Khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế kết cấu Chung cư Đại Mỗ - ĐH SPKT TPHCM

Tài liệu đồ án tốt nghiệp Chung cư Đại Mỗ, chuyên ngành Xây dựng. Phân tích chi tiết kiến trúc, kết cấu, tải trọng và kiểm tra ổn định tổng thể.

• Tác giả: Đặng Nguyễn Diễm Quỳnh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Hậu
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng
• Đề tài: Kết cấu Chung cư Đại Mỗ
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Tốt Nghiệp Kết Cấu Chung Cư Đại Mỗ

Đồ án tốt nghiệp kết cấu chung cư Đại Mỗ là một công trình nghiên cứu toàn diện về thiết kế và phân tích kết cấu công trình dân dụng hiện đại. Đây là đề tài quan trọng của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM. Công trình chung cư Đại Mỗ được xác định là một dự án xây dựng dân dụng quy mô lớn với nhiều tầng, yêu cầu tính toán kết cấu phức tạp. Đồ án này áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại và tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế kết cấu theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Sinh viên thực hiện phải nắm vững các khái niệm về nội lực, ứng suất, tải trọng và kỹ năng sử dụng phần mềm chuyên dụng để phân tích kết cấu. Quá trình hoàn thành đồ án này giúp sinh viên rèn luyện tính chuyên môn, kỹ năng giải quyết vấn đề thực tế trong lĩnh vực xây dựng.

1.1. Địa Điểm và Quy Mô Công Trình

Chung cư Đại Mỗ nằm ở vị trí chiến lược tại TP. Hồ Chí Minh, với quy mô công trình bao gồm nhiều tầng, thiết kế hiện đại phù hợp với nhu cầu cấp phô thị hóa. Địa điểm công trình được chọn dựa trên quy hoạch tổng thể của khu vực, đảm bảo giao thông xung quanh thuận tiện. Công trình được thiết kế với tiêu chí thiết kế kết cấu đáp ứng các yêu cầu về ổn định tổng thể, độ an toàn và độ bền lâu dài.

1.2. Giải Pháp Kiến Trúc và Tiện Ích

Giải pháp kiến trúc của chung cư Đại Mỗ kết hợp tính thẩm mỹ với tổ chức mặt bằng tối ưu. Công trình cung cấp tiện ích xung quanh đầy đủ như không gian xanh, khu thương mại, cơ sở giáo dục. Thiết kế phần mềm áp dụng giúp tối ưu hóa không gian sử dụng, đồng thời đảm bảo lớp bê tông bảo vệ cho các cấu kiện thép cốt.

II. Phương Pháp Tính Toán Kết Cấu Và Phân Tích Tải Trọng

Phương pháp tính toán kết cấu trong đồ án chung cư Đại Mỗ được thực hiện theo quan điểm tính toán hiện đại và giả thuyết tính toán phù hợp với trạng thái giới hạn. Sinh viên áp dụng phương pháp xác định nội lực thông qua phân tích ứng suất tại các tiết diện quan trọng. Tải trọng tiêu chuẩn bao gồm tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn, tĩnh tải tường xây và hoạt tải các sàn. Tải trọng gió và tải trọng động đất được tính toán chi tiết theo quy định. Tổ hợp tải trọng được lập dựa trên các dạng giao động khác nhau. Quá trình phân tích áp dụng phần mềm chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác cao. Kiểm tra theo trạng thái giới hạn bao gồm kiểm tra độ võng của các cấu kiện, bề rộng vết nứt và hiệu ứng P-Delta.

2.1. Phân Loại Tải Trọng Và Tác Động

Tải trọng thường xuyên bao gồm trọng lượng bản thân công trình và tải trọng cố định khác. Tải trọng tạm thời gồm hoạt tải người, thiết bị có thể thay đổi. Tải trọng ngang từ gió và động đất được tính riêng biệt. Các bước tính toán tuân theo quy trình chuẩn: xác định tải trọng, lập tổ hợp, phân tích nội lực, kiểm tra ứng suất.

2.2. Sơ Bộ Kích Thước Và Vật Liệu

Sơ bộ kích thước tiết diện dầm, cột được xác định dựa trên kinh nghiệm và tính toán sơ bộ. Sơ bộ chiều dày sàn bê tông cốt thép được chọn phù hợp với tải trọng và độ võng giới hạn. Vật liệu sử dụng chủ yếu là bê tông cốt thép với cường độ và qui định chống cháy phù hợp tiêu chuẩn xây dựng.

III. Kiểm Tra Ổn Định Và Chuyển Vị Công Trình

Kiểm tra ổn định tổng thể công trình là bước quan trọng để đảm bảo an toàn kết cấu. Chuyển vị công trình bao gồm chuyển vị đỉnh và chuyển vị ngang lệch tầng. Kiểm tra chuyển vị ngang lệch–do gió đảm bảo công trình không bị lệch vị quá mức cho phép. Chuyển vị ngang lệch tầng–do động đất được kiểm tra riêng theo gia tốc đỉnh công trình quy định. Kiểm tra ổn định lật xác định khả năng chống lật của toàn công trình dưới tác động các lực ngang. Hiệu ứng P-Delta (hiệu ứng bậc hai) được phân tích để xác định ảnh hưởng của tải trọng dọc đến chuyển vị ngang. Độ dẻo kết cấu được đánh giá để đảm bảo công trình có khả năng hấp thụ năng lượng. Lực dọc thiết kế qui đổi được kiểm tra cho các cột và bức tường chịu lực.

3.1. Tiêu Chuẩn Cho Phép Chuyển Vị

Chuyển vị đỉnh của công trình không vượt quá giới hạn qui định để đảm bảo độ an toàn và thoải mái người dùng. Chuyển vị ngang lệch tầng được giới hạn để tránh hư hại cấu kiện phi kết cấu. Độ võng các cấu kiện phải thỏa mãn tiêu chí thiết kế kết cấu nhằm đảm bảo độ bền dài hạn của công trình.

3.2. Phương Pháp Kiểm Tra Ổn Định Lật

Kiểm tra ổn định lật được thực hiện bằng cách so sánh momen ổn định với momen lật của công trình. Lực dọc thiết kế đóng vai trò quan trọng trong việc tăng khả năng chống lật. Hiệu ứng P-Delta phải được xem xét để có kết quả kiểm tra chính xác và đảm bảo ổn định tổng thể công trình.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Và Ý Nghĩa Của Đồ Án

Đồ án tốt nghiệp chung cư Đại Mỗ mang ý nghĩa thực tiễn cao trong đào tạo kỹ sư xây dựng. Sinh viên được rèn luyện kỹ năng phân tích kết cấu toàn diện, từ khái niệm tải trọng đến kiểm tra ứng suất và chuyển vị. Đồ án giúp sinh viên hiểu rõ phương pháp xác định nội lực và áp dụng phần mềm chuyên dụng như SAP2000 hay ETABS. Quá trình thực hiện đồ án phát triển tính tỉ mỹ, chăm chỉ và khả năng giải quyết vấn đề thực tế. Sinh viên học được cách tổ chức mặt bằng hợp lý, chọn vật liệu phù hợp và đảm bảo qui định chống cháy. Đồ án cũng là cơ hội để sinh viên định hướng ngành nghề trong lĩnh vực xây dựng công trình dân dụng. Các kết quả và kinh nghiệm từ đồ án này sẽ là nền tảng vững chắc cho sự phát triển sự nghiệp trong tương lai.

4.1. Rèn Luyện Kỹ Năng Chuyên Môn

Thông qua đồ án, sinh viên rèn luyện kỹ năng sử dụng phần mềm tính toán kết cấu hiện đại. Sinh viên học cách lập tổ hợp tải trọng chính xác, phân tích nội lực chi tiết và kiểm tra tiêu chí thiết kế. Quy trình từ sơ bộ kích thước đến kiểm tra ổn định giúp sinh viên nắm toàn bộ quy trình thiết kế kết cấu công trình chuyên nghiệp.

4.2. Chuẩn Bị Cho Sự Nghiệp Xây Dựng

Đồ án tốt nghiệp là cầu nối giữa kiến thức lý thuyết và thực tiễn công trình. Sinh viên hiểu được tầm quan trọng của ổn định kết cấu, độ an toàn và qui định xây dựng. Kinh nghiệm từ đồ án sẽ giúp sinh viên tự tin trong thiết kế và thi công các công trình xây dựng thực tế sau này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. Sơ lược về công trình 1. Địa điểm công trình - Chung cư Startup Tower Đại Mỗ tọa lạc số 91 Ngọc Đại, Phường Ngọc Đại, Quận Nam Từ Liêm, Thủ đô Hà Nội. - Loại hình dự án: Chung cư căn hộ - Chủ đầu tư: Công ty CP Kiến trúc Đô thị Nam Thăng Long - Thiết kế: Công ty cổ phần đầu tư xây dựng Phú Cường - Thi công: Công ty CP Xây dựng và Phát triển nhà VIC (VICC) GVHD: TS.

NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 1 Hình 1. Vị trí công trình 1. Quy mô công trình - Diện tích xây dựng: 1192 m2 - Diện tích dự án: 3929 m2 - Diện tích sàn thương mại: 2382 m2 - Mật độ căn hộ: 12 căn/sàn - Diện tích từng căn hộ: 65~90 m2 - Chiều cao công trình: 101m tính từ mặt đất - Quy mô:  2 tầng hầm dung cho đỗ xe  Tầng 1-2: dành cho thương mại và dich vụ  Tầng 3-27: dành cho căn hộ  1 tầng tum và 1 tầng mái GVHD: TS. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 2 - Chiều cao các căn hộ: 3.4m - Gồm 4 thang máy: 3 thang khách và 1 thang hàng  Công trình dân dụng cấp 1 (theo điều 2, Thông tư số 06/2021/TT-BXD) 1.

Giao thông xung quanh - Hai mặt tiếp giáp với đường 70 sắp được mở rộng và đường Lê Quang Đạo - Gần với các giao lộ quan trọng của thủ đô: Ngã tư Lê Văn Lương, Đại Mỗ, Vạn Phúc - Nằm gần mới các khu đô thị: Khu đô thị Văn Khê, Mỗ Lao, Làng Việt Kiều Châu Âu, Trung Hòa Nhân Chính,… 1. Giải pháp kiến trúc 1. Quy hoạch tổng thể - Tổng diện tích được quy hoạch là 3929m2, trong đó diện tích xây dựng là 1192m2. Dự án bao gồm 2 tầng hầm, 2 tầng thương mại và dịch vụ, 25 tầng căn hộ, 1 tầng tum và 1 tầng mái.

- Mật độ xây dựng dự án là 30% giúp Startup Tower dễ dàng đáp ứng đa dạng các căn hộ nhằm nâng cao đời sống của cư dân nơi đây. Tổ chức mặt bằng - Ngoài ra chung cư còn quan tâm đến cảnh quan và không gian xanh nhằm nâng cao đời sống nơi đây. Ngoài việc cung cấp những tiện nghi, dự án còn có các tiện ích đa dạng để đáp ứng những nhu cầu giải trí, mua sắm, thể thao, sức khỏe,… - Tầng hầm: khu vực để xe - Tầng 1-2: khu vực thương mại bao gồm chuỗi cửa hàng tiện ích, quán ăn, spa, gym, nhà trẻ, khu vui chơi, bể bơi. - Tầng 3-27: căn hộ dự án có diện tích dao động từ 65 đến 90 m2, bao gồm 2 đến 3 phòng ngủ, 2 nhà vệ sinh với thiết kế tối ưu không gian sử dụng - Tầng thượng: khu vực nướng BBQ, nơi dành cho các hoạt động gia đình.

Tiện ích xung quanh Kết nối với nhiều tiện ích công cộng ngoại khu khác như: - Hệ thống trường quận và thành phố (từ mẫu giáo đến đại học). NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 3 - Trung tâm thương mại, hệ thống bán buôn, bán lẻ lớn như Big C Thăng Long, Aeon Mall Hà Đông và Metro Hà Đông. - Học viện Y Dược học cổ truyền, Bệnh viện Quân đội 102, Bệnh viện Đa khoa Hà Đông và các bệnh viện, cơ sở y tế chất lượng hàng đầu cả nước GVHD: TS. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.

Quan điểm tính toán kết cấu 2. Giả thuyết tính toán - Sàn xem như tuyệt đối cứng trong mặt phẳng sàn, liên kết giữa sàn vào cột, vách được tính là liên kết cứng (xét cùng cao trình). Không kể đến biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn lên các phần tử liên kết. - Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều chuyển vị ngang như nhau.

- Các cột, vách cứng thang máy đều được ngàm ở vị trí chân cột và chân vách cứng ngay ở đài móng. - Các tải trọng ngang tác dụng lên sàn được gán dưới dạng tải trọng tập trung theo từng tầng từ đó sàn sẽ truyền vào cột, vách truyền xuống và phân tán ra đất nền. Phương pháp xác định nội lực Bảng 2. Phương pháp xác định nội lực Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Phương pháp giải tích Xem toàn bộ hệ chịu lực là Chỉ áp dụng cho một số kết các bậc siêu tĩnh  Trực tiếp cấu đơn giản giải phương trình vi phân  Tìm nội lực và tính thép Phương pháp số - phần Rời rạc hóa toàn bộ hệ chịu Đòi hỏi người dùng phải tử hữu hạn lực của công trình, chia các hiểu và sử dụng tốt phần hình dạng phức tạp thành đơn mềm để nhìn nhận đúng nội giản  Thông qua các phần lực và biến dạng vì phần mềm  Tìm nội lực gián tiếp mềm không mô tả chính xác và tính thép.

thực tế Ở dự 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 số liệu nội lực, chuyển vị,. Phương pháp giải tích tốn rất nhiều thời gian để xác định.

Tuy nhiên, một số cấu kiện sinh viên kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để kiểm tra lại kết quả tin cậy hơn. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 5 2. 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 cường độ (TTGHI) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGHII). - Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGHI) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, các tính toán bao gồm: + Tính toán về độ bền (không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động) + Tính toán ổn định hình dạng (đối với kết cấu thành mỏng) + Tính toán ổn định vị trí (lật, trượt, đẩy nổi) - Trạng thái giới hạn thứ hai (TTGHII) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, bao gồm: + Vết nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện vết nứt + Không gây ra những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.

Phần mềm áp dụng Bảng 2. Phần mềm áp dụng Phần mềm Vai trò ETABS Mô hình kết cấu hệ khung, cầu thang SAFE Mô hình thiết kế sàn và móng AUTOCAD Triển khai bản vẽ EXCEL Hỗ trợ tính toán các cấu kiện kết cấu WORD Viết thuyết minh tính toán 2. Phân cấp công trình Bảng 2. Phân cấp công trình Mục Thông số Tham chiếu TT 03:2016, Phục lục 2 Loại Kết Cấu Công trình nhiều tầng TT 07:2019, Phục lục 2 TT 03:2016, Phục lục 2 Cấp công trình I TT 07:2019, Phục lục 2 Tuổi thọ công trình 100 năm QCXD 03:2012, Bảng 2 GVHD: TS.

NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 6 Bậc chịu lửa I QCXD 03:2012, Bảng 2 Mức độ quan trọng I TCVN 9386:2012, Phụ lục E Cấp kháng chấn thang VIII TCVN 9386:2012, Phụ lục I MSK-64 2. Tiêu chí thiết kế kết cấu 2. Ổn định tổng thể công trình Công trình được kiểm tra với điều kiện chống đẩy nổi, chống lật và chống trượt: - Hệ số an toàn chống lật ≤ 1.5 - Hệ số an toàn chống trượt ≤ 1.5 - Hệ số an toàn chống đẩy nổi ≤ 1. Lớp bê tông bảo vệ Theo TCVN 5574:2018 mục 10.1, lớp bê tông bảo vệ được lấy như bảng sau: Bảng 2.

Lớp bê tông bảo vệ Lớp bê tông bảo vệ của tất cả các cốt Cấu kiện thép (kể cả cốt đai) (mm) 50/150 Móng (Đặt trên lớp bê tông lót ) Mặt trên/Mặt dưới Dầm móng 50 25/50 Sàn hầm B2 Mặt trên/Mặt dưới Vách hầm, sàn bể, vách bể 50 Sàn, dầm 25 Cột, vách 25 Bản thang và chiếu thang 20 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 7 2. Chuyển vị công trình Bảng 2. Chuyển vị đỉnh công trình Tiêu chí Giới hạn Tham chiếu Chuyển vị đỉnh do gió ≤ Hbuilding /750 TCVN 198:1997, Mục 2.3 Chuyển vị ngang liên tầng - Do Gió (MRI=20) ≤ hfloor/500 TCVN 5574:2018, Phụ lục M - Do Động Đất drv ≤ hfloor /200 TCVN 9386:2012, Mục (MRI=95) 4.2 Độ lún cho phép 100 mm TCVN 10304:2014, Phụ lục E Độ lún lệch cho phép 1/500 TCVN 10304:2014, Phụ lục E 2.

Gia tốc đỉnh công trình Gia tốc đỉnh kết cấu lớn nhất của công trình dưới tác dụng của tải trọng gió với chu kỳ lặp 10 năm sẽ được khống chế không lớn hơn 150 mm/s2. Độ võng của các cấu kiện bê tông cốt thép Theo TCVN 5574:2018 phụ lục M, độ võng giới hạn của kết cấu bê tông cốt thép như sau: Bảng 2. Độ võng các cấu kiện bê tông cốt thép Nhịp cấu kiện (l0) Độ võng giới hạn Độ võng yêu cầu cho vật liệu hoàn thiện l0 =< 1m l0/120 l0 = 3m l0/150 l0 = 6m l0/200 l0/500 l0 = 24m l0/250 l0 >= 36m l0/300 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 8 Ghi chú: l0 : Nhịp của cấu kiện chịu uốn, được tính gấp 2 lần khi kiểm tra võng cho cấu kiện kiểu console.

Độ võng của các cấu kiện kết cấu thép Theo TCVN 5575:2012 mục 5.3, độ võng giới hạn của kết cấu thép như sau: Bảng 2. Độ võng các cấu kiện kết cấu thép Cấu kiện Độ võng Độ võng yêu cầu cho vật liệu hoàn thiện giới hạn Dầm chính l0 /400 Dầm của trần có trát vữa, l0 /350 chỉ tính võng cho tải trọng tạm thời l0/500 Các dầm khác l0 /250 Sàn l0 /150 Ghi chú: l0 : Nhịp của cấu kiện chịu uốn. được tính gấp 2 lần khi kiểm tra võng cho cấu kiện kiểu console. Bề rộng vết nứt giới hạn Cấp chống nứt và giá trị bề rộng vết nứt giới hạn cho phép của kết cấu bê tông cốt thép trong điều kiện môi trường không bị xâm thực nhằm bảo vệ an toàn cho cốt thép theo TCVN 5574:2018 mục 8.2 như sau: Bảng 2.

Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép Loại cốt thép Tiêu chuẩn Giá trị acrc.u của vết nứt Dài hạn Ngắn hạn 1.Theo điều kiện đảm bảo tính toàn vẹn cho cốt thép CB240-T, CB300- TCVN 1651-1:2008 0. NGUYỄN VĂN HẬU SVTH: ĐẶNG NGUYỄN DIỄM QUỲNH 9 Loại cốt thép Tiêu chuẩn Giá trị acrc.u của vết nứt Dài hạn Ngắn hạn CB300-T, CB400- V, CB500-V, TCVN 1651-2:2018 CB600-V Dây thép vuốt TCVN 6288:1997 nguội (ISO 10544:1992) Cốt thép thanh cường độ cao (có TCVN 6284-5:1997 giới hạn chảy quy (ISO 6934-5:1991) ước 835, 930 và 1080 MPa) Dây thép kéo nguội TCVN 6284-2:1997 0.3 cường độ cao (ISO 6934-2:1991) Cáp 7 sợi đường kính 12.