Đồ án tốt nghiệp Kết cấu Chung cư Phú Định - Lê Nguyễn Khánh Duy - ĐHSPKT

Giới thiệu chi tiết đồ án tốt nghiệp về thiết kế và quy hoạch chung cư Phú Định tại Quận 8. Phân tích các yếu tố kiến trúc, không gian sống và giải pháp xây

• Tác giả: Lê Nguyễn Khánh Duy
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Khoa
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công trình Xây dựng
• Đề tài: Chung cư Phú Định Quận 8
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan đồ án tốt nghiệp chung cư Phú Định quận 8

Đồ án tốt nghiệp chung cư Phú Định quận 8 là đề tài thuộc chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Công trình Xây dựng. Công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Khoa tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Dự án tập trung vào thiết kế kết cấu cho tòa chung cư tại quận 8, TP.HCM. Nội dung chính bao gồm tính toán tải trọng, thiết kế khung chịu lực, thiết kế móng và các bản vẽ kỹ thuật. Quận 8 có đặc điểm địa chất phức tạp với nền đất yếu, yêu cầu phương án móng phù hợp. Công trình sử dụng bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung chịu lực chính được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN hiện hành. Đồ án bao gồm thuyết minh tính toán chi tiết và bộ bản vẽ A1 hoàn chỉnh. Sản phẩm cuối cùng thể hiện khả năng vận dụng kiến thức chuyên môn vào thực tế xây dựng.

1.1. Giới thiệu công trình và mục đích xây dựng

Chung cư Phú Định được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở cho người dân quận 8. Quận 8 nằm ven kênh rạch, mật độ dân số cao. Việc xây dựng chung cư giúp giải quyết bài toán quy hoạch đô thị hiệu quả. Công trình có nhiều tầng với đầy đủ công năng sinh hoạt. Mặt bằng bố trí hợp lý bao gồm phòng ngủ, phòng khách, bếp và nhà vệ sinh. Hệ thống giao thông gồm thang máy và cầu thang bộ đảm bảo lưu thông thuận tiện. Dự án thể hiện xu hướng phát triển nhà ở cao tầng tại các quận nội thành TP.HCM.

1.2. Phạm vi và phương pháp thực hiện đồ án

Phạm vi đồ án bao gồm thiết kế kiến trúc và kết cấu cho tòa chung cư. Sinh viên thực hiện tính toán tải trọng tĩnh, tải trọng động và tải trọng gió theo TCVN. Phương pháp tính toán sử dụng phần mềm ETABS để phân tích kết cấu khung. Các dạng dao động được xác định để đánh giá phản ứng của công trình với động đất. Bản vẽ kiến trúc thể hiện mặt bằng, mặt đứng và mặt cắt. Bản vẽ kết cấu bao gồm bản vẽ cốt thép dầm, cột, sàn và móng. Hồ sơ đồ án hoàn chỉnh bao gồm thuyết minh, bản vẽ và đĩa CD lưu trữ.

II. Phân tích giải pháp kết cấu chung cư Phú Định quận 8

Giải pháp kết cấu chung cư Phú Định quận 8 được phân tích dựa trên điều kiện thực tế. Quận 8 có nền đất yếu, chủ yếu là đất sét mềm. Mực nước ngầm cao do ảnh hưởng hệ thống kênh rạch. Điều này đặt ra yêu cầu thiết kế móng đặc biệt. Hệ kết cấu chịu lực chính là khung bê tông cốt thép toàn khối. Sàn bê tông cốt thép dày 150mm đảm bảo khả năng chịu lực. Các dầm khung có tiết diện thay đổi theo nhịp và tải trọng. Cột được tính toán chịu tải trọng dọc và momen uốn. Vách lõi thang máy đóng vai trò ổn định ngang cho công trình. Tải trọng tính toán bao gồm tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió và tải trọng động đất. Các hệ số tải trọng được áp dụng theo quy chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành.

2.1. Tải trọng và cơ sở tính toán cho công trình

Tải trọng công trình được xác định theo TCVN 2737:1995 về tải trọng và tác động. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các lớp hoàn thiện. Sàn điển hình có tổng tĩnh tải khoảng 5,2 kN/m². Nhà vệ sinh có tổng tĩnh tải khoảng 6,3 kN/m² do thêm lớp chống thấm. Hoạt tải sử dụng cho phòng ở là 2 kN/m². Hành lang và ban công có hoạt tải 3 kN/m². Tải trọng gió được tính theo TCVN 9386:2012. Tải trọng động đất được phân tích qua phổ thiết kế với gia tốc nền 0,05g.

2.2. Địa chất nền và điều kiện xây dựng tại quận 8

Quận 8 có điều kiện địa chất phức tạp với nhiều kênh rạch chằng chịt. Nền đất chủ yếu là đất sét mềm có cường độ thấp. Lớp đất cứng nằm ở độ sâu lớn, thường trên 20 mét. Mực nước ngầm biến động theo mùa mưa và chế độ thủy triều. Yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế móng công trình. Nghiên cứu địa chất công trình là bước quan trọng trước khi thiết kế. Dữ liệu địa chất được sử dụng để tính toán sức chịu tải của móng. Giải pháp móng cọc bê tông cốt thép được ưu tiên lựa chọn cho khu vực này.

III. Giải pháp thiết kế và tính toán kết cấu công trình

Giải pháp thiết kế kết cấu chung cư Phú Định áp dụng nhiều phương pháp tính toán. Hệ khung bê tông cốt thép toàn khối được chọn làm hệ chịu lực chính. Phần mềm ETABS sử dụng để mô hình hóa và phân tích kết cấu. Các dạng dao động được xác định để đánh giá phản ứng động lực. Chu kỳ dao động cơ bản đạt 2,056 giây theo phương X. Lực động đất được phân tích qua nhiều mode dao động. Thiết kế cốt thép dầm dựa trên momen uốn và lực cắt. Cột được tính toán chịu nén lệch tâm kết hợp. Sàn bê tông cốt thép dày 150mm được tính theo phương pháp tấm. Móng cọc được thiết kế phù hợp với nền đất yếu quận 8. Tất cả tính toán tuân thủ tiêu chuẩn TCVN về bê tông cốt thép và kết cấu xây dựng.

3.1. Thiết kế hệ khung và sàn bê tông cốt thép

Hệ khung bê tông cốt thép toàn khối đảm bảo tính liên kết cao giữa các cấu kiện. Tiết diện dầm được tính toán dựa trên momen uốn và lực cắt tác dụng. Cột có tiết diện thay đổi theo tầng, giảm dần từ tầng trệt lên mái. Sàn dày 150mm được thiết kế theo phương pháp bản cứng. Cốt thép sàn bố trí hai lớp theo hai phương vuông góc. Dầm được tính cốt thép chịu uốn và cốt thép đai chịu cắt. Kết nối dầm-cột đảm bảo tính toàn khối của hệ khung. Bản vẽ cốt thép chi tiết được thể hiện trên bản vẽ A1.

3.2. Thiết kế móng và phân tích động đất

Móng cọc bê tông cốt thép được chọn cho nền đất yếu quận 8. Cọc có đường kính và chiều dài phù hợp với tải trọng và địa chất. Đài móng liên kết các cột với cụm cọc bên dưới. Phân tích động đất sử dụng phổ thiết kế theo TCVN 9386:2012. Giá trị phổ thiết kế Sd đạt 0,5391 m/s² cho mode 12. Phương pháp phổ phản ứng được áp dụng kết hợp quy tắc tổ hợp SRSS. Lực động đất phân bổ lên các tầng theo dạng dao động tương ứng. Kết quả kiểm tra ổn định và biến dạng đảm bảo yêu cầu quy chuẩn.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp chung cư Phú Định quận 8 đã hoàn thành đầy đủ nội dung yêu cầu. Công trình được thiết kế an toàn theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Hệ khung bê tông cốt thép toàn khối đáp ứng tốt yêu cầu chịu lực. Móng cọc phù hợp với điều kiện nền đất yếu đặc trưng quận 8. Phân tích động đất cho thấy công trình có khả năng chống chịu phù hợp. Bản vẽ kiến trúc và kết cấu được thể hiện chi tiết, rõ ràng. Thuyết minh tính toán trình bày logic, có cơ sở khoa học. Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên và kỹ sư xây dựng. Phương pháp tính toán có thể áp dụng cho các công trình tương tự tại TP.HCM. Sản phẩm hoàn chỉnh bao gồm thuyết minh, bản vẽ A1 và file dữ liệu điện tử.

4.1. Bài học kinh nghiệm từ quá trình thực hiện đồ án

Quá trình thực hiện đồ án cung cấp nhiều bài học quý giá về thiết kế kết cấu. Việc nắm vững tiêu chuẩn TCVN là yếu tố then chốt trong tính toán. Sử dụng phần mềm ETABS giúp phân tích kết cấu chính xác và tiết kiệm thời gian. Hiểu biết về điều kiện địa chất quận 8 giúp lựa chọn giải pháp móng phù hợp. Kỹ năng đọc bản vẽ kiến trúc và chuyển sang thiết kế kết cấu rất quan trọng. Việc phối hợp giữa kiến trúc và kết cấu đòi hỏi sự thống nhất cao. Kinh nghiệm này hữu ích cho công việc thực tế sau khi tốt nghiệp.

4.2. Ứng dụng và khả năng mở rộng cho dự án tương tự

Phương pháp thiết kế từ đồ án có thể áp dụng cho nhiều dự án chung cư khác tại TP.HCM. Khu vực quận 8 và các quận ven kênh rạch có điều kiện địa chất tương đồng. Giải pháp móng cọc phù hợp cho nền đất yếu được áp dụng rộng rãi. Phần mềm ETABS và phương pháp phổ phản ứng là công cụ tiêu chuẩn trong ngành. Đồ án có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên khóa sau. Kỹ sư xây dựng có thể tham khảo cách tiếp cận và tính toán. Các file tính toán điện tử hỗ trợ hiệu quả cho dự án thực tế tương tự.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH. Mục đích xây dựng công trình. - Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương trong những năm gần đây đã trở thành một trong những khu vực có nền kinh tế năng động và phát triển vượt bậc với mức tăng trưởng bình quân hàng năm từ 68% chiếm một tỷ trọng đáng kể trong nền kinh tế thế giới.

Điều này thể hiện rõ nét qua việc điều chỉnh chính sách về kinh tế cũng như chính trị của các nước Phương Tây nhằm tăng cường sự có mặt của mình trong khu vực Châu Á và cuộc đấu tranh để giành lấy thị phần trong thị trường năng động này đang diễn ra một cách gay gắt. - Một đất nước muốn phát triển một cách mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội, trước hết cần phải có một cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện tốt, và thuận lợi nhất cho nhu cầu sinh sống và làm việc của người dân. Đối với nước ta, là một nước đang từng bước phát triển và ngày càng khẳng định vị thế trong khu vực và cả quốc tế, để làm tốt mục tiêu đó, điều đầu tiên là cần phải ngày càng cải thiện nhu cầu an sinh và làm việc cho người dân. Mà trong đó nhu cầu về nơi ở là một trong những nhu cầu cấp thiết hàng đầu.

- Có thể nói sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc trong thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới cho thành phố, đồng thời cũng là cơ hội tạo nên nhiều việc làm cho người dân. - Hơn nữa, đối với ngành xây dựng nói riêng, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài… - Chính vì thế, công trình chung cư cao cấp Phú Định được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên. Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp, giá thành hợp lý… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một chung cư cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân. Vị trí xây dựng công trình.

