Đồ án tốt nghiệp khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Đại học GTVT

Đồ án tốt nghiệp khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Đại học GTVT. Tổng hợp và thực hành các kiến thức đã học trong 4 năm học, tại Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trường Đại học Giao Thông Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh. Rèn luyện tính độc lập và tinh thần trách nhiệm trong việc nghiên cứu, tính toán một công trình xây dựng thực tế. Thực hành thu thập số liệu, chuẩn bị dữ liệu đầy đủ cho đồ án. Đồng thời phân tích, lựa chọn phương án kiến trúc và kết cấu phù hợp với công trình. Tiến hành xác định các loại tải trọng, phân tích tính toán tải trọng gió động và tải trọng động đất. Thực hành thiết kế các hạng mục kết cấu : sàn dự ứng lực, cột, vách cứng, móng và tường vây. Tìm hiểu kiến trúc, thiết kế phần kết cấu và nền móng của Residential Tower 50 tầng trong khu phức hợp “FOUR ORIENTATIONS”. Thuyết minh giới thiệu đề tài : vị trí, đặc điểm, qui mô, giải pháp kiến trúc, giải pháp kỹ thuật (kết cấu, điện, nước, thông gió, chiếu sáng, ...) Trình bày phương án kiến trúc được chọn thông qua các bản vẽ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt. Phân tích tải trọng gió theo phương pháp mở rộng. Phân tích tải trọng động đất theo phương pháp mở rộng. Mô hình công trình bằng các phần mềm Etabs, Safe… Xác định nội lực khung không gian và một số cấu kiện tiêu biểu Thiết kế sàn tầng điển hình (kết cấu sàn dự ứng lực) Tính toán bố trí cốt thép cho cột, vách Thiết kế móng bè trên nền cọc. Thiết kế móng cọc khoan nhồi Chọn phương án móng. Thiết kế tường vây tầng hầm Đồ án bao gồm cả phần thuyết minh và bản vẽ kèm theo

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướngdẫn của TS Nguyễn Hữu Thành Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này làtrung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trongcác bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thuthập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu củacác tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nộidung đồ án của mình Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minhkhông liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trìnhthực hiện (nếu có)

TP Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 1 năm 2015

Bùi Quang Vinh

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể thầy cô trường Đại HọcGiao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh Đặc biệt, tập thể quý thầy cô khoa KỹThuật Xây Dựng đã hết lòng dạy dỗ, cung cấp cho em những kiến thức quý báu trongsuốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường, tạo điều kiện cho em tiếp xúc với thực tế

để rút ngắn khoảng cách của lý thuyết và thực tiễn, ngày càng nâng cao kiến thức, kỹnăng chuyên môn Đó là tài sản quý giá nhất, là hành trang để em bước vào đời, bướcđến cuộc sống tương lai sau này

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Hữu Thành Thầy đã tận tìnhchỉ bảo và hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Thầy đã địnhhướng cho em cách nhìn nhận vấn đề, đặt nghi vấn, và tìm hướng giải quyết vấn đề

Sự nghiêm túc, sự độc lập cao, tỉ mỉ, nhìn nhận vấn đề theo nhiều khía cạnh… lànhững gì em học được từ Thầy, Thầy không những truyền đạt kiến thức mà còn có kỹnăng trong công việc, giúp em vững vàng hơn trước những khó khăn trong cuộc sống,điều này thực sự quý báu Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đếnThầy

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè luôn bên cạnhđộng viên, hỗ trợ về mặt tinh thần để giúp chúng em vượt qua những khó khăn và hoànthành tốt đồ án tốt nghiệp

Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏithiếu sót trong quá trình thực hiện đồ án Em mong nhận được những lời phê bình vàchỉ bảo từ quý Thầy cô và các bạn, để ngày càng hoàn thiện hơn Em xin cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 1 năm 2015

Bùi Quang Vinh

MỘT SỐ KÝ HIỆU DÙNG TRONG ĐỒ ÁN NÀY

Nội lực

M - moment uốn

Q - lực cắt

N - lực dọc

Đặc trưng cơ học của vật liệu

Rb - cường độ chịu nén tính toán của bê tông khi tính toán theo

trạng thái giới hạn thứ nhất

Rbt - cường độ chịu kéo tính toán của bê tông khi tính toán theo

trạng thái giới hạn thứ nhất

Eb - môđun đàn hồi ban đầu của bê tông

Es - môđun đàn hồi của thép

fpu - giới hạn bền của cáp

fpy - giới hạn chảy của cáp

Eps - môđun đàn hồi của cáp

Một số đơn vị sử dụng

Lực, trọng lượng - kilôniuton (kN), đềcaniuton (daN)

Chiều dài - mét (m), centimét (cm), milimét (mm)

Cường độ, ứng suất - mêgapascal (Mpa)

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng III.1 Sơ bộ tiết diện vách 22

Bảng III.2 Chọn sơ bộ tiết diện cột 24

Bảng III.3 Kết quả vận tốc gió tác động công trình theo hầm gió và TCVN 2737-1995 37

Bảng III.4 Thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X gây ra 46

(thành phần Wx, Wy, Mx1, Mx2, Mx3) 46

Bảng III.4 Thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X gây ra 48

(thành phần Mx4, Mx5, Mx6, Mx7, Mx8) 48

Bảng III.5 Thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X gây ra 54

(thành phần Wx, Wy, My1, My2, My3) 54

Bảng III.5 Thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X gây ra 56

Bảng III.6 Hệ số tương quan không gian 59

Bảng III.7 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương X (mode 1) 59

(Thành phần WPX, WPY, MPM1, MPM2) 59

Bảng III.7 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương X (mode 1) 61

(Thành phần MPM3, MPM4, MPM5) 61

Bảng III.7 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương X (mode 1) 63

(Thành phần MPM6, MPM7, MPM8) 63

Bảng III.8 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương X (mode 2) 65

(Thành phần MPM3, MPM4, MPM5) 66

Bảng III.8 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương X (mode 2) 68

Bảng III.9 kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 1) 72

(Thành phần WPX, WPY, MPM1, MPM2) 72

Bảng III.9 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 1) 73

(Thành phần WPM3, WPM4, MPM5) 73

Bảng III.9 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 1) 75

(Thành phần WPM6, WPM7, MPM8) 75

Bảng III.10 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 2) 77

(Thành phần WPX, WPY, MPM1, MPM2) 77

Bảng III.10 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 2) 79

(Thành phần WPM3, WPM4, MPM5) 79

Bảng III.10 Kết quả tính toán thành phần xung Wp gió theo phương Y (mode 2) 80

(Thành phần WPM6, WPM7, MPM8) 80

Bảng III.11 Chu kỳ và tần số 12 dạng dao động đầu tiên 84

Bảng III.12 Chu kỳ và tần số dao động của một số công trình 85

Bảng III.13 Hệ số động lực 92

Bảng III.14 Hệ số hữu hiệu tham gia dao động 93

Bảng III.15 Giá trị tính toán thành phần động của lực gió theo phương X 100

(mode 1,2,3) 100

Bảng III.15 Giá trị tính toán thành phần động của lực gió theo phương X 102

(mode 4,5,6) 102

Bảng III.16 Giá trị tính toán thành phần động của lực gió theo phương Y 106

(mode 1,2,3) 106

Bảng III.16 Giá trị tính toán thành phần động của lực gió theo phương Y 108

(mode 4,5,6) 108

Bảng III.17 Phổ thiết kế theo phương nằm ngang 122

Bảng III.18 Thay đổi tiết diên kết cấu 133

Bảng III.19 Kết quả tính toán cốt thép dọc và ngang cho vách W2 tại tầng hầm 4 145

Bảng III.20 Kết quả thép dọc và ngang phần tử “Pier” của cụm vách W2 147

Bảng III.21 Kết quả cốt thép phần tử “Spandrel” của cụm vách W2 149

Bảng V.1 Độ cứng bên của cọc 258

Bảng V.2 Kết quả tính cốt thép lớp trên đài móng barret 277

Bảng V.3 Kết quả tính cốt thép lớp dưới đài móng barret 277

Bảng V.4 Kết quả kiểm tra tải thực tế 296

Bảng V.5 Kết quả độ lún và tải trọng 296

Bảng V.6 Dữ liệu tính toán phương pháp Chin 300

Bảng V.7 Kết quả kiểm tra tải thực tế 301

Bảng V.8 Kết quả độ lún và tải trọng 302

Bảng V.9 Dữ liệu tính toán phương pháp Chin 305

Bảng V.10 Kết quả kiểm tra tải thực tế 306

Bảng V.11 Kết quả độ lún và tải trọng 307

Bảng V.12 Dữ liệu tính toán phương pháp Chin 309

Bảng V.13 Tổng hợp sức chịu tải cực hạn của cọc 313

Bảng VI.1 Đặc trưng vật liệu đất 319

Bảng VI.2 Đặc trưng vật liệu tường vây 320

Bảng VI.3 Đặc trưng vật liệu của neo (ANCHOR) 320 Bảng VI.4 Đặc trưng vật liệu vữa phụt (GROUT BODY) 320

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình II.1 Mặt bằng tổng thể công trình 6

Hình II.2 Mặt cắt 8

Hình II.3 Cảnh quan lối vào chính 9

Hình II.4 Mặt bằng bố trí thang máy 11

Hình II.5 Nội thất bên trong công trình 12

Hình III.1 Mặt bằng vách tầng điển hình 21

Hình III.2 Diện truyền tải của cột C7 (trục R4 – RC) 23

Hình III.3 Mặt bằng bố trí cột 25

Hình III.4 Hoạt tải sàn tầng hầm, kN/m2 29

Hình III.5 Hoạt tải sàn tầng trệt, kN/m2 30

Hình III.6 Hoạt tải sàn tầng căn hộ, kN/m2 30

Hình III.7 Hoạt tải sàn tầng 22 (khu phức hợp), kN/m2 31

Hình III.8 Mô hình hầm gió 32

Hình III.9 Mô hình của dự án FOUR ORIENTATIONS trong đường hầm gió 33

Hình III.10 Mô hình của công trình 33

Hình III.11 Chuyển đổi từ vận tốc gió trung bình t-giây sang t-giờ (nguồn ASCE 7-05) 34

Hình III.12 Biểu đồ so sánh vận tốc gió và phân bố theo chiều cao lên công trình 39

Hình III.13 Phân bố vận tốc gió theo chiều cao 41

Hình III.14 Độ lệch tâm và các thành phần lực gió dọc phương X 43

Hình III.15a Độ lệch tâm và các thành phần lực gió ngang với hướng gió X 44

Hình III.15b Độ lệch tâm và các thành phần lực gió ngang với hướng gió X 45

Hình III.16a Biểu đồ thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X 49

Hình III.16b Biểu đồ thành phần tải trọng do gió tĩnh phương X 50

Hình III.17 Độ lệch tâm do gió dọc phương Y 51

Hình III.18a Độ lệch tâm do thành phần gió ngang của hướng gió Y 52

Hình III.18b Độ lệch tâm do thành phần gió ngang của hướng gió Y 53

Hình III.19a Biểu đồ thành phần tải trọng do gió tĩnh phương Y 57

Hình III.19b Biểu đồ thành phần tải trọng do gió tĩnh phương Y 58

Hình III.20a Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió X-mode1 70

Hình III.20b Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió X-mode1 70

Hình III.21a Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió X-mode2 71

Hình III.21b Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió X-mode2 71

Hình III.22a Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió Y-mode 1 82

Hình III.22b Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió Y-mode 1 83

Hình III.23a Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió Y-mode 2 83

Hình III.23b Biểu đồ thành phần xung của lực gió ứng với hướng gió Y-mode 2 84

Hình III.24 Hình dạng 6 dạng dao động đầu tiên 86

Hình III.25 Hình dạng 6 mode shape đầu tiên 88

Hình III.26 Hệ số động lực n (nguồn tiêu chuẩn 2737-1995) 91

Hình III.27 Hệ số nhiễu B (nguồn NBCC 1995) 111

Hình III.28 Hệ số giảm kích thước s (nguồn NBCC 1995) 111

Hình III.29 Hệ số F (nguồn NBCC 1995) 112

Hình III.30 Hệ đỉnh gp (nguồn NBCC 1995) 112

Hình III.31 Mặt cắt phần kiến tạo của dải Java 117

Hình III.32 Bản đồ động đất khu vực 118

Hình III.33 Sự gia tăng gia tốc đỉnh (t=0s) 119

Hình III.34 Đồ thị phổ thiết kế theo phương nằm ngang 122

Hình III.35 Hướng tác động của động đất 124

Hình III.36 Biểu đồ khối lượng từ tầng 17 đến tầng 28 129

Hình III.37 Biểu đồ sự thay đổi tọa độ tâm khối lượng từ tầng 17 đến tầng 28 130

Hình III.38 Sự biến thiên hoành độ và tung độ của hướng động đất 1 130

Hình III.39 Sự biến thiên hoành độ và tung độ của hướng động đất 2 130

Hình III.40 Công năng của các tầng thay đổi 131

Hình III.41 Mặt cắt tại vị trí thay đổi công năng 131

Hình III.42 Mặt bằng kết cấu tầng 21 133

Hình III.43 Nội lực trong vách 139

Hình III.44 Sơ đồ tính vách theo phương pháp ứng suất đàn hồi 139

Hình III.45 Sơ đồ tính vách theo phương pháp vùng biên chịu moment 140

Hình III.46 Biểu đồ tương tác 142

Hình III.47 Phần tử “Pier” và “Spandrel” 142

Hình III.48 Mặt cắt cụm vách W2 tại tầng hầm 4 144

Hình IV.1 Quy trình thi công sàn dự ứng lực căng trước 162

Hình IV.2 Hệ thống bê tông dự ứng lực căng sau 163

Hình IV.3 Quy trình thi công sàn dự ứng lực căng sau 163

Hình IV.4 Bố trí cáp và gia cường theo hai phương 175

Hình IV.5 Vị trí và kích thước ô bản S1 183

Hình IV.6 Mặt bằng sàn 185

Hình IV.7 Mô hình 3D tầng điển hình 185

Hình IV.8 Mặt bằng bố trí Tendon 188

Hình IV.9 Điều chỉnh quỹ đạo cáp trong sàn 188

Hình IV.10 Mặt bằng bố trí cáp 190

Hình IV.11 Mặt bằng bố trí dầm 209

Hình V.1 Biểu đồ thí nghiệm nén 3 trục không thoát nước (trên -34m) 216

Hình V.2 Thông số nén cố kết của đất (trên -34m) 216

Hình V.3 Hình trụ hố khoan 218

Hình V.4 Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc theo Indonesia 226

Hình V.5 Bố trí cọc móng M20 233

Hình V.6 Mặt cắt trụ địa chất móng M20 234

Hình V.7 Khối móng quy ước 236

Hình V.8 Mặt cắt địa chất móng barret 256

Hình V.9 Mặt bằng bố trí cọc barret 257

Hình V.10 Khối móng quy ước 264

Hình V.11 Độ lún của móng 269

Hình V.12 Dải Strip A 273

Hình V.13 Dải Strip B 274

Hình V.14 Giá trị lực cắt của dải Strip A (T) 274

Hình V.15 Giá trị lực cắt của dải Strip B (T) 275

Hình V.16 Moment theo Strip A (T.m) 276

Hình V.17 Moment theo Strip B (T.m) 276

Hình V.18 Tháp chọc thủng do cột C3 284

Hình V.19 Chia dải Strip A 286

Hình V.20 Chia dải Strip B 286

Hình V.21 Moment của Strip A 287

Hình V.22 Moment của Strip B 287

Hình V.23 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực 294

Hình V.24 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực 294

Hình V.25 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo làm phản lực 295

Hình V.26 Sơ đồ bố trí hệ kích bằng thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh 295

Hình V.27 Phương pháp Mazurkiewicz 296

Hình V.28 Đồ thị nén lún 298

Hình V.29 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Mazurkiewicz TP-1(T267) 298

Hình V.30 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Chin TP-1(T267) 300

Hình V.31 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Davisson TP-1(T267) 301

Hình V.32 Đồ thị nén lún 303

Hình V.33 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Mazurkiewicz TP-6(H-23) 303

Hình V.34 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Chin TP-6(H-23) 305

Hình V.35 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Davisson TP-6(H-23) 306

Hình V.36 Đồ thị nén lún 308

Hình V.37 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Mazurkiewicz TP-7(P-196) 308

Hình V.38 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Chin TP-7(P-196) 310

Hình V.39 Xác định sức chịu tải cọc - Phương pháp Davisson TP-7(P-196) 310

Hình VI.1 Các loại tường cừ chống hố đào thông dụng 317

Hình VI.2 Khai báo vật liệu 321

Hình VI.3 Mô hình tường vây – đất nền 322

Hình VI.4 Khai báo mực nước ngầm 322

Hình VI.5 Chuyển vị ngang của tường vây 328

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của dự án 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Kết quả nghiên cứu 3

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp 4

CHƯƠNG II : KIẾN TRÚC 5

2.1 Giới thiệu về công trình 5

2.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng 5

2.1.2 Chức năng và quy mô công trình 5

2.2 Giới thiệu về công trình 9

2.2.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng 9

2.2.2 Giải pháp mặt đứng 10

2.2.3 Hệ thống giao thông 10

2.3 Giải pháp kỹ thuật 11

2.3.1 Giải pháp kết cấu 11

2.3.2 Vật liệu chính cho công trình 12

2.3.3 Hệ thống nước 13

2.3.4 Hệ thống điện và chiếu sáng 13

2.3.5 Hệ thống thông hơi – điều hòa 14

2.3.6 Hệ thống thu rác 14

2.3.7 Giải pháp phòng cháy chữa cháy và chống sét 14

2.4 Kết luận 15

CHƯƠNG III: KẾT CẤU 16

3.1 Giải pháp kết cấu 16

3.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng 16

3.1.2 Phân tích một số kết cấu điển hình hiện nay 17

3.1.3 Lựa chọn hệ kết cấu 19

3.2 Lựa chọn các loại vật liệu 19

3.2.1 Bê tông 19

3.2.2 Cốt thép 20

3.2.3 Kính 20

3.2.4 Tường 20

3.3 Xác định sơ bộ tiết diện các cấu kiện 20

3.3.1 Sơ bộ tiết diện vách 20

3.3.2 Sơ bộ tiết diện sàn 22

3.3.3 Sơ bộ tiết diện dầm 22

3.3.4 Sơ bộ tiết diện cột 23

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 26

3.4 Xác định tải trọng đứng 27

3.4.1 Tải trọng tác dụng lên sàn 27

3.4.2 Gán trị tải trọng nhập trong mô hình Etabs 29

3.5 Xác định tải trọng ngang 31

3.5.1 Phương pháp tính toán và số liệu đầu vào 31

3.5.2 Giới thiệu về thí nghiệm hầm gió 32

3.5.3 Chuyển đổi vận tốc gió 34

3.5.4 So sánh kết quả vận tốc gió xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam và hầm gió 36

3.5.5 Xác định áp lực gió tĩnh lên công trình 40

3.5.6 Xác định các thành phần động của lực gió (xung vận tốc gió) 58

3.5.7 Xác định tải trọng gió động 84

3.5.8 Tính gia tốc đỉnh 109

3.5.9 Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh 115

3.5.10 Kiểm tra chuyển vị ngang giữa các tầng 116

3.5.11 Xác định tải trọng động đất 117

3.6 Tổ hợp nội lực thiết kế 126

3.6.1 Các trường hợp tải trọng 126

3.6.2 Tổ hợp nội lực 127

3.7 Xử lý tính không điều đặn của kết cấu 128

3.7.1 Hiện tượng 128

3.7.2 Phân tích nguyên nhân 131

3.7.3 Phương pháp xử lý và cơ sở lý thuyết 132

3.7.4 Nội dung thực hiện 132

3.8 Thiết kế các cấu kiện 138

3.8.1 Tính toán cốt thép cụm vách W2 138

3.8.2 Tính toán cốt thép cột 151

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC 160

4.1 Giới thiệu 160

4.1.1 Khái niệm về bê tông dự ứng lực 160

4.1.2 Ưu, khuyết điểm 160

4.1.3 Các phương pháp gây ứng suất trước 162

4.1.4 Phương pháp tính sàn phẳng 164

4.1.5 Trình tự tính toán 166

4.2 Thiết kế sàn dự ứng lực cho tầng điển hình 171

4.2.1 Chọn chiều dày sàn 171

4.2.2 Vật liệu sử dụng 172

4.2.3 Xác định tải trọng 174

4.2.4 Xác định hình dáng cáp và bố trí quỹ đạo cáp 174

4.2.5 Xác định khoảng cách giữa các bó cáp 178

4.2.6 Xây dựng mô hình sàn tầng điển hình bằng phần mềm Safe 185

4.2.7 Phân tích mô hình và kiểm tra điều kiện về độ võng 192

4.2.8 Kiểm tra các điều kiện về ứng suất 193

4.2.9 Kiểm tra các điều kiện về cường độ ULS 203

4.2.10 Phân tích, đánh giá và tính toán bù ứng suất cho đường cáp dài 212

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MÓNG 215

5.1 Giới thiệu 215

5.2 Điều kiện địa chất 216

5.2.1 Kết quả thí nghiệm địa chất 216

5.2.2 Địa tầng 217

5.2.3 Phân tích điều kiện thiết kế nền móng và đất nền 218

5.3 Xác định sức chịu tải của cọc 219

5.3.1 Khái quát về móng cọc khoan nhồi 219

5.3.2 Đề xuất các cọc và xác định sức chịu tải của cọc 220

5.4 Phương án 1: Móng đơn cọc khoan nhồi kết hợp móng bè cọc baret 231

5.4.1 Tính toán móng cọc khoan nhồi điển hình 232

5.4.2 Tính toán cụm cọc dưới hệ vách 255

5.5 Phương án 2: Móng bè trên nền cọc 278

5.5.1 Xác định độ cứng gối đàn hồi thay thế cọc Kcọc và đất nến Knền 278

5.5.2 Xác định chiều dài tính đổi của cọc 279

5.5.3 Xây dựng móng bằng bằng phần mềm Safe 280

5.5.4 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 282

5.5.5 Kiểm tra lún cho móng bè 283

5.5.6 Tính toán cọc chịu tải trọng ngang 284

5.5.7 Kiểm tra chọc thủng đài cọc 284

5.5.8 Tính toán kết cấu đài móng 285

5.6 Phân tích, so sánh và lựa chọn phương án 288

5.7 Chuyên mục: Xác định sức chịu tải của cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh

290

5.7.1 Giới thiệu về thí nghiệm nén tĩnh 290

5.7.2 Phương pháp Mazurkiewicz 295

5.7.3 Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc TP-1(-T267) 296

5.7.4 Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc TP-6(H-23) 301

5.7.5 Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc TP-7(P-196) 306

5.7.6 Kết luận 311

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM 317

6.1 Giới thiệu 317

6.2 Phân tích và lựa chọn sơ bộ tiết diện 318

6.2.1 Phân tích 318

6.2.2 Lựa chọn sơ bộ tiết diện 318

6.2.3 Lựa chiều sâu đặt tường 318

6.2.4 Lựa chọn neo đất 319

6.3 Xây dựng mô hình Plaxis 319

6.3.1 Các thông số cần thiết 319

6.3.2 Xây dựng trình tự thi công vào quá trình phân tích 320

6.3.3 Xây dựng mô hình 321

6.4 Kiểm tra điều kiện chuyển vị ngang 328

6.5 Tính toán cốt thép cho tường vây 329

6.5.1 Tính toán cốt thép dọc 330

6.5.2 Tính toán cốt thép ngang 330

KẾT LUẬN 331

TÀI LIỆU THAM KHẢO 332

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của dự án

Trong những năm gần đây, kinh tế Indonesia được đánh giá là tăng trưởng mạnhnhất trong vòng 15 năm qua và Indonesia đang trên con đường trở thành cường quốckinh tế trên thế giới Đi kèm với sự phát triển ấy là sự lớn mạnh của các công ty, doanhnghiệp, các tập đoàn nước ngoài…Sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế của bất kì mộtquốc gia nào cũng luôn đi kèm với sự phát triển về cơ sở hạ tầng, kỹ thuật và đặc biệthơn đó là nhu cầu ngày càng cao của người dân nơi đây về chất lượng cuộc sống củabản thân và gia đình

Khi nhu cầu của con người ngày càng cao thì việc sở hữu một không gian sốnghiện đại, sang trọng và tiện lợi là điều không thể thiếu được Chính vì thế, đây là một

cơ hội rất tốt để các công ty, các tập đoàn xây dựng tại Indonesia và thế giới nâng caotên tuổi của mình trong lĩnh vực cao ốc văn phòng và khu nhà ở sang trọng

Jakarta là thủ đô của một trong những quốc gia đông dân nhất trên thế giới, đô thịhóa và phát triển cơ sở hạ tầng sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩyhơn nữa sự phát triển của Quốc Gia

 Chính vì nắm bắt được cơ hội nên chủ đầu tư PT RAJAWALI GROUP đã tiến

hành đầu tư dự án FOUR ORIENTATIONS, việc xây dựng dự án này là thực

sự cần thiết Nó đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân cũng như góp phần tôđậm cảnh quan thủ đô Jakarta, để xứng tầm với sự phát triển của đất nướcIndonesia

Thực hành thu thập số liệu, chuẩn bị dữ liệu đầy đủ cho đồ án Đồng thời phântích, lựa chọn phương án kiến trúc và kết cấu phù hợp với công trình.

Tiến hành xác định các loại tải trọng, phân tích tính toán tải trọng gió động và tảitrọng động đất

Thực hành thiết kế các hạng mục kết cấu : sàn dự ứng lực, cột, vách cứng, móng

và tường vây

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu kiến trúc, thiết kế phần kết cấu và nền móng của Residential Tower 50tầng trong khu phức hợp “FOUR ORIENTATIONS”

Thuyết minh giới thiệu đề tài : vị trí, đặc điểm, qui mô, giải pháp kiến trúc, giảipháp kỹ thuật (kết cấu, điện, nước, thông gió, chiếu sáng, )

Trình bày phương án kiến trúc được chọn thông qua các bản vẽ mặt bằng, mặtđứng, mặt cắt

Phân tích tải trọng gió theo phương pháp mở rộng

Phân tích tải trọng động đất theo phương pháp mở rộng

Mô hình công trình bằng các phần mềm Etabs, Safe…

Xác định nội lực khung không gian và một số cấu kiện tiêu biểu

Thiết kế sàn tầng điển hình (kết cấu sàn dự ứng lực)

Tính toán bố trí cốt thép cho cột, vách

Thiết kế móng bè trên nền cọc

Thiết kế móng cọc khoan nhồi

Chọn phương án móng

Thiết kế tường vây tầng hầm

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện dựa trên phương pháp nghiên cứu lý thuyết vàcác kết quả thực nghiệm có liên quan

Căn cứ :

 Giáo trình, tài liệu chuyên ngành từ các học phần: sức bền vật liệu, cơ kếtcấu, kết cấu bê tông cốt thép, cơ học đất, nền móng, kỹ thuật thi công, tổchức thi công

 Các lý thuyết, giả thuyết tính toán được hội đồng khoa học thừa nhận

 Các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành

 Ứng dụng các phần mềm: Etabs, Autocad, Word, Excel, Safe,Plaxis…

Thực hiện:

 Phân tích, xử lý số liệu

 Xây dựng mô hình công trình

 Phân tích và tính toán thiết kế

 Vẽ các bản vẽ thiết kế

 Lập báo cáo đồ án

1.5 Kết quả nghiên cứu

Nội dung đồ án đã thực hiện bao gồm 5% thiết kế kiến trúc, 60% thiết kế kết cấu

 5 bản vẽ kết cấu các phương án móng

 1 bản vẽ tường vây tầng hầm

 1 bản vẽ chuyên mục (xác định sức chịu tải của cọc)

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

Chương II: KIẾN TRÚC

Chương III: KẾT CẤU

Chương IV: THIẾT KẾ SÀN ỨNG LỰC TRƯỚC

Chương V: NỀN MÓNG

Chương VI: THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM

CHƯƠNG II : KIẾN TRÚC

2.1 Giới thiệu về công trình

2.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng

DỰ ÁN :

 Tên dự án: FOUR ORIENTATIONS

 Chủ đầu tư: PT RAJAWALI GROUP

 Địa điểm xây dựng: JAKARTA, INDONESIA

 Diện tích của dự án: 19466 m2

 Diện tích xây dựng: 11775m2

 Dự án tích hợp gồm 3 khu: FOUR ORIENTATIONS RESIDENCES,

RAJAWALI CORPORATE OFFICE TOWER, FOUR ORIENTATIONS HOTEL

CÔNG TRÌNH THỰC HIỆN:

 Tên công trình: RESIDENTIAL TOWER

 Tổng diện tích sàn xây dựng của RESIDENTIAL TOWER: 104588 m2

 Tổng diện tích sàn sử dụng của RESIDENTIAL TOWER: 77236 m2

 Chiều cao công trình: +214,6m so với cốt ±0,00 gồm 5 tầng hầm, 1 tầng trệt

và 49 tầng cao ( bao gồm một tầng lửng)

 Vị trí địa lí: Công trình tọa lạc tại trên ngã 3 của ba con đường lớn tại thủ

đô JAKARTA, INDONESIA

2.1.2 Chức năng và quy mô công trình

Dự án FOUR ORIENTATIONS là một khu phức hợp trung tâm thương mại dịch vụ, văn phòng và căn hộ cao cấp FOUR ORIENTATIONS là một dự án tiêu biểucủa thủ đô Jakarta Không lâu nữa, nó sẽ là một công trình tầm cỡ và hiện đại ngay tạitrung tâm thủ đô Jakarta Dự án được kì vọng là sẽ mang đến dịch vụ tiện ích và khônggian sống hiện đại cho các chủ nhân tương lai của dự án này

-Công trình RESIDENTIAL TOWER nằm trong khu FOUR ORIENTATIONSRESIDENCES Nó được xây dựng với mục đích cung cấp những căn hộ cao cấp, cóchiều cao 214,6m với 140 căn hộ cao cấp, 8 biệt thự trên cao và 2 cung điện trên cao,RESIDENTIAL TOWER sẽ tạo ra một tiêu chuẩn sống mới về cuộc sống ở Jakarta.

Hình II.1 Mặt bằng tổng thể công trìnhQuy mô công trình:

 Gồm 5 tầng hầm, sâu -20m so với cốt cao độ ±0.00

+ Cung cấp chổ đậu xe cho 346 chổ đậu xe hơi

+ Tầng hầm 1 có thêm hệ thống kỹ thuật

+ 3 tầng hầm cung cấp chổ đậu xe cho những cư dân sống trongRESIDENTIAL TOWER, 2 tầng hầm cung cấp chổ đậu xe cho khu vựcRAJAWALI CORPORATE TOWER và FOUR ORIENTATIONSHOTEL

1 RAJAWALI CORPORATE TOWER

2 FOUR ORIENTATIONS RESIDENCES

3 FOUR ORIENTATIONS HOTEL

 Tầng 1 : là khu vực công cộng được phân chia theo chức năng và được thiết

kế cảnh quang xung quanh hợp lý:

+ Phía đông bắc: lối vào, tiếp tân và khu vực chờ với hướng nhìn ra hồnước

+ Phía đông nam: phòng đa chức năng với hướng nhìn ra hồ bơi

+ Phía tây bắc: thư viện với hướng nhìn ra vườn

+ Phía tây nam: khu vực kỹ thuật, văn phòng …

 Tầng 2 là tầng kỹ thuật với diện tích 750m2

 Tầng 3 đến tầng 20 và tầng 24 đến tầng 40 là khu căn hộ trên cao, với tổng

số là 140 căn hộ Diện tích sàn mỗi tầng là 1604m2 trong đó diện tích căn

hộ từ 1423m2 đến 1426m2 Mỗi tầng có 4 căn hộ với 2 căn hộ theo đườngchéo giống hệt nhau Mỗi căn hộ chia làm 3 khu vực riêng biệt: khu vựcsinh hoạt, khu vực phòng ngủ, khu vực dịch vụ

+ Tầng 23: phòng đa năng được thiết kế giữ không gian riêng tư, phòng

đa năng có kích thước nhỏ, phòng xem phim và quày rượu nhìn xuống

hồ bơi bên dưới

 Tầng 41 đến tầng 45 là khu biệt thự trên cao, gồm có 4 biệt thự đơn và 4biệt thự đôi

 Tầng 46 là tầng kỹ thuật (cơ, điện, nước) với chiều cao tầng là 8.4m, diệntích sàn là 1604m2

MẶT CẮT A-A

TL: 1/500

+210.6 49 48 47

46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22

21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 B1 B2 B3 B4 B5

37 36 35 34 33 32 31

TẦNG HẦM 4 -16.50 TẦNG HẦM 3 -13.00 TẦNG HẦM 2 -9.50 TẦNG HẦM 1 -6.00

LẦU 1

±0.00

LẦU 2 +4.20

LẦU 3 +8.40

LẦU 4 +12.60

LẦU 5 +16.80

LẦU 6 +21.00

LẦU 7 +25.20

LẦU 8 +29.40

LẦU 9 +33.60

LẦU 10 +37.80

LẦU 11 +42.00

LẦU 12 +46.20

LẦU 13 +50.40

LẦU 14 +54.60

LẦU 15 +58.80

LẦU 16 +63.00

LẦU 17 +67.20

LẦU 18 +71.40

LẦU 19 +75.60

LẦU 20 +79.80

LẦU 21 +84.00

LẦU 21 +88.20

LẦU 22 +92.40

LẦU 23 +96.60

LẦU 24 +100.80

LẦU 25 +105.00

LẦU 26 +109.20

LẦU 27 +113.40

LẦU 28 +117.60

LẦU 29 +121.80

LẦU 30 +126.00

LẦU 31 +130.20

LẦU 32 +134.40

LẦU 33 +138.60

LẦU 34 +142.80

LẦU 35 +147.00

LẦU 36 +151.20

LẦU 37 +155.40

LẦU 38 +159.60

LẦU 39 +163.80

LẦU 40 +168.00

LẦU 41 +172.20

LẦU 42 +176.40

LẦU 43 +180.60

LẦU 44 +184.80

LẦU 45 +189.00

LẦU 46 +193.20

LẦU 47 +201.60

LẦU 48 +206.10

LẦU 49

48 47

46 45

23 22 22 21

30 29 28 27 26 25 24

44 43 42 41 40 39 38

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01

TẦNG KỸ THUẬT

5 LẦU BIỆT THỰ TRÊN CAO:

- KHU VỰC CỨU NẠN

- KHU KỸ THUẬT

18 LẦU DƯỚI: CĂN HỘ TRÊN CAO:

72 CĂN HỘ

PARKING PARKING PARKING PARKING PARKING/MEP

LẦU 1

±0.00

LẦU 2 +4.20

LẦU 3 +8.40

LẦU 4 +12.60

LẦU 5 +16.80

LẦU 6 +21.00

LẦU 7 +25.20

LẦU 8 +29.40

LẦU 9 +33.60

LẦU 10 +37.80

LẦU 11 +42.00

LẦU 12 +46.20

LẦU 13 +50.40

LẦU 14 +54.60

LẦU 15 +58.80

LẦU 16 +63.00

LẦU 17 +67.20

LẦU 18 +71.40

LẦU 19 +75.60

LẦU 20 +79.80

LẦU 21 +84.00

LẦU 21 +88.20

LẦU 22 +92.40

LẦU 23 +96.60

LẦU 24 +100.80

LẦU 25 +105.00

LẦU 26 +109.20

LẦU 27 +113.40

LẦU 28 +117.60

LẦU 29 +121.80

LẦU 30 +126.00

LẦU 31 +130.20

LẦU 32 +134.40

LẦU 33 +138.60

LẦU 34 +142.80

LẦU 35 +147.00

LẦU 36 +151.20

LẦU 37 +155.40

LẦU 38 +159.60

LẦU 39 +163.80

LẦU 40 +168.00

LẦU 41 +172.20

LẦU 42 +176.40

LẦU 43 +180.60

LẦU 44 +184.80

LẦU 45 +189.00

LẦU 46 +193.20

LẦU 47 +201.60

LẦU 48 +206.10

LẦU 49 +210.60

 Tầng cuối là tầng mái

Ở mỗi tầng điều bố trí hệ thống thu rác thuận tiện và hệ thống cứu hỏa đúng tiêuchuẩn.

Công trình được trang bị 2 cầu thang bộ và 6 thang máy được phân bố tại nhiều

vị trí nhằm đảm bảo cho giao thông theo phương đứng của công trình

2.2 Giới thiệu về công trình

2.2.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng

Mặt bằng công trình được thiết kế có dạng hình tứ giác với 2 mặt công trình tiếpgiáp với 2 tuyến đường, phần công trình còn lại tiếp giáp với các phần khác của dự án.Sảnh chính của tòa nhà và khu vực đa chức năng ở tầng 1 có hướng nhìn ra khuvườn và hồ bơi ở hướng đông nam Công trình được liên kết với 2 khu vực còn lại của

dự án bằng hệ thống đường nội bộ được trồng bằng cây xanh ở xung quanh tạo rakhông gian hiện đại phù hợp với dự án

Khu vực bốc dỡ hàng hóa của tòa nhà được bố trí ở hướng tây nam với một lốiriêng biệt Chính sự bố trí này tạo ra sự riêng biệt kín đáo và không ảnh hưởng đến khudân cư

Giao thông lên xuống giữa các tầng hầm cho ô tô được bố trí 2 ram dốc nằm vềhai phía của công trình, đảm bảo giao thông một chiều thuận tiện không xảy ra ùn tắc

Hình II.3 Cảnh quan lối vào chính

Giao thông theo phương ngang được bố trí theo kiểu vệ tinh, tức là các căn hộđược bố trí xung quanh, hành lang nằm tại trung tâm nối các căn hộ trực tiếp đến cácphương tiện giao thông theo phương đứng, điều này giúp các căn hộ hoàn toàn độc lập

và dễ dàng thoát hiểm trong mọi tình huống

Tầng 21 đến tầng 23 được thiết kế là khu phức hợp với nhiều chức năng khácnhau bao gồm cả khu vực cứu hộ

Tầng 47 và tầng 48 được thiết kế là 2 cung điện trên cao, mỗi tầng có một hồ bơi

2.2.2 Giải pháp mặt đứng

Công trình gồm 5 tầng hầm, một tầng trệt và 49 tầng cao bao gồm 1 tầng lửng.Tầng hầm công trình có chiều cao là 3.5m, riêng tầng hầm 1 có chiều cao là 6m.Các tầng căn hộ trên cao có chiều cao tầng là 4.2m Đặc biệt, khu vực kỹ thuật ở tầng

46 có chiều cao tầng 8.4m và 2 tầng cung điện trên cao với chiều cao là 4.5m Do vậy,chiều cao công trình khá lớn: 214.6m tính từ cao độ ±0.00m của công trình

Mặt đứng công trình được thiết kế đa số bằng nhôm và kính làm cho công trình thêm vẻ sang trọng

2.2.3 Hệ thống giao thông

Tòa nhà được trang bị 2 thang bộ, 6 thang máy với sự bố trí hợp lý theo nhu cầu

đi lại giữa các tầng Riêng đối với tầng 21 đến 23 và tầng lửng là khu phức hợp vớinhiều hoạt động được diễn ra tại đây nên nhu cầu đi lại cao, chính vì vậy tại đây được

bố trí thêm 2 thang bộ để đảm bảo giao thông theo phương đứng tại khu vực này

Các hệ thống thang máy, thang bộ, hệ thống kỹ thuật được tập trung vào phần lõi

ở chính giữa công trình, phân chia phục vụ theo công năng và nhu cầu của công trình.Các tầng trên cao (gồm khu biệt thự và cung điện) được bố trí thang máy riêng đi đến.Tầng 21 có khu vực thoát hiểm nhằm phục vụ tốt nhất cho tòa nhà Đảm bảo đượckhoảng cách thoát hiểm hợp lý khi có sự cố

Để đảm bảo giao thông theo phương đứng được thuận tiện thang máy được phân

ra hoạt động theo tầng:

 Thang máy số 1 và 3 phục vụ cho khu vực tầng hầm, khu căn hộ bên dưới

Tải trọng và chiều cao công trình lớn nên giải pháp móng được chọn là móng cọckhoan nhồi và cọc Barret, loại móng này có sức chịu tải lớn, độ tin cậy cao đảm bảocho công trình bền vững

2.3.2 Vật liệu chính cho công trình

Gạch xây: dùng gạch nhà máy có kích thước chuẩn

Vật liệu lát nền: dùng đá granite, đá tự nhiên, gạch ceramic

Phần tường bên trong: sơn nước ICI (hoặc dùng các sản phẩm có tính năng tươngđương), ốp gạch ceramic, ốp gỗ, chân tường ốp đá tự nhiên

Hệ thống cửa: kính khung nhôm Hệ thống vách kính: kính 07 ly khung nhômliên doanh do các nhà thiết kể bổ sung (trên cơ sở bản vẽ thiết kế kiến trúc) để đảmbảo khả năng chịu lực tốt cho hệ thống vách nhôm kính

Trần: trần thạch cao loại thường, loại tốt và loại chịu ẩm tùy theo không gian vàcông năng sử dụng

Hệ thống vách ngăn: vách ngăn xây gạch

Chống thấm: cho sàn, sàn vệ sinh, bể nước, sân thượng dùng phụ gia radcon,index, sika hay các loại hóa chất tương tự

Thiết bị điện: dùng các thiết bị điện của châu Âu hay Mỹ, và và cáp sử dụngCadivi hay Perilli (hoặc các loại có tính năng công nghệ tương tự)

Hình II.5 Nội thất bên trong công trình

Hệ thống cấp thoát nước: dùng ống nhựa chịu áp lực cao và ống sắt trán kẽm chonước nóng và chữa cháy, thiết bị vệ sinh dùng American standard hay các thiết bị chấtlượng tương đương Bơm nước sử dụng thiết bị Nhật hay Mỹ.

Hệ thống báo cháy: sử dụng thiết bị Anh hay Mỹ, bơm nước cứu hỏa sử dụngthiết bị Anh hay Mỹ

Thang máy: sử dụng Mitsubishi, Shindler hay các nhãn hiệu uy tín khác

Các thiết bị kỹ thuật khác: sử dụng thiết bị châu Âu hay Mỹ

2.3.3 Hệ thống nước

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào công trình thôngqua 2 đường ống dẫn nước đặt tại 2 góc của công trình Nước được dẫn xuống bể nướcthô ở tầng hầm 5 Thông qua phòng kỹ thuật xử lý nước đặt tại các tầng hầm, nước sẽđược xử lý rồi thông qua hệ thống bơm và các đường ống kỹ thuật ở hai góc còn lạicủa công trình, nước sẽ được cung cấp đến các tầng

Vì công trình có chiều cao lớn nên tại tầng 2, tầng 21 và tầng 46 được bố trí cáctầng kỹ thuật Tại đây, nước sẽ được tăng áp và cung cấp đến các tầng và các hồ bơi Các đường ống thoát nước cũng được dẫn từ các phòng vệ sinh xuống bể phốt và

bể chứa nước thải dưới nền công trình Các đường ống này cũng được đặt cùng hệthống đường ống cấp nước trong các hộp kỹ thuật

2.3.4 Hệ thống điện và chiếu sáng

Sử dụng hệ thống cung cấp điện từ lưới điện chung của thành phố đưa vào tủđiện chung cho khu FOUR ORIENTATIONS RESIDENCES và FOURORIENTATIONS HOTEL Sau đó, thông qua hộp kỹ thuật điện truyền tải đến các tòanhà và được kiểm soát bởi các phòng kỹ thuật được phân bố trong tòa nhà

Một phòng kỹ thuật quản lý hệ thống cung cấp điện cho toàn tòa nhà Bên cạnh

đó bố trí máy phát điện cung cấp điện dự phòng khi mất điện đột xuất

Hệ thống chiếu sáng tự nhiên được sử dụng triệt để vào ban ngày, vì hầu hết tất

cả các mặt của tòa nhà đều bao che bằng kính Nhưng hệ thống chiếu sáng nhân tạovẫn được thiết kế đầy đủ và sang trọng để phục vụ vào ban đêm

Bố trí hệ thống chiếu sáng ở các khu vực chung như nhà vệ sinh, hành lang,thang bộ, thang máy …, kết hợp hệ thống đèn chiếu sáng bên ngoài ngôi nhà với mụcđích trang trí, tăng vẽ đẹp cho toàn cao ốc vào buổi tối.

Hệ thống điện chạy dọc tòa nhà theo hệ thông hộp kỹ thuật tương ứng

2.3.5 Hệ thống thông hơi – điều hòa

Bố trí hệ thống thông hơi cho tất cả các tầng, thông với hệ thống trục chính, hệthống này chạy dưới sàn và được che kín bởi trần nhà

Hệ thống máy điều hòa, quạt gió được bố trí đầy đủ cho các căn hộ,văn phòng…, với các trung tâm điểu khiển ở các tầng kỹ thuật

Hệ thông hút khói bếp được bố trí dọc tòa nhà theo các căn hộ

Hệ thông quạt hút thông gió được bố trí quanh chu vi các tầng hầm

2.3.6 Hệ thống thu rác

Tất cả các tầng đều có vị trí thu gom rác Sau đó rác được đưa ra hệ thống thu rácthành phố

2.3.7 Giải pháp phòng cháy chữa cháy và chống sét

Bố trí thiết bị thu sét chủ động trên tầng mái, sau đó có hệ thống dẫn xuống đất,thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế

Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các bình cứu hỏa trong mỗi khối căn hộ,văn phòng, lối đi, các sảnh, cầu thang,… với khoảng cách tối đa theo đúngtiêu chuẩn quốc tế Xung quanh đường có hệ thống giao thông nội bộ đảm bảo cho xecứu hỏa vào tiếp cận công trình khi cần thiết

Hệ thống chữa cháy với các đầu phun tự động kích hoạt khi các đầu dò khói vànhiệt báo hiệu, hệ thống bình xịt được bố trí đầy đủ ở các tầng gần khu vực cầu thangbộ

2.4 Kết luận

Đây là công trình đạt tiêu chuẩn quốc tế Khi xây dựng xong, đây sẽ là một côngtrình vừa đẹp về thẩm mỹ vừa đảm bảo tốt về công năng sử dụng, tô đẹp thêm cho sựphát triển mạnh mẽ của nền kinh tế Indonesia

Đối với công trình tầm cỡ như vậy thì việc thiết kế kết cấu hết sức quan trọng, đòi hỏi sự hỗ trợ rất nhiều từ các mặt liên quan như kiến trúc, điện nước … để có thể hoàn thành bản thiết kế toàn diện

CHƯƠNG III: KẾT CẤU

3.1 Giải pháp kết cấu

3.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế nhà cao tầng

Nên chọn giải pháp kết cấu và cấu tạo kiến trúc sao cho các giá trị tải trọng (tảitrọng bản thân, tải trọng sử dụng, tải trọng gió và tải trọng động đất) là nhỏ nhất và tốtnhất là giảm theo chiều cao công trình

Sơ đồ mặt bằng nhà nên đơn giản, gọn và có độ cứng chống xoắn lớn:

 Đơn giản: các dạng mặt bằng đối xứng (vuông, chữ nhật, tròn) được ưutiên sử dụng Những nhà có “cánh” (dạng L, T, U,…) thường bị hư hỏng,sụp đổ khi gặp động đất mạnh Trong trường hợp này cần bố trí khe khángchấn để tách rời phần cách ra không bị va đập nhau

 Gọn: tránh dùng các mặt bằng trải dài hoặc có cánh mỏng vì phải chịu tảitrọng ngang phức tạp do sự lệch pha dao động Đối với các loại nhà nàycần phải bố trí khe khán chấn

 Có động cứng chống xoắn lớn: để tránh biến dạng xoắn, tâm cứng của nhàphải trùng với trọng tâm hình học của nhà và nằm trên đường tác dụng củahợp lực tải trọng ngang Điều kiện này được thỏa mãn khi công trình đượcthiết kế đối xứng trong bố cục mặt bằng lẫn hệ kết cấu chịu tải trọngngang Khi tâm cứng không trùng với trọng tâm, sẽ sinh ra biến dạng xoắnlớn

 Theo TCXD 198:1997, đối với nhà có mặt bằng chữ nhật, tỷ số chiều dài(L) và chiều rộng (B) phải thỏa:

L/B ≤ 6, với công trình có cấp chống động đất ≤ 7;

L/B ≤ 5, với công trình có cấp chống động đất 8 và 9

Theo phương đứng, nhà phải điều đặn và liên tục, cân đối:

 Đều đặn và liên tục: hình dạng nhà nhiều tầng nên lựa chọn dạng đều hoặcthay đổi đều, giảm dần kích thước lên phía trên nhằm giảm hệ quả bất lợi

của tác động động đất Khi hình dạng nhà không điều đặn liên tục, biên độdao động sẽ lớn ở một số tầng Lúc này phải thiết kế các vách cứng lớn tạicác vùng chuyển tiếp để truyền tải trọng từ phần này sang phần khác củacông trình.

 Cân đối: khi công trình có tỷ số chiều cao trên bề rộng (H/B) lớn, khi chịutải ngang sẽ chuyển vị ngang lớn Lực dọc trong cột biên do tải ngang lớndẫn đến lực nén tác động xuống móng lớn

 Không nên đặt các tải trọng sử dụng lớn lên các tầng cao

Hạn chế chuyển vị ngang: Nếu chuyển vị ngang lớn sẽ làm tăng giá trị nội lực do

độ lệch tâm tăng theo; làm phát sinh các nội lực phụ sinh ra các rạn nứt các kết cấunhư cột, dầm, tường, làm biến dạng hệ thống kỹ thuật như các đường ống nước, đườngđiện,… làm tăng dao động ngôi nhà, làm cho con người có cảm giác khó chịu vàhoảng sợ, có thể làm mất ổn định tổng thể nhà Chuyển vị ngang nhà không được vượtquá giới hạn cho phép, trong TCVN 198-1997 có quy định:

 Kết cấu khung BTCT: f/H ≤ 1/500

 Kết cấu khung - vách : f/H ≤ 1/750

 Kết cấu tường BTCT: f/H ≤ 1/1000

Có khả năng chịu lửa cao, thoát hiểm an toàn Có độ bền, tuổi thọ cao

Móng phải phù hợp và chịu được tải trọng bên trên

3.1.2 Phân tích một số kết cấu điển hình hiện nay

3.1.2.1 Hệ kết cấu khung chịu lực

Hệ này được tạo thành từ các cột, dầm liên kết với nhau theo hai phương tạothành hệ khung không gian Trên mặt bằng, hệ khung có thể có dạng chữ nhật, tròn,hoặc đa giác…

Tải trọng đứng và tải trọng ngang (tác động của gió và động đất) của kết cấukhung đều do dầm và cột đảm nhiệm không có khối tường chịu lực

Không gian mặt bằng lớn, bố trí kiến trúc linh hoạt, có thể đáp ứng yêu cầu sửdụng không bị hạn chế, phù hợp với các loại công trình.

Do kết cấu khung có độ cứng ngang nhỏ, khả năng chịu lực ngang tương đốithấp, để đáp ứng yêu cầu chống gió và động đất, mặt cắt của dầm và cột tương đối lớn,lượng thép dùng tương đối nhiều Dưới tác động của động đất, do biến dạng ngangtương đối lớn nên kết cấu bao che công trình và trang trí bên trong dễ bị nứt và hưhỏng Vì vậy, kết cấu khung chịu lực không phù hợp với những công trình có chiềucao lớn Theo TCVN 198-1997, hệ kết cấu khung chịu lực chỉ phù hợp với các côngtrình khoảng 20 tầng trở lại

3.1.2.2 Hệ kết cấu vách cứng chịu lực

Cấu tạo chủ yếu trong hệ kết cấu công trình chịu tải trọng ngang (gió) Bố trí hệtường cứng ngang và dọc theo chu vi lõi thang tạo hệ lõi cứng cùng chịu lực và chu vicông trình để có độ cứng chống xoắn tốt Kết cấu vách cứng được xem là đem lại hiệuquả cao trong việc xây dựng những công trình cao tầng, đặc biệt cho những chung cưcao cấp

Vách là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặcbiệt là các tải trọng ngang lớn xuất hiện trong các công trình nhà cao tầng Sự ổn địnhcủa công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc

Khả năng chịu tải của vách cứng phụ thuộc rất lớn về hình dạng tiết diện ngang

và vị trí bố trí chúng trên mặt bằng Ngoài ra, trong thực tế các vách cứng thường bịgiảm yếu do các lổ cửa

Như vậy vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tảitrọng ngang Bản sàn được xem như tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng Có tácdụng tham gia vào việc tiếp thu và truyền tải trọng vào các tường cứng và truyềnxuống móng Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem nhưmột thanh ngàm ở móng

3.1.2.3 Hệ kết cấu khung – vách cứng

Hệ kết cấu khung-vách cứng được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệthống vách cứng Tận dụng ưu điểm của mỗi loại, vừa có thể cung cấp một không gian

sử dụng tương đối lớn vừa có khả năng chống lực ngang tốt

Hệ thống khung và vách được liên kết với nhau thông qua hệ dầm sàn

Vách cứng trong kết cấu khung vách có thể bố trí độc lập, cũng có thể kết hợplàm vách của thang máy, gian cầu thang, giếng trời

Hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu trong việc chịu tải trọng ngang, hệ thốngkhung được thiết kế để chịu tải trọng đứng Sự phân hóa chức năng này tạo điều kiện

để tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu củakiến trúc

Vì vậy, hệ kết cấu này được sử dụng khá nhiều trong hệ kết cấu nhà cao tầng

3.1.3 Lựa chọn hệ kết cấu

Tòa nhà “Residential Tower” gồm 5 tầng hầm, 1 tầng trệt và 48 tầng cao Đạt

đến cao độ +214.6m so với cao độ ±0.00m Với 5 tầng hầm dùng để đậu xe, các tầngcao được sử dụng với công năng chính là khu căn hộ cao cấp, ngoài ra ở các tầng giữađược sử dụng làm khu phức hợp cho các căn hộ

Chiều cao công trình khá lớn nên tải trọng đứng và tải trọng ngang tác dụng vàocông trình khá lớn

Căn cứ vào những đặc điểm của công trình và các đặc tính của hệ kết cấu ở trên

Ta thấy hệ kết cấu khung – vách cứng là phù hợp với công trình nhất

Kết luận: chọn hệ kết cấu “khung - vách cứng”

3.2 Lựa chọn các loại vật liệu

3.2.1 Bê tông

Bê tông cho cột, vách, đài, tường tầng hầm là bê tông thương phẩm:

Bê tông B40 có: Rb = 22 MPa = 220 daN/cm2

Rbt = 1.4 MPa = 14 daN/cm2

Eb = 36x103 MPa = 36x104 daN/cm2

Khối lượng riêng:  = 2.5 T/m

Bê tông cho dầm sàn dự ứng lực là bê tông thương phẩm:

Bê tông B30 có: Rb = 17 MPa = 170daN/cm2

Sử dụng kính cường lực 2 lớp, mỗi lớp dày 8mm

Khối lượng riêng của kính:  = 2500 kg/m3

3.2.4 Tường

Sử dụng gạch ống 4 lỗ kích thước 90x90x190

3.3 Xác định sơ bộ tiết diện các cấu kiện

3.3.1 Sơ bộ tiết diện vách

Chiều dày vách chọn theo công thức:

Trong đó:

N là tổng nội lực tại chân cột N S q

q=1÷1.6 T/m2làtổng tải trọng truyền lên sàn Với công trình là chung cưlấy q=1T/m2

S



là tổng diện tích sàn truyền vào vách1.2÷1.5 là hệ số kể đến ảnh hưởng của moment

Rb là cường độ chịu nén của bê tông Rb = 22 Mpa = 2200 T/m2

Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình chủ yếu là hệ vách, nhiều vách đan xenvới nhau được gom lại thành các cụm vách (Hình III.1)

RB

RD RE

RG RH RK

Hình III.1 Mặt bằng vách tầng điển hìnhSau khi tính toán sơ bộ tiết diện vách ta được kết quả như sau:

Bảng III.1 Sơ bộ tiết diện vách

Vách Tiết diện chọn sơ bộ (đơn vị: mm)

3.3.2 Sơ bộ tiết diện sàn

Xác định chiều dày sơ bộ của bản sàn theo công thức sơ bộ của sách

“thiết kế sàn bê tông ứng lực trước” của tác giả Phan Quang Minh:

hs là chiều dày của của ô sàn

L là nhịp theo phương cạnh dài của ô sànVậy chọn sơ bộ chiều dày sàn là hs=200mm

3.3.3 Sơ bộ tiết diện dầm

Đối với phần nổi của công trình, phần kết cấu sàn được thiết kế với sàn phẳng dựứng lực, nên dầm được sử dụng ở đây là dầm môi của sàn và dầm ngăn các giếng kỹthuật Đối với tầng hầm không được thiết kế sàn dự ứng lực nên hệ dầm vẫn được bốtrí đầy đủ

Chọn sơ bộ chiều cao dầm theo công thức: