(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư 21 tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ 21 TẦNG GVHD: LÊ ANH THẮNG SVTH : LÊ VĂN TÂN MSSV: 14149153 SKL005387 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 THANK YOU Graduation essay is necessary for every student in the construction industry to finish learning process, beside that, it open the new way for student to the real life in future Graduation essay facilitate for each student to summarize and recapitulate their knowledges, at the same time, collecting and bonus another information which they defect Practice computational and solve arises problem in the real life With my Graduation essay, Intruction teacher and another teachers in construction industry take many help, many teach by the devoted way I would like to say thank you That knowledge and experience is the foundation and the key to finish this Graduation essay Because of limit Experiant, the mistske is unavoidable I hope to take your advice to improve my knowledges Finally, I wish you a good health, happiness and success in your life Thank you! TP.HCM, ngày 27 tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực hiện LÊ VĂN TÂN Trang TĨM TẮT Cơng trình: Chung cư 21 tầng Sinh viên thực hiện: Lê Văn Tân Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Anh Thắng Tổng quan kiến trúc: Chung cư 21 tầng tọa lạc Thành Phố với quỹ đất xây dựng 1364.84 m2 Mỗi tầng chung cư gồm hộ trang bị thang máy thang Cơng trình thiết kế tận dụng tối đa thơng thống chiếu sáng tự nhiên Mặt hộ điển hình cơng trình bố trí sinh động, tiện dụng, hợp lí, phù hợp với tập quán sinh hoạt người Việt Tổng quan kết cấu: tất phân tích, tính toán thiết kế đảm bảo điều kiện bền điều kiện sử dụng theo tiêu chuẩn hiện hành Việt Nam tiêu chẩn nước tương đương - Hệ kết cấu theo phương đứng hệ chịu lực khung vách - Hệ kết cấu theo phương ngang sàn bê tông cốt thép thông thường - Giải pháp móng móng cọc vng bê tơng cốt thép đúc sẵn - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Thiết kế tính tốn cầu thang - Chương 3: Thiết kế tính tốn sàn dầm tầng điển hình - Chương 4: Thiết kế khung : - Chương 5: Thiết kế móng: - Chương 6: Phần nâng cao : Tính tốn thiết kế sản phẳng Tính tốn, thiết kế dầm chuyển Trang ABSTRACT Building: 21 STOREYS APARTMENT Student: Le Van Tan Advisor: Dr Le Anh Thang Overview of Architecture: 21 storys apartment is located in HO CHI MINH city that has cover an area of 1364.84 square meters Each storey in apertment has rooms and is equipped of lifts and staircases The building is designed to take maximum advantage of ventilation and natural light Typical apartments in the building are arranged lively, conveniently, reasonably, suitably with living habits of Vietnamese people Overview of Structure: all of analyses, calculations and designs must be ensured strength and stablity conditions according to current Vietnam standards and foreign standards - The vertical structure system is reinforced concrete frame-wall - The horizon structure system is reinforced concrete floor - Solution of foundation is reinforced concrete square pile foundation Design content: include chapter: - Chapter 1: Overview of Apartment - Chapter 2: Calculate and design the typical staircase - Chapter 3: Calculate and design the typical floor - Chapter 4: Make model, calculate and design the typical frame wall - Chapter 5: Foundation: - Synthesis of geological data Design of bored pile foundation Chapter 6: Advanced section: Calculate and design the typical flat floor Shortening phenomenon Calculate and design the transfer beams Trang Sinh viên NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP :LÊ VĂN TÂN MSSV: 14149153 Khoa : Xây Dựng Ngành : Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp Tên đề tài : CHUNG CƯ 21 TẦNG Số liệu ban đầu Hồ sơ kiến trúc (đã chỉnh sửa kích thước theo GVHD) Hồ sơ khảo sát địa chất Nội dung phần lý thuyết tính tốn a Kiến trúc Thể hiện lại vẽ theo kiến trúc b Kết cấu Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình Tính tốn, thiết kế cầu thang Mơ hình, tính tốn, thiết kế khung trục khung trục B c Nền móng Thiết kế 01 phương án móng khả thi d Phần nâng cao Tính tốn ,thiết kế sàn phẳng tầng điển hình Tính tốn ,thiết kê dầm chuyển Thuyết minh vẽ 01 Thuyết minh 01 Phụ lục 18 vẽ A1 (04 Kiến trúc, 11 Kết cấu, 01 Nền móng) Giáo viên hướng dẫn Ngày giao nhiệm vụ Ngày hoàn thành nhiệm vụ Xác nhận GVHD TS LÊ ANH THẮNG Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰ BẢNG : LÊ VĂN T : Xây Dựng : Công Ngh : CHUNG C Sinh viên Khoa Ngành Tên đề tài 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 16 tháng 06 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS.LÊ ANH THẮNG Trang ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh Phúc KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên Khoa Ngành Tên đề tài : LÊ VĂN TÂN MSSV: 14149153 : Xây Dựng : Cơng Nghệ Kỹ Thuật Cơng Trình Xây Dựng : CHUNG CƯ 21 TẦNG CÂU HỎI NHẬN XÉT Tp HCM, ngày… tháng… năm 2018 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) TS: NGUYỄN THANH HƯNG Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 15 1.1 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 15 1.1.1 Quy mơ cơng trình 15 1.1.2 Mặt 15 1.1.3 Mặt đứng 17 1.2 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH 17 1.2.1 Hệ thống điện 17 1.2.2 Hệ thống nước 18 1.2.3 Thơng gió chiếu sáng 18 1.2.4 Phịng cháy hiểm 18 1.2.5 Chống sét 18 1.2.6 Hệ thống thoát rác 18 1.3 GIẢI PHÁP VẬT LIỆU 18 1.3.1 Bê tông, Cốt thép 18 1.3.2 Lớp bê tông bảo bệ 19 1.4 GIẢI PHÁP KẾT CẤU 20 1.4.1 Theo phương đứng 20 1.4.1.1 Hệ Khung 20 1.4.1.2 Hệ khung vách 20 1.4.1.3 Hệ khung lõi 20 1.4.2 Theo phương ngang 21 1.4.3 Giải pháp thết kế móng 21 1.4.4 Các quy phạm tiêu chuẩn dùng để thiêt kế 21 1.4.5 Phần mềm ứng dụng 21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CẦU THANG 22 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 22 2.2 CẤU TẠO CẦU THANG 22 2.3 TÍNH TỐN CẦU THANG 23 2.3.1 Tĩnh tải 23 2.3.2 Hoạt tải 25 Trang 2.3.3 Tổng tải trọn 2.3.4 Sơ đồ tính nội lực 2.3.5 Tính tốn bố trí cốt thép 2.4 TÍNH TỐN DẦM CẦU THANG 2.4.1 Tính tốn dầ 2.4.1.1 Tải trọng 2.4.1.2 Tính cốt thép 2.4.1.3 Tính thép đai CHƯƠNG 3: THIẾT SÀN DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC 3.1.1 Chiều dày sà 3.1.2 Tiết diện vác 3.1.3 Tiết diện cột 3.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 3.2.1 Tĩnh tải 3.2.2 Hoạt tải 3.3 TÍNH TỐN BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG Đ 3.3.1 Khai báo tải trọng 3.3.2 Mơ hình 3.3.3 Phân tích mơ hình ta kết nội lực 3.3.4 Kiểm tra độ võng sàn 3.3.5 Tính tốn bố trí cốt thép CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ KHUNG 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 4.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC 4.3 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 4.3.1 Tính tốn tải 4.3.1.1 Gió tĩnh 4.3.1.2 Gió động 4.3.1.3 Nội lực chuyển vị tải trọng gió 4.3.2 Tải động đất 4.3.2.1 Tính tốn động đất thêo phương pháp phổ 4.3.2.2 Tổ hợp thành phần tác động động đất 4.3.2.3 Tính tốn động đất phần mềm Etabs 4.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 4.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ TẠI ĐỈNH CƠNG TRÌ 4.6 TÍNH TỐN - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC VÀ 4.6.1 Tính thép ch Trang 4.6.1.1 Tính toán cốt thép dọc 4.6.1.2 Cấu tạo kháng chấn cho dầm 4.6.1.3 Tính tốn thép đai 4.6.2 Tính thép cho cột 4.6.2.1 Tính cốt thép dọc 4.6.2.2 Tính tốn thép đai cột 4.6.2.3 Tính tốn cột C9 tầng 4.6.3 Tính thép cho vách CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN- THIẾT KẾ MÓNG 5.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 5.2 PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI 5.2.1 Sơ kích thước cọc 5.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc 5.2.2.1 Theo vật liệu làm cọc (TCVN 5574 -2012) Sức chịu tải vật liệu làm cọc tính theo công thức: 5.2.2.2 Theo tiêu lý đất đá (TCVN 10304: 2014) 5.2.2.3 Theo tiêu cường độ đất nền: (Phụ lục G1,G2 TCVN 10304:2014) 5.2.2.4 Theo SPT (Phụ lục G.3.2 TCVN 10304:2014) 5.2.2.5 Tổng hợp sức chịu tải: 5.2.3 Bố trí hệ móng cơng trình (Theo điều 7.1.11 TCVN 10304:2014) 5.2.4 TÍNH TỐN – KIỂM TRA CHI TIẾT MÓNG 5.2.4.1 Tính tốn móng M1 5.2.4.2 Thiết kế lõi thang máy CHƯƠNG 6: PHẦN MỞ RỘNG 6.1 TÍNH TỐN SÀN PHẲNG TẦNG ĐIỂN HÌNH 6.1.1 Chọn sơ tiết diện 6.1.2 Tính tốn, bố trí thép sàn phẳng 6.3 THIẾT KẾ DẦM CHUYỂN 6.3.1 Phân loại hướng dẫn sử dụng phần tử việc mơ hình kết cấu phần mềm 6.3.1.1 Theo hình học kết cấu chuyển có dạng sau 6.3.1.2 Khi sử dụng phần tử cho cấu kiện cần xét đến vấn đề sau: 123 6.3.2 Tải trọng phân tích 6.3.2.1 Tĩnh tải 6.3.2.2 Hoạt tải 6.3.2.3 Tải động đất 6.3.3 Tổ hợp tải trọng Trang SB4 26.6 3.8 11.4 18.4 26.4 SB5 3.7 SB5 SB5 11.1 18.8 SB5 26.1 SB6 3.8 10.2 19.6 26.4 4.7 10.2 19.6 25.2 5.3 10.2 19.6 24.6 4.7 10.2 19.6 25.2 SB3 SB4 SB4 SB4 SB6 SB6 SB6 SB7 SB7 SB7 SB7 SB8 SB8 SB8 SB8 SB9 SB9 SB9 SB9 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 Ø8a25 593.4 Ø8a25 593.4 Ø8a25 593.4 3.8 10.2 19.6 26.4 3.7 11.1 120 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 SB1 18.8 26.1 Ø8a25 593.4 Ø8a25 Ø8a25 593.4 593.4 3.8 11.4 18.4 26.0 3.2 11.3 18.5 26.6 4.3 10.7 4.5 10.5 121 6.2 THIẾT KẾ DẦM CHUYỂN 6.2.1 Phân loại hướng dẫn sử dụng phần tử việc mô hình kết cấu phần mềm 6.2.1.1 Theo hình học kết cấu chuyển có dạng sau Hình 6-8: Dầm đỡ cột Hình 6-10: Dầm đỡ vách liên tục Hình 6-9: Dầm đỡ cột Hình 6-11: Dầm đỡ vách không liên tục 122 Trong kết cấu chuyển chia cấu kiện (bộ phận) sau: - Cấu kiện truyền tải bên dầm chuyển (TPC) - Cấu kiện nhận tải – dầm chuyển (TFB) - Cấu kiện chống đỡ bên dầm chuyển (SPC) 6.2.1.2 Khi sử dụng phần tử cho cấu kiện cần xét đến vấn đề sau: Đối với TPC (chỉ cần xét đến điều kiện tiết diện) - Nếu h3b chọn phần tử Area Đối với TFB (phải xét đến điều kiện tiết diện mặt phẳng truyền tải TPC) - Nếu h>3b chọn phần tử Area - Nếu mặt phẳng truyền tải TPC không thuộc mặt phẳng chứa trục dầm TFB chon phần tử Area - Nếu h3b chọn phần tử Area - Nếu bề rộng b>1/3 nhịp thơng thủy chọn phần tử Area - Nếu h Response Spectrum Functions Hình 6-12: Khai báo Phổ đứng etabs 2016 Phân tích phi tuyến Đối với cơng trình có kết cấu chuyển phân tích nội lực phải xét đến yếu tố phi tuyến hình học tải trọng, kết nội lực biến dạng phân tích phi tuyến lớn nhiều so với phân tích tuyếnt tính Q trình phân tích phi tuyến thực hiện theo trình tự phân tích nội lực step cộng vào step 0, phân tích nội lực step 125 cộng vào step 1, q trình phân tích thực hiện step thứ i nội lực cộng vào step thứ i – Hình 6-13: Biến dạng khung ứng với phân tích tuyến tính phi tuyến Trong đó: n – số tầng cơng trình i – số lần phân tích phi tuyến (i = 0: step 0, i = 1: step 1, …) Ta co combo AutoSeq từ phân tích phi tuyến 6.2.3 Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng sự kết hợp trường hợp tải trọng khác xảy đồng thời gây nguy hiểm cho toàn kết cấu Khi phân tích nội lực q trình xây dựng phải xét đến yếu tố phi tuyến cấp tải, biến dạng khung tiến triển ứng với cấp tải Tải trọng: hoạt tải lúc thi công thường nhỏ tác dụng tức thời, không xét đến trường hợp này; sử dụng tĩnh tải phân tích phi tuyến Khi tổ hợp tải trọng xem kết cấu chuyển phận khung nên xét đầy đủ trường hợp tải Thêm vào TH tải : combo 14 : TT +DDZ combo 15: TT+ HT + 0.3DDZ Combobao : Combo1 +……+ combo 15 + AutoSeq 6.2.4 Chạy mơ hình xuất kết Giả sử chọn:  tử Frame chạy kết Phần tính võng kt Qmax 1993.7524 kN , Mmax = 9009.7762 KN.m 6.2.4.1 Kiểm tra võng theo điều kiện lực tập trung f f với E= 3.25x105 daN/cm2 (sử dụng B30) [f] : tra phục C tcvn 5574-2012 Ta có: Q 1993.7524 kN 1993.7524 102 (daN) 126 b h J 12 L = 1390 (cm) f Ta có: f = 3.973 cm < f = 1390 150 9.26 cm (Thỏa mãn điều kiện độ võng) 6.2.4.2 Kiểm tra võng theo điều kiện lực phân bố Q q L 5.q tc L42 f 384.EJ 1390 Ta có: f = 2.483 cm < f = 9.26 cm (Thỏa mãn điều kiện độ võng) 150  Lúc thỏa điều kiện độ võng tính tay phần mền, dùng M để tính diện tích thép m R 0.5; m R tăng tiết diện Tiếp tục tăng lên 600x1400 600x1800 800x2000   Lúc thỏa đk mR H =2000gần >3b ta lại chuyển sang khai báo dạng phần tử Area cụ thể phần tử Wall dạng Spandrel lable Auto Edge constraint… 127 Hình 6-14: Khai báo phần tử Từ tiêu chuẩn ACI 318 -2002 điều kiện để dầm cao hay dầm chuyển : nhịp đơn : l d ; nhịp liên tục : l d 2,5 và d : là chiều cao tính tốn dầm  Nên khơng thể áp dụng phương giàn ảo hay công thức M không qua trục trung hòa ACI 318 -2002 nêu , dầm khơng phải dầm chuyển 6.2.5 Tính tốn cốt đai cho dầm Bảng 6-4: Lực cắt lớn Story Story DC4 Spandr el 128 Hình 6-15: Lực cắt combo bao Bảng 6-5: Moment lớn Spand rel Stor y Stor y2 DC1 Hình 6-16: Moment bao lớn Dầm B62 (800 × 2000) có lực cắt V2 = 4301.732 kN Khả chịu cắt bê tơng: Chọn đai nhánh Ø10a200 có qsw n R sw A sw 285 10 s 39.2 0.22344 kN / mm 200 Khả chịu cắt cốt đai bê tông Qsw φ b2R bt bh o2 qsw 2 1.2 10 2553.87 kN Nhận xét Qsw = 1224.95 kN > Qmax 1wl5 nE A s s Thỏa điều kiện độ bền 200000 39.2 Ebbs32500 800 200 bl 0.01R b 0.01 17 1.03 0.83 129 Q bt 0.3 bl wl R b bho 0.3 0.83 1.03 17 10 800 1950 6801.5844 kN Qbt = 6801.5844 kN > Qmax cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt Đoạn dầm bố trí Ø10a200 6.2.6 Bố trí thép Giả thiết chọn : Thép Ø30 , a = 50 , ho = 2000-500 = 1950 , b =600 , bê tông B30 ,thép AIII Hàm lượng cốt thép: Hàm lượng cốt thép tính tốn hàm lượng bố trí phải thỏa điều kiện sau: max Hàm lượng cốt thép A s b ho µmin: tỷ lệ cốt thép tối thiểu, thường lấy: µmin = 0.05% µmax: tỷ lệ cốt thép tối đa, thường lấy: max m R b Story Story2 B62 8282.15 Story2 B62 -2494.09 Story2 B62 8229.73 Story2 B62 -2471.74 Beam 130 ... theo kiến trúc b Kết cấu Tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình Tính tốn, thiết kế cầu thang Mơ hình, tính tốn, thiết kế khung trục khung trục B c Nền móng Thiết kế 01 phương án móng khả thi d... Chương 3: Thiết kế tính tốn sàn dầm tầng điển hình - Chương 4: Thiết kế khung : - Chương 5: Thiết kế móng: - Chương 6: Phần nâng cao : Tính tốn thiết kế sản phẳng Tính tốn, thiết kế dầm chuyển... 323:2004 Nhà cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 5575:2012 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép; TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình; TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế; 1.4.5