Thiết kế chung cư Quang Trung (Phần thuyết minh)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ QUANG TRUNG (PHẦN THUYẾT MINH) GVHD: ThS ÐOÀN NGỌC TỊNH NGHIÊM SVTH: VÕ THỊ HẠNH MSSV: 11149047 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2015 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 13 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN 15 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 16 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 17 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 17 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 18 1.2.1 Tải đứng 19 1.2.2 Tải ngang 19 1.3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 19 1.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 20 1.5 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH TÍNH TỐN 20 CHƢƠNG 2: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ SÀN 21 2.1 MẶT BẰNG SÀN 21 2.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC 21 2.2.1 Chiều dày sàn 21 2.2.2 Kích thƣớc dầm - dầm phụ 21 2.2.3 Tiết diện cột 22 2.2.4 Tiết diện vách 23 2.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 23 2.3.1 Tĩnh tải 23 2.3.2 Hoạt tải 24 2.4 TÍNH TỐN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 24 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ CẦU THANG 44 3.1 MẶT BẰNG CẦU THANG CT1 44 3.2 CẤU TẠO CẦU THANG 44 3.3 TẢI TRỌNG 45 3.3.1 Tĩnh tải 45 3.3.2 Hoạt tải 46 3.3.3 Tổng tải trọng 47 3.4 SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC 47 3.5 TÍNH TỐN BỐ TRÍ CỐT THÉP 49 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ BỂ NƢỚC MÁI 51 4.1 SƠ BỘ KÍCH THƢỚC BỂ NƢỚC 51 4.2 THÔNG SỐ BAN ĐẦU 52 4.2.1 Vật liệu sử dụng 52 4.2.2 Tiết diện sơ 52 Trang 4.2.2.1 Chiều dày nắp, đáy, thành 52 4.2.2.2 Sơ tiết diện dầm, cột 52 4.3 TÍNH TỐN - THIẾT KẾ KẾT CẤU BỂ NƢỚC 53 4.3.1 Mơ hình bể nƣớc 53 4.3.2 Bản nắp 54 4.3.2.1 Tải trọng tác dụng 54 4.3.2.2 Nội lực 54 4.3.2.3 Tính tốn bố trí cốt thép 55 4.3.2.4 Kiểm tra độ võng nắp bể nƣớc 56 4.3.3 Bản thành 57 4.3.3.1 Tải trọng tác dụng 57 4.3.3.2 Sơ đồ tính 58 4.3.3.3 Tính tốn nội lực 58 4.3.3.4 Tính tốn bố trí cốt thép 59 4.3.4 Bản đáy 59 4.3.4.1 Tải trọng tác dụng 59 4.3.4.2 Nội lực 60 4.3.4.3 Tính tốn bố trí cốt thép 61 4.3.4.4 Kiểm tra độ võng đáy bể nƣớc 62 4.3.4.5 Kiểm tra nứt cho đáy 62 4.3.5 Tính tốn dầm bể nƣớc 64 4.3.5.1 Nội lực 64 4.3.5.2 Tính tốn bố trí cốt thép 66 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ KHUNG 68 5.1 MỞ ĐẦU 68 5.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 68 5.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC 68 5.4 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG 69 5.4.1 Tĩnh tải 69 5.4.1.1 Tĩnh tải trọng lƣợng thân sàn 69 5.4.1.2 Tải tƣờng 69 5.4.2 Hoạt tải 70 5.4.3 Tổng hợp tải trọng 70 5.4.4 Tính tốn tải gió 71 Trang 5.4.4.1 Gió tĩnh 71 5.4.4.2 Gió động 72 5.4.4.3 Nội lực chuyển vị tải trọng gió 79 5.4.5 Tải trọng động đất 80 5.4.5.1 Phƣơng pháp phân tích phổ phản ứng 80 5.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 87 5.5.1 Các trƣờng hợp tải trọng 87 5.5.2 Tổ hợp nội lực từ trƣờng hợp tải 88 5.6 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH CƠNG TRÌNH 89 5.7 NHẬN XÉT KẾT QUẢ NỘI LỰC 91 5.8 TÍNH TỐN - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC VÀ KHUNG TRỤC B 95 5.8.1 Kết nội lực 95 5.8.1.1 Khung trục 95 5.8.1.2 Khung trục B 96 5.8.2 Tính tốn - thiết kế hệ dầm 98 5.8.2.1 Tính tốn cốt thép dọc 98 5.8.2.2 Tính tốn thép đai 100 5.8.2.3 Cấu tạo kháng chấn cho dầm 101 5.8.2.4 Neo nối cốt thép 102 5.8.2.5 Kết tính tốn cốt thép dầm 103 5.8.3 Tính tốn - thiết kế cột 133 5.8.3.1 Lý thuyết tính tốn 133 5.8.3.2 Tính tốn cốt đai 135 5.8.3.3 Cấu tạo kháng chấn cho cột 136 5.8.3.4 Kết tính tốn cốt thép cột 137 5.8.4 Tính tốn - thiết kế vách cứng 144 5.8.4.1 Phƣơng pháp sử dụng biểu đồ tƣơng tác 144 5.8.4.2 Các giả thiết 144 5.8.4.3 Thiết lập biểu đồ tƣơng tác 144 5.8.4.4 Cơng thức tính toán 145 5.8.4.5 Kiểm tra khả chịu lực 146 5.8.4.6 Tính cốt thép ngang 147 5.8.4.7 Kết tính toán cốt thép vách 147 CHƢƠNG 6: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ MÓNG 151 Trang 6.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 151 6.2 PHƢƠNG ÁN MĨNG CỌC ÉP BÊ TƠNG CỐT THÉP 153 6.2.1 Vật liệu sử dụng 153 6.2.2 Kích thƣớc chiều dài cọc 154 6.2.3 Tính tốn sức chịu tải 154 6.2.3.1 Theo tiêu lý đất (Phụ lục A.3 TCXD 205 : 1998) 154 6.2.3.2 Theo tiêu cƣờng độ đất (Phụ lục B TCXD 205 : 1998) 155 6.2.3.3 Theo cƣờng độ vật liệu làm cọc 156 6.2.3.4 Kiểm tra cẩu lắp 157 6.2.4 Thiết kế móng cọc ép M1 159 6.2.4.1 Phản lực chân cột 159 6.2.4.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 160 6.2.4.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 162 6.2.4.4 Kiểm tra xuyên thủng 165 6.2.4.5 Tính tốn cốt thép đài móng 165 6.2.5 Thiết kế móng cọc ép M2 167 6.2.5.1 Phản lực chân cột 167 6.2.5.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 168 6.2.5.3 Kiểm tra xuyên thủng 173 6.2.5.4 Tính tốn cốt thép đài móng 173 6.2.6 Thiết kế móng cọc ép M3 175 6.2.6.1 Phản lực chân vách 175 6.2.6.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 175 6.2.6.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 176 6.2.6.4 Kiểm tra xuyên thủng 179 6.2.6.5 Tính tốn đài cọc SAFE 179 6.2.7 Thiết kế móng lõi thang (M4) 184 6.2.7.1 Phản lực chân vách 184 6.2.7.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 185 6.2.7.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 185 6.2.7.4 Kiểm tra xuyên thủng 189 6.2.7.5 Tính tốn đài cọc SAFE 189 6.3 PHƢƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 193 Trang 6.3.1 Vật liệu sử dụng 194 6.3.2 Tính tốn sức chịu tải 194 6.3.2.1 Kích thƣớc chiều dài cọc 194 6.3.2.2 Theo tiêu lý đất (Phụ lục A.3 TCXD 205 : 1998 194 6.3.2.3 Theo tiêu cƣờng độ đất (Phụ lục B TCXD 205 : 1998) 196 6.3.2.4 Theo vật liệu làm cọc 197 6.3.3 Thiết kế móng cọc khoan nhồi M1 198 6.3.3.1 Phản lực chân cột 198 6.3.3.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 199 6.3.3.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 202 6.3.3.4 Kiểm tra xuyên thủng 204 6.3.3.5 Tính tốn cốt thép đài móng 204 6.3.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi M2 206 6.3.4.1 Phản lực chân vách 206 6.3.4.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 206 6.3.4.3 Kiểm tra ổn đinh đất độ lún 207 6.3.4.4 Kiểm tra xuyên thủng 209 6.3.4.5 Tính toán đài cọc SAFE 209 6.3.5 Thiết kế móng lõi thang (M3) 214 6.3.5.1 Phản lực móng M3 214 6.3.5.2 Xác định số lƣợng cọc bố trí 214 6.3.5.3 Kiểm tra ổn định đất độ lún móng 215 6.3.5.4 Kiểm tra xuyên thủng 218 6.3.5.5 Tính tốn đài cọc SAFE 218 TÀI LIỆU THAM KHẢO 222 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố sàn cầu thang 19 Bảng 2.1 Sơ tiết diện dầm 22 Bảng 2.2 Sơ tiết diện cột 23 Bảng 2.3 Tải trọng sàn thƣờng 23 Bảng 2.4 Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh,lô gia ban công 23 Bảng 2.5 Tĩnh tải tƣờng gạch 24 Bảng 2.6 Hoạt tải phân bố sàn 24 Bảng 2.7 Kết tính tốn cốt thép sàn theo phƣơng X 31 Bảng 2.8 Kết tính tốn cốt thép sàn theo phƣơng Y 37 Bảng 3.1 Tổng quan 44 Bảng 3.2 Tĩnh tải chiếu nghỉ, chiếu tới 45 Bảng 3.3 Chiều dày tƣơng đƣơng lớp cấu tạo 46 Bảng 3.4 Tĩnh tải thang 46 Bảng 3.5 Tổng tải trọng tính tốn 47 Bảng 3.6 Kết tính tốn cốt thép cầu thang CT1 50 Bảng 4.1 Tĩnh tải nắp 54 Bảng 4.2 Kết tính cốt thép nắp 56 Bảng 4.3 Tĩnh tải thành 57 Bảng 4.4 Kết tính tốn cốt thép thành bể 59 Bảng 4.5 Tĩnh tải đáy 60 Bảng 4.6 Kết tính tốn cốt thép đáy 62 Bảng 4.7 Kết tính tốn nứt đáy 63 Bảng 4.8 Kết tính tốn bề rộng khe nứt đáy 64 Bảng 4.9 Kết tính tốn cốt thép dầm nắp, dầm đáy 67 Bảng 5.1 Sơ tiết diện cột 69 Bảng 5.2 Tải trọng sàn thƣờng 69 Bảng 5.3 Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh,lô gia ban công 69 Bảng 5.4 Tĩnh tải tƣờng gạch 70 Bảng 5.5 Hoạt tải phân bố sàn 70 Bảng 5.6 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên sàn 70 Bảng 5.7 Kết tính tốn gió tĩnh theo phƣơng X Y 72 Bảng 5.8 Bảng kết 10 Mode dao động 74 Bảng 5.9 Các tham số ρ χ 77 Bảng 5.10 Hệ số tƣơng quan không gian 1 77 Bảng 5.11 Kết tính tốn gió động theo phƣơng X 78 Bảng 5.12 Kết tính tốn gió động theo phƣơng Y 78 Bảng 5.13 Thơng số đất tính động đất 83 Bảng 5.14 Phần trăm tổng trọng lƣợng hữu hiệu Mode theo phƣơng X 83 Trang Bảng 5.15 Phần trăm tổng trọng lƣợng hữu hiệu Mode theo phƣơng Y 83 Bảng 5.16 Kết tính toán động đất theo phƣơng X 84 Bảng 5.17 Kết tính tốn động đất theo phƣơng Y 84 Bảng 5.18 Các trƣờng hợp tải trọng 87 Bảng 5.19 Tổ hợp nội lực từ trƣờng hợp tải 88 Bảng 5.20 Chuyển vị đỉnh cơng trình 90 Bảng 5.21 Kết tính tốn cốt thép dầm khung trục 104 Bảng 5.22 Kết tính tốn cốt thép dầm khung trục B 117 Bảng 5.23 Điều kiện phƣơng tính tốn 133 Bảng 5.24 Hệ số chuyển đổi mo 134 Bảng 5.25 Kết tính tốn cốt thép cột khung trục 138 Bảng 5.26 Kết tính tốn cốt thép cột khung trục B 142 Bảng 5.27 Bảng thông số thiết kế vách (P1) 147 Bảng 5.28 Bảng thông số thiết kế vách (P2) 148 Bảng 5.29 Bảng thông số thiết kế vách (P3) 149 Bảng 6.1 Bảng tiêu lý đất 152 Bảng 6.2 Bảng tính thành phần ma sát hông theo phụ lục A 154 Bảng 6.3 Bảng tính thành phần ma sát hông theo phụ lục B 156 Bảng 6.4 Phản lực chân cột móng M1 159 Bảng 6.5 Phản lực đầu cọc móng M1 161 Bảng 6.6 Ứng suất gây lún 164 Bảng 6.7 Kết tính Moment theo phƣơng X 166 Bảng 6.8 Kết tính Moment theo phƣơng Y 166 Bảng 6.9 Phản lực chân cột móng M2 167 Bảng 6.10 Phản lực đầu cọc móng M2 170 Bảng 6.11 Kết tính Moment theo phƣơng X 174 Bảng 6.12 Kết tính Moment theo phƣơng Y 174 Bảng 6.13 Phản lực chân vách móng M3 175 Bảng 6.14 Ứng suất gây lún 178 Bảng 6.15 Kết cốt thép theo phƣơng X 184 Bảng 6.16 Kết cốt thép theo phƣơng Y 184 Bảng 6.17 Phản lực chân vách móng lõi thang (MLT) 185 Bảng 6.18 Ứng suất gây lún 188 Bảng 6.19 Kết cốt thép theo phƣơng X 193 Bảng 6.20 Kết cốt thép theo phƣơng Y 193 Bảng 6.21 Bảng tính thành phần ma sát hơng theo phụ lục A 195 Bảng 6.22 Bảng tính thành phần ma sát hơng theo phụ lục B 196 Bảng 6.23 Phản lực chân cột móng M2 198 Bảng 6.24 Phản lực đầu cọc móng M1 200 Trang Bảng 6.25 Kết tính nội lực theo phƣơng X 205 Bảng 6.26 Kết tính nội lực theo phƣơng Y 205 Bảng 6.27 Phản lực chân vách móng M2 206 Bảng 6.28 Kết tính cốt thép theo phƣơng X 213 Bảng 6.29 Kết tính cốt thép theo phƣơng Y 214 Bảng 6.30 Phản lực móng M3 214 Bảng 6.31 Ứng suất gây lún 217 Bảng 6.32 Kết tính thép theo phƣơng X 221 Bảng 6.33 Kết tính thép theo phƣơng Y 221 Trang DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mặt kiến trúc tầng điển hình 17 Hình 1.2 Mặt đứng cơng trình 18 Hình 2.1 Mặt sàn tầng điển hình 21 Hình 2.2 Mơ hình sàn SAFE 25 Hình 2.3 Chia dải theo phƣơng X 26 Hình 2.4 Chia dải theo phƣơng Y 27 Hình 2.5 Biểu đồ Moment theo phƣơng X 28 Hình 2.6 Biểu đồ Moment theo phƣơng Y 29 Hình 2.7 Độ võng sàn xuất từ SAFE 30 Hình 2.8 Chƣơng trình tính tốn cốt thép sàn 31 Hình 3.1 Mặt cầu thang CT1 44 Hình 3.2 Các lớp cấu tạo cầu thang 45 Hình 3.3 Sơ đồ tính vế thang 47 Hình 3.4 Biểu đồ Mơmen 47 Hình 3.5 Sơ đồ tính vế thang 48 Hình 3.6 Biểu đồ Moment vế thang 48 Hình 3.7 Sơ đồ tính vế thang 49 Hình 3.8 Biểu đồ Moment vế thang 49 Hình 4.1 Mặt bố trí dầm nắp 53 Hình 4.2 Mặt bố trí dầm đáy 53 Hình 4.3 Mơ hình bể nƣớc mái ETABS 54 Hình 4.4 Biểu đồ Moment theo phƣơng X 55 Hình 4.5 Biểu đồ Moment theo phƣơng Y 55 Hình 4.6 Độ võng nắp bể nƣớc 57 Hình 4.7 Lực tác dụng vào thành bể 58 Hình 4.8 Sơ đồ tính biểu đồ Moment 59 Hình 4.9 Biểu đồ Moment theo phƣơng X 60 Hình 4.10 Biểu đồ Moment theo phƣơng Y 61 Hình 4.11 Độ võng đáy 62 Hình 4.12 Biểu đồ Moment dầm nắp 64 Hình 4.13 Biểu đồ Moment dầm đáy 65 Hình 4.14 Biểu đồ lực cắt dầm nắp 65 Hình 4.15 Biểu đồ lực cắt dầm đáy 66 Hình 5.1 Sơ đồ tính tốn động lực tải gió tác dụng lên cơng trình 73 Hình 5.2 Mơ hình 3D cơng trình ETABS 73 Trang