Đồ án tốt nghiệp: Khu căn hộ The Crystal Place - SVTH Dương Tôn Quý (ĐH SPKT)

Đồ án tốt nghiệp Khu căn hộ cao tầng The Crystal Place. Phân tích chi tiết kết cấu, kiến trúc, tính toán tải trọng, thiết kế sàn, dầm và móng cọc.

• Tác giả: Duong Ton Quy
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyen Tong
• 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: Khu Chung Cư Cao Tầng Kết Hợp Thương Mại The Crystal Place
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu Đồ án Kết cấu Chung cư The Crystal Place

Đồ án kết cấu chung cư cao tầng The Crystal Place là một công trình nghiên cứu toàn diện về thiết kế kỹ thuật cho một tòa nhà cao tầng kết hợp thương mại tại thành phố Hồ Chí Minh. Đây là đồ án tốt nghiệp của sinh viên Dương Tôn Quý từ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, khóa 2016, dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Tổng. Công trình này thể hiện sự kết hợp hoàn hảo giữa kiến trúc hiện đại và kỹ thuật xây dựng tiên tiến, với quy mô lớn bao gồm nhiều tầng căn hộ, khu thương mại dịch vụ phục vụ cư dân và công chúng. Đồ án này được thực hiện với những tiêu chuẩn và quy chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành, đảm bảo độ an toàn và tính bền vững của công trình.

1.1. Mục đích và Vị trí xây dựng

Mục đích chính của công trình The Crystal Place là cung cấp không gian sống hiện đại và những dịch vụ thương mại chất lượng cao. Vị trí xây dựng được lựa chọn tại một khu vực chiến lược ở TP.HCM, có điều kiện giao thông thuận lợi và tiện ích đầy đủ. Công trình được thiết kế để tối ưu hóa không gian và mang lại giá trị cao cho cư dân.

1.2. Quy mô và Đặc điểm Kiến trúc

The Crystal Place có quy mô công trình lớn với nhiều tầng cao, bao gồm các căn hộ đa dạng từ studio đến penthouse. Phần kiến trúc ngoại thất được thiết kế theo phong cách hiện đại, tối giản với những đặc trưng riêng biệt. Công trình được bố trí mặt bằng hợp lý, với các mặt đứng ấn tượng và cao độ công trình được tính toán kỹ lưỡng phù hợp với môi trường xung quanh.

II. Phương án Kết cấu và Cơ sở Thiết kế

Phương án kết cấu công trình The Crystal Place được xây dựng dựa trên những nguyên tắc kỹ thuật tiên tiến và tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn - quy chuẩn xây dựng Việt Nam. Công trình sử dụng phần mềm chuyên dụng để mô hình hóa, phân tích và tính toán chi tiết các cấu kiện chịu tải. Cơ sở thiết kế bao gồm việc xác định chính xác các tải trọng tác động, bao gồm tải trọng đứng, gió, và tải động đất cho các khu vực có nguy hiểm. Các tiêu chí về vật liệu được lựa chọn với chất lượng cao, đảm bảo độ bền và khả năng chống chịu tải lâu dài của công trình.

2.1. Phương án Kết cấu chịu tải

Phương án kết cấu chịu tải đứng được thiết kế bằng hệ thống dầm, cột bê tông cốt thép với độ rắn chắc cao. Phương án chịu tải ngang được thiết kế để chống lại tác động gió và dao động động đất thông qua hệ thống vách phẳng và lõi thang máy. Công trình sử dụng sàn dầm làm phương án chính, đảm bảo phân bố tải trọng đều và hiệu quả.

2.2. Thiết kế Móng và Hệ thống Hỗ trợ

Hệ thống móng của The Crystal Place sử dụng cọc khoan nhồi được thiết kế dựa trên điều kiện địa chất tại khu vực xây dựng. Tường vây và hệ thanh chống đỡ được bố trí strategically để đảm bảo ổn định công trình và chống lại áp lực đất xung quanh, bảo vệ tuyệt đối cho khu vực hầm.

III. Tải trọng Tác động và Kiểm tra Trạng thái Giới hạn

Tải trọng và tác động lên công trình The Crystal Place được tính toán chi tiết bao gồm tải các lớp cấu tạo sàn, tải tường xây, và các tải trọng đặc biệt. Tải trọng gió được xác định dựa trên tải gió tĩnh và động theo tiêu chuẩn TCVN, với các hệ số chuyển đổi phù hợp. Tải động đất được phân tích bằng phương pháp phổ phản ứng dao động, xác định chính xác tác động địa chấn tới công trình. Tổ hợp tải trọng được lập theo các Load Pattern, Load Cases, và Load Combinations để đánh giá toàn diện khả năng chịu tải. Kiểm tra Trạng thái Giới hạn II (TTGH II) bao gồm kiểm tra ổn định chống lật, gia tốc đỉnh, chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng, và hiệu ứng P-Delta để đảm bảo an toàn tuyệt đối.

3.1. Phân tích Tải trọng Chi tiết

Tải các lớp sàn bao gồm tải vật liệu hoàn thiện, tải người sử dụng, và tải thiết bị. Tải tường xây được tính dựa trên loại vật liệu và diện tích tường. Tải gió tĩnh được xác định từ áp suất gió chuẩn, trong khi tải gió động xem xét các dao động và vortex shedding. Tải động đất phản ánh độ nguy hiểm từ hoạt động địa chấn ở khu vực công trình.

3.2. Kiểm tra An toàn và Ổn định

Kiểm tra ổn định chống lật đảm bảo công trình không bị lật dưới tác động lực ngang. Gia tốc đỉnh được kiểm tra để xác định mức rung lắc tối đa. Chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng được giám sát để đảm bảo an toàn khi sử dụng. Hiệu ứng P-Delta được xem xét cho các công trình cao tầng để phát hiện các tác động phi tuyến từ trọng lực kết hợp với chuyển vị.

IV. Thiết kế Chi tiết Cầu thang Sàn và Khung Kết cấu

Thiết kế chi tiết các cấu kiện của công trình The Crystal Place bao gồm cầu thang bộ điển hình, sàn tầng, và khung kết cấu chính. Cầu thang được thiết kế với phương án kết cấu là bản dầm với các tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ và bản nghiêng được tính toán riêng biệt. Sàn tầng sử dụng hệ thống dầm và tấm bê tông cốt thép, với mô hình phân tích chi tiết để xác định nội lực, chuyển vị, và cốt thép cần thiết. Khung kết cấu được thiết kế bao gồm dầm tầng, vách đơn, và lõi thang máy theo TCVN 5574-2018. Toàn bộ kết quả tính toán được kiểm chứng kỹ lưỡng để đảm bảo độ an toàn và kinh tế của công trình.

4.1. Thiết kế Cầu thang và Sàn Tầng

Cầu thang điển hình được thiết kế với bản chiếu nghỉ và bản nghiêng chịu tải trọng lên 6.5 kN/m². Sàn tầng sử dụng dầm chính và dầm phụ để chuyển tải trọng xuống cột. Chuyển vị ngắn hạn và dài hạn được kiểm tra theo quy chuẩn, đồng thời cốt thép được tính toán để đáp ứng các yêu cầu bảo vệ chống nứt.

4.2. Thiết kế Khung Kết cấu Chính

Dầm tầng điển hình được thiết kế chịu tải từ sàn và tường xây, với kết quả tính toán chi tiết bao gồm moment uốn, lực cắt, và cốt thép cần thiết. Vách đơn được thiết kế để chống lại áp lực từ đất, đồng thời lõi thang máy cung cấp độ cứng ngang cho toàn công trình, tạo thành hệ thống khung - vách hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH Hình 1.1: Nội dung tổng quan kiến trúc công trình 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Mục đích xây dựng Trước thực trạng dân số phát triển, nhu cầu, mức sống của người dân nâng cao, nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày càng nhiều trong khi quỹ đất của thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai thì có hạn, chính vì vậy mà giá đất ngày càng tăng cao khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây dựng. Để giải quyết các vấn đề cấp thiết này, giải pháp xây dựng chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận , khu vực ngoại ô thành phố là hợp lý nhất. Chính vì thế, công trình THE CRYSTAL PLACE được xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên.

Đây là khu trung tâm thương mại kết hợp với chung cư nhằm đem đến sự hiện đại, tiện nghi đầy đủ, cảnh quan đẹp,…thích hợp cho việc sinh sống, làm việc và giải trí.2 Vị trí xây dựng công trình Địa chỉ: 80-100 Hà Huy Giáp, phường Quyết Thắng, TP.Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai. Chung cư cao tầng kết hợp thương mại The Crystal Place chỉ cách Ga Biên Hòa, Chợ Biên Hòa, UBND tỉnh Đồng Nai, Bệnh viện Quốc tế Đồng Nai chưa đến 1km.2: Vị trí công trình chụp từ Google Map 1 1.3 Điều kiện tự nhiên Khí hậu ở Thành phố Biên Hòa cũng giống như khí hậu của khu vực miền Đông Nam Bộ: nắng nóng và mưa nhiều, độ ẩm khá cao. Đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa ổn định, trong năm phân chia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 kéo dài đến cuối tháng 10 dương lịch.

