(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế căn hộ silver sea tower

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 THUẠT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG SILVER SEA TOWER GVHD: NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: CHU THÀNH NHÂN MSSV: 15149151 SKL006194 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2019 LỜI CÁM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nói chung thầy Khoa Xây dựng nói riêng dã dạy bảo em bốn năm học vừa qua, từ bước đầu chập chững với kiến thức sở kiến thức chuyên ngành, giúp em nhận thức rõ ràng công việc ngừơi kỹ sư Xây dựng nhiều khía cạnh khác Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt hành trang thiếu trình nghề nghiệp em sau Luận án tốt nghiệp kết thúc trình học tập trường đại học, đồng thời mở trước mắt chúng em hướng vào sống tương lai Quá trình làm luận văn giúp chúng em tổng hợp nhiều kiến thức học học kỳ trước thu thập, bổ sung thêm kiến thức mới, qua rèn luyện khả tính tốn, khả nghiên cứu giải vấn đề phát sinh thực tế, bên cạnh cịn kinh nghiệm q báu hỗ trợ chúng em nhiều thực tế sau Trong khoảng thời gian thực đồ án tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Văn Hậu thầy cô khác Khoa Thầy giúp em có nhìn đắn, khái quát việc thiết kế, tiếp cận với phần mềm, phương pháp tính tốn quan trọng cần thiết cho người kỹ sư Xây dựng Đó kinh nghiệm quý báo cho thân em sau Tôi xin cảm ơn bạn bè lớp, người sát cánh suốt năm học vừa qua Cảm ơn bạn hợp tác trao đổi, thảo luận đóng góp ý kiến để giúp cho trình làm luận văn tơi hồn thành Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế, đồ án tốt nghiệp em khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong nhận dẫn quý Thầy cô để em củng cố hồn thiện kiến thức Cuối em xin chúc quý Thầy Cô thành công dồi sức khỏe để tiếp tục nghiệp truyền đạt kiến thức cho hệ sau Em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực CHU THÀNH NHÂN Sinh viên Khoa Ngành Tên đề tài 1) Số liệu ban đầu o Hồ sơ kiến trúc (Sưu tầm cơng trình thực tế bên ngồi) o Hồ sơ khảo sát địa chất (Vũng Tàu) 2) Nội dung phần lý thuyết tính tốn 2.1 Kiến trúc o Thể lại vẽ theo kiến trúc 2.2 Kết cấu o Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình o Tính tốn, thiết kế cầu thang o Mơ hình, tính tốn, thiết kết cột, vách cơng trình o Nền móng: phương án cọc khoan nhồi, cọc ép 3) Thuyết minh vẽ o 01 Thuyết minh 01 Phụ lục o Bản vẽ kiến trúc kết cấu 4) Cán hướng dẫn 5) Ngày giao nhiệm vụ 6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm 2019 Xác nhận BCN khoa Xác nhận GVHD (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Hậu MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH .12 1.1 Giới thiệu cơng trình 12 1.2 Đặc điểm kiến trúc cơng trình 12 1.3 Các giải pháp kỹ thuật cơng trình 13 Giải pháp bố trí giao thông 13 Giải pháp thơng gió chiếu sáng 13 Giải pháp điện, nước thông tin 14 Hệ thống thu gôm rác 15 Giải pháp phòng cháy chữa cháy 15 Thoát hiểm 16 1.4 Giải pháp thiết kế 16 1.5 Vật liệu sử dụng 16 1.6 Lớp bê tông bảo vệ 17 1.7 Tiêu chuẩn phần mềm ứng dụng thiết kế 17 CHƯƠNG 2: 2.1 TẢI TRỌNG TẢI TÁC ĐỘNG 19 Tỉnh tải 19 Tỉnh tải trọng lượng thân sàn: 19 Tải tường: .20 Tỉnh trọng bồn nước mái 20 2.2 Hoạt tải 22 2.3 Tải trọng gió 22 Thành phần tĩnh 22 Thành phần động 23 2.4 Tải trọng động đất .27 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ SÀN 29 3.1 Chọn giải pháp kết cấu sàn 29 3.2 Tính tốn sàn tầng điển hình (phương án sàn dầm) 29 Chọn sơ kích thước tiết diện sàn dầm .30 3.3 Mơ hình sàn tính tốn 31 3.4 Kết nội lực 33 3.5 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn II 34 Kết nội lực .36 3.6 Tính tốn cốt thép 39 Kết bố trí thép sàn sau: 40 CHƯƠNG 4: 4.1 THIẾT KẾ CẦU THANG 42 Cấu tạo cầu thang tầng điển hình 42 Kích thước sơ cầu thang 42 4.2 Tải trọng 42 Tĩnh tải 42 Hoạt tải 43 4.3 Sơ đồ tính nội lực 43 4.4 Tính tốn bố trí thép .45 4.5 Tính tốn dầm chiếu tới (dầm 300x200) 45 4.6 Tính tốn dầm chiếu nghỉ 47 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ KHUNG .48 5.1 Mở đầu 48 5.2 Chọn sơ kích thước dầm, cột vách 49 Chọn sơ tiết diện dầm 49 Chọn sơ tiết diện cột 49 Tiết diện cột thay đổi (xem Phụ Lục 2-mục 2.2) .49 Chọn sơ chiều dày vách 49 5.3 Tính toán tải trọng .50 Tĩnh tải 50 Hoạt tải 50 Tải trọng gió 50 Tải trọng động đất 50 Tổ hợp tải trọng 51 Kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình 52 5.4 Tính tốn-thiết kế khung 53 Kết nội lực .53 Tính tốn – thiết kế hệ dầm 53 Tính tốn – thiết kế cột 57 Tính tốn - thiết kế vách 63 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG 66 6.1 Tổng quan cơng trình 66 6.2 Khảo sát địa chất cơng trình 66 6.3 Phương án móng cọc khoan nhồi 67 Chọn kích thước vật liệu chiều sâu chơn cọc 67 Sức chịu tải cọc theo vật liệu 68 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 69 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (dùng công thức Viện kiến trúc Nhật Bản) 71 Sức chịu tải thiết kế 76 Thiết kế móng M1 76 Thiết kế móng M2 87 Thiết kế móng M3- Lỗi thang máy .95 6.4 Phương án cọc ép 108 Vật liệu sử dụng 108 Kích thước chiều dài cọc .108 Tính tốn sức chịu tải 109 Kiểm tra cẩu lắp 117 Thiết kế móng cọc ép M1 119 Thiết kế móng cọc ép M2 127 Thiết kế móng cọc ép M3 141 6.5 So sánh hai phướng án móng 156 Phương án cọc ép .156 Phương án cọc khoan nhồi 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO 158 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 – Cường độ tiêu chuẩn bê tơng chọn tính tốn 16 Bảng 1.2 – Cường độ tính toán modun đàn hồi thép 17 Bảng 1.3 – Lớp bê tông bảo vệ kết cấu tiếp xúc với đất 17 Bảng 1.4 – Lớp bê tông bảo vệ kết cấu không tiếp xúc với đất 17 Bảng 2.1 – Tải trọng khu vực phòng khách, phòng ăn 19 Bảng 2.2 – Tải trọng khu vực phòng ngủ 19 Bảng 2.3 – Tải trọng khu vực ban công .19 Bảng 2.4 – Tải trọng khu vực cầu thang 20 Bảng 2.5 – Tải trọng khu vực nhà vệ sinh 20 Bảng 2.6 – Tĩnh tải tường xây 20 Bảng 2.7 – Tĩnh tải bồn nước 22 Bảng 2.8 – Hoạt tải phân bố sàn 22 Bảng 2.9 – Kết 12 mode dao động 25 Bảng 2.10 – Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 28 Bảng 3.1 – Sơ tiết diện dầm 30 Bảng 3.2 – Sơ tiết diện cột 31 Bảng 3.3 - Bảng tính tốn cốt thép sàn 34 Bảng 4.1 – Tĩnh tải thang nghiêng 43 Bảng 4.2 - Bảng tính tốn cốt thép cầu thang vế 45 Bảng 5.1 - Chọn sơ tiết diện cột theo tầng 49 Bảng 5.2 – Các trường hợp tải trọng 51 Bảng 5.3 – Các tổ hợp tải trọng 51 Bảng 6.1 - Phân chia đơn nguyên địa chất ( lớp ) 66 Bảng 6.2 - Tổng hợp thông số địa chất 67 Bảng 6.3 - Bảng xác định sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 70 Bảng 6.4 - Kết tính tốn sức chịu tải theo SPT phân lớp 73 Bảng 6.5 - Tọa độ cọc móng M1 .76 Bảng 6.6 - Kết tính Pmax – Pmin móng M1 77 Bảng 6.7 - Bảng thông số lớp đất cọc xuyên qua 78 Bảng 6.8 - Quan hệ e-p 81 Bảng 6.9 - Bảng tính lún móng M1 83 Bảng 6.10 - Tọa độ cọc móng M2 .87 Bảng 6.11 - Kết tinh tốn Pmax Pmin móng M2 88 Bảng 6.12 - Quan hệ e-p 101 Bảng 6.13 - Bảng tính lún móng M3-Lõi thang máy .102 Bảng 6.14 - Kết tính tốn cốt thép theo phương X 108 Bảng 6.15 - Kết tính tốn cốt thép theo phương Y 108 Bảng 6.16 - Xác định sức kháng ma sát theo tiêu lý đất 110 Bảng 6.17 - Xác định sức kháng ma sát theo tiêu cường độ đất 113 Bảng 6.18 - Xác định sức kháng ma sát theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 115 Bảng 6.19 - Quan hệ e-p 123 Bảng 6.20 - Bảng tính lún móng M1 .124 Bảng 6.21 - Kết tính nội lực theo phương X 126 Bảng 6.22 - Kết tính nội lực theo phương Y .126 Bảng 6.23 - Quan hệ e-p 132 Bảng 6.24 - Bảng tính lún móng M2 .133 Bảng 6.25 - Kết tính tốn cốt thép theo phương X 141 Bảng 6.26 - Kết tính tốn cốt thép theo phương Y 141 Bảng 6.27 - Quan hệ e-p 146 Bảng 6.28 - Bảng tính lún móng M3 .147 Bảng 6.29 - Kết tính tốn cốt thép theo phương X 156 Bảng 6.30 - Kết tính tốn cốt thép theo phương Y 156 Danh mục hình ảnh Hình 1.1 - Phối cảnh SILVER SEA TOWER 12 Hình 2.1 - Bồn nước Đại Thành 21 Hình 2.2 – Sơ đồ tính tốn động lực tải gió tác động lên cơng trình 23 Hình 2.3 - Mơ hình 3D cơng trình ETABS 24 Hình 2.4 – Sơ đồ tính tốn gió động lên cơng trình 24 Hình 2.5 – Hệ tọa độ xác định hệ số không gian 26 Hình 3.1 – Mặt kết cấu sàn tầng điển hình 29 Hình 3.2 – Mơ hình vật liệu .31 Hình 3.3 – Mơ hình vsàn tầng điển hình - ETABS 32 Hình 3.4 – Mơ hình sàn dầm tầng điển hình - ETABS 32 Hình 3.5 – Momen theo phương X (M11) 33 Hình 3.6 – Momen theo phương Y(M22) 33 Hình 3.7 – Độ võng 35 Hình 3.8 – Mơ hình sàn dầm tầng điển hình - Safe 35 Hình 3.9 – Mơ hình 3D sàn dầm tầng điển hình - Safe .36 Hình 3.10– Momen theo phương Y(M22) 36 Hình 3.11– Momen theo phương X(M11) 37 Hình 3.12– Dải strip theo phương X 37 Hình 3.13– Dải strip theo phương Y 38 Hình 3.14 – Label dải Strip mơ hình 38 Hình 3.15 – Nội lực dải Strip theo phương X 39 Hình 3.16 – Nội lực dải Strip theo phương Y 39 Hình 3.17– Độ võng ngắn hạn 40 Hình 3.18– Độ võng dài hạn 41 Hình 4.1– Mặt kết cấu cầu thang tầng điển hình 42 Hình 4.1 - Tĩnh tải – hoạt tải cầu thang vế 44 Hình 4.2 - Nội lực cầu thang vế 44 Hình 4.4 - Độ võng thang .45 Hình 4.5 - Tải trọng thang 46 Hình 4.6 - Sơ đồ tính 46 Hình 4.7 - Nội lực xuất từ etabs 46 Hình 4.8 – Sơ đồ tính – nội lực 47 Hình 5.1 - Mặt tầng điển hình 48 Hình 5.2 – Phổ động đất theo phương ngang nhập vào mơ hình 50 Hình 5.3 – Chuyển vị đỉnh 52 Hình 5.4 - Biểu đồ Moment .53 Hình 5.5 - Cốt thép ngang vùng tới hạn dầm 57 Hình 5.6 - Nội lực nén lệch tâm xiên 57 Hình 5.7 - Sơ đồ nội lực với độ lệch tâm 59 Hình 5.8 - Nội lực vách 63 Hình 5.9 - Biểu đồ ứng suất điểm mặt cắt ngang vách .63 Hình 6.1 – Mặt móng M1 76 Hình 6.2- Khối móng quy ước cho móng cọc 79 Hình 6.3 - Biểu đồ quan hệ e-p 82 Hình 6.4 - Mặt cắt tháp xun thủng móng M1 84 Hình 6.5 - Trục XY tính tốn cốt thép đài móng .84 Hình 6.6 – Moment theo phương Y 85 Hình 6.7 – Moment theo phương X 86 Hình 6.8 – Mặt bố trí móng M2 87 Hình 6.9 - Khối móng quy ước cho móng cọc 90 Hình 6.10 - Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M2 92 Hình 6.11 - Trục XY tính tốn cốt thép đài móng .93 Hình 6.12 – Moment theo phương Y 93 Hình 6.13 – Moment theo phương X 94 Hình 6.14 - Mặt móng- lõi thang 96 Hình 6.15 - Kết phản lực đầu cọc từ mơ hình SAFE 98 Hình 6.16 - Biểu đồ quan hệ e-p 101 Hình 6.17 - Tháp xuyên thủng móng M3-Lõi thang máy 104 Hình 6.18 – Mơ hình đài móng SAFE 105 6.4.7.4 Kiểm tra xuyên thủng Hình 6.43 - Tháp xuyên thủng móng M3 - Xem hệ vách cột cứng, kiểm tra xuyên thủng hàng cọc biên gây Mặt 1: ho = 3.8 m, c =1.6 m, um = 2(hc + bc + c) F  R u cx bt Lực xuyên thủng Mặt 2: ho = 3.8 m, c = 4.2 m, um = 2(hc + bc + c) F 2R cx Lực xuyên thủng FXT bt P = 16120.8 (kN) < Mặt 3: ho = 3.8 m, c = 2.4 m, um = 2(hc + bc + c) Fcx = 146122.6 (kN) 149 F  R cx bt Lực xuyên thủng Kết luận: Điều kiện chống xuyên thủng đảm bảo 6.4.7.5 Tính tốn đài cọc SAFE - Đài cọc móng đặt cọc, tìm nội lực phương pháp giải tay khó khơng xác Safe phần mềm giải loại mạnh, sử dụng rộng rãi cho kết xác cao Dùng Safe ta mơ hình đài cọc làm việc mơ hình thực tế, có kích thước kích thước đài, tải trọng tập trung N, Mx, My truyền từ xuống lấy từ điểm ngàm chân vách Bản đặt cọc xem gối tựa đàn hồi có độ cứng k (kN / m) Việc xác định xác độ cứng k cọc khó, làm thí nghiệm thử tải cọc ta xác định xác độ cứng cọc - Do kích thước đài theo điều kiện tuyệt đối cứng, phạm vi đồ án lấy độ cứng cọc - Sử dụng phần mềm RSAP V12 để mơ hình với hệ số Point Spring k=P/S theo mục 7.4.2 TCVN 10304-2014 s Trong đó: N = 1459.7 MN: Tải trọng thẳng đứng lớn tác dụng lên cọc tính MN L = 29.3m: Chiều dài cọc : Mô đun trượt G Với E  h i Ei   5883.2 modun biến dạng đất h i Hệ số poisson v = 0.25 lấy với đất cát sét  Trong hệ số xác định sau: 150  E 325000.16 2353.3 0.0021 A G1 I  Độ cứng tương đối cọc 052.22 EA độ cứng thân cọc chịu nén, tính MN 2.12  1 2.12  2.82 3.78v 2.18v k n 0.04 :Hệ số cọc ứng với đồng có đặt trưng G  ' 0.17 ln k 1 Hệ số tương ứng cọc cứng tuyệt đối G2 lấy phạm vi 0.5L, từ độ sâu L đến độ sâu 1.5L từ định cọc E  G s G Độ cứng cọc đơn: k P s 151 Ta tiến hành chia dãy SAFE để tìm giá trị Moment tính thép cho đài cọc Hình 6.44 - Chia dải theo phương X Hình 6.45 - Chia dải theo phương Y 152 Phản lực đầu cọc từ phần mềm Safe Hình 6.46 - Phản lực đầu cọc móng M2 (Pmax) Hình 6.47 - Phản lực đầu cọc móng M2 (Pmin)  Ứng với COMBENVE ta có Pmax = 1779.2 kN < Qtk = 1779.9 kN  Ứng với COMBENVE ta có Pmin = 77.083 kN > 0 Cọc khơng bị nhổ 153 Các dải Moment tính tốn  Theo phương X Hình 6.48 - Biểu đồ Moment theo phương X (EN Max) Hình 6.49 - Biểu đồ Moment theo phương X (EN Min) M + max = 33840.28 (kN.m/1m) - M max = -683.956 (kN.m/1m) 154  Theo phương Y: Hình 6.50 - Biểu đồ Moment theo phương Y (EN Max) Hình 6.51 - Biểu đồ Moment theo phương Y (EN Min) + M max = 15537.58 (kN.m/1m) M max = -7921.99 (kN.m/1m) Tính thép cho đài móng  m 155    R  b  b h o Rs  Theo phương X Bảng 6.29 - Kết tính tốn cốt thép theo phương X Vị trí Lớp Lớp b (mm 2000 2000  Theo phương Y Bảng 6.30 - Kết tính tốn cốt thép theo phương Y Vị trí Lớp Lớp 6.5 So sánh hai phướng án móng Phương án cọc ép  - Ưu điểm: Tiến đọ nhanh Chi phí khơng cao Do sử dụng sức tải để ép cọc nên lực ma sát với thành đất cao Dễ dàng kiểm tra sức chịu tải cọc Không gây tiếng ồn Được sẵn nhà máy  Nhược điểm: - Chiều sâu đạt trung bình - Khơng thi cơng cọc có sức chịu tải lớn ,với lớp đất sấu mà cọc phải xuyên qua dày - Thi công nơi rộng rãi - Vận chuyển khó khan Phương án cọc khoan nhồi  - Ưu điểm:; Cơ đơng dụng biện pháp khoan tự hành khoan thủ công Thi công mội địa hình Khơng gây chồi đất, gây lún nứt ảnh hưởng đến cọc xung quanh Thi công qua lớp đất cứng Cọc chịu tải lớn, độ an toàn cao  Nhược điểm: b (mm 2000 2000 156 - Giá thành cao Công nghệ thi công đồi hỏi kỹ thuật cao Thời gian thi công kéo dài Khó kiểm tra chất lượng cọc sát Thi cơng mơi trường sình lầy  Từ ưu nhược điểm trên, xem xét cách tổng thể cơng trình địa điểm đặt cơng trình mơi trường xung quanh quan trọng chi phí cho việc thi công ta chọn phươngg án thi công cọc ép phù hợp với đặc điểm công trình mặt 157 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế NXB Xây Dựng - Hà Nội 1996 [2] TCVN 229 : 1999 Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737 : 1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999 [3] TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012 [4] TCVN 198 : 1997 Nhà cao Tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999 [5] TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012 [6] TCVN 205 : 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2002 [7] TCVN 10304 : 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2014 [8] Dựng TCVN 195 : 1997 Nhà Cao Tầng - Thiết kế cọc khoan nhồi - NXB Xây [9] TCVN 9386 : 2012 Thiết kế cơng trình chịu động đất - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012 [10] Nguyễn Đình Cống, Sàn bê tơng cốt thép tồn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 [11] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2009 [12] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 [13] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn tiết diện cột BTCT - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2006 [14] Nguyễn Văn Quảng, Nền móng nhà cao tầng - NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2003 [15] Nền móng - Châu Ngọc Ẩn - ĐH Bách Khoa TP HCM 158 ... tốn -thiết kế khung 53 Kết nội lực .53 Tính tốn – thiết kế hệ dầm 53 Tính tốn – thiết kế cột 57 Tính tốn - thiết kế vách 63 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ... cơng trình: Khu tổ hợp hộ cao cấp ,văn phòng cho thuê dịch vụ thương mại SILVER SEA TOWER Hình 1.1 - Phối cảnh SILVER SEA TOWER - Quy mơ cơng trình:  Cơng trình Silver Sea Tower gồm 18 tầng tầng... đảm bảo thơng gió ánh sáng tự nhiên mức tối đa  Giải pháp chiếu sáng: Kết hợp chiếu sáng tự nhiên chiếu sáng nhân tạo - Hệ thống chiếu sáng nhà thiết kế theo tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo cơng