đồ án tốt nghiệp - xây dựng chung cư tân tạo 1

Với đặc thù là một khu chung cư cao tầng phục vụ chủ yếu cho nhu cầu sinh hoạt của tầng lớp công nhân viên chức có thu nhập vào loại trung bình và tương đối khá của xã hội, công trình đư

MỤC LỤC

PHẦN I 8

KIẾN TRÚC (10%) 8

Chương 1 9

Giải pháp kiến trúc 9

1.1 Đặt vấn đề 9

1.2 Giới thiệu công trình 9

1.2.1 Địa điểm xây dựng công trình và mục đích sử dụng 9

1.2.2 Qui mô, kích thước của công trình 11

1.3 Các giải pháp kiến trúc công trình 11

1.3.1 Giải pháp mặt bằng 11

1.3.2 Giải pháp mặt đứng 12

1.4 Các giải pháp kĩ thuật tương ứng của công trình 14

1.4.1 Hệ thống giao thông 14

1.4.2 Hệ thống chiếu sáng 15

1.4.3 Hệ thống cấp điện 15

1.4.4 Hệ thống cấp, thoát nước, xử lý rác thải 15

1.4.5 Hệ thống điều hoà không khí 16

1.4.6 Hệ thống phòng hoả và cứu hoả 16

1.4.7 Hệ thống chống sét 16

PHẦN II 17

KẾT CẤU (70%) 18

Chương 1 19

Lựa chọn giải pháp kết cấu 19

1.1 Giải pháp về vật liệu 18

1.2 Giải pháp về hệ kết cấu chịu lực 19

1.3 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu 20

1.3.1 Lựa chọn hệ khung chịu lực 20

1.3.2 Giải pháp móng cho công trình 20

1.3.3 Kết cấu sàn 20

1.4.2 Chọn kích thước tiết diện dầm 25

1.4.3 Chọn kích thước tiết diện cột 27

1.4.4 Chọn kích thước vách và lõi 29

1.4.5 Lựa chọn kết cấu tầng hầm 29

Chương 2 31

Xác định tải trọng tác dụng và nội lực của kết cấu 30

2.1 Tải trọng đứng tác dụng lên sàn 31

2.1.1 Tĩnh tải 31

2.1.2 Hoạt tải sàn 38

2.2 Tải trọng đứng tác dụng công trình 38

2.2.1 Trọng lượng bản thân dầm 38

2.2.2 Trọng lượng bản thân cột 38

2.2.3 Tải trọng tường truyền lên dầm và cột 39

2.2.4 Tải trọng từ bể nước mái truyền xuống 42

2.3 Xác định tải trọng ngang tác dụng vào công trình.( tải trọng gió ) 44

2.3.1 Thành phần gió tĩnh 45

2.3.2 Thành phần gió động 46

2.3.3 Tổ hợp tải trọng gió 50

2.3.4 Thành phần động đất 50

2.4 Xác định nội lực 55

2.4.1 Phương pháp tính toán 55

2.4.2 Các trường hợp tải trọng 55

2.4.3 Tổ hợp tải trọng 56

2.5 Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh công trình 56

2.6 Kết quả nội lực khung trục 3 56

Chương 3 57

Tính toán sàn tầng điển hình (Tầng 10) 57

3.1 Kích thước sơ bộ 57

3.1.1 Kích thước sơ bộ 57

3.1.2 Vật liệu 57

3.2 Phương pháp tính toán 57

3.2.1 Quan điểm tính toán 57

3.2.2 Sơ đồ tính 58

3.3 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn 60

3.4 Xác định nội lực bản sàn 60

3.4.1 Nội lực của bản kê bốn cạnh 60

3.4.2 Nội lực của bản dầm 63

3.5 Tính cốt thép cho sàn 63

3.5.1 Phương pháp tính 63

3.5.2 Tính toán thép sàn 63

3.6 Kiểm tra độ võng sàn 65

3.6.1 Phương pháp tính toán 65

3.6.2 Tính toán độ võng 65

3.7 Bố trí cốt thép 67

3.7.1 Khoảng cách lớp bảo vệ 68

3.7.2 Khoảng cách của cốt thép 68

3.7.3 Bố trí cốt thép sàn phối hợp 68

Chương 4 69

Tính toán cầu thang bộ (CT1) 69

4.1 Số liệu tính toán 69

4.1.1 Bố trí kết cấu 69

4.1.2 Vật liệu 69

4.1.3 Tải trọng 69

4.2 Tính toán bản thang 72

4.2.1 Xác định nội lực : 72

4.2.2 Tính cốt thép 74

4.3 Tính toán dầm chiếu nghĩ 75

4.3.1 Tải trọng tính toán 75

4.3.2 Tính toán cốt thép 76

Chương 5 78

Tính toán thiết kế kết cấu khung trục 3 78

5.1 Tính toán dầm 78

5.1.1 Nội lực tính toán 78

