(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế chung cư itasco 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 THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER GVHD: NGUYỄN TRUNG KIÊN SVTH: NGUYỄN HỮU NGHĨÃ MSSV: 15149142 SKL006178 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER GVHD: SVTH: MSSV: Khoá: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN NGUYỄN HỮU NGHĨA 15149142 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN SVTH: NGUYỄN HỮU NGHĨA MSSV: 15149142 Khố: 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nói chung q thầy khoa Xây dựng nói riêng dạy bảo cho em kiến thức bốn năm học vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Trung Kiên, xuyên suốt trình làm đồ án, em thầy hướng dẫn tận tâm chân thành Không giúp em hệ thống lại kiến thức học, mở rộng vấn đề nâng cao sâu sắc, thầy người giúp em có nhìn bao qt, giúp em mở rộng suy nghĩ nhiều khía cạnh hay mẻ, mà trước em chưa nghĩ tới Bằng kiến thức sâu sắc mình, thầy truyền đạt nhiều kiến thức thiết thực mà thầy có từ sống, q trình dạy học làm việc, mà từ em học hỏi nhiều điều thú vị, kinh nghiệm quí báu hổ trợ chúng em nhiều thực tế sau Trong khoảng thời gian làm đồ án với thầy Kiên khoảng thời gian em có nhiều động lực tâm để thực đồ án tốt nghiệp cách hồn chỉnh hết mức Cảm ơn gia đình ln là chỗ dựa vững suốt khoảng thời gian em làm đồ án, cảm ơn người bạn giúp đỡ, hỗ trợ trình làm đồ án tốt nghiệp Các bạn động viên tinh thần, sẵn sàng góp ý, nhận xét kinh nghiệm có để giúp em lúc gặp khó khăn Và khơng thể qn gửi lời cám ơn đến người thầy, người cô dạy em khóa học vừa qua Họ người giúp em xây dựng nên kiến thức ngày hơm Cám ơn Khoa Xây dựng tạo điều kiện để em bạn có khoảng thời gian học tập đáng nhớ Cuối em xin chúc Quý Thầy Cô dồi sức khỏe thành công nghiệp truyền đạt kiến thức đến hệ sau TP.Hồ Chí Minh, Ngày 11 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực NGUYỄN HỮU NGHĨA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mssv: 15149142 Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU NGHĨA Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Cơng trình xây dựng Khoa: Xây dựng Tên đề tài: Chung cư ITASCO TOWER Cán phụ trách hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN Ngày nhận đề tài: Ngày nộp bài: NỘI DUNG THỰC HIỆN Các số liệu, tài liệu ban đầu Hồ sơ kiến trúc Hồ sơ khảo sát địa chất Nội dung thực đề tài a Kiến trúc - Thể vẽ kiến trúc b Kết cấu - Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiết kế sàn tầng điển hình - Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiết kế cầu thang điển hình - Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiết kế khung trục - Mơ hình, phân tích, tính tốn, thiết kế móng cọc khoan nhồi Sản phẩm 01 thuyết minh 01 phụ lục … vẽ A1 (gồm … vẽ kiến trúc … vẽ kết cấu) Xác nhận GVHD Tp.HCM, Ngày …… tháng …… năm 2019 Xác nhận Khoa ………………………………… ………………………………… CAPSTONE PROJECT’ TASK ID: 15149142 Name: NGUYEN HUU NGHIA Faculty: Civil Engineering Profession: Contrucstion Engineering and Technology Project’s name: ITASCO TOWER Adviser: Dr.NGUYEN TRUNG KIEN Start day: Finish day: INITIAL INFORMATION Input data Architectural Drawings Soil Investigation Drawings The contents of capstone project c Architecture - Edit and complete architectural drawings with the suggestion of instructor by AutoCAD Software d Structure - Modeling, analysis and design typical Floor - Modeling, analysis and design typical Stair - Modeling, analysis and design frame grid (design Wall grid and cored, Beam on typical floor) - Investigation, analysis, evalute soil and load effect to foundation - Choose the solution foundation: Bored Pile Foundation Explanation & Drawing 01 Appendix and 01 Data sheet… A1 Drawings ( … Architeture, … Structure) Confirm of Adviser HCMC, Date …… Month …… Year 2019 Confirm of Faculty …………………………………………… MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH 1.1 Đặc điểm cơng trình: 1.2 Phân khu chức năng: 1.3 Đánh giá kiến trúc: 1.3.1 Hình dạng cơng trình: 1.3.2 Bố trí khơng gian: 1.3.3 Tính liên tục mặt chịu lực: 1.4 Các giải pháp kỹ thuật 1.4.1 Điện 1.4.2 Hệ thống cung cấp nước 1.4.3 Hệ thống thoát nước 1.5 An tồn phịng cháy chữa cháy CHƯƠNG CƠ SỞ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH .8 2.1 Cơ sở tính tốn: 2.2 Ngun tắc tính tốn kết cấu: 2.2.1 Các trạng thái giới hạn thứ TTGH I 2.2.2 Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II 2.2.3 Phần mềm, chương trình tính sử dụng 2.3 Vật liệu sử dụng 2.4 Phương án kết cấu 2.4.1 Hệ kết cấu chịu lực 2.4.2 Hệ kết cấu sàn 2.4.3 Hệ kết cấu móng 2.5 Quy trình thiết kế cơng trình .9 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 11 3.1 Mặt sàn tầng điển hình 11 3.2 Sơ kích thước tiết diện 11 3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 11 3.3.1 Tĩnh tải 11 3.3.2 Hoạt tải 13 3.4 Mơ hình phân tích tính toán 13 3.4.1 Mơ hình kết cấu 14 3.4.2 Phân tích nội lực sàn 15 3.5 Tính tốn cốt thép 16 3.6 Kiểm tra chuyển vị dài hạn, khe nứt sàn 18 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH .23 4.1 Mặt cầu thang tầng điển hình: 23 4.2 Sơ kích thước thang: 23 4.3 Tải trọng cầu thang 23 4.3.1 Tĩnh tải tác dụng chiếu nghĩ 23 4.3.2 Tĩnh tải tác dụng thang nghiêng 24 4.3.2 Hoạt tải 25 4.4 Tính toán nội lực thang 25 4.4.1 Sơ đồ tính gán tải trọng 25 4.4.2 Xác định nội lực 25 4.5 Tính tốn cốt thép thang 26 4.6 Tính dầm chiếu nghỉ .27 4.6.1 Xác định nội lực 27 4.6.2 Tính cốt thép 28 CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG .29 5.1 Tải trọng 29 5.5.1 Tĩnh tải .29 5.1.2 Hoạt tải 30 5.2 Tải trọng gió 30 5.2.1 Tính tốn thành phần tĩnh 31 5.2.2 Tính tốn thành phần động 32 5.3 Tải trọng động đất 38 5.4 Mơ hình tính toán 41 5.5 Các loại tải trọng 41 5.5.1 Các trường hợp tải tác dụng lên khung 41 5.5.2 Tổ hợp tải trọng 41 5.6 Kiểm tra chuyển vị đỉnh vấn đề dao động: 43 5.6.1 Chuyển vị đỉnh: 43 5.6.2 Kiểm tra dao động: 43 5.7 Tính tốn dầm sàn tầng điển hình 44 5.7.1 Tính toán cốt thép 44 5.7.2 Kiểm tra khả chịu lực 46 5.7.3 Tính cốt đai gia cường dầm dầm phụ 47 5.7.4 Tính tốn cốt đai dầm tầng điển hình 47 5.7.5 Cấu tạo kháng chấn cho dầm : 48 5.7.6 Neo nối cốt thép : .50 5.8 Thiết kế cột khung trục truc C 50 5.8.1 Cốt thép dọc .51 5.8.2 Tính thép dọc cột khung trục 2, trục C 55 5.8.3 Cốt thép đai 57 5.9 Tính tốn - thiết kế hệ vách 58 5.9.1 Phương pháp vùng biên chịu moment .59 5.9.2 Tính tốn cho trường hợp cụ thể 61 CHƯƠNG THIẾT KẾ MÓNG .63 6.1 Tổng quan nên móng 63 6.2 Khảo sát đia chất cơng trình xây dựng 63 6.3 Phương án thiết kế móng cơng trình 66 6.4 Tính tốn cọc cơng trình 66 6.4.1 Chọn kích thước, vật liệu chiều sâu chôn cọc 66 6.4.2 Tính tốn sức chịu tải cọc 67 6.4.3 Sức chịu tải thiết kế 72 6.5 Thiết kế móng M1 73 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng đầu cọc 73 Kiểm tra áp lực đất tác dụng lên mũi cọc 75 Thiết kế cốt thép cho đài móng M1 Robot 78 Tính lún móng M1 80 Kiểm tra xuyển thủng đài móng M1 81 6.6 Thiết kế móng M2 ( vách thang ) 82 6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4 6.6.5 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc 82 Kiểm tra áp lực đất tác dụng mũi cọc 84 Tính lún móng M2 86 Kiểm tra xuyên thủng móng M2 87 Thiết kế cốt thép đài móng M2 Robot 88 6.7 Thiết kế móng lõi thang máy 89 6.7.1 6.7.2 6.7.3 6.7.4 6.7.5 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đài cọc 89 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng đầu cọc 90 Kiểm tra áp lực đất tác dụng mũi cọc 90 Kểm tra xuyên thủng móng M-LTM 94 Thiết kế cốt thép đài móng LTM Robot 96 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh cơng trình Hình 3.1 Mặt sàn tầng điển hình .11 Hình 3.2 Mặt kết cầu dầm sàn hộ điển hình 13 Hình 3.3 Tĩnh tải tác dụng lên sàn 14 Hình 3.4 Hoạt tải tác dụng lên sàn 14 Hình 4.1 Mặt cầu thang tầng điển hình 23 Hình 4.3 Tỉnh tải tác dụng lên sàn 25 Hình 4.5 Biểu đồ moment 25 Hình 4.6 Biểu đồ lực cắt .26 Hình 4.7 Phản lực gối 26 Hình 4.8 Biểu đồ moment dầm (kN.m) 27 Hình 4.9 Biểu đồ lực cắt dầm (kN) 27 Hình 5.1: Sơ đồ tính tốn động lực tải trọng gió lên cơng trình 32 Hình 5.2: Đồ thị xác định hệ số động lực .35 Hình 5.3: Hệ tọa độ xác định hệ số không gian ν .35 Hình 5.10 Biểu đồ phổ thiết kế gán bào Robot dùng cho phân tích đàn hồi 40 Hình 5.11 Mơ hình tính tốn 41 Hình 5.12 Biểu đồ bao moment dầm tầng điển hình (tầng 10) ứng với tổ hợp bao 44 Hình 5.13 Mặt cắt gối dầm 46 Hình 5.14 Đoạn gia cường cốt treo vị trí dầm phụ gối lên dầm 47 Hình 5.15 Cốt thép ngang vùng tới hạn dầm 49 Hình 5.16 Chi tiết thép cột C2 58 Hình 5.17 Sơ đồ nội lực tác dụng lên vách 59 Hình 6.1 Hố khoan địa chất s- đồ thi SPT .65 Hình 6.2 Mặt bố trí móng cọc 73 Hình 6.2 Mặt móng M1 74 Hình 6.3 Khối móng quy ước cho móng cọc 76 Hình 6.5 Phản lực đầu cọc móng M1 .79 Hình 6.6 Mơment đài móng M1 80 Hình 6.7 Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1 81 Hình 6.8 Mặt móng M2 82 Hình 6.9 Khối móng quy ước cho móng cọc 84 Hình 6.10 Mặt cắt móng M2 87 Hình 6.11 Phản lực đầu cọc móng M2 .88 55 PHỤ LỤC THIẾT KẾ MĨNG 6.1 Tổng quan nên móng  Móng cấu kiện tiếp nhận toàn tải trọng cơng trình, truyền tải xuống cho cho móng làm việc khơng vượt q trạng thái giới hạn Việc tính tốn móng phải tiến hành với tổ hợp nội lực bất lợi suốt trình sử dụng thi cơng  Việc tính tốn móng theo biến dạng nhằm xác định kích thước móng, đảm bảo độ lún không vượt độ lún cho phép tiến hành với tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn  Việc tính tốn theo cường độ nhằm đảm bảo khơng bị phá hoại tải, ổn định trượt, lật móng Xác định chiều cao móng, cốt thép tiến hành với tải trọng tính tốn 6.2 Khảo sát đia chất cơng trình xây dựng Xác định rõ mặt cắt địa chất dựa sở đặc điểm địa chất tính chất lý đất đá cơng trình khảo sát Xác định tiêu lý lớp đất cấu tạo nên địa kỹ thuật Xác định chiều sâu mực nước ngầm Trên sở số liệu khảo sát thí nghiệm báo cáo đưa số nhận xét điều kiện địa chất cơng trình cung cấp số liệu cần thiết phục vụ cho cơng tác tính tốn móng cơng trình Bảng 6.1 Phân chia đơn ngun địa chất ( lớp ) Lớp Cao trình (m) Độ dày (m) Mô tả Số hiệu mẫu 56 Bảng 6.2 Bảng thống kê địa chất lớp đất Độ Lớp sâu (m) 0.0 ÷ 19 Giá γtn trị (kN/m ) TC 20.3 GH-I 20.08 ÷ 20.52 GH II 20.16 ÷ 20.44 Mơ tả đất 19 ÷ TC GH-I 26.8 GH - II 20.38 20.14 ÷ 20.62 20.25 ÷ 20.51 Mơ tả đất 26.8 ÷ 50 TC 20.8 GH-I - GH II - Mơ tả đất 57 Hình 6.1 Hố khoan địa chất s- đồ thi SPT 58 6.3 Phương án thiết kế móng cơng trình Ta có lớp địa chất lớp 50m có SPT > 20 Do đó, chọ phương án móng cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi cọc đổ chỗ, thiết kế cho cơng trình cầu đường, thủy lợi, dân dụng công nghiệp Đối với việc xây dựng nhà cao tầng tỉnh Long An điều kiện xây chen, khả áp dụng cọc khoan nhồi phát triển có nhiều tiến Cọc khoan nhồi sau thi công thường kiểm tra chất lương phương pháp sau: thí nghiệm nén tĩnh, siêu âm, đo sóng ứng suất hay tia… Cọc khoan nhồi có ưu khuyết điểm sau:  Ưu điểm :  Có khả chịu tải lớn, sức chịu tải cọc khoan nhồi với đường kính lớn chiều sâu lớn chịu tải hàng nghìn  Không gây ảnh hưởng chấn động công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen đô thị lớn, khắc phục nhược điểm loại cọc đóng thi cơng điều kiện  Có khả mở rộng đường kính chiều dài cọc, hay mở rộng đáy cọc  Lượng cốt thép bố trí cọc khoan nhồi thường so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp)   Có khả thi cơng cọc qua lớp đất cứng nằm xen kẽ hay qua lớp cát dày mà ép Khuyết điểm :   Giá thành thường cao so với phương án móng cọc khác Cơng nghệ thi cơng cọc địi hỏi kỹ thuật cao  Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc thường phức tạp nên gây tốn q trình thực thi  Việc khối lượng bê tơng thất q trình thi cơng thành hố khoan không đảm bảo dễ bị sập việc nạo vét đáy lổ khoan trước đổ bê tông dễ gây ảnh hưởng xấu chất lượng thi công cọc  Ma sát bên thân cọc có phần giảm đáng kể so với cọc đóng cọc ép 6.4 Tính tốn cọc cơng trình 6.4.1 Chọn kích thước, vật liệu chiều sâu chơn cọc Chọn đường kính 1m; đặt 18Ø22; mũi cọc ngàm vào lớp đất 3, mũi cọc đặt cao trình -49.05 (m) chiều dài đầu cọc đập vỡ 0.85m 0.15m ngàm vào đài MNN: -1.3m - Vật liệu : Bêtông B25 (Rb = 14.5 MPa) Cốt thép dọc chịu lực loại AIII (Rs = 365 (MPa) - Chọn cọc có đường kính d = 1m Fc = - Độ sâu đặt móng: Cơng trình có tầng hầm nên chọn cao độ mặt đài trùng với cao độ mặt sàn tầng hầm để thuận tiện thi cơng, chọn cao độ đặt đài móng thường -7.05(m) (chiều cao đài 2m, mặt đài cao độ -7.05m)  Sơ chọn cọc đặc có D = m  Sơ chiều cao đài cọc: hđài = m  Chọn đầu cọc đập vỡ 0.85 m 0.15m cọc ngàm vào đài 59   Chọn chiều dài cọc nằm đất: Lcọc1 = 40m Chu vi tiết diện cọc: u =×1 = 3.14 m 2  Diện tích tiết diện ngang cọc: Ab =×1 /4 = 0.785 m  Cốt thép dọc 18Ø22 có As = 0.00684 m 6.4.2 Sức chịu tải thiết kế Bảng 6.4 Bảng tổng hợp sức chịu tải Theo điều b, mục 7.1.11, TCVN 10304 – 2012, cọc,(móng số lượng cọc 21 cọc), lấy  k  lấy hệ số tin cậy 1.65 1.4 móng từ -> 10 cọc, lấy k   R 1.1514098.06 1.151.75 ck Chọn Ptk = 8050 (kN) Điều kiện: 6.5 Tính tốn thép đài móng 6.5.1 Tính tốn thép đài móng M1 Hình 6.5 Mơment đài móng M2 Tính tốn cốt thép: Chọn agt lớp agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 220 (mm) Chọn agt lớp agt.t = 45 (mm) Bề rộng tính tốn b = 1000 (mm)  8056.03(kN) h0 Hd a gt m 60 Bảng 6.5 Bảng tính thép đài móng M1 Cấu Phương kiện Phương X M1 Phương Y 6.5.2 Tính tốn thép đài móng M2 Hình 6.6 Mơment đài móng M2 Tính tốn cốt thép: Chọn agt lớp agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 220 (mm) Chọn agt lớp agt.t = 45 (mm) Bề rộng tính tốn b = 1000 (mm) h0 Hd a gt m Cấu Phươn kiện g Phương X M1 Phương Y 6.5.3 Tính thép móng lõi thang máy Tính tốn cốt thép: Chọn agt lớp agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 220 (mm) Chọn agt lớp agt.t = 45 (mm) Bề rộng tính tốn b = 1000 (mm) h0 Hd a gt m Cấu kiện Phương Phương X M1 Phương Y 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Cống, “Sàn bê tơng cốt thép tồn khối”, NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 Nguyễn Đình Cống, “Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT” - Tập 1, NXB Xây Dựng - Hà Nội 2009 Bùi Trường Sơn, “Địa chất cơng trình”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Lê Bá Huế, “Khung bê tông cốt thép toàn khối”, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế thi cơng móng sâu”, NXB Xây Dựng, Hà Nội TCVN 10304-2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất 10.TCXD 198-1997Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối 11.TCXD 229-1999 Chỉ dẫn tính tồn thành phần động tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 63 ... PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER GVHD: SVTH: MSSV: Khoá: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN NGUYỄN HỮU NGHĨA 15149142 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 BỘ GIÁO... THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN SVTH: NGUYỄN HỮU NGHĨA MSSV: 15149142 Khố: 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 LỜI CẢM ƠN Lời... Phương án kết cấu 2.4.1 Hệ kết cấu chịu lực 2.4.2 Hệ kết cấu sàn 2.4.3 Hệ kết cấu móng 2.5 Quy trình thiết kế cơng trình .9 CHƯƠNG THIẾT