Đồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: Vũ Hoàng Việt MSSV: 20501030 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với xu thế hội nhập, nền kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển đã thu hút được nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước vào đầu tư. Thành phố Hồ chí Minh và Thủ đô Hà Nội là 2 trung tâm lớn mà số lượng nhà cao tầng được xây dựng lên với tốc độ rất nhanh, kỹ thuật thiết kế và thi công ngày càng cao và hoàn thiện. Từ đó thực tế đã đòi hỏi chúng ta phải xây dựng nên nhiều công trình không những về số lượng, chất lượng mà còn phù hợp với quy hoạch kiến trúc của thành phố, đất nước để tạo nên cơ sở hạ tầng bền vững phục vụ cho các ngành kinh tế khác phát triển. Đó là một thử thách và cơ hội cho những người kỹ sư xây dựng như chúng ta, những chủ nhân tương lai của đất nước. Đồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: Vũ Hoàng Việt MSSV: 20501030 LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin cảm ơn Nhà trường (Khoa XD & ĐIỆN) đã tạo điều kiện để tôi học tập và làm Đồ án tốt nghiệp(công trình thiết kế đầu tay). Từ đó mà tôi có thể nhận định lại những kiến thức đã đạt được trong những năm học tại trường ở mức độ nào để có hướng phấn đấu cho mình. Đặc biệt, tôi rất cảm ơn Thầy DƯƠNG HỒNG THẨM đã tận tình chỉ dạy, dìu dắt tôi cũng như các bạn trong nhóm làm đồ án tốt nghiệp. Thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên ngành cả trên sách vở và ngoài thực tế vô cùng quý giá. Đó cũng là nền tảng cho tôi tự tin để hoàn thành đồ án, mặc dù trong lúc thực hiện cũng có những lúc gặp khó khăn do kiến thức còn hạn chế nhưng tôi luôn có lòng tin ở chính mình và nhận được sự chỉ dạy tận tình của Thầy nên đã vượt qua. Đồng thời, kiến thức lại được hoàn thiện và chuyên sâu hơn . Ngoài ra, tôi cám ơn quý Thầy,Cô đã giảng dạy và những người bạn đã cùng nhau học tập suốt thời gian vừa qua. Cuối cùng, Tôi xin chúc nhà trường luôn gặt hái được nhiều thành công, chúc quý Thầy, Cô luôn mạnh khỏe. Xin cảm ơn và trân trọng kính chào. TP.HCM, Ngày 01 tháng 08 năm 2011 Sinh viên thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: Vũ Hoàng Việt MSSV: 20501030 MỤC LỤC Lời Mở Đầu Lời Cám Ơn Mục Lục CHƯƠNG 1 : KIẾN TRÚC trang 1 CHƯƠNG 2 : CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN 4 2.1/ Sơ đồ hình học 4 2.1.1/ Mặt bằng sàn tầng điển hình 2.1.2/ Vật liệu 2.2/ Chọn sơ bộ tiết diện 4 2.2.1/ Xác định sơ bộ chiều dày sàn 2.2.2/ Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính , dầm phụ 2.2.3/ Chọn tiết diện cột CHƯƠNG 3 : SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI 6 3.1/ Khái quát hệ sàn sườn 6 3.2Tải trọng tác dụng lên sàn 6 3.2.1/Xác định tĩnh tải của sàn 3.2.2/ Xác định hoạt tải của sàn 3.3/ Sơ đồ tính 9 3.4/ Các bước tính cốt thép cho từng loại ô bản 9 3.4.1/ Xác định nội lực 3.4.2/ tính cốt thép 3.5/Kiểm tra độ võng sàn 12 CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CẦU THANG 13 4.1/ Mặt bằng thang tầng điển hình 13 4.2/ Cấu tạo cầu thang 13 4.3/ Tính toán bản thang 13 4.3.1/ Sơ đồ tính bản thang và bản chiếu nghỉ 4.3.2/ Tải trọng tác dụng 4.3.3/ Xác định nội lực 4.3.4 / Tính cốt thép cho bản thang và chiếu nghỉ 4.4/Tính toán dầm chiếu nghỉ 17 4.4.1/ Sơ đồ tính 4.4.2 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI 19 5.1/ Số liệu tính toán 19 5.1.1/ Kích thước sơ bộ 5.1.2/ Vật liệu 5.2/Tính toán nắp bể 19 5.2.1/Kích thước sơ bộ 5.2.2/ Sơ đồ tính 5.2.3/ Tải trọng tác dụng 5.2.4/ Tính toán cốt thép cho bản nắp 5.3/Tính toán thành bể 21 Đồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: Vũ Hoàng Việt MSSV: 20501030 5.3.1/Tải trọng tác dụng 5.3.2/Xác định nội lực và tính cốt thép 5.4/Tính toán đáy bể 23 5.4.1/ Sơ đồ tính 5.4.2/Tải trọng tác dụng 5.4.3/Xác định nội lực và tính cốt thép 5.5/Tính toán dầm nắp và dầm đáy 24 5.5.1/ Kích thước dầm 5.5.2/Tải trọng tác dụng 5.5.3/ Tiến hành lập mô hình trong Sap2000 5.5.4/ Tính toán cốt thép 5.7.Kiểm tra độ võng của bản nắp và bản đáy 27 CHƯƠNG 6 : KHUNG KHÔNG GIAN 28 6.1/ Sơ đồ hình học 28 6.2/ Sơ đồ tính của công trình 29 6.3/ Xác định tải trọng tác dụng lên công trình 29 6.3.1/ Tĩnh Tải 29 6.3.2/ Hoạt tải 31 6.3.3/Tải trọng gió 32 6.3.3.1/ Thành phần gió tĩnh 32 6.3.3.2/Tiến hành tạo mô hình trong etabs 34 6.3.3.3/Thành phần gió động 35 6.3.4/Tổ hợp nội lực 45 6.4/Tính toán bố trí thép khung trục B 47 6.4.1/ Thiết kế dầm 47 6.4.1.1/ Tính cốt dọc 6.4.1.2/Tính toán cốt đai 6.4.1.3/Tính toán cốt treo tại chổ dầm phụ gác lên dầm chính 6.4.2/ Thiết kế cột 50 6.4.2.1/ Nội lực và tổ hợp 6.4.2.2/ Lý thuyết tính toán cột nén lệch tâm theo 2 phương 6.4.3/Thiết kế vách cứng 54 CHƯƠNG 7 : THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 58 7.1. Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn 58 7.2/ Cấu tạo địa chất 59 7.3/ Tính chất cơ lý và địa chất thủy văn 60 7.4. Thống kê địa chất công trình 60 7.5. Tải trọng tác dụng lên móng 60 CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 63 8.1/ Chọn vật liệu làm móng 8.2/ Chọn sơ bộ tiết diện và kích thước cọc 8.3/ Mặt bằng bố trí móng 8.4/ Tính toàn móng M2 63 8.4.1/ Chọn chiều sâu chôn móng 63 8.4.2/ Sức chịu tải của cọc 64 8.4.2.1/ Sức chịu tải theo vật liệu Đồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: Vũ Hoàng Việt MSSV: 20501030 8.4.2.2/ Sức chịu tải theo đất nền 8.4.3/ Kiểm tra ổn định nền móng khối quy ước dưới mũi cọc 67 8.4.4/Tính độ lún dưới mũi cọc 69 8.4.5/ Kết cấu móng 70 8.5/ Tính toàn móng M1 71 8.5.1/ Chọn chiều sâu chôn móng 8.5.2/ Sức chịu tải của cọc 8.5.2.1/ Sức chịu tải theo vật liệu 8.5.2.2/ Sức chịu tải theo đất nền 8.5.3/ Kiểm tra ổn định nền móng khối quy ước dưới mũi cọc 73 8.5.4/Tính độ lún dưới mũi cọc 74 8.5.5/ Kết cấu móng 75 8.6/ Tính toán móng M3 76 8.6.1/ Chọn chiều sâu chôn móng 8.6.2/ Sức chịu tải của cọc 8.6.2.1/ Sức chịu tải theo vật liệu 8.6.2.2/ Sức chịu tải theo đất nền 8.6.3/ Kiểm tra ổn định nền móng khối quy ước dưới mũi cọc 78 8.6.4/Tính độ lún dưới mũi cọc 79 8.6.5/ Kết cấu móng 80 8.7/Kiểm tra cốt thép trong cọc khi thi công 81 CHƯƠNG 9 : THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 82 9.1/ Chọn vật liệu làm móng 9.2/ Chọn sơ bộ tiết diện và kích thước cọc 9.3/ Tính toàn móng M2 83 9.3.1/Chọn chiều sâu chôn móng 83 9.3.2/ Sức chịu tải theo vật liệu 83 9.3.3/ Sức chịu tải theo đất nền 83 9.3.4/Thiết kế móng 85 9.3.5./Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc 86 9.3.6/Tính độ lún dưới mũi cọc 86 9.3.7/ Kết cấu móng 87 9.4/ Tính toán móng M1 88 9.4.1/Chọn chiều sâu chôn móng 9.4.2/ Sức chịu tải theo vật liệu 9.4.3/ Sức chịu tải theo đất nền 9.4.4/ Thiết kế móng 89 9.4.5/Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc 90 9.4.6/Tính độ lún dưới mũi cọc 91 9.4.7/ Kết cấu móng 92 CHƯƠNG 10 : SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 93 PHẦN PHỤ LỤC 94 Nội lực dầm 94 Nội lực cột 119 Nội lực vách 125 Phản lực tính móng 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 ồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: V Hoàng Việt MSSV: 20501030 Page 1 CHƯƠNG 1 : KIẾN TRÚC 1.1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC - Công trình mang tên “Ngân Hàng Đông Á” được xây dựng ở số 15 Đinh Bộ Lĩnh phường Phú Cường, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương. - Chức năng sử dụng của công trình là trung tâm giao dịch và văn phòng làm việc. - Công trình bao gồm 9 tầng và một tầng mái. Tổng chiều cao của khối là 43.15 m. - Khu vực xây dựng rộng, trống, công trình đứng riêng lẻ. Mặt đứng chính của công trình hướng về phía Tây, xung quanh được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình. 1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TỈNH BÌNH DƯƠNG Đặc điểm khí hậu tỉnh Bình Dương được chia thành hai mùa rõ rệt : 1.2.1. Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 11 có Nhiệt độ trung bình : 26,5 o C Nhiệt độ trung bình thấp nhất : 24 o C Nhiệt độ trung bình cao nhất : 29 o C Lượng mưa trung bình : 1800mm –2000mm Lượng mưa trung bình cao nhất : 335 mm Lượng mưa trung bình thấp nhất : 50 mm Độ ẩm tương đối trung bình : 80%-90% Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79% Độ ẩm tương đối cao nhất : 100% Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm 1.2.2. Mùa khô : Nhiệt độ trung bình : 27 o C Nhiệt độ cao nhất : 40 o C 1.2.3. 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 ồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: V Hoàng Việt MSSV: 20501030 Page 2 - 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, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới. 1.3. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC VÀ QUY HOẠCH 1.3.1. Giải pháp bố trí mặt bằng: - Mặt bằng bố trí mạch lạc rõ ràng thuận tiện cho việc bố trí giao thông trong công trình đơn giản hơn cho các giải pháp kết cấu và các giải pháp về kiến trúc khác. - Tận dụng triệt để đất đai, sử dụng một cách hợp lí. - Mặt bằng có diện tích phụ ít. 1.3.2. Giải pháp kiến trúc: - Hình khối được tổ chức theo khối vuông ghép phát triễn theo chiều cao mang tính bề thế hoành tráng. - Các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mảng trang trí độc đáo cho công trình. - Bố trí nhiều vườn hoa, cây xanh trên sân thượng. 1.3.3. Giao thông nội bộ: - Giao thông trên từng tầng ngắn gọn nhanh chóng và không chồng chéo. Hệ thống giao thông gồm hành lang rộng nằm giữa mặt bằng tầng và hệ thống thang máy cạnh cầu thang, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ. - Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống thang máy khách, mỗi cái 8 người, tốc độ 120m/ phút, chiều rộng cửa 2000mm. 1.4. PHÂN KHU CHỨC NĂNG Toà nhà 11 tầng gồm những đặc điểm sau : - Tầng trệt cao 5m. - Tầng 1 → 8 cao 3.7 m. - Tầng 9 cao 4.5 m. - Tầng sân thượng cao 3 m. - Tầng trệt được sử dụng làm nơi giao dịch và sảnh tiếp tân,p.giám đốc. Tầng 2 đến 9 làm văn phòng làm việc,sân thượng khu vực trồng cây xanh và vui chơi thư giản. ồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: V Hoàng Việt MSSV: 20501030 Page 3 1.5. 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 thị trấn Long Thành 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 tầng hầm, được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố. - Hệ thống thoát rác : ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng hầm, 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 . Có hệ thống máy lạnh điều hòa nhiệt độ. Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo . - Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : tại mỗi tầng đđều được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động. Ngoài ra 2 cầu thang bộ được xây cạnh 2 thang máy để làm lối thoát khi có sự cố cháy xảy ra bao chung quanh hai cầu thang là hệ thống lõi cứng chống cháy. - Hệ thống chống sét : trên mái công trình có đặt cột thu lôi chống sét. Nối đất cột chống sét bằng đường dây dẫn điện. Khi sét đánh trúng công trình nó sẽ truyền vào cột chống sét qua đường dây dẫn điện đi xuống đất. ồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: V Hoàng Việt MSSV: 20501030 Page 4 CHƯƠNG 2 : CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN 2.1/ SƠ ĐỒ HÌNH HỌC : 2.1.1/ Mặt bằng sàn tầng điển hình : Căn cứ vào yêu cầu công năng của công trình , công trình được thiết kế với kết cấu là sàn có dầm , được biểu diễn bằng hình vẽ dưới đây: 22000 6000 6000 5800 580060006000 4200 3500 5000 3500 4200 3500 5000 3500 12000 4 A B C E 321 D 1123 5 9 7 4 8 546 2050 2000 MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỘT VÀ DẦM SÀN 2.1.2/ Vật liệu : Chọn bê tông Mac 250 có 2 11,5( ) 115( / ) b R MPa daN cm== , 2 0,9( ) 90( / ) bt R MPa daN cm== Chọn cốt thép với nhóm cốt thép 10 φ < ta chọn nhóm cốt thép AI có 2 225( ) 2250( / ) SSC R RMPadaNcm== = Chọn cốt thép với nhóm cốt thép 10 φ > ta chọn nhóm cốt thép AIII có 2 365( ) 3650( / ) SSC R R MPa daN cm== = 2.2/ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN : 2.2.1/ Xác định sơ bộ chiều dày sàn : Ta có công thức xác định sơ bộ chiều dày sàn như sau : 1b D hL m = Với : m= 40 – 45 đối với bản kê bốn cạnh D=1 trị số D phụ thuộc vào tải trọng Ta chọn 1 6Lm= ứng với ô bản có kích thước là 5x 6 m là ô lớn nhất trong bản sàn , để thuận tiện trong việc thi công nên ta chọn các ô bản sàn có cùng một độ dày như nhau ồ Án Tốt Nghiệp Kĩ Sư Xây Dựng GVHD: TS. Dương Hồng Thẩm SVTH: V Hoàng Việt MSSV: 20501030 Page 5 1 60.12 45 b hm=×= vậy ta chọn bản sàn có độ dày là 12(cm) cho tất cả các tầng 2.2.2/ Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính , dầm phụ : Ta chọn các kích thước sơ bộ dầm như sau: + Dầm chính d h = 0,6m= 600mm d b = 0,3m = 300mm Dầm chính có kích thước là (300x600) mm + Dầm phụ 0,5 500 0.3 300 d d hmmm bmmm == == Dầm phụ có kích thước là (300x500)mm + Dầm cầu thang có kích thước là (200x300)mm 2.2.3/ Chọn tiết diện cột : Cột chịu nén do tải trọng đúng và chịu moment , chủ yếu do tải trọng ngang . Nếu nhà bố trí hệ lõi , vách , tường chịu phần lớn tải trọng gió thì cột chịu nén gần với trạng thái đúng tâm . Vì vậy thường chọn sơ bộ kích thước các cột theo trị số lực dọc ước định . Diện tích tiết diện cột A xác định sơ bộ như sau : b N Ak R =× Trong đó : N : lực dọc trong cột do tải trọng đứng, xác định đơn giản bằng cách tính tổng tải trọng đứng tác dụng lên cột trong phạm vi truyền tải . K : hệ số kể đến ảnh hưởng của moment , lấy từ 1 – 1,5. Ta có: N = q.m s .S với q: tải trọng trên 1m 2 sàn (sàn 12cm có q = 1÷1,4T/m 2 ) m s : số sàn trên cột cần tính tiết diện S: diện tích truyền tải trên 1 sàn Ta chọn cột D-3 có diện tích truyền tải S là 21m 2 => N = Vậy A = cm 2 Để cho thuận tiện việc thi công ta chọn tất cả cột ở cùng một tầng có tiết diện là 60x60=3600( 2 cm ) từ chân ngàm móng đến tầng 5;từ tầng 6 đến mái giảm tiết diện còn 50x50=2500( 2 cm ). . khối vuông ghép phát triễn theo chiều cao mang tính bề thế hoành tráng. - Các ô cửa kính khung nhôm, các ban công với các chi tiết tạo thành mảng trang trí độc đáo cho công trình. - Bố trí. KIẾN TRÚC - Công trình mang tên Ngân Hàng Đông Á được xây dựng ở số 15 Đinh Bộ Lĩnh phường Phú Cường, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương. - Chức năng sử dụng của công trình là trung. 6.4/Tính toán bố trí thép khung trục B 47 6.4.1/ Thiết kế dầm 47 6.4.1.1/ Tính cốt dọc 6.4.1.2/Tính toán cốt đai 6.4.1.3/Tính toán cốt treo tại chổ dầm phụ gác lên dầm chính 6.4.2/ Thiết kế cột