Đồ án: tốt nghiệp thiết kế chung cư cao cấp 19 tầng

Đồ án nghiên cứu tốt nghiệp thiết kế chung cư cao cấp 19 tầng, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Phan Trường Đông
• Người hướng dẫn: Lê Trung Kiên
• 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: Thiết Kế Chung Cư Cao Cấp 19 Tầng
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Thiết Kế Chung Cư Cao Cấp 19 Tầng

Đồ án tốt nghiệp thiết kế chung cư cao cấp 19 tầng là một công trình học thuật quan trọng trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng. Đây là đồ án được thực hiện tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của các giảng viên có chuyên môn cao. Công trình này được thiết kế với mục đích tạo ra một tòa nhà chung cư cao cấp, hiện đại và an toàn. Thiết kế chung cư 19 tầng áp dụng các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành, sử dụng những vật liệu xây dựng chất lượng cao và những công nghệ kỹ thuật tiên tiến. Đồ án này không chỉ đơn thuần là một bài tập tươi nghiệp mà còn là một công trình thực tiễn, phản ánh những kiến thức và kỹ năng chuyên sâu mà sinh viên đã tích lũy trong quá trình học tập.

1.1. Giới Thiệu Công Trình

Công trình chung cư cao cấp 19 tầng được thiết kế để cung cấp không gian sống hiện đại cho cơ dân. Tòa nhà có 19 tầng với đa dạng loại hình căn hộ, bao gồm các căn hộ từ studio đến căn hộ 3 phòng ngủ. Công trình được phân khu chức năng rõ ràng, với khu vực chung cư ở trên, khu vực hành chính, khu vực thương mại ở tầng trệt. Thiết kế tính đến các yếu tố quy hoạch đô thị, tiêu chuẩn xây dựng hiện hành và các yêu cầu về an toàn, vệ sinh, phòng cháy chữa cháy.

1.2. Phân Khu Chức Năng

Phân khu chức năng của công trình được sắp xếp khoa học và hợp lý. Tầng trệt dành cho khu vực thương mại, dịch vụ và quản lý. Các tầng từ 1 đến 19 là khu vực chung cư, với mỗi tầng chứa multiple căn hộ được thiết kế theo tiêu chuẩn cao cấp. Ngoài ra, công trình còn có tầng máy, tầng mái để bố trí các hệ thống kỹ thuật như điều hòa không khí, cấp nước, thoát nước và hệ thống điện.

II. Chọn Vật Liệu và Tiêu Chuẩn Áp Dụng

Việc chọn vật liệu xây dựng cho đồ án thiết kế chung cư cao cấp là một bước quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình. Tiêu chuẩn áp dụng bao gồm các quy chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành, các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn công trình. Các vật liệu được chọn lựa phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền, độ chống thấm, độ chống nước và khả năng cách âm. Kết cấu bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong công trình, với cầu nối giữa tính kinh tế và độ an toàn cao. Ngoài ra, công trình còn sử dụng các vật liệu hoàn thiện như gạch, sơn, kính cường lực để tạo nên một không gian sống đẹp mắt và hiện đại.

2.1. Giải Pháp Thiết Kế Kết Cấu

Giải pháp kết cấu được lựa chọn dựa trên phân tích kỹ lưỡng các tải trọng tác dụng. Hệ khung ngang được thiết kế với dầm và cột bê tông cốt thép, có khả năng chịu lực tốt. Sàn bằng hệ dầm và bản bê tông được tính toán chi tiết để đảm bảo độ an toàn và độ võng nằm trong giới hạn cho phép. Các lựa chọn này được thực hiện dựa trên kết quả của phân tích tĩnh học và động lực học.

2.2. Vật Liệu Sử Dụng

Vật liệu chính sử dụng trong công trình bao gồm bê tông cường độ cao, thép cốt có độ bền lớn, gạch xây, vôi xi măng và các vật liệu hoàn thiện khác. Bê tông được chọn với cường độ phù hợp với từng vị trí công trình, từ bê tông C25 đến C30 tùy yêu cầu. Thép cốt được lựa chọn từ thép thường (Φ) với độ bền 235 MPa đến thép cao cấp (Φ) với độ bền 400 MPa.

III. Tải Trọng và Tác Động Lên Công Trình

Tải trọng và tác động là những yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế chung cư cao cấp 19 tầng. Các loại tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm tải trọng tĩnh (trọng lượng chính nó, trọng lượng các vật sử dụng) và tải trọng động (gió, động đất, tải di động). Trong điều kiện địa chất tại Thành Phố Hồ Chí Minh, tác động động đất được xem là yếu tố thiết kế quan trọng. Tải trọng gió cũng phải được tính toán theo tiêu chuẩn hiện hành, đặc biệt là với một công trình cao 19 tầng. Các tải trọng này được xác định chi tiết thông qua các bảng tính toán, sử dụng các phần mềm chuyên dụng như SAFE V12 và ETABS để phân tích nội lực.

3.1. Tải Trọng Tĩnh

Tải trọng tĩnh bao gồm trọng lượng của sàn, dầm, cột và các vật liệu xây dựng khác. Trên sàn tầng điển hình, tải trọng bao gồm cân nặng của lớp sàn bê tông (ước tính 200-250 kg/m²), các thiết bị cơ điện (ước tính 50 kg/m²). Tải trọng hoạt động thay đổi theo loại phòng: phòng ở là 200 kg/m², phòng vệ sinh là 250 kg/m², lô gia là 150 kg/m². Các giá trị này được xác định theo tiêu chuẩn quy phạm xây dựng.

3.2. Tải Trọng Động

Tải trọng gió được tính toán theo phương X và Y, với hệ số động lực dựa trên chu kỳ dao động của công trình. Từ chương trình ETABS, chu kỳ mode 1 được xác định, từ đó tính được tải trọng gió động. Tải động đất là tác động quan trọng tại Thành Phố Hồ Chí Minh, được xác định thông qua phổ phản ứng thiết kế dựa trên gia tốc nền thiết kế và cấp động đất của khu vực.

IV. Thiết Kế Chi Tiết Công Trình

Thiết kế chi tiết của chung cư cao cấp 19 tầng bao gồm các phần: thiết kế sàn tầng điển hình, thiết kế cầu thang, thiết kế kết cấu khung và thiết kế nền móng. Mỗi phần được tính toán chi tiết sử dụng các phần mềm chuyên dụng và các phương pháp tính toán hiện đại. Sàn tầng được thiết kế với hệ dầm và bản bê tông, đảm bảo độ võng không vượt quá 1/250 của nhịp dầu. Cầu thang được thiết kế để đảm bảo các yêu cầu về chiều cao bậc (15-18cm), độ rộng bậc (25-30cm), độ rộng cầu thang (1,2-1,5m). Kết cấu khung được tính toán với các trường hợp tải khác nhau, xác định nội lực, lực cắt và moment uốn. Nền móng sử dụng cọc khoan nhồi với độ sâu phù hợp với địa chất địa phương, được tính toán sức chịu tải chi tiết.

4.1. Thiết Kế Sàn Tầng Điển Hình

Sàn tầng điển hình được thiết kế bằng hệ dầm bê tông cốt thép và bản bê tông. Trước tiên, xác định sơ bộ tiết diện hệ dầm sàn dựa trên tỷ lệ nhịp/độ cao (ước tính 1/10-1/12). Sau đó, sử dụng phần mềm SAFE V12 để mô hình hóa sàn, áp dụng tải trọng tĩnh và hoạt tải, tính toán nội lực. Kiểm tra độ võng của ô bản được thực hiện để đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép.

4.2. Thiết Kế Cầu Thang và Nền Móng

Cầu thang được thiết kế với bản nghiêng chịu tải trọng trực tiếp và bản chiếu nghỉ giữa các tầng. Tính toán nội lực bản thang và dầm chiếu nghỉ, xác định cốt thép cần thiết. Nền móng sử dụng cọc khoan nhồi được tính toán sức chịu tải dựa trên chỉ tiêu địa chất. Các mobile (móng) được thiết kế để chuyển tải từ cột xuống cọc, đảm bảo độ an toàn cao.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu chung về công trình - Tên công trình : CHUNG CƯ CAO CẤP 19 TẦNG - Địa chỉ : QUẬN 2 – TP.HCM - Quy mô công trình gồm : 1 tầng bán hầm , 1 tầng dịch vụ , 16 tầng điển hình và 1 tầng thượng - Chiều cao công trình : 64.3m tính từ mặt đất tự nhiên 1.2 Phân khu chức năng - Tầng hầm với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện.Ngoài ra còn bố trí phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy, phòng bảo vệ … Hệ thống hồ chứa nước được đặt ở góc của tầng hầm. - Tầng 1 được sử dụng làm khu thương mại phục vụ nhu cầu trong tòa nhà - Các tầng trên được sử dụng làm phòng ở, căn hộ cho thuê. Chiều cao tầng là 3.4 m , mỗi tầng có 8 căn hộ. 3 - Trên đỉnh công trình có bể chứa nước 100m và phòng bơm.3 Một số hệ thống kỹ thuật khác 1.1 Hệ thống điện : - Công trình sử dụng điện được cung cấp từ 2 nguồn: lưới điện TP.

Hồ Chí Minh và máy phát điện có công suất 150 kVA (kèm theo 1 máy biến áp tất cả được đặt dưới tầng hầm để tránh gây ra tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng đến sinh hoạt). - 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 v ực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa. - Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thồng ngắt điện tự động từ 1A ÷ 80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).

- Mạng điện trong công trình được thiết kế với những tiêu chí như sau: + An toàn: không đi qua khu vực ẩm ướt như khu vệ sinh. + Dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng cũng như dễ kiểm soát và cắt điện khi có sự cố. + Dễ thi công. - Mỗi khu vực thuê được cung cấp 1 bảng phân phối điện.

Đèn thoát hiểm và chiếu sáng trong trường hợp khẩn cấp được lắp đặt theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền.2 Hệ thống cấp nước - Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước TP.Hồ Chí Minh chứa vào bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân phối xuống các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính. Hệ thống bơm nước cho công trình đươc thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa. 7 - Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước. Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật.

Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở mỗi tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà.3 Hệ thống thoát nước - Nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ thu nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính d =140 mm đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường ống riêng. Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ ống dẫn để đưa nước vào bể xử lý nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống thoát nước chung.4 Hệ thống gió - 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.5 Hệ thống chiếu sáng - Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các của kính bố trí bên ngoài và các giếng trời trong công trình. 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.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại mỗi khu vực cho thuê.

Các bình cứu hỏa được trang bị đầy đủ và bố trí ở các hành lang, cầu thang…theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy Thành phố Hồ Chí Minh. - Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả 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 các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46 – 84) 1.8 Hệ thống rác thải - Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa gian rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài. Gian rác được thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi trường.4 Các vật liệu xây dựng chính cho công trình - Hệ khung nhà , sàn , sê nô dùng bê tông mác 300 , cốt thép - Vách , cửa kính - Sơn nước cho ngoại , nội thất - Nền lát gạch - Trần : trần BTCT và trần thạch cao - Bậc cấp , cầu thang lát gạch 8 CHƯƠNG 2 : CHỌN VẬT LIỆU – TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG - SƠ BỘ TIẾT DIỆN 2.1 Giải pháp thiết kế cho kết cấu - Giải pháp kết cấu phần thân : Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ bao gồm các dầm BTCT kết hợp với vách để chịu toàn bộ tải trong đứng và tải trọng ngang. Vách bằng BTCT.

Hệ kết cấu dầm - sàn là dầm – sàn bê tông cốt thép kết hợp với các dầm. - Giải pháp móng : Phương án móng cọc khoan nhồi BTCT 2.2 Phần mềm ứng dụng trong phân tích và tính toán - Mô hình hệ kết cấu công trình: ETABS, SAFE - Tính toán cốt thép và tính móng cho công trình: Sử dụng phần mềm EXCEL kết hợp với lập trình VBA.3 Tiêu chuẩn áp dụng - Công việc thiết kế được tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với nghành xây dựng. TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép; TCXD 198-1997: Nhà cao tầng –Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối; TCXD 10304-2012: Móng cọc- tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 9362-2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình; TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất; TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 9395-2012: Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu; 9 2.4 Vật liệu sử dụng Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 cho hệ cột-dầm - sàn và B30 sử dụng cho móng công trình.  Bê tông B25 + Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa + Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa + Mô đun đàn hồi: Eb = 32500 MPa  Bê tông B30 + Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 17 MPa + Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 1.4 MPa + Mô đun đàn hồi: Eb = 36000 MPa  Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10) + Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa + Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa + Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa + Mô đun đàn hồi : Es = 210000 MPa  Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10) + Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa + Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa + Mô đun đàn hồi : Es = 200000 MPa 2.5 Chọn sơ bộ tiết diện Tiết diện dầm + Xác định sơ bộ kích thước dầm chính: Chiều cao dầm: h 1 1 L 1 1 85007001070   d dc   8 128 12  Chọn hdc = 700 (mm) Chiều rộng dầm:  1 1   1 1   bdc     hdc    750  190  380  2424  Chọn bdc = 300 (mm) + Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ : Chiều cao dầm:  1 1  1 1  h dp     L d     8000  400 670  12 20   12 20   Chọn hdp = 400 (mm) 10 Chiều rộng dầm: b  1  1  1 1   dp   hdp     400  100  200 2 4  2 4   Chọn bdp = 200 (mm) Tiết diện sàn + Đặt hs là chiều dày của bản sàn, hs được chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, ngoài ra hs ≥ hmin + TCVN 5574:2012 (điều 8.2) [1] quy định: hmin = 40mm đối với sàn mái.

hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng. hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất. hmin = 70mm đối với bản làm từ betong nhẹ. + Đối với bản kê 4 cạnh: hs D  L1 m Với : D = 0.8 m = 40 ÷ 45 : đối với bản kê 4 cạnh L1 = L1max = 8500 mm Vậy  D 0.8 h L 8500  150 170 s 40 45 1  40 45 Ta chọn sơ bộ chiều dày sàn : hs = 0.15 (m) Tiết diện cầu thang Cầu thang tầng 2 đến tầng 17 là cầu thang 2 vế dạng bản Bậc thang + Số bậc: gồm 20 bậc , mỗi vế 10 bậc thang + Kích thước bậc: h 3400 hb  t   170mm nb 20 11 Chọn hb = 170 (mm) , lb = 270 (mm) Bản thang + Góc nghiên của cầu thang:  h 170  tan  b   0.