Đồ án tốt nghiệp Chung cư Tân Tạo 1 - SVTH: Diệp Anh Tài (ĐH SPKT TPHCM)

Đồ án tốt nghiệp Chung cư Tân Tạo 1. Thuyết minh đầy đủ các phần kiến trúc, tính toán kết cấu dầm, sàn, cột và móng công trình cho sinh viên.

• Tác giả: Diệp Anh Tài
• Người hướng dẫn: Ts. Trần Tuấn Kiệt
• 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 Tân Tạo 1
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Tốt Nghiệp Chung Cư Tân Tạo 1

Đồ án tốt nghiệp Chung cư Tân Tạo 1 là một công trình xây dựng quy mô lớn được thực hiện bởi sinh viên ngành Kỹ thuật công trình xây dựng từ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Đây là một dự án chung cư hiện đại nằm tại vị trí chiến lược trong thành phố, được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở ngày càng tăng của cộng đồng. Công trình được hướng dẫn bởi TS. Trần Tuấn Kiệt và Th. Huỳnh Phước Sơn, những chuyên gia có kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực xây dựng. Đồ án này không chỉ thể hiện kiến thức lý thuyết mà còn áp dụng các giải pháp kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế kiến trúc, kết cấu, và các hệ thống kỹ thuật. Mục tiêu chính của dự án là tạo ra một không gian sống lý tưởng với chất lượng cao, an toàn và thẩm mỹ.

1.1. Nhu Cầu Xây Dựng Công Trình

Nhu cầu xây dựng chung cư Tân Tạo 1 phát sinh từ sự gia tăng dân số và lực cầu nhà ở tại thành phố Hồ Chí Minh. Công trình được thiết kế để cung cấp căn hộ hiện đại với tiện ích đầy đủ, phục vụ đối tượng khác nhau từ các gia đình trẻ đến các cặp vợ chồng. Hạng mục công trình bao gồm các căn hộ đa dạng về diện tích, khu vực tiện ích chung, và các dịch vụ bổ trợ nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống cư dân.

1.2. Địa Điểm Xây Dựng Công Trình

Địa điểm xây dựng của chung cư Tân Tạo 1 được lựa chọn tại một khu vực chiến lược với điều kiện giao thông thuận tiện. Vị trí này có khả năng tiếp cận dễ dàng đến các trung tâm kinh tế, giáo dục và y tế. Đất nền tại khu vực có điều kiện địa chất phù hợp cho xây dựng nhà cao tầng, đồng thời các yếu tố pháp lý và quy hoạch đô thị cũng đảm bảo cho sự phát triển bền vững.

II. Giải Pháp Kiến Trúc Chung Cư Tân Tạo 1

Giải pháp kiến trúc của chung cư Tân Tạo 1 được thiết kế dựa trên các nguyên tắc thiết kế hiện đại kết hợp với các yêu cầu thực tiễn về tiện nghi và an toàn. Mặt bằng công trình được phân khu chức năng rõ ràng, tách biệt khu dân cư, khu thương mại, và khu tiện ích công cộng. Mặt đứng công trình được thiết kế thẩm mỹ với các khối khối lùi, ban công thoáng đãng tạo không gian sống thoải mái. Hệ thống giao thông nội bộ được tối ưu hóa với các tuyến đường rộng, khu đỗ xe đầy đủ, và quy hoạch bãi cũn tiếp cận tốt. Các giải pháp kỹ thuật bao gồm hệ thống điện, nước, phòng cháy thoát hiểm, và thoát rác được tích hợp một cách hợp lý để đảm bảo an toàn và tiện ích cho cư dân.

2.1. Mặt Bằng Và Phân Khu Chức Năng

Mặt bằng công trình được phân chia thành các khu vực chính: khu dân cư với các tòa nhà căn hộ cao tầng, khu tiện ích chung gồm phòng gym, bể bơi, khu vui chơi trẻ em, và công viên cây xanh. Phân khu chức năng được sắp xếp khoa học với lối đi bộ riêng, tách hoàn toàn khỏi lưu thông phương tiện. Điều này đảm bảo an toàn cho cư dân và tạo nên một không gian sống yên tĩnh, thân thiện.

2.2. Hệ Thống Giao Thông Và Tiện Ích

Hệ thống giao thông bên trong công trình được thiết kế với các tuyến lưu thông rõ ràng, đảm bảo lưu thông xe cơ giới và an toàn đi bộ. Khu vực đỗ xe được bố trí hợp lý bao gồm tầng hầm và tầng trên mặt đất. Các tiện ích như thang máy, cầu thang bộ được thiết kế với tiêu chuẩn an toàn cao, đáp ứng đủ nhu cầu sơ tán khẩn cấp khi có sự cố.

III. Thiết Kế Kết Cấu Nhà Cao Tầng Chung Cư Tân Tạo 1

Thiết kế kết cấu của chung cư Tân Tạo 1 áp dụng những giải pháp kỹ thuật tiên tiến cho nhà cao tầng. Công trình sử dụng hệ kết cấu khung bê tông cốt thép với dầm sàn hệ sàn sườn hoặc hệ sàn ô cờ tùy theo yêu cầu thiết kế từng khu vực. Hệ chống lực nằm ngang được xử lý thông qua vách lõi và dầm ngang để chịu được tác động của gió và động đất. Cột được thiết kế với tiết diện hình chữ nhật để tối ưu hóa không gian nội bộ. Quá trình tính toán kết cấu tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam hiện hành, với các giả thuyết tải trọng bao gồm tải trọng tĩnh, hoạt tải, gió, và động đất. Các kiểm tra ổn định được thực hiện để đảm bảo an toàn của công trình.

3.1. Lựa Chọn Hệ Kết Cấu Và Vật Liệu

Hệ kết cấu được lựa chọn là khung bê tông cốt thép kết hợp với vách lõi làm hệ chống lực nằm ngang. Lựa chọn này dựa trên ưu điểm về chi phí thấp, dễ thi công, và độ cứng cao. Vật liệu chính sử dụng là bê tông cốt thép với cường độ bê tông từ C30 đến C35, kết hợp với thép thanh xây dựng cấp I và cấp II. Các kích thước tiết diện sơ bộ được chọn dựa trên phân tích tính toán để đảm bảo hiệu quả kinh tế.

3.2. Tính Toán Tải Trọng Gió Và Động Đất

Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn TCXD 335:2014 với vận tốc gió cơ sở và hệ số áp lực phù hợp với khu vực thành phố Hồ Chí Minh. Tải trọng động đất được xác định theo tiêu chuẩn TCXD 388:2013 dựa trên gia tốc đỉnh nền đất thiết kế và hệ số ứng xử của kết cấu. Phương pháp phân tích phổ phản ứng được sử dụng để xác định lực động đất tác động lên công trình.

IV. Tính Toán Chi Tiết Các Phần Tử Kết Cấu

Tính toán chi tiết các phần tử kết cấu của chung cư Tân Tạo 1 bao gồm dầm khung, cột, sàn tầng, cầu thang bộ, và hồ nước mái. Mỗi phần tử được tính toán riêng biệt với các tổ hợp tải trọng khác nhau nhằm xác định nội lực và cốt thép cần thiết. Sàn tầng điển hình được tính toán như một bản hai chiều chịu tải với điều kiện biên phù hợp. Dầm khung trục được thiết kế để chịu momen uốn và lực cắt từ sàn tầng. Cộtkhung được kiểm tra về ổn định lật và ổn định kỹ thuật. Cầu thang bộ và hồ nước mái được tính toán với các giả thuyết riêng để đảm bảo an toàn và sử dụng lâu dài.

4.1. Tính Toán Dầm Và Cột Khung Chính

Dầm khung chính được tính toán với tải trọng từ sàn tầng bao gồm tải trọng tĩnh tải và hoạt tải. Nội lực dầm được xác định bằng phương pháp tây Balô hoặc phần mềm phần tử hữu hạn. Cốt thép chính dầm được tính dựa trên momen uốn cực đại, trong khi cốt thép cắt được xác định từ lực cắt. Cột khung được tính toán là phần tử chịu nén và uốn với tải trọng từ dầm sàn. Kiểm tra ổn định cột được thực hiện để đảm bảo không xảy ra mất ổn định lật.

4.2. Tính Toán Sàn Tầng Điển Hình

Sàn tầng điển hình được tính toán với giả thuyết bản hai chiều chịu tải phân bố đều. Kích thước sơ bộ được chọn dựa trên tỷ lệ khung nhẹ và điều kiện võng giới hạn. Nội lực sàn được xác định bằng phương pháp tây Balô hoặc phần tử hữu hạn để tìm momen uốn và lực cắt lớn nhất. Cốt thép sàn được bố trí theo hướng dài và hướng ngắn với khoảng cách tối ưu. Kiểm tra độ võng và kiểm tra vết nứt được thực hiện để đảm bảo an toàn sử dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG I.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU : 1.Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng : - Kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò rất lớn trong kết cấu nhà cao tầng quyết định gần như toàn bộ giải pháp kết cấu. Trong nhà cao tầng, kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò : + Cùng với dầm, sàn, tạo thành hệ khung cứng, nâng đỡ các phần không chịu lực của công trình, tạo nên không gian bên trong đáp ứng nhu cầu sử dụng. + Tiếp nhận tải trọng từ dầm, sàn để truyền xuống móng, xuống nền đất. + Tiếp nhận tải trọng ngang tác dụng lên công trình (phân phối giữa các cột, vách và truyền xuống móng).

+ Giữ vai trò trong ổn định tổng thể công trình, hạn chế dao động, hạn chế gia tốc đỉnh và chuyển vị đỉnh. - Các kết cấu bê tông cốt thép 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.Việc lựa chọn hệ 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). - Công trình chung cư Tân Tạo 1 được sử dụng hệ chịu lực chính là hệ kết cấu chịu lực khung vách hỗn hợp đồng thời kết hợp với lõi cứng. Lõi cứng được bố trí ở giữa công trình, cột được bố trí ở giữa vã xung quanh công trình, vách cứng được bố trí xung quanh công trình để đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình và chống xoắn tốt.Hệ kết cấu chịu lực nằm ngang : - Trong nhà cao tầng, hệ kết cấu nằm ngang (sàn, sàn dầm) có vai trò : + Tiếp nhận tải trọng thẳng đứng trực tiếp tác dụng lên sàn (tải trọng bản thân sàn, người đi lại, làm việc trên sàn, thiết bị đặt trên sàn…) và truyền vào các hệ chịu lực thẳng đứng để truyền xuống móng, xuống đất nền.

+ Đóng vai trò như một mảng cứng liên kết các cấu kiện chịu lực theo phương đứng để chúng làm việc đồng thời với nhau. TRẦN TUẤN KIỆT TRANG : 16 SVTH : DIỆP ANH TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 2016 - 2021 - Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn đến đến sự làm việc không gian của kết cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều 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.

- Ta xét các phương án sàn sau : a.Hệ sàn sườn : - Cấu tạo : Gồm hệ dầm và bản sàn. - Ưu điểm : + Tính toán đơn giản. + Được sử dụng phổ biến với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công. - Nhược điểm : + Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.

+ Không tiết kiệm không gian sử dụng.Hệ sàn ô cờ : - Cấu tạo : Gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m. - Ưu điểm : + Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ… - Nhược điểm : + Không tiết kiệm, thi công phức tạp. + Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng.Hệ sàn không dầm : - Cấu tạo : Gồm các bản kê trực tiếp lên cột.

TRẦN TUẤN KIỆT TRANG : 17 SVTH : DIỆP ANH TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 2016 - 2021 - Ưu điểm : + Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình. + Tiết kiệm được không gian sử dụng. + Dễ phân chia không gian. + Dễ bố trí các hệ thống kỹ thuật điện nước… + Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa.

+ Thi công nhanh, lắp đặt hệ thống cốt pha đơn giản. - Nhược điểm : + Trong phương án này cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, và khả năng chịu lực theo phương ngang kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu. + Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn.Sàn không dầm ứng lực trước : - Ưu điểm : + Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không dầm. + Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn đẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.

+ Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường. + Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép chịu lực được đặt phù hợp với biểu đồ mômen do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiện được cốt thép. - Nhược điểm : + Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông thường nhưng lại xuất hiện nhiều khó khăn trong thi công. TRẦN TUẤN KIỆT TRANG : 18 SVTH : DIỆP ANH TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 2016 - 2021 + Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hóa hiện nay thì điều này là yêu cầu tất yếu.

+ Thiết bị giá thành cao.Kết luận : - Phương án chịu lực theo phương đứng là hệ kết cấu chịu lực khung vách hỗn hợp đồng thời kết hợp với lõi cứng. - Phương án chịu lực theo phương ngang là phương án hệ sàn sườn có dầm.LỰA CHỌN VẬT LIỆU : - Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng khá nhỏ, khả năng chống cháy tốt. - Vật liệu có tính biến dạng cao : Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp. - Vật liệu có tính thoái biến thấp : Có tác dụng tốt khi chịu tác dụng của tải trọng lặp lại (động đất, gió bão).

- Vật liệu có tính liền khối cao : Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời các bộ phận công trình. - Vật liệu có giá thành hợp lý. - Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính.

- Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong kết cấu nhà cao tầng.Bê tông : - Công trình được sử dụng bê tông Bê tông B30 với các chỉ tiêu như sau : + Khối lượng riêng :   25(kN / m3 ) + Cấp độ bền của bê tông khi chịu nén : Rb  17(Mpa) + Cấp độ bền của bê tông khi chịu kéo: Rbt  1. TRẦN TUẤN KIỆT TRANG : 19 SVTH : DIỆP ANH TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 2016 - 2021 + Hệ số làm việc của bê tông :  b  1 + Mô đun đàn hồi : Eb  32.Cốt thép : - Công trình được sử dụng thép gân CB400V   10  và thép trơn CB240T   10 . - Thép gân CB400V   10  : + Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc : Rs  350(Mpa) + Cường độ chịu cắt của cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) : Rsw  280( Mpa) + Cường độ chịu nén của cốt thép : Rsc  350( Mpa) + Hệ số làm việc của cốt thép :  s  1 + Mô đun đàn hồi : Es  200000(Mpa) - Thép trơn CB240T   10  : + Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc : Rs  210(Mpa) + Cường độ chịu cắt của cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) : Rsw  170(Mpa) + Cường độ chịu nén của cốt thép : Rsc  210( Mpa ) + Hệ số làm việc của cốt thép :  s  1 + Mô đun đàn hồi : Es  200000(Mpa) GVHD : TS. TRẦN TUẤN KIỆT TRANG : 20 SVTH : DIỆP ANH TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 2016 - 2021 III.HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH : 1.Theo phương ngang : - Mặt bằng công trình chung cư Tân Tạo 1 có hình dạng đơn giản, có tích chất đối xứng cao.

- Công trình được bố trí các vách cứng xung quanh lõi cứng nên khả năng chịu tải trọng ngang và tính chống xoắn của công trình tốt. - Đối với nhà cao tầng có mặt bằng chử nhật thì tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng phải thỏa mãn điều kiện : Theo “TCXD 198-1997” L +  6 với cấp phòng động đất cấp kháng chấn  7 B L +  1,5 với cấp phòng động đất cấp kháng chấn 8 và 9 B + Công trình chung cư Tân Tạo 1 được thiết kế với động đất cấp 6 L 44    1, 02  6 là thỏa mãn. B 43 - Đối với nhà có mặt bằng gồm phần chính và các cánh nhỏ thì tỉ số giữa chiều dài và bề rộng cánh phải thỏa mãn điều kiện : l +  2 với cấp phòng động đất cấp kháng chấn  7 b l +  1,5 với cấp phòng động đất cấp kháng chấn 8 và 9 b + Công trình chung cư Tân Tạo 1 được thiết kế với động đất cấp kháng chấn 6 l 2    0,5  2 là thỏa mãn.Theo phương đứng : - Hình dáng công trình theo phương đứng đồng đều nhau, mặt bằng các tầng bố trí không thay đổi nhiều. - Không thay đổi trọng tâm cũng như tâm cứng của nhà trên các tầng.