(Đồ án tốt nghiệp) công trình cao ốc văn phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CAO ỐC VĂN PHÒNG GVHD: TS.TRẦN TUẤN KIỆT SVTH : NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 SKL006961 Tp Hồ Chí Minh, tháng 2018 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên : NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Công T Tên đề tài : Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS TRẦN TUẤN KIỆT NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) TP HCM, ngày… tháng… năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung: II/ Tải trọng tác động: II.1/ Tải đứng: II.1.1/ Tĩnh tải: II.1.2/ Hoạt tải: II.2/ Tải ngang: III/ Phương án thiết kế: IV/ Vật liệu sử dụng: CHƯƠNG II: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ SÀN I/ Tính toán sơ tiết diện: II/ Tải trọng: II.1/ Tải trọng thường xuyên lớp sàn: II.2/ Tải trọng thường xuyên tường xây: II.3/ Hoạt tải tác dụng lên sàn: III/ Xác định nội lực Phương pháp PTHH III.1/ Xác định nội lực III.2/ Chia dãy, gán tải, mesh sàn III.3/ Giá trị nội lực sàn: 13 IV/ Tính tốn bố trí thép cho sàn: 15 V/ Tính tốn kiểm tra độ võng phần mềm safe 2012 16 V.1/ Các bước khai báo mô hình tính tốn safe 2012 17 V.2/ kết tính tốn độ võng phần mềm safe 2012 22 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ CẦU THANG I/ Cấu tạo cầu thang: 24 II/ Tính tốn – thiết kế thang: 24 II.1/ Tải trọng: 24 II.2/ Tĩnh tải: 24 II.3/ Hoạt tải: 26 II.4/ Sơ đồ tính nội lực: 26 II.5/ Tính tốn bố trí cốt thép: 30 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ KHUNG Sơ tiết diện cột: 33 I/ Tính tốn tải trọng: 34 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP I.1/ Tĩnh tải: 34 I.1.1/ Tĩnh tải trọng lượng thân sàn: 34 I.1.2/ Tải tường: 34 I.2/ Hoạt tải: 35 I.3/ Tính tốn tải gió: 35 I.3.1/ Cơ sở lý thuyết: 35 I.3.2/ Tính tốn tải gió tĩnh: 37 II/ Tổ hợp tải trọng: 38 II.1/ Các trường hợp tải trọng: 38 II.2/ Tổ hợp nội lực từ trường hợp tải: 38 III/ Mơ hình khung vào ETABS: 39 IV/ Tính toán cốt thép dầm khung: 42 IV.1/ Nội lực khung: 42 IV.2.1/ Tính tốn cốt thép dọc: 46 IV.3/ Tính tốn thép đai: 57 V/ Tính tốn cốt thép cột cho khung: 57 V.1/ Tính tốn thép dọc cột: 57 V.1.1/ Ngun tắc tính tốn: 57 V.1.2/ Nội lực tính tốn cốt thép dọc cho cột: 57 V.1.3/ Cơ sở lý thuyết: 58 V.1.4/ Tính tốn cốt thép cho cột 60 V.2/ Tính thép đai cho cột 65 V.2.1/ Cơ sở lý thuyết tính tốn: 65 V.2.2/ Một số yêu cầu cấu tạo bố trí cốt đai: 65 V.2.3/ Tính tốn cụ thể cột C6 Tầng 66 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung: - Tên cơng trình: Văn phịng - Địa cơng trình: TP.HCM - Quy mơ cơng tình + Cơng trình bao gồm: tầng trệt, tầng lầu, mái BTCT, tầng cao 3.5 m + Chiều cao cơng trình: 28 m tính từ mặt đất tự nhiên + Kích thước L1 = 5.0 m, L2 = 6.8 m, L3 = 4.4 m, L4 = 3.5 m Hình 1: Mơ hình khơng gian cơng trình II/ Tải trọng tác động: II.1/ Tải đứng: II.1.1/ Tĩnh tải: - Tĩnh tải tác dụng lên cơng trình bao gồm: + Trọng lượng thân cơng trình SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP + Trọng lượng lớp hồn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị… II.1.2/ Hoạt tải: - Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cơng trình xác định theo cơng sử dụng sàn tầng (Theo TCVN 2737 : 1995 - Tải trọng tác động) II.2/ Tải ngang: - Cơng trình đặt TP HCM nên có phân vùng áp lực gió IIA III/ Phương án thiết kế: - Căn vào hồ sơ khảo sát địa chất, mặt từ đề bài, tải trọng tác động vào cơng trình nên phương án thiết kế kết cấu chọn sau: + Hệ sàn dầm + Hệ khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối + Phương án thiết kế móng: móng cọc ép IV/ Vật liệu sử dụng:  Bê tông - Bê tông sử dụng cơng trình loại bê tơng có cấp độ bền B20 với thơng số tính tốn sau:  Cường độ tính tốn chịu nén:  Cường độ tính tốn chịu kéo:  Mơ đun đàn hồi:  Cốt thép - Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10)     - Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10)     Vật liệu khác:  - Loại đặc: - Loại rỗng:  Gạch lát Ceramic:  SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHƯƠNG II: TÍNH TỐN – THIẾT KẾ SÀN I/ Tính tốn sơ tiết diện: - Chiều dày sàn chọn sơ theo công thức sau: h b D 0.8 m  L 45 6800 120.89 mm  Chọn hb120 mm - Xác định sơ kích thước dầm trục Y   h dc   Chọn hdc 500 mm  1   1  b    h   500125 250 mm     dc dc    2     2  Chọn bdc = 250 mm - Xác định sơ kích thước dầm trục X  h dc   Chọn hdc 400 mm  1   1  b    h   400100 200 mm   dc   dc    2     2  Chọn bdc = 200 mm - Xác định sơ kích thước dầm phụ:    h dp   Chọn hdp 400 mm       1   1  b    h   400100 200 mm   dc   dp  2  2  Chọn bdp = 200 mm II/ Tải trọng: II.1/ Tải trọng thường xuyên lớp sàn: Bảng 1: Trọng lượng lớp cấu tạo sàn Cấu tạo sàn thường Gạch Ceramic Lớp vữa lót SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Tải trọng thiết bị Lớp vữa trát trần Tổng tải cấu tạo Bảng 2: Trọng lượng lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh Cấu tạo sàn thường Gạch Ceramic Lớp tạo độ dốc Lớp chống thấm Tải trọng thiết bị Lớp vữa trát trần Tổng tải cấu tạo II.2/ Tải trọng thường xuyên tường xây: - Ta quy tải trọng tường ngăn thành tải phân bố dầm ảo Tải trọng tường ngăn gây ra: g tt n δ t q t ht Trong đó: δ t: bề dày tường q t : trọng lượng riêng tường qt = 18 (kN/m ) n : hệ số vượt tải n = 1.1 h t : chiều cao tường ht = 3.1 (m) Bảng 3: Tải trọng tường ngăn Các loại tường gạch Tường 10 gạch ống Tường 10 gạch ống Tường 20 gạch ống SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP IV.3/ Tính tốn thép đai: - Chọn dầm có lực cắt lớn để tính tốn cốt đai: Chọn dầm B12 tầng (250x500) có Qmax = 121.64 kN - Khả chịu cắt bê tông bt Q φ b31 φ n R b bho với φn ; φb3 0.6  Qbt 0.61 0 0.9 250 450 103 60.75 kN  Qbt  60.75 kN Trong phạm vi đồ án chọn phương pháp để tính tốn cốt thép dọc cho cột V.1.2/ Nội lực tính tốn cốt thép dọc cho cột: Để tính tốn cốt thép cho cột đơn giản ta cần tìm ba nội lực nguy hiểm nhất: + C N max Mx, My tương ứng ặp 1: Mx max N, My tương ứng + C ặp 2: My max N, Mx tương ứng + C ặp 3: Tùy vào trường hợp cụ thể, ta chọn ba nội lực nguy hiểm để tính tốn cốt thép SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 57 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP V.1.3/ Cơ sở lý thuyết: - Bản chất phương pháp đưa toán lệch tâm xiên thành toán lệch tâm phẳng tương đương  0.5 Bước 1: Kiểm tra điều kiện tính tốn cột lệch tâm xiên Cy  C x Với Cx, Cy cạnh tiết diện cột  Bước 2: Tính toán độ ảnh hưởng uốn dọc theo hai phương L ox x L L oy y L - Chiều dài tính tốn: - Độ lệch tâm ngẫu nhiên: eax - Độ lệch tâm tĩnh học: e 1x - Độ lệch tâm tính tốn: e ox - Độ mảnh theo hai phương: x Tính hệ số ảnh hưởng uốn dọc: + Theo phương X Nếux 28x (bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc) Nếux  28x M ' X Nx eox Trong đó: 2.5 Ncrx Moment tăng lên uốn dọc: + Theo phương Y: tương tự phương X  Bước 3: Quy đổi toán lệch tâm xiên sang toán lệch tâm phẳng tương đương Y Đưa toán lệch tâm xiên toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X phương M* M * + Trường hợp 1: x C  C x y y  h C x ; b Cy ; M1 M*x ; M 2 M*y ; e a e ax 0.2eay M* * M +Trường hợp 2: x y Cx Cy  h Cx ; b Cy ; M1 M*y ; M 2 M*x ; e a e ay 0.2eax  Bước 4: Tính tốn tiết diện thép yêu cầu SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 58 CHUN ĐỀ TỐT NGHIỆP - Tính tốn tương tự toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng N  - Tính x   Rb  b Khi x Khi x1 h  M M1 mo M2 b - Độ lệch tâm tính tốn e eo e0 Trường hợp 1: h M 2 a với eo maxea ;e1, e1 N  0.3 nén lệch tâm bé, tính tốn gần nén tâm h + Hệ số độ lệch tâme :  + e   0.5 2 Hệ số uốn dọc phụ xét thêm nén tâm:  e + Khi 14 lấy + Khi 14 104 lấy 1.028 0.000028 2 0.0016 + Diện tích tồn cốt thép tính sau:  N e  R bh A st Trường hợp 2: e h  0.3 x1 R ho tính theo trường hợp nén lệch tâm bé + Xác định lại chiều cao vùng nén x:  x  + Diện tích tồn cốt thép tính sau: Ne Rb bx  A st Trường hợp 3: e h  0.3 x1 R ho tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn + Diện tích tồn cốt thép tính sau:  kRsc Za R SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 59 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP    h  a kR N e  0.5x  h o với k = 0.4 Z Ast  a  - s Za Bước 5: Kiểm tra hàm lượng thép Thỏa yêu cầu kết cấu: A  - ' o tt  0.4%  bh  tt s o max Hàm lượng thép hợp lý: 1% tt 4% thiết kế có kháng chấn  Bước 6: Bố trí cốt thép Cốt thép dọc cột chịu nén lệch tâm xiên đặt theo chu vi, cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn mật độ theo cạnh h V.1.4/ Tính tốn cốt thép cho cột SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 60 CHUN ĐỀ TỐT NGHIỆP Tính tốn cốt thép cho CỘT – TRỤC X2 Story Column Load ( STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 -111 -295 -481 -675 -873 -107 -127 -147 -159 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 COMB8 COMB8 COMB6 COMB8 COMB6 COMB6 COMB6 COMB8 COMB9 -220 -515 -812 -110 -139 -168 -197 -229 -238 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 C12 C12 C12 C12 C12 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 -216 -465 -715 -965 -121 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG C12 C12 C12 C12 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 COMB8 COMB8 COMB8 COMB9 COMB4 COMB4 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB9 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB4 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 MSSV: 16349027 Trang 62 CHUN ĐỀ TỐT NGHIỆP Tính tốn cốt thép cho CỘT – TRỤC Y2 Story Column Load ( STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 COMB9 -111 -295 -481 -675 -873 -107 -127 -147 -159 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 C6 COMB8 COMB8 COMB6 COMB8 COMB6 COMB6 COMB6 COMB8 COMB9 -220 -515 -812 -110 -139 -168 -197 -229 -238 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 C12 C12 C12 C12 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 -216 -465 -715 -965 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 STORY9 STORY8 STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG C12 C12 C12 C12 C12 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C18 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 C23 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB9 COMB4 COMB4 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB9 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB4 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 COMB8 MSSV: 16349027 Trang 64 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP V.2/ Tính thép đai cho cột V.2.1/ Cơ sở lý thuyết tính tốn: - Trong thực hành tính tốn, thường thép đai cột tính tốn theo lực cắt cột bé so với yêu cầu bố trí đai theo cấu tạo Nên thường khơng tính tốn thép đai mà bố trí đai theo tương quan đường kính thép dọc, hàm lượng thép, kích thước cột… số yêu cầu kháng chấn có thiết kế động đất - Cốt đai cấu kiện nén lệch tâm trình tự tính tốn giống dầm, cần thêm vào thành phầnn cơng thức tính khoảng cách đai: s tt s max Trong đó: n - hệ số xét ảnh hưởng lực nén dọc N; φ n = 0.1 V.2.2/ Một số yêu cầu cấu tạo bố trí cốt đai: Theo TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối -  8mm, 14 d  ; Đường kính cốt thép đai: d d max   Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép đến điểm cách mép nút khoảng l1 maxhc;lcl / 6;450mm Nếu lcl / hc 3, toàn chiều cao cột kháng chấn phải xem vùng tới hạn phải đặt cốt thép theo qui định Trong phạm vi vùng tới hạn cột kháng chấn chính, cốt đai kinh đai móc có đường kính 6mm, phải bố trí với khoảng cách cho bảo đảm độ dẻo kết cấu tối tiểu ngăn ngừa ổn định cục thép dọc Hình dạng đai phải cho tăng khả chịu lực tiết diện ngang ảnh hưởng ứng suất chiều vòng đai tạo Những điều kiện tối thiểu xem thỏa mãn đáp ứng điều kiện sau đây: Khoảng cách s vòng đai (tính mm) khơng vượt q: s  minb0 / 2;175;8dbL Trong đó: b0 kích thước tối thiểu lõi bê tơng (tính tới đường trục cốt thép đai) dbL đường kính tối thiểu cốt thép dọc (mm) Tại vùng lại: sb c ;12dmin ; SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 65 CHUN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình27: Bố trí thép đai cột V.2.3/ Tính tốn cụ thể cột C6 Tầng - Số liệu tính tốn: Bảng 14 :Nội lực: COMBO1: Tầng TẦNG - Tính tốn thép đai cột C6 (Tầng 2)  Bước 1: Chọn trước đường kính thép đai số nhánh đai ddoc d dai max( 4min ;8mm) chọn đai d8  Bước 2: Tính khoảng cách đai tính tốn chịu cắt cột (có bỏ qua thường bố trí cấu tạo lớn nhiều thép tính tốn)  Bước 3: Khoảng cách lớp cốt đai theo cấu tạo Khi Rsc 400 MPa; act min(12dmin ;400) = min(300, 400) = 300mm  - Bước 4: Bố trí cốt đai theo chiều dài cột Trong khoảng L1 (tại vị trí gần nút): L 1 max(h c , L cr , 30d, 450) max(400, 508, 750, 450) 800 mm sct min(8ddoc ,175mm) min(200,175) 175mm  Bố trí đai d8a100 cho đoạn L1 = 800mm - Trong khoảng L2: Bố trí theo cấu tạo  Bố trí đai d8a200 cho đoạn L2 Trong nút khung Trong nút khung phải dùng đai kín cho dầm cột với khoảng cách không vượt 200 SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 66 ... 16349027 Trang CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung: - Tên cơng trình: Văn phịng - Địa cơng trình: TP.HCM - Quy mơ cơng tình + Cơng trình bao gồm: tầng... CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 6: Gán tĩnh tải cấu tạo cho sàn Hình 7: Gán tải tường Hình 8: Gán hoạt tải 2kN/m SVTH: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG MSSV: 16349027 Trang 12 CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 9: Gán hoạt... Cơng trình cao 28 < 40 m nên tải gió bao gồm thành phần gió tĩnh Do cơng trình thấp tầng nên lựa chọn phương án gán gió tĩnh vào tâm hình học I.3.1/ Cơ sở lý thuyết: Bảng 13: Đặc điểm cơng trình