TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 LỜI NÓI ĐẦU Xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp đang là nhu cầu rất lớn của nước ta trong giai đoạn phát triền nền kinh tế đất nướ[.]
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 LỜI NĨI ĐẦU Xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp nhu cầu lớn nước ta giai đoạn phát triền kinh tế đất nước Từ có ý tưởng cơng trình đến cơng trình đưa vào sử dụng q trình phức tạp, địi hỏi nhiều công sức kỹ sư, kiến trúc sư, công nhân Một sinh viên trước trường để trở thành kỹ sư xây dựng cần phải khẳng định có khả làm chủ q trình Đồ án tốt nghiệp phần cuối giai đoạn đào tạo chuyên ngành sinh viên khoa Kỹ thuật Xây dựng – trường Đại học Kiến trúc Tp.HCM Qua đồ án giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhà trường vận dụng kiến thức vào việc thiết kế cơng trình thực tế , hiểu biết rõ cơng việc phải làm sau trường , mặt khác dịp tốt để học tập thêm tiếp cận với kiến thức mới, công nghệ mà không học tập nhà trường Đồ án tốt nghiệp cột mốc quan trọng đánh dấu trưởng thành sinh viên Giúp sinh viên học thêm nhiều kiến thức quý báo, sâu chuỗi kiến thức học để hoàn thiện thân Và sau tháng thực đồ án miệt mài mệt mỏi, em hoàn thành nộp Em xin đặc biệt gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến Thầy Phan Tá Lệ giúp đỡ, hướng dẫn em nhiệt tình suốt trình hồn thành đồ án Thầy ln gợi mở cho sinh viên ý tưởng hay, lời giải đáp thắc mắc tận tình từ cho sinh viên phương hướng, cách thức để sinh viên hiểu vận dụng vào đồ án Những Thầy truyền đạt cho sinh viên không kiến thức đơn thuần, mà cách thức tư giải toán, phương pháp học tập học quan trọng cho sống Những điều bổ ích, ý nghĩa hành trang quan trọng tạo niềm đam mê, bàn đạp để sinh viên phát triển nhiều tương lai Sinh viên xin cảm ơn Thầy, Cô Khoa Xây dựng tận tình truyền đạt cho sinh viên nhiều kiến thức quý báu năm năm vừa qua, để sinh viên hiểu rõ lý thuyết áp dụng vào tính tốn để hồn thành tốt Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM i TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 Do khối lượng tính tốn lớn thời gian ngắn nên đồ án, sinh viên tránh thiếu sót, mong q Thầy, Cơ đưa nhận xét, góp ý để sinh viên hiểu rõ Và em không gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè gửi lời động viên lúc sinh viên gặp khó khăn,… Sinh viên Đồn Minh Tâm GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM ii TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TRONG ĐỒ ÁN CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN - Nghiên cứu lý thuyết thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2018 - Nghiên cứu lý thuyết thiết kế sàn dự ứng lực theo TCVN 5574:2018 - Nghiên cứu lý thiết thiết kế cơng trình bê tơng cố thép chịu động đất theo TCVN 9386:2012 theo cấp dẻo trung bình DCM (theo khả chịu lực tiêu tán lượng) - Nghiên cứu lý thiết thiết kế biện pháp thi công tầng hầm theo phương pháp Semi – Topdown - Nghiên cứu lý thiết thiết kế móng cọc đài bè hộp có xét tương tác đất, nhóm cọc tường vây 2.TÍNH TỐN THỰC HÀNH - Thiết kế sàn tầng điển hình: gồm phương án gồm phương án sàn sườn bê tông cốt thép sần bê tông cốt thép dự ứng lực - Thiết kế cầu thang tầng điển hình - Thiết kế bể nước mái - Thiết kế khung trục theo cấp dẻo trung bình có xét đến khả chịu lực tiêu tán lượng - Thiết kế móng khung trục theo cấp dẻo trung bình có xét đến khả chịu lực tiêu tán lượng - Thiết kế biện pháp thi cơng tầng hầm (cơng trình tầng hầm theo phương pháp Semi-Topdown - Thiết kế móng cọc đài bè hộp có xét tương tác đất, nhóm cọc tường vây GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM iii TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 iv TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC………………………………………………………………… ….… v DANH MỤC HÌNH ẢNH……………………………………………………… xvii DANH MỤC BẢNG BIỂU……………………………………………………….…xxv DANH MỤC KÝ HIỆU……………………………………………………….……xxxi CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH 1.1.1 Vị trí đặc điểm xây dựng cơng trình .3 1.1.2 Điều kiện tự nhiên .3 1.1.3 Quy mơ cơng trình .4 1.1.4 Công cơng trình 1.1.5 Cao độ tầng 1.1.6 Chiều cao cơng trình 1.1.7 Diện tích xây dựng 1.1.8 Vị trí giới hạn cơng trình 1.2 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.3 GIẢI PHÁP KĨ THUẬT KHÁC 1.3.1 Hệ thống điện 1.3.2 Hệ thống nước .8 1.3.3 Hệ thống thoát nước 1.3.4 Hệ thống thông gió 1.3.5 Hệ thống chiếu sáng 1.3.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 1.3.7 Hệ thống chống sét 1.3.8 Hệ thống thoát rác .9 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH .13 2.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 13 2.1.1 Các yêu cầu vật liệu 13 2.1.2 Bê tông.[8] 13 2.1.3 Cốt thép [8] .13 2.1.4 Vật liệu khác 13 2.2 HÌNH DẠNG CƠNG TRÌNH 14 2.2.1 Theo phương ngang 14 2.2.2 Theo phương đứng 14 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM v TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHÓA 2015 2.3 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT 14 2.4 TÍNH TỐN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG .14 2.4.1 Tải trọng[7] .14 2.4.2 Tính tốn hệ kết cấu.[8][11] 15 CHƯƠNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CƠNG TRÌNH 17 3.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 17 3.1.1 Vật liệu 17 3.1.2 Tải trọng 17 3.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng .17 3.1.4 Thiết kế móng 17 3.1.5 Thiết kết kết cấu bê tông cốt thép kết cấu thép 17 3.2 PHẦN MỀM TÍNH TỐN: 17 3.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH .18 3.3.1 Phân tích khái quát hệ chịu lực nhà cao tầng nói chung .18 3.4 YÊU CẦU VỀ CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO QC06 :2010 – BXD VỀ CHỐNG CHÁY.[6] 18 3.4.1 Độ chống cháy 18 3.4.2 Tình trạng tiếp xúc với điều kiện bên 19 3.5 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KẾT CẤU 20 3.5.1 Sơ kích thước tiết diện sàn 20 3.5.2 Sơ tiết diện dầm 21 3.5.3 Sơ tiết diện cột 21 3.5.4 Sơ tiết diện vách 23 CHƯƠNG TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG .25 4.1 TĨNH TẢI .25 4.1.1 Tĩnh tải lớp cấu tạo sàn 25 4.1.2 Tĩnh tải tường xây 27 4.1.3 Tĩnh tải tác dụng lên cầu thang 28 4.1.4 Tĩnh tải tam cấp truyền vào cơng trình 30 4.1.5 Tĩnh tải tác dụng lên bể nước mái .31 4.2 HOẠT TẢI 32 4.3 ÁP LỰC TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG VÂY (CÓ XÉT ĐẾN ĐỘNG ĐẤT) .32 4.3.1 Chỉ tiêu đất nước (đã qua xử lý địa chất) 33 4.3.2 Tính toán áp lực đất động tĩnh tác dụng lên tường .33 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM vi TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHĨA 2015 4.3.3 Tính tốn áp lực đất tĩnh 34 4.3.4 Tính tốn áp lực đất động 36 4.3.5 Áp lực nước tĩnh tác dụng lên tường chắn 37 4.3.6 Áp lực nước động tác dụng lên tường chắn 37 4.3.7 Tổng áp lực tác dụng vào vách tầng hầm 38 4.4 TẢI THANG MÁY 38 4.5 TẢI BỂ NƯỚC NGẦM .39 4.6 ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH 39 4.7 TẢI TRỌNG GIÓ.[7][15] 41 4.7.1 Thành phần tĩnh tải trọng gió.[7] 41 4.7.2 Tính tốn thành phần động tải trọng gió.[7][15] 42 4.7.3 Tổ hợp tải trọng gió 46 4.7.4 Tổng hợp kết tính tốn tải trọng gió 46 4.8 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT.[10] 47 4.8.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn 47 4.8.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động 47 4.8.3 Tính tốn tải trọng động đất.[10] .50 4.8.4 Tổ hợp phản ứng từ mode 54 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574-2018 55 5.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 55 5.2 TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1( TTGH1).[8] 55 5.2.1 Các giả thuyết 55 5.2.2 Tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép chịu uốn.[8] 56 5.2.3 Tính tốn cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén tâm 57 5.2.4 Tính tốn cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm .58 5.2.5 Tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép theo dải bê tông tiết diện nghiêng chịu lực cắt 63 5.2.6 Tính tốn chọc thủng cho cấu kiện bê tơng cốt thép 66 5.2.7 Biểu đồ tương tác 70 5.3 TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TTGH2).[8]13.16.5.1 72 5.3.1 Các giả thuyết 72 5.3.2 Tính tốn hình thành vết nứt cho cấu kiện bê tông cốt thép 73 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM vii TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHĨA 2015 5.3.3 Tính tốn bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện 75 5.3.4 Tính tốn độ võng cấu kiện bê tông cốt thép 77 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5) 83 6.1 PHƯƠNG ÁN 1: SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP .83 6.1.1 Vật liệu sử dụng 83 6.1.2 Sơ kích thước tiết diện 83 6.1.3 Xác định tải trọng 83 6.1.4 Xác định nội lực theo phương pháp tra ô đơn 84 6.1.5 Xác định nội lực phương pháp Phần tử Hữu hạn .87 6.1.6 So sánh phương pháp xác định nội lực .89 6.1.7 Tính thép cho sàn tầng điển hình theo TCVN 5574-2018 90 6.1.8 Kiểm tra độ võng vết nứt cho sàn tầng điển hình theo TCVN 5574-2018 93 6.1.9 Kiểm tra khả chịu cắt sàn tầng điển hình TCVN 5574-2018 101 6.1.10 Kiểm tra chọc thủng cho sàn tầng điển hình theo TCVN 5574-2018 101 6.1.11 Thể vẽ .102 6.2 PHƯƠNG ÁN 2: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC .102 6.2.1 Số liệu tính tốn .102 6.2.2 Tính ứng suất hữu hiệu cáp 111 6.2.3 Ứng suất hữu hiệu cáp 120 6.2.4 Lực căng hữu hiệu cáp 121 6.2.5 Xác định nội lực cho dải sàn 121 6.2.6 Tính tốn kết cấu theo trạng thái giới hạn I .122 6.2.7 Tính tốn kết cấu theo trạng thái giới hạn II 145 6.2.8 Thể vẽ .162 CHƯƠNG TÍNH TỐN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH .163 7.1 VẬT LIỆU 163 7.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 163 7.3 SƠ ĐỒ TÍNH .163 7.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC .163 7.5 TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO BẢN THANG 164 7.5.1 Tính tốn cốt thép dọc cho thang 164 7.5.2 Kiểm tra khả chịu cắt cho thang 164 7.6 TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO DẦM CHIẾU TỚI 164 7.6.1 Sơ kích thước dầm chiếu tới .164 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM viii TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHĨA 2015 7.6.2 Sơ đồ tính dầm chiếu tới 164 7.6.3 Tải trọng truyền vào dầm chiếu tới 165 7.6.4 Nội lực dầm chiếu tới 166 7.6.5 Tính tốn cốt thép cho dầm chiếu tới 166 Bảng 7.2 Bảng tính cốt thép dọc cho dầm chiếu tới 166 7.7 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG VÀ VẾT NỨT CHO BẢN THANG 166 7.7.1 Kiểm tra hình thành vết nứt 166 7.7.2 Kiểm tra độ võng thang 167 7.7.3 Kiểm tra bề rộng khe nứt thang 168 7.7.4 Thể vẽ .168 CHƯƠNG TÍNH TỐN BỂ NƯỚC MÁI 169 8.1 TÍNH DUNG TÍCH BỂ NƯỚC MÁI 169 8.2 VẬT LIỆU 170 8.3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 170 8.4 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN 170 8.4.1 Chọn chiều dày 170 8.4.2 Chọn tiết diện dầm 171 8.4.3 Chọn tiết diện cột 171 8.5 SƠ ĐỒ TÍNH .172 8.6 TÍNH TỐN BẢN NẮP 172 8.6.1 Xác định nội lực 173 8.6.2 Tính tốn cốt thép cho nắp .174 8.6.3 Kiểm tra khả chịu cắt cho nắp 175 8.7 TÍNH TỐN BẢN ĐÁY 175 8.7.1 Xác định nội lực 176 8.7.2 Tính tốn cốt thép cho đáy .176 8.7.3 Kiểm tra khả chịu cắt cho đáy 178 8.8 TÍNH TỐN BẢN THÀNH 178 8.8.1 Xác định nội lực 178 8.8.2 Tính tốn cốt thép cho thành 178 8.8.3 Kiểm tra khả chịu cắt cho thành 179 8.9 TÍNH TỐN DẦM NẮP 179 8.9.1 Xác định nội lực 179 8.9.2 Tính cốt thép dọc cho dầm nắp .180 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM ix TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM THUYẾT MINH ĐATN KSXD KHĨA 2015 8.9.3 Tính cốt thép đai cho dầm nắp 181 8.9.4 Tính tốn cốt gia cường vị trí dầm phụ đặt lên dầm 182 8.10 TÍNH TỐN DẦM ĐÁY 183 8.10.1 Xác định nội lực 183 8.10.2 Tính cốt thép dọc cho dầm đáy .184 8.10.3 Tính cốt thép đai cho dầm đáy 184 8.10.4 Tính tốn cốt gia cường vị trí dầm phụ đặt lên dầm .185 8.11 TÍNH TOÁN CỘT ĐỠ BỂ NƯỚC MÁI 186 8.11.1 Xác định nội lực 186 8.11.2 Tính tốn cốt thép dọc cho cột bể nước mái 186 8.11.3 Tính tốn cốt đai cho bể nước mái 190 8.12 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG VÀ VẾT NỨT CHO BỂ NƯỚC MÁI THEO TCVN 5574-2018 (TTGH2) 190 8.12.1 Kiểm tra hình thành vết nứt 190 8.12.2 Tính tốn độ võng cho đáy .191 8.12.3 Kiểm tra bề rộng khe nứt .191 8.12.4 Thể vẽ .191 CHƯƠNG KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CƠNG TRÌNH 193 9.1 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH .193 9.2 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ LỆCH TẦNG 193 9.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT .194 9.4 KIỂM TRA GIA TỐC ĐỈNH .194 9.5 KIỂM TRA LỰC DỌC QUY ĐỔI 195 9.5.1 Kiểm tra lực dọc quy đổi cho cột C1 tầng hầm B2 196 9.5.2 Kiểm tra lực dọc quy đổi cho Vách P1 (Phần tử Pier P1) tầng hầm B2 196 9.6 KIỂM TRA HIỆU ỨNG BẬC HAI (P-) 196 CHƯƠNG 10 THIẾT KẾ KHUNG TRỤC .199 10.1 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 199 10.2 TỔ HỢP TẢI TRỌNG .200 10.3 TÍNH TỐN CỐT THÉP DẦM 201 10.3.1 Cấu tạo cốt thép cho dầm 201 10.3.2 Tính tốn cốt thép dọc cho dầm 202 10.3.3 Tính tốn cốt thép đai cho dầm .207 10.3.4 Tính tốn cốt đai gia cường vị trí dầm phụ gác lên dầm .212 GVHD: TS PHAN TÁ LỆ SVTH: ĐOÀN MINH TÂM x