Hình 6.18 Môment đài móng M1 Tính toán cốt thép: Chọn agt lớp dưới agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 220 (mm) Chọn agt lớp trên agt.t = 45 (mm) Bề rộng tính toán b = 1000 (mm) b 0 0 d gt m 2 m s b 0 s R bh M h H a 1 1 2 A R bh R Bảng 6.17 Bảng tính thép đài móng LTM Cấu kiện Phương Vị trí ho (mm) M ( kNm) As (mm2/m) Chọn thép As,c (mm2/m) d a M1 Phương X Lớp trên 1955 1231.16 1742.00 0.09 22 200 1899.70 0.10 Lớp dưới 1780 -1762.86 2759.26 0.16 25 150 3270.83 0.18 Phương Y Lớp trên 1955 1257.41 1779.52 0.09 22 200 1899.70 0.10 Lớp dưới 1780 -1443.06 2251.70 0.13 25 150 3270.83 0.18
97
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đình Cống, “Sàn bê tông cốt thép toàn khối”, NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008. [1],[2]
2. Nguyễn Đình Cống, “Tính toán thực hành cấu kiện BTCT” - Tập 1, NXB Xây Dựng - Hà Nội 2009.
3. Bùi Trường Sơn, “Địa chất công trình”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. 4. Lê Bá Huế, “Khung bê tông cốt thép toàn khối”, NXB Khoa học kỹ thuật. 5. Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế và thi công móng sâu”, NXB Xây Dựng, Hà Nội. 6. TCVN 10304-2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
7. TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
8. TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế. 9. TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất.
10. TCXD 198-1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối. 11. TCXD 229-1999 Chỉ dẫn tính toàn thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.
2
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
(PHỤ LỤC)
THIẾT KẾ CHUNG CƯ ITASCO TOWER
GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUNG KIÊN
SVTH: NGUYỄN HỮU NGHĨA
3
MỤC LỤC
PHỤ LỤC 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH ... 4 1.1.Đặc điểm công trình: ... 4 1.2.Phân khu chức năng: ... 4 1.3.Đánh giá kiến trúc: ... 5 1.4.Các giải pháp kỹ thuật ... 6 1.5.An toàn phòng cháy và chữa cháy ... 6 PHỤ LỤC 2. CƠ SỞ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ... 7 2.1. Cơ sở tính toán: ... 7 2.2. Nguyên tắc tính toán kết cấu:... 7 2.3. Vật liệu sử dụng ... 8 2.4. Phương án kết cấu ... 8 2.5 Quy trình thiết kế công trình ... 8 PHỤ LỤC 3. THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH ... 10 3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình ... 10 3.2 Sơ bộ kích thước tiết diện ... 10 3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn ... 10 3.4 Mô hình phân tích và tính toán ... 12 3.5. Tính toán cốt thép ... 15 PHỤ LỤC 4. THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH ... 19 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình: ... 19 4.2 Sơ bộ kích thước bản thang: ... 19 4.3 Tải trọng cầu thang ... 19 4.4.Tính toán nội lực bản thang. ... 21 4.5.Tính toán cốt thép bản thang. ... 23 PHỤ LỤC 5. THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG ... 26 5.1. Bảng tính thép dầm tầng điển hình ... 26 5.2 Bảng tính toán cốt thép cột khung trục 2 và khung trục C ... 34 5.3 Bảng tính toán thép vách thang máy ... 41 PHỤ LỤC 6. THIẾT KẾ MÓNG ... 56 6.1. Tổng quan về nên móng ... 56 6.2. Khảo sát đia chất công trình xây dựng ... 56 6.3 Phương án thiết kế móng công trình ... 59 6.4Tính toán cọc công trình ... 59 6.5Tính toán thép đài móng ... 60
4
PHỤ LỤC 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH
1.1. Đặc điểm công trình:
Quy mô công trình:
- Công trình gồm 17 tầng và 2 tầng hầm. Kết hợp khối văn phòng 6 tầng. - Chiều cao mỗi tầng điển hình là 3.3m.
- Chiều cao 63.7 m tính từ mặt đất. Diện tích 1 sàn tầng điển hình là 978 m2
- Diện tích sàn khu đất là 2020 m2
- Diện tích sàn khu xây dựng là 1010 m2
- Mật độ xây dựng 50%
- Cấp công trình: Cấp II (theo phụ lục F, TCVN 9386-2012)
Hình 0.1 Hình ảnh về công trình
1.2. Phân khu chức năng:
- Tầng hầm với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện, bể
phốt ngầm, bể sinh hoạt cung cấp nước cho công trình. Ngoài ra còn bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy …
- Tầng 1 được sử dụng làm sảnh văn phòng, có gồm Ban quản lý tòa nhà, khu thương
mại, dịch vụ, phòng sinh hoạt cộng đồng.
- Các tầng 2 - 7 được sử dụng văn phòng cho thuê. Chiều cao tầng là 3.3 m. Gồm 3
loại là Văn phòng loại A, loại B và loại C.
- Các tầng 8 - 17 được sử dụng căn hộ cho thuê .Mỗi căn hộ có 2 phòng ngủ, 1 nhà
bếp, 1 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và phòng ăn.
5
- Công trình có 5 thang máy, 4 thang bộ cho các tầng ở khối văn phòng và 3 thang
máy, 2 thang bộ cho các tầng ở khối chung cư. Khu thương mại có 5 thang máy và hệ thang cuốn, thang bộ.
1.3. Đánh giá kiến trúc: 1.3.1. Hình dạng công trình:
Hình dáng tổng thể là một tòa nhà cao 17 tầng, 2 hầm làm bãi đỗ xe với mặt bằng tầng điển hình từ 2-7 và từ 8-17.
Tổng chiều cao tòa nhà 70.7m, gồm các tầng từ dưới lên:
+ Hầm 2 3.30m + Hầm 1 3.75m + Tầng 1 3.95m + Tầng lửng – 7 3.30m + Tầng kỹ thuật 3.00m + Tầng 8 – 17 3.30m + Tầng áp mái 3.30m + Tầng mái 3.30m Tổng diện tích khu đất: 2020 m2 Diện tích xây dựng: 1010 m2 Mật độ xây dựng = Sđát / Sxd = 50%
Mặt bằng xây dựng có hình dáng tổng thể đơn giản, không có kiến trúc hình cung, tròn mà thẳng góc.
1.3.2. Bố trí không gian:
- Bao gồm: Không gian làm việc (ở); Không gian giao thông (có kể đến hệ thống thoát hiểm); Không gian kỹ thuật.
- Công năng: Tầng 1 – 7: văn phòng cho thuê.
Tầng 8 – 17: căn hộ cho thuê
- Không gian làm việc: văn phòng loại A, B có cửa chính nẵm trên sảnh văn phòng,
còn văn phòng loại C cửa chính nằm phía trong giữa lối đi của 2 thang bộ, các kiểu chia loại văn phòng đơn giản, tiện lợi cho việc bố trí sắp xếp không gian bên trong từng văn phòng.
- Không gian giao thông: Lối đi lại sảnh văn phòng thuận rộng ( > 2.3 m), hai bên có thang máy, thuận tiện đi lại, di chuyển đồ vật cồng kềnh hay chờ thang máy.
- Bố trí lối thoát hiểm, thang bộ:
- Thang bộ thoát hiểm nhiều, tập trung xung quanh thang máy, khi có sự cố thời gian chạy từ văn phòng đến thang không quá dài. Lối thang dễ tìm.
- Đối với tầng 8-17, sử dụng làm căn hộ, bố trí thang ở 2 bên trái phải tòa nhà và không khó tìm.
6
1.3.3. Tính liên tục về mặt chịu lực:
- Cầu thang bộ : 2 , tại trục 1 – B, và 4 – C, từ tầng hầm 2 đến tầng mái.
- 3 thang máy, tại trục 3, 4 – C, từ tầng hầm 2 đến tầng 17, 2 thang máy tại trục 4 – B, từ hầm 2 lên tầng 7.
- Tầng 1 đến tầng 7 có thêm các thang bộ tại trục A, B – 6 và 2, 3 – B.
- Hệ chịu lực chính theo phương đứng chủ yếu là cột-vách, cột vuông tại tất cả các vị trí lưới (trừ lõi thang máy), tại trục 6 – B, C có bố trí vách cứng nhưng chỉ ở 2 tầng hầm 1, 2
- MB tầng 1, hầm 1, 2 giống nhau, diện tích 2020 m2, từ tầng 1 trở lên chỉ xây trong phạm vi chỉ giới xây dựng (1010 m2).
- Tính liên tục của hệ chịu lực tốt
- Tầng hầm sử dụng tường vây làm phương án thiết kế, có thể thay cho tường chắn đất trong khi thi công .
1.4. Các giải pháp kỹ thuật 1.4.1. Điện
Công trình sử dụng điện được cung cấp từ hai nguồn: lưới điện thành phố và máy phát điện riêng có công suất 150KVA (kèm thêm 1 máy biến áp, tất cả được đặt dưới tầng trệt để tránh gây tiếng ồn và độ rung làm ảnh hưởng sinh hoạt). Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công).
1.4.2. Hệ thống cung cấp nước
Công trình sử dụng nguồn nước từ nguồn nước máy. Tất cả được chứa trong bể nước nằm dưới tầng hầm 2. Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước đặt ở tầng kĩ thuật và tầng áp mái và từ đó sẽ phân phối đi xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính.
Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp Gaine. Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng.
1.4.3. Hệ thống thoát nước
Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và chảy vào các ống thoát nước mưa đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng.
1.5. An toàn phòng cháy và chữa cháy
Ở mỗi tầng đều được bố trí một chỗ đặt thiết bị chữa cháy (vòi chữa cháy dài khoảng 20m, bình xịt CO2,..). Bể chứa nước trên mái, khi cần được huy động các bể chứa nước sinh hoạt để tham gia chữa cháy. Ngoài ra, ở mỗi phòng đều có lắp đặt thiết bị báo cháy (báo nhiệt) tự động.
7
PHỤ LỤC 2. CƠ SỞ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1. Cơ sở tính toán:
Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:
TCVN 2737: 1995. Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD 229: 1999. Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió.
TCVN 9386-2012. Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất. TCVN 5574: 2012. Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối.
TCXDVN 198:1997. Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối. TCVN 9362: 2012. Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
TCVN 10304:2014. Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 9394: 2012. Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu TCVN 9395: 2012. Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu
Bên cạnh các tài liệu trong nước, để giúp cho quá trình tính toán được thuận lợi, đa dạng về nội dung tính toán, đặc biệt những cấu kiện (phạm vi tính toán) chưa được tiêu chuẩn thiết kế trong nước qui định như : Thiết kế các vách cứng, lõi cứng... nên trong quá trình tính toán có tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài.
Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau.
2.2. Nguyên tắc tính toán kết cấu:
Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II).
2.2.1. Các trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I
Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:
Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động.
Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí.
Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi.
Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng
bất lợi của môi trường.
2.2.2. Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II
Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:
Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt.
Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt,
dao động.
2.2.3. Phần mềm, chương trình tính được sử dụng
- Chương trình phân tích kết cấu ROBOT 2018. - Phần mềm thể hiện bản vẽ RIVIT 2018. - Các phần mềm Microsoft Office 2016.
8
2.3. Vật liệu sử dụng
Sử dụng bê tông cấp độ bền B30 với các thông số:
Cường độ chịu nén theo TTGH I: Rb = 17 MPa.
Cường độ chịu kéo theo TTGH I: Rbt = 1.20 MPa.
Cường độ chịu nén theo TTGH II: Rb,ser = 22 MPa.
Cường độ chịu kéo theo TTGH II: Rbt,ser = 1.80 MPa.
Module đàn hồi: Eb = 32500 MPa.
Hệ số điều kiện làm việc b2 = 1 với các hệ số =0.714; R = 0.573; R = 0.409
Cường độ chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa.
Cường độ chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.05 MPa.
Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa.
Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø < 10).
Cường độ chịu nén Rsc = 225 MPa.
Cường độ chịu kéo Rs = 225 MPa.
Cường độ tính toán cốt ngang Rsw = 175 MPa.
Mô đun đàn hồi Es = 210000 MPa.
Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø ≥10).
Cường độ chịu nén Rsc = 365 MPa.
Cường độ chịu kéo Rs = 365 MPa.
Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa.
2.4. Phương án kết cấu
2.4.1. Hệ kết cấu chịu lực chính
- Hệ chịu lực chính của công trình là hệ cột kết hợp với lõi cứng nằm tại tâm hình học của công trình và 1 vách cứng nằm theo phương ngang.
Trong đó kết cấu lõi cứng chịu lực là một hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa là hệ thống chịu tải trọng ngang rất phù hợp cho công trình nhà cao tầng.
2.4.2. Hệ kết cấu sàn
- Hệ sàn sườn:
+ Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.
+ Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công. Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây.
2.4.3. Hệ kết cấu móng
- Vì chiều cao của công trình khá cao và có 2 tầng hầm, lực truyền xuống chân cột và áp lực đất lớn nên hệ kết cấu móng được đề xuất là móng cọc khoan nhồi.
- Là dạng móng cọc thay thế, có thể khoan đến độ sâu lớn, cắm sâu vào lớp đất chịu lực tốt nhất, kích thước cọc lớn, sức chịu tải cọc lớn nên chịu tải trọng đông tốt, không gây chấn động trong quá trình thi công, không ảnh hưởng đến công trình xung quanh.
10
PHỤ LỤC 3. THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình
Hình 3.1 Mặt bằng sàn tầng điển hình
3.2 Sơ bộ kích thước tiết diện
- Sơ bộ kích thước sàn
- Chiều dày bản sàn được tính sơ bộ theo công thức:
s D 1 h L m - Chọn hs 150mm - Sơ bộ kích thước dầm
KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM
Loại dầm Nhịp L (m) Chiều cao h Chiều rộng b Một nhịp Nhiều nhịp Dầm phụ 6 m 1 1 L 16 12 1 h L 20 1 2 h 3 3 Dầm chính 10 m 1 1 L 12 8 1 h L 15 - Chọn tiết diện dầm: DC400x600, DP300x500 - Chọn tiết diện cột: C1000x1000 3.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 3.3.1 Tĩnh tải
11 Bảng 3.1. Tĩnh tải sàn tầng điển hình Vật liệu h gtc n gtt [kN/m3] [mm] [kN/m2] [kN/m2] Gạch ceramic 20 10 0.20 1.2 0.240 Vữa lát nền 18 20 0.36 1.3 0.486 Vữa trát trần 18 15 0.27 1.3 0.351 Tải trọng thiết bị - - 0.30 1.2 0.360 Tổng : 1.13 - 1.437 Chú thích: - Trọng lượng riêng [kN/m3];
h - Chiều dày [mm]; gtc -Tĩnh tải tiêu chuẩn [kN/m2] n - Hệ số vượt tải; gtt - Tĩnh tải tính toán [kN/m2]
Bảng 3.2. Tĩnh tải sàn nhà vệ sinh Vật liệu h gtc n gtt [kN/m3] [mm] [kN/m2] [kN/m2] Gạch ceramic 20 10 0.20 1.2 0.240 Vữa lát nền tạo dốc 18 35 0.63 1.3 0.819 Lớp chống thấm 22 5 0.11 1.3 0.143 Vữa trát trần 18 15 0.27 1.3 0.351 Tải trọng thiết bị - - 0.30 1.2 0.360 Tổng : 1.51 - 1.913
Bảng 3.3. Tĩnh tải tường xây