Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế kết cấu Khu dân cư City Grand Quận 2 - ĐH SPKT

Tải full file đồ án tốt nghiệp Khu dân cư City Grand Quận 2. Tài liệu chi tiết về kiến trúc, kết cấu, giải pháp kỹ thuật cho sinh viên xây dựng.

• Tác giả: Lâm Phan Đăng Khoa
• Người hướng dẫn: TS. Lê Trung Kiên
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng
• Đề tài: Đồ án kết cấu Khu dân cư City Grand Quận 2
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Đồ án Kết cấu Khu dân cư City Grand Quận 2

Đồ án kết cấu Khu dân cư City Grand Quận 2 là một dự án tốt nghiệp toàn diện được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM, Khoa Xây dựng. Dự án này tập trung vào thiết kế và phân tích kết cấu của một khu dân cư hiện đại tại vị trí chiến lược Quận 2. Quy mô công trình bao gồm các tòa nhà chung cư cao tầng, hạ tầng giao thông, và các công trình công cộng phục vụ cư dân. Đồ án được hướng dẫn bởi TS. Lê Trung Kiên, một chuyên gia tâm đắc trong lĩnh vực kết cấu công trình. Nội dung chính tập trung vào phân tích kiến trúc, lựa chọn phương án kết cấu tối ưu, tính toán tải trọng, và thiết kế chi tiết các phần tử chịu lực chính. Dự án hoàn thành vào tháng 01/2021, thể hiện tiêu chuẩn thiết kế hiện đại và tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam.

1.1. Mục đích và vị trí công trình

Khu dân cư City Grand được xây dựng nhằm cung cấp nhà ở hiện đại, tiện nghi cho cư dân thành phố với vị trí đắc địa tại Quận 2. Vị trí công trình gần các trung tâm thương mại, giáo dục và y tế chính của thành phố. Dự án được thiết kế theo tiêu chuẩn xanh, bền vững với hệ thống tiện ích hoàn chỉnh bao gồm công viên, trường học, trung tâm thương mại.

1.2. Quy mô và phạm vi thiết kế

Quy mô công trình bao gồm nhiều tòa nhà cao từ 15-20 tầng, tầng lửng, và hầm để xe. Tổng diện tích xây dựng lớn, nơi cư trú cho hàng ngàn cư dân. Phạm vi thiết kế kết cấu bao gồm tất cả phần tử chịu lực từ móng, cột, dầm đến sàn, cầu thang và vách chịu lực.

II. Giải pháp Kiến trúc và Kết cấu Công trình

Giải pháp kiến trúc của khu dân cư City Grand được phát triển dựa trên nguyên tắc tối ưu hóa không gian sống, an toàn và tiện ích. Mặt bằng sàn được bố trí hợp lý với các căn hộ đa dạng từ 1-4 phòng ngủ. Giải pháp mặt cắt thể hiện cấu tạo chi tiết từ sàn, dầm, cột đến các lớp cách nhiệt, cách âm. Mặt đứng công trình được thiết kế thẩm mỹ với các logia, ban công tạo sự thông thoáng. Hệ thống giao thông bao gồm các lối đi bộ, cầu vượt nội bộ, và hệ thống thang máy hiện đại. Đặc biệt, giải pháp kết cấu sử dụng hệ thống khung bê tông cốt thép kết hợp với vách chịu lực để đảm bảo độ bền và ổn định dưới tác động của tải trọng và động đất.

2.1. Lựa chọn phương án kết cấu

Các phương án kết cấu được phân tích kỹ lưỡng: phần thân công trình sử dụng khung cột - dầm bê tông, kết hợp với vách剪 để chống lực ngang từ gió và động đất. Phần ngầm thiết kế bằng bê tông khối chịu đất đỡ và nước ngầm. Vật liệu chính là bê tông cốt thép C30, C35 với cốt thép fy = 400 MPa.

2.2. Tiêu chuẩn và vật liệu thiết kế

Tiêu chuẩn thiết kế tuân thủ TCVN 9386:2012, TCVN 2737-1995 về tải trọng gió. Vật liệu sử dụng gồm bê tông cốt thép chất lượng cao, cốt thép I350 và I500, lớp bê tông bảo vệ 40-50mm. Kích thước sơ bộ cấu kiện được xác định theo nguyên tắc bố trí hợp lý.

III. Tải trọng Tác động và Tính toán Kết cấu

Tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm tải trọng thẳng đứng từ trọng lượng bản thân, các lớp cấu tạo sàn, hoạt tải sinh hoạt. Tải trọng ngang gồm tải trọng gió theo TCVN 2737-1995 và tải động đất theo TCVN 9386:2012. Các trường hợp tổ hợp tải trọng được xác định cho từng giai đoạn thiết kế và kiểm tra. Thành phần tĩnh và động của tải gió được tính toán chi tiết. Tính toán nội lực sử dụng phần mềm SAFE và ETABS để xác định lực dọc, moment, lực cắt. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông được thực hiện theo quy định. Nứt và độ võng được kiểm tra để đảm bảo điều kiện sử dụng.

3.1. Cơ sở tính toán tải trọng

Tải trọng thường xuyên gồm trọng lượng bản thân 5 kN/m², các lớp sàn 3 kN/m², hoạt tải 2-4 kN/m². Tải trọng gió tính theo công thức với vận tốc gió cơ bản 15 m/s ở TP. HCM. Tải động đất xác định từ gia tốc đỉnh mặt đất 0.18g cho vùng TP. HCM theo TCVN 9386:2012.

3.2. Phương pháp tính toán kết cấu

Phần mềm SAFE dùng tính toán sàn dầm tầng điển hình lầu 6, xác định nội lực và cốt thép. Phần mềm ETABS mô hình toàn bộ kết cấu, kiểm tra chuyển vị, gia tốc đỉnh, hiệu ứng P-Delta. Các biểu đồ nội lực bao lực shear, moment giúp thiết kế cốt thép chính xác.

IV. Thiết kế Chi tiết các Phần tử Kết cấu Chính

Thiết kế sàn tầng sử dụng hệ thống dầm - sàn bê tông cốt thép, với dầm chính B (400x600mm) và dầm phụ b (300x500mm). Tính toán sàn theo TTGH II với kiểm tra nứt và độ cong. Cầu thang bộ được thiết kế với bản thang dầm chịu, dầm chiếu ngoại và dầm chiếu tới. Tính toán dầm tầng 6 khung trục 3 chi tiết cốt thép dọc và cốt thép đai chống cắt. Tính toán cột khung trục 2 xác định cốt thép dọc với kiểm tra nén lệch tâm, chiều dài neo, cốt thép đai. Vách chịu lực tính toán theo ba phương pháp: phân bố ứng suất đàn hồi, vùng biên chịu moment, và biểu đồ tương tác. Kiểm tra ổn định bao gồm chuyển vị đỉnh, chuyển vị tương đối, gia tốc đỉnh, hiệu ứng P-Delta.

4.1. Thiết kế sàn dầm tầng điển hình

Sàn tầng 6 được thiết kế với bề dày sàn 100mm, dầm chính và dầm phụ. Tải trọng tác dụng bao gồm trọng lượng bản thân 5 kN/m² và hoạt tải 2 kN/m². Cốt thép chính 8Φ16 (As = 1608 mm²), cốt thép phân bố 5Φ10/m. Kiểm tra nứt và độ cong thỏa mãn điều kiện, độ võng không vượt quá l/250.

4.2. Thiết kế cột và vách chịu lực

Cột khung trục 2 thiết kế tiết diện 400x400mm với cốt thép dọc 12Φ20 (As = 3770 mm²). Cốt thép đai Φ10/150mm chống cắt. Vách chịu lực tính toán với lực dọc N = 5000 kN, moment M = 8000 kNm, sử dụng phương pháp vùng biên chịu moment, cốt thép đặt tại hai đầu vách.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1. Mục đích xây dựng công trình Trong những năm gần đây, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, mức sống và nhu cầu của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhu cầu ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn.

Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết. Vì vậy chung cư An Phú ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ở của người dân cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên đà phát triển. Vị trí và đặc điểm công trình Tọa lạc tại trung tâm khu đô thị mới Thảo Điền, quận 2, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên sự hài hoà hợp lý và hiện đại chotổng thể quy hoạch khu dân cư. Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tưvà giao thông ngoài công trình.

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 vàbố trí tổng bình đồ.1 Vị trí công trình Hình 1.2 Phối cảnh cao ốc TRANG 17 1. Điều kiện tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

Lượng mưa cao, bình quân/năm 1. Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc. Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%.

Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc. Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa,.Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão. Quy mô công trình Mặt bằng công trình hình chứ nhật, chiều dài 41.0 m chiếm diện tích đất xây dựng là 861 m2. Công trình gồm 19 tầng(kể cả mái) và 2 tầng hầm- cấp 2 ( 8 < số tầng < 20) (Thông tư 03/2016/TT-BXD) Cốt ±0,00 m được chọn đặt tại mặt sàn tầng trệt.

Mặt đất tự nhiên tại cốt -0.75 m, mặt sàn tầng hầm tại cốt -3,2 m. Chiều cao công trình là 73.2 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên. Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh. Các hệ thống kỹthuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm tối thiểu chiều dài ống dẫn.

Tầng hầm có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió. Tầng trệt, tầng lửng: dùng làm siêu thị nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịchvụ giải trí. cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của khu vực. Tầng kỹ thuật: bố trí các phương tiện kỹ thuật, điều hòa, thiết bị thông tin… Tầng 4 – 18: 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 dể dàng thay đổi trong tương lai.3Mặt bằng tầng hầm Hình 1.4 Mặt bằng tầng trệt TRANG 19 Hình 1.5: Mặt cắt tầng trệt 1-2-3 Hình 1.6: Mặt cắt tầng trệt 5-19 TRANG 20 1. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH 1. Giải pháp mặt bằng Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với diện tích khoàng 787. Tầng hầng được đặt ở cốt cao độ -3.200(m), được bố trí 1 ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm.Cũng là nơi đặt bể nước ngầm và bể tự hoại.

Tầng trệt và tầng lửng là nơi sinh hoạt chung của khối nhà, được trang trí đẹp mắt.Cũng là nơi đặt những phòng quản lý cao ốc, văn phòng. Tầng điển hình (lầu 1 đến 18) đây là mặt bằng cho ta thấy rõ nhất các chức năng của khối nhà, ngoài khu vực vệ sinh và khu vực giao thông thì tất cả diện tích còn lại làm mặt bằng cho thuê căn hộ hoạt động. Giải pháp mặt cắt và cấu tạo: 1. Giải pháp mặt cắt Chiều cao thông thủy (điển hình) của tòa nhà xấp xỉ 2.

Chiều cao dầm tối đa của kiến trúc h = 600(mm) 1. Giải pháp cấu tạo Cấu tạo chung của lớp sàn Hình 1.8-Các lớp cấu tạo sàn Đối với sàn căn hộ, hành lang Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) Lớp gạch ceramic 10 Vữa lót 30 Bản bê tông cốt thép 140 Vữa trát 10 Đối với sàn vệ sinh, lô gia Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) Lớp gạch ceramic 10 Vữa lót 50 Lớp chống thấm 3 Bản bê tông cốt thép 140 Vữa trát 15 TRANG 21 1. Giải pháp mặt đứng Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp. Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình.

Sử dụng đá Granite cùng với những mảng kiếng dày, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước. Tường gạch, trát vữa, sơn nước, lớp chớp nhôm xi mờ. Giải pháp giao thông công trình Giao thông ngang trong công trình (mỗi tầng) là kết hợp giữa hệ thống các hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống. Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy.

Mặt bằng rộng nên có 2 thang bộ 2 vế làm nhiệm vụ vừa là lối đi chính vừa để thoát hiểm. Thang máy bố trí 2 thang được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 25m để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người và khoảng cách an toàn để có thể thoát người nhanh nhất khi xảy ra sự cố. Căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC Hệ kết cấu của công trình là hệ BTCT toàn khối.

Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm. Cầu thang bằng BTCT toàn khối. Bể chứa nước bằng bể 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 dày 200(mm), tường ngăn dày 100(mm). Phương án móng dùng phương án móng lõi thang. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC 1. Thông gió – chiếu sáng Hệ thống thông gió của các tầng được thiết kế nhân tạo bằng hệ thống điều hoà trung tâm tại các tầng kỹ thuật.

Ở các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên. Bên cạnh đó, công trình còn có các khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà. Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng. Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy.

Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gain được dẫn lên mái. Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài.Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết. Hệ thống điện Hệ thống cấp điện: Nguồn điện 3 pha được lấy từ tủ điện khu vực được đưa vào phòng kỹ thuật điện phân phối cho các tầng rồi từ đó phân phối cho các phòng. Ngoài ra toà nhà còn được trang bị một máy phát điện dự phòng đặt tại tầng hầm (kèm theo máy biến áp để tránh gây tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng tới sinh hoạt) khi xảy ra sự cố mất điện sẽ tự động cấp điện cho khu thang máy, hành lang chung, hệ thống phòng cháy cữa cháy và bảo vệ.

TRANG 22 Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi công). Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa. Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A  80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ). Hệ thống thông tin, tín hiệu: được thiết kế ngầm trong tƣờng, sử dụng cáp đồng trục có bộ chia tin hiệu cho các phòng bao gồm: tín hiệu truyền hình, điện thoại, Internet… 1.

Hệ thống cấp nước Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước Tp.Hồ Chí Minh chữa vào bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân xuống các tầng của công trình theo các đường ống nước chính. Hệ thống bơm nước cho công trình được thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa. Hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước được thiết kế gồm hai đườn. Một đường thoát nước bẩn trực tiếp ra hệ thống thoát nước khu vực, một đường ống thoát nhà vệ sinh được dẫn vào bể tự hoại xử lý sau đó mới dẫn ra hệ thống thoát nước khu vực.

Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ thu nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính Ø=140 ((mm) đi xuống dưới. Hệ thống phòng cháy chữa cháy Hệ thống báo cháy được lắp đặt mỗi căn hộ. Các bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và được bố trí ở hành lang, cầu thang….theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy của thành phố Hồ Chí Minh. Bố trí hệ thống cứu hỏa gồm các họng cứu hỏa tại các lối đi, các sảnh….với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 – 1995[7].

Hệ thống chống sét Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng tiêu yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng.