Đề 133 chung cư đồ án tốt nghiệp đại học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (12.53 MB, 499 trang )
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
LỜI CẢM ƠN
Qua khoảng thời gian 4,5 năm học tại Khoa Xây Dựng & Điện, Trường Đại
Học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô cũng
như sự nỗ lực của bản thân, em đã tích lũy cho mình một số kiến thức để có thể
tham gia vào đội ngũ những người làm cơng tác xây dựng sau này. Và thước đo của
kiến thức đó chính là việc có thể hồn thành tốt mơn học Thiết Kế Cơng Trình. Đó
thực sự là một thử thách lớn đối với một sinh viên như em khi mà chưa từng giải
quyết một khối lượng công việc lớn như thế.
Hoàn thành đồ án là lần thử thách đầu tiên của em với cơng việc tính tốn
phức tạp, gặp rất nhiều vướng mắc và khó khăn. Tuy nhiên được sự hướng dẫn tận
tình của các giáo viên hướng dẫn, đặc biệt là Thầy Nguyễn Trọng Phước – Giảng
viên hướng dẫn, đã giúp em hoàn thành đồ án này. Bên cạnh đó em cũng xin gửi lời
cảm ơn chân thành đến nhóm đồ án, các bạn đã có những chia sẻ, góp ý thẳng thắn
để em có thể hồn thành đồ án này. Nhưng với kiến thức hạn hẹp của mình, đồng
thời chưa có kinh nghiệm trong tính tốn, nên đồ án thể hiện khơng tránh khỏi
những sai sót. Em kính mong tiếp tục được sự chỉ bảo của các Thầy, Cơ để em hồn
thiện kiến thức hơn nữa.
Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô Khoa Xây Dựng và
Điện, Trường Đại học Mở Tp.HCM, gia đình em đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để
em có thời gian tập trung vào bài làm. Và cuối cùng em xin được chân thành cảm
ơn Thầy Nguyễn Trọng Phước, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp em hoàn thành
đồ án này.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trần Đức Ninh
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
MỤC LỤC
KIẾN TRÚC ................................................................................................. 1
GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH ............................................................................... 1
Loại cơng trình ..................................................................................................... 1
Cao độ mỗi tầng ................................................................................................... 1
CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CƠNG TRÌNH .............................................. 2
Mặt bằng và phân khu chức năng......................................................................... 2
Hình khối ............................................................................................................ 3
Giải pháp mặt đứng .............................................................................................. 3
Giải pháp giao thơng cơng trình ........................................................................... 6
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ........................................................................................... 6
Hệ thống điện ....................................................................................................... 6
Hệ thống nước ...................................................................................................... 6
Thơng gió – Chiếu sáng ....................................................................................... 6
Phịng cháy – Thoát hiểm ..................................................................................... 6
Chống sét .............................................................................................................. 7
Hệ thống thoát rác ................................................................................................ 7
CƠ SỞ THIẾT KẾ ....................................................................................... 8
CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU ................................................................................ 8
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN ................................................. 8
Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân ................................................... 8
Giải pháp kết cấu nền móng ............................................................................... 12
GIẢI PHÁP VẬT LIỆU ........................................................................................... 12
Các yêu cầu đối với vật liệu ............................................................................... 12
Lớp bê tông bảo vệ ............................................................................................. 13
BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC ......................................................................... 14
Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu ............................................................................... 14
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện .............................................. 14
THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ................................... 22
THÔNG SỐ THIẾT KẾ ........................................................................................... 22
Tiêu chuẩn thiết kế ............................................................................................. 22
Vật liệu ............................................................................................................... 22
MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN .................................................................................. 22
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG......................................................................................... 23
Tải trọng thường xuyên do trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo sàn .......... 24
Tải trọng tường xây trên sàn .............................................................................. 25
Hoạt tải tác dụng lên sàn .................................................................................... 26
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH CỐT THÉP SÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRA
Ô BẢNG ĐƠN................................................................................................................. 28
Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 28
Xác định nội lực ................................................................................................. 28
Tính tốn cốt thép ............................................................................................... 34
Kiểm tra độ võng ................................................................................................ 43
THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ .................................................................. 53
SỐ LIỆU TÍNH TỐN............................................................................................. 53
Kích thước sơ bộ ................................................................................................ 53
Vật liệu ............................................................................................................... 54
Tải trọng ............................................................................................................. 55
TÍNH TỐN BẢN THANG .................................................................................... 57
Sơ đồ tính tốn ................................................................................................... 57
Tính cốt thép bản thang ...................................................................................... 59
TÍNH TỐN DẦM CHIẾU TỚI (DẦM CHÍNH) ................................................... 61
Tải trọng ............................................................................................................. 61
Sơ đồ tính ........................................................................................................... 62
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Tính cốt thép dọc dầm chiếu tới (dầm chính) .................................................... 62
Tính cốt thép đai dầm chiếu tới (dầm chính) ..................................................... 64
THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 ................................................................... 65
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 65
SỐ LIỆU TÍNH TỐN............................................................................................. 65
Tiêu chuẩn thiết kế ............................................................................................. 65
Vật liệu thiết kế .................................................................................................. 65
SƠ ĐỒ TÍNH TỐN ................................................................................................ 66
Lựa chọn sơ đồ tính ............................................................................................ 66
Lựa chọn tiết diện thiết kế .................................................................................. 66
TẢI TRỌNG TÍNH TỐN ...................................................................................... 67
Tĩnh tải ............................................................................................................... 67
Hoạt tải tác dụng lên sàn .................................................................................... 70
Tải trọng ngang (Tải trọng gió) .......................................................................... 72
Tải trọng động đất .............................................................................................. 92
CÁC TRƯỜNG HỢP TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ CẤU TRÚC TỔ HỢP ............ 102
Các trường hợp tổ hợp tải trọng ....................................................................... 102
Các trường hợp tổ hợp tải trọng trung gian ...................................................... 102
Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính tốn ........................................................ 103
MƠ HÌNH CƠNG TRÌNH ..................................................................................... 104
TÍNH TỐN CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC 3 .............................................. 137
Nội lực và tổ hợp nội lực.................................................................................. 137
Tính tốn cốt thép dọc ...................................................................................... 139
Tính tốn cốt thép đai ....................................................................................... 148
TÍNH TỐN CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC 3 ................................................ 151
Tính tốn cốt thép dọc cho cột ......................................................................... 151
Tính thép đai cho cột ........................................................................................ 171
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Kiểm tra khả năng chịu lực của cột bằng biểu đồ tương tác ............................ 173
TÍNH TỐN CỐT THÉP VÁCH KHUNG TRỤC 3 ............................................ 187
Lý thuyết tính tốn ........................................................................................... 187
Áp dụng tính tốn lõi cơng trình (phần tử pier) ............................................... 195
Kiểm tra khả năng chịu lực bằng biểu đồ tương tác......................................... 202
THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 2, 3 VÀ 4 ..................................... 207
GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................ 207
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH ............................................................... 207
Địa tầng ............................................................................................................ 207
Đánh giá tính chất của đất nền ......................................................................... 211
Đánh giá điều kiện thủy văn ............................................................................. 211
CÁC CẶP NỘI LỰC DÙNG TRONG THIẾT KẾ MÓNG ................................... 212
Tải trọng tính tốn ............................................................................................ 212
Tải trọng tiêu chuẩn.......................................................................................... 214
Xác định tâm ảo cho móng M1 ........................................................................ 214
Xác định tâm ảo cho móng M2 ........................................................................ 216
CÁC GIẢ THUYẾT TÍNH TỐN ........................................................................ 218
PHƯƠNG ÁN 1: THIẾT KẾ MÓNG CỌC LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC .............. 219
Giới thiệu sơ lược về cọc bêtông ly tâm ứng suất trước ......................................... 219
Sơ bộ chiều cao đài móng ....................................................................................... 222
Cấu tạo cọc và đài cọc ............................................................................................ 223
Vật liệu đài cọc ................................................................................................. 223
Vật liệu cọc....................................................................................................... 223
Các hệ số làm việc khi thiết kế móng cọc có xét đến tác dụng của tải trọng động đất
....................................................................................................................................... 225
Xác định sức chịu tải của cọc ................................................................................. 227
Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu ..................................................... 227
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền (Phụ lục G – TCVN 10304:2014)
.................................................................................................................................... 230
Theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT (phụ lục G - TCVN 10304:2014) . 233
Xác định sức chịu tải thiết kế ........................................................................... 237
Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp ...................................................................... 238
Kiểm tra cọc theo điều kiện dựng cọc .................................................................. 239
TÍNH TỐN MĨNG M1 ..................................................................................... 239
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 239
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 239
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 240
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc .................................................................. 241
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 247
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ........................................................ 251
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) ............ 252
Kiểm tra xun thủng đài móng M2 .............................................................. 256
Tính tốn cốt thép đài cọc .............................................................................. 256
TÍNH TỐN MĨNG M2 ..................................................................................... 259
Sơ bộ chiều cao đài móng .............................................................................. 259
Xác định sức chịu tải cọc ............................................................................... 259
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 259
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 260
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 261
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc .................................................................. 261
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 265
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ........................................................ 269
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) ............ 270
Kiểm tra xuyên thủng đài móng M2 ............................................................ 274
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Tính tốn cốt thép đài cọc ............................................................................ 275
TÍNH TỐN MĨNG LÕI THANG ..................................................................... 278
Sơ bộ chiều cao đài móng .............................................................................. 278
Các cặp nội lực dùng trong thiết kế móng lõi thang ...................................... 278
Tải trọng tiêu chuẩn........................................................................................ 279
Xác định sức chịu tải cọc ............................................................................... 280
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 280
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 280
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 281
Kiểm tra phản lực đầu cọc.............................................................................. 282
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 285
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ...................................................... 289
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) .......... 290
Kiểm tra cắt đài móng .................................................................................. 293
Tính tốn cốt thép đài cọc ............................................................................ 294
PHƯƠNG ÁN 2: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ........................................ 297
Giới thiệu sơ lược về móng cọc khoan nhồi ......................................................... 297
Đặc điểm ........................................................................................................ 297
Ưu nhược điểm của phương án móng cọc khoan nhồi................................... 297
Sơ bộ chiều cao đài móng ..................................................................................... 298
Cấu tạo cọc............................................................................................................ 298
Các hệ số làm việc khi thiết kế móng cọc có xét đến tác dụng của tải trọng động
đất................................................................................................................................... 299
Xác định sức chịu tải của cọc ............................................................................... 301
Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu (TCVN 10304:2012) ................ 301
Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền (phụ lục G - TCVN 10304:2014)
.................................................................................................................................... 302
Theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT (phụ lục G - TCVN 10304:2014) 306
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Xác định sức chịu tải thiết kế ......................................................................... 309
TÍNH TỐN MĨNG M1 ..................................................................................... 310
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 310
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 310
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 311
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc .................................................................. 312
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 316
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ........................................................ 320
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) ............ 321
Kiểm tra xun thủng đài móng ..................................................................... 325
Tính tốn cốt thép đài cọc .............................................................................. 325
TÍNH TỐN MĨNG M2 ..................................................................................... 326
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 326
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 326
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 327
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc .................................................................. 327
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 330
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ........................................................ 334
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) ............ 335
Kiểm tra xuyên thủng đài móng ..................................................................... 339
Tính tốn cốt thép đài cọc .............................................................................. 339
TÍNH TỐN MĨNG LÕI THANG ..................................................................... 339
Sơ bộ chiều cao đài móng .............................................................................. 339
Xác định sức chịu tải cọc ............................................................................... 340
Xác định số lượng cọc .................................................................................... 340
Chọn kích thước đài cọc và bố trí cọc ............................................................ 340
Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm................................................................... 341
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Kiểm tra phản lực đầu cọc.............................................................................. 342
Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy khối móng quy ước................................. 344
Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước ........................................................ 348
Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục A TCVN 10304-20114) ............ 349
Kiểm tra cắt đài móng .................................................................................. 353
Tính tốn cốt thép đài cọc ............................................................................ 354
SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG .................................................. 357
So sánh về chỉ tiêu kết cấu ............................................................................. 357
So sánh về chi phí vật liệu làm móng ............................................................ 358
So sánh điều kiện thi công và thời gian thi công............................................ 359
Các điều kiện khác ......................................................................................... 361
Lựa chọn phương án móng............................................................................. 361
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ....................................................... 363
Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh cơng trình......................................................... 363
Kiểm tra lật ............................................................................................................. 363
Moment gây lật................................................................................................. 363
Moment chống lật............................................................................................. 364
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 366
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
KIẾN TRÚC
GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH
Loại cơng trình
Theo PHỤ LỤC 1: PHÂN CẤP, PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG
(Ban hành kèm theo Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính
phủ): Cơng trình chung cư thuộc cơng trình dân dụng cấp 2 (chiều cao 9 – 19 tầng
hoặc tổng diện tích sàn 5000 – 10000m2 ).
Cao độ mỗi tầng
- Tầng trệt
±0.000 m
- Lầu 1
+4.000 m
- Lầu 2
+7.300 m
- Lầu 3
+10.600 m
- Lầu 4
+13.900 m
- Lầu 5
+17.200 m
- Lầu 6
+20.500 m
- Lầu 7
+23.800 m
- Lầu 8
+27.100 m
- Lầu 9
+30.400 m
- Lầu 10
+33.700 m
- Lầu 11
+37.000 m
- Lầu 12
+40.300m
- Lầu 13
+43.600 m
- Tầng thượng
+46.900 m
- Mái
+50.200 m
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 1
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CƠNG TRÌNH
Mặt bằng và phân khu chức năng
- Mặt bằng cơng trình hình chữ nhật, chiều dài 29.6m, chiều rộng 20.5m chiếm diện
tích xây dựng là 606.8 m2.
- Cơng trình gồm 1 tầng trệt, 13 tầng lầu, 1 tầng thượng, cốt ±0.00m được chọn
ngay cao trình sàn tầng trệt và trên mặt đất tự nhiên 0.3m. Chiều cao cơng trình là
50.2m tính từ cốt ±0.00m.
- Tầng trệt: Dùng làm cửa hàng bách hóa, nhà hàng cho các căn hộ gia đình cũng
như nhu cầu chung của khu vực có chiều cao tầng 4m.
- Lầu 1 – 13: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu nhà ở có chiều cao mỗi tầng 3.3m.
- Tầng thượng: Bố trí máy móc, điều hịa, thiết bị, vệ tinh…
Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo khơng 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 dễ dàng thay đổi trong
tương lai.
4200
D?CH VỤ, CỬA HÀNG
±0.00
D?CH VỤ, CỬA HÀNG
±0.00
4800
P. BẢO VỆ
SẢNH CHUNG CƯ
±0.00
SẢNH CHUNG CƯ
±0.00
SẢNH CHUNG CƯ
±0.00
SẢNH CHUNG CƯ
±0.00
P. HÀNH CHÍNH
QUẢN LÝ
2500
D?CH VỤ, CỬA HÀNG
±0.00
D?CH VỤ, CỬA HÀNG
±0.00
4200
4800
20500
P. KY?THUẬT
7100
6200
3000
6200
7100
29600
Hình 1.1 – Mặt bằng tầng trệt
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 2
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
1800
4200
S.PHƠI
S.PHƠI
WC
P. NGỦ 2
P. NGỦ 1
550
P. SHC
P. SHC
P. SHC
BẾP + ĂN
BẾP + ĂN
BẾP + ĂN
BẾP + ĂN
BẾP + ĂN
P. SHC
BẾP + ĂN
2800
550
BẾP + ĂN
P. SHC
BẾP + ĂN
P. SHC
P. SHC
P. SHC
2900
4800
1800
600
2500
20500
600
1800
4800
2900
WC
WC
P. NGỦ 2
WC
P. NGỦ 1
S.PHƠI
S.PHƠI
1350
Báo cáo Thiết kế cơng trình
2000
2300
1800
6200
950
3300
3000
950
1800
2300
1800
1350
4200
P. NGỦ 2
P. NGỦ 1
S.PHƠI
1575
WC
1800
7100
S.PHƠI
1525
S.PHƠI
S.PHƠI
1350
WC
P. NGỦ 2
WC
WC
P. NGỦ 1
2000
6200
1575
1800
1525
1350
7100
29600
Hình 1.2 – Mặt bằng tầng điển hình (lầu 1 – 13)
Hình khối
Hình dáng cao vút, vươn thẳng lên khỏi tầng kiến trúc cũ ở dưới thấp với kiểu dáng
hiện đại, mạnh mẽ, nhưng cũng không kém phần mền mại thể hiện qui mơ và tầm
vóc của cơng trình tương xứng với chiến lược phát triển của đất nước.
Giải pháp mặt đứng
Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với tường ngoài được sơn nước.
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 3
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
±50.200
3300
MÁI
±46.900
3300
SÂN THƯNG
±43.600
3300
LẦU 13
±40.300
3300
LẦU 12
±37.000
3300
LẦU 11
±33.700
3300
LẦU 10
±30.400
3300
LẦU 9
±27.100
3300
LẦU 8
±23.800
3300
LẦU 7
±20.500
3300
LẦU 6
±17.200
3300
LẦU 5
±13.900
3300
LẦU 4
±10.600
3300
LẦU 3
±7.300
3300
LẦU 2
±4.000
4000
LẦU 1
±0.00
300
TẦNG TRỆT
7100
6200
3000
6200
7100
29600
Hình 1.3 – Mặt đứng trục 1 – 6
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 4
-0.300
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
±50.200
3300
MÁI
±46.900
3300
SÂN THƯNG
±43.600
3300
LẦU 13
±40.300
3300
LẦU 12
±37.000
3300
LẦU 11
±33.700
3300
LẦU 10
±30.400
3300
LẦU 9
±27.100
3300
LẦU 8
±23.800
3300
LẦU 7
±20.500
3300
0
LẦU 6
±17.200
3300
LẦU 5
±13.900
3300
LẦU 4
±10.600
3300
LẦU 3
±7.300
3300
LẦU 2
±4.000
4000
LẦU 1
±0.00
300
TẦNG TRỆT
4200
4800
2500
4800
-0.300
4200
20500
Hình 1.4 – Mặt đứng trục A – F
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 5
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Giải pháp giao thơng cơng trình
- Giao thơng ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang.
- Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy. Cầu thang bộ gồm 2 cầu
thang được bố trí ở 2 mép biên của cơng trình. Hệ thống thang máy cũng được bố
trí ở 2 mép biên cơng trình.
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
Hệ thống điện
- Tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của thành phố và vào cơng trình thơng qua
các phịng máy điện.
- Điện từ đây sẽ được dẫn đi khắp nơi trong cơng trình thơng qua mạng lưới điện
nội bộ.
- Ngồi ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng để phát.
Hệ thống nước
- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nước trên
mái, nước từ đây sẽ được dẫn đi từng phịng thơng qua hệ thống đường ống.
- Nước thải sau khi được xủ lý được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu
vực.
Thơng gió – Chiếu sáng
Ở các tầng đều có cửa sổ thơng thống tự nhiên. Hệ thống máy điều hịa được cung
cấp cho tất cả các tầng. Họng thơng gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy. Sử dụng
quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gen được dẫn lên mái.
Phịng cháy – Thốt hiểm
- Giữa các phòng được ngăn cách bằng hệ thống tường gạch rỗng vừa cách âm, vừa
cách nhiệt.
- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình chứa khí CO2 .
- Các tầng lầu đều có 2 cầu thang bộ đủ đảm bảo thốt người khi có sự cố thang
máy hay sự cố cháy nổ.
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 6
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
- Trên tầng thượng có bố trí một hồ nước lớn vừa cung cấp nước sinh hoạt vừa để
phòng cháy chữa cháy.
Chống sét
Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphire được thiết lập ở tầng
mái và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ bị sét
đánh.
Hệ thống thốt rác
Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gian rác bố trí ở tầng hầm và được đưa ra ngồi
bằng bộ phận đưa rác. Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng tránh làm bốc mùi
gây ô nhiễm môi trường.
Chương 1: Kiến Trúc
Trang 7
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
CƠ SỞ THIẾT KẾ
CƠ SỞ TÍNH TỐN KẾT CẤU
Tính tốn tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, tải trọng đăc biệt) dựa vào tiêu
chuẩn sau:
- TCVN 2737–1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
Tính tốn và thiết kế thép cho các cấu kiện dầm, cột sàn, cầu thang, bể nước… dựa
vào tiêu chuẩn sau:
- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép.
Thiết kế móng cho cơng trình dựa vào tiêu chuẩn sau:
- TCVN 10304–2014: Móng cọc–Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 9362–2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và cơng trình.
Cấu tạo thép dầm, cột sàn, nút khung dựa vào tiêu chuẩn sau:
- TCVN 5574–2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 198–1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép.
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN
Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân
Giải pháp kết cấu theo phương đứng
Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trị quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng
bởi vì:
+ Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất.
+ Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên cơng trình.
+ Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho cơng
trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của cơng trình.
Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau :
+ Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết
cấu ống.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 8
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và
kết cấu ống tổ hợp.
+ Hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có
hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.
