Đề 37 văn phòng đồ án tốt nghiệp đại học

Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: KIẾN TRÚC ............................................................................................................. 1
1.1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .................................................................... 1
1.1.1. Nhu cầu về xây dựng cơng trình ............................................................................................ 1
1.1.2. Địa điểm xây dựng ................................................................................................................ 1
1.1.3. Đặc điểm khí hậu ................................................................................................................... 1
1.2. Giải pháp về vật liệu ................................................................................................................. 2
1.3. Giải pháp kiến trúc ................................................................................................................... 2
1.3.1. Mặt bằng và phân khu chức năng .......................................................................................... 2
1.3.2. Mặt đứng cơng trình .............................................................................................................. 5
1.3.3. Hệ thống giao thơng .............................................................................................................. 6
1.3.4. Giải pháp thơng thống ......................................................................................................... 7
1.4. Giải pháp kỹ thuật .................................................................................................................... 7
1.4.1. Hệ thống điện ........................................................................................................................ 7
1.4.2. Hệ thống nƣớc ....................................................................................................................... 7
1.4.3. Thơng gió............................................................................................................................... 7
1.4.4. Hệ thống chiếu sáng .............................................................................................................. 7
1.4.5. Hệ thống phịng cháy chữa cháy và thốt hiểm ..................................................................... 7
1.4.6. Chống sét ............................................................................................................................... 8
1.4.7. Hệ thống thoát rác ................................................................................................................. 8
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ .................................................................................................... 9
2.1. Nhiệm vụ thiết kế ..................................................................................................................... 9
2.2. Tiêu chuẩn sử dụng................................................................................................................... 9
2.3. Lựa chọn giải pháp kết cấu ....................................................................................................... 9
2.4. Vật liệu sử dụng ........................................................................................................................ 9
2.4.1. Bê tông................................................................................................................................... 9
2.4.1.1. Thƣợng tầng........................................................................................................................ 9

Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

2.4.1.2. Hạ tầng.............................................................................................................................. 10
2.4.2. Cốt thép ............................................................................................................................... 10
2.5. Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện ........................................................................................... 10
2.5.1. Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn ............................................................................................. 10
2.5.2. Chọn sơ bộ kích thƣớc tiết diện dầm ................................................................................... 11
2.5.3. Chọn sơ bộ tiết diện cột ....................................................................................................... 13
2.5.4. Sơ bộ chiều dày vách thang máy, vách hầm........................................................................ 15
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .................................................. 17
3.1. Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình ........................................................................................... 17
3.2. Xác định tải trọng ................................................................................................................... 18
3.2.1. Tĩnh tải................................................................................................................................. 18
3.2.1.1. Trọng lƣợng các lớp cấu tạo sàn p.ngủ, p.khách, p.ăn, p. hành lang ................................ 18
3.2.1.2. Trọng lƣợng các lớp cấu tạo sàn phịng vệ sinh, ban cơng ............................................... 19
3.2.1.3. Tĩnh tải sàn do tƣờng truyền vào sàn................................................................................ 20
3.2.1.4. Tổng tĩnh tải tác dụng lên từng ô sàn ............................................................................... 21
3.2.2. Hoạt tải ................................................................................................................................ 21
3.2.3. Tổng tải tác dụng lên sàn ..................................................................................................... 23
3.3. Sơ đồ tính ơ sàn ...................................................................................................................... 23
3.3.1. Đối với ô bản làm việc 2 phƣơng ........................................................................................ 25
3.3.2. Đối với ô bản làm việc 1 phƣơng ........................................................................................ 26
3.3.3. Nội lực các ơ sàn ................................................................................................................. 28
3.4. Tính tốn cốt thép ................................................................................................................... 29

3.4.1. Các cơng thức tính tốn ....................................................................................................... 29
3.4.2. Tính tốn cụ thể cho một ơ sàn S1 ...................................................................................... 29
3.5. Tính độ võng của sàn .............................................................................................................. 33
3.5.1. Xác định độ cong cấu kiện BTCT trên đoạn khơng có vết nứt trong vùng chịu kéo .......... 33
3.5.2. Xác định độ cong cấu kiện BTCT trên đoạn có vết nứt trong vùng chịu kéo ..................... 36

Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

3.5.2.1. Độ võng ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng .................................... 37
3.5.2.2. Độ võng ở giữa nhịp do tác dụng ngắn hạng của tải trọng dài hạn .................................. 38
3.5.2.3. Độ võng ở giữa nhịp do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn ....................................... 40
3.6. Tính sàn bằng phần mềm ........................................................................................................ 42
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG ...................................................................................... 51
4.1. Chọn các kích thƣớc của cầu thang ........................................................................................ 51
4.1.1. Phƣơng án chịu lực .............................................................................................................. 51
4.1.2. Chọn các kích thƣớc của cầu thang ..................................................................................... 51
4.1.3. Chọn kích thƣớc dầm chiếu nghỉ, kích thƣớc bản thang ..................................................... 51
4.2. Xác định tải trọng ................................................................................................................... 52
4.2.1. Các lớp cấu tạo cầu thang .................................................................................................... 52
4.2.2. Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ ................................................................................. 52
4.2.2.1. Tĩnh tải.............................................................................................................................. 52
4.2.2.2. Hoạt tải ............................................................................................................................. 53
4.2.3. Tải trọng tác dụng lên bản thang ......................................................................................... 53
4.2.3.1. Tĩnh tải.............................................................................................................................. 53
4.2.3.2. Hoạt tải ............................................................................................................................. 53

4.3. Sơ đồ tính................................................................................................................................ 54
4.4. Xác định nội lực trong cầu thang............................................................................................ 54
4.4.1. Xác định nội lực trong bản thang ........................................................................................ 54
4.4.2. Xác định nội lực dầm chiếu nghỉ ......................................................................................... 56
4.4.3. Nội lực dầm D1 ................................................................................................................... 57
4.5. Tính tốn cốt thép: .................................................................................................................. 58
4.5.1. Tính tốn cốt thép cho vế thang 1: ...................................................................................... 58
4.5.2. Tính tốn cốt thép cho dầm chiếu nghỉ................................................................................ 59
4.5.2.1. Tính cốt dọc ...................................................................................................................... 59
4.5.2.2. Tính cốt đai ....................................................................................................................... 60

Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

4.5.3. Tính dầm D1 ........................................................................................................................ 62
CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC .................................................................................... 64
5.1. Mơ hình cơng trình ................................................................................................................. 64
5.2. Xác định tải trọng tác dụng lên cơng trình ............................................................................. 90
5.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn ...................................................................................................... 90
5.2.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn...................................................................................................... 92
5.2.3. Tải trọng tƣờng tác dụng lên cơng trình .............................................................................. 94
5.2.3.1. Tính tốn tƣờng phân bố trên dầm ................................................................................... 94
5.2.3.2. Tính tốn tƣờng phân bố trên sàn ..................................................................................... 95
5.2.4. Phản lực do cầu thang tác dụng lên cơng trình .................................................................... 98
5.2.5. Tải trọng bể nƣớc mái.......................................................................................................... 99
5.2.5.1. Tĩnh tải.............................................................................................................................. 99

5.2.5.2. Hoạt tải: .......................................................................................................................... 100
5.2.6. Tải trọng gió ...................................................................................................................... 101
5.2.6.1. Tải trọng thành phần tĩnh của gió ................................................................................... 101
5.2.6.2. Tải trọng thành phần động của gió ................................................................................. 105
5.3. Tổ hợp tải trọng .................................................................................................................... 133
5.3.1. Các trƣờng hợp tải trọng .................................................................................................... 133
5.3.2. Tổ hợp tải trọng ................................................................................................................. 134
5.4. Giải mơ hình ......................................................................................................................... 140
5.5. Tính tốn và bố trí cốt thép cho dầm khung trục C .............................................................. 146
5.5.1. Nội lực trong dầm .............................................................................................................. 146
5.5.2. Tính tốn và bố trí cốt thép................................................................................................ 151
5.5.2.1. Tính tốn cốt thép dọc .................................................................................................... 151
5.5.2.1.1. Cơng thức tính tốn cốt thép dọc ................................................................................. 151
5.5.2.1.2. Tính tốn cụ thể cho dầm B52 (250x500) tầng 11 ...................................................... 152
5.5.2.2. Tính tốn cốt đai dầm ..................................................................................................... 167
5.5.2.2.1. Cơng thức tính toán cốt đai.......................................................................................... 167

Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

5.5.2.2.2. Tính tốn cụ thể cốt đai cho dầm B52 (250x500) tầng11 ........................................... 168
5.5.2.2.3. Tính cốt đai treo tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính ................................................ 170
5.6. Tính tốn và bố trí thép cột khung trục C ............................................................................. 170
5.6.1. Nội lực cột ......................................................................................................................... 170
5.6.2. Tính tốn và bố trí cốt thép................................................................................................ 171
5.6.2.1. Tính tốn cốt thép dọc .................................................................................................... 171