Chung cư được xây dựng gần cảng Phú Định, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu dân cư. Công trình nằm trên trục đường giao thông nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và giao thông ngoài công trình. Đồng thời, hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng. Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ, không có công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công và bố trí tổng bình đồ.1 Vị trí xây dựng công trình trên bản đồ.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC. Mặt bằng và phân khu chức năng. - Mặt bằng công trình hình vuông, cạnh 26m chiếm diện tích đất xây dựng là 2 676 m - Công tình gôm 15 tầng và 1 tầng hầm.00m được chọn tại mặt sàn tầng trệt, mặt sàn tầng hầm tại cos -3.00m, chiều cao công trình là 51.4m tính từ mặt đất tự nhiên. - Chiều cao tầng điển hình là 3.6m, tầng hầm cao 3m.

Trang 9 - Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ô tô xung quanh, bố trí phòng máy bơm nước, máy phát điện dự phòng. Tầng trệt: dùng làm siêu thị, cửa hàng nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ giải trí,…cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu của khu vực. - Tầng mái: bố trí quạt hướng trục, bồn nước mái. - Tầng 2 – Tầng 15: bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở.

- Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dễ dàng thay đổi trong tương lai.1 Cao độ mỗi tầng Tầng H (m) Cao độ (m) MAI 3 TANG THUONG 3. - Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước. Hệ thống giao thông. - Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang.

- Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy, bao gồm 2 thang bộ, 3 thang máy trong đó có 2 thang máy chính và 1 thang máy chở hàng và phục vụ y tế. Thang máy và thang bộ bố trí ở chính giữa nhà, căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất là tiện lợi, hợp lý và đảm bảo thông thoáng. GIẢI PHÁP KẾT CẤU. - Hệ kết cấu của công trình là hệ BTCT toàn khối.

- Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm. - Bể chứa nước bằng bê tông cốt thép hoặc bể nước bằng inox được đặt trên tầng mái. Bể dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu hỏa. - Tường bao che, tường ngăn dày 200mm và 100mm.

- Phương án móng dùng phương án móng sâu. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT. - 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 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. - Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : tại mỗi tầng đếu được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động. Trang 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU 2.

CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU. Cơ sở thực hiện. - 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 06/02/2013 về quản lý chất lượng công trình xây dựng.

- Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam. Cơ sở tính toán. Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:  TCXD 9362: 2012. Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối. Đóng và ép cọc thi công và nghiệm thu. Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu. Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.

Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối. Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế. Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió. Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.

 Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU. Hệ kết cấu chịu lực chính. - Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:  Các hệ kết cấu cơ bản: kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và kết cấu ống.

 Các hệ kết cấu hỗn hợp: kết cấu khung – giằng, kết cấu khung – vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp.  Các kệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép. - Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tuỳ thuộc và nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình. Trang 12 - Trong đó kết cấu tường chịu lực (hay còn gọi là vách cứng) là một hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa hệ thống chịu tải trọng ngang.

Đây là loại kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các chung cư cao tầng. Hệ kết cấu tường chịu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một hệ hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương ngang tốt khả năng chịu lực lớn, đặc biệt là tải trọng ngang. Kết cấu vách cứng có khả năng chịu động đất tốt. Theo kết quả nghiên cứu thiệt hại các trận động đất gây ra, ví dụ trận động đát vào tháng 2/1971 ở California, tháng 12/1972 ở Nicaragoa, năm 1977 ở Rumani,… cho thấy rằng công trình có kết cấu khung bị hỏng nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn.

Vì vậy đây là giải pháp được chọn sử dụng cho công trình. Hệ kết cấu sàn. - Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế của công trình. Công trình càng cao, tải trọng này tích lũy xuống cột các tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất.

Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn giải pháp sàn nhẹ để giảm tải trọng thẳng đứng. - Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm: hệ sàn sườn, sàn không dầm, sàn ứng lực trước, sàn bê tông Bubbledeck,… - Và để tân dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những kết cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng. Không những có chức năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải trọng ngang khác sang hệ vách cứng. Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực trong hệ vách cứng.