ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN PHÚ - LÔ B

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XÂY DỰNG

LỜI CẢM ƠN

    Sau gần bốn năm học tập và ba tháng làm đồ án tốt nghiệp, đến nay đồ án đã được hoàn thành. Để có được thành quả ngày hôm nay, em xin chân thành cảm ơn:

- Thầy Th.S Nguyễn Văn Giang là giáo viên trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Em xin cảm ơn thầy đã rất nhiệt tình và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể thường xuyên được gặp thầy và được hướng dẫn rất chi tiết các công việc phải thực hiện để có thể hoàn thành một cách tốt nhất đồ án tốt nghiệp.

- Các thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình – Trường Đại Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM, tuy không trực tiếp hướng dẫn nhưng đã truyền đạt, giúp em nắm bắt được khối kiến thức cơ bản chuyên ngành, từng bước trang bị đầy đủ kiến thức cũng như kinh nghiệm trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp để em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp cũng như có thể áp dụng vào thực tế sau khi đã tốt nghiệp.

Do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian thực hiện còn hạn chế nên đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô và các bạn chỉnh sửa, góp ý để em có thể hoàn thiện kiến thức.

Em xin chân thành cảm ơn!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đỀ TÀI:

THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN PHÚ - LÔ B

Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

KHOA XÂY DỰNG

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐATN)

 

1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài:

                   MSSV:             Lớp:

Ngành                 : Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình

Chuyên ngành   : Xây Dựng dân Dụng & Công Nghiệp

2. Tên đề tài :        Thiết Kế Chung Cư An Phú – Lô B
3. Các dữ liệu ban đầu:

1) Các mặt bằng kiến trúc tầng trệt, tầng điển hình, tầng mái.

2) Các mặt cắt A-A; các mặt đứng.

3) Hố khoan địa chất.

4. Các yêu cầu chủ yếu :

1) Tính toán và bố trí thép sàn tầng 5.

2) Tính toán và bố trí thép dầm dọc trục C.

3) Tính toán và bố trí thép cầu thang bộ trục 3-4, C-D.

4) Tính toán và bố trí thép hồ nước mái trục 3-4, đoạn C-D.

5) Tính toán và bố trí thép khung truc 3.

6) Tính toán và thiết kế 2 phương án móng: Móng cọc ép BTCT và móng cọc khoan nhồi BTCT.

5. Kết quả tối thiểu phải có:

1) Thuyết minh tính toán dày:      trang A4.

2) Phụ lục thuyết minh gồm       trang A4: gồm các số liệu về nội lực, phản lực, chuyển vị khung trục 3.

3) Bản vẽ: Bản vẽ kiến trúc 4 tờ A1; Bản vẽ kết cấu 9 tờ A1.

 

Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………

 

Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên)	TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên)
	Giảng viên hướng dẫn phụ (Ký và ghi rõ họ tên)

 

PHẦN I: KIẾN TRÚC

I. Tổng quan về kiến trúc                                                                                             5

II. Đặc điểm khí hậu                                                                                                     5

III. Phân khu chức năng                                                                                               6

IV. Các giải pháp kiến trúc                                                                                         6

                                                                                                                                     

PHẦN II: KẾT CẤU

        CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN BẢN SÀN                                                                                 8

1.1. Số liệu tính toán:                                                                                              8 

1.2. Tải trọng tính toán                                                                                           9 

1.3. Xác định nội lực trong các ô bản                                                                  11

1.4. Tính toán cốt thép                                                                                           17

        CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM DỌC TRỤC C                                    18

2.1. xác định tải trọng                                                                                            18

        2.1.1. Tĩnh tải                                                                                                   18

        2.1.2. Tải trọng tác dụng lên dầm trục B                                                     18        2.1.2.  Hoạt tải:                                                                                                                          21

                                 2.1.2.1. Tải trọng tác dụng lên dầm trục C                                                  21

              2.2. Sơ đồ chất tải dầm dọc trục C:                                                                      22

                     2.2.1. Tĩnh tải:                                                                                                 22

                          2.3. Tính toán cốt thép                                                                                          25

                     2.3.1. Tính cốt dọc                                                                                          25

                     2.3.2.  Tính thép đai cho dầm trục C                                                            26

                     2.3.3. Tính cốt treo cho dầm trục C                                                              29

              2.4. Bố trí cốt thép                                                                                                  29

CHƯƠNG III: TÍNH CẦU THANG 2 VẾ                                                                     30

3.1. Cầu thang từ tầng Trệt lên lầu 1                                                                     30

                     3.1.1. Sơ đồ hình học cầu thang                                                                    30

                     3.1.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện                                           30

                     3.1.3. Tải trọng tác dụng lên cầu thang                                                        31

                          3.1.3.1. Bản chiếu nghỉ                                                                              31

                     3.1.4. Xác định nội lực các bản thang                                                          32

                     3.1.5. Tính cốt thép bản thang                                                                       34

                          3.1.5.1 Tính ô bản thang                                                                            34

                     3.1.6. Tính dầm chiếu nghỉ (DCN)                                                               35

                          3.1.6.1. Sơ đồ tính và nội lực                                                                    35

                          3.1.6.2 .Tính cốt thép                                                                                 36

                     3.1.7. Tính cốt thép đai                                                                                  36

                     3.1.8. Bố tri cốt thép                                                                                       37

              3.2. Cầu thang từ Lầu 1 lên Lầu 2                                                                        37

                     3.2.1. Số liệu tính toán                                                                                   37

                     3.2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện                                           37

                     3.2.3. Tải trọng tác dụng lên cầu thang                                                        37

                          3.2.3.1. Bản chiếu nghỉ                                                                              37

                     3.2.4. Xác định nội lực các bản thang                                                          39

                     3.2.5. Tính cốt thép bản thang                                                                       41

                          3.2.5.1 Tính ô bản thang                                                                            41

                     3.2.6. Tính dầm chiếu nghỉ (DCN)                                                               41

                          3.2.6.1. Sơ đồ tính và nội lực                                                                    42

     3.2.6.2. Tính cốt thép                                                                                 42

3.2.7. Tính dầm chiếu tới (DCT)                                                                   43

     3.2.7.1. Sơ đồ tính và nội lực                                                                    44

     3.2.7.2. Tính cốt thép                                                                                 44

3.2.8. Tính cốt thép đai                                                                                  45

3.2.9. Bố trí cốt thép                                                                                       45

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI                                                                 46

 4.1. Giới thiệu                                                                                                          46

 4.2. Sơ đồ hình học                                                                                                 46

              4.3. Vật liêu sử dụng, chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện                              46

 4.4. Tính bản nắp                                                                                                    47

        4.4.1. Kích thước và cấu tạo bản nắp                                                           47

                     4.4.2. Sơ đồ tính                                                                                              47

                     4.4.3. Tải trọng                                                                                                48

                     4.4.4. Nội lực                                                                                                   48

                     4.4.5. Tính toán cốt thép                                                                                49

                     4.4.6. Thép gia cường bản nắp                                                                      50

              4.5. Tính bản thành                                                                                                50

                     4.5.1. Sơ đồ tính                                                                                              50

                     4.5.2. Tải trọng tác dụng lên bản thành                                                       50

                     4.5.3. Tính cốt thép cho bản thành                                                               51

              4.6. Tính bản đáy                                                                                                    52

                                 4.6.1. Kích thước bản đáy và cấu tạo bản đáy                                            52

4.6.2. Sơ đồ tính                                                                                              52

4.6.3. Tải trọng                                                                                                53

4.6.4. Xác định nội lực, tính và bố trí cốt thép bản đáy                            54

4.6.5. Tính cốt thép                                                                                         54

              4.7. Hệ dầm nắp                                                                                                      55

4.7.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp                                  55

4.7.2. Tính tải trọng truyền vào dầm                                                            55

4.7.2.1. Tính tải trọng truyền vào dầm nắp                                     55

     a. Dầm DN1                                                                                     55

              4.8. Hệ dầm đáy                                                                                                      57

                     4.8.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy                                  57

                          4.8.1.1. Tính tải trọng truyền vào dầm đáy                                            57

                          a. Dấm đáy DD1                                                                                         57

 4.9. Tính cột hồ nước                                                                                              59

4.9.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột                                                   59

4.9.2. Tính tải trọng tác dụng                                                                        59

4.10. Tính cốt thép cho hệ dầm nắp, hệ dầm đáy và hệ cột                               60

4.10.1. Mô hình tính toán                                                                              60

4.10.2. Tính cốt thép                                                                                       66

4.10.4. Tính thép đai cho hệ dầm nắp và hệ dầm đáy                               67

4.10.5. Tính cột hồ nước                                                                                69

4.11. Bố trí cốt thép                                                                                                69

Chương V: TÍNH KHUNG PHẲNG TRỤC 3                                                           70

 5.1. Sơ đồ tính khung trục 3                                                                                  70

              5.2. Chọn tiết diện dầm                                                                                          71

              5.3. Chọn tiết diện cột                                                                                            71

                     5.3.1. Tính tải trọng sàn mái                                                                          72

                     5.3.2 Tính tải trọng sàn tầng                                                                          73

                     5.3.3. Chọn tiết diện cột                                                                                 75

                                      5.3.3.1. Cột C1                                                                                            75

5.3.3.2. Cột C2                                                                                            76

5.3.3.3. Cột C3                                                                                            77

5.4. Xác định tĩnh tải tác dụng lên khung trục 3                                     78

                                      a. Tải trọng tác dụng lên dầm trục 3                                                        79

                          b. Tải trọng tập trung tại nút                                                                     86

5.5. Hoạt tải gió                                                                                                        91

5.6. Xác dịnh nội lực                                                                                               92

                     5.6.1. Các trường hợp tải trọng                                                                      92

5.6.2. Tính toán cốt thép dầm                                                                        106

5.6.2.1. Tính thép đai cho dầm khung trục 3                                              106

5.6.2.2. Tính cốt treo cho dầm khung trục 3                                               107

5.6.2.3. Tính toán cốt thép tầng mái                                                 107

5.6.2.4. Tính thép đai cho dầm khung trục 3                                              108

5.6.2.5. Tính cốt treo cho dầm khung trục 3                                               109

5.6.2.6. Kiểm tra độ võng dầm khung trục 3                                               110

5.7. Tính toán cốt thép dọc cho cột khung trục 3                                                111

5.8.  Bố trí cốt thép                                                                                                  127

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP                                                                 128

6.1. Thống kê về số liệu địa chất                                                                          128

6.2. Tính chất cơ lý của các lớp đất                                                                       131

6.3. Phân tích lựa chọn phương án móng                                                               131

6.4. Số liệu về tải trọng                                                                                            132

6.5. Thiết kế cọc bê tông cốt thép                                                               133

6.5.1. Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc                                                 133

6.5.2. Chọn tiết diện cọc và chiều dài cọc                                      134

6.5.3. Xác định mômen của cọc trong quá trình cẩu lắp và thi công      134

                          6.6. Xác định sức chịu tải của cọc                                                                       137

6.6.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu                                                      137

6.6.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền                         137

6.6.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo xuyên tĩnh (tính SCT teo cường độ Phụ lục B- TCXD 205-1998)                                                       137

6.7.  Thiết kế móng M1 (cột C2 & C3)                                                                  142

                                 6.7.1. Chọn số lượng và bố trí cọc                                                                142

6.7.2. Cấu tạo và tính toán đài cọc                                                               143

6.7.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc                                                     144

6.7.4. Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng   145

6.7.5. Kiểm tra độ lún của móng cọc                                                            148

6.7.6. Tính cốt thép                                                                                         150

6.8. Thiết Kế Móng M2 (Cột C1)                                                                           152

6.8.1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc                                                    152

6.8.2. Xác định số lượng cọc                                                             152

6.8.3. Cấu tạo và tính toán đài cọc                                                               153

6.8.4. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc                                                     153

6.8.5. Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng   155

6.8.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc                                                            158

                                                              6.8.7. Tính cốt thép                                                                                                                      159      

CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI                                         162

              7.1. Khái quát về cọc khoan nhồi và phạm vi áp dụng của cọc khoan nhồi                                                                                                                       162

              7.2. Chọn chiều sâu đặt móng, vật liệu & kích thước cọc                                162

                        7.2.1. Xác định sơ bộ chiều sâu chôn móng                                             162

                                                  7.2.2. Chọn các thông số về cọc                                                                163

 7.3. Xác định sức chịu tải của cọc                                                                        164

7.3.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu                                                   164

7.3.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền                                  164

7.3.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (TCXD205 1998)                                                                                                           167

              7.4. Thiết kế móng M2 (cột C1)                                                                           170

7.4.1. Chọn số lượng và bố trí cọc                                                                170

7.4.2. Tính và kiểm tra đài cọc                                                                      171

7.4.3. Tính tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc                                      171

7.4.4. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền của khối móng qui ước171

  7.4.4.1. Xác định kích thước khối móng qui ước                                   171

                          7.4.4.2 Xác định trọng lượng khối móng qui ước                                  172

                     7.4.5. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền tại mũi cọc                            173

7.4.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc                                                            174

7.4.7. Kiểm tra  điều kiện chọc thủng của đài cọc                         176

7.4.8. Tính toán moment và cốt thép cho đài cọc                          176

7.4.9. Bố trí cốt thép                                                                                        177

              7.5. Thiết kế móng M2 (cột C2 và C3)                                                                178

7.5.1. Chọn số lượng và bố trí cọc                                                                178

7.5.2 Tính và kiểm tra đài cọc                                                                       179

7.5.3. Tính tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc                                      179

7.5.4. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền của khối móng qui ước 180

     7.5.4.1. Xác định kích thước khối móng qui ước                                   180

                          7.5.4.2 Xác định trọng lượng khối móng qui ước                                  182

7.5.5. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền tại mũi cọc                            182

7.5.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc                                                            183

7.5.7. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc                          184

7.5.8. Tính toán moment và cốt thép cho đài cọc                          185

7.5.9. Bố trí cốt thép                                                                                       186

CHƯƠNG VIII: SO SÁNH & LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG                          188

8.1. So sánh về chỉ tiêu kĩ thuật                                                                             188

                          a) Móng cọc ép                                                                                           188

                          b) Móng cọc khoan nhồi                                                                           188

8.2. So sánh về chỉ tiêu kinh tế                                                                              188

a) Móng cọc ép                                                                                           188

b) Móng cọc nhồi                                                                                       189

8.3. Kết luận                                                                                                              189

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC

CÔNG TRÌNH CHUNG CƯ AN PHÚ – LÔ B

KHU ĐÔ THỊ AN PHÚ – QUẬN 2 –THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC

- Công trình được xây dựng ở khu đô thị An Phú, Quận 2, TP.Hồ Chí Minh.

- Chức năng sử dụng của công trình là văn phòng làm việc và căn hộ cho         thuê.

- Công trình có tổng cộng 10 tầng và một tầng mái.

- Tổng chiều cao của công trình là 39.5m. Khu vực xây dựng rộng, công trình nằm trong khu đô thị, và xung quanh công trình được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình.

- Kích thước mặt bằng sử dụng 47m ´ 47m, công trình được xây dựng trên khu vực địa chất đất nền tương đối tốt.

- Giao thông đứng được đảm bảo bằng hai buồng thang máy,  hai cầu thang bộ.

- Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính.

II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt.

          1. Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 11 có

- Nhiệt độ cao nhất:                  36^oC

- Nhiệt độ trung bình:                28^oC

- Nhiệt độ thấp nhất:                 23^oC

- Lượng mưa trung bình:           274.4 mm (tháng 4)

- Lượng mưa cao nhất:             638 mm (tháng 5)

- Lượng mưa thấp nhất:            31 mm (tháng 11)

- Độ ẩm tương đối trung bình:   48.5%

- Độ ẩm tương đối thấp nhất:    79%

- Độ ẩm tương đối cao nhất:     100%

- Lượng bốc hơi trung bình:      28 mm/ngày đêm

        2.  Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 4

- Nhiệt độ cao nhất          :                  40^oC

- Nhiệt độ trung bình:                32^oC

- Nhiệt độ thấp nhất:                 180C

- Lượng mưa thấp nhất:            0,1 mm

- Lượng mưa cao nhất:             300 mm

- Độ ẩm tương đối trung bình:   85,5%

        3. Gió:

- Thịnh hành trong mùa khô:

• Gió Đông Nam: chiếm 30% - 40%
• Gió Đông:         chiếm 20% - 30%

 

- Thịnh hành trong mùa mưa:

• Gió Tây Nam: chiếm 66%

- Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2.15 m/s

- Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ.

- Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão.

 

III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Tầng trệt được sử dụng làm khu để xe, phòng sinh hoạt, phòng bảo vệ..., Chiều cao tầng là 4.5m. Các tầng trên được sử dụng làm căn hộ cho thuê. Chiều cao tầng là 3.5m. Mỗi căn hộ có 2 phòng ngủ, 1 phòng bếp, 2 phòng vệ sinh, 1 phòng khách.  Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ.

 

IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

- Hệ thống điện: hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết.

- Hệ thống cấp nước: nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái, từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình.

- Hệ thống thoát nước: nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh, sau đó tập trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng. Nước được tập trung ở bể ngầm, được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

- Hệ thống vệ sinh: xử lý hầm tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi ra hệ thống cống chính của thành phố.

- Hệ thống thoát rác: ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng trệt, sau đó có xe đến vận chuyển đi.

- Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng: các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng. Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo.

- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: tại mỗi tầng đều được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động.

- Hệ thống chống sét: theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng.

CHƯƠNG IV

THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI

4.1. Giới thiệu

- Trong một công trình cao tầng, việc lưu thông và cung cấp nước cho sinh hoạt là một sự cần thiết và cực kỳ quan trọng. Các bể nước đóng vai trò chủ đạo trong dây chuyền cung cấp và xử lý nước. Người ta phân ra làm ba loại bể nước: Bể nước dưới tầng hầm, bể nước ngầm dưới tầng hầm, bể nước mái.

- Chọn bể nước mái để tính toán. Bể nước mái được đặt trên hệ cột, được kéo từ các cột khung lên, đặt ở vị trí trung tâm công trình tại độ cao +36.00m và giới hạn bởi khung trục 3 - 4 và khung trục C - D.

- Bể nước có kích thước LxBxH = 7.0x8.5x1.8(m).

- Bể nước được đổ toàn khối, có nắp đậy. Lỗ thăm nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600.

4.2. Sơ đồ hình học

- Hệ dầm của hồ nước mái gồm có

  + Hệ dầm nắp gồm có: DN1; DN2; DN3

  + Hệ dầm đáy gồm có: DD1; DD2; DD3

- Thể tích hồ nước: V = 7.0x8.2x1.8 = 107.1 m³.

Trong thiết kế bể nước, dựa vào tỷ số , người ta phân ra làm ba loại : bể thấp, bể cao, bể dài thấp. Xét bể nước mái công trình này, ta có

a = 7. 0m cạnh ngắn, b=8.5 cạnh dày, h=1.8m chiều cao.

;

Vậy thiết kế bể nước theo loại bể thấp.

4.3. Vật liêu sử dụng, chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện

Vật liệu

- Bê tông cấp độ bền B20:  = 1.15 (MPa);  = 0.09 (MPa)

- Thép tính cho hồ nước chọn như sau:

+  Thép bản đáy, bản nắp, thành bể nhóm AI  có:  = 225 (MPa)

+  Thép dầm đáy và dầm nắp thép nhóm AII  có:  = 280 (Mpa)

Chọn sơ bộ kích thước

- Chọn bề dày nắp bể h=80 mm

- Bề dày thành bể h=120 mm

- Bề dày đáy bể h=120 mm

- Dầm nắp có kích thước: DN1(200x400) mm, DN2(200x400) mm,                                                      DN3(200x400) mm

- Dầm đáy có kích thước: DD1( 300x600) mm, DD2( 300x600) mm,

DD3(  250x500) mm

 - Cột có kích thước sơ bộ : 300x300 mm

 

4.4. Tính bản nắp

           4.4.1. Kích thước và cấu tạo bản nắp

 Bản nắp dày 8(cm), nắp bể ta bố trí thêm dầm phụ cho bản nắp

 Chọn ô cửa nắp: 60x60(cm)

          4.4.2. Sơ đồ tính

 

Hình 4.1 Bản nắp

 

- Bản nắp được chia thành 4 ô bản S1 (3.5mx4.25m) nhờ hệ dầm trực giao.

- Sơ đồ tính cho bản nắp:, do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem như liên kết ngàm.

-  Xét tỉ số : = < 2 à Bản làm việc theo 2 phương.

   - Vậy ô bản thuộc loại ô bản 9, tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi.

 

Hình 4.2 Sơ đồ tính bản nắp

           4.4.3. Tải trọng           

* Tĩnh tải

Bảng4.1 Các lớp cấu tạo bản nắp

Loại tải	h (m)	g(KN/m3)	n	gtt(KN/m2)
Vữa láng	0.02	18	1.2	0.432
Sàn BTCT	0.08	25	1.1	2.2
Vữa trát	0.015	18	1.2	0.324
Tổng cộng	Gtt =			2.956

* Hoạt tải

    p_tt = 0.75 ´ 1.3 = 0.975 (KN/m²)

Þ Tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp:

          4.4.4.  Nội lực

Sử dụng công thức chương 1 để tính toán

- Moment dương lớn nhất ở giữa bản nắp:  ;

- Moment âm lớn nhất ở gối: 

          Þ  Chọn Þ 8@180 có A_sc = 2.79 cm²   

 

 

Bảng 4.3 Tính toán bố trí cốt thép bản nắp

Tên ô	Moment (KN.cm)		m	ỵ	AS(cm2)	Thép chọn		AS chọn
						Þ	a	(cm2)
1	M1=	122	0.023	0.023	0.71	6	180	1.57
	M2=	56	0.014	0.0151	0.46	6	200	1.42
	MI=	273	0.066	0.068	2.08	8	180	2.79
	MII=	125	0.031	0.032	0.98	8	200	2.52

 

         4.4.6. Thép gia cường bản nắp

- Lỗ thăm hồ nước mái có kích thước (600x600) mm.

- Cốt thép gia cường cho ô cửa bản nắp được tính theo công thức.

Chọn thép gia cường là  có =226(mm²) cho mỗi phương, đoạn neo là: chọn

4.5. Tính bản thành

              4.5.1. Sơ đồ tính

Chọn chiều dày bản thành là 12(cm)

Kích thước của bản thành là 1.8x8.5 m

  

Nên bản thành đều làm việc theo phương cạnh ngắn. Bản thành được tính như một bản đơn ba cạnh ngàm một cạnh tựa đơn. Ta cắt một dãy 1m theo phương cạnh ngắn để tính như một dầm đơn giản, một đầu ngàm, một đầu tựa đơn nhịp 1.8m.

         4.5.2. Tải trọng tác dụng lên bản thành

- Tải trọng tác dụng

+ Áp lực nước: p_n = nh = 1x10x1.8 = 18(KN/m²)

+ Gió: W=

Trong đó:

: Áp lực gió theo tiêu chuẩn. vùng IIA có = 83(daN/m²) = 0.83 (KN/m²).

k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, với z = 36.00m tra bảng 5(TCVN 2737-1995), lấy k = 1.37(m).

c: hệ số khí động (c = +0.8 đối với gió đẩy và c = -0.6 đối với gió hút).

n: hệ số tin cậy của tải trọng gió( n =1.2)

B: bề rộng đón gió (B=1m)

- Gió đẩy: = 0.83x1.2x1.37x0.8 = 1.092(KN/m²)

- Gió hút: = 0.83x1.2x1.37x0.6= 0.82(KN/m²)

- Bản thành được xem như  là cấu kiện chịu uốn có sơ đồ tính và tải trọng như sau

Hình 4.3 Sơ đồ tính và biểu đồ momen thành bể

-Dùng phương pháp cơ học kết cấu để tính nội lực

          + Tại gối

M_g == -4.22 (KNm)

          + Tại nhịp: (tính gần đúng)

M_n = = 1.92(KNm)

         4.5.3. Tính cốt thép cho bản thành

Tính toán bản thành như cấu kiện chịu uốn tiết diện bxh=100x12(cmxcm)

Giả thuyết:  vậy

Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán cốt thép

Cốt thép ở nhịp:

 

            Þ  Chọn Þ 6@180 có A_sc = 1.57 cm²            

Cốt thép ở gối:

   

            Þ  Chọn Þ 8@180 có A_sc = 2.79 cm²   

Bảng 4.4 Bố trí cốt thép cho bản thành

Vị trí	M (KN.m)	ho (cm)			As (cm2)	Bố trí thép	As.chọn (cm2)	µ (%)
Nhịp	1.92	10	0.017	0.018	0.91	Þ6a200	1.57	0.09
Gối	4.22	10	0.037	0.038	1.94	Þ8a200	2.50	0.19

4.6. Tính bản đáy

              4.6.1 Kích thước bản đáy và cấu tạo bản đáy

Bản đáy dày 12(cm), bản đáy đổ bêtông toàn khối

              4.6.2 Sơ đồ tính                                                                

Xét tỉ số: = < 2 à Bản làm việc theo 2 phương.

Bản đáy đổ toàn khối xét tỉ số nên ta xem như bản đáy ngàm 4 cạnh thuộc ô bản số 9, tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi

Hình 4.4 Sơ đồ tính bản đáy

 

              4.6.3. Tải trọng

* Tĩnh tải

Bảng 4.5 Các lớp cấu tạo bản đáy

Loại tải	h (m)	g(KN/m3)	n	gtt(KN/m2)
Gạch men	0.01	20	1.1	0.22
Vữa lót	0.03	18	1.2	0.65
Lớp chống thấm	0.02	20	1.1	0.44
Sàn bê tông	0.12	25	1.1	3.3
Vữa trát	0.015	18	1.2	0.32
Tổng cộng	gtt =			4.93

* Hoạt tải:

Tải trọng do bơm nước (cao 1.8 m)

p_tt= n g  h =1x10x1.8 = 18 (KN/m²)

Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy

       4.6.4. Xác định nội lực, tính và bố trí cốt thép bản đáy

Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán

Bảng 4.6  Kết quả tính nội lực bản đáy

Tên ô	Các thông số ô bản				Các hệ số		Moment (kN.m)
1	L1=	3.5	Tải	22.93	m91=	0.0204	M1=	6.96
	L2=	4.25	Loại ô	9	m92=	0.0142	M2=	4.84
	hb=	0.08	L2/L1=	1.47	k91=	0.0468	MI=	15.96
	a=	0.02	Dạng bản	kê	k92=	0.0325	MII=	11.09

              4.6.5. Tính cốt thép

- Tính toán bản thành như cấu kiện chịu uốn tiết diện bxh=100x12(cmxcm)

- Giả thuyết:  vậy

- Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán cốt thép

Cốt thép ở nhịp theo phương L1:

 

                Þ  Chọn Þ 8@150 có A_sc = 3.35 cm²            

Cốt thép ở nhịp theo phương L2:

                   Þ  Chọn Þ 8@200 có A_sc = 2.52 cm²

Bảng 4.7 Tính toán bố trí cốt thép bản đáy

4.7. Hệ dầm nắp

 

Hình 4.5  Sơ đồ truyền tải của bản nắp

          4.7.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp

- DN1: (b´h) = (200 x 400) mm.

- DN2: (b´h) = (200 x 400) mm.

- DN3: (b´h) = (200 x 400) mm.

4.7.2.Tính tải trọng truyền vào dầm

              4.7.2.1. Tính tải trọng truyền vào dầm nắp:

                   a. Dầm DN1:

• Tỉnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm

g₁ = (h_d – h_s) x b_d x _bt x n                                                                     

g₁ = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:

                                                                      

- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:

          

• Hoạt tải:

Hoạt tải do sửa chữa:

                   b. Dầm DN2:

• Tỉnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm

g₁ = (h_d – h_s) x b_d x _bt x n                                                                     

g₁ = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang:

                                                                    

- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:

 

• Hoạt tải:

Hoạt tải do sửa chữa:

 

                   c. Dầm DN3:

• Tỉnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm

g₁ = (h_d – h_s) x b_d x _bt x n                                                                     

g₁ = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:

                                                     

• Hoạt tải:

Hoạt tải do sữa chữa:

 

4.8. Hệ dầm đáy

 

Hình 4.6 Sơ đồ truyền tải của bản đáy

          4.8.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy

-  DD1: (bxh) = (300 x 600) mm.

-  DD2: (bxh) = (300 x 500) mm.

-  DD3: (bxh) = (250 x 500) mm.

              4.8.1.1. Tính tải trọng truyền vào dầm đáy:

                   a. Dầm DD1:

• Tỉnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm

    g₁ = h_d x b_d x _bt x n                                                                

    g₁ = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:                                                              

- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:

 

- Tĩnh tải do tường truyền vào:

              

• Hoạt tải nước:

- Hoạt tải do sàn truyền vo cĩ dạng hình tam gic:

 

                   b. Dầm DD2:

• Tỉnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm:

    g₁ = h_d x b_d x _bt x n                                                                

    g₁ = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang:

                                                     

- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:

 

- Tĩnh tải do tường truyền vào:

                     

• Hoạt tải nước:

- Hoạt tải do sàn truyền vào có dạnh hình thang:

                   c.Dầm DN3:

• Tĩnh tải:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm

    g₁ = h_d x b_d x _bt x n                                                                

    g₁ = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)

- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:

                                             

• Hoạt tải nước:

- Hoạt tải do sàn truyền vào dầm có dạnh hình thang:

 

4.9. Tính cột hồ nước

          4.9.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột

• Hoạt tải nước tác dụng vào cột:

- Hoạt tải nước tác dụng vào cột có dạng hình tam giác:

  

            4.9.2. Tính tải trọng tác dụng:

- Áp lực nước truyền vào cột quy về tải phân bố:

     q_n = p_n b = 18x8.5 = 153(KN/m)

-  Tải trọng gió quy về tải phân bố:

+ Phía đón gió:   = 1.092x4.25 = 4.64(KN/m)

+ Phía khuất gió:   = 0.82x4.25 = 3.49(KN/m)

 

4.10. Tính cốt thép cho hệ dầm nắp, hệ dầm đáy và hệ cột:

Để chính xác hơn trong tính toán ta dùng phần mềm Etabs để giải bài toán

          4.10.1. Mô hình tính toán:

Hình 4.7 Mô hình không gian hồ nước

Hình 4.8 Sơ đồ tỉnh tải khung không gian

Hình 4.9 Sơ đồ hoạt tải tác dụng khung không gian

 

Hình 4.10 Sơ đồ Tải gió khung không gian

 

Hình 4.11 Biểu đồ Moment hồ nước mái (KNm)

Hình 4.11 Biểu đồ moment M-33 dầm DN1. DD1 (KNm)

Hình 4.12 Biểu đồ moment M-33 dầm DN2. DD2 (KNm)

Hình 4.13 Biểu đồ moment M-33 dầm DN3, DD3(KNm)

Hình 4.14. Biểu đồ Lực cắt hồ nước mái (KN)

Hình 4.15 Biểu đồ lực cắt dầm DN1, DD1 (KN)

Hình 4.16 Biểu đồ lực cắt dầm DN2, DD2 (KN) 

Hình 4.17 Biểu đồ lực cắt dầm DN3. DD3 (KN)

 

 

 

          4.10.2. Tính cốt thép

Vật liệu

- Bê tông cấp độ bền B20:  = 1.15 (MPa);  = 0.09 (MPa)

- Thép tính cho hồ nước chọn như sau:

+  Thép bản đáy, bản nắp, thành bể nhóm AI  có:  = 225 (MPa)

+  Thép dầm đáy và dầm nắp thép nhóm AII  có:  = 280 (Mpa)

Vật liệu :

Bê tông B20			Thép AII
Rb  (kN/cm2)	Rk  (kN/cm2)	Eb  (kN/cm2)	Rs  (kN/cm2)	Rs'  (kN/cm2)	Ea  (kN/cm2)
1.15	0.09	2700	28	28	21000	0.623	0.429

• Tính cốt thép cho dầm DN1:

Ap dụng tính toán dầm DN1: M_nhịp=106.68KNm, M_gối=88.65KN.m, Q=71.60KN

Cốt thép ở nhịp:

M _nhịp=106.68KN.m

Giả thiết lớp bê tông bảo vệ a=3cm chọn chiều cao => ho = 40-3 = 37 cm

                   Þ  Chọn 4Þ20 có A_sc = 12.56 cm²

Cốt thép ở gối:

M _gối =88.65 kNm    

                   Þ  Chọn 4Þ20 có A_sc = 12.56 cm²

Bảng 4.8. Kết quả tính cốt thép hệ dầm nắp và dầm đáy được tính theo bảng sau:

Tiết diện	Vị   trí	M (kNcm)	h0  cm			As	Chọn thép		%	Nhận
						(cm2)	Bố trí	Asc(cm2)		xét
DN1	nhịp	10668	37	0.328	0.410	12.46	4Þ20	12.56	1.70	Đạt
	gối	8865	37	0.282	0.339	10.30	4Þ20	12.56	1.39	Đạt
DN2	nhịp	11804	37	0.374	0.498	15.13	4Þ22	15.2	2.04	Đạt
	gối	11367	37	0.361	0.472	14.35	4Þ22	15.2	1.94	Đạt
DN3	nhịp	7125	37	0.226	0.259	7.87	3Þ20	9.42	1.06	Đạt
	gối	2308	37	0.073	0.076	2.31	2Þ16	4.02	0.31	Đạt
DD1	nhịp	44153	57	0.393	0.537	31.71	4Þ25 +2 Þ28	31.95	1.85	Đạt
	gối	24213	57	0.216	0.246	17.28	2Þ25 +2Þ28	22.14	1.01	Đạt
DD2	nhịp	52245	57	0.428	0.620	43.54	6Þ32	48.25	2.55	Đạt
	gối	33294	57	0.297	0.362	25.4	2Þ28 +2Þ32	28.40	1.49	Đạt
DD3	nhịp	37657	47	0.335	0.425	26.45	2Þ28 +2Þ32	28.40	1.55	Đạt
	gối	8069	47	0.110	0.117	8.22	2Þ28	12.32	0.48	Đạt

          4.10.4. Tính thép đai cho hệ dầm nắp và hệ dầm đáy

Kiểm tra điều kiện chịu cắt

Dầm	DN1	DN2	DN3	DD1	DD2	DD3
Q(kN)	71.60	75.82	48.73	263.56	285.32	235.14

- Dầm DN1. DN2. DN3

Tính cốt đai: chọn Q = 75.82(KN)

Chọn  có

Kiểm tra ứng suất nén chính:

Chọn cốt đai , đđai hai nhánh.

: Hệ số xétđđến ảnh hưởng của cốt thép đai vùng giữa với trục dọc cấu kiện đđược xác định theo công thức: 

Vậy cốt đai chọn đủ khả năng chịu cắt.

 Không cần tính cốt xiên

- Trong đoạn giữa nhịp thép đai đặt theo cấu tạo:

Chọn khoảng thiết kế bước đai: s = 250mm

Ghi chú: Ta đặt trong khoảng ¼ nhịp tính từ gối tựa đai ở đđoạn giữa dầm.

- Dầm DD1. DD2. DD3. DD4

Tương tự khi tính dầm nắp ta chọn Q =285.32 (KN) để tính toán cho các dầm

Chọn  có

Kiểm tra ứng suất nén chính:

Chọn cốt đai, hai nhánh.

Ta cĩ  (thoả mn điều kiện)

 Không cần tính cốt xiên

- Trong đoạn giữa nhịp thép đai đặt theo cấu tạo:

Chọn khoảng thiết kế bước đai: s = 250mm

Ta bố trí trong khoảng ¼ nhịp tính từ gối tựa và đai ở giữa dầm.

Ÿ  Tính cốt treo tại vị trí giao nhau giữa các dầm

- Ở chổ dầm DD3 kê lên dầm DD2 phải gia cố thêm cốt đai hay cốt treo cho dầm chính.

+ Dùng cốt đai để làm cốt treo. Dầm DD2 (3000x600), dầm DD3 (250x500)

Ta chọn Q =285.32 (KN) để tính

+ Với dầm DD1

+ Dùng thép treo kiểu cốt đai

+ Dùng đai Þ8, mỗi lớp có hai nhánh. A_sw = 2x50 = 100(mm²) + Số lớp = . Chọn 8 đai, mỗi bên dầm đặt 4 đai, khoảng cách giữa các đai là 50(mm).

Hình 4.17 Bố trí thép gia giao vị trí dầm giao nhau

         4.10.5. Tính cột hồ nước

Cột hồ nước mái được kéo lên từ cột khung của tầng áp mái nên được tính toán bên phần khung.

4.11. Bố trí cốt thép

Bố trí cốt thép hồ nước mái trong bản vẽ: bản vẽ KC 03/07

.........................................................

CHƯƠNG VIII

 SO SÁNH & LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG

 

8.1. So sánh về chỉ tiêu kĩ thuật

a) Móng cọc ép

    * Ưu điểm:

     - Kĩ thuật thi công đơn giản, thời gian thi công tương đối nhanh.

- Có thể thi công trong điều kiện mặt bằng nhỏ hẹp.

- Dễ kiểm tra chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép .Xác định được sức chịu tải của cọc ép qua lực ép cuối cùng.

* Nhược điểm:

- Kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển tới độ sâu cần thiết kế vì thế mà cần phải nối các đoạn cọc với nhau sẽ làm giảm sức chịu tải của cọc, thiết bị thi công cọc bị hạn chế so với các công nghệ khác, …

- Gây ảnh hưởng xấu tới công trình lân cận trong quá trình nén ép cọc do nền đất bị xô ngang (nếu thi công cọc bằng búa Diezen thì ảnh hương càng xấu). Kết quả là có thể làm cho các khối nhà lân cận có thể bị lún nứt, thậm chí là sụp đổ.

b) Móng cọc khoan nhồi

   * Ưu điểm:

-  Sức chịu tải của mỗi cọc đơn lớn, có thể đạt hàng nghìn tấn khi chôn ở độ sâu  lớn

-  Cọc khoan nhồi có thể xuyên qua các tầng đất cứng ở độ sâu lớn.

-  Số lượng cọc cho mỗi móng ít, phù hợp cho mặt bằng có diện tích nhỏ.

-  Không gây tiếng ồn đáng kể như khi thi công cọc.

- Phương pháp thi công cọc là khoan nên không gây chấn động cho các công trình lân cận.

* Nhược điểm:

-  Khi thi công cọc dể bị sập thành hố khoan.

-  Công nghệ thi công đòi hỏi kỷ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm.

-  Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc ép do công nghệ tạo lỗ.

- Chất lượng cọc bê tông không cao, do không kiểm soát được trong quá trình thi công như đổ bê tông không có đầm được…

 

8.2. So sánh về chỉ tiêu kinh tế

a) Móng cọc ép

    - Tổng khối lượng thi công cọc dự kiến cho toàn công trình: 264 cọc.

    - Chiều dài mỗi cọc: 18m.

  - Báo giá thi công đối với cọc ép 300x300 (bao gồm vật tư và thiết bị, nhân công) thời điểm hiện tại là: 340.000-360.000VNĐ/m.

    Như vậy tổng giá thành dự kiến cho phương án thi công cọc ép là:

    264x18x360.000 = 1.710.720.000VNĐ.

b) Móng cọc nhồi

    - Tổng khối lượng thi công cọc dự kiến cho toàn công trình: 128 cọc.

    - Chiều dài mỗi cọc: 25m.

    - Báo giá thi công đối với cọc nhồi Þ 600 (bao gồm vật tư và thiết bị, nhân công) thời điểm hiện tại là: 900.000VNĐ/m.

    Như vậy tổng giá thành dự kiến cho phương án thi công móng cọc khoan nhồi là:

    128x25x900.000 = 2.880.000.000VNĐ.

 

 8.3. Kết luận

Qua kết quả phân tích về hai chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của 2 phương án móng

Ta chọn phương án cọc ép sẽ hợp lý hơn.