Thiết kế toà nhà công ty cổ phần xây dựng 47

trong công trình... Khi gi i quy t bài toán này sai phân.

L I NÓI U

t n c ta đang trong th i k công nghi p hóa, hi n đ i hóa nên vi c phát tri n các c s

đi u ki n cho s phát tri n c a đ t n c, đ a đ t n c h i nh p v i th gi i m t cách nhanh

s phát tri n c a c s v t ch t, h t ng c bi t là s đ u t c a các công ty n c ngoài Các tòa nhà cao c, v n phòng, chung c m c lên ngày càng nhi u là minh ch ng cho vi c này

bài ki m tra giúp cho các sinh viên t ng h p l i các ki n th c đã h c và t p làm quen v i vi c thi t k và t ch c thi công m t công trình th c t tr c khi b c vào ngh

L I C M N

s c nh t, v i t t c nh ng gì th y đã ch b o, s quan tâm t n tình, đ t bi t v i t m lòng yêu

sau này

Tôi xin c m n các b n bè XD08A1 và các b n trong khoa Xây D ng và i n, nh ng

có nh ng trao đ i, ch b o h t s c chân thành và th ng th ng

không quên

Trân tr ng bi t n!

TP H Chí Minh, tháng 01 n m 2013

Sinh viên th c hi n

Nguy n Tr n L nh

M C L C

L I NÓI U

L I C M N

M C L C

CH NG 1 : T NG QUAN V CÔNG TRÌNH 1

1.1 M C ÍCH XÂY D NG CÔNG TRÌNH 1

1.2 V TRÍ VÀ C I M CÔNG TRÌNH 1

1.3 GI I PHÁP K THU T 2

1.3.1 H th ng đi n 2

1.3.2 H th ng n c 2

1.3.3 Thông gió 2

1.3.4 Chi u sáng 2

1.3.5 Phòng cháy thoát hi m 2

1.3.6 Ch ng sét 3

1.3.7 H th ng thoát rác 3

CH NG 2 : T NG QUAN V K T C U CÔNG TRÌNH 4

2.1 GI I PHÁP K T C U CÔNG TRÌNH 4

2.2 L A CH N V T LI U 4

2.2.1 Yêu c u v v t li u trong nhà cao t ng 4

2.2.2 Ch n v t li u s d ng cho công trình 4

2.3 KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN H K T C U 5

2.3.1 Mô hình tính toán 5

2.3.2 Các gi thi t tính toán nhà cao t ng 6

2.3.3 T i tr ng tác d ng lên công trình 6

2.3.4 Ph ng pháp tính toán xác đ nh n i l c 6

2.3.5 L a ch n công c tính toán 7

CH NG 3 : TÍNH TOÁN SÀN T NG I N HÌNH 8

3.1 CH N KÍCH TH C S B 8

3.1.1 Ch n s b kích th c d m 8

3.1.2 Ch n s b kích th c sàn 9

3.2 XÁC NH T I TR NG TÍNH TOÁN 9

3.2.1 T nh t i 9

3.2.2 Ho t t i ( L y theo TCVN 2737-1995) 11

3.2.3 T ng t i tr ng tác d ng lên sàn q 13

3.4 LÝ THUY T TÍNH TOÁN 14

3.4.1 S đ tính 14

3.4.2 Xác đ nh n i l c 15

3.4.3 Tính c t thép 16

3.5 TÍNH TOÁN VÀ KI M TRA VÕNG C A Ô SÀN 21

3.5.1 Ki m tra kh n ng ch u c t ph ng 21

3.5.2 Ki m tra đ võng c a sàn 21

CH NG 4 : THI T K C U THANG T NG I N HÌNH 23

4.1 C U T O C U THANG T NG I N HÌNH 23

4.2 XÁC NH CÁC KÍCH TH C C B N 23

4.3 XÁC NH T I TR NG 24

4.3.1 B n chi u ngh 24

4.3.2 B n thang nghiêng 26

4.4 XÁC NH N I L C 27

4.5 TÍNH TOÁN C T THÉP 28

4.5.1 B n thang 28

4.5.2 D m chi u ngh (200x300)mm 29

CH NG 5 : TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN 32

5.1 S TÍNH C A KHUNG 32

5.2 CH N KÍCH TH C S B 33

5.2.1 Ch n kích th c s b cho sàn 33

5.2.2 Ch n kích th c s b cho d m 33

5.2.3 Ch n kích th c s b cho c t 33

5.3 V T LI U S D NG 35

5.3.1 Bêtông 35

5.3.2 C t thép 36

5.4 XÁC NH T I TR NG TÁC D NG LÊN CÔNG TRÌNH 36

5.4.1 T i tr ng th ng đ ng 36

5.4.2 T i tr ng ngang 38

5.5 T H P N I L C 55

5.5.1 nh ngh a các tr ng h p t i tr ng (Define Static Load Case Name) trong Etabs 55

5.5.2 nh ngh a các t h p t i tr ng (Define Load Combonations) trong Etabs 55

5.6 TÍNH TOÁN C T THÉP KHUNG TR C 4 59

5.6.1 N i l c dùng đ tính toán c t thép 59

5.6.2 S đ và ký hi u ph n t khung tr c A 60

5.6.3 V t li u s d ng 61

5.6.4 Tính toán c t thép d m khung tr c 4 61

5.6.5 Tính toán c t thép c t khung tr c 4 68

5.6.6 Ki m tra chuy n v đ nh công trình 78

CH NG 6 : A CH T CÔNG TRÌNH 79

6.1 PH NG PHÁP TH C HI N 79

6.2 PH NG PHÁP THÍ NGHI M 79

6.3 C TÍNH TH Y V N 79

6.4 K T QU KH O SÁT K THU T 79

CH NG 7 : THI T K MÓNG C C ÉP 83

7.1 C U T O 83

7.2 U I M, NH C I M C A C C ÉP BÊ TÔNG C T THÉP 83

7.3 CÁC LO I T I TR NG DÙNG TÍNH TOÁN 83

7.4 M T B NG PHÂN LO I MÓNG 84

7.5 V T LI U 84

7.6 C U T O C C 84

7.7 C U T O ÀI C C 85

7.7.1 Chi u cao đài 85

7.7.2 Chi u sâu đáy đài 85

7.8 TÍNH TOÁN S C CH U T I C C 85

7.8.1 S c ch u t i c a c c theo v t li u 85

7.8.2 S c ch u t i c a c c theo đ t n n 86

7.9 THI T K MÓNG M2 90

7.9.1 T i tr ng tác d ng 90

7.9.2 Tính toán s b s l ng c c 91

7.9.3 Ki m tra đi u ki n ch u t i c a c c 92

7.9.4 Ki m tra ng su t d i m i c c: 93

7.9.5 Tính lún cho d i m i c c 96

7.9.6 Tính toán k t c u đài 98

CH NG 8 : THI T K C C KHOAN NH I 101

8.1 C U T O 101

8.2 U I M, NH C I M C A C C KHOAN NH I 101

8.3 CÁC LO I T I TR NG DÙNG TÍNH TOÁN 101

8.4 M T B NG PHÂN LO I MÓNG 102

8.5 V T LI U 102

8.6 C U T O C C 102

8.7.1 Chi u cao đài 102

8.7.2 Chi u sâu đáy đài 103

8.8 TÍNH TOÁN S C CH U T I C A C C KHOAN NH I 103

8.8.1 Xác đ nh kh n ng ch u t i c c theo v t li u c c 103

8.8.2 S c ch u t i c a c c theo đ t n n 104

8.9 THI T K MÓNG M2 108

8.9.1 T i tr ng tác d ng 108

8.9.2 Tính toán s b s l ng c c 109

8.9.3 Ki m tra đi u ki n ch u t i c a c c 110

8.9.4 Ki m tra ng su t d i m i c c: 111

8.9.5 Tính lún cho móng c c 114

8.9.6 Tính toán k t c u đài 116

CH NG 9 : THI CÔNG C C ÉP 119

9.1 KHÁI QUÁT 119

9.2 KH I L NG CÔNG TÁC 119

9.3 THI T B THI CÔNG 119

9.4 CÔNG TÁC CHU N B 120

9.5 TRÌNH T THI CÔNG 121

9.5.1 Chu n b 121

9.5.2 Ép c c 121

9.5.3 Sai s cho phép 121

9.5.4 Báo cáo lý l ch c c ép 121

9.6 AN TOÀN LAO NG TRONG KHI ÉP C C 122

9.7 CÁC S C TH NG G P VÀ CÁCH KH C PH C KHI ÉP C C 122

CH NG 10 : THI T K THI CÔNG ÀI C C 123

10.1 K THU T THI CÔNG CHUNG 123

10.1.1 Công tác đ p đ u c c 123

10.1.2 Công tác đ bê tông lót 123

10.1.3 Công tác c t thép 123

10.1.4 Công tác l p d ng ván khuôn 124

10.1.5 Công tác đ bê tông đài c c 124

10.2 TÍNH TOÁN KH I L NG THI CÔNG ÀI C C 126

10.2.1 T i tr ng 126

10.2.2 Ki m tra s n ngang 127

10.2.3 S n đ ng 128

10.2.4 Cây ch ng xiên 129

CH NG 11 : THI T K THI CÔNG D M, SÀN, C T 130

11.1 TÍNH TOÁN C P PHA D M 130

11.1.1 C u t o 130

11.1.2 Tính toán và b trí thanh s n 130

11.1.3 Ch n cây ch ng 131

11.2 TÍNH TOÁN C P PHA SÀN 131

11.2.1 C u t o 131

11.2.2 Tính thanh s n 131

11.2.3 Tính c t ch ng 133

11.3 TÍNH TOÁN C P PHA C T 134

11.3.1 T i tr ng 134

11.3.2 Ki m tra s n đ ng 134

11.3.3 Ki m tra gông c t 135

11.3.4 Ki m tra cây ch ng xiên cho c t 136

11.4 TÍNH TOÁN NHU C U MÁY MÓC THI T B PH C V THI CÔNG 138

11.4.1 Ch n c n tr c tháp 138

11.4.2 Ch n máy v n th ng 140

11.4.3 Ch n xe v n chuy n bê tông 140

11.4.4 Ch n máy đ m bê tông 140

11.5 CÁC YÊU C U K THU T 141

11.5.1 Ván khuôn 141

11.5.2 C t thép 142

11.5.3 Bê tông 143

11.5.4 Ki m tra – Nghi m thu 145

PH L C 147

N I L C D M 147

D m B25 147

D m B53 158

D m B75 168

N I L C C T 179

C t C4 179

C t C16 188

C t C22 197

C t C28 206

TÀI LI U THAM KH O 216

CH NG 1 : T NG QUAN V CÔNG TRÌNH

1.1 M C ÍCH XÂY D NG CÔNG TRÌNH

đang phát tri n m nh c a khu v c Nam Trung B V i v trí thu n l i do thiên nhiên ban t ng,

tính chi n l c c a Khánh Hòa, đ c bi t là ti m n ng du l ch

phòng đ i di n c a các công ty, doanh nghi p trên đ a bàn

1.2 V TRÍ VÀ C I M CÔNG TRÌNH

Tòa nhà v n phòng công ty xây d ng 47 t a l c ngay khu trung tâm s m u t trên m t trong

trung tâm thành ph 1.5km, g n ngân hàng, siêu th Metro, ga Nha Trang, tr m d ng xe bus và

Công trình có 2 thang máy 2 thang b

L i đi l i, hành lang trong tòa nhà thoáng mát và tho i mái

đ sàn t ng h m -0.8m, c t cao đ đ nh công trình 41.71m

Công trình có d ng hình kh i th ng đ ng Chi u cao công trình là 43.96m

Công trình s d ng v t li u chính là đá Granite, s n n c, lam nhôm, khung inox trang trí

và kính an toàn cách âm cách nhi t t o màu s c hài hòa, tao nhã

trong công trình

1.3 GI I PHÁP K THU T

1.3.1 H th ng đi n

công trình

ng gen

1.3.3 Thông gió

gió, công trình s d ng gió chính là gió t nhiên, và bên c nh v n dùng h th ng gió nhân t o

và t t h n

1.3.4 Chi u sáng

c n thi t và các yêu c u v màu s c

1.3.5 Phòng cháy thoát hi m

D c hành lang b trí các h p ch ng cháy b ng các bình khí CO2

1.3.6 Ch ng sét

1.3.7 H th ng thoát rác

l i đ a xu ng gian rác d i t ng h m, t đây s có b ph n đ a rác ra kh i công trình

CH NG 2 : T NG QUAN V K T C U CÔNG TRÌNH

2.1 GI I PHÁP K T C U CÔNG TRÌNH

H k t c u c a công trình là h khung bê tông c t thép toàn kh i

C u thang b b ng bê tông c t thép toàn kh i

2.2.1 Yêu c u v v t li u trong nhà cao t ng

thành h p lý, đ m b o v kh n ng ch u l c và bi n d ng

V t li u có tính bi n d ng cao: Kh n ng bi n d ng d o cao có th b sung cho tính n ng

ch u l c th p

V t li u có tính thoái bi n th p: Có tác d ng t t khi ch u tác d ng c a t i tr ng l p l i ( đ ng

đ t, gió bão)

V t li u có tính li n kh i cao: Có tác d ng trong tr ng h p t i tr ng có tính ch t l p l i không b tách r i các b ph n công trình

Nhà cao t ng th ng có t i tr ng r t l n N u s d ng các lo i v t li u trên s t o đi u ki n

l c quán tính

2.2.2 Ch n v t li u s d ng cho công trình

2.2.2.1 Bê tông (TCXDVN 356:2005)

đ b n B25÷B60

D a theo đ c đi m c a công trình và kh n ng ch t o v t li u ta ch n bêtông ph n thân và đài c c c p đ b n B25 có các s li u k thu t nh sau:

i v i c t thép ≥ 10(mm) dùng c t khung, d m, sàn, đài c c và c c lo i CIII-AIII:

- C ng đ ch u kéo tính toán: Rs = 365 (MPa)

t i s làm vi c ph c t p c a k t c u v i các m i quan h ph thu c khác nhau trong không

mô hình không gian nh m t ng m c đ chính xác và ph n ánh s làm vi c c a công trình sát

v i th c t h n

2.3.2 Các gi thi t tính toán nhà cao t ng

ph n t c t cao trình sàn Không k bi n d ng cong (ngoài m t ph ng sàn) lên các ph n t (th c t không cho phép sàn có bi n d ng cong)

2.3.3 T i tr ng tác d ng lên công trình

2.3.3.1 T i tr ng đ ng

Tr ng l ng b n thân k t c u và các lo i ho t t i tác d ng lên sàn, lên mái

T i tr ng tác d ng lên sàn, k c t i tr ng các t ng ng n, các thi t b đ u qui v t i tr ng phân b đ u trên di n tích ô sàn

đ u trên d m

2.3.3.2 T i tr ng ngang

gió đ ng Do chi u cao công trình tính t m t đ t t nhiên đ n mái là 43.96m > 40m, nên c n

c vào tiêu chu n ta ph i k đ n thành ph n đ ng c a t i tr ng gió

sau:

2.3.4.1 Mô hình liên t c thu n tuý

h ch u l c là h ch u l c siêu t nh Khi gi i quy t theo mô hình này, không th gi i quy t

đ c h có nhi u n ó chính là gi i h n c a mô hình này

2.3.4.2 Mô hình r i r c - liên t c (Ph ng pháp siêu kh i)

thông qua các liên k t tr t xem là phân b liên t c theo chi u cao Khi gi i quy t bài toán này

sai phân T đó gi i các ma tr n và tìm n i l c

R i r c hoá toàn b h ch u l c c a nhà nhi u t ng, t i nh ng liên k t xác l p nh ng đi u

tính có th gi i quy t đ c t t c các bài toán Hi n nay ta có các ph n m m tr giúp cho vi c

gi i quy t các bài toán k t c u nh : SAFE, ETABS, SAP, STAAD

tra các d ng ng x c a công trình khi ch u các t h p t i tr ng khác nhau

Do ETABS là ph n m m phân tích, thi t k k t c u chuyên cho nhà cao t ng nên vi c nh p

2.3.5.2 Ph n m m Microsoft Office 2007

t i tr ng, tính toán c t thép và trình bày các thuy t minh tính toán

riêng (kN/m3)

Tiêu chu n (kN/m2)

H s

n

Tính toán (kN/m2)

riêng (kN/m3)

Tiêu chu n (kN/m2)

H s

n

Tính toán (kN/m2)

G g S

G

(kN)

tt t

1

0.5 0.5

/

A A

B ng t ng h p giá tr ho t t i các ô sàn sau khi nhân v i h s gi m t i: ( Ô sàn s 3 có

d ng hình tam giác nên không xét và s tính toán thép nh ng ô sàn có cùng công n ng s

p

(kN/m2)

H s A1

p

(kN/m2)

H s A1

L

tt t

g

(kN/m2)

tt s

Ta th y các ô sàn b n kê đ u có : hdmin = 400 mm ≥ 3.hs = 3×120 = 360mm nên liên k t

Di n tích c t thép : As = .b n . 0

s

R b h R

R s

R R

Ô

sàn

Kích th c

2 1

L L

q (kN/m2) H s

Momen (kNm)

As tính toán(mm2)

Ch n thép (mm) a(mm)

As ch n(mm2)

L L

q (kN/m2) H s

Momen (kNm)

As tính toán(mm2)

Ch n thép (mm) a(mm)

As ch n(mm2)

Kích th c

2 1

L L

q (kN/m2)

Momen (kNm)

As tính toán(mm2)

Ch n thép (mm) a(mm)

As ch n(mm2)

Ô sàn

Kích th c

2 1

L L

q (kN/m2)

Momen (kNm)

As tính toán(mm2)

Ch n thép (mm) a(mm)

As ch n(mm2)

0 – h s đ tính l c c t trong ô b n hai ph ng, đ c l y theo Ph l c 7,

lt1 – chi u dài tính toán c a ô b n đ n

Rbt – c ng đ tính toán v kéo c a bêtông B25, Rbt =1.1 MPa;

 4– h s đ tính toán v kh n ng ch u c t c a bêtông, v i bêtông

+ E – mô đun đàn h i c a bê tông E=30.103

Mpa ( Theo b ng 17 TCXDVN 356:2005)

+ J – mô men quán tính c a ti t di n bê tong

CH NG 4 : THI T K C U THANG T NG I N HÌNH

4.1 C U T O C U THANG T NG I N HÌNH

Hình 4.1 M t b ng c u thang t ng đi n hình

Hình 4.2 M t c t c u thang t ng đi n hình 4.2 XÁC NH CÁC KÍCH TH C C B N

Chi u cao t ng: ht = 3520 mm

Kích th c b c thang:

+ Chi u cao b c: hb = 160 mm

Kích th c chi u t i và chi u ngh : ta ch xét và tính toán chi u ngh ( chi u t i đã đ c tính toán trong ph n sàn)

Hình 4.6 Ph n l c t i g i t a v thang 1 4.5 TÍNH TOÁN C T THÉP

R R

ban b b s

- Chi u cao t ng : htuong  htang  hdcn  1.76 0.5 1.26  

- Chi u dày t ng : btuong  0 1 m

- Dung tr ng kh i xây t ng : tuong  18 kN / m3 và n=1.1

620 45640

b

b b b m

R A bs

CH NG 5 : TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN

5.1 S TÍNH C A KHUNG

H khung ch u l c là khung bê tông c t thép toàn kh i Các thanh d m và c t liên k t v i

l ch không nhi u, ph i tính n i l c theo khung không gian

Mô hình khung g m các ph n t c t, d m, sàn Trong k t c u nhà nhi u t ng thì sàn đóng vai trò r t quan tr ng, sàn ph i có đ đ c ng đ có th truy n đ c t i ngang Do đó ta c n ph i khai báo sàn là tuy t đ i c ng (Rigid Diaphragm), m i m t sàn t ng t ng ng v i m t Diaphragm Gán t i phân b tr c ti p lên sàn

Hình 5.1 Mô hình công trình b ng ph n m m Etabs version 9.7.1

5.2 CH N KÍCH TH C S B

+ D m chính (khung d c và khung ngang)

Chi u cao, chi u r ng ti t di n d m hd, bd ch n theo nh p: ch n ô sàn có kích th c l n nh t (6x6.27) m

k N A R

ms: s sàn phía trên t t di n đang xét (k c mái)

phân b đ u trên sàn Giá tr q đ c l y theo kinh nghi m thi t k

t c b

C t góc

C t

gi a

C t biên

C t góc

C t

gi a

C t biên

C t góc

hc (cm)

Ac (cm2)

bc (cm)

hc (cm)

Ac (cm2)

bc (cm)

hc (cm)

Ac (cm2)

+ C ng đ ch u kéo đ i v i c t đai và c t xiên: Rsw = 290MPa

+ Mô đun đàn h i c a thép : Es = 20.104 MPa

5.4 XÁC NH T I TR NG TÁC D NG LÊN CÔNG TRÌNH

5.4.1 T i tr ng th ng đ ng

5.4.1.1 T nh t i tác d ng lên sàn

Tr ng l ng b n thân công trình do Etabs t tính v i h s

Self Weight Multiplier = 1.1

riêng (kN/m3)

Tiêu chu n (kN/m2)

H s

n

Tính toán (kN/m2)

riêng (kN/m3)

Tiêu chu n (kN/m2)

H s

n

Tính toán (kN/m2)

STT Các l p c u t o

sàn

Chi u dày (m)

riêng (kN/m3)

Tiêu chu n (kN/m2)

H s

n

Tính toán (kN/m2) thi t b

1

0.6 0.4

/ 1

A

A A