Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Xây Dựng Khóa 2007-2012 Thiết kế trụ sở làm việc Cục đầu tư và phát triển tỉnh Bến Tre Phạm Vũ Huy Long

MỤC LỤC BẢN GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN Chương 1.. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH .... PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU & SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .... Tải trọng ngang tác dụng lên công trình ...15 Ch

MỤC LỤC

BẢN GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

Chương 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 5

1 Giới thiệu 6

2 Vị trí và đặc điểm khí hậu 6

3 Nội dung quy mô công trình 7

Chương 2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU & SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 10

2.1 Các loại tải trọng thẳng đứng tác dụng lên công trình 11

2.2 Tải trọng ngang tác dụng lên công trình 15

Chương 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 16

3.1 Chọn chiều dày bản sàn 17

3.2 Chọn kích thước dầm 18

3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 19

3.4 Tính toán nội lục các ô bản 20

Chương 4 TÍNH TOÁN CẦU THANG 28

4.1 Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ .29

4.2 Các số liệu tính toán .29

4.3 Các thông số 30

4.4 Xác định nội lực và bố trí cốt thép 31

Chương 5 TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI 37

5.1 Tải trọng tính toán 38

5.2 Tính toán 39

5.2.1 Tính bản đáy 39

5.2.2 Tính bản nắp 41

5.2.3 Tính bản thành 43

5.2.4 Tính dầm bản đáy 45

5.2.5 Tính dầm nắp 48

Chương 6 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 4 51

6.1 Số liệu tính toán 52

6.2 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình 54

6.3 Tải trọng gió động 57

6.4 Các trường hợp chất tải và tổ hợp nội lực 68

6.5 Tính toán cốt thép 82

7.1 Đặc điểm và đặc trưng cơ lý của đất 91

7.2.1 Địa tầng 91

7.2.2 Các chỉ tiêu cơ lý 93

7.2.3 Đánh giá điều kiện địa chất 93

7.2.4 Lựa chọn giải pháp nền móng 93

7.2 Tính toán các loại móng 94

A Móng cọc khoan nhồi 94

A.1 Tính toán móng M1 (cột C trục D) 94

1 Tải trọng tác dụng tại chân cột 94

2 Giả thiết tính toán 94

3 Chọn sơ bộ kích thước cọc và cốt thép cho cọc 95

4 Cấu tạo cọc 95

5 Sức chịu tải của cọc 95

6 Xác định số lượng và bố trí cọc 97

7 Kiểm tra điều kiện đâm thủng 99

8 Kiểm tra độ lún của móng cọc 99

9 Tính toán độ bền và đài cọc 102

A.2 Tính toán móng M2 (cột 2-3, trục 4) 103

B Móng cọc ép 113

B.1 Chọn loại vật liệu, kích thước cọc 113

B.2 Tính toán sưcù chịu tải của cọc 113

B.3 Kiểm tra cọc điều kiện vận chuyển, cẩu lắp 116

B.4 Tính toán móng M1 (cột C trục A-D) 118

B.5 Tính toán móng M2 (cột 2-3, trục 4) 131

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145

CH NG 1

GI I THI U CÔNG TRÌNH

B n Tre là t nh n m cu i l u v c hai con sông Ti n Giang và C Chiên, kinh t ch y u

là nông nghi p chi m 80% và th y h i s n là ngành kinh t quan tr ng C s v t ch t còn r t nghèo nàn, nh t là các tr s c quan s d ng c s c b xu ng c p tr m tr ng theo th i gian

Do đó nhu c u xây d ng c s v t ch t h t ng k thu t là h t s c c n thi t c a T nh

phát huy t t vai trò qu n lý, ki m soát v n h tr phát tri n đ đ u t phát tri n s n

xu t, kinh doanh m t cách có hi u qu , ti t ki m, đúng ch đ , đúng đ nh m c kinh t k thu t quy đ nh Vi c xây d ng tr s làm vi c “C c u T Phát Tri n” là h t s c c n thi t, góp ph n

t o nên m quan đô th , b m t ki n trúc theo quy ho ch chung c a T nh theo h ng công nghi p hóa, hi n đ i hóa

án t t nghi p K s xây d ng c a em v i đ tài “Tr s làm vi c C c u T Phát Tri n B n Tre” góp m t ph n nh vào m c tiêu xây d ng, phát tri n kinh t xã h i c a T nh ó

c ng là ý ngh a, m c đích c a án nh m giúp cho b n thân em làm quen v i tình hình th c t trong t ng lai

1/ V TRÍ A LÝ, C I M KHÍ H U:

B n Tre n m cu i l u v c sông Ti n và sông C chiên, là t nh có nhi u sông r ch ch ng

ch t, đ c bi t ba con sông l n ch y qua là sông Ti n Giang , Hàm Luông và C Chiên

+ B c - Tây B c giáp T nh Ti n Giang

+ Nam – Tây Nam giáp T nh V nh Long

+ ông giáp Bi n ông

Mang khí h u đ c tr ng c aNam b là nhi t đ i gió mùa, mùa m a và mùa khô rõ r t

+ B c h i:

- L ng b c h i thay đ i tùy theo mùa (max 3mm ngày đêm tháng 3)

- L ng b c h i min 1,7mm ngày đêm vào tháng 10

- L ng b c h i trung bình 3,25 mm ngày đêm

+ Tên công trình: “Tr s làm vi c C c u T Phát Tri n” t nh B n Tre

+ a đi m xây d ng: Ph ng 3, Thành ph B n Tre, t nh B n Tre

V i m c đ đ án t t nghi p K s xây d ng em ti n hành thi t k tri n khai công trình

11 t ng M t b ng các t ng đ c b trí phòng làm vi c theo dây chuy n công n ng và m i quan

h nghi p v gi a các phòng ban, lãnh đ o theo quy đ nh c a Ngành T ng t ng có b trí khu v sinh đ y đ ti n nghi Chi u sáng và thông gió t n d ng t i đa đi u ki n t nhiên nh m t o c m giác tho i mái t ng kh n ng làm vi c m t cách hi u qu nh t

* Giao thông theo ph ng đ ng s d ng hai c u thang, thang chính b trí tr c

7-8 đo n C-D, thang ph đ c b trí tr c 1-2 đo n A-B đ m b o t t cho s liên h gi a các t ng

và thoát hi m khi x y ra s c

* Giao thông theo ph ng ngang s d ng b ng hành lang gi a r ng 3,4m

+ Di n tích khu v sinh m i t ng đ c b trí tr c 1-2 đo n C-D

Ngu n đi n cung c p chính là t m ng l i chung c a Thành ph , đi n s d ng cho t ng

v trí c a công trình s thi t k ph thu c vào ch c n ng và yêu c u s d ng m t cách hi u qu

nh t

C p n c: S d ng ngu n n c do nhà máy n c c a Công ty C p n c cung c p, có

th s d ng trong quá trình thi công N c cung c p cho sinh ho t công trình đ c b trí t p trung vào b ch a trên mái đ s d ng cho sinh ho t và c u h a t i ch

Thoát n c: Toàn b n c sinh ho t và khu v sinh đ c x lý qua h th ng b t ho i,

k t h p chung h th ng thoát n c m a, n c m t đ c thu v các h ga d c theo các tuy n giao thông n i b và các góc sân, sau đó vào rãnh kín và thoát vào m ng l i chung c a thành

Theo tài li u đ a ch t m t b ng công trình t ng đ i b ng ph ng nh ng v n còn th p so

v i cao trình quy đ nh chung c a thành ph Riêng đ i v i m t b ng chung c a công trình ta san

l p đ n cao đ 0,5m Nh v y chi u cao san l p bình quân 0,5m

Gi i pháp x lý rác:

Là tr s hành chính s nghi p nên rác th y đa s là gi y rác, ít ch t h u c hàng ngày có

v sinh cho vào gi rác và xe rác công trình đô th vào thu gom không nh h ng đ n s làm vi c

và c nh quan chung c a công trình

Gi i pháp thông gió:

Các phòng c a công trình có nhi u c a s , c a đi r ng và cao nên r t thông thoáng, đ ng

th i k t h p b trí m t đ ng công trình theo h ng đón gió thu nh n ngu n không khí trong lành, mát m t ng n ng su t làm vi c và b o v s c kh e cho nhân viên

Gi i pháp phòng cháy, ch a cháy:

M t b ng công trình b trí phù h p v i yêu c u c a C nh sát phòng cháy ch a cháy c a

đ a ph ng Tr c và sau công trình đ u có đ ng giao thông thu n ti n cho xe c u h a l u thông khi x y ra s c

