(Đồ án hcmute) thiết kế chung cư cao cấp phú điền 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 THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP PHÚ ĐIỀN BUILDING GVHD: ThS NGUYỄN VĂN KHOA SVTH: BÙI ĐỨC THUẬN SKL 0 3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 n TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP PHÚ ĐIỀN BUILDING SVTH : BÙI ĐỨC THUẬN MSSV : 14149379 Khoá : 2014-2018 Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG GVHD : ThS NGUYỄN VĂN KHOA Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018 n CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp HCM, ngày 01 tháng 02 năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên: BÙI ĐỨC THUẬN MSSV: 14149379 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơng Trình Xây Dựng Lớp: 14149CLC Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Khoa ĐT: 0903839433 Ngày nhận đề tài: 01/02/2018 Ngày nộp đề tài: 4/07/2018 Tên đề tài: THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP PHÚ ĐIỀN BUILDING Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Hồ sơ kiến trúc: bao gồm vẽ kiến trúc cơng trình  Hồ sơ khảo sát địa chất Nội dung thực đề tài: 3.1 Kiến trúc  Thể lại vẽ kiến trúc có điều chỉnh kích thước nhịp chiều cao tầng 3.2 Kết cấu  Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình theo phương án: Sàn sườn tồn khối  Tính tốn, thiết kế cầu thang bể nước mái  Mơ hình, tính tốn, thiết kế khung trục khung trục C 3.3 Nền móng  Tổng hợp số liệu địa chất  Thiết kế 01 phương án móng khả thi Thuyết minh vẽ  01 Thuyết minh 01 Phụ lục  16 vẽ A1 (02 Kiến trúc, 12 Kết cấu, 02 Nền móng) TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii n CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: BÙI ĐỨC THUẬN MSSV: 14149379 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơng Trình Xây Dựng Tên đề tài: CHUNG CƯ CAO CẤP PHÚ ĐIỀN BUILDING Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN VĂN KHOA NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày.…tháng… năm 2018 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) i n CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: BÙI ĐỨC THUẬN MSSV: 14149379 Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Cơng Trình Xây Dựng Tên đề tài: CHUNG CƯ CAO CẤP PHÚ ĐIỀN BUILDING Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày.… tháng… năm 2018 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) n LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên ngành Xây dựng, luận văn tốt nghiệp cơng việc kết thúc trình học tập trường đại học, đồng thời mở trước mắt người hướng vào sống thực tế tương lai Thơng qua q trình làm luận văn tạo điều kiện để em tổng hợp, hệ thống lại kiến thức học, đồng thời thu thập bổ sung thêm kiến thức mà cịn thiếu sót, rèn luyện khả tính tốn giải vấn đề phát sinh thực tế Trong suốt khoảng thời gian thực luận văn mình, em nhận nhiều dẫn, giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Văn Khoa Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q Thầy Cơ khoa Chất Lượng Cao hướng dẫn em năm học tập rèn luyện trường Những kiến thức kinh nghiệm mà thầy cô truyền đạt cho em tảng, chìa khóa