Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8

Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8 Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8 Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8 Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8 Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8 Luận Văn Tốt Nghiệp - Thiết Kế Chung Cư Trương Đình Hội Quận 8

KIEÁN TRUÙC COÂNG TRèNH

Giới thiệu

Xã hội ngày càng phát triển, bộ mặt đô thị ngày càng được quan tâm nhiều hơn Chính vì thế, kiến tạo nơi ăn chốn ở mới để di dân nghèo đang cư ngụ trên các vùng kênh rạch có điều kiện sống hết sức thấp kém của Q.8 nói riêng và TP.HCM nói chung càng trở nên cấp thiết Chung cư Trương Đình Hội (TĐH), chủ đầu tư là Công ty TNHH MTV Công ích Q.8(TP.HCM), được triển khai xây dựng cũng với mục đích trên Với vai trò là kỹ sư kết cấu,điều quan trọng là phải giải quyết được bài toán thiết kế kết cấu hợp lý - an toàn - tiết kiệm và tương tác với kiến trúc sư sao cho phù hợp với nguyện vọng của chủ đầu tư, thích hợp với điều kiện của người dân để có thể ở được chung cư này.

Thông tin công trình

Thành phố Hồ Chí Minh tọa lạc tại vị trí chiến lược, nằm trong tọa độ 10°10' - 10°38' vĩ độ Bắc và 106°22' - 106°54' kinh độ Đông Thành phố đóng vai trò trung tâm của khu vực Đông Nam Á, là một đầu mối giao thông quan trọng về đường bộ, đường thủy và đường không Nhờ đó, Thành phố Hồ Chí Minh dễ dàng kết nối với các tỉnh trong vùng cũng như trở thành cửa ngõ kết nối Việt Nam với quốc tế.

Tp.HCM nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long Địa hình tương đối bằng phẳng, địa hình tổng quát có dạng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây Nó có thể chia thành 3 tiểu vùng địa hình chính:

- Vùng cao nằm ở phía Bắc – Đông Bắc và một phần Tây Bắc (thuộc bắc huyện Củ Chi, đông bắc quận Thủ Đức và quận 9).

- Vùng thấp trũng ở phía Nam – Tây Nam và Đông Nam thành phố (thuộc các quận 9, 8,

7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ).

- Vùng trung bình, phân bố ở khu vực Trung tâm thành phố, gồm phần lớn nội thành cũ, một phần các quận 2, Thủ Đức, toàn bộ quận 12 và huyện Hóc Môn.

1.2.1.3 Địa chất Địa chất Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm chủ yếu là hai loại trầm tích Pleistocen và Holocen lộ ra trên bề mặt Trầm tích Pleistocen chiếm hầu hết phần Bắc, Tây Bắc và Đông Bắc thành phố Dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, trầm tích phù sa cổ hình thành nhóm đất đặc trưng riêng: đất xám Với hơn 45.000ha, tức khoảng 23.4% diện tích thành phố, đất xám ở Thành phố Hồ Chí Minh có ba loại: đất xám

2 cao, đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng và hiếm hơn là đất xám gley (Gleysols) Trầm tích Holocen ở Thành phố Hồ Chí Minh có nhiều nguồn gốc: biển, vũng vịnh, sông biển, bãi bồi hình thành nhiều loại đất khác nhau: nhóm đất phù sa biển với 15.100 ha, nhóm đất phèn với 40.800 ha và đất phèn mặn với 45.500 ha Ngoài ra còn có một diện tích khoảng hơn 400ha là giồng cát gần biển và đất feralit vàng nâu bị xói mòn trơ sỏi đá ở vùng đồi gò.

Hầu hết các sông rạch Tp.HCM và vùng Nam Bộ nói chung đều chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của biển Đông Mỗi ngày, nước lên xuống hai lần, đỉnh triều cường thường xảy ra vào các ngày mùng 1 và 16 theo âm lịch trong tháng, theo đó thủy triều thâm nhập sâu vào các kênh rạch trong thành phố, gây nên tác động không nhỏ đối với sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành.

1.2.2 Phạm vi công việc luận văn

MẶT BẰNG ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH TL: 1/500

Hình 1.2: Vị trí công trình trong tổng thể quy hoạch

Dự án chung cư Trương Đình Hội có quy mô xây dựng bao gồm 5 tòa nhà từ 15 đến

18 tầng, tổng diện tích đất ở toàn khu: 16 511m 2 , tổng diện tích sàn xây dựng: 232 334m 2 , tổng số 1.796 căn hộ, quy mô dân số dự kiến 7 224 người, có đầy đủ các dịch vụ tiện ích trường học, trung tâm thương mại, hầm đỗ xe được xây dựng trên diện tích khu đất là 48

Tổng thể dự án bao gồm 108 căn hộ chung cư tại Block B2 (công trình B2), trong đó có 112 căn hộ tầng điển hình phân bổ 8 căn trên mỗi tầng và 6 căn hộ tầng trệt.

16 Dự án này nhằm giải quyết nhà tái định cư cho bà con dân nghèo Q.8 hiện đang sống khó

4 khan ven và trên các vùng kênh rạch ô nhiễm của TP.HCM nên chủ đầu tư quyết định xây dựng công trình này với những yêu cầu sau:

- Chức năng: xây dựng khu chung cư, khu dịch vụ thương mại.

- Đối tượng sử dụng: Đáp ứng nhu cầu định cư của người dân nghèo có thu nhập trung bình và thấp trên địa bàn Quận 8.

- Hạng căn hộ: căn cứ theo mục đích sử dụng và đối chiếu theo Thông tư số 14/2008/TT-

BXD Hướng dẫn phân hạng chung cư Đối chiếu phụ lục kèm theo thông tư, sinh viên xác định rằng công trình thuộc Hạng III.

1.2.3 Quy mô xây dựng công trình B2

Tầng cao xây dựng: Công trình gồm 15 tầng và tầng sân thượng trong đó:

Diện tích sàn các tầng:

- Diện tích sàn tầng hầm, tầng 1: 855m2

- Diện tích sàn tầng 2: 855m2 (Trong đó có kể thêm 99m2 diện tích sàn mái)

- Diện tích sàn tầng 3-16: 814m2/Tầng

Cao độ thiết kế công trình +2.45m (tương đương cốt thiết kế 0.000), cao độ tại đỉnh mái +53.5m.

Bảng 1 1: Chức năng của các tầng

Tầng hầm Thang máy, thang bộ, khu vực để xe và các phòng kỹ thuật

Tầng 1 Sảnh thang chung cư, khu thương mại dịch vụ, khu sinh hoạt cộng đồng Tầng 2-15 Sảnh thang chung cư và các căn hộ điển hình

Tầng sân thượng Căn hộ chung cư và không gian kỹ thuật

1.2.4 Các giải pháp kỹ thuật

1.2.4.1 Giải pháp giao thông trong công trình B2

Giao thông đứng (cầu thang):Cầu thang bộ được thiết kế theo tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng (TCVN 6160-1996) với một số yêu cầu trích dẫn sau: Trong nhà cao tầng phải có ít nhất 2 lối thoát nạn để bảo đảm cho người thoát nạn an toàn khi có cháy, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho lực lượng chữa cháy hoạt động Khoảng cách xa

5 nhất cho phép tính từ cửa đi của phòng xa nhất đến lối thoát gần nhất (không kể phòng vệ sinh, nhà tắm) không được lớn hơn:

- 50 m đối với phòng giữa hai thang hay hai lối ra ngoài, 25m đối với phòng chỉ có một thang hay một lối ra ngoài của nhà phụ trợ;

- 40 m đối với phòng giữa hai thang hay hai lối ra ngoài, 25m đối với phòng chỉ có một thang hay một lối ra ngoài của nhà công cộng, nhà ở tập thể hay căn hộ.

Những quy định cụ thể hơn được chỉ rõ trong tiêu chuẩn.

Giao thông ngang (hành lang): Trong nhà cao tầng có diện tích mỗi tầng lớn hơn 300m 2 thì hành lang chung hoặc lối đi phải có ít nhất hai lối thoát ra hai cầu thang thoát nạn Cho phép thiết kế một cầu thang thoát nạn ở một phía, còn phía kia phải thiết kế ban công nối với thang thoát nạn bên ngoài nếu diện tích mỗi tầng nhỏ hơn 300m 2 Lối thoát nạn được coi là an toàn khi bảo đảm một trong các điều kiện sau :

- Đi từ các phòng ở tầng l trực tiếp ra ngoài hay qua tiền sảnh ra ngoài;

- Đi từ các phòng bất kì ở tầng nào đó (trừ tầng l) ra hành lang có lối ra;

- Cầu thang an toàn hay hành lang an toàn từ đó có lối đi ra khỏi nhà;

- Cầu thang ngoài nhà, hành lang ngoài nhà, có lối đi ra khỏi nhà.

Hệ thống tiếp điện cho toà nhà được đặt ở tầng hầm Điện từ hệ thống thành phố vào toà nhà thông qua hệ trụ điện và hệ thống ống dẫn ngầm vào phòng máy điện đặt tại tầng hầm Từ đây, điện sẽ được dẫn khắp toà nhà thông qua mạng lưới điện được thiết kế đảm bảo các yêu cầu :

- An toàn : không đặt đi qua nhưng khu vực ẩm ướt như vệ sinh, …

- Dễ dàng sữa chữa khi có có sự cố hư hỏng dây điện… cũng như dễ cắt dòng điện khi xảy ra sự cố

- Dễ dàng khi thi công.

Ngoài ra ở tầng hầm cũng thiết kế phòng máy phát điện dự phòng và phòng máy biến áp cung cấp nếu nguồn điện thành phố bị cúp hoặc hư hỏng.

Nguồn nước được lấy từ hệ thống nước thuỷ cục của thành phố, dẫn vào phòng máy bơm ở tầng hầm, được hệ thống bơm lên bể nước mái đặt ở tầng mái để tạo áp lực từ đó cung cấp nước cho toàn bộ công trình

Thể tích bể nước mái mà tư vấn kiến trúc đề nghị: Bồn nước mái được đặt tại tầng 17, gồm 3 bồn, thể tích mỗi bồn là 20m 3

Sinh viên tính sơ bộ thể tích bể nước mái cần thiết, dựa theo những tài liệu sau:

- TCXDVN 33:2006: Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế.

- Quyết định 103/2009/QĐ – UBND về điều chỉnh giá nước sạch trên địa bàn thành phố

Theo TCXDVN 33:2006 lượng nước cung cấp cho khu dân cư ở đô thị loại I vào khoảng

Theo Quyết định 103/2009/QĐ – UBND định mức tiêu thụ trung bình vào khoảng

Công trình B2 với số lượng người ở vào khoảng 600 người, sinh viên tính được thể tích nước cần cung cấp trong 1 ngày vào khoảng 180m 3 /ngày Theo bố trí của tư vấn kiến trúc, công trình B2 đặt 2 bể nước ngầm với thể tích 68m 3 và 3 bồn nước được đặt trên mái với thể tích mỗi bồn là 20m 3 trong giới hạn của luận văn, sinh viên thiết kế bể nước ngầm với thể tích 68m 3

PHÂN TÍCH SƠ BỘ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH B2

Lựa chọn sơ đồ bố trí vách (cột)

Theo Bungale Taranath tác giả cuốn sách “Steel, Concrete, and Composite Design of

Tall Buildings” Một hệ kết cấu hoàn hảo để chống lại các tác động uốn, cắt và dao động cho công trình là hệ vách (cột) được đặt cách trọng tâm hình học của công trình với khoảng cách xa nhất có thể (có nghĩa là để đạt đến sự hoàn hảo của kết cấu, nên bố trí hệ vách (cột) càng ra biên của công trình thì càng tốt) Với mặt bằng công trình B2 việc bố trí như trên khó có thể thực hiện được, bởi vì còn ảnh hưởng nhiều đến công năng các căn hộ trong công trình Để đánh giá được tổng quát khả năng kháng uốn của công trình có thể tham khảo chỉ số BRI.

BRI (Bending Rigidity Index): được định nghĩa là tổng mô men quán tính của các cột và vách của công trình đối với trục trọng tâm của công trình khi xem chúng là một hệ thống nhất. Khảo sát hệ số BRI (hay mô men quán tính của mặt bằng công trình theo 2 phương X và Y). Sinh viên tính toán trên 4 sơ đồ sau:

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí vách

- Sơ đồ 1 (SĐ1): Giả sử quy toàn bộ diện tích vách thành 4 cột bố trí ở 4 góc của công trình Tương ứng với trường hợp khoảng cách của các cột xa trọng tâm hình học của công trình nhất

- Sơ đồ 2 (SĐ2): Mặt bằng tư vấn kiến trúc đề nghị.

- Sơ đồ 3 (SĐ3): Mặt bằng bố trí vách theo phương cạnh ngắn Nhìn nhận kích thước 2 phương của công trình B2 xấp xỉ 1:2, sinh viên kiến nghị SĐ3 để có thể tách công trình thành các khung phẳng cho việc giải nội lực.

- Sơ đồ 4 (SĐ4): Mặt bằng bố trí lại vách tại vị trí cầu thang bộ Xem xét khả năng di chuyển, thay đổi phương làm việc của vách không ảnh hưởng đến sự bố trí công năng của công trình B2 mà vẫn làm cho khoảng cách các vách càng xa trọng tâm hình học của công trình.

Bảng 2.1: So sánh hệ số BRI cho 4 mặt bằng

Tổng diện tích vách (cột) (m 2 )

I  I A x với I 0xi mô men quán tính của các vách đối với trục đi qua trọng tâm chính nó, A i diện tích các vách, x 0i khoảng cách từ trọng tâm các vách đến trọng tâm của mặt bằng công trình Tương tự cho phương Y

Với TH1 làm chuẩn để quy đổi mô men quán tính, sự khác biệt về BRI giữa TH2, TH3 và TH4 không đáng kể Kết hợp với nhu cầu bố trí công năng, TH2 (theo sơ đồ bố trí của đơn vị tư vấn thiết kế) được lựa chọn là mặt bằng bố trí vách cho công trình.

Vật liệu sử dụng

Vật liệu chính dùng làm kết cấu nhà cao tầng phải đảm bảo có tính năng cao trong các mặt: cường độ chịu lực, độ bền mỏi, tính biến dạng và khả năng chống cháy Bê tông dùng cho kết cấu chịu lực trong nhà cao tầng nên có mác 300 trở lên đối với các kết cấu bê tông thường và có mác 350 trở lên đối với các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước Thép dùng trong kết cấu bê tông cốt thép nhà cao tầng nên sử dụng loại thép cường độ cao (TCXD 198:1997)

Ngoài ra việc chọn lựa vật liệu sử dụng cũng cần chú ý đến tình hình cung ứng của thị trường, cấp thiết kế của công trình, kết cấu lựa chọn cho công trình, giá thành sẽ bán ra của các căn hộ Với những tiêu chí của công trình B2 ở chương 1 sinh viên chọn:

Bê tông: Chọn cấp độ bền bê tông là: B25 với

R  MPa M R  MPa R  MPa R  MPa E  x MPa

Cốt thép: Thép có đường kính  8mmchọn thép CI

Thép có đường kính  10mmchọn thép CII

Cấp độ bền R MPa s ( ) R MPa s ( ) R s w (MPa) E MPa s ( )

Các giá trị giới hạn:

Kích thước cấu kiện

Chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào các yếu tố: Sơ đồ kết cấu, kích thước các ô sàn, công năng sử dụng Đối với công trình B2, công năng sử dụng chung của các ô sàn là các căn hộ.

Xem xét mặt bằng bố trí hệ dầm, tỉ lệ 2 cạnh của các ô bản

2 1 l 2 l  (dạng bản kê 4 cạnh) kết hợp với việc tăng độ cứng trong mặt phẳng của sàn khi công trình chịu tải trọng ngang Chọn chiều dày sàn theo tỉ lệ

  với l chiều dài nhịp theo phương cạnh ngắn

Sinh viên chọn chiều dày sàn là h s 140mm

Phân nhóm ô sàn: Việc phân nhóm ô sàn sinh viên có thể kiểm soát việc tính toán nội lực và cốt thép cho từng ô sàn Sinh viên phân nhóm ô sàn như Hình 2.3.

- Nhóm ô sàn S1: Nhóm sàn có hoạt tải sử dụng tính toán là hoạt tải sinh hoạt (phòng ngủ, phòng khách, nhà bếp), tính toán nội lực dạng sàn sườn toàn khối bản kê bốn cạnh

- Nhóm ô sàn S2: Nhóm sàn có hoạt tải sử dụng tính toán là tải trọng của hành lang, tính toán nội lực dạng sàn sườn toàn khối bản loại dầm

- Nhóm ô sàn S3: Nhóm sàn có hoạt tải sử dụng tính toán là hoạt tải sinh hoạt (phòng ngủ, phòng khách, nhà bếp), tính toán nội lực dạng sàn sườn toàn khối bản loại dầm

- Nhóm ô sàn S4: Nhóm sàn còn lại, tính toán nội lực dạng sàn sườn toàn khối bản kê bốn cạn

KÍ HIỆU VÁCH KÍCH THƯỚC DẦM

Hình 2.4: Kí hiệu vách và dầm

Theo TCXD 198:1997: Việc chọn tiết diện dầm thỏa mãn yêu cần về độ cứng đơn vị của dầm giữa các nhịp phải tương ứng với nhau Chọn tiết diện dầm cũng cần cân nhắc sao cho thỏa mãn điều kiện về chiều cao thông thủy của căn hộ được quy định trong TCXDVN

323:2004: Nhà ở cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế: (1) Chiều cao thông thủy phòng ở không được nhỏ hơn 3m và không được lớn hơn 3.6m (2) Phòng bếp, phòng vệ sinh có thể được thiết kế thấp hơn nhưng không được nhỏ hơn 2.4m (Chiều cao thông thủy tính từ mặt sàn tới mặt dưới của trần) Mặc dù tại vị trí các phòng ở, tư vấn kiến trúc không yêu cần bố trí trần thạch cao nhưng trong việc chọn tiết diện dầm nên chọn chiều cao hợp lý, đủ khả năng chịu lực và không làm chiếm nhiều không gian căn hộ

Chọn bề rộng dầm thỏa mãn những yêu cầu sau:

Chiều cao dầm chọn theo tỉ lệ

Bảng 2.2: Sơ bộ kích thước dầm

Chiều cao tính h (m) Độ cứng đơn vị i

Kích thước dầm phụ gác lên các dầm chính, chọn (0.2x0.5m 2 )

Tính sơ bộ tiết diện vách theo diện truyền tải từ sàn vào vách cho vách giữa và vách biên

Hình 2.5: Diện truyền tải sàn vào vách

- Xác định diên truyền tải F

- Sơ bộ tải trọng sàn 10kN/m 2

- Số tầng bên trên tiết diện vách đang xét là m

- Lực nén N tác dụng lên vách NmF

- Kể đến tác động của tải trọng ngang bằng hệ số thay đổi tùy vị trí cột k=1.2÷1 5

Ta có bảng tính toán sơ bộ kích thước vách cho công trình:

Bảng 2.3: Tính toán sơ bộ tiết diện vách

Diện truyền tải F1 53.325 m 2 Diện truyền tải F2 33.97 m 2

Chọn hệ số k 1.2 Chọn hệ số k 1.5

Chọn bề rộng b 0.4 m Chọn bề rộng b 0.4 m

Diện truyền tải F3 42.563 m 2 Diện truyền tải F4 18.49 m 2

Chọn hệ số k 1.2 Chọn hệ số k 1.5

Chọn bề rộng b 0.4 m Chọn bề rộng b 0.4 m

Theo TCXD 198:1997: Độ cứng đơn vị và cường độ của kết cấu nhà cao tầng cần được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên, tránh thay đổi đột ngột Độ cứng của kết cấu ở tầng trên không nhỏ hơn 70% độ cứng của kết cấu ở tầng dưới kề nó Nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50% Sinh viên có bảng liệt kê kích thước vách theo 3 nhóm:

Nhóm 1 (W1): Vách giữa, có diện truyền tải từ sàn F1 Gồm các vách C2, C5

Nhóm 2 (W2): Vách giữa, vách biên, có diện truyền tải từ sàn là F2, F3 Gồm các vách B2,

Nhóm 4 (W3): Vách ở 4 góc của công trình Gồm các vách A1, A6, D1, D6

TẢI TRỌNG

Tải trọng tác dụng theo phương đứng

Tùy theo lớp cấu tạo sàn, trần thạch cao được bố trí khác nhau tại các phòng có công năng sử dụng riêng biệt Dựa vào công năng từng phòng, sinh viên tra bảng hoạt tải phân bố theo TCVN 2737:1995 để lập bảng tính toán tĩnh tải và hoạt tải tác dụng.

Vữa tô trần dày 15mm Sàn BTCT dày 140mm Vữa lót dày 20mm Gạch Ceramic dày 10mm

Bộ trần thạch cao khung nhôm Sàn BTCT dày 140mm Vữa lót dày 20mm Gạch Ceramic dày 10mm a) Vị trí sàn không có trần thạch cao a) Vị trí sàn có trần thạch cao

Hình 3.1: Mặt cắt các lớp cấu tạo sàn

- Sàn tại vị trí có trần thạch cao:

Tĩnh tải tiêu chuẩn gtc (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán gtt (kN/m 2 )

- Sàn tại vị trí không có trần thạch cao:

- Tải trọng tường (Chọn chiều cao tường là 3.1m):

Loại phòng Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (kN/m 2 )

HSVT n Hoạt tải tính toán ptt (kN/m 2 )

Garage với xe có tải trọng