Ngoài ra công trình còn có d phòng ph ng án ch a cháy t i ch là m t b ch a n c

đ t trên mái và k t h p v i các bình c u ho đ t trong các phòng, n i c u thang c a m i t ng

Gi i pháp v t li u:

Ch y u s d ng ngu n v t li u s n có t i đ a ph ng nh : g ch ng ,g ch th các lo i, cây ch ng, cospha g , cát đen san l p v.v…, nh m gi m t i đa chi phí xây d ng./

CH NG 2

TÍNH TOÁN

C u t o dày(m) (daN/m3) H s n T i tr ng (daN/m2)

C u t o dày(m) (daN/m3) H s n T i tr ng (daN/m2)

c T nh t i sàn khu v sinh l u 2,3,4,5,6,7 có k t i t ng xây g ch ng dày 100 cao 2,5m đ c

C u t o dày(m) (daN/m3) H s n T i tr ng (daN /m2)

e T nh t i c u thang :

* B n thang

C u t o :

LỚP VỮA XI M ĂN G TR ÁT TR ẦN M ÁC 75 D ÀY 15

LỚP VỮA XIM A ÊN G M ÁC 75 DÀY 20

BA ÄC TH AN G G ẠCH TH Ẻ V ỮA XIM ĂNG M ÁC 75 BẢN TH AN G B TCT CH ỊU LỰC ĐÁ 1X2 M ÁC 200, D ÀY 120

C u t o dày(m) (daN /m3) H s n T i tr ng (daN /m2)

C u t o dày(m) (daN /m3) H s n T i tr ng (daN /m2)

* T ng xây g ch ng dày 200 : g = 330 daN /m2

* T ng xây g ch ng dày 100: g = 180 daN /m2

* T ng xây g ch ng dày 100 cao 2,5 m (khu v sinh)

LỚP VỮA XIMĂNG LÁNG MÁC 50 , DÀY 1,5cm

LỚP VỮA XI MĂNG TRÁT MÁC 75 , DÀY 1,5 cm BẢN BTCT CHỊU LỰC ĐÁ 1 x 2, MÁC 200 DÀY 10cm

2/ T I TR NG NGANG TÁC D NG LÊN CÔNG TRÌNH:

Theo tiêu chu n Vi t Nam 2737-1995 “T i tr ng và Tác đ ng” phân vùng áp l c gió t i khu v c

CH NG 3

TÍNH TOÁN SÀN T NG I N HÌNH

- Ch n chi u cao TD d m tr c A,A’,B,C,C’,D ( o n 1-8)

+ N u < 2 thì tính toán ô b n nh b n kê 4 c nh tính toán theo ph ng pháp tra b ng v i các h

s tra b ng trong sách “K t c u bê tông c t thép” - ph n nhà c a

+ G i M1, M2 l n l t là mô men d ng l n nh t gi a nh p c a các ô b n theo ph ng c nh ng n (L1) và c nh dài (L2)

+G i MI, MII l n l t là mô men âm l n nh t t i g i c a các ô b n theo ph ng c nh ng n (L1)

và c nh dài (L2)

3.3 T I TÁC D NG LÊN SÀN :

- Theo tiêu chu n thi t k t i tr ng và tác đ ng TCVN 2737 – 1995 thì t i tr ng đ c chia làm hai lo i: t i tr ng th ng xuyên (t nh t i) và t i tr ng t m th i (dài h n, ng n h n và đ c bi t) tùy theo th i gian tác d ng c a chúng

- H s v t t i l y theo b ng 1, trang 10 trong TCVN 2737 – 1995

• T nh t i sàn đi n hình

C u t o sàn :

C u t o dày(m) γ (daN/m3) H s n T i tr ng (daN/m2)

L 1

MI

M2MI

MI

MI

M1

R R

μ =ξ

Trong đó:

Rb: c ng đ tính toán ch u nén c a bê tông

Rs: c ng đ tính toán ch u kéo c a c t thép

ξ: chi u cao t ng đ i gi i h n c a vùng bê tông ch u nén

ξ →ξR ph thu c vào bê tông và kích th c c a thép

μmin: Theo TCVNμmin = 0,05%, th ng l y μmin = 0,1%

b B ng giá tr momen các ô b n kê 4 c nh:

KH Giá tr momen gi a nh p (daN.m) Giá tr momen g i b n (daN.m)

- võng đ c tính thep công th c:

4 s

b.h

12 =

31000*100

q L b5

q L b5

CH NG 4

TÍNH TOÁN C U THANG

C u thang đ c thi t k theo ki u b n thang ch u l c (không có limông) có d m thang

và d m chi u ngh Vì c u thang gi a các t ng gi ng nhau nên ta tính c u thang t ng 2

4.1 CH N CHI U DÀY B N THANG VÀ B N CHI U NGH :

Nh ch ng 1 đã tính toán chi u dày b n thang, b n chi u ngh đ c thi t k dày 120

mm (>80mm) theo “S tay th c hành K t c u Công trình” c a Pgs.Pts V M nh Hùng

4.3 CÁC THÔNG S VÀ NHI M V TÍNH TOÁN:

C u t o dày(m) (daN /m3) H s n T i tr ng (daN /m2)

Quan ni m tính: S đ tính toán đan thang nh m t d m đ n t a trên hai g i t a

T i tr ng phân b đ u trên b n thang:

S TÍNH CÁC V THANG– MÔMENT a) Tính toán n i l c: dùng ph n m m Etabs 9.7 đ gi i tìm n i l c

Asch n

(mm2/m)

μ (%)

CH NG 5

LỚP VỮA XIMĂNG LÁNG MÁC 50 , DÀY 1,5cm

LỚP VỮA XI MĂNG TRÁT MÁC 75 , DÀY 1,5 cm BẢN BTCT CHỊU LỰC ĐÁ 1 x 2, MÁC 200 DÀY 10cm

+ B n thành b + D m đáy b D B + D m n p b DNB

4 1

q L b5

- L p g ch men dày 1cm 2000*0.01 = 20 1.1 22

- L p v a lót dày 2 cm 1800*0.02= 36 1.2 43.2 -l p ch ng th m dày 1cm 2000*0.01=20 1.1 22

T nh t i

- L p BTCT dày10 cm 2500*0.10= 250 1.1 330 -L p v a trát dày 1cm 1800*0.01 = 18 1.2 21.6

min max

0

s

A bh

- Tr ng l ng t b n đáy truy n vào d i d ng tam giác:

m b

2 2 0

2622.6

0.116115* 20 *32

m b

m b

b) Tính toán c t đai:

- Ki m tra đi u ki n đ t c t đai:

D m đúc b ng bê tông v i mác < 400 có k1=0,6 và k0 = 0,35

k1.Rk.b.h0 = 0,6 x 10 x 20 x 27 = 1346 daN > Q = 894 daN bê tông đ kh n ng ch u

c t nên không c n ph i tính c t đai

k0 Rn.b.h0 = 0,35 x 115 x 20 x 27= 9 818 daN > Q = 894 daN bê tông đ m

b o không b phá ho i trên ti t di n nghiêng theo ng su t nén chính

Dùng c t đai φ6, 2 nhánh b c đai đ t theo c u t o u < (3/4h và 500mm) = (15cm và 50cm) ch n u = 15 cm

CH NG 6

TÍNH TOÁN KHUNG TR C 4

MÔ HÌNH KHUNG KHÔNG GIAN

K t qu tính toán và ch n s b ti t di n c t đ c trình bày trong b ng1

B ng 1: Tính toán s b t i tr ng đ c truy n vào c t

C t gi a C t

biên

C t góc C t gi a

C t biên

C t góc

c xác đ nh nh ph n II c a ch ng I Giá tr này l y nh sau:

Sàn khu v sinh: l y b ng 458 daN/m2; Sàn mái: l y b ng 466 daNm2;

Các sàn còn l i: l y b ng 95,8daN/m2

c Tr ng l ng t ng xây

* Tr ng l ng t ng xây trên d m đ c tính theo công th c:

gttt=htgttcn (5.3) trong đó:

cao

H t (m)

Cao trình

SjY (m2)

FY(daN)

SjX (m2)

FX(daN)

- Nh ng đây ta ch a bi t đ c ng EJ c a công trình, vi c tìm EJ r t khó và không chính

xác khi ta ti n hành gi i b ng tay Do v y, ta d ng mô hình khung không gian c a công trình trên

ETABS r i gi i tìm t n s giao đ ng và kh i l ng t p trung

6.3.2 Xác đ nh kh i l ng t p trung M j c a ph n công trình th j:

Ta xem m i sàn là m t ph n công trình, kh i l ng Mjđ c xác đ nh g m tr ng l ng

sàn, d m, c t, t ng m i ô sàn, t ng trên d m

- Mô hình toàn b công trình trong ph n m m ETABS

- Khai báo sàn tuy t đ i c ng cho các sàn t ng

- Khai báo kh i l ng công trình tham gia giao đ ng, theo m c 3.2.4 TCVN 229 : 1999

H s nhân kh i l ng b n thân công trình: 1

H s nhân kh i l ng trang thi t b k thu t và các kh i l ng thay đ i khác: 0.5

Vào Define → Mass Source ch n From loads và gán:

Khai báo ngu n kh i l ng tham gia giao đ ng

- Sau khi nh p các thông s c n thi t trên, ta ti n hành phân tích dao đ ng công trình b ng

ph n m m ETABS

6.3.3 Xác đ nh các đ c tr ng đ ng l c h c:

- xem chu k dao đ ng công trình (Periot) và d ng dao đ ng c b n (các mode có h s

tham gia dao đ ng l n, nh h ng nhi u đ n k t qu tính toán đ ng) Ta vào xem b ng Modal

Paticipating Mass Ratios

- T n s dao đ ng riêng f đ c tính theo công th c f 1

T

= (Hz) Mode

Period Chu k T (sec)

Frequence

T n s f (Hz)

- Do B n Tre thu c khu v c II-A và công trình BTCT nên d a vào b ng 2 trong TCVN 229 :

1999 tra đ c fL = 1.3 (Hz), fL là giá tr gi i h n c a t n s dao đ ng riêng

- Theo TCVN 229-1999: s mode c n tính là các dao đ ng c b n Smode sao cho

1

f ≤ f ≤ f + So sánh v i t n s dao đ ng c b n tính đ c Ta có f1, f2, f3 < fL V y ta ph i tính thành ph n đ ng c a t i tr ng gió v i 3 d ng đ u tiên

B ng d ch chuy n ngang t đ i theo ph ng X mode 1 Story Diaphragm Mode UX

(m) y ji

MassX (kN)

B ng d ch chuy n ngang t đ i theo ph ng Y mode 2

(m) y ji

MassY (kN)

6.3.4 Xác đ nh thành ph n đ ng c a t i tr ng gió tác d ng lên công trình

Giá tr tiêu chu n thành ph n đ ng c a t i tr ng gió tác d ng lên ph n th j ng v i

d ng dao đ ng th I đ c xác đ nh theo công th c:

y ji- d ch chuy n ngang t đ i c a tr ng tâm ph n công trình th j ng v i d ng dao

đ ng riêng th i, không th nguyên, đ c xác đ nh t ph n m m Etabs thông qua

b ng Building Modes

ξ - h s i đ ng l c ng v i d ng dao đ ng th i, không th nguyên, xác đ nh

b ng đ th hình 2 đi u 4.5 TCVN 229 : 1995, ph thu c vào thông s ε và i đ

Ta có b ng giá tr ε và ξ theo 3 mode dao đ ng đ u tiên nh sau:

Ta có b ng giá tr ε và ξ theo 3 mode dao đ ng đ u tiên nh sau:

ψ - h s đ c xác đ nh b ng cách chia công trình thành n ph n, trong ph m vi

m i ph n t i tr ng gió có th coi nh là không đ i:

1

2 1

n

ji Fj j

ji j j

WFj - giá tr tiêu chu n thành ph n đ ng t i tr ng gió tác d ng lên ph n th j

c a công trình, ng v i các dao đ ng khác nhau khi ch k đ n nh h ng c a xung v n t c gió, xác đ nh theo công th c :

W Fj =W jζ νi S j

Trong đó:

W j- là giá tr tiêu chu n thành ph n t nh c a áp l c gió (daN/m2);

ζ - là h s áp l c j đ ng c a t i tr ng gió, tra b ng 3 trang 8 TCVN

24 0.286 27.3 0.2837 30.6 0.2815 33.9 0.2793 37.2 0.2767 40.5 0.274

ν - h s t ng quan không gian áp l c đ ng c a t i tr ng gió ng v i các

d ng dao đ ng khác nhau c a công trình, không th nguyên, đ c tra t b ng

4 trang 9 TCVN 229 : 1999, ph thu c vào ρ và χ

Gió theo ph ng X:χ =H =40.5 (m) vàρ=0.4*L=0.4 *18.2=7.28(m)