5.1.3 Tính toán cốt thép cho dầm B527 - Tầng trệt 78

5.1.4 Tính toán cốt thép đai cho dầm B527 –Tầng trệt 81

5.2 Tính thép cột 85

5.2.1 Nội lực tính toán 86

5.2.2 Vật liệu 86

5.2.3 Tính toán cột điển hình C10 (Tầng trệt) 86

5.3 Tính vách khung trục 3 93

5.3.1 Phương pháp tính toán 93

5.3.2 Ví dụ tính cốt thép cho vách V1-Tầng hầm 93

Chương 6 98

Thiết kế nền móng 98

6.1 Cơ sơ lý thuyết và số liệu tính toán 98

6.1.1 Cơ sở lý thuyết 98

6.1.2 Số liệu tính toán 98

6.1.3 Tải trọng tác dụng và tổ hợp nội lực để thiết kế móng cọc 100

6.2 Thiết kế móng theo phương án cọc ép 103

6.2.1 Chọn chiều sâu chôn móng và chiều dày đài 103

6.2.2 Chọn loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc 103

6.2.3 Tính sức chịu tải của cọc 104

6.2.4 Xác định số cọc và bố trí trong cọc 106

6.2.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 108

6.2.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc ép 112

6.2.7 Tính toán và cấu tạo đài cọc 121

6.2.8 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu cọc và dựng cọc 125

6.3 Thiết kế nền móng theo phương án cọc khoan nhồi 126

6.3.1 Chọn chiều sâu chôn móng và chiều dày đài 126

6.3.2 Chọn loại cọc và chiều sâu đặt mũi cọc 126

6.3.3 Tính sức chịu tải của cọc 126

6.3.4 Xác định số cọc và bố trí trong cọc 129

6.3.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 130

6.3.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc nhồi 133

6.3.7 Tính toán và cấu tạo đài cọc 140

6.4 Chọn giải pháp nền móng 144

6.4.1 Tổng hợp vật liệu : 144

6.4.2 So sánh phương án móng cọc 144

6.4.3 Lựa chọn phương án móng cọc 145

PHẦN III 146

THI CÔNG (20%) 146

Chương 1 147

Khái quát công trình 147

1.1.Vị trí xây dựng công trình 147

1.2.Địa chất công trình 147

1.3.Đặc điểm công trình 147

1.3.1.Kiến trúc 147

1.3.2.Kết cấu 148

1.3.3.Nền móng 148

1.4.Điều kiện thi công 148

1.4.1.Tình hình cung ứng vật tư 148

1.4.2.Máy móc và thiết bị thi công 148

1.4.3.Nguồn nhân công xây dựng 148

1.4.4.Nguồn nước thi công 148

1.4.5.Nguồn điện thi công 148

1.4.6.Thiết bị an toàn lao động 149

1.5 Phương hướng thi công tổng quát 149

Chương 2 150

Thi công cọc khoan nhồi 150

2.1 Số liệu thiết kế 150

2.2 Vật liệu thi công cọc khoan nhồi 151

2.3 Chọn máy thi công cọc khoan nhồi 151

2.3.1 Máy khoan nhồi 151

2.3.2 Máy cẩu 151

2.3.3 Chọn búa rung để hạ ống vách 152

2.3.4 Máy trộn Bentônite 153

2.4 Trình tự thi công cọc khoan nhồi 157

2.4.1 Công tác chuẩn bị 157

2.4.2 Công tác khoan tạo lỗ 159

2.4.3 Đổ bê tông 163

2.4.4 Rút ống vách và vệ sinh đầu cọc 163

2.4.5 Hoàn thành cọc 163

2.4.6 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi bằng phương pháp siêu âm 163

2.5 Tính nhu cầu nhân lực và thời gian thi công cọc 164

2.5.1 Nhân công lao động trên công trường: 164

2.5.2 Thời gian thi công cọc khoan nhồi 164

Chương 3 167

Lập biện pháp thi công đào đất 167

3.1 Tổng quan 167

3.2 Công tác chuẩn bị phục vụ thi công đất 167

3.2.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công đất 167

3.2.2 Tính toán số lượng, chiều dài và biện pháp ép cừ 167

3.3 Thi công đào đất 171

3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật khi thi công đào đất 171

3.3.2 Lựa chọn phương án thi công đào đất 172

3.3.3 Tính toán khối lượng đào đất 173

3.3.4 Chọn máy thi công đất 174

3.3.5 Tổ chức mặt bằng thi công đất 176

Chương 4 177

Lập biện pháp thi công đài, giằng móng 177

4.1 Công tác phá đầu cọc 177

4.1.1 Phương pháp thi công và khối lương công việc 177

4.1.2 Biện pháp kĩ thuật thi công 178

4.2 Công tác đổ bê tông lót 178

4.3 Công tác cốt thép đài và giằng móng 179

4.4 Công tác ván khuôn móng 180

4.5 Công tác bê tông móng 182

4.5.1 Lựa chọn phương án thi công 182

4.5.2 Biện pháp kĩ thuật thi công đài giằng móng 182

4.5.3 Chọn máy thi công đài, giằng móng 183

4.6 Công tác bảo dưỡng bê tông 185

4.7 Công tác tháo ván khuôn móng 185

4.8 Thi công lấp đất hố móng 185

4.8.1 Yêu cầu kĩ thuật khi thi công lấp đất 185

4.8.2 Lựa chọn phương án thi công lấp đất 185

4.8.3 Tính toán khối lượng công tác đắp đất hố móng 185

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN :KẾT CẤU XÂY DỰNG

-oOo -

PHẦN I KIẾN TRÚC (10%) Nội dung:

Chủ nhiệm bộ môn: Sinh viên thực hiện:

PGS NGÔ ĐĂNG QUANG NGUYỄN QUANG MINH

Giáo viên hướng dẫn: Lớp : XDDD1-K50

ThS VŨ VĂN HIỆP Mssv: 5051101091

Chương 1 Giải pháp kiến trúc

1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đang có những bước phát triển mạnh

mẽ của thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Song song với những thành tựu vượt bậc về kinh tế, những sức ép của nó lên xã hội cũng ngày càng nặng nề Đặc biệt ở những thành phố lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh, nhu cầu về lao động tăng đã dẫn đến sự bùng nổ dân số đô thị Trong điều kiện đất đai còn hạn hẹp, việc đảm bảo điều kiện ăn ở sinh hoạt của công nhân viên chức làm việc trong các nhà máy, các khu công nghiệp là vấn đề cấp thiết đặt ra không chỉ cho các công ty mà còn là vấn đề của toàn xã hội Để đáp ứng nhu cầu đó, giải pháp xây dựng các khu chung cư cao tầng dành cho người dân có thu nhập thấp và trung bình chắc chắn sẽ là giải pháp mang tính khả thi hơn

cả Cũng như hàng loạt các khu chung cư cao tầng khác đã, đang và sẽ được xây dựng, khu chung cư cao tầng Tân Tạo I là một công trình kiến trúc nhằm phục vụ cho yêu cầu

đó

Yêu cầu cơ bản của công trình:

+ Công trình thiết kế cao tầng, kiến trúc đẹp mang tính hiện đại, thanh thoát Đáp ứng phù hợp với yêu cầu sử dụng và các quy định chung của quy hoạch thành phố trong tương lai

+ Đảm bảo phục vụ tốt cho quá trình làm việc, đi lại và sinh hoạt của người dân

+ Bố trí sắp xếp các phòng ở thuận tiện cho sinh hoạt cũng như phù hợp với truyền thống

và các nhu cầu riêng của từng hộ dân

+ Có các khu vực riêng phục vụ cho nhu cầu giao dịch-thanh toán, mua sắm, đi lại

+ Bố trí thang máy, thang bộ đầy đủ đảm bảo giao thông thuận tiện và yêu cầu thoát hiểm

+ Bố trí đầy đủ các thiết bị kỹ thuật có liên quan như điện, nước, cứu hoả, vệ sinh và an ninh

1.2 Giới thiệu công trình

Tên công trình: CHUNG CƯ CAO TẦNG TÂN TẠO I

1.2.1 Địa điểm xây dựng công trình và mục đích sử dụng

Chủ đầu tư là Công ty cổ phần đầu tư và xây dựng Bình Chánh (BCCI) Công trình được xây dựng trên khu đất dành cho dự án xây dung khu căn hộ của công ty BCCI, tại P.Tân Tạo A, Q Bình Tân, TP Hồ Chí Minh Công trình được xây dựng ở ngoại thành thành

một toà nhà cao 17 tầng, toà nhà là một quần thể kiến trúc khang trang và thuận lợi cho nhu cầu sinh hoạt cũng như giải trí của người dân trong khu vực

Phối cảnh khu căn hộ Tân Tạo

Vị trí công trình

Toà nhà cùng với các khu nhà cao tầng khác chắc chắn sẽ tạo nên một quần thể kiến trúc mới của thành phố mang dáng vẻ công nghiệp, hiện đại, phù hợp với lối sống mới hiện nay ở nước ta

Công trình nằm trong quy hoạch tổng thể, phù hợp với cảnh quan đô thị và có mối liên hệ chặt chẽ với các công trình xung quanh, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống giao thông, điện, nước, thông tin liên lạc và an ninh

1.2.2 Qui mô, kích thước của công trình

Với đặc thù là một khu chung cư cao tầng phục vụ chủ yếu cho nhu cầu sinh hoạt của tầng lớp công nhân viên chức có thu nhập vào loại trung bình và tương đối khá của xã hội, công trình được phân chia thành các khu chức năng như sau:

Khu dịch vụ, giải trí:

+ Bao gồm một tầng hầm dùng làm ga-ra để xe với sức chứa 20 xe ô tô

+ Tầng trệt là khu vực dịch vụ có diện tích 1520 m2 bao gồm có sơ giao dịch ngân hàng, văn phòng cho thuê, quầy dịch vụ, văn phòng ban quản lý chung cư và khu vệ sinh công cộng Tầng trệt được bố trí rất 2 lối vào theo hai hướng đối diện nhau nhằm đem lại sự thuận tiện tối đa cho khách hàng đến mua sắm cũng như những người dân sinh sống trong chung cư

+ Với đặc thù là một khu chung cư cao tầng, toà nhà đã được thiết kế theo nguyên tắc đảm bảo tối đa nhu cầu của người sử dụng, mọi sự bố trí đều có tính toán kỹ nhằm đem lại sự thoải mái nhất trong mức có thể cho người dân

Với quy mô như trên, theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Phân loại , phân cấp công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị thì công trình là công trình cấp II (xét theo số tầng và chiều cao)

1.3 Các giải pháp kiến trúc công trình

1.3.1 Giải pháp mặt bằng

Công trình có tổng diện tích xây dựng khoảng 1520 m2, có kích thước 40x38 m Mặt bằng được thiết kế khá đối xứng đơn giản và gọn, do đó khả năng chống xoắn và chịu tải

Tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng của công trình: L/B = 40/38 = 1,05

Hệ thống cầu thang máy gồm một hệ thống thang máy gồm có 4 buồng được bố trí cùng với hệ thống thang bộ Thang máy cùng với thang bộ được bố trí ngay ở giữa nhà thuận tiện cho việc giao thông liên hệ giữa các tầng Có 2 thang thoát hiểm bố trí đối xứng nhau đảm bảo thoát hiểm an toàn khi có sự cố hoả hoạn xảy ra Mỗi tầng đều có 1 cửa đổ rác được bố trí trong khu vực vách thang máy đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường

khách hàng có thể vào khu vực bán hàng qua rất nhiều cửa khác nhau được bố trí ở mọi hướng của công trình Các khu vệ sinh được tính toán đảm bảo nhu cầu sử dụng, bố trí thuận lợi, tiện nghi và lịch sự Để lên các tầng trên, có thể sử dụng thang máy hoặc thang

bộ , thang máy gồm 4 buồng, đã được tính toán phù hợp với lưu lượng người sử dụng Với khu vực nhà ở chung cư từ tầng 2 trở lên được bố trí riêng biệt với khu dịch vụ ở tầng trệt nên tạo được không gian riêng cho các hộ gia đình sử dụng

Từ tầng 2-15 mỗi tầng có 8 căn hộ, bốn căn hộ loại A có diện tích khoảng 109,6 m2 bao gồm 1 phòng khách, 2 phòng ngủ, 1 khu vệ sinh riêng cho phòng ngủ 2 và 1 khu vệ sinh chung cho các phòng Bốn căn hộ loại B có diện tích 104,4 m2 bao gồm 1 phòng khách được bố trí cùng với 1 khu vệ sinh, 3 phòng ngủ và 1 khu vệ sinh riêng biệt cho phòng ngủ 2 Các phòng đều được bố trí hợp lý để đảm bảo độ chiếu sáng và thông thoáng cho sinh hoạt trong nhà Giữa các căn hộ có thể liên lạc với nhau qua hệ thống sảnh hành lang

từ cầu thang máy và thang bộ vào Trên tầng mái bố trí phòng kỹ thuật thang máy, 2 bể nước mái có dung tích khoảng 70 m3

Giải pháp liên hệ phân khu: Sử dụng giải pháp phân khu theo tầng và từng khu vực trong tầng Do toà nhà có hai khu chức năng cơ bản như đã nêu ở trên, nên sử dụng giải pháp này tạo ra sự rõ ràng, quan hệ giữa các khu chức năng chặt chẽ, đồng thời thông thoáng tốt, kết cấu đơn giản

1.3.2 Giải pháp mặt đứng

Công trình gồm 17 tầng, cao 54,2 m, hình dáng cân đối trong đó:

- Tầng hầm : Cao 3,3 m được sử dụng làm ga-ra để xe và đặt 1 số phòng chức năng như phòng kỹ thuật nước, phòng thường trực, khu gom rác

- Tầng trệt : Cao 3,6 m, bố trí làm khu dịch vụ và văn phòng cho thuê

- Tầng 2-15: Cao 3,4 m, bố trí làm khu căn hộ

- Tỉ số giữa độ cao và bề rộng công trình: H/B = 54,2/38 = 1,43

Toàn bộ công trình là một khối nhà có mặt bằng gần vuông được bộ trí tương đối đối xứng Công trình vừa có dáng vẻ bề thế, hiện đại, vừa mang tính nhẹ nhàng, uyển chuyển, phù hợp với cảnh quan môi trường xung quanh

Việc sử dụng các ô cửa, các mảng kính màu xanh, sơn tường màu vàng nâu và trắng phối hợp tạo ấn tượng hiện đại, bề thế , trang trọng đồng thời đảm bảo chiếu sáng tự nhiên cho các phần bên trong Ngoài ra một phần tầng các tầng dưới cùng được ốp đá Granit làm tăng tính thẩm mỹ cho công trình

tự nhiên, tạo điều kiện vi khí hậu tốt cho sức khoẻ con người

1.4 Các giải pháp kĩ thuật tương ứng của công trình.

1.4.1 Hệ thống giao thông

Giao thông theo phương đứng trong công trình được đảm bảo bằng hệ thống cầu thang gồm : 04 buồng thang máy và 03 cầu thang bộ được bố trí đảm bảo thuận tiện cho việc đi lại Cầu thang máy được bố trí bên trong lõi thang máy, 2 cầu thang bộ chính rộng 3,35m gồm hai vế thang, 2 cầu thang bộ phụ rộng 2,6m gồm hai vế thang, được bố trí đối xứng nhau trên mặt bằng làm thang thoát hiểm

Giao thông theo phương ngang được đảm bảo bởi các hành lang bố xung quanh lõi thang máy và sảnh

1.4.3 Hệ thống cấp điện

Nguồn điện của khu nhà lấy từ nguồn điện của mạng lưới điện thành phố

Toàn bộ mạng điện trong công trình được bố trí đi ngầm trong tường, cột và trần nhà Gồm hai đường dây : Một đường chính nối từ lưới điện thành phố, một đường dây phụ

dự phòng nối từ máy phát điện có thể hoà vào mạng lưới chính khi đường dây chính mất điện

Mỗi tầng, mỗi khu vực đều có các thiết bị kiểm soát điện như aptomat, cầu dao

1.4.4 Hệ thống cấp, thoát nước, xử lý rác thải

Hệ thống cấp nước sinh hoạt:

Nước từ hệ thống cấp nước chính thành phố được chuyển qua đồng hồ tổng và qua hệ thống máy bơm đặt ở phòng kỹ thuật nước tại tầng hầm để gia tăng áp lực nước, đưa nước lên bể chứa trên mái

Nước từ bể được đưa xuống các tầng theo nguyên tắc đảm bảo áp lực nước cho phép, điều hoà lưu lượng và phân phối nước sinh hoạt cho công trình theo sơ đồ phân vùng và điều áp

Hệ thống thoát nước:

Nước thải sinh hoạt, nước mưa được thu vào sênô, các ống dẫn đưa qua hệ thống xử lý sơ

bộ rồi mới đưa vào hệ thống thoát nước thành phố đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường

Hệ thống xử lý rác thải:

Rác thải sinh hoạt được thu ở mỗi tầng được xử lý ở 2 cửa đổ rác được bố trí ở trong lõi

rác ở mỗi tầng xuống thẳng khu gom rác ở tầng hầm rồi được đưa tới khu xử lý rác của thành phố

1.4.5 Hệ thống điều hoà không khí

Khu nhà sử dụng hệ thống điều hoà chung tâm cho khu giải trí mua sắm ở tầng trệt và sử dụng hệ thống điều hòa riêng cho từng căn hộ từ tầng 2 đến tầng 13, đảm bảo sự chủ động cao nhất cho người sử dụng Sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo nhằm tạo nhiệt

độ và độ ẩm thích hợp cho sự hoạt động bình thường của con người Các máy điều hoà không khí được đặt ở ban công phía mặt thoáng của công trình

1.4.6 Hệ thống phòng hoả và cứu hoả

a.) Hệ thống báo cháy

Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở hành lang hoặc sảnh của mỗi tầng Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy Khi phát hiện có cháy, phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịp thời kiểm soát khống chế hoả hoạn cho công trình

b.) Hệ thống cứu hoả

- Nước: Được lấy từ bể ngầm và các họng cứu hoả của khu vực Các đầu phun nước được bố trí ở từng tầng theo đúng tiêu chuẩn phòng cháy, chữa cháy Đồng thời, ở từng phòng đều bố trí các bình cứu cháy khô

- Thang bộ: Được bố trí đối xứng và có kích thước phù hợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hoả hoạn hay các sự cố khác

1.4.7 Hệ thống chống sét

Công trình được thiết lập hệ thống chống sét bằng thu lôi chống sét trên mái đảm bảo an toàn cho công trình trong việc chống sét

1.5 Điều kiện địa chất thủy văn

Công trình nằm ở TP.Hồ Chí Minh, nhiệt độ bình quân trong năm là 270C, nhiệt độ giữa tháng cao nhất là 400C và thấp nhất là 13,80C Thời tiết chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa , mùa khô Độ ẩm trung bình 74,5% - 80% Hai hướng gió chủ yếu là gió Tây-Tây Nam

và Bắc - Đông Bắc, tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8, tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11, tốc độ gió lớn nhất là 2,8m/s

Địa chất công trình thuộc loại đất hơi yếu, nên phương án chọn móng hợp lý nhất là móng cọc khoan nhồi cắm sâu vào lớp đất tốt, đảm bảo độ lún cho phép (xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kế móng)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN :KẾT CẤU XÂY DỰNG

-oOo -

PHẦN II KẾT CẤU (70%)

Nhiệm vụ:

- Thiết kế phần thân:

+ Thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối

+ Thiết kế cầu thang CT1

+ Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép khung trục 3

- Thiết kế phần ngầm:

+ Thiết kế móng cọc bê tông cốt thép đúc sẳn

+ Thiết kế móng cọc khoan nhồi

Chủ nhiệm bộ môn: Sinh viên thực hiện:

PGS NGÔ ĐĂNG QUANG NGUYỄN QUANG MINH

Giáo viên hướng dẫn: Lớp :XDDD1-K50

ThS VŨ VĂN HIỆP Mssv: 5051101091

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

Chương 1 Lựa chọn giải pháp kết cấu

1.1 Giải pháp về vật liệu

- Nhà cao tầng thường sử dụng vật liệu kim loại hoặc bê tông cốt thép

- Công trình làm bằng thép hoặc các kim loại khác có ưu điểm là độ bền tốt, công trình nhẹ nhàng đặc biệt là tính dẻo lớn Do đó công trình này khó bị sụp đổ hoàn toàn khi có chấn động địa chất xảy ra

- Kết cấu bằng BTCT thì công trình nặng nề hơn, do đó kết cấu móng phải lớn Tuy nhiên kết cấu BTCT khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép: Kết cấu BTCT tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo tốt của thép bằng cách đặt nó vào vùng kéo của bê tông

- Từ những phân tích trên ta chọn vật liệu cho kết cấu công trình bằng BTCT Dự kiến các vật liệu xây dựng chính sử dụng như sau:

a.) Bê tông:

- Công trình được sử dụng bê tông Bê tông B25 cho tất cả các cấu kiện kết cấu bao gồm cột, dầm sàn và vách với các chỉ tiêu như sau :

+ Khối lượng riêng :   25(kN m/ 3 )

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén : R b  14,5MPa 14,5.10 ( 3 kN m/ 2 )

+ Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: R bt  1,05MPa 1,05.10 ( 3 kN m/ 2 )

+ Hệ số làm việc của bê tông : b 1

+ Mô đun đàn hồi : E b  30.10 3MPa 30.10 ( 6 kN m/ 2 )

- Bê tông cấp độ bền B25, phụ gia chống thấm cho bản sàn và vách tầng hầm

- Bê tông cấp độ bền B25 cho cấu kiện đài và giằng móng

+ Cường độ chịu nén của cốt thép :

1.2 Giải pháp về hệ kết cấu chịu lực

- Trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng vấn đề kết cấu chiếm vị trí rất quan trọng Việc chọn các hệ kết cấu khác nhau trực tiếp liên quan đến vấn đề bố trí mặt bằng, hình thể khối đứng và độ cao các tầng, thiết bị điện và đường ống, yêu cầu về kỹ thuật thi công và tiến độ thi công, giá thành công trình Đặc điểm chủ yếu của nó là:

- Tải trọng ngang là nhân tố chủ yếu của thiết kế kết cấu Đối với nhà cao tầng nội lực

và chuyển vị do tải trọng ngang gây ra là rất lớn, do vậy tải trọng ngang của nhà cao tầng

là nhân tố chủ yếu trong thiết kế kết cấu

- Nhà cao tầng theo sự gia tăng của chiều cao, chuyển vị ngang tăng rất nhanh, trong thiết kế kết cấu không chỉ yêu cầu kết cấu có đủ cường độ, mà còn yêu cầu có đủ độ cứng

để chống lại lực ngang, để dưới tác động của tải trọng ngang chuyển vị ngang của kết cấu hạn chế trong phạm vi nhất định

- Yêu cầu chống động đất càng cao: Trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần phải thiết

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

đương cấp thiết kế, qua sửa chữa vẫn có thể sử dụng bình thường, vì vậy cần đảm bảo kết cấu có tính dãn tốt

1.3 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu

1.3.1 Lựa chọn hệ khung chịu lực

- Qua phân tích trên với quy mô công trình 17 tầng có tổng chiều cao 54,2 m, chọn hệ kết cấu khung - vách cứng kết hợp với sơ đồ khung giằng Trong đó vách cứng là hệ thống lõi thang máy, thang bộ và các vách bố chí ở bốn góc công trình Hệ thống khung bao gồm cột và dầm bố trí quanh chu vi nhà

1.3.2 Giải pháp móng cho công trình

- Vì công trình là nhà cao tầng nên tải trọng truyền xuống móng sẽ rất lớn, mặt khác do chiều cao lớn đòi hỏi có độ ổn định cao mới chịu được tải trọng ngang (gió, động đất) Vì vậy phương án móng sâu là duy nhất phù hợp để chịu được tải trọng từ công trình truyền xuống Theo báo cáo địa chất công trình (xem phần thiết kế móng) và tính chất của công trình, ta có thẻ sủ dụng phương án kết cấu móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc phương án kết cấu móng cọc khoan nhồi Ta cần có tính toán cụ thể cho từng phương án , sau đó so sánh các điều kiện kinh tế kĩ thuật để chọn ra phương án tối ưu nhất

1.3.3 Kết cấu sàn

- Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn đến đến 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

 Dựa vào đặc điểm kiến trúc của công trình, ta thấy công trình có các dầm có độ dài

10 m, do vậy ta cần sử dụng các hệ dầm phụ để chia nhỏ dầm trên đồng thời từ đó giảm chiều dày bản sàn, tạo khoang thông thuỷ thích hợp tạo ra không gian thông thoáng, rộng rãi cho công trình khi dưa vào sử dụng Đồng thời từ những kiến thức

đã được đào tạo ở nhà trường, em đề xuất phương án sàn sườn BTCT toàn khối (sàn tựa lên dầm, dầm tựa lên cột, dàm phụ chia nhỏ dầm chính thành các dầm có kích thước hợp lí)

1.4 Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện

Dựa vào tỉ số l2/l1 để xác định loại ô bản:

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D20x50 D20x50 D20x50

C30x30 C30x30

4200 3800 3100 2400 1500

10000 8000

5500 1500

40000

C40x40

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D20x50 D20x50 D20x50

C50x60 C80x80 C30x30 C30x30

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D20x50 D20x50 D20x50

C40x50

C40x50 C70x70

C30x30 C30x30

D20x50

C60x60 C70x70

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D20x50 D20x50 D20x50

C40x40 C60x60 C30x30 C30x30

D20x50

hs=120mm hs=120mm

hs=120mm hs=120mm

C50x50

Chọn ô bản làm việc theo 2 phương có phương cạnh ngắn lớn nhất S3(4200 5000 mm)để tính

1.4.2 Chọn kích thước tiết diện dầm

Căn cứ vào điều kiện kiến trúc, bước cột và công năng sử dụng của công trình mà chọn giải pháp dầm cho phù hợp

- Dựa vào cuốn “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình ” Trang 151 ta có :

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM

Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h Chiều rộng b

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

1.4.3 Chọn kích thước tiết diện cột

- Theo cơng thức (1 – 3) trang 20 sách “ Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép ” của GS.TS Nguyễn Đình Cống, tiết diện cột A yc A0được xác định theo cơng thức :

b

k N A R



E

F

G H

C3 C1

DIỆN CHỊU TẢI CỦA CỘT C1

2 0

2 0

1, 2.15.0,1.275.710

2067,35( ) 170

Ta kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo công thức:  0 0

b l

Trong đó l0 là chiều dài tính toán Đây là kết cấu khung nhà nhiều tầng có liên kết cứng giữa dầm và cột, kết cấu đổ toàn khối khung có 3 nhịp trở lên nên ta có:

0

2,52

- Chọn sơ bộ tiết diện cột góc C2:

2 0

1, 2.15.0,1.(400.675 275.190)

3412,06( ) 170

1, 2.15.0,14.(400.675 275.190)

4776,88( ) 170

- Chọn sơ bộ tiết diện cột giữa C3:

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

2 0

2 0

1,1.15.0,1.675.900 5896,32( )

170 1,1.15.0,14.675.900 8254,85( )

- Kiểm tra điều kiên ổn định của cột:

Ta kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo công thức:  0 0

b l

- Kích thước của các cấu kiện vách, lõi lấy theo các quy định TCXD 198-1997:

+ Độ dày vách không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

+ Ngoài ra, khi thiết kế kết cấu vách có yêu cầu phòng chống động đất, nếu đầu vách không có vách cắt thẳng góc với nó, hoặc không có cánh mà chiều rộng không nhỏ hơn 1/5 chiều cao tường thông thuỷ thì trong phạm vi hai đầu vách phải tăng chiều dày, chiều dày không nhỏ hơn 1/10 chiều cao tầng

+ Lỗ cửa trên kết cấu vách cứng nếu có nên bố trí đều, tác dụng của động đất sẽ tập trung vào chân vách nào có độ cứng tương đối nhỏ

- Kích thước tiết diện vách được lựa chọn và thẻ hiện như hình vẽ:

- Sàn tầng hầm ở độ sâu 2,2 m so với cốt tự nhiên Bệ thang máy hạ cốt -1,8 m so với sàn tầng hầm Vậy khi thi công tầng hầm ta phải đào 5-6 m Chiều sâu hố đào không lớn lắm mặt khác lớp đất ở phía trên là lớp đất yếu không ổn định và xung quanh công trình xây dung là khu dân cư nên ta không thể đào mái taluy khi thi công tầng hầm Nên ở đây

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

Chương 2 Xác định tải trọng tác dụng và nội lực của kết cấu

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70

D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

C30x30 C30x30

D30x70 D30x70 D30x70 D40x70 D40x70 D40x70

D30x70 D30x70 D30x70 D30x70

D20x50 D20x50 D20x50 D20x50

D20x50 D20x50 D20x50

MẶT BẰNG KẾT CẤU

2.1 Tải trọng đứng tác dụng lên sàn

2.1.1 Tĩnh tải

a Tỉnh tải do các lớp cấu tạo

Chỉ tính phần tỉnh tải do các lớp cấu tạo, các bộ phận thiết bị phụ tác dụng lên các ô sàn,

phần tải trọng bản thân sàn chương trình Etabs tự tính

Hình 2.1: Cấu tạo bản sàn

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau:

Bảng 2.1: Tính trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn

Lớp chống thấm 0,005 18 0,09 1,3 0,117 Lớp trát trần 0,015 18 0,27 1,3 0,351

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

Bảng 2.3: Tính trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn mái

Lớp vật liệu

Chiều

(m) (kN/m3) (kN/m2) γfi (kN/m2)Gạch chống nóng 0,03 18 0,54 1,1 0,594

Ximăng lót B5 0,02 18 0,36 1,3 0,468

Lớp chống thấm 0,005 18 0,09 1,3 0,117 Lớp trát trần 0,015 18 0,27 1,3 0,351

b Tĩnh tải do trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn

Đối với các tường đặt trên dầm, tính thành tải phân bố theo chiều dài dầm

Đối với các tường không đặt lên dầm, xem tải tường như hoạt tải phân bố đều và lấy không nhỏ hơn 75 daN/m2 = 0,75 kN/m2

Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát):

tr tr tr g

Bảng 2.4: Tải trọng do tường xây (Tầng 2-15)

Tổng tĩnh tải trên sàn:

Bảng 2.5: Tĩnh tải trên sàn (Tầng 2-15)

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

c Tầng trệt

Chỉ có ô sàn S7 là có tường 100 xây trên sàn ở khu vệ sinh, 2 sàn S1 có bố trí hệ thống các cửa kính cao 2.2m còn các ô sàn tầng trệt khác không có tường

Bảng 2.6: Tĩnh tải trên sàn (Tầng trệt)

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

Bảng 2.7: Hoạt tải trên sàn

2.1.2 Hoạt tải sàn

Bảng 2.8 Hoạt tải tầng trệt

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

Hoạt tải sàn mái : tất cả các ô sàn đều chịu tác dụng tải trọng là :

2.2.3 Tải trọng tường truyền lên dầm và cột

- Đối với mảng tường có cửa : Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng tường + cửa phân bố đều trên dầm

Nếu hai biên của tường không có cột thì xem như toàn bộ tường truyền vào dầm

Hình 2.2: Sơ đồ truyền tải trọng tường đặc lên dầm và cột

l d

30°

60°

lÊy thµnh lùc tËp truyÒn vµo cét

GVHD: ThS VŨ VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN QUANG MINH – LỚP XDD&CN1 K50

-Do lượng tường có hai biên tiếp xúc với cột quá ít nên để đơn giản ta xem toàn bộ tường truyền vào dầm và phần lớn các tường đều có cửa sổ hoặc không hoàn toàn đặc nên chỉ xét tải trọng phân bố đều lên dầm

Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát):