Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông: Căn phòng văn phòng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:239

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Căn phòng văn phòng" trình bày thuyết minh công trình thiết kế tòa nhà Cao ốc văn phòng DV007 bao gồm: Kiến trúc cao ốc văn phòng DV007; thiết kế kết cấu (sàn tầng điển hình, cầu thang, khung trục điển hình....); thiết kế móng dưới 2 cột khung thiết kế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông: Căn phòng văn phòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỀ TÀI: CĂN PHÒNG VĂN PHÒNG Ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Chuyên ngành : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: ThS. VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TIẾN TÀI Mã số sinh viên : Lớp : XM16 TP. Hồ Chí Minh, Tháng 07 Năm 2022
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC ................................................ 1 1.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 1 1.2. Giải pháp kiến trúc ................................................................................................... 1 1.3. Giải pháp kỹ thuật .................................................................................................... 3 1.3.1. Hệ thống cấp điện – nƣớc ...................................................................................... 3 1.3.2. Hệ thông thoát nƣớc .............................................................................................. 3 1.3.3. Hệ thống phòng cháy chữa cháy ........................................................................... 3 1.3.4. Hệ thống chống sét ................................................................................................ 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU ..................................................... 4 2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu ....................................................................................... 4 2.1.1. Hệ kết cấu chính theo phƣơng đứng ...................................................................... 4 2.1.2. Hệ kết cấu theo phƣơng ngang .............................................................................. 5 2.1.3. Lựa chọn giải pháp kết cấu phần ngầm ................................................................. 5 2.2. Lựa chọn vật liệu ...................................................................................................... 5 2.2.1. Yêu cầu vật liệu ..................................................................................................... 5 2.2.2. Bê tông sử dụng cho kết cấu.................................................................................. 6 2.2.3. Cốt thép sử dung cho kết cấu. ............................................................................... 6 2.3. Sơ bộ kích thƣớc tiết diện kết cấu ............................................................................ 6 2.3.1. Sơ bộ kích thƣớc sàn ............................................................................................. 6 2.3.2. Sơ bộ kích thƣớc tiết diện dầm .............................................................................. 7 2.3.3. Sơ bộ kích thƣớc tiết diện cột ................................................................................ 7 2.3.4. Vách lõi................................................................................................................ 10 CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG ................................................. 11 3.1. Tiêu chuẩn thiết kế ................................................................................................. 11 3.2. Tải trọng tác dụng ................................................................................................... 11 3.2.1. Tải trọng thƣờng xuyên (tĩnh tải) ........................................................................ 11 3.2.2. Tải trọng tạm thời (hoạt tải) ................................................................................ 12 3.3. Tính toán tải trọng cho công trình .......................................................................... 12 3.3.1. Tải trọng thƣờng xuyên do các lớp cấu tạo sàn ................................................... 12 3.3.2. Tĩnh tải tƣờng ...................................................................................................... 13 3.3.3. Hoạt tải ................................................................................................................ 15 3.3.4. Tải thang máy ...................................................................................................... 15 3.3.5. Tải bể nƣớc mái ................................................................................................... 17 3.3.6. Tải cầu thang bộ .................................................................................................. 17 3.3.7. Tải trọng gió ........................................................................................................ 17 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 4 ......................................................... 29 4.1. Phƣơng án bố trí dầm ............................................................................................. 29 4.2. Phƣơng án 1: Tính toán nội lực bằng phƣơng pháp tra ô bản đơn ......................... 29 4.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế .............................................................................................. 29
4.2.2. Quy trình thiết kế................................................................................................. 29 4.2.3. Tính toán thiết kế sàn. ......................................................................................... 30 4.3. Phƣơng pháp 2: Xác định nội lực theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn.................. 35 4.3.1. Tiêu chuẩn thiết kế .............................................................................................. 35 4.3.2. Quy trình thiết kế................................................................................................. 35 4.3.3. Xây dựng mô hình và vẽ Strip. ........................................................................... 36 4.3.4. Tính toán thiết kế sàn .......................................................................................... 36 4.4. So sánh lựa chọn phƣơng án bố trí thép ................................................................. 46 4.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt của sàn ........................................................................ 46 4.6. Kiểm tra chọc thủng sàn ......................................................................................... 48 4.7. Tính toán vết nứt cho sàn ....................................................................................... 49 4.7.1. Lí thuyết tính toán ............................................................................................... 49 4.7.2. Kiểm tra sự hình thành vết nứt cho sàn ............................................................... 51 4.7.3. Tính toán chiều rộng vết nứt. .............................................................................. 52 4.8. Kiểm tra độ võng cho sàn ....................................................................................... 54 4.8.1. Lựa chọn vị trí kiểm tra ....................................................................................... 54 4.8.2. Lí thuyết tính toán. .............................................................................................. 54 4.8.3. Tính toán kiểm tra ............................................................................................... 57 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ.................................................. 61 5.1. Cấu tạo cầu thang ................................................................................................... 61 5.2. Sơ bộ tiết diện......................................................................................................... 61 5.3. Tải trọng tác dụng lên bản thang ............................................................................ 61 5.3.1. Tĩnh tải chiếu nghỉ............................................................................................... 61 5.3.2. Tĩnh tải bản xiên .................................................................................................. 62 5.3.3. Hoạt tải ................................................................................................................ 63 5.3.4. Sơ đồ tính. ........................................................................................................... 63 5.3.5. Nội lực bản thang ................................................................................................ 64 5.4. Tính toán thép dọc cho bản thang .......................................................................... 65 5.4.1. Lý thuyết tính toán .............................................................................................. 65 5.4.2. Kết quả tính toán ................................................................................................. 66 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BỂ NƯỚC NGẦM ................................................. 67 6.1. Địa chất công trình ................................................................................................. 67 6.1.1. Vị trí địa chất khu vực ......................................................................................... 67 6.1.2. Phân loại và mô tả các lớp đất ............................................................................. 67 6.2. Sơ bộ kích thƣớc bể nƣớc ....................................................................................... 67 6.3. Thông số thiết kế .................................................................................................... 69 6.3.1. Sơ bộ tiết diện các cấu kiện ................................................................................. 69 6.3.2. Vật liệu sử dụng .................................................................................................. 70 6.4. Lựa chọn giải pháp móng cho bể nƣớc ngầm ........................................................ 70 6.5. Kiểm tra đẩy nổi cho bể nƣớc ngầm ...................................................................... 72
6.6. Xây dựng mô hình 3D bể nƣớc ngầm .................................................................... 72 6.6.1. Các trƣờng hợp tải trọng...................................................................................... 72 6.6.2. Xác định hệ số nền ks .......................................................................................... 72 6.6.3. Xác định tải trọng cho bể nƣớc ngầm.................................................................. 73 6.6.4. Hoạt tải bản nắp ................................................................................................... 76 6.7. Tổ hợp nội lực tính toán cho bể .............................................................................. 77 6.7.1. Các trƣờng hợp tổ hợp nội lực tính toán cho bể .................................................. 77 6.8. Tính toán cốt thép cho bể ....................................................................................... 79 6.8.1. Tính toán cốt thép cho bản nắp............................................................................ 79 6.8.2. Tính toán cốt thép cho bản thành ........................................................................ 80 6.8.3. Tính toán cốt thép cho bản đáy............................................................................ 84 6.9. Tính toán khe nứt cho bản thành và bản đáy .......................................................... 85 6.9.1. Lí thuyết tính toán. .............................................................................................. 85 6.9.2. Kiểm tra sự hình thành vết nứt cho bản đáy và bản thành. ................................. 87 6.10. Tính lún cho bể ..................................................................................................... 90 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KHUNG.................................................................. 91 7.1. Thông số tính toán .................................................................................................. 91 7.2. Nhiệm vụ thiết kế ................................................................................................... 91 7.3. Nội lực khung ......................................................................................................... 91 7.4. Kiểm tra ổn định chống lật ..................................................................................... 94 7.5. Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình ........................................................................ 94 7.5.1. Lý thuyết tính toán............................................................................................... 94 7.5.2. Thực hành tính toán ............................................................................................. 94 7.6. Kiểm tra chuyển vị ngang tƣơng đối giữa các tầng ................................................ 97 7.7. Thiết kế dầm ........................................................................................................... 98 7.7.1. Kích thƣớc dầm ................................................................................................... 98 7.7.2. Nội lực tính toán. ................................................................................................. 98 7.7.3. Tính toán cốt dọc ................................................................................................. 99 7.7.4. Tính toán cốt đai cho dầm .................................................................................108 7.7.5. Tính toán cốt treo cho dầm. ...............................................................................116 7.8. Thiết kế cột ...........................................................................................................118 7.8.1. Kích thƣớc cột ...................................................................................................118 7.8.2. Nội lực tính toán ................................................................................................118 7.8.3. Tính toán cốt dọc cho cột ..................................................................................119 7.8.4. Tính toán cốt đai cho cột ...................................................................................125 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG............................................... 129 8.1. Điều kiện địa chất công trình, nội lực tính toán và vật lieu sử dụng ....................129 8.1.1. Vị trí địa chất khu vực .......................................................................................129 8.2. Lựa chọn giải pháp móng .....................................................................................129 8.2.1. Phân loại và mô tả các lớp đất ...........................................................................129
8.2.2. Phƣơng án móng nông: móng bè ...................................................................... 132 8.2.3. Phƣơng án móng sâu ......................................................................................... 133 8.3. Xác định chiều sâu chôn móng ............................................................................ 134 8.4. Các loại tải trọng tính toán ................................................................................... 135 8.4.1. Tải trọng tính toán ............................................................................................. 135 8.4.2. Tải trọng tiêu chuẩn........................................................................................... 138 CHƯƠNG 9: THẾT KẾT MÓNG CỌC ÉP ................................................. 140 9.1. Cấu tạo cọc và đài cọc .......................................................................................... 140 9.1.1. Vật liệu sử dụng ................................................................................................ 140 9.1.2. Sơ bộ chiều cao đài móng. ................................................................................ 140 9.1.3. Sơ bộ cọc ........................................................................................................... 140 9.2. Sức chịu tải của cọc .............................................................................................. 140 9.2.1. Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp .................................................................. 140 9.2.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu ....................................................... 142 9.2.3. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc theo Rc,u .............................................. 144 9.3. Thiết kế móng cột giữa M1 tại cột (C10) ............................................................. 150 9.3.1. Sơ bộ số lƣợng ................................................................................................... 150 9.3.2. Bố trí cọc trong đài ............................................................................................ 150 9.3.3. Kiểm tra điều kiện ép cọc .................................................................................. 151 9.3.4. Kiểm tra phản lực đầu cọc ................................................................................. 151 9.3.5. Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc ............................................................... 154 9.3.6. Dự báo độ lún cho khối móng ........................................................................... 159 9.3.7. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng ........................................................................ 160 9.3.8. Tính toán và bố trí cốt thép trong đài cọc ......................................................... 165 9.4. Thiết kế móng cột biên M2 tại cột (C13) ............................................................. 168 9.4.1. Sơ bộ số lƣợng ................................................................................................... 168 9.4.2. Bố trí cọc trong đài ............................................................................................ 168 9.4.3. Kiểm tra phản lực đầu cọc ................................................................................. 169 9.4.4. Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc ............................................................... 172 9.4.5. Dự báo độ lún cho khối móng ........................................................................... 177 9.4.6. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng ........................................................................ 178 9.4.7. Tính toán và bố trí cốt thép trong đài cọc ......................................................... 182 CHƯƠNG 10: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI............................................... 185 10.1. Cấu tạo cọc và đài cọc ........................................................................................ 185 10.1.1. Vật liệu sử dụng .............................................................................................. 185 10.1.2. Sơ bộ chiều cao đài móng. .............................................................................. 185 10.1.3. Sơ bộ cọc ......................................................................................................... 185 10.2. Sức chịu tải của cọc ............................................................................................ 185 10.2.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu ..................................................... 185 10.2.2. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc theo Rc,u ............................................ 187
10.3. Thiết kế móng cột giữa M1 tại cột (C10) ...........................................................194 10.3.1. Sơ bộ số lƣợng .................................................................................................194 10.3.2. Bố trí cọc trong đài ..........................................................................................194 10.3.3. Kiểm tra phản lực đầu cọc ...............................................................................195 10.3.4. Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc..............................................................198 10.3.5. Dự báo độ lún cho khối móng .........................................................................203 10.3.6. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng ......................................................................204 10.3.7. Tính toán và bố trí cốt thép trong đài cọc........................................................208 10.4. Thiết kế móng cột biên M2 tại cột (C13) ...........................................................211 10.4.1. Sơ bộ số lƣợng .................................................................................................211 10.4.2. Bố trí cọc trong đài ..........................................................................................211 10.4.3. Kiểm tra phản lực đầu cọc ...............................................................................212 10.4.4. Kiểm tra điều kiện áp lực tại mũi cọc..............................................................215 10.4.5. Dự báo độ lún cho khối móng .........................................................................220 10.4.6. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng ......................................................................221 10.4.7. Tính toán và bố trí cốt thép trong đài cọc........................................................225 CHƯƠNG 11: CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG ............................................. 228 11.1. Khái quát.............................................................................................................228 11.2. Chỉ tiêu đánh giá .................................................................................................228 11.2.1. So sánh về chỉ tiêu vật liệu bê tông và cốt thép móng ....................................228 11.3. Kết luận...............................................................................................................230
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1. Giới thiệu - Tên dự án: Cao ốc văn phòng DV007. - Địa chỉ: Phƣờng 9, Quận 5, thành phố Hồ Chí Minh. - Quy mô:  Chiều cao công trình: 54.1 m tính từ cốt 0.0 m  Số tầng gồm: 1 tầng hầm cao 3.1 m, tầng trệt cao 4.2 m, 13 tầng điển hình mỗi tầng cao 3.6 m, 1 tầng thƣợng cao 3.6 m, 1 mái cao 3.1 m.  Chiều dài công trình: 39 m.  Chiều rộng công trình: 26 m. - Diện tích xây dựng công trình: 3 9  2 6  1 0 1 4 ( m 2 ) - Công năng công trình:  Tầng hầm: để giữ xe ô tô, xe máy, phòng bơm, phòng máy phát, …  Tầng trệt: văn phòng  Tầng 2 – 14: văn phòng  Tầng sân thƣợng: bố trí bể nƣớc inox, phòng kỹ thuật thang máy.  Tầng mái: sử dụng mái bằng, che chắn thang bộ và phòng kỹ thuật thang máy. 1.2. Giải pháp kiến trúc - Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -3.1 m đƣợc bố trí 1 ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm (độ dốc i = 15%) theo cùng 1 hƣớng đƣờng chính để giúp thuận tiện cho việc lƣu thông lên xuống tầng hầm. - Hệ thống cầu thang bộ và thang máy bố trí ngay vị trí giữa hầm giúp cho ngƣời sử dụng có thể nhìn thấy ngay lúc vào giúp phục vụ việc đi lại, đồng thời hệ thống PCCC cũng dể dàng nhìn thấy khi có sự cố cháy nổ xảy ra. - Tầng trệt, tầng điển hình bố trí các văn phòng xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông tiện lợi cùng với việc hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình. - Giao thông trong công trình: + Giao thông đứng: có 4 buồng thang máy nằm giữa lõi cứng, và 2 cầu thang bộ đƣợc đặt đối cứng tại giữa công trình giúp tăng ổn định của công trình. + Giao thông ngang: xung quanh công trình bố trí lối đi rộng đảm bảo các yêu cầu về không gian kiến trúc cũng nhƣ yêu cầu kỹ thuật phòng cháy chữa. GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 1 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC Hình 1.1 Mặt bằng tầng hầm Hình 1.2 Mặt bằng tầng điển hình GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 2 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.3. Giải pháp kỹ thuật 1.3.1. Hệ thống cấp điện – nước - Công trình sử dụng điện đƣợc cung cấp từ 2 nguồn: lƣới điện TP. Hồ Chí Minh và máy phát điện (kèm theo 1 máy biến áp tất cả đƣợc đặt dƣới tầng hầm để tránh gây ra tiếng ồn và độ rung ảnh hƣởng đến sinh hoạt của công trình). Toàn bộ đƣờng dây điện đƣợc đi ngầm (đƣợc tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi công). Hệ thống cấp điện chính đƣợc đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tƣờng và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ƣớt và đƣợc nối tới các bảng điện tổng tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa. - Hệ thống cấp nƣớc của công trình bao gồm hồ nƣớc ngầm, hệ thống ống dẫn nƣớc cấp PVC và các máy bơm. Hệ thống này tiếp nhận nƣớc từ nguồn nƣớc cấp của thành phố. Nƣớc đƣợc bơm lên các bồn chứa nƣớc mái bằng các máy bơm để tạo áp lực cần thiết cung cấp cho các thiết bị vệ sinh ở từng căn hộ chung cƣ. Các đƣờng ống qua các tầng luôn đƣợc bọc trong các hộp gen nƣớc. Hệ thống cấp nƣớc đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đƣờng ống cứu hỏa chính luôn đƣợc bố trí ở mỗi tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà. 1.3.2. Hệ thông thoát nước - Hệ thống thoát nƣớc thải: Hệ thống thoát nƣớc thải của công trình bao gồm hệ thống các ống dẫn từ các thiết bị thu nƣớc thải dẫn xuống bể tự hoại để xử lý, lắng đọng chất thải trƣớc khi đƣa ra hệ thống cống thoát nƣớc thành phố. - Hệ thống thoát nƣớc mƣa: Mặt bằng mái và các lan can đƣợc tạo độ dốc để tập trung nƣớc mƣa thoát xuống đất bằng hệ thống ống đứng PVC. 1.3.3. Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Hệ thống phòng cháy chữa cháy bao gồm các họng cứu hoả, các bình cứu hoả đƣợc lắp đặt ở các vị trí hành lang, cầu thang. Ngoài ra, còn lắp đặt hệ thống còi báo cháy và các biển báo an toàn cháy nổ dọc các hành lang. - Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh… với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622-1995. 1.3.4. Hệ thống chống sét - Sử dụng hệ thống thu sét Stormaster ESE với khả năng bảo vệ khu vực chống sét tốt hơn so với loại kim thu sét thông thƣờng. Bố trí các kim thu sét trên mái nối với các dây đồng nối đất. - Đƣợc trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46-84). GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 3 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu 2.1.1. Hệ kết cấu chính theo phương đứng Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại nhƣ sau: - Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tƣờng chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống. - Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp. - Các 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 trên đều có những ƣu nhƣợc điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình. 2.1.1.1. Hệ kết cấu khung - Đƣợc cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau. - Hệ khung có khả năng tạo ra không gian tƣơng đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến trúc khác nhau. - Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, sử dụng tốt cho công trình có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10-12 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8 và không nên áp dụng cho công trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9 2.1.1.2. Hệ kết cấu khung vách - Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng. - Thuận tiện cho việc áp dụng linh hoạt các công nghệ xây khác nhau nhƣ vừa có thể lắp ghép vừa có thể đổ tại chỗ các kết cấu bê tông cốt thép. - Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, đƣợc đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trƣợt, có thể thi công sau hoặc trƣớc. - Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m. 2.1.1.3. Hệ kết cấu khung lõi - Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên - Hệ sàn gối trực tiếp lên tƣờng lõi hoặc qua các cột trung gian. Phần trong lõi thƣờng bố trí thang máy, cầu thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng. Sử dụng hiệu quả với các công trình độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản 2.1.1.4. Hệ kết cấu khung lõi hộp - Thích hợp cho công trình siêu cao tầng vì khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chịu tải trọng ngang rất lớn. GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 4 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU - Kết luận: Quy mô công trình 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, tổng chiều cao 54.1 m lựa chọn hệ khung vách làm kết cấu chịu lực cho công trình. Kết luận: Quy mô công trình 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, tổng chiều cao 54.1 m lựa chọn hệ khung vách làm kết cấu chịu lực cho công trình. 2.1.2. Hệ kết cấu theo phương ngang - Trong công trình hệ sàn có ảnh hƣởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phƣơng án sàn hợp lý là rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phƣơng án phù hợp với kết cấu của công trình. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phƣơng án phù hợp với kết cấu của công trình. - Chọn phƣơng án hệ sàn sƣờn cho công trình. Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn. 2.1.3. Lựa chọn giải pháp kết cấu phần ngầm - Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bƣớc cột lớn, đồng thời phần móng nhà cao tầng phải chịu lực nén lớn, bên cạnh đó tải trọng động đất còn tạo ra lực xô ngang lớn cho công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho móng bao gồm: + Móng nông: móng băng 1 phƣơng, 2 phƣơng, móng bè, … + Móng sâu: Móng cọc khoan nhồi, móng cọc BTCT đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất trƣớc, móng cọc Barret. 2.2. Lựa chọn vật liệu 2.2.1. Yêu cầu vật liệu - Vật liệu xây có cƣờng độ cao, trọng lƣợng nhỏ, khả năng chống cháy tốt. - Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. - Vật liệu có tính thoái 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 trƣờng hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình. - Vật liệu có giá thành hợp lý. - Nhà cao tầng thƣờng có tải trọng rất lớn, nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm đƣợc đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng nhƣ tải trọng ngang do lực quán tính. - Trong điều kiện nƣớc ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang đƣợc các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. - Bê tông sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018. - Thép sử dụng cho công trình theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 5 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.2.2. Bê tông sử dụng cho kết cấu. Bảng 2.1 Các thông số vật liệu bê tông sử dụng cho công trình Khối lượng Cường độ Cường độ Module đàn Vật Liệu riêng chịu nén tính chịu kéo tính hồi bê tông () toán toán mm Mpa Mpa Mpa B30 25 Rb = 17 Rbt = 11.5 Eb = 32.5x103 2.2.3. Cốt thép sử dung cho kết cấu. Bảng 2.2 Các thông số vật liệu cốt thép sử dụng cho công trình Đường Khối lượng Cường độ Cường độ Module đàn Vật liệu chịu kéo chịu nén kính riêng hồi cốt thép () tính toán tính toán mm k N /m 3 Mpa Mpa Mpa  210  210 E s  2  10 5 CB240-T 6-8 78.5 R s R sc  350  350 E s  2  10 5 CB400-V 10-50 78.5 R s R sc 2.3. Sơ bộ kích thước tiết diện kết cấu 2.3.1. Sơ bộ kích thước sàn Xét ô sàn 2 phƣơng có kích thƣớc lớn nhất 6500 × 7500. Công thức sơ bộ bề dày sàn: DL hs  m  D: Hệ số phụ thuộc vào tải trọng. Thƣờng lấy (0.8 ÷ 1.4)  m: Hệ số phụ thuộc vào loại ô sàn.  Sàn 1 phƣơng: m = (30 ÷ 35)  Sàn 2 phƣơng: m = (40 ÷ 45) DL 1 6500 - Ta có: hs    (1 6 2 .5  1 4 4 .4 ) (mm) m 40  45 - Chọn hs = 150 (mm) cho tất cả các sàn từ tầng 1 đến tầng mái. - Chọn hs = 300 (mm) cho tầng hầm. GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 6 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.3.2. Sơ bộ kích thước tiết diện dầm - Dầm chính Ldc = 9000 mm 1 1 h dc  L dc   9 0 0 0  (7 5 0  6 4 3)m m (1 2  1 4 ) (1 2  1 4 ) 1 1 b dc  h dc   600  (200  300)m m 23 23  Chọn hdc = 600 mm, bdc = 300 mm - Dầm phụ Ldp = 9000 mm 1 1 h dc  L dc   9 0 0 0  (6 4 3  5 6 3)m m (1 4  1 6 ) (1 4  1 6 ) 1 1 b dc  h dc   600  (200  300)m m 23 23  Chọn hdp = 600 mm, bdp = 300 mm 2.3.3. Sơ bộ kích thước tiết diện cột - Công thức sơ bộ tiết diện cột: k N AC  b  R b Trong đó:  k: Hệ số phụ thuộc vào vị trí cột, k = (1.1÷1.5)  b: Hệ số làm việc của bê tông. Lấy  b = 0.85  Rb: Cƣờng độ chịu nén bê tông. N: Tổng trọng lực tác dụng lên cột: N = q x A x n  q: Tải phân bố đều trên cột. Lấy: q = 10 kN/m2.  A diện tích sàn truyền tải vào cột.  n: số tầng công trình. - Để đảm bảo kinh tế cứ 4 tầng giảm tiết diện 1 lần, đảm bảo độ cứng từng tầng trên không giảm quá 30% độ cứng tầng dƣới (mục 2.5.4 TCXD 198:1997). GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 7 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU Bảng 2.3 Sơ bộ cột A-2 Số q s Att Cx Cy Ac Tầng k tầng (kN/m2) (m2) (mm) (mm) (mm) (mm) n Hầm 1.2 10 33.75 16 381199 600 700 420000 Trệt 1.2 10 33.75 15 357353 600 700 420000 Tầng 2 1.2 10 33.75 14 333529 600 700 420000 Tầng 3 1.2 10 33.75 13 309706 600 700 420000 Tầng 4 1.2 10 33.75 12 285882 550 650 357500 Tầng 5 1.2 10 33.75 11 262059 550 650 357500 Tầng 6 1.2 10 33.75 10 238235 550 650 357500 Tầng 7 1.2 10 33.75 9 214412 550 650 357500 Tầng 8 1.2 10 33.75 8 190588 500 600 300000 Tầng 9 1.2 10 33.75 7 166765 500 600 300000 Tầng 10 1.2 10 33.75 6 142941 500 600 300000 Tầng 11 1.2 10 33.75 5 119118 500 600 300000 Tầng 12 1.2 10 33.75 4 95294 450 550 247500 Tầng 13 1.2 10 33.75 3 71471 450 550 247500 Tầng 14 1.2 10 33.75 2 47647 450 550 247500 Thƣợng 1.2 10 33.75 1 23824 450 550 247500 Bảng 2.4 Sơ bộ cột A-3 Số q s Att Cx Cy Ac Tầng k tầng (kN/m2) (m2) (mm) (mm) (mm) (mm) n Hầm 1.2 10 36 16 406612 600 700 420000 Trệt 1.2 10 36 15 381176 600 700 420000 Tầng 2 1.2 10 36 14 355765 600 700 420000 Tầng 3 1.2 10 36 13 330353 600 700 420000 Tầng 4 1.2 10 36 12 304941 550 650 357500 Tầng 5 1.2 10 36 11 279529 550 650 357500 Tầng 6 1.2 10 36 10 254118 550 650 357500 Tầng 7 1.2 10 36 9 228706 550 650 357500 Tầng 8 1.2 10 36 8 203294 500 600 300000 Tầng 9 1.2 10 36 7 177882 500 600 300000 Tầng 10 1.2 10 36 6 152471 500 600 300000 Tầng 11 1.2 10 36 5 127059 500 600 300000 Tầng 12 1.2 10 36 4 101647 450 550 247500 Tầng 13 1.2 10 36 3 76235 450 550 247500 Tầng 14 1.2 10 36 2 50824 450 550 247500 Thƣợng 1.2 10 36 1 25412 450 550 247500 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 8 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU Bảng 2.5 Sơ bộ cột B-1 Số q s Att Cx Cy Ac Tầng k tầng (kN/m2) (m2) (mm2) (mm) (mm) (mm) n Hầm 1.2 10 29.75 16 336000 550 650 357500 Trệt 1.2 10 29.75 15 315000 550 650 357500 Tầng 2 1.2 10 29.75 14 294000 550 650 357500 Tầng 3 1.2 10 29.75 13 273000 550 650 357500 Tầng 4 1.2 10 29.75 12 252000 500 600 300000 Tầng 5 1.2 10 29.75 11 231000 500 600 300000 Tầng 6 1.2 10 29.75 10 210000 500 600 300000 Tầng 7 1.2 10 29.75 9 189000 500 600 300000 Tầng 8 1.2 10 29.75 8 168000 450 550 247500 Tầng 9 1.2 10 29.75 7 147000 450 550 247500 Tầng 10 1.2 10 29.75 6 126000 450 550 247500 Tầng 11 1.2 10 29.75 5 105000 450 550 247500 Tầng 12 1.2 10 29.75 4 84000 400 500 200000 Tầng 13 1.2 10 29.75 3 63000 400 500 200000 Tầng 14 1.2 10 29.75 2 42000 400 500 200000 Thƣợng 1.2 10 29.75 1 21000 400 500 200000 Bảng 2.6 Sơ bộ cột B-2 Số q s Att Cx Cy Ac Tầng k tầng (kN/m2) (m2) (mm) (mm) (mm) (mm) n Hầm 1.1 10 63.75 16 660039 800 900 720000 Tầng trệt 1.1 10 63.75 15 618750 800 900 720000 Tầng 2 1.1 10 63.75 14 577500 800 900 720000 Tầng 3 1.1 10 63.75 13 536250 800 900 720000 Tầng 4 1.1 10 63.75 12 495000 700 800 560000 Tầng 5 1.1 10 63.75 11 453750 700 800 560000 Tầng 6 1.1 10 63.75 10 412500 700 800 560000 Tầng 7 1.1 10 63.75 9 371250 700 800 560000 Tầng 8 1.1 10 63.75 8 330000 600 700 420000 Tầng 9 1.1 10 63.75 7 288750 600 700 420000 Tầng 10 1.1 10 63.75 6 247500 600 700 420000 Tầng 11 1.1 10 63.75 5 206250 600 700 420000 Tầng 12 1.1 10 63.75 4 165000 500 600 300000 Tầng 13 1.1 10 63.75 3 123750 500 600 300000 Tầng 14 1.1 10 63.75 2 82500 500 600 300000 Thƣợng 1.1 10 63.75 1 41250 500 600 300000 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 9 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.3.4. Vách lõi Theo TCXD 198 -1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, chiều dày vách của lõi đƣợc lựa chọn sơ bộ theo chiều cao nhà, số tầng… nhƣ sau:    F v  0 .0 1 5  Fs t  b  150m m  h 3600 b  t   180m m  20 20  ΣFv: tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi cứng.  t: bề dày vách. - Chọn sơ bộ chiều dày vách của lõi cứng và vách tầng hầm là 300mm (thỏa các điều kiện trên). GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 10 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 3.1. Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 5574:2018 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 2737:1995 - Tải trọng và Tác động. - TCXD 229:1999 - Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995. - TCXD 198:1997 - Nhà cao tầng- thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối. - TCXD 10304:2014 - Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế. 3.2. Tải trọng tác dụng - Khi thiết kế tính toán nhà cao tầng, hai đặc trƣng cơ bản của tải trọng là tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán. + Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng trung bình tác dụng lên 1 đơn vị diện tích của công trình trong một thời gian dài (tải trọng thƣờng xuyên). + Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy tải trọng. Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và đƣợc xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn đƣợc tính đến. - Hệ số vƣợt tải: + Khi tính toán cƣờng độ và ổn định, hệ số vƣợt tải lấy theo các điều 3.2; 4.2.2; 4.3.3; 4.4.2; 6.3; 6.17 TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động”. + Khi tính độ bền lấy bằng 1. + Khi tính toán theo biến dạng và chuyển vị lấy bằng 1. - Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 – 1995 “Tải trọng và tác động”, tải trọng đƣợc chia thành tải trọng thƣờng xuyên và tải trọng tạm thời. Ngoài ra ta cần phải xét tới tải trọng đặc biệt tác dụng lên nhà cao tầng cụ thể nhƣ gió động… 3.2.1. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) - Là tải trọng tác dụng không đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Tải trọng thƣờng xuyên gồm có: + Khối lƣợng bản thân các phần nhà và công trình, gồm khối lƣợng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che. + Khối lƣợng và áp lực của đất do lấp hoặc đắp. + Trọng lƣợng bản thân đƣợc xác định theo cấu tạo kiến trúc của công trình bao gồm tƣờng, cột, dầm, sàn các lớp vữa trát, ốp, lát, các lớp cách âm, cách nhiệt…v.v và theo trọng lƣợng đơn vị vật liệu sử dụng. Hệ số vƣợt tải của trọng lƣợng bản thân thay đổi từ 1.05 ÷ 1.3 tùy theo loại vật liệu sử dụng và phƣơng pháp thi công. GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 11 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 3.2.2. Tải trọng tạm thời (hoạt tải) - Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng. - Tải trọng tạm thời đƣợc chia làm hai loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn. 3.2.2.1. Tải trọng tạm thời dài hạn - Tải trọng tạm thời dài hạn bao gồm:  Khối lƣợng vách tạm thời, khối lƣợng phần đất và khối lƣợng bêtông đệm dƣới thiết bị.  Khối lƣợng các thiết bị, thang máy, ống dẫn …  Tác dụng của biến dạng nền không kèm theo sự thay đổi cấu trúc đất.  Tác dụng do sự thay đổi độ ẩm, co ngót và từ biến của vật liệu. 3.2.2.2. Tải trọng tạm thời ngắn hạn - Tải trọng tạm thời ngắn hạn bao gồm:  Khối lƣợng ngƣời, vật liệu sửa chữa, phụ kiện, dụng cụ và đồ gá lắp trong phạm vi phục vụ và sửa chữa thiết bị.  Tải trọng do thiết bị sinh ra trong quá trình hoạt động, đối với nhà cao tầng đó là do sự hoạt động lên xuống của thang máy.  Tải trọng gió lên công trình bao gồm gió tĩnh và gió động. 3.3. Tính toán tải trọng cho công trình 3.3.1. Tải trọng thường xuyên do các lớp cấu tạo sàn - Theo yêu cầu sử dụng các ô sàn có chức năng khác nhau đƣợc cấu tạo khác nhau, do đó tĩnh tải sàn cũng khác nhau. Công trình này các sàn tiêu biểu là: sàn tầng hầm, sàn mái, sàn tầng điển hình, sàn phòng vệ sinh. Bảng 3.1 Sàn tầng thƣợng và mái Trọng Hệ số Chiều Tải trọng Tải trọng lượng độ tin STT Mô tả dày tiêu chuẩn tính toán riêng cậy kN/m3 mm kN/m2 kN/m2 1 Lớp gạch lát 20 15 0.30 1.1 0.33 Lớp chống thấm + 2 20 50 1.00 1.3 1.30 tạo dốc 3 Vữa trát trần 18 20 0.36 1.3 0.47 4 Hệ thống kỹ thuật 0.30 1.3 0.39 Tổng cộng (chưa kể bản BTCT) 1.96 2.49 GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 12 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI
CHƢƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Bảng 3.2 Sàn tầng điển hình của tầng trệt Trọng Hệ số Chiều Tải trọng Tải trọng lượng độ tin STT Mô tả dày tiêu chuẩn tính toán riêng cậy kN/m3 mm kN/m2 kN/m2 1 Lớp gạch lát 20 15 0.3 1.1 0.33 2 Vữa lát 18 35 0.54 1.2 0.65 3 Vữa trát trần 18 20 0.36 1.3 0.47 4 Hệ thống kỹ thuật 0.30 1.3 0.39 Tổng cộng (chưa kể bản BTCT) 1.5 1.84 Bảng 3.3 Sàn tầng hầm Tải Tải Trọng Hệ số Chiều trọng trọng lượng độ tin STT Mô tả dày tiêu tính riêng cậy chuẩn toán kN/m3 mm kN/m2 kN/m2 1 Đá granit 20 15 0.30 1.1 0.33 2 Lớp chống thấm + tạo dốc 20 50 1.00 1.3 1.3 Tổng cộng (chưa kể bản BTCT) 1.3 1.63 3.3.2. Tĩnh tải tường 3.3.2.1. Tường 100 phân bố lên sàn - Với tải tƣờng xây 100 trên sàn ta quy thành tải phân bố đều trên sàn, chọn ô sàn đã chia hệ dầm chính, phụ có số lƣợng tƣờng nhiều nhất, ta tính tổng tải tƣờng rồi quy ra tải phân bố và gán cho ô sàn đó, lấy cho các ô sàn còn lại. t  H t  Lt  t - Tải tiêu chuẩn tƣờng trên ô sàn: g tu o n g  tc S Tải tính toán tƣờng trên sàn: g tu o n g  g tu o n g  n t tt tc - Trong đó:  δt: Chiều dày tƣờng (m)  Ht: Chiều cao tƣờng (m)  Lt: Chiều dài tƣờng (m)  γt: Trọng lƣợng riêng tƣờng, γt = 18 (kN/m3)  n: Hệ số vƣợt tải, n = 1.2  S: diện tích ô sàn GVHD: Th.s VÕ ĐÌNH NHẬT KHÁNH Trang 13 SVTH: NGUYỄN TIẾN TÀI