5.6.2.1.1. Cơng thức tính tốn cốt thép dọc ................................................................................. 171
5.6.2.1.2. Tính tốn cụ thể cho cột .............................................................................................. 174
5.6.2.2. Tính tốn cốt đai cột ....................................................................................................... 195
5.6.2.2.1. Cơng thức tính tốn cốt đai cột .................................................................................... 195
5.6.2.2.2. Tính tốn cụ thể cho cốt đai cột................................................................................... 196
5.7. Tính tốn và bố trí cốt thép cho vách ................................................................................... 198
5.7.1. Nội lực trong vách ............................................................................................................. 198
5.7.2. Tính tốn và bố trí cốt thép vách ....................................................................................... 200
5.7.2.1. Lý thuyết tính tốn vách ................................................................................................. 200
5.7.2.2. Tính tốn cụ thể cho vách P1 tầng hầm khung trục C .................................................... 202
5.7.2.3. Tính tốn cốt đai vách khung trục C .............................................................................. 204
5.8. Tính tốn và bố trí thép cho dầm lanh tơ .............................................................................. 205
5.8.1. Tính thép dọc cho dầm lanh tơ .......................................................................................... 206
5.8.2. Tính thép đai chéo cho dầm lanh tơ S1 ............................................................................. 206
5.9. Kiểm tra kết cấu.................................................................................................................... 207
5.9.1. Kiểm tra độ võng dầm ....................................................................................................... 207
5.9.2. Kiểm tra ổn định chống lật ................................................................................................ 208
5.9.3. Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình ................................................................... 208
CHƢƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ...................................................................................... 210
6.1. Cấu tạo địa chất .................................................................................................................... 210
6.1.1. Cấu tạo địa chất ................................................................................................................. 210
6.1.2. Lớp đất số 1 (cát đắp) ........................................................................................................ 210
6.1.3. Lớp đất số 2 ....................................................................................................................... 211
Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

6.1.4. Lớp đất số 3 ....................................................................................................................... 211
6.1.5. Lớp đất số 4 ....................................................................................................................... 211
6.1.6. Lớp đất số 5 ....................................................................................................................... 212
6.1.6.1. Lớp 5a: ............................................................................................................................ 212
6.1.6.2. Lớp 5b: ........................................................................................................................... 212
6.2. Lý thuyết thống kê ................................................................................................................ 212
6.2.1. Phân chia đơn nguyên địa chất .......................................................................................... 213
6.2.1.1. Hệ số biến động .............................................................................................................. 213
6.2.1.2. Quy tắc loại trừ các sai số:.............................................................................................. 213
6.2.2. Đặc trƣng tiêu chuẩn.......................................................................................................... 214
6.2.3. Đặc trƣng tính tốn ............................................................................................................ 214
6.3. Kết quả tính tốn .................................................................................................................. 216
6.3.1. Thống kê dung trọng đất.................................................................................................... 216
6.3.1.1. Lớp đất số 2 .................................................................................................................... 216
6.3.1.1.1. Trọng lƣợng riêng ƣớt W............................................................................................. 216
6.3.1.1.2. Độ ẩm .......................................................................................................................... 218
6.3.1.1.3. Giới hạn nhão WL ........................................................................................................ 219
6.3.1.1.4. Giới hạn dẻo Wp.......................................................................................................... 221
6.3.1.1.5. Tỷ trọng hạt Gs ............................................................................................................ 222
6.3.1.2. Lớp đất 3a ....................................................................................................................... 224
6.3.1.2.1. Trọng lƣợng riêng ........................................................................................................ 224
6.3.1.2.2. Độ ẩm W...................................................................................................................... 226
6.3.1.2.3. Tỷ trọng hạt GS ........................................................................................................... 226
6.3.1.3. Lớp đất số 4 .................................................................................................................... 227
6.3.1.3.1. Trọng lƣợng riêng γ i ................................................................................................... 227
6.3.1.3.2. Độ ẩm W...................................................................................................................... 229
6.3.1.3.3. Giới hạn nhão WL ........................................................................................................ 229
6.3.1.3.4. Giới hạn dẻo Wp .......................................................................................................... 229
6.3.1.3.5. Tỷ trọng hạt G s ........................................................................................................... 230
6.3.1.4. Lớp đất 5a ....................................................................................................................... 230

Mục lục


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phng theo phƣơng Y
Tính tốn cốt thép:

M max
108, 4061106
m 

 0, 0009
 b  R b  Bm  h 02 117 1200  24002
  1  1  2m  1  1  2  0, 0009  0, 0009

As 

  b  R b  Bm  h 0 0, 0009 117 1200  2400

 157,37(mm2 )
Rs
280

Chƣơng 8: Móng Cọc Nhồi

Trang 435

Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

Chọn 12a200 ; As =678,58  mm2 

Chƣơng 8: Móng Cọc Nhồi

Trang 436


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

CHƢƠNG 9: SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN MÓNG
9.1. Phƣơng án móng cọc bêtơng cốt thép
9.1.1. Khối lƣợng bê tơng và cốt thép
Thể tích bêtơng đài: V=n×L×B×H (m3 )
Trong đó:
L, B, H: là kích thƣớc đài móng

n: số đài cọc.
Thể tích bê tơng đài cọc
Móng

M1

M2

M3

n

1

1

1

L(m)

2,8

2,8

5,95

B(m)

1,75

2,8

4,9

H(m)

1,5

1,5

2,5

V(m3 )

7,35

11,76

72,8875

Tổng

92,00
Bảng 9. 1 Thể tích bê tơng đài cọc

Thể tích bêtơng cọc: V=n×L×A (m3 )
Trong đó:

L: là chiều dài cọc
A: là diện tích cọc

n: số cọc
Thể tích bê tơng cọc
Móng

M1

M2

M3

n

18

27

90

L(m)

11

11

11

A(m2 )

0,1225

0,1225

0,1225

V(m3 )

24,255

36,383

121,275

Tổng

181,91
Bảng 9. 2 Thể tích bê tơng cọc

Chƣơng 9: So Sánh và Lựa Chọn Phƣơng Án Móng

Trang 437


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

Tổng thể tích bêtơng + thể tích cọc bêtơng cốt thép là:

Vbt =Vdai +Vcoc =92,00+181,91=273,91(m3 )
Khối lƣợng thép trong cọc
Thể tích thép trong cọc móng M1

π×0,0162
V1 =8×
×33=0,05  m3 
4
Thể tích thép trong cọc móng M2

V2 =8×

π×0,0162
×33=0,05  m3 
4

Thể tích thép trong cọc móng M3

V3 =8×

π×0,0162
×33=0,05  m3 
4

 khối lƣợng thép trong cọc: Mcoc =  0,05+0,05+0,05 ×7850=1177,5  kg 
Khối lƣợng thép trong đài
Thể tích thép trong đài móng M1

V1 =12×

π×0,0182
π×0,0162
×2,7+14×
×1,65=0,01 m3 
4
4

Thể tích thép trong đài móng M2

π×0,0182
π×0,0182
V2 =18×
×2,7+18×
×2,7=0,02  m3 
4
4
Thể tích thép trong đài móng M3

 π×0,0182
  π×0,0122

V3 = 
×49×5,95  + 
×24×5,95 
4
4

 

2
2
 π×0,016
  π×0,012

+
×59×4,9  + 
×29×4,9  =0,16  m3 
4
4


 

 khối lƣợng thép trong cọc: Mdai =  0,01+0,02+0,16 ×7850=1491,5  kg 
Tổng khối lƣợng thép trong cọc và đài:

M=Mcoc +Mdai =1177,5+1491,5=2669  kg  =2,669  T 

Chƣơng 9: So Sánh và Lựa Chọn Phƣơng Án Móng

Trang 438


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

9.2. Phƣơng án móng cọc khoan nhồi:
9.2.1. Khối lƣợng bê tơng và cốt thép
Thể tích bêtơng đài: V=n×L×B×H (m3 )
Trong đó:
L, B, H: là kích thƣớc đài móng

n: số đài cọc.
Thể tích bê tơng đài cọc
Móng

M1

M2

M3

n

1

1

1

L(m)

4

4

6,4

B(m)

1,6

4

6,4

H(m)

1,5

1,5

2,5

V(m3 )

9,6

24

102,4

Tổng

136

Thể tích bêtơng cọc: V=n×L×A (m3 )
Trong đó:

L: là chiều dài cọc

A: là diện tích cọc

n: số cọc
Thể tích bê tơng cọc
Móng

M1

M2

M3

n

2

4

9

L(m)

44

44

44

A(m2 )

0,5027

0,5027

0,5027

V(m3 )

44,24

88,48

199,07

Tổng

331,79
Bảng 9. 3 Thể tích bê tơng cọc

Tổng thể tích bêtơng + thể tích cọc bêtơng cốt thép là:

Vbt =Vdai +Vcoc =136+331,79=467,79(m3 )

Chƣơng 9: So Sánh và Lựa Chọn Phƣơng Án Móng

Trang 439


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

Khối lƣợng thép trong cọc
Thể tích thép trong cọc móng M1

V1 =16×

π×0,0182

×44=0,18  m3 
4

Thể tích thép trong cọc móng M2

V2 =16×

π×0,0182
×44=0,18  m3 
4

Thể tích thép trong cọc móng M3

π×0,0182
V3 =16×
×44=0,18  m3 
4

 khối lƣợng thép trong cọc: Mcoc =  0,18+0,18+0,18 ×7850=4239  kg 
Khối lƣợng thép trong đài
Thể tích thép trong đài móng M1

V1 =16×

π×0,022
×3,9=0,02  m3 
4

Thể tích thép trong đài móng M2

V2 =26×

π×0,0182
π×0,0182
×3,9+26×
×3,9=0,05  m3 
4
4

Thể tích thép trong đài móng M3
 π×0,0162

 π×0,0122

V3 = 
×63×6,4  ×2+ 
×32×6,4  ×2=0,21 m3 
4
4





 khối lƣợng thép trong đài: Mdai =  0,02+0,05+0,21 ×7850=2198  kg 
Tổng khối lƣợng thép trong cọc và đài:

M=Mcoc +Mdai =4239+2198=6437  kg  =6,437  T 

9.3. Lựa chọn phƣơng án móng

Những tiêu chí để lựa chọn phƣơng án móng:

Chƣơng 9: So Sánh và Lựa Chọn Phƣơng Án Móng

Trang 440


Báo cáo Thiết kế cơng trình

SVTH : Phan Trọng Thân

9.3.1. Tính an tồn:
Điều kiện này đảm bảo u cầu kĩ thuật cơng trình, bao gồm khả năng chịu tải trọng của hệ kết
cấu móng, sự làm việc bình thƣờng của hệ móng, móng phải lún lệch trong phạm vi cho phép.
Cả hai phƣơng án móng đều đạt đƣợc tiêu chí này.

9.3.2. Tính khả thi:
Phƣơng án móng thiết kế phải thi công đƣợc trong phạm vi thực tế công trƣờng, phải có nhà thầu
đủ năng lực thi cơng theo đúng bản vẽ thiết kế.
Hiện nay, ở Việt Nam thi cơng móng cọc khoan nhồi là rất phổ biến cho các kết cấu chịu tải
trọng lớn do nhiều nhà thầu có năng lực và kinh nghiệm đảm nhiệm. Nhƣng đòi hỏi kỹ thuật cao,
máy đào, siêu âm hiện đại, kiểm soát chất lƣợng bê tơng cọc bằng siêu âm.
Trong khi đó thi công cọc bê tông cốt thép tuy kỹ thuật thi công đơn giản, dễ dàng kiểm tra chất
lƣợng bê tông cọc nhƣng khả năng thi công cọc bê tông cốt thép vào sâu trong đất khoảng 20m
là đã gặp rất nhiều khó khăn, ở đây cọc căm vào đất khoảng 36,5m, trong khi đó cọc khoan nhồi
có thể khoan tới độ sâu tới 60m với công nghệ hiện đại.
Hiện nay cọc khoan nhồi phổ biến hơn đối với móng sâu.

9.3.3. Tính kinh tế:
Khi đáp ứng đƣợc hai tiêu chí trên thì vấn đề chi phí cần phải đƣợc xem xét một cách thỏa đáng.

Tuy rằng chi phí cho từng phƣơng án chƣa thể xem xét hết nhƣng ở đây cũng xin đƣa ra số liệu
vật liệu đã thống kê từ các móng M1, M2, M3 làm tiêu chí so sánh tạm thời, xem bảng dƣới đây:
Phƣơng án
Vật liệu

Móng cọc BTCT

Móng cọc khoan nhồi

Cốt thép (Tấn)

2,669

6,437

Bê tông (m3)

273,91

467,79

Bảng 9. 4 Lựa chọn phƣơng án
Để lựa chọn phƣơng án móng ta phải dựa trên nhiều tiêu chí nhƣ: giá cả thị trƣờng, quy mơ cơng
trình, điều kiện tại nơi thi cơng và yêu cầu của của chủ đầu tƣ…
KẾT LUẬN: Chọn phƣơng án móng cọc khoan nhồi.

Chƣơng 9: So Sánh và Lựa Chọn Phƣơng Án Móng

Trang 441