống thoát chung của khu vực

4.4 GIẢI PHÁP THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG

Khu vực xung quanh công trình chủ yếu là khu dân cư thấp tầng, vì vậy phải tận dụng tối đa việc chiếu sáng tự nhiên và thông thoáng tốt Đây là tiêu chí hàng đầu khi thiết kế chiếu sáng và thông gió công trình này

Chiếu sáng:

- Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa sổ, ban công ở các mặt của công trình (có kết cấu khoét lõm đảm bảo hấp thu ánh sáng tốt) và bằng điện Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng

Hệ thống cứu hỏa:

- Nước: Được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động Các đầu phun nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách 3m một cái, hệ thống đường ống cung cấp nước chữa cháy là các ống sắt tráng kẽm, bên cạnh đó cần bố trí các phương tiện cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng

- Hệ thống đèn báo các cửa, cầu thang thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp được đặt tại tất cả các tầng

- Thang bộ: Gồm hai thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập Lồng cầu thang với kết cấu BTCT dày 250mm có thời gian chịu lửa thoả mãn yêu cầu về chống cháy cho cầu thang thoát nạn trong công trình (yêu cầu 150 phút) (theo TCVN 2622-1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình - Yêu cầu thiết kế) Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt

4.6 HỆ THỐNG CHỐNG SÉT

Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire 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

4.7 HỆ THỐNG THOÁT RÁC

Rác thải ở mổi tầng được đổ vào gain rác được chứa ở gian rác được bố trí ở tầng 1 và sẽ

có bộ phận đưa rác ra ngồi Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường

4.8 HỆ THỐNG CÁP TI VI, ĐIỆN THOẠI, LOA

- Hệ thống cáp điện thoại với 210 line cung cấp đến các căn hộ và các phòng chức năng của công trình

- Hệ thống cáp tivi bao gồm anten, bộ phận kênh, khuếch đại và các đồng trục dẫn đến các căn hộ của các đơn nguyên (mỗi căn 1 đầu ra)

- Hệ thống loa được khuếch đại (100W) và đưa đến các tầng của các đơn nguyên trong nhà

5 SƠ LƯỢC CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU

5.1 PHẦN THÂN NHÀ

- Hệ kết cấu của công trình này em chọn các cấu kiện chịu lực như sau:

o Đối với công trình cao tầng, chịu tải trọng gió theo phương ngang lớn nên can phải thiết kế kết cấu có khả năng chịu tải trọng ngang tốt Hiện nay, vách cứng được xem là cấu kiện chịu tải ngang khá tốt, có nhiều ưu việt hơn so với kết cấu khung thông thường, nên em chọn hệ kết cấu khung vách chịu lực cho công trình này

o Công trình gồm có các tường cứng bố trí liên kết nhau tạo thành lõi chịu lực ở khu vực tâm công trình (khu cầu thang) kết hợp với các cột chịu lực được bố trí quanh lõi

o Sàn là hệ cứng trong mặt phẳng ngang được liên kết với dầm truyền lực ngang cho các tường cứng và liên kết các tường cứng lại với nhau trên cùng cao độ sàn

- Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chiều cao các tầng điển hình 3.2 m với nhịp lớn nhất là 8.2 m

5.2 PHẦN MÓNG

- Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu một lực nén lớn, bên cạnh đó với tải trọng gió, sẽ tạo lực xô ngang rất lớn cho công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho phần móng gồm:

o Dùng giải pháp móng sâu thông thường: móng cọc khoan nhồi, cọc BTCT đúc sẵn

o Dùng giải pháp móng bè hoặc móng băng trên nền cọc

o Dùng tường Barette kết hợp với cọc BTCT đúc sẵn hoặc cọc khoan nhồi ở phía bên trong

- Phương án cọc BTCT đúc sẵn hay cọc khoan nhồi được cân nhắc lựa chọn tuỳ thuộc vào tải trọng của công trình, phương tiện thi công, chất lượng của từng phương án và điều kiện địa chất thuỷ văn của khu vực

- Các giải pháp móng kết hợp (giải pháp 2 và 3) xét về yếu tố chịu lực rất tốt, tuy nhiên, cần cân nhắc đến các yếu tố về kinh tế, trang thiết bị và điều kiện thi công

6 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN KHU VỰC 6.1 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

- Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp đất khác nhau Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất tại nơi khảo sát

- Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống dưới với các chỉ tiêu cơ lý được thể hiện ở trang sau

6.2 ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát dao động tuỳ theo mùa Mực nước tĩnh mà ta quan sát thấy nằm khá sâu, cách mặt đất (cốt thiên nhiên) -5,0 m Nếu thi công móng sâu, nước ngầm ít ảnh hưởng đến công trình Khi thi công tầng hầm ở cao độ –1,8 m so với cốt thiên nhiên khá thuận lợi, không cần có phương án tháo khô hố móng

ϕ (°) (KPa)CII

m(MPa-1)

E (MPa)

R1 0

R10 00

1400

1800

1640 8200

R1 000

HỘP THƯ KỆ

BẢNG THÔNG BÁO

2150

1800 8200

MẶT BẰNG TẦNG 1 TL 1/100

1200 600 1850 1800

R1000

A A

2 1

WC

P.NGỦ 1

BAN CÔNG BAN CÔNG

P.KHÁCH + ĂN

200 3200 100 950 800 2350 200

2 1

MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH TL 1/100

A A

MẶT ĐỨNG TRỤC A TL 1/100

4 3

2 1

TẦNG 12

8200 24600

2 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 1.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU DÙNG CHO CÔNG TRÌNH

- Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ và khả năng chống cháy tốt

- Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính

- Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp

- Vật liệu có tính thối biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)

- Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình

- Vật liệu có giá thành hợp lý

¾ Bởi các điều kiện trên nên tại Việt Nam hay các nước khác thì vật liệu BTCT hoặc thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng

- Hiện nay ở nước ta, nguồn cung cấp các loại vật liệu trên rất phong phú: Bê tông được cung cấp dưới dạng trộn sẵn tại các trạm trộn của hãng Uni - Eastern, Soam, LePhan, Supermix, Trà My, RDC, Holcim , cốt thép được cung ứng bởi các công

ty liên doanh giữa ta với Nhật Bản: Vinacoel Bên cạnh đó kho thép của nước ta luôn dồi dào, đảm bảo sự không thiếu hụt cho loại vật liệu trọng yếu này

1.2 SƠ LƯỢC YÊU CẦU HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH

- Nhà cao tầng cần có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn các mô hình có tính chất đối xứng cao Trong các trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản

- Các bộ phận kết cấu chịu lực chính của nhà cao tầng như vách, lõi, khung cần phải được bố trí đối xứng Trong trường hợp các kết cấu này không thể bố trí đối xứng thì cần phải có các biện pháp đặc biệt chống xoắn cho công trình theo phương đứng

- Hệ thống kết cấu cần được bố trí làm sao để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ

đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng mạch lạc và truyền tải một cách mau chóng nhất tới móng công trình

- Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có các cánh mỏng và kết cấu dạng congson theo phương ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất

và gió bão

- Hệ thống chịu lực ngang của công trình cần được bố trí theo cả hai phương Các vách cứng theo phương dọc nhà không nên bố trí ở hai đầu mà nên được bố trí ở khu vực giữa nhà hoặc cả ở giữa nhà và hai đầu nhà Khoảng cách giữa các vách cứng (lõi cứng) cần phải nằm trong giới hạn để có thể xem kết cấu sàn không bị biến dạng trong mặt phẳng của nó khi chịu tải trọng ngang

- Cụ thể, đối với kết cấu BTCT toàn khối khoảng cách giữa các vách cứng Lv phải thỏa mãn điều kiện: Lv ≤ 5B (B là bề rộng của nhà) và Lv ≤ 60m

- Đối với kết cấu khung BTCT, độ cứng của kết cấu dầm tại các nhịp khác nhau cần được thiết kế sao cho gần bằng nhau, tránh trường hợp nhịp này quá cứng so với nhịp khác, điều này gây tập trung ứng lực tại các nhịp ngắn, làm cho kết cấu ở các nhịp này bị phá hoại quá sớm

độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không được quá 50%

- Trong các trường hợp đặc biệt nói trên người thiết kế cần phải có các biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu

1.3 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT

- Kết cấu nhà cao tầng cần phải có bậc siêu tĩnh cao để trong trường hợp bị hư hại

do các tác động đặc biệt nó không bị biến thành các hệ biến hình

- Các bộ phận kết cấu được cấu tạo làm sao để khi bị phá hoại do các trường hợp tải trọng thì các kết cấu nằm ngang sàn, dầm bị phá hoại trước so với các kết cấu thẳng đứng: cột, vách cứng

- Các dầm cần được cấu tạo sao cho sự phá hoại do lực uốn xảy ra trước sự phá hoại do lực cắt

1.4 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

- Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã

có những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình Khuynh hướng đặc thù hố và đơn giản hố các trường hợp riêng lẻ được thay thế bằng khuynh hướng tổng quát hố Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn là một trở ngại nữa Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn

- Kết cấu nhà cao tầng thông thường được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

o Tải trọng thẳng đứng ( thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

o Tải trọng gió ( gió tĩnh và nếu có cả gió động)

o Tải trọng động của động đất( cho các công trình xây dựng trong vùng có động đất)

- Ngoài ra, khi có yêu cầu, kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải được tính toán kiểm tra với các trường hợp tải trọng sau:

o Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ

o Do ảnh hưởng của từ biến

o Do sinh ra trong quá trình thi công

- Các bộ phận kết cấu được tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1)

- Trong trường hợp đặc biệt do yêu cầu sử dụng thì mới theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH 2)

- Khác với nhà thấp tầng trong thiết kế nhà cao tầng thì việc kiểm tra ổn định tổng thể công trình đóng vai trò hết sức quan trọng

Các điều kiện cần kiểm tra gồm:

o Kiểm tra ổn định tổng thể

o Kiểm tra độ cứng tổng thể

Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện theo ba mô hình như sau:

- •Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa vào lý thuyết vỏ, xem tồn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh Khi giải quyết theo

mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn Đó chính là giới hạn của mô hình này Tuy nhiên, mô hình này chính là cha đẻ của các phương pháp tính toán hiện nay

- •Mô hình rời rạc: (Phương pháp phần tử hữu hạn) Rời rạc toàn bộ hệ chịu lực của nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và chuyển vị Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyết được tất cả các bài toán Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài toán kết cấu như STAAD, Feap, Etabs, FBTW, SAP

- •Mô hình Rời rạc - Liên tục: Từng hệ chịu lực được xem là rời rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt (lỗ cửa, mạch lắp ghép ) xem là phân bố liên tục theo chiều cao Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực

Quan niệm của phần mềm cho từng cấu kiện làm việc đúng với giả thuyết:

Khi sử dụng các phần mềm PTHH, SAP2000, ETABS Cần chú ý đến quan niệm từng cấu kiện của phần mềm để cấu kiện làm việc đúng với quan niệm thực khi đưa vào mô hình

- Quan niệm thanh: khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phương còn lại

- Quan niệm tấm, bản, vách: khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so với phương còn lại

- Quan niệm solid: khi 3 phương có kích thước gần như nhau, và có kích thước so với các phần tử khác

- Quan niệm điểm: khi 3 phương có kích thuớc gần như nhau, và có kích thước rất bé Khi ta chia càng mịn các cấu kiện thì kết quả sẽ càng chính xác Do phần tử hữu hạn truyền lực nhau qua các điểm liên kết của các phần tử với nhau

Nếu ta chia các cấu kiện ra nhưng không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có độ cứng tăng đột ngột và làm việc sai với chức năng của chúng trong quan niệm tính từ đó dẫn đến các kết quả tính của cả hệ kết cấu sẽ thay đổi

Trình tự giải quyết bài toán bằng phần mềm SAP2000 và ETABS 8.0.4:

1- Dựng mô hình không gian cho kết cấu

2- Xác định tất cả các nhóm đặc trưng vật liệu, kích thước hình học của các cấu kiện 3- Xác định tải trọng tác dụng:

o Tải ngang: Chuyển thành lực phân bố trên mét vuông đặt ở các cao trình mỗi sàn

o Tải đứng: Tất cả các tĩnh tải, hoạt tải sàn được đặt lên các sàn Đối với các tải khung có dạng lực tập trung cần chuyển đổi về các cặp moment và lực tập trung tại các nút có liên quan

4- Qui các tải trọng từ hồ nước, cầu thang bộ, thang máy về lực tập trung lên dầm và cột

5- Chạy chương trình SAP2000 và ETABS 8.0.4

6- So sánh và xuất kết quả

Tính thép bằng phần mềm EXCEL do em tự lập

Giải bằng tay vài phần tử để so sánh và rút ra kết quả hợp lý nhất

1.5 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

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 điều 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

- Trong đó kết cấu khung-vách là một hệ thống kết hợp giữa vách chịu tải trọng ngang (và cũng chịu tải trọng đứng) với cột chịu tải trọng đứng Đây là loại kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các công trình cao tầng Hệ kết cấu cột-vách cứng kết hợp với hệ dầm sàn tạo thành một hệ hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương ngang tốt khả năng chịu lực lớn, đặt 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 năm 1971 ở California và trận động đất tháng 12 năm 1972 ở Nicaragua, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu khung-vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung thông thường bị hỏng nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn Vì vậy, đây là giải pháp kết cấu được chọn sử dụng cho công trình

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI

2.1 MẶT BẲNG SÀN ĐIỂN HÌNH

Trong phần này em tính toán phương án sàn là sàn sườn toàn khối

Hình 2.1 : Mặt bằng sàn điển hình

2.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ

2.2.1 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN SÀN

Chiều dày sàn được chọn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, có thể chọn sơ bộ xác dịnh chiều dày sàn theo công thức sơ bộ như sau :

40 45 L Trong đó :

Sơ bộ chọn bề dày cho toàn sàn là hS = 15 cm

Với chiều dày chọn sơ bộ trên đảm bảo cho sàn dáp ứng được các yêu cầu về công

năng, cấu tạo, truyền lực và cả chống cháy trong công trình cao tầng

2.2.2 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM

Dùng hệ dầm với kích thước các dầm như sau:

− Dầm chính trục 2 và 3 đoạn giữa nhịp AB, CD (nhịp 5.3m)

¾ Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1 , trang 10 - TCVN 2737 – 1995

¾ Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “ sổ tay thực hành kết cấu cơng trình” (TS Vũ Mạnh Hùng)

2.3.1 TĨNH TẢI

Cấu tạo chi tiết lớp sàn

-Lớp vữa lót , h = 20 mm

Lớp gạch men 0,01 20 1,2 0,24 Lớp vữa lĩt 0,02 18 1,3 0,468 Lớp chống

Lớp sàn BTCT 0,15 25 1,1 4,125 Lớp vữa trát

Tổng tải tính tốn 5,976

Lớp gạch men 0,01 20 1,2 0,24 Lớp vữa lót 0,02 18 1,3 0,468 Lớp sàn BTCT 0,15 25 1,1 4,125 Lớp vữa trát

Tổng tải tính toán 5,625

c) TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN DO TƯỜNG ĐẶT TRÊN SÀN

Tất cả tường được quy đổi thành phân bố đều trên ô sàn

Trọng lượng tường được tính theo công thức :

n : Hệ số vượt tải của tường n = 1.1

γt :Dung trọng riêng của tường γt = 18 (kN/m3)

Ht : Chiều cao tường (htầng – hs = 3,2 – 0,15 = 3,05 m)

bt : Bề rộng tường

Lt : Chiều dài tường

Bảng tính tường quy đổi

2.3.2 HOẠT TẢI

Giá trị của hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng Hệ số tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 trang 15 TCVN 2737 – 1995:

Khi ptc < 200 (daN/m2) → n = 1,3

Khi ptc ≥ 200 (daN/m2) → n = 1,2

Dựa vào công năng của sàn, tra trong tiêu chuẩn 2737 – 1995, ta có Ptc ứng với công

năng các ô sàn, sau đó nhân hệ số giảm tải cho sàn

P tt (kN/m 2 )

Hệ số

ψ P

tt san

h = = > Bản được tính theo sơ đồ đàn hồi bằng cách tra bảng:

Căn cứ vào tỉ số α =l l1/ 2 < ta tra các hệ số m2 i1, mi2, ki1, ki2

Gọi M1, M2 là moment nhịp theo phương L1, L2

Gọi MI, MII là moment gối theo phương L1, L2

g: tĩnh tải p: hoạt tải i: kí hiệu các ô bản

h

h = = > Vậy chọn liên kết các cạnh ô bản là ngàm

L1

Mnhòp

Mgoái goái

ƒ Momen lớn nhất tại gối

2.3.5 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA SÀN

Kiểm tra độ võng của ô sàn số 3 ,có kích thước lớn nhất (8,2x8 m) và tải trọng truyền xuống lớn Nếu ô sàn này thỏa mãn điều kiện độ võng thì các ô sàn còn lại cũng thỏa mãn điều

15.0103)1(

3 7

E : môđun đàn hồi Bêtông B25 E = 3x105 daN/cm2

h : chiều dày bản h = 15 cm

ν : hệ số Poison ν = 0.2

q : tải trọng phân bố đều trên sàn

2 1

8, 2

8

L L

α = = = ⇒ = α (tra trong bảng phụ lục 22 sách BTCT3 của Võ Bá Tầm )

4

0, 00133 10,312 8

0, 006398789

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

250 1150 8x250=2000 200

8x250=2000 1150

Vậy ta chọn lb = 250(mm)

250

b b

h g l

35 8α

Hình 3.3 : Chi tiết bậc thang

• Chọn bề dày bản thang

Tính theo sơ đồ đàn hồi , vậy nhịp tính toán của bản thang là:

L0 = L1 + L2 = 1150+2000+100 = 3250 (mm) Gọi hs là bề dày của bản thang bê tông cốt thép , ta có công thức tính sơ bộ hs :

3.3.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CHIẾU NGHỈ

d) lớp bản BTCT :

gBTCT = γ 4.δ 4 n4= 25 x 0.12 x 1.1= 3.3 (KN/m2) e) lớp vữa trát :

f ) Tải do lan can truyền xuống bản thang :

Theo TCXDVN 2737-1995 điều 4.4.2.1 thì lấy glc = 30daN/m = 0.3KN/m trên bề rộng một vế thang

Ta quy về tải tác dung lên 1m bề rộng vế thang V1 :

glc = 0.31.2 = 0.25 ( KN/m

2)