Thiết kế chung cư an hải

Sơ bộ tiết diện vách Vách là cấu kiện chịu lực theo phương ngang và phương thẳng đứng, làm tăng độ cứng cho công trình, đặc biệt chịu tải trọng gió và động đất.. Tải trọng thường xuyên d

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN HẢI

GVHD: Th.S NGUYỄN SỸ HÙNG SVTH: NGUYỄN THỪA HOÀNG MSSV: 14149061

SKL 0 0 6 8 9 3

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2020

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trường Đại học Sư phạm

Kỹ thuật TP.HCM nói chung và thầy cô Khoa Xây dựng nói riêng dã dạy bảo em

trong bốn năm học vừa qua, từ những bước đầu chập chững với những kiến thức cơ

sở cho đến những kiến thức chuyên ngành, giúp em nhận thức rõ ràng về công việc

của một ngừơi kỹ sư Xây dựng trong nhiều khía cạnh khác nhau Những kiến thức

mà thầy cô truyền đạt là một hành trang không thể thiếu trong quá trình nghề nghiệp

của em sau này

Luận án tốt nghiệp kết thúc quá trình học tập ở trường đại học, đồng thời mở

ra trước mắt chúng em một hướng đi mới vào cuộc sống trong tương lai Quá trình

làm luận văn giúp chúng em tổng hợp được nhiều kiến thức đã học trong các học kỳ

trước và thu thập, bổ sung thêm những kiến thức mới, qua đó rèn luyện khả năng tính

toán, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề có thể phát sinh trong thực tế, bên

cạnh đó còn là những kinh nghiệm quý báu hỗ trợ chúng em rất nhiều trong thực tế

sau này

Trong khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp

đỡ tận tình của thầy Nguyễn Sỹ Hùng cũng như các thầy cô khác trong Khoa Thầy

đã giúp em có cái nhìn đúng đắn, khái quát hơn về việc thiết kế, tiếp cận với những

phần mềm, những phương pháp tính toán quan trọng cần thiết cho một người Kỹ sư

Xây dựng Đó là một kinh nghiệm quý báo cho bản thân em sau này

Tôi xin cảm ơn bạn bè trong lớp, những người luôn sát cánh cùng tôi trong

suốt những năm học vừa qua Cảm ơn các bạn đã cùng hợp tác trao đổi, thảo luận và

đóng góp ý kiến để giúp cho quá trình làm luận văn của tôi được hoàn thành

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế,

do đó đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận

được sự chỉ dẫn của quý Thầy cô để em củng cố hoàn thiện kiến thức của mình hơn

Cuối cùng em xin chúc quý Thầy Cô thành công và luôn dồi dào sức khỏe để

có thể tiếp tục sự nghiệp truyền đạt kiến thức cho thế hệ sau

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2020

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỪA HOÀNG

CAPSTONE PROJECT’S TASK

2 Input Data: Architectural profile, Soil profile

3 The content of capstone project:

3.1 Architecture: Drawing base on advisor requirement

3.2 Structure:

- Modeling, analysis and design typical floor

- Calculating, design staircase

- Modeling, calculating beam, column, wall

- Foundation: Bored pile method

4 Product:

- 01 Thesis and 01 Appendix

- 16 Drawing A1 (01 Architecture, 13 Structure, 02 Foundation)

Major : Construction Engineering Technology

Start date : 07/08/2019 Finish date : 20/01/2020

1 Project’s Name: DREAM RESIDENCE

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1

1.1. NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1

1.2. ĐỊA ĐIỂM XAY DỰNG CÔNG TRÌNH 1

1.3. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 2

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng 2

1.3.2 Mặt đứng 3

1.3.3 Hệ thống giao thông 3

1.4. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 4

1.4.1 Hệ thống điện 4

1.4.2 Hệ thống cấp nước, xử lý nước thải 4

1.4.3 Hệ thống thông gió, chiếu sáng 4

1.4.4 Hệ thống PCCC, thoát hiểm 4

1.4.5 Hệ thống chống sét 4

1.5. GIẢI PHÁP KẾT CẤU 4

1.5.1 Hệ kết cấu chịu lực chính 4

1.5.2 Hệ kết cấu sàn 5

1.5.3 Kết luận 6

1.6. GIẢI PHÁP VẬT LIỆU 7

1.7. LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ 7

1.8.TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 8

1.9. PHẦN MỀM THIẾT KẾ CỦA NƯỚC NGOÀI 8

1.10. CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 8

1.10.1 Sơ bộ chiều dày sàn 8

1.10.2 Sơ bộ tiết diện dầm 8

1.10.3 Sơ bộ tiết diện vách 9

1.10.4 Sơ bộ tiết diện cột 9

CHƯƠNG 2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 11

2.1. TĨNH TẢI 11

2.1.1 Tải trọng sàn hoàn thiện 11

2.1.2 Tải trọng thường xuyên do tường xây 12

2.1.3 Tĩnh tải cầu thang 13

2.2. HOẠT TẢI 13

2.3.TẢI TRỌNG GIÓ 14

2.3.1 Thành phần tĩnh 14

2.3.2 Thành phần động 14

2.4.TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 17

2.4.1 Phương pháp phổ phản ứng đàn hồi (theo phương ngang) 18

2.4.2 Phương pháp phổ phản ứng đàn hồi (theo phương đứng) 19

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 20

3.1. CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU SÀN 20

3.2.TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (PHƯƠNG ÁN SÀN DẦM) 20

3.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, sàn 20

3.2.2 Tải trọng tác dụng lên sàn 21

3.2.3 Mô hình mặt bằng sàn 21

3.2.4 Phân tích mô hình và tính toán cốt thép sàn 23

3.2.5 Kiểm tra độ võng 26

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 30

4.1. CẤU TẠO CẦU THANG 30

4.1.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu nghỉ 32

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG 36

5.1. MỞ ĐẦU 36

5.2. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, CỘT, VÁCH 37

5.2.1 Sơ bộ tiết diện dầm Xem mục 1.10 – Chương 1 37

5.2.2 Sơ bộ tiết diện cột Xem mục 1.10 – Chương 1 37

5.2.3 Sơ bộ tiết diện vách Xem mục 1.10 – Chương 1 37

5.3. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 37

5.3.1 Tĩnh tải Xem mục 2.1 – Chương 2 37

5.3.2 Hoạt tải Xem mục 2.2 – Chương 2 37

5.3.3 Tải trọng gió Xem mục 2.3 – Chương 2 37

5.3.4 Tải trọng động đất Xem mục 2.4 – Chương 2 37

5.3.5 Tổ hợp tải trọng động đất 38

5.4. TỔ HỢP TẢI TRỌNG 39

5.4.1 Các trường hợp tải trọng 39

5.5.KIỂMTRACHUYỂNVỊĐỈNHCÔNGTRÌNH 40

5.6. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG 40

5.6.1 Kết quả nội lực 40

5.6.2 Tính toán – thiết kế hệ dầm 45

5.6.3 Tính toán – thiết kế khung trục 2 51

5.6.4 Tính toán – thiết kế vách 57

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG 62

6.1. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 62

6.2. KẾT QUẢ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 64

6.3. PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI 64

6.4. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI 64

6.4.1 Vật liệu sử dụng 64

6.4.2 Thông số cọc, đài cọc 64

6.4.3 Sức chịu tải theo vật liệu 65

6.4.4 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất 65

6.4.5 Sức chịu tải theo cường độ đất nền 67

6.4.6 Sức chịu tải của cọc theo tiêu chuẩn SPT 70

6.4.7 Sức chịu tải thiết kế cọc khoan nhồi D800 72

6.5.HỆ SỐ K CỦA CỌC 74

6.6.MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC ĐƯỢC TRÌNH BÀY TRONG BẢN VẼ 76

6.7.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG M4 TRỤC 3-B 76

6.7.1 Sơ bộ số lượng cọc, kích thước đài móng 77

6.7.2 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc 77

6.7.3 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước 78

6.7.4 Kiểm tra chọc thủng đài móng 83

6.7.5 Tính toán cốt thép đài móng M8 85

6.8.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG MÁY (4-D)-(5-D) 86

6.8.1 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc 87

6.8.2 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy khối móng quy ước 88

6.8.3 Kiểm tra chọc thủng đài móng 92

6.8.4 Tính toán cốt thép đài móng M-LTM 93

CHƯƠNG 7 CHƯƠNG 7: BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 95

7.1.SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 95

7.2.CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THI CÔNG 95

7.2.1 Định vị tim cọc 96

7.2.2 Hạ ống vách (ống casine) 96

7.2.3 Khoan tạo lỗ 98

7.2.4 Nạo vét hố khoan 100

7.2.5 Thi Công cốt thép 101

7.2.6 Hạ ống tremic 103

7.2.7 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan 103

7.2.8 Công tác đổ bê tông 104

7.2.9 Lấp đầu cọc (Đối với cọc đại trà) 106

7.2.10 Rút ống vách 106

7.3.CÔNG TÁC PHÁ ĐẦU CỌC 108

7.4.CÁC SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH VÀ CÁCH XỬ LÝ PHÒNG NGỪA 109

7.4.1 Sự cố không rút được đầu khoan cọc nhồi lên 109

7.4.2 Sự cố không rút được ống vách lên trong phương pháp thi công có ống vách 109

7.4.3 Sự cố sập vách hố khoan 110

7.4.4 Sự cố trồi cốt thép khi đổ bê tông 112

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 – Vật liệu sử dụng 7

Bảng 1.2 – Lớp bê tông bảo vệ của kết cấu tiếp xúc với đất 7

Bảng 1.3 – Lớp bê tông bảo vệ của kết cấu không tiếp xúc với đất 7

Bảng 1.4 – Sơ bộ kích thước tiết diện cột 10

Bảng 2.1 – Tải trọng sàn khu vực phòng khách, phòng ăn, phòng ngủ 12

Bảng 2.2 – Tải trọng sàn khu vực vệ sinh, ban công, lô gia, sàn mái 12

Bảng 2.3 – Tải kính, tải tường 12

Bảng 2.4 – Tải tường phân bố đều lên sàn 12

Bảng 2.5 – Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng 13

Bảng 2.6 – Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ 14

Bảng 2.7 – Hoạt tải phân bố trên sàn 14

Bảng 2.8 – Tổng hợp thông số tính toán phổ thiết kế 19

Bảng 2.9 – Kết quả tính toán thép sàn 25

Bảng 4.1 – Tải trọng các lớp hoàn thiện của bản thang 31

Bảng 4.2 – Tải trọng các lớp hoàn thiện của chiếu nghỉ 32

Bảng 4.3 – Kết quả tính toán cốt thép cầu thang 35

Bảng 4.4 – Bảng kết quả tính toán cốt thép dầm chiếu nghỉ 35

Bảng 5.1 – Kết quả tính phổ động đất Sd(T) 37

Bảng 5.2 – Các trường hợp tải trọng 39

Bảng 5.3 – Các tổ hợp tải trọng 40

Bảng 5.4 – Nội lực tính toán cột C8 55

Bảng 6.1 – Thông số vật liệu sử dụng 66

Bảng 6.2 – Kết quả xác định sức kháng của đất trên thành cọc khoan nhồi 68

Bảng 6.3 – Kết quả xác định sức kháng theo chỉ tiêu cường độ lớp đất rời 70

Bảng 6.4 – Kết quả xác định sức kháng theo chỉ tiêu cường độ lớp đất dính 70

Bảng 6.5 – Kết quả xác định sức kháng theo SPT của lớp đất dính 72

Bảng 6.6 – Kết quả xác định sức kháng theo tiêu chuẩn SPT của lớp đất rời 72

Bảng 6.7 – Tổng hợp các SCT theo các chỉ tiêu 74

Bảng 6.8 – Bảng tổng hợp các giá trị nội lực chân cột, vách, lõi thang máy 75

Bảng 6.9 – Bảng tổng hợp các giá trị SCT cọc D800 cho móng cột vách 75

Bảng 6.10 – Bảng tổng hợp các giá trị SCT cọc D800 cho móng lõi thang máy 75

Bảng 6.11 – Mô đun biến dạng của đất theo địa chất công trình 77

Bảng 6.12 – Bảng kết quả phản lực đầu cọc (chân cột C8) 78

Bảng 6.13 – Bảng kiểm tra chọc thủng đài móng M8 86

Bảng 6.14 – Kết quả tính toán cốt thép đài móng M8 87

Bảng 6.15 – Bảng kết quả phản lực đầu cọc (PL02) 87

Bảng 6.16 – Bảng kiểm tra chọc thủng đài móng M-LTM 94

Bảng 6.17 – Kết quả tính toán cốt thép đài móng M-LTM 95

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 – Mặt bằng tổng thể công trình 1

Hình 1.2 – Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình 3

Hình 1.3 – Mặt bằng kết cấu cột vách 11

Hình 2.1 – Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình 15

Hình 2.2 – Mô hình 3D công trình trong ETABS 16

Hình 3.1 – Mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình 21

Hình 3.2 – Mô hình sàn dầm tầng điển hình – SAFE 22

Hình 3.3 – Mô hình sàn dầm 2D tầng điển hình – SAFE 22

Hình 3.4 – Dãy Strip theo phương X,Y 23

Hình 3.5 – Nội lực dãy Strip theo phương X,Y 23

Hình 3.6 – Vị trí các ô sàn CSB 24

Hình 3.6 – Vị trí các ô sàn CSA 24

Hình 3.8 – Độ võng ngắn hạn của sàn 26

Hình 3.9 – Khai báo Load Case f1 27

Hình 3.10 – Khai báo Load Case f2 28

Hình 3.11 – Khai báo Load Case f3 28

Hình 3.12 – Độ võng dài hạn của sàn 29

Hình 4.1 – Mặt bằng kiến trúc cầu thang 30

Hình 4.2 – Các lớp cấu tạo cầu thang 30

Hình 4.3 - Sơ đồ tính cầu thang 33

Hình 4.4 – Tĩnh tải,hoạt tải tính toán 33

Hình 4.5 – Chuyển vị cầu thang 33

Hình 4.6 - Biểu đồ mô men cầu thang 34

Hình 4.7 – Mặt cắt bố trí thép 35

Hình 5.1 – Mô hình ETABS công trình 37

Hình 5.2 – Phổ động đất theo phương ngang được nhập vào mô hình 38

Hình 5.3 – Chuyển vị đỉnh theo phương X (tổ hợp CVX) 40

Hình 5.4 – Chuyển vị đỉnh theo phương Y (tổ hợp CVY) 40

Hình 5.5 – Biểu đồ bao Moment khung trục C 41

Hình 5.6 – Biểu đồ bao lực cắt khung trục C 42

Hình 5.7 – Biểu đồ bao Moment khung trục 2 43

Hình 5.8 – Biểu đồ bao lực cắt khung trục 2 44

Hình 5.9 – Mặt bằng kết cấu dầm sàn tầng điển hình 45

Hình 5.10 – Nội lực nén lệch tâm xiên 51

Hình 5.11 – Sơ đồ nội lực và độ lệch tâm 52

Hình 5.12 – Nội lực trong vách 58

Hình 5.13 - Biểu đồ ứng suất tại các điểm trên mặt cắt ngang của vách 58

Hình 6.1 – Mặt cắt địa chất công trình 62

Hình 6.2 – Hình trụ HK2 63

Hình 6.3 – Mặt bằng móng tổng thể 73

Hình 6.4 – Mặt bằng móng M8 77

Hình 6.5 – Phản lực đầu cọc M8 (MAX) 77

Hình 6.6 – Khối móng qui ước cho móng 4 cọc 81

Hình 6.7 – Mô hình tháp chọc thủng M8 83

Hình 6.8 – Moment dãy strip phương X móng M8 85

Hình 6.9 – Moment dãy strip phương Y móng M8 85

Hình 6.10 – Mặt bằng móng M-LTM 87

Hình 6.11 – Phản lực đầu cọc M-LTM (MAX) 87

Hình 6.12 – Phản lực đầu cọc M-LTM (MIN) 88

Hình 6.13 – Moment dãy strip phương X móng M-LTM 93

Hình 6.14 – Moment dãy strip phương Y móng M-LTM 93

Hình 7.1 – Khoan tạo lỗ, bơm dung dich Bentonite 98

Hình 7.2 – Công tác khoan tao lỗ 100

Hình 7.3 – Thi công cốt thép 102

Hình 7.4 – Lắp ống thối rửa,ống tremie 103

ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn

Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết

Vì vậy Chung cư An Hải ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển

1.2 ĐỊA ĐIỂM XAY DỰNG CÔNG TRÌNH

Tọa lạc tại Quận Thanh Khê, TP Đà Nẵng

Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng

Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, không có công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công và bố trí tổng bình đồ

Hình 1-1: Mặt bằng tổng thể công trình

2

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

Mặt bằng công trình hình chữ thập, chiều dài 33m, chiều rộng 40m với tổng diện tích sàn 27720 m2

Công trình gồm 20 tầng điển hình, 1 tầng trệt, 1 tầng mái và 1 tầng hầm Chiều cao công trình là 73.15m tính từ cốt mặt đất 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 bố trí hợp

lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn Tầng hầm có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió

Tầng trệt: Sảnh dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ giải trí, phòng bảo vệ, phòng sinh hoạt công cộng, nhà xe phía sau

Tầng kỹ thuật: bố trí các phương tiện kỹ thuật, điều hòa, thiết bị thông tin… Tầng 2 – 19: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở

Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn

hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dể dàng thay đổi trong tương lai

Hình 1.2 – Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình

3

1.3.2 Mặt đứng

Khai thác triệt để nét hiện đại phù hợp với kiến trúc cảnh quan đô thị của thành phố Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng Mặt ngoài công trình sử dụng cửa kính lớn màu xanh, tường được hoàn thiện bằng sơn nước màu xám

và trắng, mang lại sự đơn giản nhưng không kém phần sang trọng cho công trình này

Hình 1.3 – Mặt đứng kiến trúc

1.3.3 Hệ thống giao thông

Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang

4

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy, bao gồm 2 thang bộ, 6 thang máy Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1.4.1 Hệ thống điện

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

Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng ngầm để phát

1.4.2 Hệ thống cấp nước, xử lý nước thải

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước ở tầng mái rồi bằng hệ bơm nước tự động nước được bơm đến từng phòng thông qua hệ thống gen chính ở gần phòng phục vụ

Sau khi xử lý, nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

1.4.3 Hệ thống thông gió, chiếu sáng

Bốn mặt của công trình đều có ban công thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng

1.5 GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1.5.1 Hệ kết cấu chịu lực chính

Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường nhiều tầng liên tục Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn

+ Nhược điểm:

Hệ dầm sàn có tải trọng lớn làm tăng tải trọng xuống móng

Nhịp nhỏ, hệ thống lưới cột dày gây hạn chế khả năng mở rộng không gian trong thiết kế

Sàn có dầm nên không phẳng, khó cho việc thi công đường ống kỹ thuật, thẩm

mỹ và hạn chế chiều cao thông thủy

* Hệ sàn ô cờ: Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia

bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m

+ Ưu điểm:

6

Kết cấu có độ cứng lớn, các dầm đồng mức, không gian kiến trúc tốt

Sàn sử dụng tốt cho các vị trí có nhịp lớn, kiến trúc đặc biệt như các sảnh, hội trường…

Không gian kiến trúc tốt, chiều cao thông thủy lớn

Giảm khối lượng về thi công cốt thép, cốp pha, thi công hoàn thiện đơn giản và nhanh

+ Nhược điểm:

Hạn chế về khả năng vượt nhịp lớn, trọng lượng lớn, lực tập trung ở đầu cột Khối lượng bê tông và cốt thép lớn

Để khắc phục các nhược điểm trên thì cấu tạo thêm nấm và mũ cột Thêm nấm

và mũ cột giúp giảm độ dày và tăng được khả năng vượt nhịp nhưng lại mất đi ưu điểm của sàn phẳng, thi công phức tạp hơn Sử dụng phù hợp với các tòa nhà văn phòng nhịp vừa

* Kết cấu sàn phẳng dự ứng lực: Sàn phẳng có nấm hoặc không nấm, kết hợp

với giải pháp dự ứng lực căng sau để tạo khả năng chịu lực đứng tốt hơn

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo về

mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

1.7 LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Bảng 1.2 – Lớp bê tông bảo vệ của kết cấu tiếp xúc với đất Cấu kiện Chiều dày lớp BT bảo vệ (mm)

Bảng 1.3 – Lớp bê tông bảo vệ của kết cấu không tiếp xúc với đất

Cấu kiện Chiều dày lớp BT bảo vệ (mm)

8

1.8 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

1 TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động

2 TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

3 TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối

4 TCVN 229-1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737-1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999

5 TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất

6 TCXDVN 205-1998: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

7 TCXDVN 195-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi

8 TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

9 TCVN 9395-2012: Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu- NXB Xây dựng - Hà nội 2012

10 TCVN 9396-2012: Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông

11 Tiêu chuẩn Anh BS 8110-1997 (Dùng thiết kế Sàn, Khung trong phần mềm Etabs)

1.9 PHẦN MỀM THIẾT KẾ CỦA NƯỚC NGOÀI

- SAP2000 V20.1.0, SAFE 2012, ETABS 9.7.4, AutoCAD 2007

1.10.3 Sơ bộ tiết diện vách

Vách là cấu kiện chịu lực theo phương ngang và phương thẳng đứng, làm tăng

độ cứng cho công trình, đặc biệt chịu tải trọng gió và động đất

Chiều dày vách đổ toàn khối không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ hơn 1/20 chiểu cao tầng Vậy sơ bộ chiều dày vách lõi thang máy là 300mm

1.10.4 Sơ bộ tiết diện cột

 Cơ sở lý thuyết:

- Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào yêu cầu kiến trúc, kết cấu và thi công

- Về kiến trúc đó là yêu cầu về thẫm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian

- Về kết cấu, kích thước tiết diện cột cần đảm bảo độ bền và độ ổn định

- Tiết diện cột Ac được chọn thông qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng trên cột:

c b

k.NA

R

Trong đó:

Ac - Tiết diện của cột

N - Tổng tải trọng tác dụng lên cột đang thiết kế N = m.q.F

m - Số tầng trên cột đang thiết kế

q - Tải trọng tương đương tính trên mét vuông sàn

* 10-14(kN/m2) nhà có bề dày sàn 100-140mm có ít tường, kích thước cột dầm thuộc loại nhỏ

* 15-18(kN/m2) nhà có bề dày sàn 150-200mm có ít tường , kích thước dầm thuộc loại trung bình

10

* >20 (kN/m2) nhà có bề dày sàn lớn hơn 250mm có ít tường, kích thước dầm thuộc loại lớn

F - Diện tích sàn quy về cho cột

Rb - Cường độ chịu nén của bê tông (bảng 3, trang 14, TCVN 5574:2012)

k - hệ số kể đến momen uốn

1.1 - Đối với cột trong nhà 1.2 - Đối với cột biên 1.3 - Đối với cột góc

Bảng 1.4 – Sơ bộ kích thước tiết diện cột

Vị

Trí Tầng

c F chọn (kg/m 2 ) (m 2 ) (kg) (kg/c

m 2 ) (cm

2 ) (cm) (cm)

Biên

Hầm  T3 1500 15.625 492187.5 170 2895.22 80×80 6400 T4  T7 1500 15.625 398437.5 170 2343.75 70×70 4900 T8  T11 1500 15.625 304687.5 170 1792.28 70×60 4200 T12  T15 1500 15.625 210938 170 1240.81 60×50 3000 T16  T23 1500 15.625 117187.5 170 689.34 50×50 2500

Giữa

Hầm  T3 1500 32.5 1023750 170 6022.06 90×80 7200 T4 T7 1500 32.5 828750 170 4875 80×80 6400 T8  T11 1500 32.5 633750 170 3727.94 70×70 4900 T12  T15 1500 32.5 438750 170 2580.88 70×60 4200 T16  T21 1500 32.5 243750 170 1433.82 60×50 3000

11

CHƯƠNG 2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 2.1 TĨNH TẢI

2.1.1 Tải trọng sàn hoàn thiện

Bao gồm trọng lượng bản thân BTCT, trọng lượng các lớp hoàn thiện, đường ống và thiết bị kỹ thuật

Bảng 2.1 – Tải trọng sàn khu vực phòng khách, phòng ăn, phòng ngủ

STT Lớp cấu tạo TLR Chiều dày TTTC Hsvt TTTT

Bảng 2.2 – Tải trọng sàn khu vực vệ sinh, ban công, lô gia, sàn mái

STT Lớp cấu tạo TLR Chiều dày TTTC Hsvt TTTT

12

2.1.2 Tải trọng thường xuyên do tường xây

Bảng 2.3: Tải kính, tải tường

Kết cấu Chiều cao

(m)

Bề dày (m)

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn (kN/m 3 )

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m)

Hệ số vượt tải n

Tĩnh tãi tính toán (kN/m)

- Với Qtlà tổng trọng lượng trong ô sàn xét đến, S diện tích ô sàn

- Q =V ×γt t t,Vt là thể tích khối tường, tlà trọng lượng riêng của tường

- Ta có bảng thể hiện tải trọng của tường quy về tải phân bố đều lên sàn:

Bảng 2.4: Tải tường phân bố đều lên sàn

Ô sàn

Tải tiêu chuẩn Q tc (kN)

Tải tính toán Q tt (kN)

S (m 2 ) q tc

(kN/m 2 )

q tt (kN/m 2 )

Sàn điển

13

2.1.3 Tĩnh tải cầu thang

Bảng 2.5 – Tải trọng tác dụng lên bản thang nghiêng

STT Các lớp vật

liệu

γ Dày δ δ tđ g tc1

n g bn (kN/m 3 ) (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )

hạn

Toàn phần (kN/m

2 )

1 Phòng khách, phòng ăn, phòng ngủ,

5 Cửa hàng, siêu thị, nhà hàng, triển lãm,

Thành phần tĩnh của gió được tính theo TCVN 2737-1995 như sau:

 Áp lực gió tính toán tại cao độ z so với mốc chuẩn được tính theo công thức

k – hệ số thay đổi áp lực gió theo chiều cao (bảng 5 TCVN 2737-1995)

c – hệ số khí động, đối với mặt đón gió +0.8, mặt hút gió -0.6, hệ số tổng cho mặt đón gió và hút gió là 1.4

n – hệ số độ tin cậy lấy 1.2

Tải trọng gió tĩnh được quy về thành lực tập trung đặt tại tâm cứng của mỗi tầng (lực gió bằng áp lực gió nhân với diện tích mặt đón gió)

2.3.2 Thành phần động

 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học:

- Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên

bề mặt công trình có thể coi như không đổi

- Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình sàn

- Giá trị khối lượng tập trung bằng tổng của trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng các lớp cấu tạo sàn hoạt tải TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999 cho phép sử dụng hệ số chiết giảm đối với hoạt tải, tra bảng 1 (TCXD 229:1999), lấy hệ số chiết giảm là 0.5

15

Hình 2.1 – Sơ đồ tính toán động lực tải gió tác dụng lên công trình

Việc tính toán tần số dao động riêng của 1 công trình nhiều tầng là rất phức tạp,

do đó cần phải có sự hỗ trợ của các chương trình máy tính Trong đồ án này phần mềm ETABS được dùng để tính toán các tần số dao động riêng của công trình

Hình 2.2 – Mô hình 3D công trình trong ETABS

Trong đó, fL được tra trong bảng 2 TCXD 229-1999, đối với công trình sử dụng

bê tông cốt thép, lấy  = 0.3, với vùng áp lực gió II, suy ra fL = 1.3Hz

Gió động của công trình được tính theo 2 phương X và Y, mỗi dạng dao động chỉ xét theo phương có chuyển vị lớn hơn Tính toán bao gồm các bước sau:

Bước 1: Xác định tần số dao động riêng của công trình Sử dụng phần mềm

ETABS khảo sát 12 mode dao động của công trình

Bước 2: Công trình được tính với 3 mode dao động Tính toán thành phần động

của tải trọng theo Điều 4.3 đến Điều 4.9 TCXD 229-1999

Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo công thức:

Sj - là diện tích đón gió của phần j của công trình;

 - là hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên Khi tính toán với dạng dao động thứ nhất,  lấy bằng 1 theo Bảng 4 và 5 TCVN 229-1999, còn đối với các dạng dao động còn lại lấy  = 1

- Xác định hệ số:

n

ji Fj

j 1 n i

17

Yji - Chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên;

Mj - Khối lượng tập trung phần công trình thứ j (t)

Bước 3: Xác định hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ

nguyên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động:

0 i

i

W 940f

 g

Trong đó:

 - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2;

W0 – giá trị của áp lực gió (N/m2);

fi – tần số dao động riêng thứ I (Hz)

Bước 4: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j

ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

W W gb

Trong đó:

γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2;

 - hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định của công trình, xác định theo Bảng 6 TCXD 299-1999 Lấy bằng 1

2.4 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

Động đất được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu

và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất

Theo TCVN 9386-2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động

18

Với chu kì T1 = 2.1s Không thỏa mãn yêu cầu phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:

C 1

4T T

2s



 

 (theo Điều 4.3.3.2 TCVN 9386-2012) Nên trong đồ án này tải trọng động đất sẽ được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (theo Điều 4.3.3.3 TCVN 9386-2012) Việc tính toán tải trọng động đất được thực hiện theo TCVN 9386-2012 và sự trợ giúp của phần mềm ETABS

2.4.1 Phương pháp phổ phản ứng đàn hồi (theo phương ngang)

- Xác định cấp công trình theo Phụ lục F TCVN 9386-2012, vậy công trình 23 tầng thuộc công trình cấp I

- Xác định hệ số tầm quan trọng 1 theo Phụ lục E TCVN 9386-2012, suy ra 1

= 1.25

- Xác định đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR theo Phụ lục H TCVN 9386-2012, với vị trí xây dựng tại Quận Thanh Khê, Đà Nẵng : agR = agRog = 0.07479.81 = 0.7328(m/s2)

- Xác định gia tốc nền thiết kế: ag = agR1 = 0.73281.25 = 0.916(m/s2)

- Xác định loại đất nền: loại C theo Bảng 3.1 TCVN 9386-2012

- Hệ số ứng xử q = 3.9 (khung BTCT nhiều tầng nhiều nhịp hoặc kết cấu hỗn hợp khung tương đương)

- Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Loại đất nền S T B (s) T C (s) T D (s)

-  - Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế  = 0.2

Bảng 2.8 – Tổng hợp thông số tính toán phổ thiết kế Địa điểm

xây dựng

Tỉnh, thành phố: Tp Đà Nẵng Quận, huyện: Quận Thanh Khê Gia tốc nền TCVN 9386-2012 0.0747 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR 0.7328 Đỉnh gia tốc nền thiết kế ag 0.916

T T T : S (T) max a S ; a

T T2,5

2.4.2 Phương pháp phổ phản ứng đàn hồi (theo phương đứng)

Theo Điều 4.3.3.5.2 TCVN 9386-2012, “thiết kế công trình chịu động đất”,

thành phần đứng của tải trọng động đất chỉ cần xét khi avg > 0.25g Công trinh nằm ở quận 9 với avg = 0.7328(m/s2) < 0.259.81 = 2.452(m/s2) nên không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng

- Hệ dầm sàn có tải trọng lớn làm tăng tải trọng xuống móng

- Nhịp nhỏ, hệ thống lưới cột dày gây hạn chế khả năng mở rộng không gian trong thiết kế

- Sàn có dầm nên không phẳng, khó cho việc thi công đường ống kỹ thuật, thẩm mỹ và hạn chế chiều cao thông thủy

+ Nhận xét:

* Sàn của các công trình cao tầng thường dày hơn sàn nhà thông thường bởi:

- Về mặt chịu lực: Trong kết cấu sàn có sự giảm yếu gây ra do khoan lỗ trên sàn

để lắp đặt các thiết bị mà không được kể đến trong tính toán

- Về mặt biến dạng: Đảm bảo độ võng cho phép đồng thời sàn của công trình nhà cao tầng được xem là tuyệt đối cứng theo phương ngang

3.2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (PHƯƠNG ÁN SÀN DẦM)

3.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, sàn

3.2.1.1 Sơ bộ chiều dày sàn

21

Hình 3.1 – Mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình 3.2.2 Tải trọng tác dụng lên sàn

Tải trọng thẳng đứng gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải)

Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng bản thân các bộ phận công trình Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể có hoặc không có một giai đoạn nào đó trong quá trình xây dựng

Tĩnh tải và hoạt tải được tính toán dựa trên TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

(Xem Chương 2)

3.2.3 Mô hình mặt bằng sàn

Sử dụng phần mềm SAFE version 12.3.2 để mô hình, phân tích chuyển vị đứng dầm sàn, nội lực sàn và tính thép

22

Hình 3.2 – Mô hình 3D sàn dầm tầng điển hình – SAFE

Hình 3.3 – Mô hình 2D sàn dầm tầng điển hình – SAFE

Dải strip (m)

As (mm²)

As/m (mm²) μ% Bố trí chọn As

(mm²)

μ% chọn CSA8 16 -18.7017 1 410.4 410.4 0.32 Ø12 200 565.2 0.4 CSA8 20.5 8.2794 1 177.5 177.5 0.14 Ø10 200 392.5 0.3 CSA8 20.5 8.9152 1 191.4 191.4 0.15 Ø10 200 392.5 0.3 CSA8 24 -18.6975 1 410.3 410.3 0.32 Ø12 200 565.2 0.4 CSA9 0 -26.8344 1 600.4 600.4 0.46 Ø12 180 628 0.5 CSA9 4 8.1711 1 175.2 175.2 0.13 Ø10 200 392.5 0.3 CSA9 8 -26.4323 1 540.9 590.9 0.45 Ø12 200 565.2 0.4 CSB4 0 -1.6047 1 33.9 33.9 0.03 Ø12 200 565.2 0.4 CSB4 2.5 12.6573 1 274 274 0.21 Ø10 200 392.5 0.3 CSB4 5 -18.3463 1 402.3 402.3 0.31 Ø12 200 565.2 0.4 CSB4 9.5 3.7709 1 80.1 80.1 0.06 Ø10 200 392.5 0.3 CSB4 10.5 -12.1818 1 263.4 263.4 0.2 Ø12 200 565.2 0.4

Hình 3.7a Bố trí thép mặt cắt B-B

Khi tính toán võng cho các cấu kiện chịu uốn (sàn) các công trình cần chú ý:

- Tổ hợp tải trọng theo TTGH II (tải trọng tiêu chuẩn)

- Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực sẽ làm giảm độ cứng của tiết diện và làm tăng độ võng cho cấu kiện

Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ do biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng Theo TCVN 356-2005, độ võng toàn phần f được xác định theo công thức như: f = f1 – f2 + f3

Trong đó:

27

- f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng gây ra

Hình 3.9 – Khai báo Load Case f1

28

- f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn gây ra

Hình 3.10 – Khai báo Load Case f2

- f3: độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn gây ra

Hình 3.11 – Khai báo Load Case f3