Mỗi loại kết cấu đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, phù hợp với từng cơng
trình có quy mơ và u cầu thiết kế khác nhau. Do đó, việc lựa chọn giải pháp kết
cấu phải được cân nhắc kỹ lưỡng, phù hợp với từng cơng trình cụ thể, đảm bảo hiệu
quả kinh tế - kỹ thuật.
Hệ kết cấu khung có ưu điểm là có khả năng tạo ra những khơng gian lớn, linh hoạt,
có sơ đồ làm việc rõ ràng. Tuy nhiên, hệ kết cấu này có khả năng chịu tải trọng
ngang kém (khi cơng trình có chiều cao lớn, hay nằm trong vùng có cấp động đất
lớn). Hệ kết cấu này được sử dụng tốt cho cơng trình có chiều cao đến 15 tầng đối
với cơng trình nằm trong vùng tính tốn chống động đất cấp 7, 10 – 12 tầng cho
cơng trình nằm trong vùng tính tốn chống động đất cấp 8, và khơng nên áp dụng
cho cơng trình nằm trong vùng tính tốn chống động đất cấp 9.
Hệ kết cấu khung – vách, khung – lõi chiếm ưu thế trong thiết kế nhà cao tầng do
khả năng chịu tải trong ngang khá tốt. Tuy nhiên, hệ kết cấu này đòi hỏi tiêu tốn vật
liệu nhiều hơn và thi cơng phức tạp hơn đối với cơng trình sử dụng hệ khung.
Hệ kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho cơng trình siêu cao tầng do khả năng làm việc
đồng đều của kết cấu và chống chịu tải trọng ngang rất lớn.
Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô cơng trình, tính khả thi và khả năng đảm
bảo ổn định của cơng trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo
phương đứng.
Lựa chọn kết cấu cho cơng trình Chung Cư
Căn cứ vào quy mơ cơng trình, sinh viên sử dụng hệ chịu lực khung-vách lõi
(khung chịu tải trọng đứng và vách lõi vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng
ngang cũng như các tác động khác đồng thời làm tăng độ cứng của cơng trình) làm
hệ kết cấu chịu lực chính cho cơng trình.
Dưới tác dụng của tải trọng ngang (tải trọng đặc trưng cho nhà cao tầng)
khung chịu cắt là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ,
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 9
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
của các tầng dưới lớn hơn. Trong khi đó lõi chịu uốn là chủ yếu tức là chuyển
vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dưới. Điều này khiến cho
chuyển vị của cả cơng trình giảm đi khi chúng làm việc cùng nhau.
Giải pháp kết cấu theo phương ngang
Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định
tính kinh tế của cơng trình. Theo thống kê thì khối lượng bê tơng sàn có thể chiếm
30 – 40 % khối lượng bê tơng của cơng trình và trọng lượng bê tơng sàn trở thành
một loại tải trọng tĩnh chính. Cơng trình càng cao tải trọng này tích lũy xuống các
cột tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do
động đất. Vì vậy cần ưu tiên giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng.
Các loại kết cấu sàn được sử dụng rộng rãi hiện nay được trình bày như bên
dưới.
Hệ sàn sườn: Cấu tạo gồm hệ dầm và bản sàn.
Ưu điểm: Tính tốn đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi
công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công.
Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn,
dẫn đến chiều cao tầng của cơng trình lớn. Khơng tiết kiệm khơng gian sử dụng.
Sàn không dầm: Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.
Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao cơng trình. Tiết kiệm
được khơng gian sử dụng. Dễ phân chia không gian. Việc thi công phương án này
nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải mất công gia công cốp pha,
cốt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và đơn giản. Việc lắp dựng ván
khuôn và cốp pha cũng tương đối đơn giản.
Nhược điểm: Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo
thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn so với phương án sàn dầm, vì vậy khả năng
chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn so với phương án sàn
dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột và
vách chịu. Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc
thủng do đó khối lượng sàn tăng.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 10
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Sàn không dầm ứng lực trước
Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột. Cốt thép được ứng lực trước.
Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí do giảm chiều dày sàn và chiều cao tầng, cho phép sử
dụng với các công trình có nhịp lớn và linh động trong việc bố trí mặt bằng kiến
trúc. Giảm thời gian xây dựng do tháo dỡ ván khuôn sớm, dễ dàng lắp đặt các hệ
thống kỹ thuật.
Nhược điểm: Tính tốn phức tạp, thi cơng đòi hỏi thiết bị chuyên dụng.
Tấm panel lắp ghép
Cấu tạo gồm những tấm panel được sản xuất trong nhà máy. Các tấm này được vận
chuyển ra công trường và lắp dựng, sau đó rải cốt thép và đổ bê tơng bù.
Ưu điểm: Khả năng vượt nhịp lớn, thời gian thi cơng nhanh, tiết kiệm vật liệu.
Nhược điểm: Kích thước cấu kiện lớn, quy trình tính tốn phức tạp.
Sàn bê tơng Bubbledeck
Bản sàn bê tông Bubbledeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp vào hệ cột, vách
chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tơng khơng hoặc ít
tham gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn.
Ưu điểm: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại
mặt bằng. Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, có thể lên tới 15 m mà
không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực. Giảm thời gian thi cơng và
các chi phí kèm theo.
Nhược điểm: Đây là cơng nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính tốn chưa
được phổ biến. Khả năng chịu uốn, chịu cắt giảm so với sàn bê tông cốt thép thông
thường cùng chiều dày.
Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn cho cơng trình:
Căn cứ yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của cơng trình, sinh viên chọn giải
pháp sàn sườn tồn khối.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 11
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Giải pháp kết cấu nền móng
Thơng thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu lực nén lớn, bên cạnh đó tải trọng
động đất cịn tạo ra lực xơ ngang lớn cho cơng trình, vì thế các giải pháp đề xuất
cho phần móng gồm:
Móng sâu: móng cọc khoan nhồi, móng cọc Barret, móng cọc BTCT đúc sẵn, móng
cọc ly tâm ứng suất trước.
Móng nơng: móng băng 1 phương, móng băng 2 phương, móng bè…
Các phương án móng cần phải được cân nhắc lựa chọn tuỳ thuộc tải trọng cơng
trình, điều kiện thi công, chất lượng của từng phương án và điều kiện địa chất thuỷ
văn của từng khu vực.
Do đó ,đờ án sinh viên lựa chọn móng sâu với hai phương án là móng cọc ép và
móng cọc khoan nhời.
GIẢI PHÁP VẬT LIỆU
Các yêu cầu đối với vật liệu
+ Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, chống cháy tốt.
+ Vật liệu có tính biến dạng cao: khả năng biến dạng cao có thể bổ sung cho tính
năng chịu lực thấp.
+ Vật liệu có tính thối biến thấp: có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp
lại (động đất, gió bão).
+ Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trong trường hợp có tính chất lặp lại,
khơng bị tách rời các bộ phận cơng trình.
+ Vật liệu có giá thành hợp lý.
Trong lĩnh vực xây dựng cơng trình hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu thép hoặc bê
tông cốt thép với các lợi thế như dễ chế tạo, nguồn cung cấp dồi dào. Ngồi ra cịn
có các loại vật liệu khác được sử dụng như vật liệu liên hợp thép – bê tông
(composite), hợp kim nhẹ… Tuy nhiên các loại vật liệu mới này chưa được sử dụng
nhiều do công nghệ chế tạo cịn mới, giá thành tương đối cao.
Do đó, sinh viên lựa chọn vật liệu xây dựng cơng trình là bê tông cốt thép.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 12
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
Bảng 2.1- Bê tông
STT
1
2
Cấp độ bền
Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 14.5
MPa
Rbt = 1.05 MPa ; Eb = 30x103 MPa
Vữa xi măng; cát B5C
Kết cấu sử dụng
Nền tầng trệt, cầu thang, lanh tơ, trụ
tường, móng, cột, dầm, sàn, bể
nước, cầu thang
Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà
Bảng 2.2- Cốt thép
STT
1
2
Loại thép
Thép AI (d 10): Rs = Rsc = 225MPa
Rsw = 175 MPa ; Es = 2.1x105 MPa.
Thép AIII (d 10): Rs = Rsc = 365 MPa
Rsw = 290 MPa ; Es = 2x105 MPa.
Đặc tính/ kết cấu sử dụng
Cốt thép có d < 10 mm
Cốt thép dọc kết cấu các loại có
d 10 mm
Lớp bê tông bảo vệ
Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước
kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy khơng nhỏ hơn đường kính
cốt thép hoặc dây cáp và khơng nhỏ hơn:
Trong bản và tường có chiều dày >100 mm: ...............................15mm (20mm);
Trong dầm và dầm sườn có chiều cao > 250mm: ..................... 20mm (25mm);
Trong cột: .....................................................................................20mm (25mm);
Trong dầm móng: .........................................................................30mm;
Trong móng:
Tồn khối khi có lớp bê tơng lót: .................................................35mm;
Tồn khối khi khơng có lớp bê tơng lót: ......................................70mm;
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo
cần được lấy khơng nhỏ hơn đường kính cốt thép này và không nhỏ hơn:
Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm: .......................10mm (15mm);
Khi chiều cao tiết diện cấu kiện > 250mm: ..................................15mm (20mm);
Giá trị trong ngoặc “( )” áp dụng cho cấu kiện ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 13
Báo cáo Thiết kế cơng trình
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC
Ngun tắc bố trí hệ kết cấu
Bố trí hệ chịu lực cần ưu tiên những nguyên tắc sau:
Đơn giản, rõ ràng. Nguyên tắc này đảm bảo cho cơng trình hay kết cấu có độ tin
cậy kiểm sốt được. Thơng thường kết cấu thuần khung sẽ có độ tin cậy dễ kiểm
sốt hơn so với hệ kết cấu vách và khung vách….là loại kết cấu nhạy cảm với biến
dạng.
Truyền lực theo con đường ngắn nhất. Nguyên tắc này đảm bảo cho kết cấu làm
việc hợp lý, kinh tế. Đối với kết cấu bê tông cốt thép cần ưu tiên cho những kết cấu
chịu nén, tránh những kết cấu treo chịu kéo, tạo khả năng chuyển đổi lực uốn trong
khung thành lực dọc. Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ kết cấu.
Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện
Giải pháp kết cấu ngang (sàn ,dầm)
Sơ bộ chiều dày sàn
Chiều dày sàn sơ bộ theo cơng thức sau:
hs
Trong đó:
D
l1
m
m = 30 35 sàn 1 phương (l2 ≥ 2l1)
m = 40 50 sàn 2 phương (l2 < 2l1)
m = 10 15 bản công xôn
l1 : Nhịp theo phương cạnh ngắn
D = 0.8 1.4 phụ thuộc vào tải trọng
Ghi chú: m chọn lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào ô bản liên tục hay ô bản đơn.
hs,min ≥ 50 đối với mái bằng
hs,min ≥ 60 đối với nhà dân dụng
hs,min ≥ 70 đối với sàn nhà công nghiệp
Thực tế chiều dày sàn min lấy bằng 100mm
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 14
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
Báo cáo Thiết kế cơng trình
STT
Sàn tầng
1
2
3
Sàn tầng điển hình (lầu 1 đến lầu 13)
Sàn sân thượng
Sàn tầng trệt
Chiều
dày
100
100
120
Sơ bộ chọn tiết diện dầm khung
Sơ bộ theo công thức kinh nghiệm, sơ bộ theo 2 điều kiện: độ võng và điều kiện độ
bền.
Dầm chính
1 1
1 1
Chiều cao dầm : h dc = L x7100 (444 592)
12 16
12 16
Trong đó : L là nhịp của dầm, L = 7.1m
Chọn hdc = 500 mm.
1 1
Bề rộng dầm : bdc = h dc
4 2
Chọn bdc = 250 mm.
Chọn kích thước dầm chính là (250x500)mm.
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 15
SVTH: Nguyễn Trần Đức Ninh
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
6200
hs=120
D250X500
D250X500
6200
3000
29600
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
7100
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
hs=120
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
hs=120
hs=120
D250X500
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
D250X500
hs=120
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
hs=120
hs=120
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D200X400
hs=120
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
hs=120
D250X500
hs=120
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
2500
4200
4800
20500
4800
4200
D250X500
D200X400
Báo cáo Thiết kế cơng trình
D250X500
7100
Hình 2.1 – Mặt bằng dầm, sàn tầng trệt
hs=100
D250X500
7100
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
6200
hs=100
D250X500
hs=100
3000
29600
D250X500
6200
D250X500
D200X400
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
hs=100
D250X500
hs=100
D250X500
hs=100
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
hs=100
hs=100
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
hs=100
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D200X400
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
hs=100
D250X500
hs=100
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
D250X500
2500
4200
4800
20500
4800
4200
D250X500
D250X500
7100
Hình 2.2 – Mặt bằng dầm, sàn tầng điển hình (Lầu 1 – 13) và tầng sân thượng
Chương 2: Cơ Sở Thiết Kế
Trang 16