để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ, người thân gia đình, giúp đỡ động viên anh chị khóa trước, người bạn thân giúp tơi vượt qua khó khăn suốt q trình học tập hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế, luận văn tốt nghiệp em khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận dẫn quý Thầy Cô để em cố, hồn kiến thức Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy Cô thành công dồi sức khỏe để tiếp tục nghiệp truyền đạt kiến thức cho hệ sau Em xin chân thành cám ơn TP.HCM, ngày 13 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực n CONTENT Along with the rise in electricity prices, pour the land prices and wave of investment into HCM city, rental price rates for office buildings have rised significantly According to many economists, retal price of membrane building will be crowed with customer in the coming years Phú Điền apartment building was built for the rise of population In the project, I will calculate theorical and drawings of slabs, beams, columns, walls, pool In Chapter 1, we will research about geographic location to arrangement works as research advantage about it’s architecture In the Chapter 2, we will calculate slab in story 18th with cheap price advantage In the Chapter 3, we will consider staircase size and calculate staircase In the Chapter 4, we will analysis vibration work by Etabs software, then exported internally to calculate beams, columns, walls In the Chapter 5, we will calculate footing and drawing it And finally in Chapter 6, we will calculate pool and drawing it When making this graduation project, I learned a lot of valuable experience so that when I leave school has more experience and I feel knowledge build very diversity, I will need learning even more, no matter where you are Finally, thank you to all the lecturer have guided and have enthusiastically exchange with student so that after leave school, we will have knowledge n MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG TỔNG QUAN 13 1.1 GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH 13 1.1.1 Tên cơng trình .13 1.1.2 Quy mơ cơng trình 13 1.2 KIẾN TRÚC VÀ CÔNG NĂNG 13 1.2.1 Giải pháp mặt .13 1.3 TỔNG QUAN KẾT CẤU 13 1.3.1 Giải pháp kết cấu .13 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ SÀN 15 2.1 TIÊU CHUẨN VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN 15 2.2 MẶT BẰNG SÀN 15 2.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC 16 2.3.1 Sơ kích thước sàn .16 2.3.2 Sơ kích thước dầm 16 2.4 Nội lực sàn theo mơ hình làm việc: 18 2.4.1 Sơ đồ kết cấu 18 2.4.2 Các trường hợp tải trọng .19 2.4.3 Giá trị nội lực: .22 2.5 Bố trí thép 25 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT CẦU THANG 29 3.1 Tổng quan 29 3.2 Phân tích kết cấu 29 3.2.1 Nhiệm vụ thiết kế .29 3.2.2 Lựa chọn cầu thang thiết kế .29 3.2.3 Lựa chọn kích thước tiến diện .30 3.3 Tính tốn nội lực 31 n 3.3.1 Sơ đồ tính 31 3.3.2 Tải trọng .31 3.3.3 Nội lực 33 3.4 Bố trí thép 35 3.4.1 Bản thang 35 3.4.2 Dầm chiếu nghỉ 36 3.4.3 Tính tốn cốt đai 37 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHUNG 40 4.1 Tải trọng tác động: .40 4.1.1 Tĩnh tải 40 4.1.2 Hoạt tải 40 4.1.3 Tải trọng gió 40 4.1.4 Tải trọng động đất 51 4.1.5 Xác định tổ hợp tải trọng 56 4.2 Nội lực khung từ ETABS: 58 4.2.1 Nội lực khung trục 3: 58 4.2.2 Nội lực khung trục C 60 4.3 Tính tốn thiết kế cột 62 4.3.1 Tổ hợp nội lực thiết kế cột 62 4.3.2 Lý thuyết tính tốn thiết kế cột .62 4.3.3 Cấu tạo cốt thép cột 71 4.4 Tính tốn hệ dầm tầng điển hình: 73 4.4.1 Tính tốn thiết kế dầm sàn điển hình: 73 4.4.2 Cốt thép dầm chịu động đất .78 4.5 Tính tốn thiết kế vách cứng khung: .78 4.5.1 Tổ hợp nội lực 78 4.5.2 Lý thuyết tính tốn 79 4.5.3 Kết tính tốn thép vách: 81 n CHƯƠNG THIẾT KẾ MÓNG 86 5.1 Phân chia đơn nguyên địa chất quận 5: 86 5.2 Tiến hành thống kê .87 5.2.1 Dung trọng tự nhiên: .87 5.2.2 Hệ số rỗng: 88 5.2.3 Thống kê c -  .88 5.3 Thông số vật liệu: .91 5.4 Phương án móng: Móng cọc khoan nhồi 91 5.4.1 Đặt vấn đề .91 5.4.2 Chọn chiều xâu chơn móng chiều dày đài cho cột 92 5.4.3 Chọn loại cọc chiều sâu đặt mũi cọc 92 5.4.4 Tính tốn sức chịu tải cọc: .93 5.4.5 Sực chịu tải cọc theo tiêu lý đất .93 5.4.6 Xác định sức chịu tải cọc theo cường độ đất 95 5.4.7 Sức chịu tải theo thí nghiệm SPT 96 5.5 Thiết kế móng chân cột: .98 5.5.1 Sức chịu tải cọc đơn: 98 5.5.2 Sức chịu tải nhóm cọc 101 5.5.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 101 5.5.4 Kiểm tra xuyên thủng 104 5.5.5 Tính tốn cốt thép đài cọc: 106 5.6 Thiết kế móng lõi thang: 112 5.6.1 Sức chịu tải theo độ bền vật liệu: 112 5.6.2 Sức chịu tải theo tiêu lý: 113 5.6.3 Sức chịu tải theo cường độ đất nền: 114 5.6.4 Sức chịu tải theo thí nghiệm SPT: 115 5.6.5 Sức chịu tải cọc đơn: 116 5.6.6 Sức chịu tải nhóm cọc 119 n 6.5.2.2 Tính tốn cốt thép - Chiều dày thành hd = 120 mm, ho = 120 – 25 = 95 mm M m   b R b bh 02     2 m As  -  b R b bh o Rs Hàm lượng thép: As μ= Bd h  μ  0.05%  μ  0.065%  μ max  R Rb 14.5  0.563   2.23% Rs 365 Bảng 6.12 Bảng tính thép thành bể M(kN.m) Nhịp Gối 1.51 3.31 b (mm) h (mm) a (mm) ho (mm) αm ξ As (mm2) µ (%) Thép chọn As (mm2) 1000 1000 120 120 25 25 95 95 0.012 0.025 0.012 0.026 63.93 140.89 0.211 0.211 Ø8a250 Ø8a250 200 200 6.5.3 Tính tốn đáy 6.5.3.1 Tính tốn nội lực 136 n Hình 6.7 Nội lực theo phương Y Hình 6.8 Nội lực theo phương X 137 n 6.5.3.2 Kiểm tra độ võng Hình 6.9 Độ võng đáy bể nước Khi nhịp sàn nằm khảng m  L  10 m [f] = 25 mm (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông bê tông cốt thép) - fsàn = 18.72 mm < [f] = 25mm - => Giá trị độ võng đáy thỏa mãn giới hạn cho phép 6.5.3.3 Kiểm tra khe nứt - Bước 1: Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt - Mr  Mcrc - Trong đó: + Mr moment ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa xa điểm lõi cách xa vùng chịu kéo tiết diện cả, cấu kiện chịu uốn Mr = M + Mcrc moment chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt, xác định theo công thức: M crc  R bt,ser  Wpl  M rp Với cấu kiện không ứng lực trước Mp = 0; Wrp moment kháng uốn tiết diện thớ chịu kéo ngồi có xét đến biến dạng không đàn hồi bê tông vùng chịu kéo 138 n ' 2(I bo  Iso  Iso )  Sbo hx + Với x khoảng cách từ trục trung hòa đến méo chịu nén Wpl  Ibo, Iso, Iso’ moment quán tính trục trung hịa diện tích bê tơng chịu nén, diện tích cốt thép chịu kéo diện tích cốt thép chịu nén x3 ' ;Iso  As  (h  x) ;Iso  A s  (x  a) + Sbo moment tĩnh trục trung hòa diện tích vùng bê tơng chịu kéo (h  x) Sbo  b  + Vị trí trục trung hòa x xác định theo điều kiện (h  x)  A bt ' S'b0    Ss0    Ss0  + S’b0 moment tĩnh vùng chịu nén trục trung hịa; + Ss0, S’S0 moment tĩnh diện tích cốt thép chịu kéo cốt thép chịu nén trục trung hòa hf    a'  ' ' ' b * h  2* 1   *  b f  b  * h f  2* 1    * As  h  0.5* h   x   * h0 ,    ' ' 2* Ared   b f  b  * h f I bo  b  + h'f , hf , b'f , bf chiều cao, bề rộng cánh tiết diện hình chữ I với tiét diện chữ nhật:  a'  b * h  1   * * AS'  h h'f  0, h f  0, b'f  0, b f  0,    , Ared  b * h   *  AS  AS'  2* Ared - Nếu bước không thỏa túc cấu kiện bị nứt cần tiến hành kiểm tra mở rộng khe nứt theo bước Bước 2: Kiểm tra theo điều kiện sau: acrc < acrcgh - Trong đó: + acrcgh bề rộng khe nứt giới hạn cho phép cấu kiện với cấp chống nứt tương ứng 139 n + acrc bề rộng khe nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc   *1 * * s Es *20*  3,5  100  * d +Trong đó:  = – cấu kiện chịu uốn nén lệch tâm; 1 = 1.2 – hệ số kể đến tác dụng tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời dài hạn trng thỏi bo ho nc; ỗ = 1.0 ct thộp cú g; ỗ = 1.3 ct thép tròn trơn; s – ứng suất cốt thép; s  M tc  Rs , ser As * z + Z khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiết diện cốt thép S đến điểm đặt lực vùng chịu nén tiết diện bê trơng phía vết nứt:  hf 2  h * f     Z  h0 * 1   2*  f         + Với tiết diện chữ nhật hf = 0, f = 0, Z  h0 * 1  0.5*  +  hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo khơng lón 0.02 + d đường kính cốt thép chịu lực 140 n Bảng 6.13 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt M M1' M2 MI' MII As mm 750 750 714 714 x   f    0.10 0.10 0.05 0.05 6.67 6.67 6.67 6.67 0.0020 0.0020 0.0010 0.0010 0.0019 0.0019 0.0010 0.0010 0.0039 0.0039 0.0020 0.0020 0.5543 0.5543 0.5550 0.5550 mm 69.29 69.29 69.38 69.38 Ibo mm Iso mm Sbo mm Wpl Mcrc M kNm kNm Tình trạng 27.28 24.36 22.43 21.41 Nứt Nứt Nứt Nứt mm 110900754 1523741 3256863 6256802 10.0109 110900754 1523741 3256863 6256802 10.0109 111324513 773383 3249753 6139386 9.8230 111324513 773383 3249753 6139386 9.8230 Bảng 6.14 Kiểm tra bề rộng vết nứt As d  z s Es acrc [acrc] mm2 mm % mm MPa MPa mm mm Mx 750 12 0.00393 90.211 510.57 2.00E+05 0.283 0.3 Thỏa ĐK My 750 12 0.00393 90.211 510.57 2.00E+05 0.283 0.3 Thỏa ĐK M’x 714 10 0.00200 90.237 481.05 2.00E+05 0.267 0.3 Thỏa ĐK M’y 714 10 0.00200 90.237 481.05 2.00E+05 0.267 0.3 Thỏa ĐK M Kết luận 141 n 6.5.3.4 Tính tốn cốt thép - Chiều dày đáy hd = 150 mm, h0 = 150 – 25 = 125 mm     2 m M ; m   R bh  b R b bh 02 As  b b o Rs Hàm lượng cốt thép: As μ= Bd h -  μ  0.05%  μ  0.065%  μ max  R Rb 14.5  0.563   2.23% Rs 365 Bảng 6.15 Bảng tính thép đáy M (kN.m) b h a ho (mm) (mm) (mm) (mm) αm ξ As (mm2) µ (%) Thép chọn As (mm2) M1' 27.28 1000 150 25 125 0.12 0.129 575.13 0.46 Ø12a150 750 M2 24.36 1000 150 25 125 0.108 0.114 509.58 0.41 Ø12a150 750 MI' -22.43 1000 150 25 125 0.099 0.104 466.84 0.37 Ø10a110 714 MII -21.41 1000 150 25 125 0.094 0.099 444.43 0.36 Ø10a110 714 6.5.4 Tính tốn hệ dầm Hình 6.10 Sơ đồ bố trí dầm nắp 142 n Hình 6.11 Sơ bồ bố trí dầm đáy 6.5.4.1 Xuất nội lực Hình 6.12 Nội lực dầm nắp 143 n Hình 6.13 Nội lực dầm đáy 6.5.4.2 Tính toán cốt thép - Thép dọc: M m   b R b bh 02     2 m As  -  b R b bh o Rs Hàm lượng cốt thép: As μ= Bd h  μ  0.05%  μ  0.065%  μ max  R Rb 14.5  0.563   3.62% Rs 225 Bảng 6.16 Bảng tính thép dầm 144 n Dầm D1 Nắp D2 Đáy bể D3 D4 - M (kN.m) Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối 16.40 -31.45 46.75 -72.73 127.73 -147.64 463.32 -257.26 b h a (mm) (mm) (mm) 200 200 200 200 300 300 300 300 300 300 300 300 600 600 600 600 25 25 25 25 50 50 50 50 αm ξ As (mm2) µ (%) Thép chọn As (mm2) 0.075 0.155 0.213 0.332 0.097 0.112 0.352 0.196 0.078 0.155 0.243 0.420 0.102 0.119 0.456 0.220 153.00 305.76 477.04 825.32 603.51 703.89 2690.8 1295.6 0.28 0.56 0.87 1.50 0.37 0.43 1.63 0.79 2Ø18 2Ø18 2Ø18 2Ø25 3Ø18 3Ø18 6Ø25 3Ø25 509 509 509 982 764 764 2945 1473 Thép đai: Hình 6.14 Lực cắt dầm nắp 145 n Hình 6.15 Lực cắt dầm đáy - - Để tính cốt đai cho dầm dùng phương pháp tính tốn thực hành GS.TS Nguyễn Đình Cống đề xuất sở vận dụng trực tiếp quy định TCVN 356 – 2005 Điều kiện áp dụng: Phương pháp dùng để tính tốn dầm thơng thường sàn khung, chịu lực cắt không lớn, thỏa mãn điều kiện: QA  0.7Qbt QA lực cắt lớn đoạn dầm xét Qbt = 0.3× φw1×φb1×Rb×b×h0 khả bê tông chịu cắt vết nứt nghiêng φw1 lấy gần  1.05 φb1 =   Rb = 1-0.01x14.5 = 0.885 Rb = 14.5 MPa (B25) 146 n Dầm b cm ho cm QA (kN) Qbt (kN) QA  0.7Qbt D1 20 27.5 38.86 556.49 Thỏa D2 20 27.5 48.27 439.34 Thỏa D3 30 55 181.85 1210.62 Thỏa D4 30 55 284.65 673.65 Thỏa - Điều kiện bền tiết diện nghiêng Trong trường hợp tổng quát: Q  Qb + Qsw + Qs.inc - Lấy Q = QA khơng tính cốt xiên Qs.inc = Viết lại điều kiện Q  Qb + Qsw + Qbsw khả chống cắt tiết diện nghiêng bê tông cốt thép đai chịu + Qb lực cắt bê tông vùng nén chịu được, xác định theo công thức đây: Qb = Mb với M b = φ b2 (1+φf +φ n )R bt bh o2 C + Giá trị C Co xác định theo bảng 4.2 phụ thuộc vào C*, tính C* theo cơng thức: C* = 2M b QA + Xác định qsw1 = QA -Qb Q qsw2 = bmin lấy qsw = max(qws1; qws2) để tính 2h o Co khoảng cách cốt đai s theo công thức: s = - R sw A sw q sw Điều kiện cấu tạo: Trọng đoạn gần gối dầm khoảng cách cấu tạo cốt thép đai không vượt quá: 150mm h/2 h  450mm 300mm h/3 h > 450mm - Trong đoạn dầm khoảng cách cấu tạo cốt thép đai không vượt quá: 500mm 3/4h h>300mm 147 n - Tại đoạn dầm gần gối tựa yêu cầu kể phải tuân theo phải tính hay khơng tính cốt đai Tính cốt thép đai cho dầm: Chọn đại: đai nhánh Ø10, Asw = 78.5 (mm2), Rsw = 225 (MPa) φb2 = (bê tông nặng), φf = ( tiết diện khơng có cánh), φn = Các bước tính tốn phần trình bày giá trị thể bảng dưới: 148 n Bảng 6.1 Tính tốn cốt đai dầm Dầm QA b ho Mb C* C Co Qb Qbmin qws1 qws2 qws s kN mm mm kN.mm mm mm mm kN kN kN/mm kN/mm kN/mm mm D1 38.86 200 275 31763 1634.7 1634.7 550 19.43 34.65 0.04 0.06 0.06 218.1 D2 48.27 200 275 31763 1316.1 1316.1 550 21.17 34.65 0.04 0.06 0.06 218.1 D3 181.85 300 550 190575 2095.9 2095.9 1100 90.93 103.95 0.08 0.09 0.09 145.37 D4 284.65 300 550 190575 1339.0 1339.0 1100 142.33 103.95 0.13 0.09 0.13 106.17 Dựa theo điều kiện cấu tạo cốt đai để lựa chọn giá trị bước cốt đai sau: Bước đai gối Bước đai nhịp (mm) (mm) D1 100 200 (D2030) D2 100 200 D3 100 200 D4 100 200 Dầm 149 n S n K L 0