Đồ án tốt nghiệp ngành cnkt công trình xây dựng the black building

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG THE BLACK BUILDING GVHD: ThS NGUYỄN TỔNG SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA XÂY DỰNG - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THE BLACK BUILDING (PHẦN THUYẾT MINH) SVTH GVHD MSSV KHÓA : NGUYỄN PHI TOÀN : ThS NGUYỄN TỔNG : 13149180 : 2013 - 2018 LỜI CÁM ƠN Qua bốn năm học tập rèn luyện trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, bảo giảng dạy nhiệt tình quý thầy cô, đặc biệt thầy cô Khoa Xây Dựng truyền đạt cho em nhiều kiến thức lý thuyết thực hành suốt thời gian học trường.Cùng với nỗ lực thân em hồn thành luận văn tốt nghiệp mình.Thơng qua giúp em ơn lại kiến thức học áp dụng vào thực tế Hơn nữa, hội để em học hỏi thêm nhiều kiến thức mới, sẵn sàng để bước chân vào ngưỡng cửa phía trước Từ kết đạt được, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Tổng Dưới giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giúp em hoàn thành luận văn tiến độ Hơn lời động viên thầy giúp em vượt qua trở ngại khó khăn suốt thời gian làm luận văn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tồn thể thầy giáo Khoa nhà trường dạy dỗ truyền đạt kiến thức lẫn kinh nghiệm năm qua Xin cảm ơn đến anh chị, bạn bè khóa trước giúp đỡ giải đáp thắc mắc, phần mềm tài liệu phục vụ cho luận văn Do khối lượng luận văn tương đối lớn, thời gian thực gấp rút, kiến thức thân hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót Rất mong thơng cảm, dạy đóng góp ý kiến thầy cô Em xin chân thành cảm ơn Tp.HCM, Tháng năm 2018 Sinh viên NGUYỄN PHI TOÀN i CAPSTONE PROJECT’S TASK Student name: NGUYEN PHI TOAN Student ID: 13149180 Faculty: Civil of Engineerings Major: Construction Engineering Technology Project’s name: THE BLACK BUILDING Initial documentation: + Architectural profile (provided thesis advisor) + Soil profile Content 2.1: Architecture: + Illustrate architectural drafts again (0%) 2.2: Structure: + Modelling, analysis, and design typical slab + Modelling, analysis, and design of stairscase + Modelling, analysis, and design frame grid and beams of typycal floor + Modelling, analysis, and design elevator + Foundation: Modelling, analysis, and design bored pile method Explication and drafts (Drawings) 01 thesis and 01 appendix 21 drawings A1 (03 architecture drawwings, 18 structure drawing) Advisor: MSc NGUYEN TONG Assigned date: 21/02/2018 Deadline: 29/06/2018 HEAD OF FACULTY Ho Chi Minh city, June 29th, 2018 ADVISOR ii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên : NGUYỄN PHI TOÀN MSSV: 13149180 Khoa : Xây Dựng Ngành : Cơng Nghệ Kỹ Thuật Cơng Trình Xây Dựng Tên đề tài: THE BLACK BIULDING Số liệu ban đầu: Hồ sơ kiến trúc (cung cấp GVHD) Hồ sơ khảo sát địa chất (cung cấp GVHD) Nội dung phần lý thuyết tính toán: 2.1: Kiến trúc: Thể lại vẽ theo kiến trúc (0%) 2.2: Kết cấu: Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình khối chung cư Tính tốn, thiết kế cầu thang bể nước Mơ hình, tính tốn, thiết kế khung trục 3, trục tầng 14 Nền móng: Phương án cọc khoan nhồi Thuyết minh vẽ: 01 Thuyết minh 01 Phụ lục 21 vẽ A1 (03 Kiến trúc, 18 Kết cấu) Cán hướng dẫn : ThS NGUYỄN TỔNG Ngày giao nhiệm vụ : 21/02/2018 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 29/06/2018 Xác nhận GVHD Tp HCM ngày tháng… năm 2016 Xác nhận BCN Khoa iii MỤC LỤC ̀ LƠI CÁM ƠN i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu cơng trình 1.2 Quy mơ phân khu chức cơng trình 1.3 Giải pháp kiến trúc 1.3.1 Thiết kế mặt 1.3.2 Thiết kế mặt đứng 1.3.3 Kết cấu 1.4 Giải pháp kỹ thuật khác 1.4.1 Thơng gió chiếu sáng tự nhiên 1.4.2 Hệ thống điện 1.4.3 Hệ thống nước 1.4.4 Hệ thống chống cháy nổ CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu 2.1.1 Mục đích 2.1.2 Hệ kết cấu theo phương đứng 2.1.3 Hệ kết cấu theo phương ngang 2.1.4 Kết luận 2.2 Cơ sở thiết kế 2.2.1 Hồ sơ khảo sát thiết kế 2.2.2 Quy chuẩn , tiêu chuẩn thiết kế 2.2.3 Phần mềm ứng dụng 2.3 Vật liệu sử dụng 2.3.1 Bê tông 2.3.2 Cốt thép 2.3.3 Chọn chiều dày sàn 2.3.4 Chọn kích thước vách 2.3.5 Chọn sơ kích thước cột 2.3.6 Chọn sơ kích thước dầm 2.4 Tải trọng tác động 2.4.1 Tĩnh tải 2.4.2 Hoạt tải 2.4.3 Tải trọng gió 2.4.4 Tải trọng động đất 14 2.5 Tổ hợp tải trọng 17 2.5.1 Sàn 17 2.5.2 Khung 17 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 19 3.1 Mặt sàn tầng điển hình 19 iv 3.2 Mơ hình tính 19 3.3 Phân tích, kiểm tra mơ hình 20 3.3.1 Chia dải Strip 20 3.3.2 Kết nội lực 21 3.3.3 Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn 23 3.4 Tính tốn, bố trí thép 23 3.5 Kiểm tra độ võng dài hạn 34 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CẦU THANG 36 4.1 Tổng quan 36 4.2 Sơ kích thước tiết diện 36 4.3 Tải trọng tác dụng lên thang 37 4.3.1 Tỉnh tải 37 4.3.2 Hoạt tải 37 4.3.3 Tổng tải trọng 37 4.4 Sơ đồ tính nội lực thang 38 4.5 Thiết kế cốt thép thang 39 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KHUNG KHƠNG GIAN 40 5.1 Mơ hình khung khơng gian 40 5.2 Phân tích, kiểm tra điều kiện sử dụng cơng trình 40 5.2.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh 40 5.2.2 Kiểm tra dao động 41 5.2.3 Kiểm tra ổn định chống lật 41 5.3 Tính toán, thiết kế dầm 43 5.3.1 Mặt dầm 43 5.3.2 Tính tốn cốt thép dọc 45 5.3.3 Tính tốn cốt thép đai 45 5.3.4 Cấu tạo kháng chấn 45 5.3.5 Neo nối thép 46 5.3.6 Kết tính tốn bố trí thép 46 5.4 Tính tốn, thiết kế vách 55 5.4.1 Phương pháp vùng biên chịu moment 55 5.4.2 Tính tốn, thiết kế vách W1 ( V1 - Story 14) 57 5.4.3 Kết tính tốn bố trí thép cho vách trục 3, trục 6, lõi cầu thang 58 CHƯƠNG : THIẾT KẾ MÓNG 63 6.1 Số liệu địa chất cơng trình 63 6.2 Tính tốn phương án móng cọc khoan nhồi 65 6.2.1 Thống kê cọc khoan nhồi 65 6.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc khoan nhồi D1000 66 6.2.3 Sơ số lượng cọc 70 6.2.4 Mặt bố trí cọc 71 6.2.5 Xác định độ cứng cọc 73 6.3 Tính tốn – thiết kế hệ móng 73 6.3.1 Chọn kích thước đài cọc bố trí cọc đài 73 v 6.3.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi F7 (C28) 74 6.3.3 Thiết kế móng cọc khoan nhồi F1 81 6.3.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi F2 87 6.3.5 Thiết kế móng cọc khoan nhồi F3 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Kích thước sơ dầm tầng điển hình Bảng 2-2 Tải lớp hoàn thiện sàn Bảng 2-3 Tải lớp hoàn thiện sàn vệ sinh Bảng 2-4 Tải trọng lượng thân tường Bảng 2-5 Bảng hoạt tải sàn Bảng 2-6 Giá trị tính tốn tải trọng gió tĩnh quy tải tập trung Bảng 2-7 Chu kì tần số dao động cơng trình Bảng 2-8 Giá trị tính tốn tải trọng gió động theo phương X 12 Bảng 2-9 Giá trị tính tốn tải trọng gió động theo phương Y 13 Bảng 2-10 Chu kì tần số dao động cơng trình 16 Bảng 2-11 Các loại hình tải trọng (Load Pattems) 17 Bảng 2-12 Các trường hợp tải trọng (Load Case) 17 Bảng 2-13 Các loại hình tải trọng (Load Pattems) 17 Bảng 2-14 Các tổ hợp tải trọng ( Load Combinations) 17 Bảng 3-1 Kết tính thép sàn 23 Bảng 4-1 Tĩnh tải hoàn thiện chiếu nghỉ 37 Bảng 4-2 Tĩnh tải hoàn thiện thang nghiêng 37 Bảng 4-3 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên cầu thang 38 Bảng 4-4 Kết bố trí thép cầu thang 39 Bảng 5-1 Tổng hợp chuyển vị đỉnh 41 Bảng 5-2 Kiểm tra chống lật theo phương X 42 Bảng 5-3 Kiểm tra chống lật theo phương Y 42 Bảng 5-4 Kết thép dầm DX1-B248 45 Bảng 5-5 Bảng tính tốn bố trí thép 47 Bảng 5-6 Kết tính tốn bố trí thép vách W1 59 Bảng 5-7 Kết tính tốn bố trí thép vách W2 60 Bảng 5-8 Kết tính tốn bố trí thép vách W3 61 Bảng 5-9 Kết tính tốn bố trí thép vách W4 62 Bảng 6-1: Biểu đồ trị số SPT 63 Bảng 6-1: Thống kê địa chất 64 Bảng 6-2: Thống kê cọc khoan nhồi 65 Bảng 6-3: Hệ số tỷ lệ lớp đất 66 Bảng 6-4: Xác định sức kháng ma sát theo tiêu lý đất 67 Bảng 6-5: Xác định sức kháng ma sát theo tiêu cường độ đất 69 Bảng 6-6: Xác định sức kháng ma sát theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 70 Bảng 6-7: Tổng hợp sức chịu tải cọc 70 Bảng 6-8: Tổng hợp móng cọc D1000 71 Bảng 6-9: Độ cứng cọc đơn móng 73 Bảng 6-10: Kết Pmax(j), Pmin(j) móng F4 74 Bảng 6-11: Tổng hợp kết tính tốn móng F4 76 Bảng 6-12: Kết cốt thép móng F7 81 Bảng 6-13: Kết Pmax(j), Pmin(j) móng F1 82 vii Bảng 6-14: Tổng hợp kết tính tốn móng F1 84 Bảng 6-15: Ứng suất gây lún móng F1 86 Bảng 6-16: Kết cốt thép móng F1 87 Bảng 6-17: Kết Pmax(j), Pmin(j) móng F2 87 Bảng 6-18: Tổng hợp kết tính tốn móng F2 90 Bảng 6-19: Ứng suất gây lún móng F2 92 Bảng 6-20: Kết cốt thép móng F2 92 Bảng 6-21: Tổng hợp kết tính tốn móng F1 95 Bảng 6-22: Ứng suất gây lún móng F4 97 Bảng 6-23: Kết cốt thép móng F4 100 viii Load Case/Combo Pier F2 COMB9 F2 COMB10 MAX F2 COMB10 MIN F2 COMB11 MAX F2 COMB11 MIN F2 F2 F2 F2 COMB12 MAX COMB12 MIN COMB13 MAX COMB13 MIN Ntt Mxtt Mytt Pmax Pmin (kN) 11292.9 11115.1 -9836.7 10474.4 -9836.7 10474.4 -9836.7 -10474 -9836.7 -10474 (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) -0.8 -100.3 3139.372 3105.678 2.9 169.2 2831.602 2774.239 -4.5 -135.8 2985.720 2938.980 2.9 169.2 2831.602 2774.239 -4.5 -135.8 2985.720 2938.980 2.857 -4.45 2.857 -4.45 169.232 -135.77 169.232 -135.77 2831.602 2985.720 2831.602 2985.720 2774.239 2938.980 2774.239 2938.980 Nhận xét: γ Pmax =3251.297kN< R =4883.709kN  Thoả điều kiện cọc không bị phá hủy γ n c,d P =2628.265kN>0  Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy 6.3.4.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc phần mềm safe Hình 6-14: Phản lực đầu cọc móng F2(Comb8) Trang 88 Hình 6-15: Phản lực đầu cọc móng F2 (Comb5) Nhận xét: γ Pmax =3220.043kN< R =4883.709kN  Thoả điều kiện cọc không bị phá hủy γ n c,d P =2627.016kN>0  Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy 6.3.4.3 Kiểm tra ổn định độ lún đáy khối móng quy ước ❖ Xác định khối móng quy ước Hình 6-16: Khối móng quy ước Trang 89 Bảng 6-18: Tổng hợp kết tính tốn móng F2 Kiểm tra ổn định độ lún Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua φII,tb  (φ ×l ) = l II,i i φII,tb =280 58' i Với: φi góc ma sát lớp đất li chiều dài đoạn cọc lớp đất i Chiều dài, chiều rộng, chiều cao đáy khối móng quy ước Bqu =(B-d)+2Lc tg(φ/4) Bqu =15.566m Bqu =(B-d)+2Lc tg(φ/4) Lqu =15.566m H qu =L coc +H dd H qu =53m Lưu ý: Khối móng quy ước kể đến đất xung quanh bên đài Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước N tt N = 1.15 M tt M tcx = x 1.15 M tty tc My = 1.15 Trọng lượng đài cọc Trọng lượng lớp đât Pcocdai =(Vcoc +Vdai )×γ bt Pcocdai =2267.938kN Pdat =Bqu ×Lqu ×H qu ×γ tb Pdat =128838.559kN Trọng lượng khối móng quy ước Áp lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước N tc =10017.2kN tc Với : γ tb =  M tcx =1.1687kN.m M tcy =18.381kN.m (γ dn ×li ) l i Wqu =Pcocdai +Pdat Wqu =131106.497kN N tc +Wqu  6e x 6e y  P = × 1+ +  Lqu ×Bqu  Lqu Bqu  N tc +Wqu  6e x 6e y  tc Pmin = × 1 Lqu ×Bqu  Lqu Bqu  P tc +P tc Ptbtc = max M tcx e x = tc N +Wqu Với: M tcy e x = tc N +Wqu tc Pmax =499.770kN tc max tc Pmin =499.715kN Ptbtc =499.742kN Trang 90 Kiểm tra khả chịu tải đất mũi cọc m ×m R tc = ×(A×Bqu ×γ II +B×H qu ×γ 'II +D×c-h ×γ II ) = 3771.988kN / m k tc Trong đó: m1 =1.2; m =1.2; k tc =1.1 c=8.1kN/m γ II =9.52kN/m γ 'II =  (γ ×h ) =10.033kN/m h i i i h o =0 φ=290 24'ÞA=1.12;B=7.84;D=7.84 tc Pmax =499.770kN/m2 0  Thỏa điều kiện ổn định  tc tc Ptb =499.742kN/m 0  Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy 6.3.5.2 Kiểm tra ổn định độ lún đáy khối móng quy ước ❖ Xác định khối móng quy ước Trang 94 Hình 6-21: Khối móng quy ước Bảng 6-21: Tổng hợp kết tính tốn móng F1 Kiểm tra ổn định độ lún Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua φII,tb  (φ ×l ) = l II,i i φII,tb =280 58' i Với: φi góc ma sát lớp đất li chiều dài đoạn cọc lớp đất i Chiều dài, chiều rộng, chiều cao đáy khối móng quy ước Bqu =(B-d)+2Lc tg(φ/4) Bqu =38.312m Bqu =(B-d)+2Lc tg(φ/4) Lqu =44.312m H qu =L coc +H dd H qu =53m Lưu ý: Khối móng quy ước kể đến đất xung quanh bên đài Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước Trọng lượng đài cọc Trọng lượng lớp đât Trọng lượng khối móng quy ước N tt N = 1.15 M tt M tcx = x 1.15 M tty tc My = 1.15 Pcocdai =(Vcoc +Vdai )×γ bt tc Pdat =Bqu ×Lqu ×H qu ×γ tb Với : γ tb =  N tc =192932.278kN M tcx =218461.678kN.m M tcy =87735.846kN.m Pcocdai =72273.313kN Pdat =902693.447kN (γ dn ×li ) l i Wqu =Pcocdai +Pdat Wqu =974966.760kN Trang 95 Kiểm tra ổn định độ lún Áp lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước N tc +Wqu  6e x 6e y  P = × 1+ +  Lqu ×Bqu  Lqu Bqu  N tc +Wqu  6e x 6e y  tc Pmin = × 1 Lqu ×Bqu  Lqu Bqu  P tc +P tc Ptbtc = max M tc e x = tc x N +Wqu Với: M tcy e x = tc N +Wqu tc max tc Pmax =486.169kN tc Pmin =435.133kN Ptbtc =460.651kN Kiểm tra khả chịu tải đất mũi cọc m ×m R tc = ×(A×Bqu ×γ II +B×H qu ×γ 'II +D×c-h ×γ II ) = 4063.018kN / m k tc Trong đó: m1 =1.2; m =1.2; k tc =1.1 c=8.1kN/m γ II =9.52kN/m γ 'II =  (γ ×h ) =10.033kN/m h i i i h o =0 φ=290 24'ÞA=1.12;B=7.84;D=7.84 tc Pmax =486.169kN/m2 0  tc tc Ptb =460.651kN/m