(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư cao cấp dream building

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 CHUNG CƯ CAO CẤP DREAM BUILDING GVHD:LÊ ANH THẮNG SVTH: VƯƠNG TRUNG TRỰC SKL005512 Tp Hồ Chí Minh, 2019 MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1 Tổng quan cơng trình .8 1.2 Đặc điểm khí hậu TPHCM: .8 1.2.1 Mùa mưa: Từ tháng đến tháng 11 có 1.2.2 Mùa khô: 1.2.3 Gió: 1.3 Kiến trúc công năng: 1.4 Giải pháp kết cấu: .9 CHƯƠNG TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG .10 2.1 Tĩnh tải 10 2.1.1 Tải lớp cấu tạo 10 2.1.2 Tải tường xây 10 2.2 Hoạt tải 10 2.3 Tải trọng gió .12 2.3.1 Tính tốn thành phần tĩnh tải trọng gió 13 2.3.2 Tính tốn thành phần động tải trọng gió 14 2.3.3 Xác định tổ hợp tải trọng 22 2.4 Tải trọng động đất 23 2.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán 23 2.4.2 Áp dụng lý thuyết vào tính toán : 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN .30 3.1 Số liệu tính tốn 30 3.1.1 Vật liệu 30 3.1.2 Kích thước sơ .30 3.1.3 Nội lực sàn theo mơ hình làm việc 32 3.1.4 Kiểm tra độ võng 38 3.1.5 Bố trí thép 39 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ .44 4.1 Tổng quan 44 4.2 Phân tích kết cấu 44 Trang 4.2.1 Nhiệm vụ thiết kế 44 4.2.2 Lựa chọn cầu thang thiết kế 44 4.2.3 Lựa chọn kích thước tiết diện 45 4.3 Tính toán nội lực 46 4.3.1 Sơ đồ tính 46 4.3.2 Tĩnh tải 46 4.3.3 Hoạt tải 47 4.3.4 Tổng hợp tải trọng .47 4.4 Sơ đồ tính 47 4.5 Nội lực 48 4.6 Bố trí thép 49 4.6.1 Bản thang 49 4.6.2 Dầm chiếu nghỉ 50 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHUNG 52 5.1 Nội lực khung trục từ ETABS: 52 5.1.1 Nội lực khung trục C: 52 5.1.2 Nội lực khung trục 2: 54 5.2 Tính tốn thiết kế cột: .55 5.2.1 Tổ hợp nội lực thiết kế cột: .55 5.2.2 Lý thuyết tính tốn thiết kế cột: 59 5.2.3 Tính toán thiết kế cột khung: 61 5.2.4 Cấu tạo cốt thép cột: 64 5.3 Tính tốn hệ dầm tầng điển hình: .67 5.3.1 Tính tốn thiết kế dầm sàn điển hình: .67 5.3.2 Cốt thép dầm chịu động đất: 74 5.4 Tính tốn thiết kế vách cứng khung: 74 5.4.1 Tổ hợp nội lực: 74 5.4.2 Lý thuyết tính tốn: 74 5.4.3 Kết tính tốn thép vách: 76 CHƯƠNG THIẾT KẾ MÓNG KHUNG .81 6.1 Số liệu địa chất: 81 Trang 6.1.1 Mặt cắt địa chất: 81 6.1.2 Các tiêu lý: 83 6.2 Thông số vật liệu: .83 6.3 Lựa chọn phương án móng: 84 6.4 Thiết kế móng cọc khoan nhồi: 84 6.4.1 Chọn chiều sâu chơn móng chiều dày đài cho cột: 84 6.4.2 Chọn loại cọc chiều sâu đặt mũi cọc: 84 6.4.3 Sức chịu tải cọc thiết kế cho cột cột vách góc: 85 6.4.4 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất nền: 85 6.4.5 Sức chịu tải cọc cột theo cường độ đất nền: 90 6.4.6 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT: 96 6.4.7 Sức chịu tải thiết kế cọc: 101 6.4.8 Các móng cần tính tốn số lượng cọc móng: 102 6.5 Tinh toán thiết kế móng: 103 6.5.1 Tính tốn độ cứng lị xo: 103 6.5.2 Áp dụng lý thuyết vào tính tốn độ cứng lị xo k vách lõi thang: 104 6.5.3 Tính tốn ảnh hưởng hệ số nhóm cọc móng: 110 6.5.4 Áp dụng dụng lý thuyết vào tính tốn cho móng M1: 110 6.6 Tính tốn thiết kế móng: 112 6.6.1 Tính tốn khối móng quy ước móng cọc: 112 6.6.2 Kiểm tra khả chịu tải đất nền: 115 6.7 Kiểm tra điều kiện lún: 117 6.7.1 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M1 118 6.7.2 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M2 118 6.7.3 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M3 119 6.8 Thiết kế thép cho đài móng: 121 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các lớp cấu tạo sàn .10 Bảng 2.2 Hoạt tải 11 Bảng 2.3 Gió tĩnh gán vào tâm sàn theo phương X .13 Bảng 2.4 Bảng tra hệ số tương quan không gian 16 Bảng 2.5 Chu kì dao động riêng cơng trình 17 Bảng 2.6 Kết mode dao động dùng để tính thành phần động tải trọng gió .18 Bảng 2.7 Kết tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động 21 Bảng 2.8 Kết tổ hợp tải trọng gió có kể đến thành phần động 22 Bảng 2.9 Các loại đất 24 Bảng 2.10 Bảng tra hệ số theo phương ngang 26 Bảng 2.11 Bảng chu kỳ dao động xét đến động đất 27 Bảng 2.12 Bảng tổng hợp phổ phản ứng ứng với chu kỳ 29 Bảng 3.1 Sơ tiết diện cột 31 Bảng 3.2 Chọn sơ kích thước cột 31 Bảng 3.3 Các loại tải trọng 33 Bảng 3.4 Tổng hợp giá trị Moment 39 Bảng 4.1 Cấu tạo chiếu nghỉ, chiếu tới 46 Bảng 4.2 Tĩnh tải tác dụng lên thang nghiêng 47 Bảng 4.3 Tổng hợp tải trọng tính tốn 47 Bảng 4.4 Tính toán cốt thép thang 50 Bảng 4.5 Tính toán cốt thép dầm 50 Bảng 5.1 Ví dụ tính tốn thép cột C13 tầng 16 56 Bảng 5.2 Kết chọn thép cột C13 tầng 16 58 Bảng 5.3 Điều kiện ký hiệ tính tốn theo mơ hình phương X Y 59 Bảng 5.4 Hệ số chuyển đổi m0 60 Bảng 5.5 Thống kê kết chọn thép cột C1 ứng với cột trục – C (Cột C1) 61 Bảng 5.6 Thống kê kết chọn thép cột C7 ứng với cột trục – D (Cột C2) 62 Bảng 5.7 Thống kê kết chọn thép cột C9 ứng với cột trục – C (Cột C3) 63 Bảng 5.8 Thống kê kết chọn thép cột C13 ứng với cột trục – B (Cột C4) 63 Bảng 5.9 Quy định cốt dọc cột 64 Bảng 5.10 Quy định cốt đai cột 64 Bảng 5.11 Bảng thống kê cốt thép dầm .68 Bảng 5.12 Bảng thống kê thép vách P1 .77 Bảng 5.13 Bảng thống kê thép vách P4 .78 Bảng 5.14 Bảng thống kê thép vách P2 .79 Bảng 5.15 Bảng thống kê thép vách P3 .80 Bảng 6.1 Bảng tính dung trọng đẩy .82 Bảng 6.2 Bảng tiêu lý lớp đất 83 Bảng 6.3 Bảng chiều dày lớp đất HK2 83 Trang Bảng 6.4 Bảng thống số vật liệu để thiết kế móng 84 Bảng 6.5 Bảng tính cf f i Li cột 86 Bảng 6.6 Bảng tính vách 88 Bảng 6.7 Bảng tính sức chịu tải ma sát quanh cọc cột 91 Bảng 6.8 Bảng tính sức chịu tải ma sát quanh cọc vách 93 Bảng 6.9 Bảng tính sức chịu tải ma sát cọc cột 97 Bảng 6.10 Bảng tính sức chịu tải ma sát cọc vách 99 Bảng 6.11 Tổ hợp nội lực nguy hiểm 102 Bảng 6.12 Xác định sơ số lượng cọc móng 103 Bảng 6.13 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 50m 104 Bảng 6.14 Bảng tính độ cứng K cho móng có cọc dài 55m 105 Bảng 6.15 Lực lớn nhỏ tác dụng lên đầu cọc 109 Bảng 6.16 Bảng hệ số ảnh hưởng nhóm cọc ứng với móng 111 Bảng 6.17 Bảng kiểm tra điều kiện tải trọng tác dụng 111 Bảng 6.18 Kích thước khối móng quy ước móng 114 Bảng 6.19 Bảng kiểm tra nội lực .114 Bảng 6.20 Bảng tính giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M1 116 Bảng 6.21 Bảng tính giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M2 vs M3 117 Bảng 6.22 Kết tính lún cho móng M1 118 Bảng 6.23 Kết tính lún cho móng M2 119 Bảng 6.24 Kết tính lún cho móng M3 120 Bảng 6.25 Tính tốn bố trí thép cho móng M1 122 Bảng 6.26 Tính tốn bố trí thép cho móng M2 122 Bảng 6.27 Tính tốn bố trí thép cho móng M3 123 Trang DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Mơ hình tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình ETABS 12 Hình 2.2 Lưu đồ tính tốn động lực 15 Hình 2.3 Xác định hệ số khơng gian 16 Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình 17 Hình 3.1 Mơ hình sàn sườn SAFE .32 Hình 3.2 Tĩnh tải tường xây 33 Hình 3.3 Tĩnh tải cấu tạo 34 Hình 3.4 Hoạt tải 35 Hình 3.5 Hoạt tải 35 Hình 3.6 Chia dãy Strip theo phương X – A Y – B 36 Hình 3.7 Biểu đồ Moment theo phương X 37 Hình 3.8 Biểu đồ Moment theo phương Y 37 Hình 3.9 Giá trị chuyển vị sàn từ SAFE 38 Hình 4.1 Mặt cầu thang 45 Hình 4.2 Sơ đồ tính 48 Hình 4.3 Sơ đồ tính thang vế 48 Hình 4.4 Biểu đồ Moment (kN.m) 48 Hình 4.5 Biểu đồ lực cắt (kN/m) 49 Hình 4.6 Phản lực gối tựa (kN) 49 Hình 5.1 Biểu đồ moment dầm cột khung trục C 52 Hình 5.2 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục C 53 Hình 5.3 Biểu đồ moment dầm cột khung trục 54 Hình 5.4 Biểu đồ lực cắt dầm cột khung trục 55 Hình 5.5 Minh họa ký hiệu 59 Hình 5.6 Quy định cách thức bố trí cốt thép cột 66 Hình 5.7 Cấu tạo cốt đai cột chịu tải động đất 67 Hình 5.8 Một số dạng bố trí cốt đai cột 67 Hình 5.9 Cấu tạo dầm 74 Hình 5.10 Mặt cắt mặt đứng vách 75 Hình 6.1 Mặt cắt địa chất .81 Hình 6.2 Khai báo độ cứng K1 107 Hình 6.3 Khai báo độ cứng K2 108 Hình 6.4 Mơ hình đài móng gán độ cứng lò xo 109 Hình 6.5 Hiển thị lực tác dụng lên đầu cọc với 21 tổ hợp nội lực .109 Hình 6.6 Bố trí cọc đài móng M1 112 Hình 6.7 Bố trí cọc đài móng M2 112 Hình 6.8 Bố trí cọc đài móng M3 113 Hình 6.9 Hình dạng khối móng quy ước 114 Hình 6.10 Kiểm tra chọc thủng đài cọc 118 Trang Hình 6.11 Kiểm tra chọc thủng đài cọc 119 Hình 6.12 Kiểm tra chọc thủng đài 12 cọc 121 Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1.1 Tổng quan cơng trình Tên cơng trình : Dream Building Cơng trình xây dựng khu vực quận 5, Tp Hồ Chí Minh Chức sử dụng cơng trình hộ cho th bán Cơng trình có tổng cộng 20 tầng: tầng hầm, trệt, tầng lửng, 16 tầng điển hình tầng thượng Tổng chiều cao cơng trình 65 m Kích thước mặt bẳng sử dụng 31 m × 33 m, cơng trình xây dựng khu vực địa chất đất tương đối tốt 1.2 Đặc điểm khí hậu TPHCM: Đặc điểm khí hậu thành phố HCM chia thành hai mùa rõ rệt 1.2.1 Mùa mưa: Từ tháng đến tháng 11 có - Nhiệt độ trung bình: 25 C Nhiệt độ thấp nhất: 20 C Nhiệt độ cao nhất: 36 C Lượng mưa trung bình: 274.4mm (tháng 4) Lượng mưa cao nhất: 638mm (tháng 5) Lượng mưa thấp nhất: 31mm (tháng 11) Độ ẩm tương đối trung bình: 48.5% Độ ẩm tương đối cao nhất: 79% Độ ẩm tương đối cao nhất: 100% Lượng bốc trung bình: 28mm/ngày đêm 1.2.2 Mùa khơ: - Nhiệt độ trung bình: 27 C Nhiệt độ cao nhất: 40 C 1.2.3 Gió: Gió Đơng Nam: chiếm 30% - 40% Gió Đơng: chiếm 20% - 30% Gió Tây Nam: chiếm 66% Hương gió Tây Nam Đơng Nam có vận tốc trung bình: 2.15m/s Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng đến tháng 11, cịn có gió Đơng Bắc thổi nhẹ Khu vực thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng gió bão 1.3 Kiến trúc cơng năng: Bãi đỗ xe bố trí tầng hầm cơng trình Trang Tầng với chiều cao tầng 2.9m, tầng lửng 2.6m, tầng đến tầng thượng có cao độ 3.5m giành cho hoạt động thương mại dịch vụ, văn phịng cơng phục vụ tiện ích kèm Các tầng lại sử dụng làm hộ Ngồi việc tổ chức dây chuyền cơng hợp lý, không quên việc tổ chức hình khối kiến trúc cho cơng trình với hình khối mạnh mẽ hài hòa khối đế chắn 1.4 Giải pháp kết cấu: Các giải pháp kết cấu BTCT toàn khối sử dụng phổ biến nhà cao tầng bao gồm: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống hệ kết cấu hình hộp Do lựa chọn hệ kết cấu hợp lý cho cơng trình cụ thể hạ giá thành xây dựng cơng trình, đảm bảo độ cứng độ bền cơng trình, chuyển vị đỉnh cơng trình Việc lựa chọn kết cấu dạng hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể cơng trình, cơng sử dụng, chiều cao nhà độ lớn tải trọng ngang (động đất, gió) Kết cấu cơng trình hệ kết cấu khung – vách lõi cứng với hệ cột, vách bố trí xung quanh nhà với bước nhịp lớn 9m theo phương ngang 10m theo phương dọc, hệ lõi bao gồm lõi cứng (thang máy) kết hợp làm giao thông theo phương đứng, lối thoát hiểm, khu vệ sinh hộp kỹ thuật Trang Bảng 6.21 Bảng tính giá trị kiểm tra điều kiện ổn định móng M2 vs M3 e Móng M2 M3 - Kiểm tra cho móng M2 M3: P 1.2R max P R tc tb P P 1.2R max P R tc tb P ➔ Vậy móng M2 M3 thỏa điều kiện ổn định 6.7 Kiểm tra điều kiện lún: Độ lún móng cọc xem độ lún khối móng quy ước Cơng thức tính độ lún - Chia lớp đất đáy khối móng quy ước thành phân tố S= hi = 1(m) Vị trí dừng tính lún bt Ứng suất gây lún trọng lượng thân đáy khối móng quy ước: Tra phụ lục Trị biến dạng giới hạn TCVN 9362 – 2012 bt 50 = 1.6 20 + 0.5 10.2 + 10.2 + 2.2 10.2 + 2.6 10.4 + 12.9 10.5 + 30 10.8 = 556.23 (kN / m2 ) Trang 117 bt = 0.6 20 +1.5 10.2 +1 10.2 +1.2 10.2 +2.6 10.4 +12.9 10.5 +37 55 - Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: gl 6.7.1 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M1 Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: = tc gl − tb k0 gl bt bt gl (kN/m2) (kN/m2) 21.13 556.23 10.8 0.99 21.05 567.03 26 10.8 Ta dừng lún lớp phân tố ➔ - Tổng độ lún S = 0.1 (cm S (cm) ) Thỏa độ lún cho phép Kiểm tra chọc thủng cho móng M1 (Đài cọc) phần mềm SAFE Hình 6.10 Kiểm tra chọc thủng đài cọc → Giá trị lớn nhấn đài cọc 0.7098 < Móng M1 thỏa điều kiện chọc thủng 6.7.2 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M2 Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: 0.1 Trang 118 = gl tc tb Bảng 6.23 Kết tính lún cho móng M2 bt gl gl 10.8 31.1 10.8 Ta dừng lún lớp phân tố ➔ - Tổng độ lún S = 0.9 (cm ) Thỏa độ lún cho phép Kiểm tra chọc thủng cho móng M2 (Đài cọc) phần mềm SAFE Hình 6.11 Kiểm tra chọc thủng đài cọc → Giá trị lớn nhấn đài cọc 0.6093 < Móng M2 thỏa điều kiện chọc thủng 6.7.3 Kiểm tra độ lún chọc thủng cho móng M3 Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước: gl = tc tb − bt = 663.65 − 541.63 =122.02 (kN) S (cm) 0.9 Trang 119 Bảng 6.24 Kết tính lún cho móng M3 Phân tố Điểm 1 2 Ta dừng lún lớp phân tố thứ ➔ Tổng độ lún S = 2.76 (cm ) S gh = (cm) Thỏa độ lún cho phép Kiểm tra chọc thủng cho móng M3 (Đài 12 cọc) phần mềm SAFE Trang 120 Hình 6.12 Kiểm tra chọc thủng đài 12 cọc → Giá trị xuất đài 12 cọc