Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Xây dựng: Chung cư Sky Grand Tower - ĐH SPKT TP.HCM

Đồ án tốt nghiệp chung cư Sky Grand Tower. Phân tích tải trọng, thiết kế kết cấu, móng cọc, tường vây. Tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Xây dựng.

• Tác giả: Võ Chí Hưng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hưng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Sư Xây Dựng
• Đề tài: Chung Cư Sky Grand Tower
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2015-2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Về Đồ Án Tốt Nghiệp Chung Cư Sky Grand Tower

Đồ án tốt nghiệp chung cư Sky Grand Tower là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng toàn diện được thực hiện bởi sinh viên Võ Chí Hưng tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Hưng. Công trình này được phát triển trong giai đoạn 2015-2019, thể hiện một giải pháp kiến trúc hiện đại kết hợp với các nguyên tắc kỹ thuật xây dựng tiên tiến. Chung cư Sky Grand Tower là một dự án residential tiêu biểu với quy mô lớn, đòi hỏi tính toán chi tiết về kết cấu, tải trọng và thiết kế móng. Đồ án này bao gồm các chương trình tính toán chuyên sâu về kỹ thuật xây dựng, từ thiết kế kiến trúc đến tính toán kết cấu bê tông cốt thép, đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình.

1.1. Nhu Cầu Và Vị Trí Xây Dựng Công Trình

Nhu cầu xây dựng chung cư Sky Grand Tower xuất phát từ sự gia tăng nhu cầu về nhà ở tại TP.HCM. Vị trí công trình được lựa chọn tại khu vực chiến lược với hạ tầng giao thông hoàn chỉnh. Công trình được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn hiện đại về an toàn địa chất và điều kiện nền móng. Giải pháp vị trí này cho phép tối ưu hóa quy hoạch đô thị và tạo không gian sống chất lượng cao cho cư dân.

1.2. Quy Mô Và Đặc Điểm Kiến Trúc

Quy mô công trình Sky Grand Tower được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế với nhiều tầng ngang và tầng hầm. Đặc điểm nổi bật bao gồm mặt bằng phân khu chức năng rõ ràng, giải pháp mặt đứng thẩm mỹ, và hệ thống giao thông hiệu quả. Công trình sử dụng khung bê tông cốt thép làm hệ kết cấu chính, kết hợp với các bức tường vây cọc Barrette 500 cho tầng hầm, đảm bảo độ cứng và độ ổn định cao.

II. Tính Toán Tải Trọng Và Kết Cấu Chịu Lực

Tính toán tải trọng là một phần quan trọng của đồ án tốt nghiệp chung cư Sky Grand Tower. Công trình phải chịu nhiều loại tải trọng tác động bao gồm tải đứng, tải gió, tải động đất và các tổ hợp tải trọng phức tạp. Hệ kết cấu chính của Sky Grand Tower bao gồm dầm, sàn, vách bê tông được tính toán chi tiết. Vật liệu sử dụng chủ yếu là bê tông cốt thép với độ bền cụ thể phù hợp với yêu cầu. Các trạng thái giới hạn được kiểm tra nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn TCVN, bao gồm trạng thái giới hạn thứ 1 (sức chịu ngoài) và trạng thái giới hạn thứ 2 (biến dạng). Phương pháp xác định nội lực sử dụng các phần mềm chuyên dụng như SAFE và ETABS để mô phỏng chính xác hành vi của công trình.

2.1. Tải Trọng Tác Động Và Tổ Hợp Tải

Tải đứng tác động lên Sky Grand Tower bao gồm tải từ vật liệu kết cấu, nội thất và con người. Tải gió được xác định theo tiêu chuẩn với hệ số tác động dựa trên vị trí địa lý. Tải động đất được tính toán dựa trên chỉ số gia tốc nền và hệ số đáp ứng động. Tổ hợp tải trọng được lập để bao quát tất cả trường hợp tải trọng khác nhau, đảm bảo công trình an toàn trong mọi điều kiện.

2.2. Sơ Bộ Kích Thước Và Vật Liệu Kết Cấu

Kích thước sơ bộ của dầm, sàn và vách được lựa chọn dựa trên kinh nghiệm và tính toán ban đầu. Sàn được thiết kế với chiều dày phù hợp để chịu tải trọng sinh hoạt và tải trường hợp đặc biệt. Dầm được kích thước để đảm bảo độ cứng và độ bền. Vật liệu bê tông được chọn với cường độ phù hợp, thường từ B25 đến B40 tùy theo vị trí trong công trình.

III. Thiết Kế Sàn Điển Hình Và Sàn Mái

Thiết kế sàn điển hình của chung cư Sky Grand Tower yêu cầu tính toán nội lực chi tiết sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc. Mỗi sàn được mô hình hóa và tính toán để xác định moment uốn, lực cắt và nội lực xoắn. Tính toán cốt thép sàn được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN với yêu cầu về độ bền và độ bền lâu dài. Sàn mái của Sky Grand Tower có tải trọng đặc biệt bao gồm tải từ máy lạnh, hệ thống nước, và tải gió tác động từ trên cao. Kiểm tra độ võng sàn là bước quan trọng để đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn sử dụng. Phần mềm SAFE được sử dụng để kiểm tra trạng thái giới hạn II, đảm bảo chuyển vị nằm trong giới hạn cho phép.

3.1. Tính Toán Cốt Thép Sàn Điển Hình

Sàn điển hình được tính toán với tải trọng sinh hoạt là 1,5 kN/m² cộng với tải chết của vật liệu. Nội lực sàn được xác định bằng phương pháp hạn chế moment hoặc phương pháp tuyến tính. Cốt thép được bố trí theo hai hướng với đường kính và khoảng cách phù hợp. Kiểm tra độ võng đảm bảo L/250 theo tiêu chuẩn, với L là chiều dài nhịp sàn.

3.2. Tính Toán Cốt Thép Sàn Mái

Sàn mái chịu thêm tải trọng từ hệ thống cơ điện, bao gồm máy lạnh, hệ thống cấp nước và chiếu sáng. Nội lực sàn mái thường lớn hơn sàn điển hình do tải trọng bổ sung. Cốt thép mái được thiết kế với tỷ lệ thép cao hơn, thường từ 0,6-0,8%. Kiểm tra giới hạn II bằng SAFE đảm bảo công trình hoạt động bình thường dưới tải trọng dự kiến.

IV. Thiết Kế Móng Công Trình Và Tường Vây

Thiết kế móng là một phần then chốt của đồ án chung cư Sky Grand Tower, đảm bảo công trình không bị sụt lún hay mất ổn định. Nền móng được lựa chọn dựa trên thống kê địa chất với các lớp đất khác nhau. Cọc bê tông là loại móng được sử dụng chính, với sức chịu tải được xác định từ chỉ tiêu cơ lý của đất nền, kết quả SPT và vật liệu làm cọc. Thiết kế móng M1, M2, M3, M4 được thực hiện chi tiết với kiểm tra áp lực đất nền, kiểm tra lún và kiểm tra chống xuyên thủng. Tường vây cọc Barrette 500 được sử dụng cho tầng hầm, kết hợp với hệ thanh chống theo phương pháp Bottom Up, được tính toán bằng phần mềm PLAXIS để mô phỏng các giai đoạn thi công.

4.1. Xác Định Sức Chịu Tải Cọc Và Bố Trí Móng

Sức chịu tải cọc được tính bằng ba phương pháp: theo vật liệu, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và theo kết quả SPT. Giá trị thiết kế được chọn là giá trị nhỏ nhất trong ba phương pháp. Số lượng cọc được xác định dựa trên tổng tải trọng công trình chia cho sức chịu tải từng cọc. Bố trí cọc được thực hiện hợp lý để tránh moment lớn và đảm bảo các điều kiện an toàn.

4.2. Kiểm Tra Ổn Định Móng Và Tường Vây

Kiểm tra lún móng được thực hiện để đảm bảo lún không vượt quá giới hạn cho phép. Kiểm tra chống xuyên thủng đài móng đảm bảo bê tông đủ cứng cấp. Tường vây cọc Barrette được phân tích bằng PLAXIS với các giai đoạn thi công theo phương pháp Bottom Up, kiểm tra nội lực, chuyển vị và hệ số an toàn ổn định tổng thể hố đào.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH - Trước thực trạng dân số phát triển nhanh, nhu cầu mua đất xây dựng nhà càng nhiều nhưng nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây nhà. Để giải quyết vấn đề này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư là giải pháp hợp lý hiện nay. Ngoài ra sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp cũng giúp thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị nhằm tương xứng với tầm vóc và vị thế của nước ta, đồng thời cũng giúp tạo cơ hội việc làm cho nhiều người dân. - Chính vì thế, khu căn hộ phức hợp thương mại dịch vụ SKY GRAND TOWER ra đời 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 và bao gồm các khu giải trí, thương mại, mua sắm… 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. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Vị trí công trình - Tọa lạc TP VŨNG TÀU, xung quanh có đầy đủ dịch vụ, giải trí, giao thông, giáo dục thích hợp cho di chuyển vào trung tâm thủ đô. Qui mô và đặc điểm công trình - SKY GRAND TOWER đã trở thành điểm sáng thu hút nhiều đối tượng khách hàng, gia đình, doanh nghiệp đến an cư và phát triển. - Các căn hộ tại đây được thiết kế hợp lý với quy mô vừa và nhỏ, thuận lợi cho nhiều khách hàng và gia đình, đặc biệt là các doanh nhân, nhân viên văn phòng hoặc làm việc tại nhà.

- Cùng với thiết kế hiện đại, sang trọng. SKY GRAND TOWER hứa hẹn sẽ là khu phức hợp mang đến môi trường sống an toàn và tiện nghi, đáp ứng trọn vẹn cho nhu cầu an cư và đầu tư lâu dài. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC Mặt bằng phân khu chức năng - Khu phức hợp chung cư thương mại dịch vụ SKY GRAND TOWER gồm 26 tầng, trong đó có 2 tầng hầm và 24 tầng nổi. - Kích thước công trình: • Phần hầm có kích thước sàn 38.85 m • Tầng điển hình có kích thước sàn 34.7 m • Gồm 2 lõi thang máy, 2 khu vực thang thoát hiểm và 1 số thang bộ khác để di chuyển từ hầm lên lên tầng kỹ thuật.

- Tầng 1-5 trung tâm thương mại. - Tầng kỹ thuật, văn phòng và các tầng khác bên trên là căn hộ cho thuê. - Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -5.80m được bố trí ram dốc từ mặt đất đến hướng chính để giúp thuận tiện cho việc lưu thông lên xuống tầng hầm. Ta thấy công năng công trình là chung cư cao cấp nên phần lớn diện tích tầng hầm được dùng cho việc để xe đi lại, vì khách hàng hướng đến của công trình là người có thu nhập cao, nên việc bố trí không gian tầng hầm để 4 xe ô tô là hết sức cần thiết, bên cạnh bố trí để xe gắn máy.

Bố trí các hộp gen hợp lý và tạo không gian thoáng mát nhất có thể cho tầng hầm. - Tầng 1-5 được coi như khu sinh hoạt chung cho toàn khối nhà, được trang trí đẹp mắt. Bố trí khu ăn uống, giải khát và cả sân khấu, không gian sinh hoạt chung cho tầng 1 của khối nhà. Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc mặt bằng đã có.

- Tầng kỹ thuật được dùng để điều khiển, vận hành các máy móc trong tòa nhà và chỉ có nhân viên kỹ thuật mới được phép ra vào. - Tầng 6-8 gồm những dịch vụ như phòng ở cho thuê, khu dịch vu cộng đồng, - Từ tầng 10 đến tầng 22 gồm các căn hộ nhà ở cao cấp 3 sao với đầy đủ tiện nghi và hoàn thiện nội thất, dưới đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông tiện lợi giữa hai khối nhà cùng với việc hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình. - Tầng 23 là tầng mái. Giải pháp mặt đứng và hình khối - Công trình có dạng khối thẳng đứng, chiều cao công trình là 89.

- Mặt đứng công trình hài hòa với cảnh quang xung quanh. - Công trình sử dụng vật liệu chính là đá Granite, sơn nước, khung kính inox và kính an toàn cách âm cánh nhiết tạo mà sắc hài hòa, tao nhã. - Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp kết hợp với trung tâm thương mại. Việc sử dụng các vật liệu mới cho mặt đứng công trình như đá Granite, gạch ốp cao cấp cùng với những mảng kính dày tạo vẻ sang trọng cho một công trình kiến trúc, đang là xu thế xây dựng ngày nay.

- Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước. Mái BTCT có lớp chống thấm và cách nhiệt. Tường gạch, trát vữa, sơn nước, sơn màu tường. Giải pháp hệ thống giao thông - Hệ thống giao thông phương ngang trong công trình là hệ thống hành lang.

- Hệ thống giao thông đứng bao gồm thang máy hoạt động 24/24, 4 cầu thang bộ và thoát hiểm. Trong đó, 5 thang máy mỗi bên và được bố trí ngay giữa và chạy dọc theo chiều cao công trình cùng với 4 cầu thang bộ còn lại được bố trí cuối các sảnh chính phù hợp với chức năng sử dụng và thoát hiểm của từng tầng trong công trình. - Hệ thống thang máy được thiết kế thoải mái, thuận lợi và phù hợp với nhu cầu sử dụng công trình. Giải pháp kết cấu kiến trúc - Hệ kết cấu của công trình là hệ kết cấu khung – vách BTCT toàn khối.

- Mái phẳng bằng bêtông cốt thép và được chống thấm. - Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối. Bể chứa nước được làm bằng bêtông cốt thép, dùng để trữ nước, luân phiên cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng. Tường bao che và tường ngăn giữa các căn hộ dày 200mm, tường ngăn phòng dày 100mm.

5 CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH TỔNG QUAN - Để đảm bảo các yêu cầu kết cấu, kết cấu sàn sườn bê tông toàn khối là phương án hợp lý được chọn cho công trình này, với chiều cao tầng thấp, để tạo không gian chọn phương án kết cấu là sàn phẳng. Các phần tính toán sàn tầng điển hình như sau: • Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện • Xác định tải trọng tác dụng • Mặt bằng sàn và sơ đồ tính • Tính toán cốt thép cho sàn • Kiểm tra độ võng của sàn 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. - Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi công thực tế của từng công trình.

- 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 là 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. Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn nên kết hợp tối ưu với phương án không bị hệ thống dầm cản trở, do vậy chiều cao của ngôi nhà giảm xuống. 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 đất vào tháng 2/1971 ở California, trận động đất tháng 12/1972 ở Nicaragoa, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu vách cứng chỉ bị hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung bị hỏng nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn. Vì vậy đây là giải pháp kết cấu được chọn sử dụng cho công trình. Hệ kết cấu sàn - Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu.

- Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình. - Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẽ mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau: • Kết cấu móng cọc khoan nhồi, đài băng hay bè. • Kết cấu sàn dầm.

• Kết cấu công trình là kết cấu tường chịu lực, bao gồm hệ thống vách cứng, cột tạo hệ lưới đỡ bản sàn không dầm và được nằm ẩn tại các góc căn hộ. Hệ thống vách cứng, cột được ngàm vào hệ đài. Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU - Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, kích thước tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận kết cấu. Việc đảm bảo đủ khả năng chịu lực phải trong cả giai đoạn xây dựng và sử dụng.

- Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn. Nhóm trạng thái giới hạn thứ 1 Nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể 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 dáng và vị trí. • Không bị phá hoại khi kết cấu bị mỏi.

• Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường.