Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chung cư cao cấp 22 tầng - HCMUTE

Đồ án HCMUTE: Thiết kế chung cư cao cấp 22 tầng ấn tượng. Khám phá kiến trúc hiện đại, công năng tối ưu và không gian sống đẳng cấp.

• Tác giả: Đặng Phán Nguyên
• Người hướng dẫn: Ts. Châu Đình Thành
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng
• Đề tài: Thiết kế Chung cư Cao cấp 22 tầng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• 1. CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC
• 1.1. Mục Đích Thiết Kế
• 1.2. Giới Thiệu Công Trình
• 1.3. Vị trí công trình
• 1.4. Quy mô và đặc điểm công trình
• 1.5. Các chỉ tiêu xây dựng chính
• 1.6. Giải Pháp Kiến Trúc, Quy Hoạch
• 1.7. Giải pháp bố trí mặt bằng
• 1.8. Giải pháp kiến trúc
• 1.9. Giao thông nội bộ
• 1.10. Các Hệ Thống Kĩ Thuật Chính Trong Công Trình
• 1.11. Hệ thống chiếu sáng
• 1.12. Hệ thống điện
• 1.13. Hệ thống cấp thoát nước.Hệ thống cấp nước sinh hoạt
• 1.14. Hệ thống thoát nước mưa và khí gas
• 1.15. Hệ thống phòng cháy chữa cháy
• 1.16. Hệ thống báo cháy
• 1.17. Hệ thống cứu hỏa bằng hóa chất và nước
• 1.18. Hệ Thống Khí Hậu, Thủy Văn
• 2. CHƯƠNG 2: THÔNG TIN CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
• 2.1. Thông Tin Chung Về Vật Liệu
• 2.2. 2 Lớp Bê Tông Bảo Vệ
• 2.3. Nguyên tắc cơ bản
• 2.4. Lựa chọn công cụ tính toán
• 2.5. 1 Phần mềm ETABS 9.2 Phần mềm SAFE V12.3 Phần mềm Microsoft Office 2013
• 2.6. 4 Phần mềm AUTO CAD 2007
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
• 3.1. Tính Toán Sàn Điển Hình Phương Án SAFE
• 3.2. Mặt bằng sàn tầng điển hình, sơ đồ bố trí hệ dầm sàn
• 3.3. Tiết diện dầm
• 3.4. Tiết diện sàn
• 3.5. Tải trọng tác dụng lên ô bản
• 3.6. Mô Hình Sàn Bằng Phần Mềm SAFE 12.Gán tải trọng vào ô sàn
• 3.7. Vẽ strip sàn
• 3.8. Strip theo phương X
• 3.9. Kết quả nội lực
• 3.10. Nội lực theo dải strip
• 3.11. Chuyển vị các ô sàn
• 3.12. Tính toán cốt thép
• 3.13. TÍNH TOÁN NỨT – ĐỘ VÕNG Ô SÀN S1
• 3.14. Kiểm tra độ võng lớn nhất tại ô sàn S2
• 3.15. Tính toán kiểm tra nứt tại ô sàn S2
• 3.16. CÁC ĐẶC TRƯNG CẦU THANG
• 3.17. TÍNH BẢN THANG
• 3.18. Tải trọng tác dụng lên bản thang
• 3.19. Tổng tải tác dụng
• 3.20. Tính toán nội lực cầu thang. Tính toán cốt thép cho bản thang
• 3.21. TÍNH DẦM CHIẾU TỚI
• 3.22. Kết quả nội lực
• 3.23. Tính cốt thép cho dầm D1
• 3.24. Tính cốt thép dọc
• 3.25. Tính toán thép đai
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG
• 5.1. Tổng Quan Về Khung Vách Công Trình. Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Khung Ngang
• 5.2. 1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm
• 5.3. 2 Chọn sơ bộ tiết diện vách
• 5.4. 3 Chọn sơ bộ tiết diện cột.4 Tính toán hàng cột trục 3
• 5.5. Quan Điểm Tính Toán
• 5.6. Tải Trọng Tác Dụng Vào Khung
• 5.7. Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn
• 5.8. Tĩnh tải do bể nước truyền vào cột khung
• 5.9. Hoạt tải tác dụng vào khung
• 5.10. Tải gió tác dụng vào khung
• 5.11. Tính Toán Công Trình Chịu Động Đất Theo PP Phổ Phản Ứng
• 5.12. Tính toán tải trọng động đất
• 5.13. Vị trí công trình và đặc trưng nền đất dưới chân công trình
• 5.14. Các Trường Hợp Tải Và Cấu Trúc Tổ Hợp
• 5.15. Các trường hợp tải tác dụng lên khung
• 5.16. 2 Tổ hợp tải trọng. Kiểm Tra Mô Hình
• 5.17. Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình
• 5.18. Kiểm tra tính đúng đắng của mô hình
• 5.19. Tính Thép Cho Hệ Khung
• 5.20. Cơ sở tính toán. Tính toán cốt thép cho dầm. Tính toán cốt thép cột
• 5.21. Tính cốt đai cho dầm và cột, thép gia cường
• 5.22. TÍNH TOÁN CỤ THỂ. Tính toán cốt thép cho phần tử dầm
• 5.23. Tính toán cốt thép cho phần tử cột
• 5.24. Tính toán vách cứng cho khung trục C
• 5.25. Tính toán cốt thép một trường hợp cụ thể cho vách
• 6. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG
• 6.1. Số Liệu Địa Chất Công Trình
• 6.2. Lựa Chọn Phương Án Móng.1 Sơ lược về phương án móng cọc ly tâm ứng suất trước
• 6.3. 3 Chọn kích thước, chiều sâu chôn cọc
• 6.4. 4 Tính toán sức chịu tải của cọc.1 Theo vật liệu làm cọc
• 6.5. 2 Sức chịu tảo của cọc theo chỉ tiêu cơ lý
• 6.6. 3 Sức chịu tải của cọc theochir tiêu cường độ đất nền
• 6.7. 4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT
• 6.8. 5 Sức chịu tải thiết kế của cọc
• 6.9. 5 Tính Toán Móng M1.1 Tải trọng tác dụng
• 6.10. 2 Chọn chiều sâu chôn móng
• 6.11. 3 Xác định số cọc và kích thước đài
• 6.12. 4 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước
• 6.13. 5 Kiểm tra xuyên thủng
• 6.14. 6 Tính thép cho đài cọc
• 6.15. 6 Tính Toán Móng M2.1 Tải trọng tác dụng
• 6.16. 2 Xác định số cọc và kích thước đài
• 6.17. 3 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước
• 6.18. Kiểm tra xuyên thủng
• 6.19. Tính thép cho đài cọc
• 6.20. Tính toán móng ML
• 6.21. Chọn chiều sâu chôn móng
• 6.22. Chọn sơ bộ cọc và diện tích đài cọc .Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc.Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước
• 6.23. Kiểm tra xuyên thủng
• 6.24. Tính thép cho móng ML
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Toàn cảnh đồ án chung cư cao cấp 22 tầng HCMUTE chi tiết

Đồ án tốt nghiệp là một công trình nghiên cứu khoa học quan trọng, tổng hợp kiến thức và kỹ năng của sinh viên sau quá trình đào tạo. Đồ án chung cư cao cấp 22 tầng HCMUTE là một ví dụ điển hình, thể hiện năng lực thiết kế và tính toán một công trình quy mô lớn, phức tạp. Dự án này không chỉ đáp ứng nhu cầu nhà ở hiện đại mà còn là một bài toán kỹ thuật đòi hỏi sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết và thực tiễn. Công trình được thiết kế với mục tiêu tạo ra một không gian sống tiện nghi, sang trọng, hòa nhập với xu thế phát triển của các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh. Toàn bộ quá trình từ lên ý tưởng kiến trúc, lựa chọn giải pháp kết cấu, đến thiết kế nền móng và biện pháp thi công đều được trình bày chi tiết. Đồ án sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế TCVN hiện hành, kết hợp với các công cụ phần mềm tiên tiến như ETABS và SAFE để đảm bảo tính chính xác và an toàn tối đa cho công trình. Các hạng mục chính của đồ án bao gồm: thiết kế kiến trúc, tính toán kết cấu sàn tầng điển hình, thiết kế kết cấu khung vách chịu lực, và lựa chọn phương án móng cọc phù hợp với điều kiện địa chất. Mỗi phần đều được phân tích kỹ lưỡng, từ việc chọn sơ bộ tiết diện, xác định tải trọng tác dụng, đến mô hình hóa, phân tích nội lực và tính toán cốt thép. Công trình này là một tài liệu tham khảo giá trị cho sinh viên ngành xây dựng và các kỹ sư kết cấu trong việc tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tế trong thiết kế nhà cao tầng.

1.1. Mục tiêu và quy mô của dự án chung cư 22 tầng

Công trình chung cư cao cấp 22 tầng được xây dựng tại phường 14, quận 5, Thành phố Hồ Chí Minh. Mục đích chính là đáp ứng nhu cầu về nhà ở cao cấp, tiện nghi trong khu vực trung tâm. Quy mô công trình bao gồm 22 tầng nổi và 1 tầng hầm, với tổng chiều cao là 76 mét. Tầng hầm được sử dụng làm khu vực kỹ thuật và bãi đậu xe. Tầng trệt là khu thương mại và sảnh chính. Từ tầng 2 đến tầng 21 là các căn hộ cao cấp, được chia thành 4 loại A, B, C, D với diện tích đa dạng, đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Tầng 22 (tầng thượng) được thiết kế làm khu vui chơi, giải trí. Tổng diện tích các sàn tầng đạt 25.500 m², với mật độ xây dựng là 52%. Các chỉ tiêu này cho thấy đây là một dự án quy mô lớn, đòi hỏi sự tính toán cẩn thận về mọi mặt.

1.2. Giải pháp kiến trúc và quy hoạch tổng thể công trình

Giải pháp kiến trúc của công trình được tổ chức theo khối vuông, phát triển theo chiều cao, tạo nên vẻ bề thế và hiện đại. Mặt bằng được bố trí mạch lạc, tận dụng tối đa diện tích sử dụng và đảm bảo giao thông nội bộ thuận tiện thông qua hệ thống hành lang rộng 2.5m. Giao thông đứng được đảm bảo bằng hai thang máy tốc độ cao và một thang bộ. Các phòng chính trong căn hộ đều được thiết kế để tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên. Các hệ thống kỹ thuật chính như hệ thống cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy, và điện dự phòng được thiết kế đồng bộ, hiện đại, tuân thủ các quy chuẩn an toàn. Đặc biệt, hệ thống PCCC bao gồm cả báo cháy tự động và hệ thống chữa cháy bằng nước, hóa chất, đảm bảo an toàn tối đa cho cư dân.

II. Thách thức trong thiết kế kết cấu chung cư cao cấp 22 tầng

Việc thiết kế chung cư cao cấp 22 tầng đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi sự chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn. Một trong những thách thức lớn nhất là việc phân tích và tính toán chính xác các loại tải trọng tác động lên công trình, bao gồm tĩnh tải, hoạt tải và đặc biệt là các tải trọng ngang như gió và động đất. Với chiều cao 76m, ảnh hưởng của thành phần động của tải trọng gió là rất đáng kể và phải được xem xét kỹ lưỡng. Bên cạnh đó, điều kiện địa chất tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh thường phức tạp, yêu cầu phải có giải pháp nền móng phù hợp để đảm bảo sự ổn định lâu dài. Việc lựa chọn vật liệu xây dựng cũng là một yếu tố quan trọng. Đồ án đã quyết định sử dụng bê tông cốt thép toàn khối, một lựa chọn phổ biến nhưng đòi hỏi phải tính toán tối ưu để vừa đảm bảo khả năng chịu lực, vừa kiểm soát được trọng lượng bản thân công trình. Việc tuân thủ hệ thống tiêu chuẩn thiết kế TCVN như TCVN 5574:2012 cho kết cấu bê tông, TCVN 2737:1995 cho tải trọng và tác động, và TCVN 9386-2012 cho thiết kế kháng chấn là yêu cầu bắt buộc, đảm bảo công trình an toàn và bền vững. Quá trình này yêu cầu người thiết kế phải có kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm thực tiễn để đưa ra các quyết định hợp lý.

2.1. Phân tích tải trọng tác dụng và điều kiện địa chất

Một trong những bước đầu tiên và quan trọng nhất là xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu. Tải trọng này bao gồm tĩnh tải từ trọng lượng các lớp cấu tạo sàn, tường ngăn, và các thiết bị; hoạt tải sử dụng tùy theo công năng từng khu vực (căn hộ, hành lang, ban công) theo TCVN 2737-1995. Đặc biệt, đối với nhà cao tầng, tải trọng gió và động đất là hai yếu tố quyết định đến sự ổn định của hệ kết cấu chịu lực. Đồ án đã tiến hành tính toán cả thành phần gió tĩnh và gió động. Ngoài ra, việc phân tích số liệu địa chất công trình là nền tảng để lựa chọn phương án móng. Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được tổng hợp từ hồ sơ khảo sát để tính toán sức chịu tải của cọc và độ lún của móng.

2.2. Lựa chọn vật liệu và tiêu chuẩn thiết kế xây dựng

Vật liệu chính được lựa chọn cho công trình là bê tông cốt thép toàn khối. Cụ thể, đồ án sử dụng Bê tông B25 có cường độ chịu nén tính toán Rb = 14.5 MPa và mô đun đàn hồi Eb = 30000 MPa cho các cấu kiện chính như sàn, dầm, cột, và móng. Cốt thép sử dụng thuộc hai nhóm chính: nhóm AII (Ø ≤ 10) với Rs = 280 MPa và nhóm AIII (Ø ≥ 10) với Rs = 365 MPa. Việc lựa chọn này dựa trên yêu cầu về khả năng chịu lực cao và tính kinh tế. Toàn bộ quá trình tính toán và thiết kế đều tuân thủ một hệ thống tiêu chuẩn nghiêm ngặt, bao gồm TCVN 5574:2012 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép), TCVN 2737:1995 (Tải trọng và tác động), và các tiêu chuẩn liên quan khác về nền móng và thi công.

III. Phương pháp thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình hiệu quả

Sàn là cấu kiện chiếm khối lượng lớn và đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải trọng đứng và tăng độ cứng tổng thể cho công trình. Trong đồ án chung cư cao cấp 22 tầng HCMUTE, việc thiết kế sàn tầng điển hình được thực hiện một cách bài bản và khoa học. Phương án sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối được lựa chọn vì khả năng chịu lực tốt và tính liền khối cao, giúp tăng cường độ ổn định cho toàn bộ hệ khung. Quá trình thiết kế bắt đầu từ việc bố trí hệ dầm sàn hợp lý dựa trên mặt bằng kiến trúc, sau đó chọn sơ bộ chiều dày sàn và tiết diện dầm. Chiều dày sàn được chọn sơ bộ là 180mm để đảm bảo yêu cầu chịu lực và chống rung. Các tải trọng tác dụng lên sàn, bao gồm tĩnh tải từ các lớp hoàn thiện và hoạt tải sử dụng, được xác định chi tiết theo tiêu chuẩn. Để phân tích nội lực một cách chính xác, đồ án đã sử dụng phần mềm SAFE V12, một công cụ chuyên dụng cho thiết kế sàn. Mô hình sàn được gán đầy đủ các thông số về vật liệu, tiết diện và tải trọng. Kết quả phân tích nội lực (momen) từ phần mềm là cơ sở để tiến hành tính toán cốt thép cho sàn, đảm bảo khả năng chịu uốn. Cuối cùng, các kiểm tra quan trọng về độ võng và bề rộng khe nứt được thực hiện để đảm bảo sàn làm việc bình thường trong suốt quá trình sử dụng.

3.1. Mô hình hóa và phân tích sàn bằng phần mềm SAFE

Để có kết quả nội lực chính xác, việc phân tích kết cấu sàn được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm SAFE. Mặt bằng sàn tầng điển hình được mô hình hóa với đầy đủ hệ dầm và ô sàn. Tải trọng được gán vào từng ô sàn tương ứng với công năng: tĩnh tải hoàn thiện (gạch, vữa, thiết bị) và hoạt tải (phòng ở, hành lang). Sau khi gán tải, sàn được chia thành các dải (strip) theo hai phương X và Y để phần mềm tính toán và xuất biểu đồ momen uốn. Việc sử dụng phần mềm giúp mô phỏng sự làm việc đồng thời của hệ dầm-sàn, cho kết quả tin cậy hơn so với các phương pháp tính toán thủ công truyền thống.

3.2. Quy trình tính toán cốt thép và kiểm tra độ võng sàn

Dựa trên giá trị momen lớn nhất tại nhịp và gối xuất ra từ SAFE, đồ án tiến hành tính toán cốt thép theo TCVN 5574:2012. Tiết diện cốt thép yêu cầu (As) được xác định để cân bằng với nội lực. Sau khi chọn đường kính và khoảng cách cốt thép thực tế (ví dụ Ø10a100), hàm lượng cốt thép được kiểm tra để đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép. Một bước không thể thiếu là kiểm tra điều kiện trạng thái giới hạn thứ hai. Độ võng của ô sàn lớn nhất được so sánh với giá trị cho phép [L/250]. Kết quả từ SAFE cho thấy độ võng lớn nhất là 7.04mm, nhỏ hơn nhiều so với giới hạn 30mm, khẳng định sàn thỏa mãn yêu cầu về biến dạng. Việc kiểm tra nứt cũng được thực hiện, đảm bảo kết cấu làm việc an toàn và bền vững.

IV. Phân tích kết cấu khung vách cho chung cư cao cấp 22 tầng

Đối với nhà cao tầng, hệ kết cấu khung vách (khung-vách cứng) là giải pháp chịu lực hiệu quả nhất, kết hợp ưu điểm của hệ khung (chịu tải trọng đứng) và hệ vách (chịu tải trọng ngang). Trong đồ án chung cư này, hệ kết cấu chính bao gồm các khung cột-dầm và hệ vách cứng bố trí tại lõi thang máy. Quá trình thiết kế hệ khung vách bắt đầu bằng việc chọn sơ bộ tiết diện cho các cấu kiện. Tiết diện cột được xác định dựa trên diện truyền tải và thay đổi sau mỗi 5 tầng để tối ưu hóa vật liệu. Tiết diện dầm được chọn theo nhịp, và chiều dày vách được xác định dựa trên chiều cao tầng để chống mất ổn định. Toàn bộ công trình được mô hình hóa không gian 3D bằng phần mềm ETABS, một công cụ phân tích kết cấu chuyên dụng cho nhà cao tầng. Mô hình này cho phép phân tích chính xác sự tương tác giữa các cấu kiện và xác định nội lực (momen, lực cắt, lực dọc) trong dầm, cột, vách dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất. Đặc biệt, việc tính toán tải trọng gió và động đất được thực hiện theo phương pháp phổ phản ứng, một phương pháp tiên tiến được quy định trong TCVN, giúp đánh giá chính xác ứng xử động của công trình.

4.1. Lựa chọn tiết diện sơ bộ cho hệ dầm cột và vách

Việc chọn sơ bộ tiết diện là bước khởi đầu quan trọng, ảnh hưởng đến độ cứng và sự ổn định của toàn bộ công trình. Đối với dầm chính có nhịp 8.5m, chiều cao dầm được chọn là 700mm. Đối với cột, diện tích sơ bộ được tính theo công thức kinh nghiệm Ac = N / (n * Rb), trong đó N là tổng tải trọng dồn xuống cột. Tiết diện cột được chọn lớn ở các tầng dưới (ví dụ 950x950 mm) và giảm dần ở các tầng trên. Vách cứng, là cấu kiện chịu lực ngang chính, được chọn có bề dày 300mm. Các tiết diện này sau đó được nhập vào mô hình ETABS để kiểm tra và tối ưu hóa lại dựa trên kết quả phân tích nội lực và chuyển vị.

4.2. Tính toán tải trọng gió và động đất bằng ETABS

Phần mềm ETABS được sử dụng để mô hình hóa toàn bộ kết cấu không gian và phân tích các tải trọng phức tạp. Tải trọng gió được tính toán bao gồm cả thành phần tĩnh và động. Thành phần động được xác định dựa trên các dạng dao động riêng của công trình do ETABS tính toán. Tải trọng động đất được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng đàn hồi theo TCVN 9386-2012. Phần mềm tự động xác định các dạng dao động, khối lượng tham gia dao động và tính toán lực động đất tác dụng vào từng tầng. Kết quả phân tích từ ETABS cung cấp nội lực chi tiết để thiết kế cốt thép cho toàn bộ hệ khung vách, đảm bảo công trình chịu được các tác động ngang nguy hiểm nhất.

V. Giải pháp thiết kế nền móng cọc cho chung cư cao tầng

Nền móng là bộ phận kết cấu ngầm, có nhiệm vụ truyền toàn bộ tải trọng của công trình xuống nền đất một cách an toàn. Với quy mô của chung cư cao cấp 22 tầng, tải trọng truyền xuống móng là cực kỳ lớn, do đó việc lựa chọn và thiết kế phương án móng là vô cùng quan trọng. Dựa trên kết quả khảo sát địa chất, nền đất tại khu vực xây dựng có các lớp đất yếu ở trên, không đủ khả năng chịu tải. Vì vậy, giải pháp móng sâu là bắt buộc. Đồ án đã lựa chọn phương án móng cọc ly tâm ứng suất trước, một loại cọc bê tông cốt thép được sản xuất sẵn với cường độ cao và chất lượng được kiểm soát tốt. Loại cọc này phù hợp với các công trình nhà cao tầng, có khả năng chịu tải lớn và thi công nhanh chóng. Quá trình thiết kế móng bao gồm các bước chính: phân tích số liệu địa chất, xác định sức chịu tải của cọc, bố trí số lượng cọc trong đài, và tính toán kết cấu đài cọc. Sức chịu tải của một cọc đơn được tính toán dựa trên cả hai yếu tố: sức kháng ma sát thành cọc và sức kháng mũi cọc, sử dụng các công thức theo tiêu chuẩn dựa trên chỉ tiêu cơ lý của đất và kết quả thí nghiệm hiện trường (SPT). Sau đó, đài cọc được thiết kế để chịu các nội lực (momen, lực cắt) truyền từ chân cột và phân bố đều lên các cọc.

5.1. Phân tích số liệu địa chất và lựa chọn phương án móng

Hồ sơ khảo sát địa chất cung cấp thông tin chi tiết về các lớp đất, chiều dày, và các chỉ tiêu cơ lý quan trọng như lực dính (c), góc ma sát trong (φ), và chỉ số SPT. Dựa trên các số liệu địa chất này, đồ án đã xác định được các lớp đất chịu lực tốt nằm ở độ sâu lớn. Điều này dẫn đến quyết định lựa chọn giải pháp móng cọc đài cao. Phương án móng cọc ly tâm ứng suất trước được chọn vì những ưu điểm như cường độ bê tông cao, khả năng chịu kéo tốt, và dễ dàng kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất tại nhà máy. Chiều sâu chôn cọc được xác định để mũi cọc có thể xuyên qua các lớp đất yếu và ngàm vào lớp đất tốt bên dưới.

5.2. Tính toán sức chịu tải của cọc ly tâm ứng suất trước

Việc xác định sức chịu tải của cọc là bước tính toán cốt lõi trong thiết kế móng. Sức chịu tải được tính toán theo nhiều phương pháp để đối chứng, bao gồm tính theo vật liệu làm cọc, theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền, và theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT. Sức chịu tải của cọc theo đất nền bao gồm tổng sức kháng ma sát của các lớp đất dọc theo thân cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc. Các công thức tính toán tuân thủ theo TCVN về thiết kế móng cọc. Sức chịu tải thiết kế của cọc được chọn là giá trị nhỏ nhất sau khi so sánh các kết quả và áp dụng hệ số an toàn, đảm bảo mỗi cọc làm việc trong giới hạn cho phép.

VI. Bài học kinh nghiệm từ đồ án chung cư 22 tầng HCMUTE

Việc hoàn thành đồ án chung cư cao cấp 22 tầng HCMUTE không chỉ là một yêu cầu tốt nghiệp mà còn mang lại nhiều bài học kinh nghiệm quý báu. Đồ án là một công trình nghiên cứu toàn diện, mô phỏng gần như đầy đủ các bước của một dự án thiết kế kết cấu trong thực tế. Quá trình này giúp hệ thống hóa kiến thức đã học, đồng thời rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề, đặc biệt là khả năng ứng dụng công nghệ và phần mềm vào tính toán. Một trong những bài học quan trọng nhất là tầm quan trọng của việc kết hợp chặt chẽ giữa các bộ môn: kiến trúc, kết cấu và nền móng. Một giải pháp kiến trúc tốt phải đi đôi với một hệ kết cấu hợp lý và kinh tế. Tương tự, một hệ kết cấu an toàn phải được đặt trên một hệ móng vững chắc, phù hợp với điều kiện địa chất. Việc sử dụng thành thạo các phần mềm như ETABS và SAFE đã chứng tỏ vai trò không thể thiếu của công nghệ trong ngành xây dựng hiện đại, giúp tăng độ chính xác và hiệu quả công việc. Đồ án cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế TCVN, nền tảng pháp lý và kỹ thuật để đảm bảo chất lượng và an toàn cho mọi công trình xây dựng tại Việt Nam. Đây là một tài liệu tham khảo hữu ích, là cầu nối giữa lý thuyết học đường và thực tiễn ngành xây dựng.

6.1. Tổng kết kết quả tính toán và thiết kế kết cấu

Thông qua quá trình mô hình hóa và phân tích bằng các phần mềm chuyên dụng, thiết kế kết cấu của công trình đã được hoàn thiện. Các tiết diện dầm, cột, vách và sàn sau khi tính toán đều thỏa mãn các yêu cầu về khả năng chịu lực (trạng thái giới hạn I) và điều kiện sử dụng bình thường (trạng thái giới hạn II). Nội lực từ các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất đã được xác định và dùng để bố trí cốt thép hợp lý. Phương án móng cọc được tính toán và kiểm tra ổn định, đảm bảo khả năng chịu tải và kiểm soát độ lún trong giới hạn cho phép. Kết quả tổng thể cho thấy đồ án đã đưa ra một giải pháp kết cấu an toàn, bền vững và khả thi về mặt kỹ thuật.

6.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong thực tiễn xây dựng

Những kiến thức và kinh nghiệm thu được từ đồ án này có tính ứng dụng thực tiễn cao. Quy trình tính toán từ việc xác định tải trọng, mô hình hóa kết cấu bằng ETABS, phân tích sàn bằng SAFE, cho đến thiết kế móng cọc đều là những quy trình chuẩn đang được áp dụng tại các công ty tư vấn thiết kế. Đồ án là một ví dụ minh họa rõ ràng về cách tiếp cận một dự án nhà cao tầng. Trong tương lai, các phương pháp tính toán có thể được cải tiến hơn nữa với việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế mới, các vật liệu tiên tiến hơn (bê tông cường độ siêu cao, vật liệu composite) và các mô hình phân tích phi tuyến để đánh giá chính xác hơn ứng xử của kết cấu dưới tác động của tải trọng khắc nghiệt.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC .Mục Đích Thiết Kế .Giới Thiệu Công Trình .Vị trí công trình .Quy mô và đặc điểm công trình .Các chỉ tiêu xây dựng chính .Giải Pháp Kiến Trúc, Quy Hoạch .Giải pháp bố trí mặt bằng .Giải pháp kiến trúc .Giao thông nội bộ .Các Hệ Thống Kĩ Thuật Chính Trong Công Trình .Hệ thống chiếu sáng .Hệ thống điện .Hệ thống cấp thoát nước.Hệ thống cấp nước sinh hoạt .Hệ thống thoát nước mưa và khí gas .Hệ thống phòng cháy chữa cháy .Hệ thống báo cháy .Hệ thống cứu hỏa bằng hóa chất và nước .Hệ Thống Khí Hậu, Thủy Văn. 17 CHƯƠNG 2: THÔNG TIN CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ .Thông Tin Chung Về Vật Liệu .2 Lớp Bê Tông Bảo Vệ. Nguyên tắc cơ bản. Lựa chọn công cụ tính toán .1 Phần mềm ETABS 9.2 Phần mềm SAFE V12.3 Phần mềm Microsoft Office 2013 .4 Phần mềm AUTO CAD 2007.

20 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .Tính Toán Sàn Điển Hình Phương Án SAFE .Mặt bằng sàn tầng điển hình, sơ đồ bố trí hệ dầm sàn .Tiết diện dầm .Tiết diện sàn .Tải trọng tác dụng lên ô bản .Mô Hình Sàn Bằng Phần Mềm SAFE 12.Gán tải trọng vào ô sàn .Vẽ strip sàn .Strip theo phương X. Kết quả nội lực .Nội lực theo dải strip .Chuyển vị các ô sàn .Tính toán cốt thép .TÍNH TOÁN NỨT – ĐỘ VÕNG Ô SÀN S1 .Kiểm tra độ võng lớn nhất tại ô sàn S2 .Tính toán kiểm tra nứt tại ô sàn S2. CÁC ĐẶC TRƯNG CẦU THANG. TÍNH BẢN THANG.

Tải trọng tác dụng lên bản thang. Tổng tải tác dụng. Tính toán nội lực cầu thang. Tính toán cốt thép cho bản thang.

TÍNH DẦM CHIẾU TỚI. Kết quả nội lực. Tính cốt thép cho dầm D1. Tính cốt thép dọc.

Tính toán thép đai. 38 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG. Tổng Quan Về Khung Vách Công Trình. Chọn Sơ Bộ Tiết Diện Khung Ngang .1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm .2 Chọn sơ bộ tiết diện vách .3 Chọn sơ bộ tiết diện cột.4 Tính toán hàng cột trục 3.

Quan Điểm Tính Toán. Tải Trọng Tác Dụng Vào Khung. Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn. Tĩnh tải do bể nước truyền vào cột khung.

Hoạt tải tác dụng vào khung. Tải gió tác dụng vào khung. Tính Toán Công Trình Chịu Động Đất Theo PP Phổ Phản Ứng. Tính toán tải trọng động đất.

Vị trí công trình và đặc trưng nền đất dưới chân công trình. Các Trường Hợp Tải Và Cấu Trúc Tổ Hợp. Các trường hợp tải tác dụng lên khung .2 Tổ hợp tải trọng. Kiểm Tra Mô Hình.

Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình. Kiểm tra tính đúng đắng của mô hình. Tính Thép Cho Hệ Khung. Cơ sở tính toán.

Tính toán cốt thép cho dầm. Tính toán cốt thép cột. Tính cốt đai cho dầm và cột, thép gia cường. TÍNH TOÁN CỤ THỂ.

Tính toán cốt thép cho phần tử dầm. Tính toán cốt thép cho phần tử cột. Tính toán vách cứng cho khung trục C. Error! Bookmark not defined.

Tính toán cốt thép một trường hợp cụ thể cho vách. 81 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG………………. Số Liệu Địa Chất Công Trình. Lựa Chọn Phương Án Móng.1 Sơ lược về phương án móng cọc ly tâm ứng suất trước .3 Chọn kích thước, chiều sâu chôn cọc .4 Tính toán sức chịu tải của cọc.1 Theo vật liệu làm cọc .2 Sức chịu tảo của cọc theo chỉ tiêu cơ lý .3 Sức chịu tải của cọc theochir tiêu cường độ đất nền .4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh SPT .5 Sức chịu tải thiết kế của cọc .5 Tính Toán Móng M1.1 Tải trọng tác dụng .2 Chọn chiều sâu chôn móng .3 Xác định số cọc và kích thước đài .4 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước .5 Kiểm tra xuyên thủng .6 Tính thép cho đài cọc .6 Tính Toán Móng M2.1 Tải trọng tác dụng .2 Xác định số cọc và kích thước đài .3 Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước.

Kiểm tra xuyên thủng. Tính thép cho đài cọc. Tính toán móng ML. Chọn chiều sâu chôn móng.

Chọn sơ bộ cọc và diện tích đài cọc .Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc.Kiểm tra ổn định của khối móng quy ước. Kiểm tra xuyên thủng. Tính thép cho móng ML .107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .109 Page | 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2- 6 Bảng giá trị tổng tải trọng các ô sàn không kể trọng lượng bản sàn. 24 Bảng 2- 12: Bảng kết quả tính toán cốt thép sàn theo Safe.

30 Bảng 3- 1: Bảng giá trị tải trọng các lớp cấu tạo tác dụng lên bản thang. 34 Bảng 3- 2: Bảng giá trị tải trọng các lớp cấu tạo tác dụng lên chiếu nghỉ. 35 Bảng 3- 3: Bảng kết quả tính thép cầu thang. 36 Bảng 4- 1: Bảng kết quả tải trọng:.

Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 2: Kết quả tính toán cốt thép. Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 3: Bảng kết quả tính toán cốt thép.

Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 4: Bảng kết quả kiểm tra vết nứt :. Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 5: Bảng tra hệ số α.

Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 6: Kết quả tính toán cốt thép bản thành. Error! Bookmark not defined. Bảng 4- 7: Kết quả tính toán cốt thép.

Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 1: Tiết diện sơ bộ các cột trục D1. 41 Bảng 5- 2: Tiết diện sơ bộ các cột trục E2. 42 Bảng 5- 3: Tĩnh tải lớp hoàn thiện sàn thường:.

43 Bảng 5- 4: Tĩnh tải lớp hoàn thiện sàn sân thượng,sàn mái:. 44 Bảng 5- 5: Tĩnh tải tường truyền vào các dầm phụ và dầm chính:. 44 Bảng 5- 6: Tải trọng gió tĩnh theo phương X. 45 Bảng 5- 7: Tải trọng gió tĩnh theo phương y.

Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 8: Bảng tiết diện các cột đã được chọn lại. Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 9: Bảng tính gió động theo Mode 2.

50 Bảng 5- 10: Bảng tính gió động theo Mode 3. 51 Bảng 5- 11: Đỉnh gia tốc nền của công trình. Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 12: Giá trị tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi.

Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 13: Phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang. Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 14: Phổ phản ứng thiết kế dùng trong phân tích đàn hồi theo phương ngang.

Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 15: Các trường hợp tổ hợp nội lực. Error! Bookmark not defined. Bảng 5- 16: Các trường hợp tải tác dụng lên khung.

58 Bảng 5- 17: Bảng tổ hợp nội lực. 59 Bảng 5- 18: Nội lực vách P1. 81 Bảng 5- 19: Bảng bố trí thép vách khung trục D:. 83 Bảng 5- 20: Bảng bố trí thép vách khung trục 2.

Error! Bookmark not defined. Bảng 6 - 1: Số liệu khoan khảo sát địa chất. Error! Bookmark not defined. Bảng 6 - 2: Bảng thống kê dung trọng riêng tự nhiên lớp đất số 1 Error! Bookmark not defined.

Bảng 6 - 3: Bảng thống kê độ ẩm tự nhiên lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined. Bảng 6 - 4: Bảng thống kê dung trọng riêng đẩy nổi lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined.

Bảng 6 - 5: Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined. Bảng 6 - 6: Bảng thống kê chỉ số dẻo lớp đất số 1 (hiệu chỉnh). Error! Bookmark not defined.

Bảng 6 - 7: Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined. Bảng 6 - 8: Bảng thống kê độ sệt lớp đất số 1 (hiệu chỉnh). Error! Bookmark not defined.

Bảng 6 - 9: Bảng thống kê hệ số rỗng theo cấp áp lực lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined. Page | 9 Bảng 6 - 10: Bảng thống kê lực dính và góc ma sát trong lớp đất số 1. Error! Bookmark not defined.

Bảng 6 - 11: Bảng tổng hợp địa chất. Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 1: Sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lí .Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 2: Sức kháng ma sát thành của cọc khoan nhồi theo SPT Error! Bookmark not defined.

Bảng 7- 3: Giá trị tổ hợp nội lực tính toán trong móng M1. Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 4: Giá trị tổ hợp nội lực tính toán trong móng M1. Error! Bookmark not defined.

Bảng 7- 5: Bảng tính lúc móng M1. Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 6: Nội lực tính toán móng ML. Error! Bookmark not defined.

Bảng 7- 7: Lực tác dụng tại đầu các cọc khoan nhồi trong móng ML. Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 8: Bảng tính lún móng ML. Error! Bookmark not defined.

Bảng 7- 9: Bảng kết quả ma sát thành cọc ly tâm theo chỉ tiêu cơ lí. 88 Bảng 7- 10: Bảng kết quả ma sát thành cọc ly tâm theo SPT. 90 Bảng 7- 11: Nội lực dưới móng ML. Error! Bookmark not defined.

Bảng 7- 12:Lực tác dụng lên đầu các cọc ly tâm móng M1. 93 Bảng 7- 13: Bảng tính lún móng M1 phương án cọc ly tâm. Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 14: Tải tác dụng lên đầu các cọc ly tâm móng ML.

Error! Bookmark not defined. Bảng 7- 15: Bảng tính lún móng ML phương án móng cọc ly tâm. 107 Bảng 8- 7: Thông số vật liệu tường vây. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 8: Thông số vật liệu tầng chống 3. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 9: Thông số vật liệu tầng chống 2. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 10: Thông số vật liệu tầng chống 3. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 11: Thông số vật liệu tầng chống 3. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 12: Nội lực trong các sàn và thanh chống. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 13:Nội lực các thanh chống. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 1: Một số chỉ tiêu kiểm tra dung dịch Bentonite. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 2: Các thông số kiểm tra cọc khoan nhồi. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 3: Sai số cho phép về lỗ khoan cọc. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 4: Sai số cho phép khi chế tạo lồng thép. Error! Bookmark not defined.

Bảng 8- 5: Mức sai lẹch cho phép về kích thước cọc. Error! Bookmark not defined. Bảng 8- 6: Bảng theo dõi độ lún và cấp tải trọng. Error! Bookmark not defined.