Hệ chịu lực của công trình Chung cư Hoàng Gia – Bình Thạnh được tạo thành từ các cấu kiện khung, vách cứng và móng như sau:... liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng
Trang 1KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2013
Trang 2BẢN GIAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn:
Đơn vị công tác:
Họ và Tên SV nhận đồ án tốt nghiệp:
Ngành học:………
Lớp: ………MSSV:………
I Tên đồ án tốt nghiệp:
II Nội dung và yêu cầu sinh viên phải hòan thành:
III Các tư liệu cơ bản cung cấp ban đầu cho sinh viên:
IV Thời gian thực hiện:
- Ngày giao ĐÁTN: _
- Ngày hoàn thành ĐÁTN: _
V Kết luận: - Sinh viên được bảo vệ ; - Sinh viên không được bảo vệ
(Quý Thầy/Cô vui lòng ký tên vào bản thuyết minh và bản vẽ trước khi sinh viên nộp về
VP.Khoa)
Tp.Hồ Chí Minh, ngày ……tháng ……năm 201
Thầy (Cô) hướng dẫn
Trang 3Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng trong mọi lĩnh vực, ngành xây dựng
cơ bản nói chung và ngành xây dựng dân dụng nói riêng là một trong những ngành phát triển mạnh với nhiều thay đổi về kỹ thuật, công nghệ cũng như về chất lượng Để đạt được điều đó đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật ngoài trình độ chuyên môn của mình thì cần phải có một tư duy sáng tạo, đi sâu nghiên cứu để tận dụng hết khả năng của mình
Qua năm năm học tại trường đại học, dưới sự giúp đỡ tận tình của Thầy cô giáo cũng như sự nỗ lực của bản thân, em đã tích lũy cho mình một số kiến thức cơ bản để có thể thực hiện được Đồ Án Tốt Nghiệp này
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ sư Xây dựng là môn học kết thúc cuối cùng của chương trình Đào tạo thành người Kỹ sư trong trường Đại học Đồ Án này không chỉ dừng lại như một bài kiểm tra cuối khóa mà còn là một cách để Sinh viên tổng hợp lại, đánh giá thực chất kiến thức, khả năng và cách vận dụng lí thuyết của mình đã dược học vào một công trình thực tế trước khi trở thành người Kỹ sư Xây dựng
Bên cạnh đó, trong quá trình làm Đồ Án, sinh viên được tiếp cận nhiều lí thuyết, thực tế và có cách nhìn tổng quát hơn, qui mô hơn để kiểm nghiệm kiến thức, trau dồi thêm kinh nghiệm Đây là cách để sinh viên tập duyệt mọi công tác phân tích, xử lí và cách đưa
ra phương án giải quyết vấn đề trước khi được công nhận là người Kỹ sư xây dựng
Để hoàn thành Đồ Án này, ngoài nỗ lực hết mình vận dụng kiến thức đã học, sinh viên còn phải biết nắm bắt thông tin, cách tìm tòi, tư duy sáng tạo và rèn luyện phẩm chất của một sinh viên
Chính vì vậy, việc hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp là một môn học không thể thiếu đối với sinh viên trước khi tốt nghiệp
Trang 4Trước tiên cho em được gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các quý thầy cô, những người đã mang đến cho em những kiến thức và tri thức, giúp em vũng bước trong cuộc sống cũng như trên con đường lập nghiệp sau này
Xin cảm ơn Thầy Võ Phán người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và định hướng cho em trong suốt quá trình làm đô án tốt nghiệp
Xin được cảm ơn tất cả quý thầy cô khoa Xây Dựng và Điện Trường Đại Học Mở TP.HCM, những người ít nhiều đã bỏ công sức để truyền đạt kiến thức trong quá trình dạy
dỗ để giúp đỡ em trở thành một kĩ sư và làm hành trang cho em thật sự bước vào cuộc sống
Bên cạnh đó, trong quá trình học tập và hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp của mình trước khi ta trường, Xin chân Thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Cha – Mẹ, bạn
bè về mọi mặt để Đồ Án này được hoàn thành tốt đẹp nhất
Vì thời gian có hạn, những kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm còn ít ỏi nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót trong bài làm
Rất mong sự chỉ bảo đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn
Xin chân thành cảm ơn !
Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2013
Sinh viên
Cao Duy Lai
Trang 5LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH VẼ
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1
1.1 MỞ ĐẦU 2
1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 2
1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH 2
1.3.1 Mùa nắng 2
1.3.2 Mùa mưa 2
1.3.3 Hướng gió 3
1.4 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG 3
1.5 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3
1.6 CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU 4
1.6.1 Phân tích hệ chịu lực công trình 4
1.6.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN 5
1.7 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 6
1.7.1 Bê tông 6
1.7.2 Cốt thép 6
1.8 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 7
1.8.1 Các giả thiết khi tính toán nhà nhiều tầng được sử dụng trong ETABS 7
1.8.2 Quan niệm phần mềm cho từng cấu kiện làm việc đúng với giả thiết 7
1.8.3 Trình tự giải toán của phần mềm ETABS 8
CHƯƠNG 2: SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI 9
Trang 62.2 SƠ ĐỒ TÍNH CÁC Ô SÀN 10
2.2.1 Chọn chiều dày sàn 10
2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm 10
2.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 11
2.3.1 Cấu tạo chi tiết các lớp sàn và tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn 11
2.3.2 Tĩnh tải do tải trọng tường đặt lên sàn 12
2.3.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn 13
2.3.4 Tổng tải trọng tính toán 14
2.4 NỘI LỰC 15
2.4.1 Nội lực cho bản kê bốn cạnh (ô bản 1;2;3;4;5;9) 15
2.4.2 Nội lực cho bản dầm 17
2.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP BẢN SÀN 18
2.6 LẬP BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP 20
2.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO BẢN SÀN 22
CHƯƠNG 3: CẦU THANG BỘ 24
3.1 KIẾN TRÚC 25
3.2 CẤU TẠO VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 25
3.2.1 Cấu tạo cầu thang tính toán 25
3.2.2 Tải trọng tính toán 26
3.2.3 Tính toán cầu thang tầng điển hình 29
CHƯƠNG 4: BỂ NƯỚC MÁI 43
4.1 CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC BỂ NƯỚC MÁI 44
4.1.1 Công năng 44
4.1.2 Kích thước hồ nước mái 44
4.2 TÍNH TOÁN CHO TỪNG CẤU KIỆN 45
4.2.1 TÍNH TOÁN BẢN NẮP VÀ BẢN ĐÁY 45
Trang 74.2.3 TÍNH TOÁN KHUNG BỂ NƯỚC 63
CHƯƠNG 5: KHUNG KHÔNG GIAN 76
5.1 CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM CỘT 77
5.1.1 Chọn Tiết Diện Dầm 77
5.1.2 Chọn Tiết Diện Cột 77
5.1.3 Tiết diện vách 81
5.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỨNG 81
5.2.1 Tĩnh tải 81
5.2.2 Hoạt tải 83
5.2.3 Tải trọng bể nước mái và cầu thang truyền vào 84
5.3 TẢI TRỌNG GIÓ 86
5.3.1 Xác Định Thành Phần Tĩnh Của Tải Trọng Gió 86
5.3.2 Xác Định Thành Phần Động Của Tải Trọng Gió 88
5.4 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 99
5.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 99
5.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM VÀ CỘT KHUNG TRỤC 4 100
5.6.1 Tính toán cốt thép cho các dầm trong khung 100
5.6.2 Tính toán cốt thép cột trong khung 110
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG 122
6.1 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT : 123
6.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN 125
6.2.1 Các giả thuyết tính toán 125
6.2.2 Lựa chọn cặp nội lực nguy hiểm để tính móng 125
6.3 PHƯƠNG ÁN 1: CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN 126
6.3.1 SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG ÁN MÓNG SỬ DỤNG 126
6.3.2 Tính toán và cấu tạo móng M1 dưới chân cột C12 (trục D4) 127
Trang 86.3.4 Kiểm tra độ lún chênh lệch giữa các móng 159
6.4 PHƯƠNG ÁN 2: CỌC KHOAN NHỒI 160
6.4.1 Sơ lược về phương án móng sử dụng 160
6.4.2 Tính toán và cấu tạo móng M1 dưới chân cột C4 (trục C.4) 161
6.4.3 Tính toán và cấu tạo móng M2 dưới chân cột C11, C16 (trục C.4) 177
6.5 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 189
6.5.1 Thống kê phương án móng cọc ép 189
6.5.2 Thống kê phương án móng cọc khoan nhồi 191
6.5.3 So sánh hai phương án móng 192
6.5.4 Lựa chọn phương án móng 193
Trang 9Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn 10
Hình 2.2: Cấu tạo các lớp sàn 11
Hình 2.3: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 1, 2, 4 theo sơ đồ số 9 16
Hình 2.4: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 3, 9 theo sơ đồ số 8 16
Hình 2.5: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 5theo sơ đồ số 2 16
Hình 2.6: Sơ đồ 2 đầu ngàm (ô bản 8 ) 17
Hình 2.7: Sơ đồ 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp (ô bản 6; 7 ) 18
Hình 3.1: Mặt bằng thang tầng điển hình 26
Hình 3.2:Mặt cắt thang tầng điển hình 26
Hình 3.3: Các lớp cấu tạo bản thang 27
Hình 3.4: Sơ đồ tính bản thang 29
Hình 3.5: Biểu đồ momen vế thang 1(kNm) 30
Hình 3.6: Biểu đồ lực cắt vế thang 1 (kN) 30
Hình 3.7: Biểu đồ momen vế thang 2 (kNm) 31
Hình 3.8: Biểu đồ lực cắt của vế thang 2 (kN) 31
Hình 3.9: Moment lớn nhất tại nhịp và gối 33
Hình 3.10: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 34
Hình 3.11: Biểu đồ momen dầm chiếu nghỉ 35
Hình 3.12: Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ 36
Hình 3.13: Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ 38
Hình 3.14: Biểu đồ momen dầm chiếu nghỉ 39
Hình 3.15: Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ 39
Hình 4.1: Mặt bằng bản nắp bể nước mái 44
Hình 4.2: Mặt bằng bản đáy bể nước mái 45
Hình 4.3: Sơ đồ tính bản nắp 46
Trang 10Hình 4.5: Sơ đồ tính bản thành 56
Hình 4.6: Biểu đồ momen bản thành 57
Hình 4.7: Mặt bằng tiết diện truyền tải của dầm nắp 63
Hình 4.8: Mặt bằng tiết diện truyền tải của dầm đáy 64
Hình 4.9: Sơ đồ tính và tải trọng hệ dầm hồ nước mái 66
Hình 4.10: Nội lực hệ dầm hồ nước mái 67
Hình 4.11: Biểu đồ moment DN2 và DD2 67
Hình 4.12: Biểu đồ lực cắt DN2 và DD2 67
Hình 4.13: Biểu đồ moment DN1 và DD1 68
Hình 4.14: Biểu đồ lực cắt DN1 và DD1 68
Hình 4.15: Biểu đồ moment DN3 và DD3 69
Hình 4.16: Biểu đồ lực cắt DN3 và DD3 69
Hình 4.17: Lực dọc trong cột bể nước 74
Hình 5.1: Mặt bằng truyền tải trọng từ sàn vào dầm và cột 77
Hình 5.2: Sơ đồ tính khung không gian 85
Hình 5.3: Đồ thị xác định hệ số động i 92
Hình 6.1: Mặt cắt địa chất 123
Hình 6.2: Nội lực chân cột 126
Hình 6.3 : Chia lớp đất nền dưới mũi cọc 131
Hình 6.4: Tải trọng và biểu đồ moment của cọc giữa và cuối 135
Hình 6.5: Tải trọng và biểu đồ moment của cọc đầu 136
Hình 6.6: Tọa độ cọc 137
Hình 6.7: Sơ đồ phân bố ứng suất bản thân và gây lún 144
Hình 6.8: Sơ đồ dời lực từ chân cột về tâm móng 147
Hình 6.9: Tọa độ các cọc 148
Hình 6.10: Sơ đồ phân bố ứng suất bản thân và gây lún 156
Trang 11Hình 6.12: Khoảng cách từ tâm cọc đến mép cột theo phương X 157
Hình 6.13: Sơ đồ tính cho đài móng M2 158
Hình 6.14: Tải trọng và moment đài móng M2 159
Hình 6.15: Chiều sâu chôn móng M2 164
Hình 6.16: Tọa độ các đầu cọc móng M1 169
Hình 6.17: Khoảng cách tâm cọc đến mép cột 177
Hình 6.18: Sơ đồ dời lực từ tâm cột về tâm đài móng 178
Hình 6.19 : Tọa độ các cọc tại móng M2 179
Hình 6.20: Tháp xuyên thủng tại móng M2 186
Hình 6.21 : Khoảng cách từ tâm cọc đến mép cột 187
Hình 6.22: Tải trọng tác dụng lên đài 187
Hình 6.23: Sơ đồ tính đài móng M2 188
Hình 6.24: Tải trọng và biểu đồ moment của đài móng M2 188
Trang 12Bảng 2.1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn chức năng được tính trong bảng sau.(sảnh, hành
lang, phòng khách, phòng ngủ, bếp) 11
Bảng 2.2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh 12
Bảng 2.3: Trọng lượng tường ngăn quy về tải phân bố 13
Bảng 2.4: Hoạt tải tác dụng lên các ô bản 14
Bảng 2.5: tổng tải trọng tính toán 14
Bảng 2.6: Kết quả tính toán tổng tải trọng tác dụng 17
Bảng 2.7: Nội lực của các ô bản kê 17
Bảng 2.8: Kết quả tính toán tổng tải trọng tác dụng và nội lực các ô bản 18
Bảng 2.9: Tính và chọn cốt thép 20
Bảng 2.10: Thông số vật liệu 22
Bảng 3.1: Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng 28
Bảng 3.2: Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ và chiếu tới 29
Bảng 3.3: Thông số vật liệu: 31
Bảng 3.4: Bảng giá trị cốt thép trong bản thang 32
Bảng 3.5: Tải trọng tác dụng lên chiếu tới 33
Bảng 3.6: Thông số vật liệu: 33
Bảng 3.7: Giá trị cốt thép trong bản chiếu tới 34
Bảng 3.8: Bảng giá trị cốt thép trong dầm chiếu nghỉ 36
Bảng 3.9: Thông số vật liệu: 37
Bảng 3.10: Giá trị cốt thép trong dầm chiếu nghỉ 40
Bảng 3.11: Thông số vật liệu 41
Bảng 4.1: Giá trị tải trọng tác dụng bản nắp 46
Bảng 4.2: Giá trị tải trọng tác dụng bản đáy 47
Bảng 4.3:Thông số vật liệu: 49
Bảng 4.4: Kết quả tính toán cốt thép 49
Bảng 4.5: Kiểm tra điều kiện nứt bản đáy 54
Trang 13Bảng 4.7: Giá trị tính toán thép trong bản thành 58
Bảng 4.8: Kiểm tra điều kiện nứt bản thành 62
Bảng 4.9: Giá trị tính toán thép trong hệ dầm 70
Bảng 4.10: Kết quả tính và chọn cốt đai cho dầm (Thép CI) 73
Bảng 5.1: Tải trọng các ô sàn 78
Bảng 5.2: Diện truyền tải vào cột 79
Bảng 5.3: Sơ bộ chọn tiết diện cột như sau: 79
Bảng 5.4: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn khu ở, ban công, hành lang 81
Bảng 5.5: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn vệ sinh 82
Bảng 5.6: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn mái 82
Bảng 5.7: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn đậu xe, sàn hầm 82
Bảng 5.8: Hoạt tải tác dụng lên sàn khu ở, ban công, hành lang 83
Bảng 5.9: Hoạt tải tác dụng lên sàn có chức năng khác 84
Bảng 5.10: Kết quả tính toán Wj theo phương X 86
Bảng 5.11: Kết quả tính toán Wj theo phương Y 87
Bảng 5.12: Chu kì dao động 88
Bảng 5.13: Model dao động theo phương X 89
Bảng 5.14: Model dao động theo phương Y 89
Bảng 5.15: Khối lượng tập trung của phần công trình 90
Bảng 5.16: Dịch chuyển ngang tỷ đối theo phương OX 91
Bảng 5.16: Dịch chuyển ngang tỷ đối theo phương OY 91
Bảng 5.17: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động mode 1 (phương OX) 94
Bảng 5.18: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động mode 2 (phương OY) 94
Bảng 5.19: Thành phần động của tải trọng gió theo phương OX 96
Bảng 5.20: Thành phần động của tải trọng gió theo phương OY 96
Bảng 5.21: Giá trị tính toán của tải trọng gió theo phương OX 98
Bảng 5.22: Giá trị tính toán của tải trọng gió theo phương OY 98
Trang 14Bảng 5.24: Tính toán cốt thép cột khung 4 114
Bảng 6.1: Chỉ tiêu cơ lý 124
Bảng 6.2: Các cặp nội lực nguy hiểm 127
Bảng 6.3: Cường độ tiêu chuẩn của ma sát thành lớp đất 131
Bảng 6.4: Sức chống cực hạn mặt bên 134
Bảng 6.5: Tải trọng tác dụng lên các đầu cọc cho trong bảng sau 138
Bảng 6.6: Ứng suất do trọng lượng bản thân tại các vị trí thứ i 142
Bảng 6.7: Ứng suất gây lún tại các vị trí thứ i 143
Bảng 6.8: Vị trí ngừng tính lún 143
Bảng 6.9 : Các cặp nội lực nguy hiểm tại chân cột 146
Bảng 6.10: Tải trọng tác dụng lên các đầu cọc 150
Bảng 6.11: Ứng suất do trọng lượng bản thân tại các vị trí thứ I tại móng M2 153
Bảng 6.12: Ứng suất gây lún tại móng M2 154
Bảng 6.13: Vị trí ngừng tính lún tại móng M2 154
Bảng 6.14: Các cặp nội lực nguy hiểm tại chân cột C4 161
Bảng 6.15: Sức chống cực hạn mặt bên 168
Bảng 6.16: Tải trọng tác dụng lên các đầu cọc móng M1 170
Bảng 6.17: Ứng suất do trọng lượng bản thân tại các vị trí thứ i móng M1 174
Bảng 6.18: Ứng suất gây lún tại móng M1 174
Bảng 6.19: Vị trí ngừng tính lún 175
Bảng 6.20: Các cặp nội lực nguy hiểm tại chân cột C11, C16 177
Bảng 6.21: Tải trọng tác dụng lên các đầu cọc tại móng M2 181
Bảng 6.22: Ứng suất do trọng lượng bản thân tại các vị trí thứ i móng M2 184
Bảng 6.23: Ứng suất gây lún tại móng M2 185
Bảng 6.24: Vị trí ngừng tính lún móng M2 185
Trang 15CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
Trang 161.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG
Công trình được xây dựng tại phường 2, quận Bình Thạnh, là một trong những vị trí trung tâm của thành phố, thuận tiện đối với người ở và đi lại, làm việc, mua sắm và các dịch vụ khác
1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH
Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:
- Lượng mưa cao nhất: 300 mm;
- Độ ẩm tương đối trung bình: 85,5%
Trang 17- Lượng mưa cao nhất : 680 mm (tháng 9);
- Độ ẩm tương đối trung bình : 77,67%;
- Độ ẩm tương đối thấp nhất : 74%;
- Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%;
- Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày;
- Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày
1.4 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG
- Tòa nhà gồm 15 tầng và một hầm với những đặc điểm sau :
+ Mỗi tầng điển hình cao 3.2 m, riêng tầng trệt cao 3.6m, tầng hầm cao 3m;
+ Mặt bằng hình chữ nhật 51 x 20.5 m, được thiết kế dạng hình khối, xung quanh công trình có vườn hoa tạo cảnh;
+ Tổng chiều cao công trình 48.2 m kể cả tầng hầm
- Chức năng của các tầng như sau:
+ Tầng hầm: làm nơi để xe cho cả toà nhà Bên cạnh đó tầng hầm cũng là nới chứa các hệ thống kỹ thuật cho toà nhà chung cư như máy biến áp, máy phát điện, bể nước ngầm
+ Tầng trệt: Nới sảnh đi lại, các quày giao dịch buôn bán tạp hoá Tầng trệt có phòng giữ trẻ, nhà mẫu giáo
+ Tầng 2 -15:Bao gồm các căn hộ là nơi ở và sinh hoạt của các hộ gia đình
+ Tầng mái: Gồm các phòng kỹ thuật ( cơ, điện, nước thông thoáng ) và nghỉ ngơi Có hồ nước mái cung cấp nước cho toàn tòa nhà
1.5 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
- Thông thoáng:
Ngoài việc thông thoáng bằng hệ thống cửa ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo các Gain lạnh về khu xử lý trung tâm
Trang 18- Chiếu sáng:
Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang, khối nhà còn được chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (các ô cửa) Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa
- 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 Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và khu vực và bảo đảm
an toàn khi có sự cố xảy ra
- Hệ thống cấp thoát nước:
+ Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở tầng hầm qua hệ thống bơm, bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho sinh hoạt ở các tầng
+ Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm + Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc gain, đi ngầm trong các hộp
kỹ thuật
- Di chuyển và phòng hỏa hoạn:
+ Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ 2 thang máy chính phục vụ bảo đảm thoát người khi hỏa hoạn
+ Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy, các thiết bị chữa cháy
+ Dọc theo các cầu thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa
+ Ngoài ra tòa nhà còn được đặt hệ thống chống sét
1.6 CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU
1.6.1 Phân tích hệ chịu lực công trình:
Hệ chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng truyền chúng xuống nền đất Hệ chịu lực của công trình Chung cư Hoàng Gia – Bình Thạnh được tạo thành từ các cấu kiện khung, vách cứng và móng như sau:
Trang 19- Hệ khung chịu lực:
Được tạo thành từ các thanh đứng ( cột ) và ngang ( sàn, dầm ) liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối khung không gian chịu tải trọng thẳng đứng của công trình
- Hệ tường cứng chịu lực (vách cứng):
+ Vách cứng là cấu kiện không thể thiếu trong kết cấu nhà cao tầng hiện nay Nó
là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặc biệt
là các tải trọng ngang xuất hiện trong các công trình nhà cao tầng với những lực ngang tác động rất lớn
+ Công trình được tính với tải trọng ngang là gió động do đó phần tải ngang tác dụng vào công trình rất lớn Bên cạnh hệ khung chịu lực ta còn phải bố trí hệ thống vách cứng để tăng độ cứng và chịu lực ngang này của công trình Vì lực gió động là lực khối tác động hỗn hợp theo cả 2 phương do đó cần bố trí vách cứng theo cả 2 phương của công trình và có độ cứng bằng nhau
+ Sự ổn định của công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc Như vậy vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tải trọng ngang + Với mặt bằng hình chữ nhật có diện tích là A x B = 20.5m x 51 m, tỉ số B/A = 2.49 thì bên cạnh việc bố trí hệ tường cứng ngang và dọc theo chu vi thang máy tạo hệ lõi là trung tâm chịu lực 2 đầu hồi, còn bố trí hệ tường cứng ở giữa
để đảm bảo độ cứng của công trình
+ Bản sàn được xem như là tuyệt đối cứng trong mặt phằng của chúng Có tác dụng tham gia vào việc tiếp thu và truyền tải trọng vào các tường cứng và truyền xuống móng
+ Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem như một thanh ngàm ở móng
- Hệ thống móng:
Hệ thống móng sẽ gánh đỡ toàn bộ tải trọng đứng và ngang của công trình để truyền xuống đất Vì vậy, móng phải ổn định thì phần kết cầu bên trên mới ổn định Với công trình cao tầng chịu tải trọng động đất thì giải pháp tốt nhất là sử dụng móng cọc
1.6.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN:
Các tính toán thiết kế cho công trình đều dựa vào Hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam
và các Tiêu chuẩn ngành sau:
- TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;
Trang 20- TCXD 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737 – 1995;
- TCVN 5574 – 1991: Kết cấu bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 356 – 2005: Kết cấu bêtông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCXD 198 – 1998: Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối;
- TCXD 205 – 1998: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCXD 195 – 1997: Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi
1.7 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU:
Để có sự thống nhất trong toàn bộ công trình và đơn giản trong quá trình thi công ta thống nhất sử dụng duy nhất một loại vật liệu (bêtông, cốt thép) cho toàn bộ công trình Cụ thể ta chọn vật liệu có các chỉ tiêu như sau:
Trang 21Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, ta
có rất nhiều chương trình tính toán khác nhau, với các quan niệm tính toán và sơ đồ tính khác nhau Trong nội dung của Đồ án tốt nghiệp này em sử dụng phần mềm ETABS để xác định nội lực của hệ kết cấu
Do ETABS là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu chuyên cho Nhà Cao Tầng nên việc đưa số liệu và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác
1.8.1 Các giả thiết khi tính toán nhà nhiều tầng được sử dụng trong ETABS
- Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó và liên kết với các phần tử khung hay vách cứng ở cao trình sàn là gối tựa của vách hay khung để tiếp thu ngoại lực tác động (lực động đất) Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên
- Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau
- Các cột (vách cứng) đều được ngàm ở chân cột (chân vách cứng)
- Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào công trình dưới dạng lực phân bố đều trên các cột và đối với gió động là những lực tập trung tác dụng ngay tại nút giao giữa cột và sàn Các lực này truyền sang sàn và từ đó truyền sang vách, cột
- Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể
1.8.2 Quan niệm phần mềm cho từng cấu kiện làm việc đúng với giả thiết
Khi sử dụng các phần mềm 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 điểm: khi 3 phương có kích thuớc gần như nhau, và có kích thước rất bé
Trang 22- 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
1.8.3 Trình tự giải toán của phần mềm ETABS
Xác định tất cả các nhóm đặc trưng vật liệu Nhập mô hình công trình, khai báo tiết diện kích thước hình học của các cấu kiện, các phần tử trong mô hình ;
Xác định tải trọng tác dụng:
o Tải đứng: gồm tĩnh tải, hoạt tải được đặt lên các dầm, sàn;
o Tải ngang: tìm chu kỳ của các dạng dao động Xác định lực gió động tác dụng lên công trình và lên từng tầng của công trình Nhập gió động là những lực tập trung tác dụng ở nút giao giữa cột và sàn từng tầng
Kiểm tra mô hình và quá trình nhập tải
Chạy chương trình ETABS
Trang 23CHƯƠNG 2
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Trang 242.1 MẶT BẰNG DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn 2.2 SƠ ĐỒ TÍNH CÁC Ô SÀN
2.2.1 Chọn chiều dày sàn
Quan niệm tính: Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang Sàn không bị rung
động, không bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là
như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang
Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Có thể xác định sơ bộ
chiều dày bản sàn như sau :
1 b
Vậy ta chọn chiều dày sàn hb = 16 (cm)
2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Trang 25Bề rộng dầm b =( ÷ )hd 1 1 d
2 4Vậy Chọn dầm chính có bd x hd = 300 x 600
Các dầm chính khác chọn bd x hd = 300 x 500 được thề hiện trên hình vẽ MB dầm sàn
2.3.1 Cấu tạo chi tiết các lớp sàn và tĩnh tải do trọng lượng bản thân sàn
Tải trọng tác động lên sàn bao gồm tỉnh tải và hoạt tải
Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737 – 1995 : Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế
Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1, trang 10 – TCVN 2737 – 1995
(kN/m3)
Hệ số vượt tải
Trang 26Bảng 2.2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh
Các lớp cấu tạo sàn Dày (m) Dung trọng
(kN/m3)
Hệ số vượt tải
Tải tính toán (kN/m2)
Thông thường dưới các tường thường có kết cấu dầm đỡ nhưng để tăng tính linh hoạt trong việc bố trí tường ngăn vì vậy một số tường này không có dầm đỡ bên dưới Do đó khi xác định tải trọng tác dụng lên ô sàn ta phải kể thêm trọng lượng tường ngăn, tải này được quy về phân bố đều trên toàn bộ ô sàn
Được xác định theo công thức:
Trang 27ht : chiều cao tường (m)
Lt : chiều dài tường (m)
𝛾 : trọng lượng riêng của tường xây (𝛾 = 18𝑘𝑁/𝑚 )
S : diện tích ô sàn có tường (m2)
n : hệ số vượt tải ( n = 1,3) Tường biên có bt = 20cm: (và tường ngăn trên hệ dầm chính)
S5 0.1 3.04 0 3.35 4.5 18 1.3 0
S6 0.1 3.04 0 2.0 4.75 18 1.3 0
S7 0.1 3.04 1.5 1.5 6.5 18 1.3 1.09 S8 0.1 3.04 1.5 1.5 8 18 1.3 0.88 S9 0.1 3.04 0 1.5 1.5 18 1.3 0
2.3.3 Hoạt tải tác dụng lên sàn
Theo TCVN 2737-1995 “ Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế” , điều 4.3.3 trang
15 có qui định :
t
Trang 28 với A : diện tích chịu tải > 9m2
Bảng 2.4: Hoạt tải tác dụng lên các ô bản
ô
sàn Chức năng
Diện tích(m2)
Trang 29Đối với bản làm việc 1 phương (bản loại dầm) thì cắt 1 dải theo chiều rộng 1m ra
để tìm moment gối, moment nhịp Từ các giá trị moment đó ta tính thép
2.4.1 Nội lực cho bản kê bốn cạnh (ô bản 1;2;3;4;5;9)
Gọi M1, M2 là moment (+) lớn nhất tại nhịp theo phương L1, L2
Gọi MI, MII là moment (-) lớn nhất tại gối theo phương L1, L2
g: tĩnh tải p: hoạt tải ( i = 1, 2 , …., 11): kí hiệu các ô bản
Các hệ số mi1, mi2, ki1, ki2 tra bảng dựa vào tỷ lệ
1
2
LL
Trang 30Hình 2.3: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 1, 2, 4 theo sơ đồ số 9
Hình 2.4: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 3, 9 theo sơ đồ số 8
Hình 2.5: Sơ đồ tính nội lực cho các ô bản 5theo sơ đồ số 2
Trang 31Bảng 2.6: Kết quả tính toán tổng tải trọng tác dụng
Ô bản
1
m m kN m/ 2 kN S1 6.5 8 9.18 477.36 S2 6.5 8 9.51 494.52 S3 4.5 6.8 9.71 297.13 S4 4.5 8 9.71 349,56 S5 3.35 4.5 9.71 146.38 S9 1.5 1.5 8.51 19.15
Bảng 2.7: Nội lực của các ô bản kê
Sơ đồ 2 đầu ngàm (ô bản 8 ):
Hình 2.6: Sơ đồ 2 đầu ngàm (ô bản 8 )
L1
Trang 32Momen lớn nhất tại nhịp
1 nhip
q ×L
24 (kNm) Momen lớn nhất tại gối
1 goi
LL
Sơ đồ 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp (ô bản 6; 7 ):
Hình 2.7: Sơ đồ 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp (ô bản 6; 7 )
Momen lớn nhất tại nhịp
1 nhip
q ×L
16 (kNm) Momen lớn nhất tại gối
1 goi
q ×L
M =
8 (kNm) Bảng 2.8: Kết quả tính toán tổng tải trọng tác dụng và nội lực các ô bản
LL
Mnhòp
Mgoái
L1
Trang 33Tính M
γ ×R ×b×ho b bTra bảng được hoặc tính từ
R 0.439Đối với bản µ% = 0.3 ÷ 0.9 là hợp lý TCVN 356:2005 quy định min 0.05%, thường lấy ( min 0.1%) Khi % min mà không thể giảm chiều dày bản thì chọn:
F b h
Trang 34SVTH : CAO DUY LAI MSSV : 0851020146 Trang 20
Trang 35SVTH : CAO DUY LAI MSSV : 0851020146 Trang 21
Trang 362.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO BẢN SÀN
Bản sàn gồm có 9 ô bản Nếu tính võng cho hết tất cả 9 ô thì không cần thiết vì các ô bản có cùng chiều dày hb, tải trọng phân bố đều trên sàn là gần tương đương nhau Vì vậy chọn ô bản S2 là ô lớn nhất để tính Nếu ô S2 thỏa về độ võng thì các ô còn lại cũng thỏa mãn
Sàn với trần có sườn và cầu thang : 5m ≤ L ≤ 10m ; có giới hạn độ võng 2.5cm
Độ võng của bản ngàm 4 cạnh xác định theo công thức sau:
2 = =1.23
L 1 6.5(Ta chọn ô có kích thước lớn nhất để kiểm tra độ võng)
Ta tra bảng và nội suy được:
.
12 1
E h b D
Trang 37Vậy độ võng đạt yêu cầu
Trang 38CHƯƠNG 3
CẦU THANG BỘ
Trang 393.1 KIẾN TRÚC
- Công trình có kích thước tương đối lớn, không gian rộng, công năng chung cư phục vụ sinh sống nên nhiều người đi lại do đó yêu cầu nên thiết kế và bố trí hai loại cầu thang
để việc lưu thông và thoát hiểm dễ dàng khi có sự cố
- Công trình có 2 loại cầu thang chính sau:
o Cầu thang số 1: Gồm 2 thang máy bố trí ở hai đầu công trình, dùng để đi từ tầng trệt lên đến tầng 14
o Cầu thang số 2: Gồm 2 cầu thang bộ bố trí ở giữ công trình đi từ tầng hầm lên đến tầng thượng, phục vụ đi lại khi cần thiết và dùng để thoát hiểm khi có sự
cố Thiết kế cầu thang dạng bản
3.2 CẤU TẠO VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
3.2.1 Cấu tạo cầu thang tính toán
Chiều cao bậc hb, bề rộng bậc lb chọn nên theo điều kiện sau:
b
h n h
h l
Trang 409
12 18