Đồ án tốt nghiệp Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Chung cư cao cấp Thiên Long

Đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long là dự án nghiên cứu giải pháp thiết kế tổ hợp nhà ở thương mại. Nghiên cứu tập trung vào tối ưu không gian sống,

• Tác giả: Phan Văn Vũ
• Người hướng dẫn: TS. Đào Đình Nhân
• 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: Chung cư cao cấp Thiên Long
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long

Đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long được thực hiện bởi sinh viên Phan Văn Vu thuộc chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật công trình Xây Dựng, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM năm 2016. Đề tài này tập trung vào thiết kế kiến trúc và kết cấu của công trình nhà ở cao tầng hiện đại. Công trình có mặt bằng hình chữ nhật với kích thước L=33m, B=25.3m, được thiết kế theo cấp kháng chấn cấp 8. Đồ án bao gồm nhiều phần quan trọng như tổng quan kiến trúc, phân khu chức năng, giải pháp kỹ thuật và đặc điểm khí hậu khu vực xây dựng. Quá trình thực hiện đồ án giúp sinh viên tổng hợp kiến thức đã học, rèn luyện khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề thực tế trong thi công xây dựng công trình cao tầng.

1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long đặt mục tiêu thiết kế toàn diện công trình nhà ở cao cấp. Phạm vi nghiên cứu bao gồm phần kiến trúc với các phân khu chức năng, phần kết cấu chịu lực và các giải pháp kỹ thuật hạ tầng. Sinh viên phải tính toán đầy đủ các yếu tố như tải trọng, khả năng chịu lực của cột, dầm, sàn, móng và hệ thống cấp thoát nước. Đồ án cũng xem xét đặc điểm khí hậu TP.HCM để đưa ra giải pháp phù hợp cho công trình.

1.2. Cơ sở lý luận và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án áp dụng nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật trong thiết kế công trình xây dựng. Tiêu chuẩn TCXD 198-1997 quy định về hình dạng công trình nhà hình chữ nhật với điều kiện tỷ số L/B. Các tiêu chuẩn về bê tông cốt thép, tải trọng và tác động cũng được tham khảo. Hệ thống phần mềm tính toán kết cấu được sử dụng để kiểm tra và xác nhận các giải pháp thiết kế. Việc tuân thủ tiêu chuẩn đảm bảo công trình đạt độ an toàn và bền vững theo quy định.

II. Phân tích vật liệu và kết cấu công trình Thiên Long

Vật liệu sử dụng trong đồ án chung cư cao cấp Thiên Long được lựa chọn kỹ lưỡng đảm bảo chất lượng công trình. Bê tông cấp độ bền B25 với cường độ chịu nén Rb=14.5 MPa, cường độ chịu kéo Rbt=1.05 MPa và mô đun đàn hồi Eb=30000 MPa được sử dụng cho các cấu kiện chính. Cốt thép có nhiều loại phù hợp với từng vị trí: loại AI (Ø≤10) cho sàn với Rs=225 MPa, loại AII (Ø>10) cho sàn với Rs=280 MPa, loại AIII (Ø>10) cho dầm, cột, vách, móng với Rs=365 MPa. Hệ kết cấu bao gồm cột, dầm, sàn, vách chịu lực và móng cọc. Công trình sử dụng bê tông toàn khối với vữa xi măng cát có khối lượng riêng γ=18 kN/m³. Việc tính toán thiết kế đảm bảo các cấu kiện hoạt động an toàn dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và động.

2.1. Tính chất cơ học của bê tông và cốt thép

Bê tông B25 là vật liệu chủ lực trong công trình chung cư cao cấp Thiên Long. Cường độ chịu nén dọc trục đạt 14.5 MPa, chịu kéo đạt 1.05 MPa. Mô đun đàn hồi 30000 MPa cho phép cấu kiện biến dạng đàn hồi trong giới hạn cho phép. Cốt thép AIII có cường độ chịu kéo và nén tính toán đều đạt 365 MPa, mô đun đàn hồi 200000 MPa. Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép tạo nên hệ composite chịu lực hiệu quả cho công trình cao tầng.

2.2. Hệ kết cấu chịu lực chính

Hệ kết cấu chịu lực của chung cư Thiên Long bao gồm cột, dầm, sàn và vách cứng. Cột được bố trí theo lưới với khoảng cách phù hợp để phân phối tải trọng xuống móng. Dầm có tiết diện b×h=200×400mm và 250×500mm tùy vị trí. Sàn là bản toàn khối làm việc hai phương. Vách cứng chịu lực ngang do gió và động đất. Móng cọc truyền tải trọng xuống tầng đất sâu đảm bảo ổn định cho toàn bộ công trình cao tầng này.

III. Giải pháp kỹ thuật và hệ thống hạ tầng kỹ thuật

Giải pháp kỹ thuật trong đồ án chung cư cao cấp Thiên Long bao gồm nhiều hệ thống quan trọng. Hệ thống cấp nước được tính toán với lưu lượng Q=140 m³/ngày.đêm, sử dụng bể nước mái đặt trên vách thang máy có kích thước L×B=8.5m. Bể nước mái được thiết kế dạng bể thấp với chiều cao tính toán phù hợp, đáy bể cao hơn sàn tầng thượng 3m. Công trình áp dụng giải pháp kết cấu khung - vách cứng chịu lực ngang. Hệ thống thoát nước bao gồm thoát nước mưa và nước thải sinh hoạt. Giải pháp chống thấm, cách nhiệt được tính toán dựa trên đặc điểm khí hậu nhiệt đới của TP.HCM. Các giải pháp kỹ thuật phải đảm bảo tiêu chuẩn an toàn, tiện nghi cho người sử dụng và khả năng thi công thực tế.

3.1. Thiết kế hệ thống cấp nước công trình

Hệ thống cấp nước chung cư Thiên Long được tính toán dựa trên nhu cầu sử dụng thực tế. Lưu lượng nước tính toán đạt 140 m³/ngày.đêm phục vụ sinh hoạt cư dân. Bể nước mái được bố trí trên đỉnh công trình tại vị trí vách thang máy. Kích thước bể 8.5×34 m với chiều cao phù hợp tạo áp lực nước ổn định. Bể được đổ bê tông toàn khối có nắp đậy và lỗ thăm 600×600mm便于维护检查。Hệ thống đường ống phân phối nước đến các căn hộ được thiết kế khoa học.

3.2. Giải pháp kết cấu chống động đất

Công trình chung cư cao cấp Thiên Long được thiết kế cấp kháng chấn cấp 8 theo tiêu chuẩn Việt Nam. Giải pháp kết cấu sử dụng hệ khung - vách cứng để chịu lực ngang do động đất. Tỷ số L/B=33/25.3=1.3 thỏa mãn điều kiện ≤1.5 theo TCXD 198-1997. Các vách cứng được bố trí đối xứng để tránh xoắn công trình. Liên kết cột-dầm đảm bảo độ cứng và dẻo dai khi chịu tải trọng động đất. Giải pháp này giúp công trình an toàn dưới tác dụng của địa chấn.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế của đồ án

Đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long đã hoàn thành đầy đủ các yêu cầu thiết kế kiến trúc và kết cấu. Công trình được tính toán với đầy đủ tải trọng, kiểm tra khả năng chịu lực của các cấu kiện từ cột, dầm, sàn đến móng cọc. Hệ thống kỹ thuật bao gồm cấp thoát nước, điện được thiết kế đồng bộ. Kết quả đồ án cho thấy giải pháp kết cấu khung - vách cứng phù hợp với công trình nhà cao tầng tại TP.HCM. Vật liệu bê tông B25 và cốt thép loại AIII đảm bảo độ bền và an toàn. Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các dự án chung cư cao cấp tương tự. Kinh nghiệm thu được giúp sinh viên sẵn sàng tham gia thực tế thiết kế và thi công công trình xây dựng dân dụng.

4.1. Bài học kinh nghiệm từ đồ án

Quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp chung cư cao cấp Thiên Long mang lại nhiều bài học quý giá. Việc tổng hợp kiến thức từ nhiều môn học như kết cấu, kiến trúc, kỹ thuật hạ tầng được áp dụng vào công trình thực tế. Sinh viên rèn luyện kỹ năng tính toán, đọc bản vẽ và giải quyết vấn đề phát sinh. Sự hướng dẫn tận tình của TS.Đào Đình Nhân giúp hoàn thiện chất lượng đồ án. Những kinh nghiệm này là nền tảng vững chắc cho công việc kỹ sư xây dựng sau này.

4.2. Khả năng ứng dụng và phát triển

Đồ án chung cư cao cấp Thiên Long có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế xây dựng. Giải pháp kết cấu khung - vách cứng phù hợp với điều kiện khí hậu và địa chất TP.HCM. Thiết kế hệ thống kỹ thuật có thể áp dụng cho các công trình nhà ở cao cấp tương lai. Vật liệu và phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam đảm bảo thi công thuận lợi. Đồ án cũng mở ra hướng phát triển như áp dụng công nghệ BIM, vật liệu xanh và giải pháp tiết kiệm năng lượng cho công trình bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH. Công trình Chung Cư Cao Cấp Thiên Long được xây dựng ở quận 9 - Tp. Chức năng sử dụng của công trình là cho thuê hay bán cho người có nhu cầu về nhà ở, tầng hầm dùng để làm nơi chứa xe.

Công trình có tổng cộng 19 tầng ( 1 tầng hầm và 18 tầng sàn). Tổng chiều cao công trình là 66. với tầng hầm có chiều cao là 4m, tầng 1 có chiều cao là 5m, các tầng điển hình cao 3. Khu vực xây dựng ở xa trung tâm thành phố, do đó diện tích mặt bằng xây dựng tương đối rộng.

Xung quanh công trình vẫn có trồng hoa để tăng vẻ thẩm mĩ cho công trình. Mặt đứng chính của công trình quay về phía tây. Kích thước mặt bằng sử dụng là 25.5m x 33 m, công trình được xây dựng ở khu vực đất nền tương đối tốt. PHÂN KHU CHỨC NĂNG Tầng hầm cao 4m với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện.

Ngoài ra còn bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy … Hệ thống hồ chứa nước được đặt ở góc của tầng hầm. Tầng 1 cao 5m được sử dụng làm phòng sinh hoạt chung của các hộ, nơi làm việc của ban quản lý siêu thị. Ngoài ra còn có đại sảnh, cầu thang là nơi gặp gỡ sinh hoạt chung của các hộ. Các tầng trên từ tầng được sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê.

Chiều cao tầng là 3,4m. Mỗi căn hộ có 2 phòng ngủ, 1 nhà bếp, 2 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và phòng ăn. Công trình có 3 thang máy và 2 thang bộ. GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có thể lắp đặt 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 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. Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo. 1 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : tại mỗi tầng đều được trang bị thiết bị cứu hoả đặt ở hành lang.

Giải pháp giao thông trong công trình: hệ thống giao thông thẳng đứng gồm có ba thang máy và hai thang bộ. Hệ thống giao thông ngang gồm các hành lang giúp cho mọi nơi trong công trình đều có thể đến một cách thuận lợi, đáp ứng nhu cầu của mọi người. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1. Mùa mưa  Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 có: - Nhiệt độ trung bình: 25oC - Nhiệt độ thấp nhất: 20oC - Nhiệt độ cao nhất: 36oC - 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.

Mùa khô o - Nhiệt độ trung bình : 27 C o - Nhiệt độ cao nhất : 40 C 1. 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. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU Hình 2-1: Mô hình công trình trong ETABS.

TIÊU CHUẨN VÀ PHẦN PHẦN MỀM TÍNH TOÁN  Tiêu chuẩn Việt Nam: 1. TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động. TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. TCVN 9362-2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình 4.

TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép toàn khối. TCVN 229-1999 : Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999. TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất. TCXDVN 195-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi 8.

TCVN 10304-2014 : Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 9395:2012 : Cọc khoan nhồi - Thi công và nghiệm thu- NXB Xây dựng - Hà Nội 2012. TCVN 9396:2012 : Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông.  Tiêu chuẩn Nước ngoài: Tiêu chuẩn Anh BS 8110-1997.

(Dùng thiết kế Khung trong phần mềm Etabs)  Phần mềm thiết kế của Nước ngoài: 1. AutoCAD  Excel ứng dụng Visual Basic tiện ích tự phát triển:  VBA tính toán gió tĩnh và gió động  VBA tính toán động đất  VBA tính toán diện tích cốt thép cho dầm  VBA tính toán diện tích cốt thép cho cột  VBA tính toán diện tích cốt thép cho vách  VBA tính toán cho móng cọc nhồi, cọc đóng ép, cọc ly tâm ứng suất trước. CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU  Kết cấu khung: Các giải pháp kết cấu BTCT toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: Hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Do đó lựa chọn hệ kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ hạ giá thành xây dựng công trình, trong khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh công trình.

Việc lựa chọn kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió). 4 Công trình Chung cư cao cấp Thiên Long sử dụng hệ chịu lực chính là hệ kết cấu chịu lực khung vách hỗn hợp. Do đó, việc tính toán khung phải là kết cấu khung không gian.  Sàn: Trong công trình phương án sàn ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc không gian kết cấu của kết cấu.

Việc lựa chọn phương án sàn phù hợp là cực kỳ quan trọng. Do đó ta cần phân tích đúng để chọn giải pháp kết cấu tối ưu nhất. Ta xét các phương án sàn sau: Sàn sườn toàn khối: cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến, phương pháp thi công đa dạng nên thuận tiện việc lựa chọn công nghệ thi công Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng sàn lớn khi vượt nhịp lớn. Chiều cao công trình lớn gây bất lợi cho kết cấu chịu lực theo phương ngang.

Hạn chế chiều cao thông thủy Sàn phẳng: cấu tạo bao gồm các bản sàn kê trực tiếp lên cột. Ưu điểm: Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm chiều cao công trình, tiết kiệm không gian, phù hợp với nhịp vừa (6-8 m) Nhược điểm: Tính toán phức tạp, thi công phức tạp. Dựa vào đặc điểm kiến trúc, đặc điểm kết cấu, phân bố tải trọng của công trình. Ở đồ án này em chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình.

 Móng: Việc lựa chọn phương móng là hết sức quan trọng. Ta chọn phương án móng sao cho phù kết cấu và điều kiện kinh tế. Ta xét các phương án móng sau: Cọc khoan nhồi: Ưu điểm: Tính toán đơn giản, sức chịu tải cọc lớn, phù hợp công trình cao tầng Nhược điểm: phương pháp và công nghệ thi phức tạp, thời gian thi công lâu. Cọc đóng ép: Ưu điểm: Tính toán đơn giản, sức chịu tải cọc nhỏ, phổ biến, giá thành rẻ Nhược điểm: Phù hợp công trình thấp tầng Cọc ly tâm ứng suất trước: Ưu điểm: Sức chịu tải cọc nhỏ, sử dụng phổ biến, giá thành rẻ.

Nhược điểm: Khả năng chịu lực cắt ngang cọc kém. LỰA CHỌN VẬT LIỆU  Bê tông sàn, dầm, cột, vách, móng, cọc sử dụng bêtông có cấp độ bền B25 có chỉ tiêu sau: 3 - Khối lượng riêng: γ = 25 kN/m - Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 14. - Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1. - Môđun đàn hồi: Eb = 30000MPa.

 Cốt thép loại AI (  ≤ 10) cho sàn, dầm, cột, vách, móng, cọc có các chỉ tiêu sau: - Cường độ chịu kéo tính toán của thép dọc: Rs = 225MPa. - Cường độ chịu nén tính toán của thép dọc: Rsc = 225MPa. - Môđun đàn hồi của cốt thép dọc: Es = 210000MPa. - Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai: Rsw = 175MPa.

 Cốt thép loại AII (Ø > 10) cho sàn có các chỉ tiêu sau: - Cường độ chịu kéo tính toán của thép dọc: Rs = 280MPa. - Cường độ chịu nén tính toán của thép dọc: Rsc = 280MPa. - Môđun đàn hồi của cốt thép dọc: Es = 210000MPa.  Cốt thép loại AIII (Ø > 10) cho dầm, cột, vách, móng, cọc có chỉ tiêu sau: - Cường độ chịu kéo tính toán của thép dọc: Rs = 365MPa.

- Cường độ chịu nén tính toán của thép dọc: Rsc = 365MPa. - Môđun đàn hồi của cốt thép dọc: Es = 200000MPa.  Vữa xi măng cát có: γ = 18kN/m. HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH 2.

Phương ngang Đối với công trình nhà hình chữ nhật thì kết cấu trên thì tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng phải thỏa mãn điều kiện: Theo “TCXD 198-1997” tại Mục 2.2 “Hình dạng công trình”  L B  6 với cấp phòng động đất với cấp kháng chấn ≤ 7  L B 1.5 với cấp phòng động đất với cấp kháng chấn 8 và 9 Công trình Chung cư cao cấp Thiên Long có L= 33 m, B= 25.