Tài liệu Đồ án tốt nghiệp xây dựng thiết kế chung cư khang gia

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHUNG CƯ KHANG GIA (THUYẾT MINH) SVTH : NGUYỄN TRƯỜNG HẢI MSSV : 20701019 GVHD : ThS.LÊ VĂN BÌNH TP. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : ThS. Lê Văn Bình LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng nhanh, mức sống của người dân ngày một nâng cao kéo theo đó là nhu cầu về sinh hoạt ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí cũng tăng lên không ngừng, đòi hỏi một không gian sống tốt hơn, tiện nghi hơn. Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập cùng xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết. Bên cạnh đó, việc hình thành các cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng không những đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt cảnh quan đô thị mới của thành phố tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển, và góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế. Chính vì thế Chung cư Khang Gia được ra đời và đó là một dự án thật sự thiết thực và khả thi. Đề tài sinh viên chọn là Thiết kế Chung cư Khang Gia, nhằm mục đích là sau khi tốt nghiệp ra trường sinh viên được trang bị đầy đủ kiến thức phục vụ cho công việc sau này. Trong thời gian nghiên cứu, sinh viên được sự hướng dẫn của giảng viên, tham khảo các tài liệu, tiêu chuẩn và sự giúp đỡ của bạn bè để có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu bao gồm 3 phần chính là Thiết kế kiến trúc công trình; Thiết kế kết cấu cho công trình; và lập biện pháp thi công cho hạng mục công trình. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19/02/2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Trường Hải SVTH : Nguyễn Trường Hải MSSV : 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD : ThS. Lê Văn Bình LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là môn học đánh dấu sự kết thúc của một quá trình học tập và nghiên cứu của sinh viên tại giảng đường đại học. Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong nhà trường đã giúp em trưởng thành và học hỏi được rất nhiều những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như là kỹ năng sống ngoài thực tế. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Xây dựng và Điện trường đại học Mở Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức và dạy dỗ em trong suốt quá trình ngồi trên ghế nhà trường. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy ThS. Lê Văn Bình, người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong suốt quá trình làm đồ án, trong những thời điểm khó khăn do thời gian eo hẹp và kiến thức còn hạn chế chính thầy là người đã động viên và định hướng cho em để em có thể hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Xin cảm ơn những người bạn cùng làm đồ án với em, đã cùng em nghiên cứu học tập và tận tình giúp đỡ cho em những phần kiến thức còn hạn hẹp và những lúc khó khăn nhất. Lời cuối cùng xin gửi lời cảm ơn thiêng liêng đến bố mẹ và gia đình - chỗ dựa vật chất và tinh thần cho em trong suốt quãng thời gian học xa nhà, đã động viên em những lúc khó khăn. Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm chắc chắn không thể tránh khỏi những sai lầm và thiếu sót. Kính mong sự chỉ bảo của thầy cô và đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn chỉnh kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19/02/2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Trường Hải SVTH : Nguyễn Trường Hải MSSV : 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH .......................................................................... 1 1 . 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH ................................................................................................. 1 1 . 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU XÂY DỰNG ........................................................................ 2 1 . 3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC ...................................................................................................... 2 1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng.................................................................................... 2 1.3.2 Hệ thống giao thông trong công trình ............................................................................. 3 1 . 4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ....................................................................................................... 3 1.4.1 Hệ thống điện .................................................................................................................. 3 1.4.2 Hệ thống nước................................................................................................................. 4 1.4.3 Thông gió và chiếu sáng tự nhiên ................................................................................... 4 1.4.4 Phòng cháy thoát hiểm .................................................................................................... 4 1.4.5 Hệ thống thoát rác thải .................................................................................................... 5 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU .............................................................. 6 2 . 1 TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM ÁP DỤNG ............................................................................ 6 2 . 2 SƠ LƯỢC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH............................................................... 6 2.2.1 Phần thân nhà .................................................................................................................. 6 2.2.2 Phần ngầm....................................................................................................................... 6 2 . 3 LỰA CHỌN VẬT LIỆU ........................................................................................................ 7 2.3.1 Yêu cầu về vật liệu.......................................................................................................... 7 2.3.2 Chọn vật liệu chính sử dụng cho công trình.................................................................... 7 2.3.3 Đặc trưng vật liệu sử dụng .............................................................................................. 7 2 . 4 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN........................................................................ 8 2.4.1 Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng ........................................................... 8 2.4.2 Phương pháp tính toán xác định nội lực.......................................................................... 8 2.4.3 Lựa chọn công cụ tính toán ............................................................................................. 9 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH................................................................... 10 3 . 1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SÀN DẦM TOÀN KHỐI ......................................................... 10 3.1.1 Mặt bằng bố trí dầm sàn................................................................................................ 10 3.1.2 Tính toán các ô sàn........................................................................................................ 10 3 . 2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SÀN PHẲNG KHÔNG DẦM .................................................. 21 3.2.1 Số liệu tính toán ............................................................................................................ 21 3.2.2 Xác định tải trọng tác dụng ........................................................................................... 21 3.2.3 Xác định nội lực bản sàn ............................................................................................... 23 SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình 3.2.4 Tính toán và bố trí cốt thép ........................................................................................... 30 3.2.5 Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng của sàn............................................................. 33 3.2.6 Kiểm tra độ võng sàn .................................................................................................... 34 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH................................................... 35 4 . 1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ........................................................................................................ 35 4.1.1 Số liệu tính toán ............................................................................................................ 36 4.1.2 Tải trong tác dụng ......................................................................................................... 37 4 . 2 THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẦU THANG ................................................................................. 39 4.2.1 Tính bản thang và chiếu nghỉ ........................................................................................ 39 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI .................................................................................. 42 5 . 1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ........................................................................................................ 42 5.1.1 Kích thước và cấu tạo.................................................................................................... 42 5.1.2 Vật liệu sử dụng ............................................................................................................ 43 5 . 2 TÍNH TOÁN BẢN HỒ NƯỚC............................................................................................ 43 5.2.1 Tính toán bản nắp.......................................................................................................... 43 5.2.2 Tính toán bản đáy.......................................................................................................... 45 5.2.3 Tính toán bản thành....................................................................................................... 47 5 . 3 TÍNH TOÁN HỆ DẦM HỒ ................................................................................................. 56 5.3.1 Hệ dầm nắp ................................................................................................................... 56 5.3.2 Hệ dầm đáy ................................................................................................................... 57 5 . 4 KIỂM TRA NỨT CHO CÁC CẤU KIỆN HỒ NƯỚC........................................................ 64 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KHUNG KHÔNG GIAN ................................................................... 66 6 . 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI NỘI LỰC CHO KHUNG KHÔNG GIAN .................................... 66 6 . 2 SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN KHUNG ..................................................... 66 6.2.1 Kích thước vách ............................................................................................................ 67 6.2.2 Kích thước cột............................................................................................................... 68 6.2.3 Chiều dày sàn ................................................................................................................ 70 6.2.4 Kích thước dầm biên ..................................................................................................... 70 6 . 3 VẬT LIỆU SỬ DỤNG......................................................................................................... 70 6 . 4 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ PHÂN TÍCH MÔ HÌNH KẾT CẤU................................... 71 6.4.1 Tải trọng đứng............................................................................................................... 71 6.4.2 Tải trọng ngang - gió..................................................................................................... 74 6 . 5 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CÔNG TRÌNH................................................... 85 6.5.1 Các bước mô hình kết cấu bằng phần mềm Etabs......................................................... 85 6.5.2 Bảng khối lượng và tâm khối lượng từng tầng.............................................................. 99 6.5.3 Bảng chu kỳ dao động riêng........................................................................................ 100 6.5.4 Phân tích mô hình để lấy tần số dao động riêng và dạng mode dao động................... 101 6 . 6 THIẾT KẾ CỘT ................................................................................................................. 103 SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình 6.6.1 Nội lực và tổ hợp......................................................................................................... 103 6.6.2 Tính toán cốt thép........................................................................................................ 104 6.6.3 Tính toán cột C2 - Tầng 1: .......................................................................................... 109 6.6.4 Kết quả tính toán và bố trí cốt thép ............................................................................. 113 6 . 7 THIẾT KẾ VÁCH CỨNG ................................................................................................. 122 6.7.1 Mô hình tính toán, tải trọng và tổ hợp tải trọng .......................................................... 122 6.7.2 Phương pháp xác định nội lực..................................................................................... 122 6.7.3 Lý thuyết tính toán ...................................................................................................... 122 6.7.4 Tính toán ví dụ cốt thép cho vách cứng ...................................................................... 125 6.7.5 Bảng kết quả tính toán cốt thép vách .......................................................................... 127 6.7.6 Kiểm tra khả năng chịu cắt cho vách .......................................................................... 136 CHƯƠNG 7: NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH ............................................................................... 137 7 . 1 TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH .............................................................. 137 7.1.1 Điều kiện địa chất công trình ...................................................................................... 137 7.1.2 Điều kiện thủy văn ...................................................................................................... 139 7.1.3 Các giải pháp thiết kế móng........................................................................................ 140 7 . 2 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN................................ 141 7.2.1 Trình tự thiết kế móng cọc ép ..................................................................................... 141 7.2.2 Thiết kế móng cọc ép dưới cột C18 (móng M1) ......................................................... 150 7 . 3 PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI.................................................................... 168 7.3.1 Trình tự thiết kế móng cọc khoan nhồi ....................................................................... 168 7.3.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi dưới cột C18 (móng M1)........................................... 177 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Cấu tạo các ô sàn .......................................................................................... 12 Bảng 3.2 Trọng lượng bản thân sàn theo loại ô sàn ..................................................... 12 Bảng 3.3 Tải tường phân bố trên từng loại ô sàn ......................................................... 13 Bảng 3.4 Hoạt tải trên từng loại ô sàn.......................................................................... 14 Bảng 3.5 Kết quả tải trọng toàn phần trên các ô sàn.................................................... 14 Bảng 3.6 Phân loại các ô sàn điển hình........................................................................ 14 Bảng 3.7 Bảng tính toán cốt thép bản 2 phương .......................................................... 19 Bảng 3.8 Bảng tính toán cốt thép bản 1 phương .......................................................... 20 Bảng 3.9 Các lớp cấu tạo sàn ....................................................................................... 22 Bảng 3.10 Trọng lượng bản thân các lớp sàn............................................................... 22 Bảng 3.11 Tính toán hoạt tải sàn.................................................................................. 23 Bảng 3.12 Bảng tính toán cốt thép sàn phẳng.............................................................. 32 Bảng 3.13 Tính toán kiểm tra chọc thủng sàn phẳng................................................... 34 --Bảng 4.1 Bảng tính toán trọng lượng bản thân của bản chiếu nghỉ ............................. 37 Bảng 4.2 Bảng tính toán trọng lượng bản thân của bản thang 2 vế ............................. 38 Bảng 4.3 Tính toán cốt thép bản thang ........................................................................ 41 --Bảng 5.1 Tải trọng các lớp bản nắp hồ nước mái ........................................................ 43 Bảng 5.2 Kết quả tính toán cốt thép bản nắp, ô bản 1 và 2.......................................... 45 Bảng 5.3 Trọng lượng các lớp bản đáy hồ nước mái ................................................... 45 Bảng 5.4 Kết quả tính toán cốt thép bản đáy, ô bản 1 và 2.......................................... 47 Bảng 5.5 Kết quả tính toán cốt thép bản thành, ô bản số 1 và 2 .................................. 51 Bảng 5.6 Kết quả tính toán cốt thép bản thành, ô bản số 3.......................................... 55 Bảng 5.7 Kết quả tính toán cốt thép bản thành, ô bản số 3 .......................................... 59 Bảng 5.8 Kết quả tính toán cốt thép bản thành, ô bản số 3.......................................... 61 Bảng 5.9 Kết quả tính toán cốt thép bản thành, ô bản số 3 .......................................... 63 Bảng 5.10 Bảng kiểm tra nứt bản đáy Ô 2 ................................................................... 65 Bảng 6.1 Kiểm tra tiết diện vách/lõi cứng ................................................................... 68 --Bảng 6.2 Sơ bộ kích thước cột góc C1......................................................................... 69 Bảng 6.3 Sơ bộ kích thước cột biên C2 ....................................................................... 69 Bảng 6.4 Sơ bộ kích thước cột biên C3 ....................................................................... 69 Bảng 6.5 Các lớp cấu tạo sàn bình thường................................................................... 71 SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Bảng 6.6 Các lớp cấu tạo sàn mái sân thượng ............................................................. 72 Bảng 6.7 Hệ số giảm tải tường do cửa ......................................................................... 73 Bảng 6.8 Hoạt tải tác dụng lên sàn các tầng theo công năng sử dụng ......................... 73 Bảng 6.9 Kết quả tính toán thành phần tĩnh của gió theo phương X ........................... 75 Bảng 6.10 Bảng 6.11 Kết quả tính toán thành phần tĩnh của gió theo phương Y........ 75 Bảng 6.12 Tính toán xác định giá trị WFj ..................................................................... 80 Bảng 6.13 Tính toán xác định thành phần động tiêu chuẩn Wp(ji)................................ 81 Bảng 6.14 Tổng hợp kết quả tính toán thành phần động và tĩnh của tải trọng gió. ..... 82 Bảng 6.15 Các loại tải trọng khai báo vào phần mềm ................................................. 89 Bảng 6.16 Khối lượng từng tầng từ phần mềm Etabs.................................................. 99 Bảng 6.17 Bảng chu kỳ và tần số dao động riêng...................................................... 100 Bảng 6.18 Kết quả tính toán cốt thép cột C2 ............................................................. 113 Bảng 6.19 Kết quả tính toán cốt thép cột C11 ........................................................... 116 Bảng 6.20 Kết quả tính toán cốt thép cột C18 ........................................................... 119 Bảng 6.21 Kết quả tính toán cốt thép các tầng cho vách P1 ...................................... 127 Bảng 6.22 Kết quả tính toán tính toán cốt thép các tầng cho vách P2 ....................... 130 Bảng 6.23 Kết quả tính toán tính toán cốt thép các tầng cho vách P7 ....................... 133 --Bảng 7.1 Tổng hợp các lớp địa tầng .......................................................................... 139 Bảng 7.2 Nội lực tính toán móng M1 - dưới Cột C18 ............................................... 150 Bảng 7.3 Nội lực thiết kế móng M1........................................................................... 150 Bảng 7.4 Tính toán ma sát bên của các lớp đất.......................................................... 153 Bảng 7.5 Kết quả tính toán sức kháng bên đơn vị fsi ................................................. 154 Bảng 7.6 Bảng nội lực tính toán móng M1 ................................................................ 156 Bảng 7.7 Tính toán tải tác dụng lên đầu cọc (tổ hợp Nmax)........................................ 157 Bảng 7.8 Bảng nội lực kiểm tra tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp Mx.max) ..................... 157 Bảng 7.9 Tính toán tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp Mx.max)......................................... 157 Bảng 7.10 Bảng nội lực kiểm tra tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp My.max) ................... 158 Bảng 7.11 Tính toán tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp My.max)....................................... 158 Bảng 7.12 Kết quả tính toán độ lún cho từng lớp ...................................................... 163 Bảng 7.13 Nội lực tính toán móng M1 - dưới Cột C18 ............................................. 177 Bảng 7.14 Nội lực thiết kế móng M1......................................................................... 177 Bảng 7.15 Tính toán ma sát bên của các lớp đất........................................................ 180 Bảng 7.16 Kết quả tính toán sức kháng bên đơn vị fsi ............................................... 181 Bảng 7.17 Bảng nội lực tính toán móng M1 .............................................................. 183 Bảng 7.18 Tính toán tải tác dụng lên đầu cọc ............................................................ 184 Bảng 7.19 Bảng nội lực kiểm tra tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp Mx.max) ................... 184 SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Bảng 7.20 Tính toán tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp Mx.max)....................................... 184 Bảng 7.21 Bảng nội lực kiểm tra tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp My.max) ................... 184 Bảng 7.22 Tính toán tải đầu cọc móng M1 (tổ hợp My.max)....................................... 185 Bảng 7.23 Kết quả tính toán độ lún cho từng lớp ...................................................... 189 SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Hình 1.1 Phối cảnh công trình Cụm chung cư Khang Gia là dự án có quy mô lớn. Cụm cao ốc gồm 03 khối được xây dựng trên diện tích khu đất 26.223,8m2. Bao gồm tầng hầm để xe, tầng trệt, tầng lửng, các dãy nhà liên kế và 11 tầng với 1118 căn hộ được thiết kế hiện đại, thoáng mát đa dạng với các loại diện tích từ 50 - 123,6m2. Cùng với hệ thống công viên, cây xanh, đường nội bộ 12m và 20m. Toạ lạc tại quận Gò Vấp, công trình nằm ở vị trí thoáng đẹp, công trình đã tạo nên được điểm nhấn về kiến trúc đồng thời tạo nên sự hài hòa hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư. Công trình nằm trên trục chính giao thông nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình. Hệ thống điện, nước bên trong công trình đã được cung cấp đầy đủ, đáp ứng được nhu cầu về nguồn năng lượng cho công tác thi công. Khu đất xây dựng trên địa hình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, xung quanh là nhà dân đã được dựng rào an toàn, bên dưới không có công trình ngầm nên thuận tiện cho việc thi công và lập tổng bình đồ xây dựng. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng 1.2 GVHD: ThS. Lê Văn Bình ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU XÂY DỰNG  Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa 1. Mùa nắng (từ tháng 12 đến tháng 4) - Nhiệt độ cao nhất: 40°C - Nhiệt độ trung bình: 32°C - Nhiệt độ thấp nhất: 18°C - Lượng mưa thấp nhất: 0,1 mm - Lượng mưa cao nhất: 300 mm - Độ ẩm tương đối trung bình: 85.5% 2. Mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11) - Nhiệt độ cao nhất: 36°C - Nhiệt độ trung bình: 28°C - Nhiệt độ thấp nhất: 23° - Lượng mưa trung bình: 274,4 mm - Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (tháng 11) - Lượng mưa cao nhất: 680 mm (tháng 9) - Độ ẩm tương đối trung bình: 77,67% - Độ ẩm tương đối thấp nhất: 74% - Độ ẩm tương đối cao nhất: 84% - Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày - Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày 3. Hướng gió - Hướng gió chủ yếu là Đông Nam và Tây nam với vận tốc trung bình 2,5 (m/s), thổi mạnh nhất vào mùa mưa. Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ (tháng 12-1). - TP. Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới. 1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC 1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng Mặt bằng công trình hình chữ nhật, bố trí đối xứng theo cả hai phương rất thích hợp với kết cấu nhà cao tầng, thuận tiện trong việc xử lý kết cấu. Chiều dài 24,6m, chiều rộng 20,4m chiếm diện tích đất xây dựng là 501,8m2. Xung quanh công trình có vườn hoa tạo cảnh quan. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Công trình gồm 17 tầng, cốt 0.00m được chọn đặt tại mặt sàn tầng trệt. Tầng hầm cao ốc ở cốt -3.00m. Nền đất tự nhiên tại cốt -1.20m. Mỗi tầng điển hình cao 3,2m, riêng tầng trệt cao 3.8m. Chiều cao công trình là 54m tính từ cốt 0.00m và 57m kể cả tầng hầm.  Chức năng của các tầng như sau 1. Tầng hầm: bố trí 1 thang bộ, chỗ đậu xe ô tô xung quanh. Các hệ thống kỹ thuật như trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn. Ngoài ra, tầng ngầm còn có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió. 2. Tầng 1: Gồm các sảnh đón, nhà trẻ, nhà bếp nhà tang lễ, phòng sinh hoạt cộng đồng, các văn phòng ban quản trị cao ốc. 3. Tầng 2: Dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí... cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực. 4. Tầng 3 – 15: Bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu cho thuê ngắn hạn, dài hạn và nhu cầu ở. Tại mỗi tầng có hai ban công lớn phục vụ cho nhu cầu hóng mát, ngắm cảnh giải trí cho dân cư của cả cao ốc. 5. Sân thượng: Bố trí các phòng kỹ thuật, máy móc, thiết bị vệ tinh… 6. Tầng mái: trên cùng có hồ nước mái cung cấp nước cho toàn cao ốc và hệ thống thu lôi chống sét cho nhà cao tầng. Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai. 1.3.2 Hệ thống giao thông trong công trình Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang. Hệ thống giao thông đứng bao gồm 2 thang bộ và 1 thang máy. Thang máy và thang bộ được bố trí cân đối tại những vị trí hợp lý đảm bảo giao thông trong công trình giữa các tầng được thuận lợi nhất cho người dùng. 1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 1.4.1 Hệ thống điện Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất. Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục. Máy điện dự phòng 250KVA được đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động không ảnh hưởng đến sinh hoạt. Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường và phải bảo đảm an toàn không đi qua các khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi cần sữa chữa. Ở SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình mỗi tầng đều có lắp đặt hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ). 1.4.2  Hệ thống nước Cấp nước: Cao ốc sử dụng nước từ 2 nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt ở tầng hầm. Sau đó máy bơm sẽ đưa nước lên bể chứa nước đặt ở 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 ghen. Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng.  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 (=140mm) đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ được bố trí đường ống riêng, tập trung về khu xử lý, bể tự hoại đặt ở tầng hầm; sau đó đưa ra ống thoát chung của khu vực. 1.4.3 Thông gió và chiếu sáng tự nhiên Khu vực xung quanh công trình chủ yếu là khu dân cư thấp tầng, vì vậy phải tận dụng tối đa việc chiếu sáng tự nhiên và thông thoáng tốt. Đây là tiêu chí hàng đầu khi thiết kế chiếu sáng và thông gió công trình này.  Chiếu sáng: Toàn bộ toà nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên thông qua các cửa sổ, ban công ở các mặt của công trình (có kết cấu khoét lõm đảm bảo hấp thu ánh sáng tốt) và bằng điện. Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng.  Thông gió: Hệ thống thông gió tự nhiên bao gồm các cửa sổ, ban công. Ngoài ra còn sử dụng hệ thống thông gió nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo các Gain lạnh về khu xử lý trung tâm. 1.4.4  Phòng cháy thoát hiểm Hệ thống báo cháy: Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở các nơi công cộng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.  Hệ thống cứu hỏa: Nước: Được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động. Các đầu phun nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách 3m một cái, hệ thống đường ống cung cấp nước chữa cháy là các ống sắt tráng kẽm, bên cạnh đó cần bố trí các phương tiện cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Hệ thống đèn báo các cửa, cầu thang thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp được đặt tại tất cả các tầng. Thang bộ: Gồm hai thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ. Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập. Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt. 1.4.5 Hệ thống thoát rác thải Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống gian rác, gian rác được bố trí ở tầng hầm và có bộ phận đưa rác ra ngoài công trình. Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU 2.1 TIÊU CHUẨN – QUY PHẠM ÁP DỤNG - TCVN 198: 1997 Nhà cao tầng, thiết kế bê tông cốt thép toàn khối. - TCVN 205: 1998 Móng cọc, tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737: 1995. - TCVN 356: 2005 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 2737: 1995 Tải trọng tác động, tiêu chuẩn thiết kế. 2.2 SƠ LƯỢC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.2.1 Phần thân nhà Theo [Mục 2.3, TCXD 198-1997] và [Bản vẽ kiến trúc công trình], hệ kết cấu của công trình được chọn bao gồm các cấu kiện chịu lực như sau: - Đối với công trình cao tầng, chịu tải trọng gió theo phương ngang lớn nên cần phải thiết kế kết cấu có khả năng chịu tải trọng ngang tốt. Hiện nay, vách cứng được xem là cấu kiện chịu tải ngang khá tốt, có nhiều ưu việt hơn so với kết cấu khung thông thường, nên chọn hệ kết cấu khung vách chịu lực cho công trình. - Công trình gồm có các tường cứng bố trí liên kết nhau tạo thành lõi chịu lực ở khu vực tâm công trình (khu cầu thang) kết hợp với các cột chịu lực được bố trí quanh lõi. - Trong hệ khung lõi thì sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu, sàn có vai trò giống như hệ giằng ngang liên kết hệ lõi và hệ cột đảm bảo sự làm việc đồng thời của lõi và cột. Đồng thời là bộ phận chịu lực trực tiếp, có vai trò truyền các tải trọng vào hệ khung và lõi. Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chiều cao các tầng điển hình 3,2 m với nhịp lớn nhất là 8,2 m. 2.2.2 Phần ngầm Thông thường, phần móng nhà cao tầng phải chịu một lực nén lớn, bên cạnh đó với tải trọng gió sẽ tạo lực xô ngang rất lớn cho công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho phần móng bao gồm: - Giải pháp móng sâu thông thường: móng cọc khoan nhồi, cọc BTCT đúc sẵn.... - Giải pháp móng bè hoặc móng băng trên nền cọc. - Tường Barette kết hợp với cọc BTCT đúc sẵn hoặc cọc khoan nhồi ở phía bên trong. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 6 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Phương án cọc BTCT đúc sẵn hay cọc khoan nhồi được cân nhắc lựa chọn tuỳ thuộc vào tải trọng của công trình, phương tiện thi công, chất lượng của từng phương án và điều kiện địa chất thuỷ văn của khu vực. Các giải pháp móng kết hợp (giải pháp thứ 2 và 3), xét về yếu tố chịu lực rất tốt, tuy nhiên, cần cân nhắc đến các yếu tố về kinh tế, trang thiết bị và điều kiện thi công... 2.3 LỰA CHỌN VẬT LIỆU 2.3.1 Yêu cầu về vật liệu Nhà cao tầng thường có tải trọng lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu hợp lý sẽ mang lại hiệu quả cao và giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính. Vật liệu chính xây dựng trong nhà cao tầng cần thỏa mãn những tiêu chí sau: - Cần có cường độ cao, độ bền tốt theo thời gian, trọng lượng nhỏ và khả năng chống cháy tốt. - Có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. - Có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão). - Có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình. - Có giá thành hợp lý. 2.3.2 Chọn vật liệu chính sử dụng cho công trình Bởi các điều kiện trên nên tại Việt Nam hay các nước khác thì vật liệu BTCT và thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. Hiện nay ở nước ta, nguồn cung cấp các loại vật liệu trên rất phong phú: Bê tông được cung cấp dưới dạng trộn sẵn tại các trạm trộn của các hãng Soam, LePhan, Supermix, Trà My, RDC, Holcim..., cốt thép được cung ứng bởi các công ty liên doanh giữa ta với Nhật Bản: Vinacoel... Bên cạnh đó kho thép của nước ta luôn dồi dào, đảm bảo sự không thiếu hụt cho loại vật liệu trọng yếu này. Vậy trong phạm vi đồ án này chọn 2 loại vật liệu chính để thiết kế tính toán nhà cao tầng là bê tông và cốt thép xây dựng. 2.3.3 Đặc trưng vật liệu sử dụng - Bê tông:  Cấp độ bền: B25 (M350)  Cường độ chịu nén: Rb = 14,5 MPa Rbt = 1,05 MPa SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 7 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình Rb.ser = 18,5 MPa Rbt.ser = 1,60 MPa  Môđun đàn hồi ban đầu: Eb = 30.103 MPa  Hệ số điều kiện làm việc: b2 = 0,9 - Cốt thép:  Cốt thép Ø ≤ 8mm: CI, A-I Hệ số tin cậy: Rs = Rsc = 225 MPa R = 0,651 Rsw = 175 Mpa R = 0,639 s = 1,05 (TTGH 1) s = 1,00 (TTGH 2) Môđun đàn hồi: Es = 21.104 MPa  Cốt thép Ø > 8mm: CII, A-II Hệ số tin cậy: Rs = Rsc = 280 MPa R = 0,632 Rsw = 225 Mpa R = 0,432 s = 1,05 (TTGH 1) s = 1,00 (TTGH 2) Môđun đàn hồi: Es = 21.104 MPa 2.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 2.4.1 Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau. Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kết ngàm với các phần tử cột, vách cứng ở cao trình sàn. Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong). Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế tiếp. Các cột và vách cứng đều được ngàm ở chân cột và chân vách cứng ngay mặt đài Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể. Khi xảy ra phá hoại, các khớp dẻo phải được hình thành trong dầm trước khi hình thành trong các cột. 2.4.2 Phương pháp tính toán xác định nội lực Sử dụng phương pháp Phần tử hữu hạn, mô hình toàn bộ kết cấu công trình dạng khung không gian trong phần mềm ETABS 9.7.1 Mô hình khung gồm các phần tử cột, dầm, sàn và vách cứng. Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì sàn đóng vai trò rất quan trọng, sàn phải có đủ độ cứng để có thể truyền được tải ngang. Do đó ta cần phải khai báo sàn là tuyệt đối cứng (Rigid Diaphragm), mỗi một sàn tầng SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 8 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: ThS. Lê Văn Bình tương ứng với một Diaphragm. Gán tải phân bố trực tiếp lên sàn, đối với tường xây trên dầm ta quy về lực phân bố trên dầm. 2.4.3 1. Lựa chọn công cụ tính toán Phần mềm SAFE v12.3.1 Là phần mềm chuyên dùng để phân tích, tính toán nội lực cho các loại sàn, đặc biệt so với các version trước đây trong version12 này phần mềm hỗ trợ mạnh mẽ trong việc phân tích tính toán sàn bê tông cốt thép ứng suất trước. 2. Phần mềm ETABS v9.7.1 Dùng để giải phân tích động cho hệ công trình bao gồm các dạng và giá trị dao động, kiểm tra các dạng ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất. Do ETABS là phần mềm phân tích, thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng nên việc nhập và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác. 3. Phần mềm Microsoft Office 2010 Dùng để xử lý số liệu nội lực từ các phần mềm SAFE, ETABS xuất sang, tổ hợp nội lực và tính toán tải trọng, tính toán cốt thép và trính bày các thuyết minh tính toán. SVTH: Nguyễn Trường Hải MSSV: 20701019 Trang 9