Vào những tháng đầu mùa mưa, thường xuyên xuất hiện những cơn mưa rào lớn, rồi sau đó dứt hẳn. Những tháng 7,8,9 thường là những tháng mưa dầm. Đặc biệt ở Đồng Nai hầu như không có bão, mà chỉ bị ảnh hưởng bởi những cơn bão gần. Nhiệt độ trung bình hàng năm ở Đồng Nai từ 26oC-27oC.

Nhiệt độ cao nhất có lúc lên tới 39.3oC và thấp nhất là 16oC- 17oC ( ban đêm). Vào mùa nắng, độ ẩm trung bình hàng năm từ 76%-80%, cao nhất là 86% ( vào tháng 9) và thấp nhất là 66% ( vào tháng 12). Lượng nước mưa trung bình hàng năm từ 1.4 Quy mô công trình Công trình dân dụng cấp I ( số tầng ≥20) – ( Phụ lục 2- Ban hành kèm theo Thông tư số 03/2016/TT-BXD ngày 10 tháng 3 năm 2016 của Bộ Xây Dựng). Công trình có 2 tầng hầm.

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1 Mặt bằng công trình Hình 1.3: Mặt bằng kiến trúc sàn tầng điển hình Hình 1.4: Mặt bằng kiến trúc tầng hầm của công trình 2 1.2 Mặt đứng công trình Hình 1.5: Mặt đứng của công trình 1.3 Cao độ công trình Bảng 1.1: Chiều cao tầng của tòa nhà Tầng Cao độ (m) Tầng Cao độ (m) Đỉnh mái + 79.700 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Hình 2.1: Nội dung tổng quan kết cấu công trình 2. CƠ SỞ THIẾT KẾ 2.1 Tiêu chuẩn - Quy chuẩn áp dụng Căn cứ Nghị định số 12/2009/NĐ-CP, ngày 10/02/2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng. Căn cứ Nghị định số 15/2013/NĐ-CP, ngày 03/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng.  Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động - TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

- TCXD 229:1999 Tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 - TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu tải động đất.  Tiêu chuẩn về vật liệu – Tiêu chuẩn kiểm định - TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi- Thi công và nghiệm thu  Tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu - TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 5575:2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

 Tiêu chuẩn về thiết kế nền móng - TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình. - TCVN 9153:2012 Công trình thủy lợi, phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm. - TCVN 4420:2012 Đất xây dựng – Phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm.  Quy chuẩn áp dụng 4 - QCXDVN 02:2009/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.

- QCVN 06:2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình.2 Phần mềm sử dụng Tên phần mềm Công dụng ETABS 2018 Phân tích tải trọng, phân tích kết cấu SAFE 2016 Phân tích kết cấu sàn PLAXIS 2D v8.6 Mô phỏng, phân tích quá trình thi công tường vây và hệ chống MICROSOFT OFFICE 2016 Lập thuyết minh và file tính toán REVIT 2020 Thể hiện bản vẽ kết cấu AUTO CAD 2017 Thể hiện bản vẽ kiến trúc và thi công 2.3 Nguyên tắc tính toán 2. Các giả thuyết tính toán - Sàn tuyệt đối cứng trên mặt phẳng của nó, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết ngàm ( xét cùng cao độ). - Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau. - Các cột, vách cứng, lõi thang máy được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách , lõi ngay tại vị trí đài móng.

- Các tải trọng ngang tác dụng lên sàn dưới dạng lực tập trung tại các vị trí cứng của từng tầng, từ đó sẽ truyền vào cột, vách, lõi rồi chuyển đến móng. Phương pháp xác định nội lực Phương pháp Phương pháp giải tích Phương pháp số- Phần tử hữu hạn Xem toàn bộ hệ chịu lực là các bậc Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu lực của tòa siêu tĩnh → Trực tiếp giải phương nhà, chia các hình dạng phức tạp thành Ưu điểm trình vi phân → Tìm nội lực và tính đơn giản → Thông qua các phần mềm thép. → Tìm nội lực gián tiếp và tính thép. Đòi hỏi người dùng phải hiểu và sử dụng Hệ phương trình có rất nhiều biến và tốt phần mềm để có thể nhìn nhận đúng Nhược điểm ẩn phức tạp → Việc tìm kiếm nội lực nội lực và biến dạng vì phần mềm không khó khăn.

mô tả chính xác thực tế. → Ở đồ án này, sinh viên lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn ( thông qua sự hỗ trợ của các phần mềm) để thực hiện tính toán thiết kế. Thông qua các mô hình phân tích, sinh viên có thể dễ dàng xuất được nội lực, chuyển vị…mà phương pháp giải tích phải tốn rất nhiều thời gian để xác định. Tuy nhiên, đối với một số cấu kiện, sinh viên phải kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để đem lại kết quả tin cậy hơn.

Kiểm tra theo trạng thái giới hạn Khi tính toán, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường ( TTGH II). Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I ( về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể là bảo đảm cho kết cấu:  Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động.  Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí. Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II ( về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:  Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt.

 Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.4 Tiêu chí về vật liệu 2. Bê tông Công trình được thiết kế dựa trên hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam. Vì vậy, vật liệu bê tông cũng phải tuân thủ nghiêm ngặt từ vấn đề cấp phối đến kiểm tra cường độ mẫu thử.1: Cấp bền bê tông dùng cho thiết kế các cấu kiện Cấp độ bền Cường độ Tỷ lệ chịu nén bê Loại xi măng/ Cấp xi chịu nén, xi tông tương Hàm lượng xi măng theo Tên hạng mục kéo của bê măng/ đương theo măng tối TCVN tông ( Rb; Nước TCVN thiểu (kg/m3) 5574-2018 Rbt) (Mpa) tối đa 5574-2018 Cọc khoan B30 (17;1.4 W12 nhồi Tường vây B25 (14.4 W12 Sàn tầng hầm B30 (17; 1. Cốt thép Bảng 2.2: Thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574-2018 STT Loại thép Đặc tính/ Kết cấu sử dụng Thép CB300-T (∅ 10): Rs=Rsc= 260 Mpa, Rsw= 210 1 Cốt thép có ∅ 10 MPa, Es= 200000 MPa Thép CB500-V (∅ 10): Rs=Rsc= 435 Mpa, Rsw= 300 Cốt thép dọc kết cấu các loại 2 MPa, Es= 200000 MPa có ∅ 10 2.

Lớp bê tông bảo vệ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định dựa trên các chỉ tiêu sau:  QCVN 06 – 2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình;  Địa điểm xây dựng công trình ở Bình Dương, xa khu vực có độ xâm thực ăn mòn bê tông như bờ biển, miền sông nước,…  TCVN 5574 – 2018, Mục 10.1 – Lớp bê tông bảo vệ.3: Lớp bê tông bảo vệ STT Loại cấu kiện Chiều dày (mm) 1 Cọc, đài móng 50 2 Kết cấu tiếp xúc với đất, có bê tông lót 35 3 Sàn 25 4 Dầm 40 5 Cầu thang 20 6 Vách-lõi 40 2. PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU KC CHỊU TẢI ĐỨNG (DẦM-SÀN) KC CHỊU TẢI NGANG KC MÓNG-HẦM Chức năng công trình Số tầng của công trình Hồ sơ địa chất ( Chung cư-thương mại) ( 20 tầng + 2 hầm) Nhịp sàn lớn nhất Tải trọng ngang: gió, động Tải trọng do công trình ( Tầng điển hình: 8.4m) đất tương đối lớn truyền xuống móng Tải trọng lớn nhất Hệ kết cấu khung Sơ đồ cột, vách ( Tầng để xe: 5kN/m2) Chiều cao tầng điển hình Hệ kết cấu khung vách Giải pháp tầng hầm (3.3m) cứng – lõi cứng Hệ thống ME Hệ kết cấu khung - giằng Hệ kết cấu hình ống, hình Đặc trưng kiến trúc hộp và đặc biệt Bảng 2.4: Lưu đồ tóm tắt phương án kết cấu công trình 7 2.1 Phương án kết cấu chịu tải đứng Phương án kết cấu Đặc điểm công trình Sàn dầm Sàn phẳng Sàn ô cờ Nhịp sàn lớn nhất 8.4m    Nhịp sàn không có sự đồng đều   Chiều cao tầng điển hình 3.3m  Phân bố hoạt tải trên sàn khá đồng đều    Phân bố tường trên sàn và của tải trọng tác dụng lên sàn:    Tải tường lên các ô sàn tương đối bằng nhau Hình dạng các ô không vuông vứt, không phân chia rõ   ràng Hoạt tải công trình chủ yếu là tải căn nên không quá lớn.5:Đánh giá mức độ thích hợp của các phương án sàn với công trình Với kết quả phân tích ở bảng trên, ta thấy rằng phương án sàn dầm hoàn toàn phù hợp với công trình.