THUYẾT MINH ĐATN NGÀNH XÂY DỰNG

Đối với ae sv ngành kỹ thuật, ĐATN đã là khó khăn, nan giải. Nhưng đạt được ĐIỂM CAO thì còn gì tuyệt vời hơn. Đây là bảng full thuyết minh cho ĐATN đã được đánh giá cao cho ae tham khảo trước khi trở thành Kỹ sư giỏi và toàn năng

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Hơn bốn năm học tập và rèn luyện dưới mái Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh – ngôi trường mà em cảm thấy phù hợp nhất với bản thân mình – đã giúp em trở thành người thực sự có ích cho xã hội Để góp phần tạo nên điều đó ngoài sự cố gắng không ngừng của chính mình thì công ơn dạy dỗ của quý Thầy quý Cô là không hề nhỏ nếu như không muốn nói là rất to lớn.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể cán bộ công nhân viên chức Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh Xin gửi lời cảm sâu sắc đến quý Thầy giáo, Cô giáo Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh Và đặc biệt là Ths Huỳnh Thế Vĩ đã tận tâm hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Hơn bốn năm đó, với biết bao kỉ niệm dưới mái trường thân yêu Em luôn khắc ghi từng khoảng khắc Thầy – Cô cố gắng bỏ sức lực để giảng dạy cho chúng em hiểu Luôn nhớ những giọt mồ hôi vươn trên trán Thầy những trưa hè nóng nực những nỗi mệt mỏi của Cô khi vượt qua mưa gió để đến lớp đúng giờ Em hiểu và cảm nhận được những điều Thầy – Cô mong đợi ở chúng em Em xin hứa dù sau này có làm gì,

có thành công hay thất bại em vẫn sẽ nhớ mãi lời Thầy – Cô dạy dỗ không chỉ về kiến thức chuyên môn mà cả về nhân cách con người, về phong thái của một kỹ sư.

Vì kiến thức và thời gian có hạn nên Đồ án tốt nghiệp này sẽ có nhiều điều sai sót kính mong quý Thầy quý Cô sẽ tận tình chỉ bảo em để em hoàn thiện hơn nguồn tri thức, vững bước vào đời Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả Thầy – Cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng.

Kính chúc các Thầy các Cô tràn đầy hạnh phúc, thành đạt và dồi dào sức khỏe

để tiếp tục là người chèo đò đưa nguồn tri thức đến với những thế hệ sinh viên

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01 năm 2016

Sinh viên thực hiệnNGUYỄN HỔ

Trang 2

TÓM TẮT ĐỀ TÀITÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

TP HCM - một trong những khu đô thị có mức độ đô thị hóa cao nhất cả nướcvới lượng dân kỷ lục, kéo theo nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí cũng tăng theo Mặtkhác một số thương nhân, khách nước ngoài vào nước ta công tác, du lịch, họctập…cũng cần nhu cầu ăn ở, giải trí thích hợp Trước tình trạng đất chật dân đông

hiện nay, Thành Công Complex Building ra đời nhằm đáp ứng phần nào nhu cầu

sinh hoạt, ăn ở của người dân cũng như góp phần thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thịhiện đại bật nhất trong thời kì phát triển

NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tìm những giải pháp tối ưu nhất nhưng vẫn đảm bảo chất lượng của côngtrình

- Tính toán và so sánh hai phương án móng, để chọn phương án tối ưu hơn

- Dùng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng và phân tích kết cấu côngtrình

- Dùng phần mềm ETABS v9.7.4 và ETABS v15 để mô phỏng và phân tíchkết cấu không gian của công trình

- Dùng phần mềm SAFE v12.3.2 để mô phỏng và phân tích kết cấu sàn củacông trình

- Dùng phần mềm SAP 2000 v14.2.2 để mô phỏng, phân tích kết cấu cầuthang và bể nước của công trình

- Sử dụng Excel 2010 để tính toán

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI

 Sau thời gian làm việc và nguyên cứu, đề tài có những kết quả sau:

- Phân tích, đánh giá các phương án thiết kế sàn, bản thân sinh viên xin đềxuất lựa chọn phương án sàn dầm truyền thống để thiết kế cho Thành CôngComplex Building

- Thiết kế khung trục Y5

- Tính toán cầu thang điển hình và bể nước mái

- Tính toán và so sánh các phương án móng (cụ thể là phương án cọc ép vàcọc nhồi), với việc so sánh ấy đưa ra phương án móng thiết kế hợp lý và tối

Trang 3

ưu cho công trình, bản thân sinh viên xin đề xuất lựa chọn phương án móngcọc khoan nhồi để thiết kế cho Thành Công Complex Building.

KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI

 Đề tài gồm có 3 phần:

- Phần 1 KIẾN TRÚC (5%), gồm 1 chương:

Chương 1 Tổng quan về kiến trúc công trình

- Phần 2 KẾT CẤU (65%), gồm có 6 chương:

Chương 1 Tổng quan về kết cấu

Chương 2 Tính toán và kiểm tra ổn định tổng thể công trình

Chương 3 Thiết kế sàn tầng điển hình

Chương 4 Thiết kế khung trục Y5

Chương 5 Thiết kế cầu thang

Chương 6 Thiết kế bể nước mái

- Phần 3 NỀN MÓNG (30%), gồm có 4 chương:

Chương 1 Tổng hợp số liệu địa chất

Chương 2 Thiết kế phương án móng cọc BTCT đúc sẵn

Chương 3 Thiết kế phương án móng cọc khoan nhồi

Chương 4 So sánh và chọn phương án

Tp.HCM, tháng 01 năm 2016 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hổ

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 2

 TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 2

 NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 2

 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 13

1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 13

1.1.1 Vị trí xây dựng 13

1.1.2 Điều kiện tự nhiên 13

1.1.3 Tài liệu địa chất 13

1.1.4 Quy mô công trình 13

1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 14

1.2.1 Mặt bằng tầng điển hình 14

1.2.2 Giao thông đứng 14

1.2.3 Giao thông ngang 14

1.2.4 Hệ thống chiếu sáng 14

1.2.5 Hệ thống cấp nước 15

1.2.6 Hệ thống thoát nước 15

1.2.7 Hệ thống thông gió chiếu sáng 15

1.2.8 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 15

1.2.9 Hệ thống chống sét 15

1.2.10 Hệ thống thoát rác 15

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 17

2.1 GIẢI PHÁP KẾT CẤU 17

2.2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU MÓNG 17

2.3 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 17

2.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 18

2.4.1 Hệ số vượt tải n 18

2.4.2 Phân loại tải trọng 18

2.4.2.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) 18

Trang 5

2.4.2.2 Tải trọng tạm thời (hoạt tải) 18

2.4.2.3 Tải trọng đặc biệt 19

2.5 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 19

2.5.1 Các giả thuyết tính toán 19

2.5.2 Phương pháp phân tích kết cấu 19

2.5.3 Lựa chọn công cụ và chương trình tính toán 19

2.5.4 Nội dung tính toán 20

2.6 CÁC TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM THIẾT KẾ 20

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 21

3.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN 21

3.1.1 Mặt bằng kết cấu dầm sàn 21

3.1.2 Chọn chiều dày sàn 21

3.1.3 Chọn tiết diện dầm: 22

3.1.4 Chọn tiết diện cột 22

3.1.5 Chọn tiết diện vách 23

3.1.6 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 24

3.1.7 Xây dựng mô hình khung không gian và xác định tầng số dao động riêng 29

3.1.7.1 Mô hình 29

3.1.7.2 Bài toán động 29

3.1.7.3 Cơ sở lý thuyết 30

3.1.7.4 Tính toán các dạng dao động riêng 30

3.1.8 Tải trọng gió 33

3.1.8.1 Thành phần gió tĩnh 33

3.1.8.2 Thành phần gió động 34

3.1.8.3 Tổng hợp tải trọng gió 36

3.1.8.4 Kết quả tính toán 36

3.1.9 Tải trọng động đất 44

3.1.9.1 Cơ sở lý thuyết 44

3.1.9.2 Số liệu tính toán 44

3.1.9.3 Bảng kết quả tính toán phổ 46

3.1.9.4 Cách gán tải trọng động đất vào công trình 48

3.2 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 50

3.2.1 Xét mô hình gió động: Độ cứng công trình lấy bằng 100% 50

3.2.2 Xét mô hình động đất: Độ cứng của phần tử kết cấu được giảm 50% 51

Trang 6

3.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 51

3.3.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh công trình 51

3.3.2 Kiểm tra chuyển vị tương đối tương đối giữa các tầng do tải trọng gió 52

3.3.3 Kiểm tra chuyển vị tương đối giữa các tầng do tải trọng động đất 53

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2 – 22) 56

4.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 56

4.1.1 Kích thước sơ bộ 56

4.1.2 Vật liệu sử dụng 56

4.1.3 Tải trọng 56

4.2 QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN 56

4.3 CÔNG CỤ TÍNH TOÁN 56

4.4 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 57

4.4.1 Kiểm tra độ võng 57

4.4.2 Tính toán nội lực 58

4.4.2.1 Sơ đồ tính 58

4.4.2.2 Biểu đồ nội lực 59

4.4.3 Tính toán cốt thép 61

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC Y5 67

5.1 TÍNH NỘI LỰC KHUNG 67

5.2 TÍNH CỐT THÉP VÁCH TRỤC Y5 67

5.2.1 Chọn quan điểm tính toán 67

5.2.2 Tính cốt thép dọc chịu lực 68

5.3 TÍNH CỐT THÉP CỘT 74

5.3.1 Lý thuyết tính toán 74

5.3.2 Bảng tính toán cốt thép 78

5.4 TÍNH TOÁN DẦM KHUNG TRỤC Y5 82

5.4.1 Cốt thép dọc chịu lực 82

5.4.2 Cốt thép đai theo TCVN 5574 - 2012 84

5.4.2.1 Điều kiện tính toán 84

5.4.2.2 Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng 85

(Theo mục 6.2.3.2 TCVN 5574 – 2012) 85

5.4.2.3 Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng ( 6.2.3.3 TCVN 5574 – 2012) 85

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH 88

Trang 7

6.1 CẤU TẠO CẦU THANG THIẾT KẾ 88

6.1.1 Kích thước chi tiết 88

6.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 89

6.2.1 Tĩnh tải 89

6.2.1.1 Chiếu nghỉ 89

6.2.1.2 Bản nghiêng 90

6.2.2 Hoạt tải 91

6.2.3 Tổng hợp tải trọng tác dụng 91

6.3 TÍNH TOÁN BẢN THANG 91

6.3.1 Sơ đồ tính 91

6.3.2 Tính nội lực 92

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI 93

7.1 KÍCH THƯỚC VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU 93

7.1.1 Kích thước bể nước 93

7.1.2 Vị trí đặt bể 94

7.1.3 Giải pháp kết cấu 94

7.2 XÁC ĐINH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KẾT CẤU 94

7.2.1 Chọn kích thước bản nắp, bản đáy, thành bể 94

7.2.1.1 Bản nắp 94

7.2.1.2 Bản đáy 95

7.2.1.3 Bản thành 95

7.2.2 Chọn kích thước dầm 95

7.2.2.1 Chọn sơ bộ kích thước dầm chính bản đáy 95

7.2.2.2 Chọn kích thước cột 95

7.3 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 96

7.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản nắp 96

7.3.2 Tải trọng tác dụng lên bản đáy 97

7.3.3 Tải trọng tác dụng lên bản thành 98

7.3.3.1 Áp lực nước 98

7.3.3.2 Áp lực gió tiêu chuẩn 98

7.4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC 99

7.4.1 Tổ hợp tải trọng 99

Trang 8

7.4.2 Kết quả nội lực 100

7.4.2.1 Bản nắp 100

7.4.2.2 Bản đáy 102

7.4.2.3 Bản thành 104

7.5 TÍNH CỐT THÉP 105

7.6 KIỂM TRA NỨT 107

7.7 TÍNH TOÁN HỆ DẦM 109

7.7.1 Tải trọng tác dụng 109

7.7.2 Sơ đồ tính và gán tải trọng 110

7.7.3 Tính nội lực 111

7.8 TÍNH TOÁN HỆ CỘT 112

CHƯƠNG 8: TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 113

8.1 VỊ TRÍ KHU VỰC KHẢO SÁT 113

8.2 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT 113

8.3 ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 117

8.4 MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 117

8.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP NỀN MÓNG HỢP LÝ 117

CHƯƠNG 9: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC BTCT ĐÚC SẴN THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP CỌC 118

9.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI CÁC VỊ TRÍ TÍNH TOÁN 118

9.1.1 Tải trọng tính toán 118

9.1.2 Tải trọng tiêu chuẩn 118

9.2 CHỌN THÔNG SỐ CỌC VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG 118

9.2.2 Chọn thông số cọc 119

9.2.3 Kiểm tra độ bền cọc khi vận chuyển, dựng lắp 119

9.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI (SCT) TÍNH TOÁN CỦA CỌC ĐƠN 120

9.3.1 SCT của cọc theo vật liệu sử dụng 120

9.3.2 SCT theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Theo Phụ lục A TCXD 205 – 1998) 121

9.3.2.1 Xác định m R M c1 q p A p 122

9.3.2.2 Xác định m f M c2. f si l i 122

9.3.3 SCT theo chỉ tiêu cường độ của đất nền (Phụ lục B, TCXD 205 – 1998) 123

9.3.4 Tính toán SCT của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT) 124

9.3.5 Chọn SCT thiết kế cọc 125

Trang 9

9.4 CHỌN SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC CỦA CÔNG TRÌNH 125

9.5 THIẾT KẾ MÓNG M1 (X1/Y5) 126

9.5.1 Số liệu tính toán 126

9.5.2 Bố trí cọc trong đài 126

9.5.3 Kiểm tra độ bền của cọc 127

9.5.3.1 Kiểm tra với tổ hợp có lực dọc lớn nhất (U8) 127

9.5.3.2 Kiểm tra với tổ hợp có moment M x lớn nhất (U9) 128

9.5.3.3 Kiểm tra với tổ hợp có moment M y lớn nhất (U6) 129

9.5.3.4 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc (Theo Mục 6.2.5.4 TCVN 5574 – 2012) 129

9.5.4 Kiểm tra độ bền của khối móng quy ước 131

9.5.4.1 Xác định kích thước khối móng quy ước 131

9.5.4.2 Xác định lực tác dụng tại đáy khối móng quy ước 132

9.5.4.3 Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền tại đáy khối móng quy ước 132

9.5.5 Kiểm tra độ biến dạng của móng khối quy ước 133

9.5.6 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 135

9.5.6.1 Xác định các hệ số 135

9.5.6.2 Xác định chuyển vị ngang y o và góc xoay ѱ o ở đầu cọc 135

9.5.7 Kiểm tra cốt thép cọc khi chịu tải trọng ngang 141

9.5.8 Tính đài cọc 142

9.6 THIẾT KẾ MÓNG M2 (X3’/Y5) 144

9.6.2 Số lượng cọc trong đài: 144

9.6.4.2 Kiểm tra với tổ hợp có moment M x lớn nhất (U9) 146

9.6.5.4 Kiểm tra độ biến dạng của móng khối quy ước 150

Trang 10

9.6.6.3 Kiểm tra cốt thép cọc khi chịu tải trọng ngang 157

9.6.7 Tính đài cọc 158

CHƯƠNG 10: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 160

10.1TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI CÁC VỊ TRÍ TÍNH TOÁN 160

10.1.1 Tải trọng tính toán 160

10.1.2 Tải trọng tiêu chuẩn 160

10.2 CHỌN THÔNG SỐ CỌC VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG 160

10.2.2 Chọn thông số cọc 161

10.3 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI (SCT) TÍNH TOÁN CỦA CỌC ĐƠN 161

10.3.1 SCT của cọc theo vật liệu sử dụng 161

10.3.1 SCT theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (Theo Phụ lục A, TCXD 205 – 1998) 161

10.3.2 SCT theo chỉ tiêu cường độ của đất nền (Phụ lục B TCXD 205 – 1998) 163

10.3.3 Tính toán SCT của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT) 164

10.3.4 Chọn SCT thiết kế cọc 165

10.4 CHỌN SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC CỦA CÔNG TRÌNH 165

10.5 THIẾT KẾ MÓNG M1 (X1/Y5) 165

10.5.3.1 Kiểm tra với tổ hợp có lực dọc lớn nhất 166

10.5.3.2 Kiểm tra với tổ hợp có moment lớn nhất 167

10.5.6.3 Kiểm tra cốt thép cọc khi chịu tải trọng ngang 178

10.5.7 Tính cốt thép đài cọc 179

Trang 11

10.6 THIẾT KẾ MÓNG M2 (X3/Y5) 181

10.6.2 Số lượng cọc trong đài: 181

10.6.4.2 Kiểm tra với các tổ hợp có Moment lớn nhất 182

10.6.8 Kiểm tra cốt thép cọc khi chịu tải trọng ngang 194

10.6.9 Tính thép đài cọc 195

CHƯƠNG 11: SO SÁNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 197

11.1 THỐNG KÊ SỐ LIỆU THIẾT KẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG 197

11.1.1 Khối lượng vật tư các phương án 197

11.1.1.1 Phương án móng cọc ép 197

11.1.1.2 Phương án móng cọc khoan nhồi 197

11.1.2 Theo điều kiện kỹ thuật 198

11.1.3 Điều kiện thi công 198

11.1.4 Theo khối lượng bê tông và cốt thép 198

11.1.5 Các điều kiện khác 199

11.2 KẾT LUẬN 199

TÀI LIỆU THAM KHẢO 200

PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 200

Trang 12

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

-PHẦN 1 KIẾN TRÚC (5%)

NHIỆM VỤ ĐƯỢC GIAO

1 THUYẾT MINH TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

2 BẢN VẼ

- MẶT BẰNG

+ MẶT BẰNG TẦNG HẦM+ MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH

- MẶT CẮT

+ MẶT CẮT A – A+ MẶT CẮT B – B

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Tên công trình: THÀNH CÔNG COMPLEX BUILDING

2 Địa điểm xây dựng: Võ Văn Kiệt - Quận 8, Thành Phố Hồ Chí Minh

3 Công trình gồm có 22 tầng nổi, 1 tầng mái và 2 tầng hầm

4 Tổng diện tích sàn của công trình: 34180 m2

Trang 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1: ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.1.2 Điều kiện tự nhiên

- Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa

và mùa khô Có các đặc điểm khí hậu như sau:

 Nhiệt độ trung bình là 270C

 Lượng mưa trung bình trong năm là 274,4 mm (tháng 4)

 Độ ẩm trung bình 48,5%

 Các hướng gió chính là: Tây Nam, Đông Nam và Đông

 Vận tốc trung bình gió Tây Nam và Đông Nam là : 2,15 m/s

 Khu vực chịu ít ảnh hưởng của gió, bão

- Địa hình tương đối bằng phẳng, thông thoáng không có công trình ngầm

và công trình cũ Thuận lợi cho việc xây mới công trình

1.1.3 Tài liệu địa chất

- Đề cập chi tiết ở Chương tính móng

1.1.4 Quy mô công trình

- Công trình gồm 22 tầng nổi, 1 tầng mái và 2 tầng hầm Cốt ±0,000m đượcchọn đặt tại mặt sàn tầng trệt Mặt đất tự nhiên tại cốt -1,45m, mặt sàn tầnghầm tại cốt -7,300m Chiều cao công trình là 84,65m tính từ cốt tự nhiên

- Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh Các hệ thống

kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bốtrí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Tầng hầm có bố trí thêm các bộphận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

- Tầng điển hình: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu sinh hoạt, ăn ở

- Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản nhưng vẫn tạo được điểm nhấn chocông trình

Trang 14

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Y6 Y5

Y4 Y3

Y2 Y1

2.1.3 Giao thông ngang

- Giao thông ngang là hệ thống hành lang được bố trí giữa tòa nhà, giao thôngthuận lợi và ngắn nhất

2.1.4 Hệ thống chiếu sáng

- Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào nhà thôngqua phòng máy điện Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông quamạng lưới điện nội bộ

- Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ởtầng hầm để phát cung cấp điện cho tòa nhà

Trang 15

2.1.5 Hệ thống cấp nước

- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước

ở tầng hầm rồi bằng hệ bơm nước tự động, nước được bơm lên bể nước máiphục vụ sinh hoạt

2.1.7 Hệ thống thông gió chiếu sáng

- Các mặt của công trình đều có cửa sổ và ban công để thông gió chiếu sáng chocác phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

2.1.8 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cáchnhiệt Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2 Cáctầng lầu đều có cầu thang bộ đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ.Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có bể nước lớn phòng cháy chữa cháy

2.1.9 Hệ thống chống sét

- Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được thiết lập ởtầng mái và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóanguy cơ bị sét đánh

Trang 16

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

2 THIẾT KẾ CẦU THANG ĐIỂN HÌNH

3 THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI

4 TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN

5 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC Y5

Trang 17

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU

- Sàn: xem như tuyệt đối cứng trong mặt phẳng làm việc, bản sàn chỉ chịu tácđộng thẳng đứng và bỏ qua sự tác động của tải trọng ngang và chức năngchính là tiếp nhận và phân phối tải trọng xuống móng

Trang 18

2.4 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

- Khi thiết kế, tính toán kết cấu nhà cao tầng, hai đặc trưng cơ bản của tải trọng

là tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán Tải trọng tính toán là tích của tảitrọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng Hệ số này tính đến khả năng sai lệchbất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và được xác định phụthuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến

- Khi tính toán cường độ và ổn định, hệ số vượt tải lấy theo các điều hoặc mục

3.2, 4.2.2, 4.3.3, 4.4.2, 6.3, 6.17 của TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động”.

- Khi tính độ bền mỏi lấy bằng 1

- Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1 nếu tiêu chuẩn thiết kếkết cấu và nền móng không đề ra các giá trị khác

- Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động”, tải trọngđược chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn,đặc biệt)

- Tải trọng thường xuyên là tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trìnhxây dựng và sử dụng công trình

- Tải trọng thường xuyên gồm có:

+ Trọng lượng bản thân kết cấu kết cấu bê tông của công trình như dầm, sàn, cột,vách

+ Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo, kết cấu bao che như các lớp vữa lót, vữatrát, gạch, hệ thống kỹ thuật và tường…

- Hệ số vượt tải của tĩnh tải thay đổi từ 1,1 1,3 tùy theo loại vật liệu sử dụng vàphương pháp thi công

- Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể có trong một giai đoạn nào đó trongquá trình xây dựng và sử dụng công trình

- Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại: tải trọng tạm thời dài hạn và tảitrọng tạm thời ngắn hạn

+ Tải trọng tạm thời dài hạn gồm có:

 Khối lượng vách tạm thời, khối lượng phần đất và bê tông đệm dưới thiết bị

 Khối lượng các thiết bị cố định như thang máy…

 Tác dụng của biến dạng nền không kèm theo sự thay đổi cấu trúc đất

 Tác dụng do sự thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu

Trang 19

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm có:

 Khối lượng người, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ

 Tải trọng do thiết bị sinh ra trong các giai đoạn khởi động, đóng máy, chuyểntiếp và thử máy kể cả khi thay đổi vị trí hoặc thay thế thiết bị

 Tải trọng lên sàn nhà ở được nêu ở Bảng 3 của TCVN 2737 – 1995.

 Tải trọng gió lên công trình gồm gió tĩnh và gió động

2.4.2.3 Tải trọng đặc biệt

- Tải trọng động đất tính toán theo TCVN 9386:2012

2.5 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

- Sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Biến dạng dọc trục của sàn dầm được bỏ qua

- Chuyển vị ngang của các cấu kiện trên sàn là như nhau

- Thân công trình được xem là liên kết ngàm với móng tại vị trí mặt trên đàimóng

- Phương pháp phần tử hữu hạn trên mô hình rời rạc được sử dụng phổ biếnhiện nay Xem xét nội dung cơ bản nhất của phương pháp này như sau:

+ Phân tích phần tử hữu hạn là giải quyết kết cấu phức tạp bất kỳ chịu tải bất kỳbằng cách chia các hình dạng phức tạp thành những hình dạng đơn giản + Hình dạng mỗi phần tử được định nghĩa bởi các nút của nó

+ Phản ứng của mỗi phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút.+ Ứng xử của toàn bộ hệ kết cấu được xác định bằng cách ghép toàn bộ các phần

tử nhỏ vào một phương trình với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định.Những phương trình này được giải bằng kỹ thuật ma trận

- Phần mềm hỗ trợ trong tính toán kết cấu hiện nay khá đa dạng, với mỗi loạikết cấu riêng biệt ta sử dụng một phần mềm chuyên dành cho nó

Phần mềm ETABS v.9.7.4

và ETABS v.15

Dùng để giải nội lực khung và phân tích dao động cho

hệ công trình, kiểm tra ổn định tổng thể của công trìnhkhi chịu tải trọng gió và động đất

Phần mềm SAFE v.12.3.2 Dùng để tính toán nội lực cho kết cấu sàn

Phần mềm SAP v.14.2.2 Dùng để tính toán các cấu kiện đơn giản của hệ kết

cấu như cầu thang, bể nước nhằm đơn giản hóa trong

Trang 20

quá trình tính toán.

2.5.4 Nội dung tính toán

- Điều kiện cơ bản nhất đòi hỏi khi thiết kế 1 kết cấu công trình là khả năngđảm bảo độ bền, độ cứng, độ ổn định của kết cấu và toàn công trình Với kết cấunhà cao tầng, kết cấu cần được tính toán để đảm bảo không vượt quá các trạng tháigiới hạn:

+ Trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng thái giới hạn về độ bền): đảm bảo trạng thái giớihạn thứ nhất là đảm bảo kết cấu không bị phá hoại, không mất ổn định khi chịu lực.+ Trạng thái giới hạn thứ hai (trạng thái giới hạn về độ võng, về điều kiện sử dụng):đảm bảo trạng thái giới hạn thứ hai là đảm bảo kết cấu không bị phát sinh khe nứtlớn, không biến dạng quá mức, không rung động quá mức cho phép được quy định

rõ trong TCXDVN

- Bên cạnh đó, kết cấu nhà cao tầng còn quan tâm đến tính toán đảm bảo ổnđịnh tổng thể công trình dưới tác dụng của các loại tải trọng động

2.6 CÁC TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM THIẾT KẾ

TCVN 2737 – 1995 Tải trọng và tác động: Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 229 – 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của Tải trọng gió theo

TCVN 2737:1995TCVN 5574 – 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kếTCVN 375– 2006 Thiết kế công trình chịu động đất

TCVN 9386 – 2012 Thiết kế công trình chịu động đất

TCVN 10304 – 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 205 – 1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 9394 – 2012 Đóng và ép cọc – Thi công và nghiệm thu

TCXDVN 33 - 2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn

thiết kế

BS 8110 – 1997 Structure use of concrete – Code of practice for design and

construction (Áp dụng tính toán vách cứng bê tông cốt thép)QCVN 02 -2009 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên

dùng trong xây dựngQCVN 03 - 2012

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị

Trang 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ

Y1

Y7

X4

Y5 Y3

d39

DP7 dP5

7250 2750

L h m

Trang 23

- Trong đó Ln là nhịp tính toán nhưng để đơn giản có thể lấy nhịp nguyên hoặc nhịp thông thủy từ 1 ô bản lớn nhất rồi chọn cho các ô còn lại:

1 Bản 1 phương 3400 113.33 97.15 110

2 Bản 2 phương 7850 196.25 174.44 200

Bảng 3.1.2 Sơ bộ tiết diện sàn

Để tiện cho thi công thống nhất chọn chiều dày sàn điển hình là h s = 200 (mm) Tầng hầm có hoạt tải lớn nên chọn chiều dày sàn tầng hầm là h s = 220 (mm)

Trang 24

t

n

i s i

- A i : diện tích truyền tải từ sàn vào cột tầng thứ i.

- q sàn i : tải trọng toàn phần phân bố trên sàn (công trình dân dụng q sàn i = 8 – 14 kN/m 2 , bao gồm trọng lượng toàn bộ kết cấu dầm sàn, tường vách ngăn, thiết bị và hoạt tải sử dụng).

- b : hệ số điều kiện làm việc.

- R b : cường độ chịu nén tính toán của bê tông.

Trang 25

Với Ht là chiều cao thông thủy của tầng nhà nên ta chọn:

- Lõi thang máy: hL = 30 (cm)

- Vách: hv = 40 (cm)

 Nhận xét:

Công việc lựa chọn sơ bộ tiết diện cột, vách, dầm sàn chỉ có tính chất định

hướng ban đầu cho công việc thiết kế Các tiết diện này có thể thay đổi trong quá trình thiết kế nên việc lựa chọn tiết diện sơ bộ này có thể được làm đơn

giản Do càng lên cao tải trọng càng giảm dần nên để kinh tế và mỹ quan cho công trình ta sẽ thay đổi tiết diện cấu kiện

BẢNG TỔNG HỢP TIẾT DIỆN CẤU KIỆN CỘT, VÁCH, LÕI

0.000+20.000

TỪ TẦNG 6F ĐẾN TẦNG 12F

+20.000+40.400

TỪ TẦNG 12F ĐẾN TẦNG 18F

+40.400+60.800

TỪ TẦNG 18F ĐẾN TẦNG TF

Trang 26

Các lớp cấu tạo Hệ sốvượt

tải

Trọnglượngriêng(kG/m3)

Chiềudày(m)

Tải tiêuchuẩn (kG/m2)

Tải tínhtoán (kG/m2)

Tải tiêu chuẩnnhập trongETABS (kG/m2)

Chiềudày(m)

DEAD - Bản BTCT 1.10 2500 0.200 550 500

SDEAD - Gạch lát ngoài trời 1.10 1800 0.010 20 383 348

Trang 27

Chiềudày(m)

Trang 28

Chiềudày(m)

)

Chiềudày(m)

Tải phân

bố (kG/

m2)

Tải TC nhậptrong ETABS(kG/m2)

Tải tiêu chuẩnnhập trongETABS

Trang 29

(kG/m2)

LIVE LOAD 1.20 750 900 750

- TỔNG TẢI TRỌNG 1695

Tường xây trên sàn :

Thông thường dưới tường ngăn đều có dầm đỡ tường Tuy nhiên để cho

dễ linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn, một số tường sẽ xây trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng này có thể quy về tải phân bố đều tác động lên tường đễ dễ tính toán

2

( / )

- t (kN/m 3 ): Khối lượng riêng của tường gạch.

- L t (m): Tổng chiều dài tường trên ô bản sàn (L 1  L 2 ).

- t( )m Chiều dày tường.

- H t (m): Chiều cao tường.

- L 1 , L 2 (m): Chiều dài 2 cạnh của ô bản sàn.

TẢI TƯỜNG TÁC DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH

TẦNG Vị tríphân

bố

Bề dày tường

bt (m)

Chiều caotường

ht (m)

Chiều dài tường (m)

Trọnglượng riêng(kN/m3)

Trọnglượng tường(kN/m2)

Trọnglượng tường (T/

- t (kN/m 3 ): Khối lượng riêng của tường gạch.

- t( )m Chiều dày tường.

- H t (m): Chiều cao tường.

TẢI TƯỜNG TÁC DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH

Trang 30

Vị trí phânbố

Bề dày tường

bt (m)

Chiều cao tường

ht (m)

Chiều dài tường (m)

Trọnglượng riêng(kN/m3)

Trọnglượng tường(kN/m)

Trọnglượng tường(T/m)

Trang 31

Hình 3.1 Mô hình khung không gian

- Bài toán động và bài toán tĩnh khác nhau ở 2 điểm chủ yếu :

 Thứ nhất: tải trọng động thay đổi theo thời gian về độ lớn, phương chiều và

cả điểm đặt lên công trình Kéo theo là sự thay đổi ứng xử của công trình,

cụ thể là trong nội lực kết cấu Như vậy kết quả phân tích các giá trị cầnbiết của kết cấu về nội lực, chuyển vị phải là những giá trị có hàm theo biếnthời gian

 Thứ hai: do kết cấu có khối lượng, khi chuyển động có gia tốc thì phát sinhlực quán tính Phải kể đến lực quán tính này trong các phương trình tínhtoán Và do đó có thể thấy, khối lượng công trình là một yếu tố có ảnhhưởng lớn đến tính chất động học của công trình

Trang 32

3.1.7.3 Cơ sở lý thuyết

 Ta chấp nhận các giả thuyết sau

- Dầm sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Toàn bộ khối lượng từng tầng tập trung tại một điểm và đặt ở cao trình sàn

- Xem công trình là thanh console có hữu hạn khối lượng tập trung

- Xét hệ gồm một thanh console có n điểm tập trung khối lượng có khối lượngtương ứng M1, M2 ,…, Mn

Sơ đồ tính toán động học với n khối lượng tập trung

 Đối với nhà cao tầng thì n khá lớn, việc tính toán trở nên rất phức tạp, do đó

có thể sử dụng phần mềm để trợ giúp xác định các dạng dao động riêng Trongphạm vi đồ án sử dụng phần mềm ETABS 9.7.4 để tính toán tần số và dạngdao động của công trình

- Toàn bộ các kết cấu chịu lực của công trình được mô hình hoá dạng khônggian 3 chiều, với:

 Cột và dầm được mô hình bằng phần tử Frame

 Vách và sàn được mô hình bằng phần tử Shell

 Trọng lượng bản thân của kết cấu do ETABS tự tính toán

 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và tường xây trực tiếp trên sàn được phân

bố đều trên sàn

 Trọng lượng tường trên dầm được gán phân bố đều trên dầm

 Hoạt tải được gán phân bố đều trên sàn theo từng chức năng ô sàn

- Khối lượng tập trung được khai báo khi phân tích dao động là tải trọng thườngxuyên với 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải

Trang 33

Khai báo khối lượng tính dao động

- Các dạng dao động thường xảy ra của công trình

Khảo sát 32 mode dao động riêng đầu tiên

Tỉ lệ phần trăm khối lượng công trình tham gia các dạng dao động riêng theo từng phương

Trang 35

Mode 1 Mode 3

Trang 36

- Theo TCVN 2737 – 1995, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải gió Wj ở

độ cao zj so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

Trang 37

- Công trình được xây dựng tại Quận 8, TP.HCM thuộc vùng II-A, giá trị Wo =0,83 kN/m2 (Tra Phụ lục E, TCVN 3737-1995)

- Sau đó ta quy các lực phân bố đều thành các lực đặt tại tâm hình học sàn

j i tc

hj: chiều cao tầng phía dưới sàn thứ j

hj: chiều cao tầng phía trên sàn thứ jB: bề rộng mặt đón gió

Theo phương X: Bx = 51mTheo phương Y: By = 29,65m

- Thành phần gió tĩnh sẽ được gán vào tâm hình học của công trình.

- Theo TCVN 229:1999, thành phần động của tải trọng gió phải được kể đếnkhi tính toán nhà nhiều tầng cao hơn 40m Như vậy với chiều cao công trình là84,65 m, phải xét đến ảnh hưởng của thành phần động của tải trọng gió

- Tùy mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọnggió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thànhphần xung của vận tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình

- Mức độ nhạy cảm này được đánh giá qua tương quan giữa các giá trị tần sốdao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứnhất, với tần số giới hạn fL=1,3Hz (tra Bảng 2 TCXD 229:1999) Tuy nhiên ta

chỉ xét đến các dao động theo phương X và phương Y và bỏ qua dao độngxoắn của công trình

: Lực, đơn vị là daN hay kN tùy thuộc đơn vị tính toán WFj

Mj : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (T)

i

 : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i (không thứ nguyên)

yji : Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng vớidạng dao động thứ i (không thứ nguyên)

i

 : hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi

Trang 38

L Y

Hệ tọa độ

X (Hướng gió) Z

Fj j j j

Trong đó:

Wj: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió (đã tính ở bảng trên)

Sj: Diện tích đón gió của phần j của công trình (m2)

ζj : Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của

công trình Phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao z (Tra bảng 3 TCXD 229 – 1999)

: Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình, được xác định phụ thuộc

vào vào tham số: ρ, χ và dạng dao động (Tra bảng 4, bảng 5 TCXD

229 – 1999).

Trong đó:

D : Chiều dài theo phương X của mặt đón gió ứng với phần thứ j

H : Chiều cao của mặt đón gió ứng với phần thứ j

L : Chiều dài theo phương Y của mặt đón gió ứng với phần thứ j

Trong đó:

Trang 39

: Hệ số tin cậy tải trọng gió lấy  = 1,37 (Theo QCVN 02-2009)

- Thành phần gió động sẽ được gán vào tâm khối lượng của công trình.

- Nhận thấy công trình có tâm hình học và tâm khối lượng tương đối gần nhau

và tổng giá trị của thành phần gió động chiếm khoảng 47% thành phần giótĩnh, gió tĩnh chiếm tỉ lệ lớn hơn Nên để đơn giản trong phân tích kết cấu,trong phạm vi đồ án này đã tổng hợp cả thành phần tĩnh và thành phần động

của tải trọng gió và gán vào tâm hình học của công trình.

BẢNG TÍNH TẢI GIÓ THEO TCVN 2737-1995

Công trình THÀNH CÔNG COMPLEX BUILDING

Định dạng
Số trang	210
Dung lượng	6,14 MB