So sánh phương án kết cấu bê tông cốt thép toàn khối và kết cấu liên hợp cho nhà xây dựng tại nha trang

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌ ĐIN O NGỌ DƢỠNG SO S N P ƢƠNG N ẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI VÀ KẾT CẤU LIÊN HỢP CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI NHA TRANG Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN T Ạ SĨ Ỹ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QU NG Đà Nẵng, Năm 2018 ƢNG LỜI M ĐO N Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Tác giả luận văn Đinh Ngọc Dƣỡng MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Bố cục đề tài .2 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG TẠI NHA TRANG 1.1 Tình hình xây dựng cơng trình 1.2 Nhu cầu xây dựng cơng trình 1.3 Giải pháp kết cấu phổ biến Nha Trang 1.4 Phƣơng án kết cấu thép liên hợp 12 1.5 Kết luận chƣơng 18 CHƢƠNG THIẾT KẾ CÁC PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH TẠI NHA TRANG 19 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .19 2.1.1 Địa điểm xây dựng 19 2.1.2 Giải pháp kiến trúc 20 2.2 Tính tốn phƣơng án kết cấu bê tông cốt thép 21 2.2.1 Giải pháp kết cấu chung 21 2.2.2 Tính toán thiết kế phần khung, sử dụng phần mềm Etabs để mơ cơng trình 27 2.3 Tính tốn phƣơng án kết cấu liên hợp 28 2.3.1 Vật liệu sử dụng cho kết cấu liên hợp cơng trình 28 2.3.2 Phƣơng án kết cấu liên hợp áp dụng cho cơng trình 30 2.3.3 Giải pháp kết cấu thép thép liên hợp cho cơng trình 31 2.3.4 Tính tốn thiết kế phần khung 38 CHƢƠNG PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU CHO CƠNG TRÌNH 59 3.1 Phân tích giải pháp phƣơng án kết cấu 59 3.2 Dự tốn chi phí, tiến độ hồn thành phần khung cơng trình theo phƣơng án .60 3.3 Kết luận chƣơng 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN SO SÁNH PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI VÀ KẾT CẤU LIÊN HỢP CHO NHÀ XÂY DỰNG TẠI NHA TRANG Học viên: Đinh Ngọc Dƣỡng Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08, Khóa 33, Trƣờng Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt: Hiện nay, nƣớc ta nói chung thành phố Nha Trang nói riêng, kết cấu bê tơng cốt thép lựa chọn phổ biến thể đƣợc ƣu điểm mặt kinh tế kỹ thuật trình độ xây lắp Nhƣng bên cạnh cịn số hạn chế, tiến độ xây dựng kéo dài nhƣợc điểm lớn, mà kết cấu thép kết cấu liên hợp dần đƣợc ứng dụng ngành xây dựng nhiều với khả ƣu điểm vƣợt trội thời gian thi công, khả chịu lực lớn trọng lƣợng thân nhẹ nhiều so với kết cấu bê tông cốt thép truyền thống Việc so sánh phƣơng án kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối kết cấu liên hợp cho nhà Nha Trang giúp có nhìn phân tích, đánh giá tổng quát ƣu điểm, nhƣợc điểm hai phƣơng án Các phƣơng án đƣợc thể cụ thể qua việc tính tốn kết cấu, khả chịu lực cơng trình thành phố Nha Trang phƣơng pháp mô số qua phần mềm ETABS, SAFE dựa tiêu chuẩn Châu Âu tổng hợp lý thuyết liên quan Đánh giá đƣợc khả chi phí đầu tƣ ban đầu, tiến độ phƣơng án cho cơng trình với nhà 5-10 tầng có nhu cầu xây dựng nhà nghỉ, khách sạn, nhà hàng, trƣờng học, trạm hay văn phòng,… giúp chủ đầu tƣ nhƣ nhà tƣ vấn đƣa lựa chọn hiệu phù hợp cho mục đích sử dụng, mang lại hiệu cao Từ khóa – Dầm sàn liên hợp; kết cấu thép; kết cấu bê tơng cốt thép; chi phí đầu tƣ, tiến độ thi công Comparison between reinforced concrete structure and Composite structure for a building in Nha Trang city Abstract: Currently, our country in general and Nha Trang city in particular, reinforced concrete structure is still a popular choice because of the economic and technical advantages of construction But besides that it still has many limitations, in which prolonged the construction progress is a great disadvantage, so that the steel structure and composite structure is gradually being applied in the construction industry with the advantage of superior construction time of bearing capacity but the weight itself is much lighter than conventional reinforced concrete Comparing of reinforced concrete structure and composite structure for construction building in Nha Trang gives us an overview and analysis of the advantages and disadvantages of these two options This options are expressed specifically by calculating the structure, bearing capacity of a project in Nha Trang city by numerical simulation through ETABS, SAFE’s software based on Eurocode standards and the total rational related theories Assess the ability of the initial investment cost, the progress of each option for the project with the 5-10 floors needs construction of motels, hotels, restaurants, schools, stations or office, help investors as well as consultants have effective choices and suitable for use purposes, high efficiency Key words – Composite structures; steel structures; reinforced concrete structures, construction cost; construction progress DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Tĩnh tải sàn sinh hoạt 23 2.2 Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh 24 2.3 Bảng thống kê cột theo phƣơng án BTCT toàn khối 26 2.4 Các đặc trƣng học bê tông theo Eurocode 28 2.5 Thép dùng kết cấu bê tông cốt thép theo TCVN 29 2.6 Các tiêu học thép cacbon cán nóng 29 2.7 Bảng tải trọng gió tĩnh 38 3.1 3.2 3.3 Bảng dự tốn chi phí cho phần khung cơng trình sử dụng kết cấu BTCT tồn khối Bảng dự tốn chi phí cho phần khung cơng trình sử dụng kết cấu liên hợp Bảng tiến độ nhân lực cho phần khung kết cấu liên hợp 60 62 66 3.4 Bảng tiến độ nhân lực cho phần khung BTCT toàn khối 67 3.5 Bảng tổng hợp so sánh khối lƣợng giá trị thành tiền phƣơng án 68 3.6 Bảng tổng hợp so sánh tiến độ nhân lực phƣơng án 68 3.7 Bảng tổng hợp so sánh trọng lƣợng thân phƣơng án 68 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang 1.1 Thành phố Nha Trang 1.2 Khu đô thị Lê Hồng Phong 1.3 Khu đô thị VCN Phƣớc Hải 1.4 Công nghệ thi sàn bóng bubble deck 11 1.5 Cơng nghệ thi cơng sàn U-boot 12 1.6 Công nghệ thi công sàn cáp dự ứng lực 12 1.7 Các dạng kết cấu liên hợp thép – bê tông 13 1.8 Khu trung tâm thƣơng mại tầng tòa nhà BITEXCO (TP HCM) kết cấu liên hợp thép- bê tông 15 1.9 Một cơng trình thi cơng kết cấu dầm sàn liên hợp 16 2.1 Mặt tổng thể cơng trình 19 2.2 Mặt kiến trúc tầng 20 2.3 Mặt đứng cơng trình trục 1-9 21 2.4 Mặt bố trí cột theo phƣơng án BTCT tồn khối 25 2.5 Phƣơng án cho sàn phƣơng làm việc sàn 30 2.6 Liên kết bu lơng cho vị trí giao cột dầm 31 2.7 Sơ đồ khung qua mô phần mềm Etabs 31 2.8 Mặt kết cấu hệ dầm tầng qua phần mềm Etabs 32 2.9 Tấm sàn Lysaght Bondek II 33 2.10 Mặt cắt cho sàn liên hợp với tôn sƣờn đóng 34 2.11 Một số tiết diện dầm liên hợp 34 2.12 Thơng số kỹ thuật thép hình IPE 35 2.13 Thép hình H dựa Cơng ty Thép Đức Huy nhập cung cấp Thép hình tiêu chuẩn Châu Âu 36 2.14 Một cơng cơng trình sử dụng kết cấu thép thép liên hợp 37 2.15 Khai báo vật liệu thép 39 2.16 Khai báo vật liệu bê tơng B25 40 2.17 Khai báo kích thƣớc hình học cho thép hình 40 2.18 Khai báo cho thép HEB360 41 2.19 Khai báo vật liệu tôn Lysaght Bondek II cho sàn 41 2.20 Khai báo loại tải trọng 42 Số Tên hình hiệu Trang 2.21 Khai báo GTX 42 2.22 Khai báo GTY 43 2.23 Khai báo tải trọng tƣờng cho tầng 43 2.24 Mặt khai báo tải trọng tƣờng cho dầm sàn tầng 44 2.25 Mặt khai báo tĩnh tải cho sàn tầng 44 2.26 Mặt khai báo hoạt tải cho sàn tầng 45 2.27 Mô kết cấu liên hợp Etabs 2016 dƣới mơ hình 3D 45 2.28 Kiểm tra thiết kế thép dầm theo EC4 EC0 46 2.29 Kiểm tra khả chịu lực thép dầm tầng 46 2.30 Kiểm tra khả chịu lực thép dầm tầng 47 2.31 Kiểm tra khả chịu lực thép dầm tầng 48 2.32 Kiểm tra khả chịu lực thép dầm tầng 49 2.33 Kiểm tra độ võng sàn tầng 49 2.34 Kết chuyển vị đỉnh cơng trình từ Etabs 50 2.35 Kiểm tra thiết kế thép cột theo EC3 EC0 53 3.1 Bảng báo giá thép Hòa Phát 04/2018 61 3.2 Bảng báo giá công ty Ấn Độ 63 3.3 Báo giá tham khảo công ty thị trƣờng Trung Quốc 63 3.4 Bảng báo giá vật tƣ sàn Bondek BlueScope 64 3.5 Bảng giá tham khảo nhân công công ty TNHH Nam Sài Gòn 65 3.6 So sánh phản lực chân cột vị trí phƣơng án 70 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong phát triển xã hội, ngành nghề phát triển không ngừng, đặc biệt lĩnh vực xây dựng đòi hỏi cần phải có nhiều cải tiến q trình thiết kế thi công nhằm giúp chủ đầu tƣ nhà thầu đẩy nhanh đƣợc tiến độ mà đảm bảo chất lƣợng giảm đƣợc chi phí đầu tƣ dự án Quá trình thực dự án xây dựng địi hỏi chi phí đầu tƣ lớn Do ngƣời thiết kế cần đƣa nhiều phƣơng án, tƣ vấn cho chủ đầu tƣ giảm thiểu đƣợc chi phí nhƣ đẩy nhanh tiến độ cho dự án cơng việc quan trọng cần phải có thức sâu, rộng chun mơn Hằng năm, có hàng trăm dự án, cơng trình đƣợc mọc lên với mức đầu tƣ chi phí lớn, tình hình biến động trị, kinh tế giới tác động không nhỏ đến giá số loại vật tƣ Giá loại vật tƣ xây dựng biến động theo quy luật khó đốn trƣớc đƣợc Điều ảnh hƣởng khơng nhỏ đến kinh phí xây dựng cơng trình giai đoạn kinh tế đất nƣớc ta phát triển mạnh Vì việc đẩy nhanh đƣợc tiến độ, nhƣ sử dụng loại vật liệu phù hợp giúp nhiều cho chủ đầu tƣ việc tiết kiệm chi phí dự án Trong thực tế xây dựng thƣờng gặp nhiều yếu tố tác động (điều kiện thời tiết, nhiệt độ, vật liệu đầu vào,…) Vì vậy, thời gian hồn thành cơng việc đơi khơng cố định Vậy, việc xử lý tình trạng khơng ổn định thời gian nhƣ để rút đƣợc kết luận đáng tin cậy sử dụng đƣợc thực tế thi cơng Do đó, cơng tác đƣa phƣơng án kết cấu khác trƣớc đƣa vào thi công cần thiết Nƣớc ta nói riêng thành phố Nha Trang nói riêng, kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối đƣợc sử dụng phổ biến có nhiều ƣu điểm mặt kinh tế kỹ thuật trình độ xây lắp Thời gian gần đây, công nghệ xây dựng nƣớc ta phát triển mạnh mẽ tiệm cận dần với công nghệ xây dựng đại giới, kết cấu liên hợp đƣợc áp dụng thể đƣợc ƣu điểm vƣợt trội thi cơng nhanh, nhẹ khả chịu lực lớn Kết cấu liên hợp đƣợc áp dụng cơng trình nhà hàng, nhà trƣng bày, siêu thị, khách sạn… Việc đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật hình thức kết cấu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, từ vật liệu, thời gian thi công công sản suất thi công, điều kiện cụ thể địa phƣơng… Đề tài “So sánh phương án bê tơng cốt thép tồn khối phương án kết cấu liên hợp cho nhà xây dựng Nha Trang” giúp chủ đầu tƣ nhƣ nhà tƣ vấn lựa chọn phƣơng án thích hợp mang lại hiệu cao Một số hình ảnh cơng trình xây dựng theo kết cấu liên hợp Mục tiêu nghiên cứu đề tài a) Mục tiêu tổng quát So sánh phƣơng án kết cấu liên hợp với kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối cho nhà Nha Trang dựa tiêu chí kinh tế tiến độ thi công b) Mục tiêu cụ thể - Thiết kế phƣơng án kết cấu bê tông cốt thép tồn khối khái tốn cho phần khung tịa nhà khoảng 5-10 tầng Nha Trang - Thiết kế phƣơng án kết cấu liên hợp khái toán cho phần khung tòa nhà khoảng 5-10 tầng Nha Trang, kết cấu dùng hệ dầm sàn liên hợp cột thép - Đánh giá so sánh hiệu hai phƣơng án - Đề xuất phƣơng án tối ƣu cho chủ đầu tƣ Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Cơng trình nhà kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối liên hợp xây dựng Nha Trang - Phạm vi nghiên cứu: Giải pháp kết cấu hợp lý phần khung cho nhà xây dựng Nha Trang Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: phƣơng pháp phân tích tổng hợp lý thuyết, phần kết cấu liên hợp áp dụng quy định Eurocode - Phƣơng pháp mô số: dùng phần mềm tính tốn để mơ tính tốn nội lực Bố cục đề tài hƣơng 1: Tổng quan tình hình xây dựng Nha Trang D13 trừ cột D14 D15 Dầm - Tầng +15.3 DK13 A+ DK14 D16 D17 Dầm - Tầng mái DK15 A-C D18 D19 D20 D21 Dbm Csm 10 11 12 Sàn tầng Sàn tầng Sàn tầng Sàn tầng +14.4 Sàn tầng +15.3 Sàn tầng mái 1 1 1 1 30.2 0.35 63.6 19.1 0.2 0.2 0.15 0.2 2 2 8.3 0.95 9.25 11.7 11.7 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.6 0.35 0.35 0.35 0.35 2 1 1 16 16.1 8.3 12 63.9 4.3 70.8 1.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.35 0.5 0.4 0.4 0.4 0.69 0.2 0.3 0.35 0.35 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 352.643 380.175 383.092 3.4E+02 101.205 238.68 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2.114 21.28 3.339 1.337 44.625 13.51 1.992 0.133 1.295 1.638 0.819 20.4 1.61 13.23 16.66 8.33 2.254 1.66 0.96 5.112 0.344 1.104 2.832 1.44 22.82 17 9.76 51.28 3.6 11.316 28.4 16.32 1 1 1 35.2643 38.0175 38.3092 34.3783 10.1205 23.868 179.96 352.643 380.175 383.092 343.783 101.205 238.68 1799.58 13 Cột T1 0.25 0.2 T2 T3 T4 T5 T6 711.75 43.92 0.90432 2.352 9.0432 35.28 18.3 0.45 0.4 0.2 0.4 3.6 14.7 0.25 0.2 0.2 0.2 0.55 0.5 0.4 0.35 3.6 7.2 3.6 3.6 5.76 2.52 50.4 86.4 39.6 0.25 0.2 0.2 0.2 0.55 0.5 0.4 0.35 3.6 7.2 7.5 1.44 2.304 2.1 20.16 34.56 33 0.35 0.3 0.2 0.45 0.4 0.4 3.6 7.5 0.864 1.2 10.08 18 0.4 3.6 14.7 0.90432 2.352 9.0432 35.28 0.1256 1.413 1.256 10 2 0.45 0.4 0.2 T6A 0.45 0.4 48.14 2.928 0.1256 1.413 1.256 0.45 1.413 T7 T8 T9 T10 T11 0.4 0.2 0.2 0.4 0.35 3.6 7.2 3.6 0.25 0.2 0.2 0.2 0.55 0.5 0.4 0.35 0.25 0.2 0.2 0.1256 1.256 1.35648 1.728 0.756 13.5648 25.92 11.88 7.2 3.6 7.5 1.44 0.576 1.05 20.16 8.64 16.5 0.4 0.35 0.3 10.8 7.5 1.512 0.9 23.76 15 0.25 0.2 0.35 0.3 18.3 4.392 73.2 0.25 0.2 0.2 0.2 0.55 0.5 0.4 0.35 3.6 7.2 3.9 0.72 1.152 0.546 10.08 17.28 8.58 0.25 0.2 0.2 0.45 0.4 0.35 10.8 7.5 1.728 1.05 25.92 16.5 2 2 Bảng diễn giải khối lƣợng KCLH: V STT Description /Nội dung công việc Dầm - Tầng IPE 450 IPE 400 IPE 360 IPE 300 IPE 100 Dầm - Tầng IPE 450 IPE 400 IPE 360 IPE 300 IPE 100 Dầm - Tầng IPE 450 IPE 360 IPE 300 IPE 100 Dầm - Tầng +14.4 IPE 360 IPE 300 IPE 100 Dầm - Tầng +15.3 IPE 300 Unit No/ Số ấu kiện Dimension/ Long/ Dài ích thƣớc Wipe/ Rộng Height/ Cao Quantities/ Area P Ration/ ệ số 1 31.8 31.8 44.1 149.4 11.6 77.6 66.3 57.1 42.2 8.1 1 31.8 31.8 46.6 113.7 28.4 77.6 66.3 57.1 42.2 8.1 1 31.8 44.1 148.6 11.6 77.6 57.1 42.2 8.1 1 31.8 237.5 15.5 57.1 42.2 8.1 81.3 42.2 Concrete/Bê tông (m3) hối lƣợng Rebar/ ốt thép (kg) 2467.68 4216.68 2518.11 6304.68 93.96 2467.68 4216.68 2660.86 4798.14 230.04 4935.36 2518.11 6270.92 93.96 1815.78 10022.5 125.55 3430.86 Dầm - Tầng mái IPE 360 IPE 300 IPE 100 10 11 12 Sàn tầng Sàn tầng Sàn tầng Sàn tầng +14.4 Sàn tầng +15.3 Sàn tầng mái 13 ột HBE 360 IPE 450 (col) IPE400 IPE 360 (col) IPE 300 (col) IPE100 VI Các vẽ phƣơng án 1 46.2 178.5 19.6 57.1 42.2 8.1 1 1 1 352.643 380.175 383.092 3.4E+02 101.205 238.68 1 1 1 43.2 68.4 21.6 83.4 205.8 75.6 T T tồn khối đơn vị thiết kế Cơng ty TNHH AF: 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 142 77.6 66.3 57.1 42.2 8.1 197.95 38.79073 41.81925 42.14012 37.81613 11.13255 26.2548 2638.02 7532.7 158.76 780.70 152.98 164.93 166.19 149.14 43.90 103.54 6134.4 5307.84 1432.08 4762.14 8684.76 612.36 ... ngồi bê tơng (kết cấu thép nhồi 13 bê tông) , nằm bên bê tông (kết cấu thép bọc bê tơng hay cịn gọi bê tơng cốt cứng), đƣợc liên kết với để làm việc Hình 1.7 Các dạng kết cấu liên hợp thép – bê tông. .. thép nhồi bê tông; c, d, g) Kết cấu thép vừa bọc vừa nhồi bê tông; h, i, k) Kết cấu thép bọc bê tông; e, f, l, m) Thép bê tông liên kết với Lịch sử phát triển kết cấu liên hợp thép – bê tông gắn... PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN SO SÁNH PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI VÀ KẾT CẤU LIÊN HỢP CHO NHÀ XÂY DỰNG TẠI NHA TRANG Học viên: Đinh Ngọc Dƣỡng Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng