Thiết kế kết cấu và ứng dụng BIM để thiết kế tiến độ thi công, công trình opal boulevard

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU VÀ ỨNG DỤNG BIM ĐỂ THIẾT KẾ TIẾN ĐỘ THI CƠNG CƠNG TRÌNH OPAL BOULEVARD SVTH: ĐỖ HỒN THIỆN (LỚP 15X1B - STSV: 110150162) HÀ XUÂN LONG (LỚP 15X1B - STSV: 110150135) HỒ TẤN PHÁT (LỚP 15X1B - STSV: 1101501430 GVHD: PGS TS ĐẶNG CÔNG THUẬT KS NGUYỄN CÔNG HUÂN Đà Nẵng – Năm 2019 Trang MỤC LỤC PHẦN I: KIẾN TRÚC CHƯƠNG TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 11 I SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ: 11 II ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 11 Vị trí xây dựng cơng trình 11 Các điều kiện khí hậu tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh 11 3.Tình hình địa chất cơng trình địa chất thuỷ văn 12 III.QUY MƠ VÀ ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH: 17 IV.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 17 1.Thiết kế tổng mặt 17 Giải pháp thiết kế kiến trúc 18 V TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT: 21 Mật độ xây dựng: 21 PHẦN II: KẾT CẤU CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU - TẢI TRỌNG – KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN VÀ KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA CƠNG TRÌNH 23 1.1 Vật liệu sử dụng: 23 1.1.1 Bê tông: 23 1.1.2 Cốt thép: 23 1.1.2 Lớp bê tông bảo vệ cốt thép: 23 1.2.Tải trọng đứng tác dụng lên cơng trình: 24 1.2.1.Tĩnh tải : 24 1.2.2.Hoạt tải 25 1.3 Kích thước tiết diện: 26 1.3.1 Chọn sơ chiều dày sàn: 26 1.3.2 Chọn sơ tiết diện dầm: 27 1.3.1 Chọn sơ tiết diện cột vách: 28 1.4.Tải trọng ngang tác dụng lên cơng trình: 30 1.4.1.Tải trọng gió: 30 1.4.1.1.Thành phần tĩnh gió: 30 Trang 1.4.1.2.Thành phần động gió: 31 1.4.2 Tải trọng động đất: 33 1.4.2.1 Xác định loại đất nền: 33 1.4.2.2 Xác độ mức độ tin cậy hệ số tầm quan trọng: 33 1.4.2.3 Xác định gia tốc thiết kế: 33 1.4.2.4 Xác định hệ số ứng xử theo phương ngang: 34 1.4.2.5 Tính tốn phổ phản ứng: 34 1.4.2.6 Phân tích phổ phản ứng: 35 1.5 Tổ hợp tải trọng: 37 1.5.1.Tổ hợp tải trọng bản: 38 1.5.2 Tổ hợp tải trọng đặc biệt: 38 1.5.3 Bảng tổ hợp tải trọng: 38 1.6 Kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình: 42 1.6.1 Kiểm tra chuyền vị đỉnh kết cấu: 42 1.6.2 Kiểm tra chuyền vị ngang tương đối tầng tải trọng gió :42 1.6.3 Kiểm tra chuyền vị ngang tương đối tầng tải trọng động đất : 42 1.6.4 Kiểm tra ổn định lật: 43 1.6.5 Kiểm tra ổn định chống trượt: 43 1.6.7 Kiểm tra hiệu ứng P-Delta: 43 CHƯƠNG : LÝ THUYẾT TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU 45 2.1 Thiết kế kết cấu chịu uốn: 45 2.1.1 Thiết kế theo trạng thái giới hạn 1: 46 2.1.1.1.Tính tốn cốt thép dọc: 46 2.1.1.2.Tính tốn cốt thép đai: 49 2.1.2 Thiết kế theo trạng thái giới hạn 2: 50 2.1.2.1 Kiểm tra nứt: 51 2.1.2.2 Kiểm tra độ võng: 55 2.2 Thiết kế kết cấu chịu nén: 60 2.2.1 Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm: 61 2.2.2 Phương pháp gần tính tốn cốt thép cho cấu kiện tiết diện hình chữ nhật chịu nén lệch tâm theo hai phương: 62 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 65 Trang 3.1 Kích thước tiết diện 65 3.2 Phương pháp tính 65 3.3 Tải trọng tác dụng tổ hợp tải trọng 65 3.4 Kết nội lực từ Safe 65 3.5 Phân chia ô sàn 67 3.6 Tính tốn bố trí thép 68 3.7 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn 70 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤU KIỆN KHUNG TRỤC 16 76 4.1.Thiết kế dầm: 77 4.1.1.Tính tốn cốt thép dầm: 77 4.1.1.1 Cốt thép dọc: 77 4.1.1.2 Cốt thép đai: 79 4.1.1.3 Cốt thép treo: 80 4.1.2.Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn 2: 81 4.1.2.1.Kiểm tra vết nứt dầm: 81 4.1.2.2.Kiểm tra độ võng dầm: 85 4.1.3.Cấu tạo kiểm tra theo yêu cầu kháng chấn: 89 4.2 Thiết kế vách: 90 4.2.1 Cơ sở lý thuyết: 91 4.2.2 Phương pháp giả thuyết vùng biên chịu mô men: 91 4.2.3 Tính tốn cốt thép dọc cho vách: 92 4.2.4 Tính toán cốt thép ngang cho vách: 94 4.2.5 Cấu tạo kiểm tra theo yêu cầu kháng chấn cho vách: 95 4.2.5.1 Kiểm tra tỉ số nén (hệ số lực dọc quy đổi): 95 4.2.5.2 Cấu tạo kháng chấn cho vách: 95 4.3 Thiết kế cột: 96 4.3.1.Tính tốn cốt thép cột: 96 4.3.1.1 Cốt thép dọc: 96 4.3.1.2 Cốt thép ngang: 98 4.3.2 Cấu tạo kiểm tra theo yêu cầu kháng chấn cho cột: 99 4.3.2.1 Kiểm tra tỉ số nén (hệ số lực dọc quy đổi): 99 4.3.2.2 Cấu tạo kháng chấn cho cột: 99 4.4.Các yêu cầu neo, nối cốt thép: 100 Trang 4.4.1 Tính chiều dài đoạn neo nối cốt thép theo TCVN 5574:2012: 100 4.4.2.1.Neo cốt thép dầm: 103 4.4.2.2.Nối cốt thép: 104 CHƯƠNG : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ 105 5.1 Kích thước cầu thang: 105 5.2.1 Tải trọng tác dụng: 106 5.2.2 Sơ đồ tính: 107 5.2.3 Tính tốn cốt thép: 108 5.3 Tính dầm chiếu tới: 109 5.3.1 Tải trọng tác dụng: 109 5.3.2 Xác định nội lực: 109 5.3.3 Tính tốn cốt thép: 110 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC NGẦM 113 6.1 Cấu tạo phân tích kết cấu: 113 6.2 Tính tốn thiết kế cấu kiện: 113 6.2.1 Bản nắp, dầm nắp: 113 6.2.2 Bản thành: (Tính vách trục 17’) 113 6.2.3 Bản đáy: 116 6.2.4 Dầm đáy: 120 CHƯƠNG : THIẾT KẾ MÓNG 124 7.1 Tổng hợp số liệu địa chất 124 7.1.1 Vị trí khu vực khảo sát xây dựng 124 7.1.2 Khối lượng công tác khảo sát thực 124 7.1.3 Điều kiện địa chất cơng trình 124 7.1.4 Đánh giá kết khảo sát 126 7.2 Phương án 1: Móng cọc khoan nhồi 127 7.2.1 Tính tốn móng cọc khoan nhồi theo TCVN 10304-2012: 127 7.2.3 Thiết móng cho vách khung trục số 16 164 7.3 Phương án 2: Móng cọc ly tâm 183 7.3.1 Tiết diện cọc 183 7.3.2 Vật liệu làm cọc 183 7.3.3 Sức chịu tải cọc ép ly tâm ứng suất trước 183 7.3.4 Thiết kế móng cho hố thang máy (hố pit) 185 Trang PHẦN III: THI CÔNG CHƯƠNG 8: THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 206 8.1 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi 206 8.1.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách 206 8.1.2 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách 206 8.2 Quy trình thi cơng cọc khoan nhồi 207 8.2.1 Công tác chuẩn bị 207 8.2.2 Định vị tim cọc: 211 8.2.3 Hạ ống vách: 211 8.2.4 Khoan tạo lỗ: 212 8.2.5 Xác nhận độ sâu, nạo vét cặn lắng: 212 8.2.6 Lắp đặt cốt thép: 213 8.2.7 Lắp ống đổ bê tông, ống thổi rửa thổi rửa hố khoan: 213 8.2.8 Đổ bê tông: 214 8.2.9 Rút ống vách, lấp hố cọc: 214 8.3 Công tác thử tĩnh cọc khoan nhồi 214 8.4 Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi 215 CHƯƠNG 9: THI CÔNG ĐÀO ĐẤT 216 9.1 Quy trình thi cơng đất 216 9.2 Xác định khối lượng đất công tác 220 9.2.1 Khối lượng đất công tác giai đoạn 1, 220 9.2.2 Khối lượng đất công tác giai đoạn 220 9.2.3 Khối lượng đất công tác giai đoạn 4, 220 9.3 Chọn máy thi công đất 221 9.3.1 Chọn máy đào giai đoạn 221 9.3.2 Chọn máy đào giai đoạn 2, 222 9.3.3 Chọn máy đào giai đoạn 4, 225 9.4 Sơ đồ chuyển máy 226 9.4.1 Sơ đồ di chuyển máy giai đoạn 226 9.4.2 Sơ đồ di chuyển máy giai đoạn 2, 226 9.4.3 Sơ đồ di chuyển máy giai đoạn 4, 227 CHƯƠNG 10: THI CÔNG MÓNG 228 Trang 10.1.Thi cơng đài móng: 228 10.1.1.Trình tự thi cơng: 229 10.1.2 Tính tốn ván khn đài móng DTM1: 230 10.2.Thi cơng đổ bê tơng móng: 233 10.2.1 Tính thể tích bê tông: 233 10.2.2.Chọn thiết bị thi công : 235 CHƯƠNG 11: TÍNH TỐN CỐP PHA TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 23) 237 11.1.Thông tin chung: 237 11.1.1.Đặc trưng vật liệu: 237 11.1.2 Tiêu chuẩn áp dụng: 238 11.2 Tính toán cốp pha cột, vách : 238 11.2.1 Cấu tạo cốp pha vách: 238 11.2.2 Tải trọng tác dụng: 239 11.2.3 Tính tốn, kiểm tra: 239 11.3 Tính tốn cốp pha sàn : 242 11.3.1 Cấu tạo cốp pha sàn: 242 11.3.2 Tải trọng tác dụng: 242 11.3.3 Tính tốn, kiểm tra: 243 11.4 Tính toán cốt pha dầm: 245 11.4.1 Cấu tạo cốp pha dầm: 245 11.4.2 Tính tốn cốp pha đáy dầm: 246 11.4.3 Tính tốn cốp pha thành dầm: 248 CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ CỐP PHA CẦU THANG BỘ 250 12.1 Tính tốn cốt pha cho thang chiếu nghỉ: 251 12.1.1 Tải trọng tác dụng: 251 12.1.2 Tính tốn khoảng cách xương ngang: 252 12.1.2 Tính tốn khoảng cách xương dọc: 253 12.1.2 Tính tốn khoảng cách cột chống: 253 12.2 Tính tốn cốp pha cho dầm chiếu nghỉ (250X500) 254 12.2.1.Tính tốn cốp pha đáy dầm : 254 12.2.2 Tính tốn cốt pha thành dầm : 256 CHƯƠNG 13: THUYẾT MINH TÍNH TỐN GIÀN GIÁO BAO CHE 258 13.1.Cơ sở tính tốn: 258 Trang 13.2.Thông số đầu vào: 258 13.2.1 Vật tư sử dụng: 258 13.2.2 Diện chịu tải sàn thao tác: 258 13.2.3 Tải trọng tác dụng: 258 13.2.4.Vật liệu: 258 13.3 Tính tốn, kiểm tra: 258 13.3.1 Kiểm tra khả chịu lực xà gồ thép hộp: 258 13.3.2 Kiểm tra khả chịu lực dầm thép chữ I: 259 13.4 Kiểm tra khả chịu lực bu lông neo vào sàn: 262 13.4.1 Kiểm tra khả chịu kéo bu lông: 263 13.4.2 Kiểm tra khả chịu cắt bu lông: 263 13.4.3 Kiểm tra khả đoạn neo bu lông: 263 13.4.4 Kiểm tra khả chịu lực đường hàn mã dầm: 264 CHƯƠNG 14: TÍNH TỐN GƠNG CẨU THÁP 265 14.1.Thông số đầu vào: 265 14.1.1.Cơ sở tính tốn: 265 14.1.2.Vật liệu: 265 14.1.3 Lựa chọn thông số cẩu tháp: 265 14.1.4 Tải trọng tác động lên tầng gông thân cẩu tháp: 265 14.1.5 Tổ hợp tải trọng: 266 14.1.6 Mơ hình: 267 14.1.7 Kết phân tích: 269 14.2 Tính tốn kiểm tra: 270 14.2.1 Kiểm tra giằng thép hình: 270 14.2.2 Kiểm tra bu lông liên kết gối đỡ sàn: 271 14.2.3 Kiểm tra ắc liên kết: 272 14.2.4 Kiểm tra đoạn neo bu lông nối sàn: 272 14.2.5 Kiểm tra đường hàn: 274 CHƯƠNG 15:THUYẾT MINH TÍNH TỐN HỆ GIẰNG SHORINGKINGPOST 276 15.1.Cơ sở tính toán: 276 15.2.Thông số đầu vào: 276 15.2.1 Vật tư sử dụng: 276 Trang 15.2.2 Tải trọng tác dụng: 276 15.2.3 Mơ hình: 276 15.2.4 Kết phân tích từ phần mềm: 279 15.3 Tính tốn, kiểm tra: 281 15.3.1 Kiểm tra khả chịu lực giằng chống: 281 Chương 16: LẬP TỔNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG VÀ THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG 282 16.1 CƠ SỞ LẬP TIẾN ĐỘ 282 16.1.1 Cơ sở: 282 16.1.2 Nguyên tắc: 282 16.2 TRÌNH TỰ LẬP TIẾN ĐỘ: 282 16.3 TIẾN HÀNH LẬP TIẾN ĐỘ THI CƠNG CƠNG TRÌNH: 282 16.3.1 Tính tốn khối lượng cơng tác: 282 15.3.2 Tính tốn nhu cầu nhân lực máy móc: 284 16.3.2 Mối liên hệ công tác: 290 16.4 Lập luận phương án tổng mặt 290 16.4.1 Sự cần thiết phải thiết kế tổng mặt thi công 290 16.4.2 Các giai đoạn thiết kế tổng mặt 290 16.4.3 Nguyên tắc thiết kế tổng mặt 291 16.4.4 Trình tự thiết kế 291 16.5 Tính tốn kho bãi cơng trường 292 16.5.1 Tính diện tích kho chứa xi măng 292 16.5.2 Tính diện tích bãi chứa cát 292 16.7 Tính tốn nhà tạm 293 16.7.1 Tính tốn diện tích loại nhà tạm 293 16.7.2 Chọn hình thức nhà tạm 293 16.8 Bố trí sở vật chất công trường 293 Chương 17:THIẾT KẾ BIỆN PHÁP AN TOÀN THI CÔNG 295 17.1 An tồn thi cơng đào đất: 295 17.2 An toàn thi công cọc: 295 17.3 An tồn thi cơng lắp dựng cốp pha: 295 17.4 An tồn thi cơng lắp đặt cốt thép: 296 Trang 17.5 An tồn thi cơng đổ bê tơng: 296 17.6 An toàn cẩu lắp: 296 17.7 An toàn chống sét: 297 CHƯƠNG 18: ÁP DỤNG BIM VÀO THIẾT KẾ TIẾN ĐỘ THI CƠNG CƠNG TRÌNH 298 18.1 Giới thiệu BIM: 298 18.1.1 BIM gì: 298 18.1.2 Lợi ích việc áp dụng BIM mang lại cho việc thiết kế: 298 18.2 Áp dụng BIM thiết kế tiến độ thi công: 298 18.2.1 Mơ hình thơng tin 3D cơng trình: 299 18.2.2 Diễn họa q trình thi cơng video sử dụng NavisWorks: 301 Trang 10 ... chuẩn thi? ??t kế: Áp dụng tiêu chuẩn 5574:2012 thi? ??t kế kết cấu bê tông cốt thép sách bê tông sở biên soạn dựa tiêu chuẩn 2.1 Thi? ??t kế kết cấu chịu uốn: Cấu kiện chịu uốn cấu kiện chịu tác dụng. .. 16.4.1 Sự cần thi? ??t phải thi? ??t kế tổng mặt thi công 290 16.4.2 Các giai đoạn thi? ??t kế tổng mặt 290 16.4.3 Nguyên tắc thi? ??t kế tổng mặt 291 16.4.4 Trình tự thi? ??t kế 291... thang - Tầng mái b Thi? ??t kế mặt ? ?ứng: Cơng trình thi? ??t kế theo hình khối hộp, với khối nhô tạo điểm nhấn cho mặt ? ?ứng, mặt ngồi cơng trình kết hợp mục đích sử dụng: − Thi? ??t kế hệ thống điều hịa