Thiết kế cao ốc văn phòng 10 tầng

Để đánh giá sự phát triển của một thời kỳ lịch sử hay một quốc gia nào đó chúng ta cũng thường dựa vào các công trình xây dựng của quốc gia đó.. Đồ Án Tốt Nghiệp như một bài tổng kết quá

LỜI NÓI ĐẦU



Ngành xây dựng là một trong những ngành xưa nhất của lịch sử loài người

Có thể nói bất cứ đâu trên trái đất này cũng có bóng dáng của ngành xây dựng Để đánh giá

sự phát triển của một thời kỳ lịch sử hay một quốc gia nào đó chúng ta cũng thường dựa vào các công trình xây dựng của quốc gia đó Nó luôn luôn đi

cùng với sự phát triển của lịch sử

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, việc phát triển

cơ sở hạ tầng, nhà máy, xí nghiệp, điện, đường, trường trạm là một phần tất yếu nhằm mục đích xây đất nước ta trở nên phát triển, có cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều cho sự phát triển của đất nước Từ lâu ngành xây dựng đã góp phần quan trọng trong đời sống con người chúng ta, từ việc mang lại mái ấm cho từng gia đình đến việc xây dựng bộ mặt của đất nước Ngành xây dựng đã chứng tỏ được sự cần thiết của mình Trong xu thế hiện nay hoạt động xây dựng đang diễn ra với tốc độ khẩn trương, ngày càng rộng khắp với quy mô xây dựng ngày càng lớn đã cho sự lớn mạnh của ngành xây dựng nước ta

Có cơ hội được ngồi trên ghế giảng đường Đại học, em đã được thầy cô truyền đạt những kiến thức chuyên ngành tuy khó nhưng lại rất thú vị và hết sức bổ ích giúp bản thân hiểu và thêm yêu ngành xây dựng mà mình theo học Đồ Án Tốt Nghiệp như một bài tổng kết quá trình học tập của sinh viên trong suốt quá trình học trên ghế giảng đường Đại học, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp kiến thức đã học vào thực tế, và khi ra trường là một người Kỹ

sư có trách nhiệm, có đủ năng lực để có thể đảm trách tốt công việc của mình, góp phần tích cực vào sự phát triển của đất nước

LỜI CẢM ƠN



Qua hơn bốn năm ngồi trên ghế giảng đường Đại học em đã được sự giúp đỡ hết sức tận tình của nhà trường, của khoa và những kiến thức quý báu của quý thầy cô Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô những người đã mang đến cho em kiến thức và tri thức, giúp em vững bước trong cuộc sống cũng như trên còn đường lập nghiệp sau này

Em xin tỏ lòng thành kính và lòng biết ơn sâu sắc thày hướng dẫn đồ án tốt nghiệp –

TS Nguyễn Trọng Phước - người đã cung cấp tài liệu và định hướng cho em trong suốt

quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp này Bên cạnh đó thầy còn động viên và tận tình giúp đỡ để em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này

Và em cũng xin gởi lời cám ơn tới tất cả các cô chú, anh chị và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập để đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành

Lời cuối cùng con xin cám ơn bố mẹ và những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất và là chỗ dựa vững chắc để cho con có được thành quả như ngày hôm nay

Vì thời gian có hạn và những kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót

Kính mong được sự nhận xét đánh giá của quý thầy cô để bản thân dần hoàn chỉnh thêm kiến thức của mình

Cuối cùng !Chúc Mọi người “Sức Khoẻ và Thành Đạt”

Trân trọng !

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 08 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thượng Toàn

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC1.1.MỞ ĐẦU:

Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng… đang từng bước xây dựng cơ sở hạ tầng Đặc biệt trong giai đoạn những năm 1990 đến năm 2010 là giai đoạn phát triển rầm

rộ nhất với rất nhiều công trình lớn và nhiều nhà cao tầng được xây dựng trong giai đoạn này Cao ốc văn phòng 11 TẦNG cũng là một trong số đó Công trình do công ty EAWES ARCHITECTS thiết kế, được khởi công vào cuối năm 1994 Sau khi công trình hoàn thành được đưa vào sử dụng cho các công ty lớn trong và ngoài nước thuê đặt văn phòng đại diện kinh doanh

 Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%

 Lượng bốc hơi trung bình: 28mm/ngày

 Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5mm ngày /

1.2.3 Hướng gió:

- Hướng gió chủ yếu là hướng Đông Nam và Tây Nam với vân tốc trung bình 2,5 /m s ,

thổi mạnh nhất vào mùa mưa Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ ( tháng 12→ tháng 1)

- Tp Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH:

1.3.1 Địa điểm xây dựng:

Cao ốc VĂN PHÕNG 11 TẦNG được đặt tại trung tâm thành phố ( 115 Nguyễn Huệ, Q1), giữa 4 trục đường chính Nguyễn Huệ, Hồ Tùng Mậu, Huỳnh Thúc Kháng và Tôn Thất Thuyết Vị trí này thuận lợi cho việc lưu thông vì gần trung tâm thành phố, gần sân bay quốc tế, gần cảng

Bản đồ định vị 1.3.2 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng:

 Tòa nhà gồm 11 tầng với những đặc điểm sau:

- Mỗi tầng điển hình cao 3.3m

- Mặt bằng hình chữ nhật 21mx32.8m, được thiết kế dạng hình tháp, tận dụng hết mặt bằng

và không gian

- Tổng chiều cao công trình 39.2m, chưa kể tầng hầm

- Phần lớn diện tích mặt đứng công trình được lắp kính màu, nên công trình có dáng vẻ kiến trúc hiện đại và tận dụng được ánh sáng tự nhiên

 Chức năng của các tầng như sau:

 Tầng 1: Nơi sảnh tiếp tân, phòng quản lý, khu vực trung tâm trưng bày

thông tin thương mại và giao dịch

 Tầng 2: Trung tâm thông tin tư liệu, tài chính điều hành

 Tầng 3→11: khu vực văn phòng, không xây tường ngăn, bên ngoài có lắp

các ô cửa kính Khi có nhu cầu phân cách sẽ được ngăn bằng vật liệu nhẹ

1.4 CÁC GIẢI PHÁP KĨ 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

 Chiếu sáng: Ngoài hệ thống chiếu sáng ở các phòng và hành lang, khối nhà cong

được chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (kính bao, 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 diện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong mọi tình huống 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 hầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động không ảnh hưởng tới 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 các tầng và khu vực 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 tầng hầm qua hệ thống bơm để bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu

nước 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 đi ngầm trong các hộp gain kỹ

thuật

 Di chuyển và phòng hỏa hoạn:

 Tòa nhà gồm 2 thang máy, 1 cầu thang bộ để đi lại và di chuyển khi có 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 đặt hệ thống chống sét Trên mái công trình có đặt cột thu lôi chống sét Nối đất cột chống sét bằng đường dây dẫn điện, khi sét đánh vào công trình sẽ được truyền vào cột chống sét qua đường dây dẫn điện đi xuống

đất

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5)

2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG:

- Bê tông có cấp độ bền chịu nén B25 tương đương với BT Mác 350

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14500 KN/m2 =14,5MPa

+ Môđun đàn hồi: Eb = 3x107 KN/m2

- Cốt thép dọc AI với  10:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225000 KN/m2 = 225 MPa

+ Môđun đàn hồi: Es = 21x107 KN/m2 = 21x104 Mpa

- Cốt thép dọc AII với  12:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280000 KN/m2 = 280 MPa

+ Môđun đàn hồi: Es = 21x107 KN/m2 = 21x104 MPa

- Cốt thép dọc AIII với  12:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 365000 KN/m2 = 365 MPa

+ Môđun đàn hồi: Es = 20x107 KN/m2 = 20x104 Mpa

( Tra sách SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN KHỐI – GS.TS NGUYỄN ĐÌNH CỐNG)

2.2 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC:

2.2.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình (tầng 5):

2.2.2 Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận sàn:

2.2.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:

Kích thước dầm cần được chọn theo điều kiện đủ khả năng chịu lực (mômen M, lực cắt Q), có độ võng trong phạm quy giới hạn, thỏa mãn yêu cầu về kiến trúc và thuận tiện cho việc thi công Trong các điều kiện trên thì khả năng chịu mômen uốn M là quan trọng nhất Vậy việc chọn sơ bộ được xác định như sau: (Theo sách SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM – Võ Bá Tầm, trang 15)

- Đối với hệ dầm chính (ngang, dọc) là các kết cấu siêu tĩnh nên chọn:

2.2.2.2 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện sàn:

- Kích thước tiết diện sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Chiều dày bản sàn có thể xác định sơ bộ theo công thức sau: h b D L1 hmin

D- hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D(0,8 1, 4)

L - chiều dài cạnh ngắn của ô bản 1

hmin- chiều dày tối thiểu của bản sàn, theo TCXDVN 356:2005 thì min 60

h  mm đối với công trình dân dụng

- Chọn ô sàn S1 (7000x6000) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn: 1 1 600 13.3 min 5

BẢNG CHỌN SƠ BỘ CHIỀU DÀY SÀN

L   bản làm việc 1 phương ( loại bản dầm)

Vậy với những điều kiện trên ô sàn được phân loại như sau:

Cấu tạo sàn tầng điển hình

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn, được tính theo công thức:

 * * 

g    n

Trong đó: i: Trọng lượng riêng của lớp cấu tạo thư i

i: Chiều dày lớp cấu tạo thứ i

n : Hệ số độ tin cậy của lớp thứ i i

 Kết quả tính toán được trình bày trong bảng dưới đây:

Tĩnh tải tác dụng lên sàn

TT Lớp cấu tạo sàn

Trọng lượng riêngi

(KN/m3)

Trị số tiêu chuẩn

i

n

Trị số tính toán

(KN/m3)

Trị số tiêu chuẩn

n

Trị số tính toán (KN/m2)

- Hoạt tải sử dụng đƣợc xác định tùy vào công năng sử dụng của ô sàn, lấy theo

TCVN-1995 Kết quả đƣợc thể hiện trong bảng sau

- Tải trọng phân bố đều trên sàn đƣợc tính theo công thức sau: p tt  p tc*n p

Trong dó: p : tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3_TCVN2737-1995 tc

n p: hệ số độ tin cậy lấy theo điều 4.3.3 trang 15 ( TCVN2737-1995)

Hệ số giảm tải

Số hiệu

sàn

Số lƣợng

Hệ số giảm tải

2( / )

tc

p KN m

Hệ số vƣợt tải

n

Phân loại chức năng sàn

Diện tích 2(m )

Hệ số giảm tải

Tải trọng tính toán

2( / )

g KN m

Hoạt tải tính toán 2( / )

tt

p KN m

Tải trọng toàn phần

2( / )

- Các giả thiết tính toán:

 Ô bản thuộc loại bản dầm được tính toán như các ô đơn, không xét ảnh hưởng của các ô kế cận

 Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

 Cắt theo phương cạnh ngắn 1 dải bản có bề rộng bằng 1m để tính

2.4.1.2 Xác định nội lực:

2.4.1.3 Tính toán cốt thép cho ô bản sàn:

- Ô bản thuộc loại bản dầm, đƣợc tính nhƣ cấu kiện chịu uốn

- Giả thiết tính toán:

 a0 2cm- chiều dày lớp đệm, bằng khoảng cách từ trọng tâm của A đến mép s

vùng bê tông chịu kéo

 h chiều cao làm việc của tiết diện, bằng khoảng cách từ trọng tâm 0 A đến mép s

vùng bê tông chịu nén h0  h s a0 140 20 120  mm

 b1000mm- bề rộng tính toán của dải bản

2.4.2 Tính toán các ô bản sàn làm việc 2 phương (loại bản kê 4 cạnh):

- Các ô sàn S1, S2, S3, S4 là bản làm việc 2 phương

- Các giả thiết tính toán:

 Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô kế cận

 Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi

 Cắt 1 dải bản có bề rộng bằng 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính

 Nhip tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm

2.4.2.2 Xác định nội lực:( Theo sách KẾT CẤU BTCT- thầy Võ Bá Tầm)

- Đối với các ô sàn S1, S2, S3, S4 thi liên kết giữa ô bản với sàn là liên kết ngàm nên chúng đều thuộc ô bản số 9, ta có:

+ Mô men giữa nhịp theo phương cạnh ngắn: M1m91*P

+ Mô men giữa nhịp theo phương cạnh dài: M2 m92*P

+ Mô men ở gối theo phương cạnh ngắn: M I k91*P

+ Mô men ở gối theo phương cạnh dài: M II k92*P

Với các hệ số m91,m92,k91,k92,m m11, 12được tra theo phụ lục 15 sách “ KẾT CẤU BTCT, phần cấu kiện nhà cửa– VÕ BÁ TẦM”

Bảng xác định tải trọng tác dụng lên diện tích ô sàn:

Bảng xác định nội lực trong các ô bản kê 4 cạnh:

- Ô bản thuộc loại bản kê, được tính như cấu kiện chịu uốn

- Giả thiết tính toán:

 a0 2cm- chiều dày lớp đệm, bằng khoảng cách từ trọng tâm của A đến mép s

vùng bê tông chịu kéo ( tính cho cả 2 phương)

 h chiều cao làm việc của tiết diện, bằng khoảng cách từ trọng tâm 0 A đến mép s

vùng bê tông chịu nén h0  h s a0

 b1000mm- bề rộng tính toán của dải bản

2.5 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA SÀN:

- Ta tiến hành kiểm tra độ võng của một ơ sàn điển hình trong tồn tồn các ơ sàn thuộc tầng 5

- Chọn ơ sàn S1 là ơ sàn cĩ diện tích lớn nhất với L2 = 7000 mm, L1 = 6000 mm và cĩ khả năng bị võng nhiều nhất

- Ơ sàn S1 cĩ:

+ Tĩnh tải g = 4.954 KN/m2

+ Hoạt tải p =2.304 KN/m2

 q = g + p = 4.954+2.304= 7.258KN/m2

- Xét 2 dải giữa ơ bản theo 2 phương L1 và L2 cĩ bề rộng b =1m

- Gọi q và 1 q lần lượt là tải trọng phân bố đều trên dải theo 2 phương 2 L1 và L2

q q    q g p KN m

- Độ võng của bản sàn tựa đơn 4 cạnh theo công thức gần đúng sau ( phụ lục 22 Kết cấu

L

L     ; q7.258(KN m/ 2) ; a6m

+

3 2

9 2

30*10 *140

8.78 1012*(1 0.2 )

D

Vậy độ võng của ô bản:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

3.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC:

3.1.1 Mặt bằng cầu thang bộ:

Cầu thang là phương tiện chính của giao thông đứng của công trình, được hình thành

từ các bậc liên tiếp tạo thành thân (vế) thanh, các vế nối với nhau bằng chiếu nghỉ, chiếu tới để hình thành cầu thang Cầu thang là yếu tố quan trọng về công dụng và nghệ thuật kiến trúc, nâng cao tính thẩm mỹ công trình

Mặt bằng thang bộ

3.1.2 Xác định sơ bộ các kích thước của cầu thang:

- Dựa vào bản vẽ kiến trúc ta có cầu thang 2 vế không limon

h l

Hình 3.2 Sơ đồ tính Hình 3.3 Kích thước bậc thang

3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG:

- Dung trọng trung bình: trungbinh 18KN m n/ 3; 4 1, 2

- Sơ đồ tính:

Hình 3.5: Sơ đồ tính vế thang 3.2.2 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu nghỉ: q 1

3.2.3 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng:

Cắt dải bản có bề rộng 1 m theo phương liên kết để tính

- Hoạt tải phân bố đều trên bản nghiêng có phương thẳng đứng:

3.3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC VẾ THANG 1:

- Do cầu thang là cầu thang 2 vế không có dầm limon nên vế 1 bằng vế 2

- Cắt 1 dải bản có bề rộng b=1m theo phương dọc bản thang để tính, ta xem như dầm đơn

Lấy đạo hàm của Mx theo x và cho đạo hàm đó bằng 0, ta tìm đƣợc x:

b S

- Thiết lập trong SAP mô hình từng vế thang theo 2 sơ đồ tính, từ đó ta có thể giải để xác

định biểu đồ mômen Khi khai báo tải trọng, ta luôn gán hệ số trọng lƣợng bản thân Self weight Multiplier = 0 (vì trọng lƣợng bản thân đƣợc tính trong tải trọng)

- Mômen của thang đƣợc biểu diễn theo 2 sơ đồ sau (đơn vị KNm)

Mômen của thang theo sơ đồ 1 đầu gối cố định, 1 đầu khớp

Ta thấy kết quả tính tay và phần ềm sap 2000 có sự sai số nhƣng rất nhỏ nên kết quả có thể chấp nhận

3.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA CẦU THANG:

- Độ võng giới hạn wgh tình theo TCVN 356-2005 nhƣ sau:

- Trong khi đó, độ võng w của bản thang xuất ra từ kết quả giải trên mô hình trong SAP

2 0

* * * 0.246*14.5* 200*350

942.2280

b S

- Số liệu ban đầu: b2 2 (Bê tông nặng)

f 0 (Tiết diện tính toán hình chữ nhật) n 0 (Lực dọc)

2 w

3 w1 0

1 0.01 0.855

21*10 28.3

3*10 200* 2000.3 0.3*0.855*1.03*14.5*10 * 200*350 283.48

Vậy chọn cốt đai 6 200a để bố trí cho dầm

- Khả năng chịu cắt của cốt đai:

3 w

sw w

28.3225*10 * 2* 0.085 /

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

   Cốt đai đủ khả năng chịu lực

3.9 TÍNH TOÁN VẾ 2 CỦA CẦU THANG:

Việc tính toán, bố trí cốt thép cho vế 2 giống nhƣ vế thang 1

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI 4.1 VẬT LIỆU:

Bê tông mác 350: Rb = 14.5 (Mpa); Rbt = 1.05 (Mpa)

+ Trong đó: a – chiều dài, b – chiều rộng, h – chiều cao bể (a>b), h1 – chiều cao cột

L  Bản nắp làm việc theo 1 phương

- Xét tỷ số giữa chiều cao dầm và bề dày sàn:

+ Theo phương DN1: 1 500

6.25 380

DN b

h

h    Nên liên kết được xem là ngàm

+ Theo phương DN2: 2 500

6.25 380

DN b

h

h    Nên liên kết được xem là ngàm

+ Theo phương DN3: 3 400

5 380

DN b

h

+ Theo phương DN4: 4 400

5 380

DN b

4.3.5 Tính nội lực

- Tính toán bản nắp theo sơ đồ đàn hồi, bản nắp có sơ đồ tính toán là sơ đồ số 9: ngàm 4 cạnh

+ Mô men giữa nhịp theo phương cạnh ngắn: M1m91*P

+ Mô men giữa nhịp theo phương cạnh dài: M2 m92*P

+ Mô men ở gối theo phương cạnh ngắn: M I k91*P

+ Mô men ở gối theo phương cạnh dài: M II k92*P

Với các hệ số m91,m92,k91,k92,m m11, 12được tra theo phụ lục 15 sách “ KẾT CẤU BTCT, phần cấu kiện nhà cửa– VÕ BÁ TẦM”

- Từ M tính :

- Giả thiết a bv 20 mm  h0 60 mm

- Các công thức tính toán cốt thép:

2 0

DN2 = 200x500 DN3 = 200x400 DN4 = 200x400

- Mặt bằng bố trí dầm nắp (sơ đồ truyền tải):

Lực cắt dầm nắp (Q)

(M) dầm nắp 1

(M) dầm nắp 2

(M) dầm nắp 3

(M) dầm nắp 4

(Q) dầm nắp 1

(Q) dầm nắp 2