ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
…………………………….
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG.
BỘ MÔN: ĐỊA CƠ NỀN MÓNG.
HỌ VÀ TÊN: LÂM ĐỨC TOÀN MSSV: 80502983
NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP LỚP: XD05DD2
1. Đề tài luận văn: CAO ỐC THƯƠNG MẠI – CĂN HỘ THUẬN VIỆT.
2. Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)
- Kiến trúc: giới thiệu công trình, chức năng.
- Kết cấu: tính toán, thiết kế kết cấu công trình gồm: sàn, cầu thang bộ, bể nước, hệ
khung không gian.
- Nền móng: Thống kê địa chất.
Tính toán thiết kế móng theo 3 phương án: móng cọc ép BTCT,
móng cọc khoan nhồi, móng bè trên nền tự nhiên.
Chọn phương án móng hợp lý.
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 28/09/2009.
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 11/01/2010.
5. Họ tên thầy hướng dẫn: Phần hướng dẫn:
TS. VÕ PHÁN Nền móng và kiến trúc 70%
ThS LÊ TUẤN KHOA Kết cấu 30%
6. Nội dung và yêu cầu của LVTN đã được thông qua bộ môn.
Ngày tháng năm 2010
Chủ nhiệm bộ môn Thầy hướng dẫn nền móng Thầy hướng dẫn kết cấu
TS. VÕ PHÁN TS. VÕ PHÁN ThS. LÊ TUẤN KHOA
này.
Ngoài ra tôi cũng gửi lời cám ơn đến tất cả các bạn học đã cùng sát cánh với tôi,
giúp đỡ động viên và góp ý giúp tôi hoàn chỉnh luận văn này.
Đặc biệt, con cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ đã ủng hộ, giúp đỡ và
nuôi dưỡng con trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, tôi xin chúc cho nhà trường luôn gặp hái được nhiều thành công, xứng
đáng là một ngôi trường lớn của cả nước, là một ngôi trường mà tất cả học sinh và sinh
viên đều mơ ước. Tôi xin chúc tất cả các thầy các cô ở khoa Kỹ thuật Xây dựng lời chúc
sức khoẻ, khoẻ mạnh để có thể đủ sức truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý
báu cho các lớp đàn em sau này.
Người viết
LÂM ĐỨC TOÀN
MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
PHẦN 1- KIẾN TRÚC 8
Chương 1 - TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 9
1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG 9
1.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 9
1.2.1. Vị trí hiện trạng công trình 9
1.2.2. Chức năng của công trình 9
1.2.3. Quy mô công trình 9
1.2.4. Tổng quan kiến trúc 10
1.2.4.1. Tầng hầm 10
1.2.4.2. Tầng trệt 10
1.2.4.3. Tầng 2 10
1.2.4.4. Tầng 3 10
1.2.4.5. Tầng 4 đến tầng 12 11
1.2.4.6. Sân thượng, tầng kỹ thuật và tầng mái 11
1.3. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHÍNH TRONG CÔNG TRÌNH 11
2.5. TÍNH CỐT THÉP 26
Chương 3 - CẦU THANG 28
3.1. CẤU TẠO CẦU THANG 28
3.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC VẾ THANG 29
3.2.1. Tĩnh tải 29
3.2.1.1. Tác dụng lên bản chiếu nghỉ 29
3.2.1.2. Tác dụng lên các bản vế thang 30
3.2.2. Hoạt tải 30
3.2.3. Tổng tải tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ 31
3.3. NỘI LỰC CÁC VẾ THANG 31
3.3.1. Vế lên 31
3.3.2. Vế tới 32
3.4. TÍNH THÉP 33
3.5. TÍNH DẦM SÀN 34
3.5.1. Tải trọng tác dụng 34
3.5.2. Tính thép 36
Chương 4 – BỂ NƯỚC 37
4.1. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 37
4.2. TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN CỦA BỂ NƯỚC 37
4.2.1. Bản nắp 37
4.2.1.1. Kích thước bản nắp 37
4.2.1.2. Tải trọng tác dụng lên bản nắp 38
4.2.1.3. Sơ đồ tính 38
4.2.1.4. Tính thép 39
4.2.1.5. Thiết kế lỗ thăm 39
4.2.2. Bản đáy 40
4.2.2.1. Kích thước bản đáy 40
4.2.2.2. Tải trọng tác dụng lên bản đáy 40
4.2.2.3. Sơ đồ tính 41
4.2.2.4. Tính thép 41
5.7.1. Thép cột 66
5.7.2. Thép dầm 68
PHẦN 3 - NỀN MÓNG 71
Chương 6 - THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 72
6.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 72
6.1.1. Phân chia các lớp đất 72
6.1.2. Thống kê các đặc trưng tiêu chuẩn 74
6.1.3. Thống kê các chỉ tiêu tính toán 75
6.2. SỐ LIỆU THỐNG KÊ 76
6.2.1. Lớp 3b 76
6.2.1.1. Thống kê dung trọng riêng γ 76
6.2.1.2. Thống kê c, ϕ 77
Chương 7 – MÓNG CỌC ÉP BÊTÔNG CỐT THÉP 80
7.1. KHÁI QUÁT VỀ CỌC ÉP 80
7.2. THIẾT KẾ CỌC 80
7.2.1 Chọn chiều sâu đặt đài 80
7.2.2. Chọn cọc, chiều dài cọc, cạnh cọc 80
7.3. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 81
7.3.1. Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu 81
7.3.2. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền 82
7.3.3. Tính sức chịu tải của cọc theo SPT 83
7.4. MẶT BẰNG MÓNG 84
7.5. THIẾT KẾ CHO CÁC MÓNG 84
7.5.1 Móng M1 84
7.5.1.1. Tải trọng tác dụng 84
7.5.1.2. Chọn sơ bộ kích thước đài 85
7.5.1.3. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 86
7.5.1.4. Kiểm tra ứng suất và độ lún đáy khối móng qui ước 86
7.5.1.5. Kiểm tra theo điều kiện cẩu lắp 90
7.5.1.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 93
8.5.1.5. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 131
8.5.1.6. Kiểm tra xuyên thủng của đài cọc 136
8.5.1.7. Tính thép cho đài cọc 136
8.5.2. Móng M4 ( tại lõi thang máy) 138
8.5.2.1. Tính sức chịu tải cho cọc 1200 138
8.5.2.2. Tải trọng tác dụng 141
8.5.2.3. Chọn sơ bộ kích thước đài 142
8.5.2.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 143
8.5.2.5. Kiểm tra ứng suất và độ lún tại đáy khối móng quy ước 143
8.5.2.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 148
8.5.2.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài cọc 153
8.5.2.8. Tính cốt thép cho đài cọc 154
Chương 9 – MÓNG BÈ TRÊN NỀN TỰ NHIÊN 156
9.1. TỔNG QUAN PHƯƠNG ÁN MÓNG 156
9.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 156
9.3. ĐỊA CHẤT 156
9.4. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG BÈ 157
9.4.1. Chọn kích thước móng bè 157
9.4.2. Kiểm tra ổn định nền 158
9.4.3. Kiểm tra lún của khối móng bè 160
9.4.4. Kiểm tra xuyên thủng từ dầm móng xuống bản móng 161
9.4.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản móng 161
9.4.6. Tính toán nội lực 161
9.4.6.1. Nội lực bản theo phương X 166
9.4.6.2. Nội lực bản theo phương Y 167
9.4.7. Tính toán cốt thép bản 168
9.4.8. Tính nội lực và thép cho dầm móng 170
Chương 10 – SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 172
10.1. MÓNG CỌC BTCT 172
10.2. MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 172
KIẾN TRÚC GVHD: TS. VÕ PHÁN
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 9 MSSV: 80502983
Chương 1 - TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
CAO ỐC THƯƠNG MẠI – CĂN HỘ THUẬN VIỆT
1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG.
Với tốc độ phát triển kinh tế rất nhanh của đất nước, cũng như các thành phố khác trên cả
nước, thành phố Hồ Chí Minh đang phải đối mặt với những khó chung của những thành
phố có tốc độ phát triển và đô thị hóa cao. Trong các khó khăn đó thì nạn thiếu nhà ở
trầm trọng đã kéo theo một loạt vấn đề phát sinh khác cho thành phố: việc làm, vệ sinh,
an ninh……… ảnh hưởng lớn đến chất lượng cuộc sống của người dân. Việc tập trung
các khu công nghiệp,các văn phòng giao dịch, các trụ sở, các trường đại học, cao
đẳng…… trong nội thành đã ngày càng làm cho thành phố trở nên quá tải.
Nhằm giải quyết khó khăn về nhà ở cho người dân, trong những năm gần đây, các đô thị
mới, các khu dân cư, chung cư mới đuợc xây dựng ngày càng nhiều và hiện đại. Trong số
đó, Cao ốc thương mại – căn hộ Thuận Việt đuợc khởi công xây dựng nhằm giải quyết
một phần nào chỗ ở cho người dân và góp phần tạo nên bộ mặt mới, hiện đại hơn cho
thành phố Hồ Chí Minh.
1.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH.
1.2.1. Vị trí hiện trạng công trình.
Cao ốc thương mại - căn hộ Thuận Việt đuợc xây dựng tại địa chỉ 319 Lý Thường Kiệt,
phường 15 quận 11 thành phố Hồ Chí Minh. Công trình nằm tại trung tâm thành phố, gần
kề với khu phố thuơng mại, chung cư, công viên……….
1.2.2. Chức năng của công trình.
Chức năng của công trình chia ra làm 2 như sau:
Tầng trệt và tầng 2: đuợc sử dụng làm cửa hàng thương mại, coffee shop, nhà giữ
2
, trong đó diện tích phụ là 698 m
2
, diện tích cửa hàng là
1292.6 m
2
.
1.2.4.3. Tầng 2.
Có chiều cao tầng là 5.075 m.
Được bố trí các cửa hàng kinh doanh: 14 gian hàng có diện tích từ 61 m
2
đến 186 m
2
,
1 nhà giữ trẻ, 1 phòng thể thao, 1 phòng sinh hoạt cộng đồng.
Diện tích sàn: 1758 m
2
, trong đó diện tích phụ là 380 m
2
, diện tích cửa hàng là 1388,6
m
2
.
1.2.4.4. Tầng 3.
Có chiều cao tầng là 3.325 m, diện tích 1957 m
2
.
Được dùng làm căn hộ để ở.
Gồm có 5 loại căn hộ như sau:
- Hộ loại A ( 4 hộ): có diện tích 121.4 m
2
, bao
gồm: 1 phóng khách, 3 phòng ngủ, 3 toilet, 1 phòng sách, 1 bếp, 1 phòng ăn,
1 sân phơi.
1.2.4.5. Tầng 4 đến tầng 12.
Chiều cao tầng là 3.325 m, diện tích mỗi tầng là 1477.3 m
2
.
Được dùng làm căn hộ để ở.
Gồm có 5 loại căn hộ như sau:
- Hộ loại A ( 4 hộ ): có diện tích 86.4 m
2
, bao gồm: 1 phòng khách, 2 phòng
ngủ, 2 toilet, 1 bếp, 1 phòng sách, và sân phơi.
- Hộ loại B ( 4 hộ): có diện tích 96.3 m
2
, bao gồm: 1 phòng khách, 2 phòng
ngủ, 2 toilet, 1 bếp, 1 phòng sách và sân phơi.
- Hộ loại C ( 2 hộ): có diện tích 59.3 m
2
, bao gồm: 1 phòng khách, 2 phòng
ngủ, 1 toilet, bếp và sân phơi.
- Hộ loại D ( 4 hộ): có diện tích 74.9 m
2
, bao gồm: 1 phòng khác, 2 phòng ngủ,
1 toilet, bếp và sân phơi.
- Hộ loại E ( 1 hộ): có diện tích 118.3 m
2
, bao gồm 1 phòng khác, 3 phòng ngủ,
3 toilet, 1 bếp, 1 phòng sách, 1 phòng ăn và sân phơi.
1.3.3 Hệ thống điện.
Hệ thống điện cao thế đuợc nối với hệ thống biến áp của công trình.
Điện dự phòng cho toà nhà do phòng máy phát điện cho toàn khu công trình đuợc đặt
tại tầng hầm của toà nhà. Khi nguồn điện bị mất, máy phát điện dự phòng cung cấp điện
cho các hệ thống sau:
Thang máy.
Hệ thống phòng cháy chữa cháy.
Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ.
Biến áp điện và hệ thống cáp.
1.3.4. Hệ thống cấp thoát nước.
1.3.4.1. Hệ thống cấp nước sinh hoạt.
- Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố đuợc đưa vào bể chứa nước lớn của
toàn khu công trình, sau đó đuợc đưa thẳng lên bể chứa nước trên tầng thượng của từng
khu nhà. Việc điều khiển quá trình bơm hoàn toàn tự động thông qua hệ thống van phao.
- Hệ thống ống nước được đi trong các hộp gain đuợc bố trí hợp lý.
1.3.4.2. Hệ thống nước thải và khí gas.
- Nước mưa trên mái và ban công ….đuợc thu vào phễu và được bố trí cho thoát
xuống bằng hệ thống gain riêng, sau đó được dẫn thẳng ra hệ thống thoát nước của thành
phố.
- Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ thống dẫn để đưa về bể xử lý nước thải
rồi mới thải ra hệ thống thoát nước chung của thành phố.
1.3.5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy.
1.3.5.1. Hệ thống báo cháy.
KIẾN TRÚC GVHD: TS. VÕ PHÁN
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 13 MSSV: 80502983
Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng. Ở nơi công cộng và
mỗi tầng có gắn đồng hồ và đèn báo cháy đuợc nối trực tiếp với hệ thống quản lý để kịp
thời khống chế hoả hoạn cho toàn công trình.
1.3.5.2. Hệ thống cứu hoả.
- Nước: đuợc lấy từ bể nước tầng hầm, sử dụng máy bơm xăng lưu động.
Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%
Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày đêm.
1.4.2. Mùa khô:
Nhiệt độ trung bình: 27
o
C
KIẾN TRÚC GVHD: TS. VÕ PHÁN
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 14 MSSV: 80502983
Nhiệt độ cao nhất: 40
o
C.
Nhiệt độ thấp nhất: 18
o
C
Lượng mưa thấp nhất: 0.1 mm
Lượng mưa cao nhất: 300 mm.
Độ ẩm tương đối trung bình: 85.5%
1.4.3. Gió.
Trong mùa khô:
Gió Đông Nam: chiếm 30% - 40%
Gió Đông: chiếm 20% - 30%
Trong mùa mưa:
Gió Tây Nam: chiếm 66%.
Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2.15 m/s.
Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc
thổi nhẹ.
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão.
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 15 MSSV: 80502983
2.1.1. Kớch thc dm.
Chn s b cỏc kớch thc dm
Dm chớnh: 300 x 600 mm
Dm ph : 250 x 600 mm, v 200 x 400 mm.
Dm mụi : 200 x 600 mm
Mt bng b trớ dm th hin trờn bn v.
2.1.2. Chiu dy sn
Chn chiu dy sn:
Lh
s
=
45
1
:
20
1
Do cỏc nhip cú L khỏc nhau, nờn chn chung chiu dy sn l: h
s
= 100 mm.
2.1.3. Cu to sn
Gaùch ceramic =1cm, =2000daN/m3
Vửừa loựt =3 cm, =1800daN/m3
betong =10cm, =2500daN/m3
200x600
200x600
200x600
400x600
400x600
400x600
300x600
200x400
250x600
300x600
200x600
250x600
200x400
400x600
300x600
200x400
400x600
200x400
200x400
S1
400x600
400x600
250x600
400x600
400x600
250x600
200x400
200x400
200x600
200x600
S25
S24
S23
S26
S27
S30
S29
S28
S32
S31
200x400
AHình 2.2. Mặt bằng phân chia các ô sàn
2.2.TẢI TRỌNG.
2.2.1. Tĩnh tải.
Tĩnh tải tác dụng lên 1 m
2
sàn
Thành phần
δ (cm)
γ
(daN/m3)
Tải tiêu chuẩn
(daN/m2)
HSVT
Tải tính toán
(daN/m2)
2 2.1 3.3 0.1 1800 3.75 332.64
7 2.38 3.3 0.1 1800 11.34 124.67
11 0.6 3.3 0.2 1800 2.85 250.11
12 2.2 3.3 0.1 1800 5.90 221.49
13 2.64 3.3 0.1 1800 3.16 496.25
14 2.24 3.3 0.1 1800 5.12 259.88
22 4.2 3.3 0.1 1800 7.28 342.69
23 1.15 3.3 0.1 1800 2.10 325.29
24 8.3 3.3 0.1 1800 20.52 240.26
25 3.2 3.3 0.1 1800 5.40 352.00
27 2.6 3.3 0.1 1800 26.48 58.32
33 3.77 3.3 0.1 1800 6.21 360.61
35 5.61 3.3 0.1 1800 24.00 138.85
36 3 3.3 0.1 1800 24.00 74.25
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 19 MSSV: 80502983
37 0.6 3.3 0.1 1800 9.89 36.04
38 1.4 3.3 0.1 1800 3.45 241.04
Như vậy, tĩnh tải tính toán tại các ô sàn:
Ô số
L1
(m)
L2
(m)
g
t
(KN/m2)
g
13 2.8 1.2 4.96 4.04 9.00 bản 1 phương
14 2.8 1.9 2.60 4.04 6.64 bản 2 phương
15 3.2 2.5 0.00 4.04 4.04 bản 2 phương
16 3.7 5.4 0.00 4.04 4.04 bản 2 phương
17 2.3 1.1 0.00 4.04 4.04 bản 1 phương
18 8.1 1.5 0.00 4.04 4.04 bản 1 phương
19 2.3 1.1 0.00 4.04 4.04 bản 1 phương
20 5.7 3.8 0.00 4.04 4.04 bản 2 phương
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 20 MSSV: 80502983
21 2.7 3.6 0.00 4.04 4.04 bản 2 phương
22 2.8 2.6 3.43 4.04 7.47 bản 2 phương
23 2.8 0.75 3.26 4.04 7.30 bản 1 phương
24 7.6 2.7 2.41 4.04 6.45 bản 1 phương
25 5.4 1 3.52 4.04 7.56 bản 1 phương
26 2.4 1 0.00 4.04 4.04 bản 1 phương
tc
(daN/m2)
HSVT
p
tt
(KN/m2)
Ghi chú
Toàn
phần Dài hạn
Phòng ngủ 200 70 1.2 2.4
Hành lang 300 100 1.2 3.6
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 21 MSSV: 80502983
Cầu thang 300 100 1.2 3.6
Phòng khách, bếp, ăn, vệ
sinh 150 30 1.3 1.95
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn theo từng ô chức năng.
Ô số
p
tt
(KN/m2)
q
tt
(KN/m2)
19 3.6 7.64 38 1.95 8.40
39 2.4 6.44
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 22 MSSV: 80502983
2.3. SƠ ĐỒ TÍNH
Như vậy tỉ số 3>
b
d
h
h
nên ta chọn loại bản ngàm.
Gọi L1, L2 lần lượt là cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản
- Xét tỉ số
2
1
2
≥
L
L
sàn được tính theo loại bản dầm cắt từng lát có bề rộng 1m theo
phương cạnh ngắn để tính.
- Xét tỉ số
2
1
2
<
L
L
sàn đuợc tính theo loại bản kê 4 cạnh, làm việc theo 2 phương,
M1
M2
MII
M II
M I
M I
Hình 2.4. Sơ đồ tính bản 2 phương ( bản kê)
Tải trọng tác dụng lên sàn : q
tt
= g
tt
+ p
tt
Hình 2.3. Sơ đồ tính bản 1 phương ( bản dầm)
PHẦN KẾT CẤU GVHD: ThS. LÊ TUẤN KHOA
SVTH: LÂM ĐỨC TOÀN 23 MSSV: 80502983
Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn: P = q
tt
×
L1
×
L2 (KN)
Do các ô bản đã chọn là ô bản ngàm, ô số 9. Ta tính như sau:
Xét tỉ số
1
2
L
.P (KNm/m)
2.4. TÍNH NỘI LỰC.
2.4.1. Bản dầm.
Các bản dầm được xác định ở bảng trên.
Tính ô bản số 4
Cắt ô bản 1 dãy có bề dài 1m, dọc theo phương cạnh ngắn (3m), ta có:
22
.5,99.3
2,25
2424
n
qL
M ===
(KNm/m)
22
.5,99.3
4,50
1212
b
qL
M ===
(KNm/m)
Các ô bản khác tính tương tự, và ta có bảng ổng hợp kết quả sau:
Ô số L (m)
q
(kN/m2)
Mg
= 6.44 KN/m
2
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: P = q
tt
.L1.L2 = 6,44
×
2,7
×
2,3 = 40 KN.
Xét 174,1
3
.
2
7.2
==α
Tra bảng ta có:
m
i1
= 0.0202 M
1
= m
i1
.P = 0.808 KNm/m
m
i2
= 0.0147 M
2
= m
i2