Thiết kế trụ sở cty bảo hiểm

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN MỤC LỤC PHẦN I : KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH PHẦN II : KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI CHƯƠNG IV : TÍNH KẾT CẤU KHUNG KHÔNG GIAN CHƯƠNG V : TÍNH KẾT CẤU MÓNG PHẦN A : PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP BTCT PHẦN B : PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI CÁC TÀI LIỆU VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐƯC SỬ DỤNG: − Sách “Kết cấu bê tông cốt thép – Tập 1; Tập 2; tập 3” thầy Võ Bá Tầm − Sách “Những phương pháp xây dựng công trình đất yếu” thầy Hoàng Văn Tân; Trần Đình Ngô; Phan Xuân Trường; Phạm Xuân; Nguyễn Hải − Sổ tay thực hành “Kết cấu công trình” PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng − Tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995: Tiêu chuẩn tải trọng tác động − Chương trình phần mềm Sap2000V.10 để phục vụ việc tính toán nội lực − Chương trình phần mềm ETABS để phục vụ việc tính toán nội lực − Sách NỀN MÓNG tác giả Châu Ngọc Ẩn SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN PHẦN I KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH “DỰ ÁN TRỤ SỞ CÔNG TY BẢO HIỂM – QUẬN I” I TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC : − Công trình mang tên “DỰ ÁN TRỤ SỞ CÔNG TY BẢO HIỂM” xây dựng quận I, TP.HCM − Chức sử dụng công trình văn phòng cho thuê − Công trình có tổng cộng tầng hầm, tầng lầu Tổng chiều cao công trình la tính đến sàn sân thượng 30.50 m Khu vực xây dựng rộng, trống, phân cấp chức hoạt động cụ thể, sau:  Tổng diện tích xây dựng : 597.8 m2  Tầng hầm nơi để xe  Sân thượng nơi có hồ nước mái, hệ thống chống sét, thoát nước − Toàn công trình sửa dụng thang máy cầu thang làm phương tiện giao thông đứng − Giao thông ngang sử dụng sảnh, hành lang II ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU – KHÍ TƯNG – THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH − Thành phố Hồ Chí Minh nằm vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, chia làm mùa rõ rệt: mùa mưa mùa khô − Các yếu tố khí tượng: o Nhiệt độ trung bình năm: 26oC o Nhiệt độ thấp trung bình năm: 22oC o Nhiệt độ cao nhật trung bình năm: 30oC o Số nắng trung bình cao o Lương mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm o Độ ẩm tương đối trung binh: 78% o Hướng gió thay đổi theo mùa  Mùa khô: Từ Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam Nam  Mùa mưa: Tây-Nam Tây  Tầng suất lặng gió trung bình năm 26% − Thủy triều tương đối ổn định, xẩy tượng biến đổi dòng nước , lụt lội có vùng ven xẩy III CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC: − Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện bố trí ngầm tường sàn , có hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình cần thiết SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN − Hệ thống cấp nước: nguồn nước lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ chứa tầng hầm bơm lên hồ nước mái Từ nước dẫn đến nơi công trình − Hệ thống thoát nước: nước thải sinh hoạt thu từ ống nhánh, sau tập trung ống thu nước bố trí thông tầng Nước tập trung tầng hầm, xử lý đưa vào hệ thống thoát nước chung thành phố − Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng: phòng đảm bảo thông thoáng tự nhiên cửa sổ, cửa kiếng bố trí hầu hết phòng Có hệ thống máy lạnh điều hòa nhiệt độ Các phòng chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo − Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: tầng đếu trang bị thiết bị chống hỏa đặt hành lang, nhà lắp đặt hệ thống báo khói tự động SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN PHẦN II KẾT CẤU CÔNG TRÌNH SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Mặt sàn tầng điển hình: S1 S1 S5 S5 S2 S8 S3 S6 S7 S4 S11 S1 S1 S2 S8 S5 S5 S6 S7 S10 S9 S1 S1 S2 S8 S3 SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN Theo mặt tầng điển hình, ta chia làm 11 ô sàn: STT ô L2(mm) L1(mm) L2/L1 Phân loại S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 4,0 5,1 5,4 6,0 4,0 5,1 2.1 2,1 2,4 3,0 1,4 5,4 5,4 6,0 6,0 6,0 6,0 6.0 5.4 6,00 4,0 6,0 1,35 1,1 1,12 1,5 1,18 1,1 2,8 2,5 1,3 4,3 Bản hai phương Bản hai phương Bản hai phương Bản hai phương Bản hai phương Bản hai phương Bản hai phương Bản phương Bản phương Bản hai phương Bản phương TÍNH TOÁN SÀN BẢN KÊ CẠNH 1.1 Sơ kích thước sàn dầm: 1.1.1 Kích thước sàn: - Theo yêu cầu cấu tạo, chiều dày sàn hb ≥ 80 (mm) - Theo kinh nghiệm, ta có công thức tính chiều dày kê bốn cạnh: D × L1 D *6000 = =120 ÷ 150 mm m m m = 40 ÷ 50 Với:   D = Vậy: chọn sàn có chiều dày hb= 120 mm 1.1.2 Kích thước dầm: Sơ kích thước dầm xác định sơ sau: 1 1 1 1 Chiều cao dầm hd: hd =  ÷ ÷xL =  ÷ ÷x8 = (0.8 ÷ 0.6)  10 13   10 13  hb =  1 1 1 1 Chiều rộng dầm bd: bd =  ÷ ÷xhd =  ÷ ÷x600 = (300 ÷ 150) 2 4 2 4 Bảng thống kê kích thước dầm sau: Tên Kích thước Tên Kích thước Dầm ( bxh) Dầm ( bxh) Trục A 2500x500 Truïc 300x600 Truïc A’ 2500x500 Truïc 300x600 Truïc B 2500x500 Truïc 300x600 Truïc B’ 2500x500 Truïc 300x600 Truïc C 2500x500 Truïc 300x600 Truïc D 2500x500 Trục 300x600 SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN 1.2 Sơ đồ tính toán: + Các ô phương: Tính ô đơn + Các ô phương có h d> 3δb ⇒ Các ô sàn liên kết với dầm liên kết ngàm + Các ô phương: Các ô có h d > 3δb ⇒ Xung quanh liên kết ngàm với dầm + Sơ đồ tính thuộc loại ô số 1.3 Tải trọng tác dụng lên sàn: Tải trọng tác dụng lên ô sàn gồm có tónh tải hoạt tải sử dụng Tónh tải bao gồm tải trọng thân cấu tạo sàn, thiết bị sử dụng; hoạt tải lấy theo qui phạm TCVN 2737- 1995 1.3.1 Tónh tải: Bảng tính toán tải trọng sàn tầng điển hình: Vật Liệu Gạch lát Vữa lót Bản BTCT Vữa trát trần Tổng cộng: Chiều dày(m) 0.01 0.02 0.1 0.015 Tải tiêu chuẩn(kG/m3) 2000 1800 2500 1800 Tổng cộng Hệ số 1.1 1.3 1.1 1.3 SVTH: NGUYEÃN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 Tải tính tốn (kG/m2) 22 46.8 330 35.1 433.9 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN Vậy: Tổng tónh tải tiêu chuẩn gtc= 333 (kG/m2) Tổng tónh tải tính toán gtt= 433.9 (kG/m2) 1.3.2 Hoạt tải: p Tra bảng 3, tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, qui định tải trọng tiêu chuẩn cho loại hoạt tải sau: Ký hiệu Ptc(kG/m Ptt(kG/m Loại hoạt tải Hệ số loại hoạt 2 ) ) taûi 200 1.3 260 P1 Văn phịng WC 200 1.2 240 P2 Hành lang 300 1.2 360 P3 Đối với mặt tầng điển hình, ta lấy hoạt tải sau: Tại ô sàn 1,2,3,5,6,9,10,11 ptc=200 kG/m2; tt p =240 kG/m2 Tải cho ô ptc=200 kG/m2; ptt=240 kG/m2 Tải cho ô 7,8 ptc=300 kG/m2; ptt=360 kG/m2 1.4 Tính toán nội lực tác dụng lên ô sàn: Tính nội lực cho kê cạnh sau: Bước 1: Xác định liên kết sàn với dầm tường Liên kết tường sàn qui ước liên kết tựa đơn Liên kết dầm xác định phụ thuộc vào tỉ số hd/hb: ♦ Hd/hb ≥ 3: liên kết ngàm ♦ Hd/hb ≤ 3: liên kết tựa đơn Bước 2: Xác định số hiệu ô Ta chia kê cạnh thành 11 loại, tuỳ theo cấu tạo liên kết tương ứng với cạnh Tương ứng với số hiệu ô bản, tra bảng ta hệ số tính moment mi1,mi2 moment âm gối ki1,ki2 Bước 3: Xác định moment ô Đặt P= (p+g)xL1xL2 Moment dương lớn bản: ♦ M1= mi1xP ( kgm ) ♦ M2= mi2xP ( kgm ) Moment âm lớn gối: ♦ MI = ki1xP ( kgm ) ♦ MII= ki2xP ( kgm) Bước 4: Tính thép cho ô Tính tương tự cấu kiện chịu uốn: Xác định a: chiều dày lớp bêtông bảo vệ Xác định chiều cao hữu hiệu h0= hb-a Xác định: M A= ; Rn xbxh02 SVTH: NGUYỄN PHÚ TẦN – MSSV: 08B1040391 TRANG Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Khóa 2008-2010 GVHD: PGS.TS VÕ PHÁN α = − − xA Tính diện tích thép cần thiết: Fa α × Rn × b × h0 Fa = (cm2) Ra Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Fachon µ%= x100 ; b.ho µmin=0.1% < µ% < µmax=0.9% 1.5 Xác định nội lực: L2 • Xét tỷ số >2: Bản làm việc phương L1 - Để tính toán ta cắt dãy rộng 1m tính toán dầm đầu ngàm - Tải trọng tính toán: qtt= gtt + qtt - Moment nhịp: Mn= - q tt L12 24 Moment goái: q tt L12 12 Kết tính toán ô phương lập bảng sau : Mg= Ô Chiều dài nhịp(m) Tải trọng (kG) Mô men gối (kG.m) Mô men nhòp (kG.m) 2.1 794 292 146 2.1 794 292 146 2.4 694 333 167 1.5.1 Tính nội lực bố trí thép cho ô 1: Kích thước ô 1: 4000x5400 (mm) SVTH: NGUYỄN PHÚ TAÀN – MSSV: 08B1040391 TRANG 10 300 300 300 250 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Xây Dựng Khóa 2008-2010 GVHD : PGS TS VÕ PHÁN 250 300 300 300 250 250 12/ • Kiểm tra lực tác dụng lên cọc Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính toán, mômen theo hai phương (M x, My), lực ngang theo hai phương (Qx, Qy) Trọng lượng thân đài cọc N đtt = n.Fđ.h γ tb = 1.1x1.1x1.1x0.8x2.5= 3.7 T Tổng trọng lượng đài coïc : ∑N = N tt + N đtt = 153.2+3.7= 156.9 T Lực truyền xuống cọc: P( x , y ) = ∑ N ∑ My*x ∑ Mx* y ± ± nc n nc yi ∑ x ∑ i i =1 i =1 Trong đó; ∑ N tổng tải trọng tính toán tác dụng lên đài cọc nc : số lượng cọc Mx : momen tải quanh trục x qua trọng tâm tiết diện cọc đáy đài My : momen tải quanh trục y qua trọng tâm tiết diện cọc đáy đài x, y : tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng tọa trục x, y đáy đài xi , yi : tọa độ cọc thứ i trọng tọa trục x, y đáy đài Bảng kết tính toán Momen My quy trọng tâm đáy đài : ∑ My = My + Qy * H m =0.03+ 0.5*1.1=0.58 T.m Momen Mx quy trọng tâm đáy đài : ∑ Mx = Mx + Qx * H m = 0.2+1.6*1.1=1.96 Tm 145107SVTH : NGUYỄN PHÚ TẦN MSSV :08B1040391 Trang Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Xây Dựng Khóa 2008-2010 GVHD : PGS TS VÕ PHÁN 156.9 P = = 156.9T Lực tác dụng lớn lên cọc Pmax = 156.9 T Lực tác dụng lớn lên cọc Pmin = 156.9 T Pmax = 156.9 T nhö thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên Pmin >0 nên kiểm tra theo điều kiện chống nhổ 13/ Kiểm tra lực tác dụng lên đất Xác định kích thước móng khối quy ước ϕ tc tb ∑ ϕ li = ∑ li tc tb φtbtc = α= 0 0 54 ' x8.35 + 28 50 ' x 2.5 + 10 ' x8.5 + 28 52 ' x8.15 27.15 φ = tc tb 17 14 = 17 14 = 18 tagα = tag 4018 = 0.075 Kích thước móng khối quy ước xác định theo công thức sau: am = a1 + x L x tagα bm = b1 + x L x tagα Với : am; bm chiều dài chiều rộng khối móng quy ước Trang 145108SVTH : NGUYỄN PHÚ TẦN MSSV :08B1040391 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Xây Dựng Khóa 2008-2010 GVHD : PGS TS VÕ PHÁN a1; b1 khoảng cách giửa mép cọc biên theo chiều dài chiều rộng đài cọc Bảng kết tính toán am = 0.6 + x 27.25 x 0.075 = 4.7 m bm =0.6 + x 27.25 x 0.075 = 4.7 m Diện tích móng khối quy ước Fm = 22 m2 chiều cao khối móng quy ước hm= 28.35 m Xác định áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước Rtc = m( Abm + Bhm )γ tb + Dctc Bảng tính toán Rm - tc m A B 146.7 1.000 1.051 5.2 (A;B;D - tra bảng D 7.63 bm 4.7 hm 28.35 Ctc 42 Rtc = m( Abm + Bhm )γ tb + Dctc = 146.7 T/m2 m = Hệ số điều kiện làm việc γ1 = ∑ γ h ∑h i i = 0.95 x8.35 + 0.998 x 2.5 + 0.912 x8.5 + 0.982 x8.15 27.25 i = 0.96(T / m ) A,B,C Hệ số phụ thuộc vào ϕ = 28o52’Tra baûng => A = 1.051 B = 5.20 D = 7.63 Ctc = 0.42T/m2 Xác định trọng lượng khối đất móng quy ước là: Qm = Fm x ∑ ( hi x γ i ) = 22*(8.35*0.95+2.5*0.988+8.5*0.912+8.15*0.982)= 576 T Trọng lượng khối móng quy ước : 576 T Vậy Notc = 133+576= 709 (T) Moment tiêu chuẩn tâm đáy móng quy ươc: Mxtc= Mx + Qy.Hđ = 0.17 + 0.43x28.35 = 12.3 Tm Mytc = My + Qxd.Hd = 0.026 + 1.39x28.35 = 39.4 Tm Độ lệch tâm ex, ey: e x= M y 39.4 M x 12.3 = = 0.017 m; ex= = = 0.055 m N tc N tc 709 709 Xác định ứng suất trung bình đáy móng khối quy ước: N tc + Qm 709 σ = = = 32.2(T / m) Fm 22 tb 145109SVTH : NGUYỄN PHÚ TẦN MSSV :08B1040391 Trang Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Xây Dựng Khóa 2008-2010 GVHD : PGS TS VÕ PHÁN N tc + Qm 6e 6ey * 0.017 * 0.055 (1 + x + ) = 32.2(1 + + ) = 35.15(T / m) 4.7 4.7 Fm am bm N tc + Qm e 6e y * 0.017 * 0.055 σ = (1 − x − ) = 32.2(1 − − ) = 29.3(T / m) 4.7 4.7 Fm am bm σ max = Ta thấy σ tb ≤ Rtc thỏa điều kiện ổn định cho đất Ta thấy σ > thỏa điều kiện ổn định cho đất Kiểm tra lún cho móng: Ta tính toán độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Tính độ lún móng cọc trường hợp độ lún khối móng quy ước thiên nhiên Ứng suất thân đáy lớp ñaát: n σ = ∑ γ i * hi = 0.95 x8.35 + 0.998 x 2.5 + 0.912 x8.5 + 0.982 x8.15 = 26.12(T / m) bt z i =1 Ứng suất gây lún đáy khối quy ước: σ zgl=0 = σ tb − σ zbt = 32.2 − 26.12 = 6.08(T / m) Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp hi= 0.5 m Bảng tính lún: Điể m Độ saâu Z (m) 0.5 1.5 Lm/B m 2Z/B Ko 1 1 0.2 0.43 0.64 0.98 0.96 0.86 σ zigl (T ) σ zibt (T) (T/m 2) 6.08 5.96 5.8 5.22 (T/m 2) 26.12 26.6 27.1 27.6 Tỉ số σ zibt (T)/ σ zigl (T ) 4.29 4.4 4.7 5.3 Chiều sâu chịu nén cực hạn đáy móng kết thúc độ sâu có: 5.σZgl A = 1.051 B = 5.20 D = 7.63 Ctc = 0.42T/m2 Xác định trọng lượng khối đất móng quy ước là: Qm = Fm x ∑ ( hi x γ i ) = 42.6*(8.35*0.95+2.5*0.988+8.5*0.912+8.15*0.982)= 1114 T Troïng lượng khối móng quy ước : 1114 T Vậy Notc = 437 + 1114= 1551 (T) Moment tiêu chuẩn tâm đáy móng quy ươc: Mxtc= Mx + Qy.Hđ = 0.72 + 0.6x28.35 = 17.73 Tm Mytc = My + Qxd.Hd = 0.35 + 0.43x28.35 = 12.5 Tm Độ lệch tâm ex, ey: e x= M y 12.5 M x 17.73 = = 0.01 m; ex= = = 0.008 m N tc N tc 1551 1551 Xác định ứng suất trung bình đáy móng khối quy ước: N tc + Qm 1551 tb σ = = = 36.4(T / m) Fm 42.6 N tc + Qm 6e 6e * 0.01 * 0.008 σ max = (1 + x + y ) = 36.4(1 + + ) = 37(T / m) Fm am bm 6.53 6.53 N tc + Qm 6e 6e * 0.01 * 0.008 σ = (1 − x − y ) = 36.4(1 − − ) = 34(T / m) Fm am bm 6.53 6.53 Ta thaáy σ tb ≤ Rtc thỏa điều kiện ổn định cho đất 145118SVTH : NGUYỄN PHÚ TẦN MSSV :08B1040391 Trang Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Xây Dựng Khóa 2008-2010 GVHD : PGS TS VÕ PHÁN Ta thấy σ > thỏa điều kiện ổn định cho đất Kiểm tra lún cho móng Ta tính toán độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Tính độ lún móng cọc trường hợp độ lún khối móng quy ước thiên nhiên Ứng suất thân đáy lớp ñaát: n σ = ∑ γ i * hi = 0.95 x8.35 + 0.998 x 2.5 + 0.912 x8.5 + 0.982 x8.15 = 26.12(T / m) bt z i =1 Ứng suất gây lún đáy khối quy ước: σ zgl=0 = σ tb − σ zbt = 36.4 − 26.12 = 10.28(T / m) Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp hi= m Bảng tính lún: Điể m Độ sâu Z Lm/B m 2Z/B Ko σ zigl (T ) σ zibt (T) Tæ soá σ zibt (T)/ σ zigl (T ) (T/m (T/m (m) 2) 2) 0 1 10.28 26.12 2.5 1 0.31 0.98 10.1 27.1 2.7 2 0.61 0.88 9.1 28.1 2.9 3 0.92 0.8 8.2 29.1 3.6 4 1.23 0.6 6.2 30 4.8 5 1.53 0.47 4.8 31 6.5 Chiều sâu chịu nén cực hạn đáy móng kết thúc độ sâu có: 5.σZgl 3δb ⇒ Các ô sàn liên kết với dầm liên kết ngàm + Các ô phương: Các ô có h d > 3δb ⇒ Xung quanh liên kết ngàm với dầm + Sơ đồ tính thuộc loại ô số 1.3 Tải trọng