Tài liệu Thiết kế công trình trung tâm kĩ thuật in – thông tấn xã việt nam

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Xây dựng, cùng với các thầy cô giảng dạy đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ sở, chuyên môn và các kinh nghiệm quý giá trong suốt thời gian theo học tại trường. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS. Trần Doãn Hùng - người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân và toàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp. Tôi xin chúc các thầy cô và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Nha Trang, tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Hồng Phong MỤC LỤC Trang MỤC LỤC ................................................................................................................... I DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ VI DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. IX MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 PHẦN KIẾN TRÚC ....................................................................................................2 1.1. Giới thiệu về công trình .................................................................................2 1.2. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình ................................................2 1.3. Điều kiện khí hậu nơi xây dựng công trình ...................................................3 1.3.1. Nhiệt độ ..................................................................................................3 1.3.2. Độ ẩm......................................................................................................3 1.3.3. Lượng mưa..............................................................................................3 1.3.4. Hướng gió ...............................................................................................3 1.4. Giải pháp thiết kế công trình .........................................................................4 1.4.1. Các yêu cầu chung ..................................................................................4 1.4.2. Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng ...........................................4 1.4.3. Giải pháp mặt đứng ................................................................................5 1.4.4. Giải pháp giao thông ...............................................................................5 1.4.5. Giải pháp hoàn thiện ...............................................................................5 1.5. Giải pháp kĩ thuật ..........................................................................................6 1.5.1. Giải pháp chiếu sáng, thông gió .............................................................6 1.5.2. Giải pháp cấp điện ..................................................................................6 1.5.3. Giải pháp thông tin liên lạc.....................................................................6 1.5.4. Giải pháp cấp và thoát nước ...................................................................6 1.5.5. Giải pháp phòng cháy và chữa cháy .......................................................7 1.5.6. Phương án thoát hiểm .............................................................................7 1.5.7. Giải pháp chống sét ................................................................................7 1.5.8. Xử lí rác thải ...........................................................................................7 1.6. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật ...........................................................8 1.6.1. Mật độ xây dựng .....................................................................................8 1.6.2. Hệ số sử dụng đất ...................................................................................8 PHẦN KẾT CẤU ........................................................................................................9 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG .............................9 1.1. Tiêu chuẩn thiết kế ........................................................................................9 1.2. Vật liệu ..........................................................................................................9 1.3. Hình dạng công trình ...................................................................................10 1.3.1. Theo phương ngang ..............................................................................10 1.3.2. Theo phương đứng................................................................................10 1.4. Cấu tạo các bộ phận liên kết ........................................................................10 1.5. Tính toán hệ kết cấu nhà cao tầng ...............................................................11 I 1.5.1. Sơ đồ tính ..............................................................................................11 1.5.2. Tải trọng................................................................................................11 1.5.3. Phương pháp tính toán hệ kết cấu.........................................................11 1.5.4. Phần mềm tính toán ..............................................................................12 CHƯƠNG II CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU, VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN ............................................................................................................13 2.1. Chọn giải pháp kết cấu ................................................................................13 2.1.1. Hệ kết cấu chịu lực chính .....................................................................13 2.1.2. Hệ kết cấu sàn .......................................................................................15 2.2. Vật liệu sử dụng ...........................................................................................17 2.2.1. Bê tông ..................................................................................................17 2.2.2. Cốt thép .................................................................................................18 2.2.3. Vật liệu khác .........................................................................................18 2.3. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ...................................................................19 2.3.1. Chọn chiều dày bản sàn ........................................................................19 2.3.2. Chọn tiết diện dầm ................................................................................20 2.3.3. Chọn tiết diện cột ..................................................................................20 2.3.4. Chọn tiết diện vách và vách thang máy ................................................21 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH .......................................22 3.1. Chọn chiều dày bản sàn ...............................................................................22 3.2. Sơ đồ tính .....................................................................................................23 3.3. Tải trọng tính toán .......................................................................................23 3.3.1. Tĩnh tải sàn ...........................................................................................23 3.3.2. Hoạt tải sàn ...........................................................................................25 3.3.3. Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn ..................................................26 3.4. Xác định nội lực các ô sàn ...........................................................................27 3.4.1. Đối với ô sàn kê 4 cạnh ........................................................................27 3.4.2. Đối với ô sàn loại bản dầm ...................................................................28 3.5. Tính toán cốt thép sàn..................................................................................29 3.5.1. Lý thuyết tính toán cốt thép ..................................................................29 3.5.2. Kết quả tính toán ...................................................................................29 3.6. Bố trí và bố trí thép cấu tạo .........................................................................33 3.6.1. Bố trí cốt thép .......................................................................................33 3.6.2. Bố trí thép cấu tạo .................................................................................33 CHƯƠNG IV ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CÔNG TRÌNH.................................34 4.1. Cơ sở lí thuyết..............................................................................................34 4.2. Tính toán các dạng dao động .......................................................................35 4.2.1. Khối lượng và tâm khối lượng từng tầng .............................................37 4.2.2. Chu kì, tần số dao động riêng và tỉ số khối lượng tham gia .................37 CHƯƠNG V XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TẢI TRỌNG GIÓ ............................39 5.1. Thành phần tĩnh của tải trọng gió ................................................................39 5.2. Thành phần động của tải trọng gió ..............................................................41 5.2.1. Cơ sở chọn dạng dao động ...................................................................41 II 5.2.2. Công thức xác định ...............................................................................42 5.3. Phương pháp tổ hợp tải trọng gió ................................................................47 5.3.1. Nguyên tắc tổ hợp .................................................................................47 5.3.2. Cách nhập tải trọng gió vào mô hình công trình ..................................47 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CỐT THÉP KHUNG TRỤC 4 ................................48 6.1. Các loại tải trọng..........................................................................................48 6.2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng ..................................................................48 6.3. Tính toán thép dầm khung trục 4 từ tầng 1 đến tầng mái ............................49 6.3.1. Lý thuyết tính toán cốt thép dọc cấu kiện dầm chịu uốn ......................49 6.3.2. Lý thuyết tính toán cốt thép đai cấu kiện dầm chịu uốn .......................51 6.3.3. Tính toán giật đứt..................................................................................52 6.3.4. Bảng kết quả tính toán cốt thép dầm ....................................................53 6.3.5. Bố trí cốt thép .......................................................................................64 6.4. Tính toán cốt thép cột khung trục 4 từ tầng 1 đến tầng mái ........................66 6.4.1. Lý thuyết tính toán cốt thép ..................................................................66 6.4.2. Bảng kết quả tính toán cốt thép cột ......................................................69 6.4.3. Bố trí thép đai cột .................................................................................97 6.4.4. Bố trí cốt thép cột .................................................................................97 CHƯƠNG VII THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 4 .........................................98 7.1. Giới thiệu về công trình ...............................................................................98 7.2. Điều kiện địa chất công trình .......................................................................98 7.2.1. Cấu tạo địa tầng ....................................................................................98 7.2.2. Đánh giá điều kiện địa chất ..................................................................99 7.2.3. Chọn mặt cắt địa chất để tính móng ...................................................103 7.2.4. Đánh giá điều kiện địa chất thủy văn .................................................103 7.3. Chọn giải pháp nền móng ..........................................................................103 7.3.1. Phương án móng cọc ép......................................................................103 7.3.2. Phương án móng cọc khoan nhồi .......................................................104 7.4. Cơ sở tính toán ...........................................................................................105 7.4.1. Các giả thiết tính toán .........................................................................105 7.4.2. Các loại tải trọng dùng tính toán ........................................................105 7.5. Thiết kế móng cọc khoan nhồi ..................................................................106 7.5.1. Tải trọng..............................................................................................106 7.5.2. Sơ bộ chiều sâu đáy đài móng và các kích thước khác ......................109 7.5.3. Cấu tạo đài cọc và cọc ........................................................................110 7.5.4. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi .........................................112 7.5.5. Xác định kích thước móng và số lượng cọc .......................................120 7.5.6. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc .............................................................123 7.5.7. Kiểm tra ổn định đất nền theo khối móng quy ước ............................126 7.5.8. Kiểm tra độ lún của móng ..................................................................132 7.5.9. Kiểm tra điều kiện đâm thủng móng ..................................................134 7.5.10. Tính cốt thép đài cọc ........................................................................134 7.5.11. Bố trí thép giằng móng .....................................................................138 III PHẦN THI CÔNG ..................................................................................................139 CHƯƠNG I TỔNG QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH VÀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG .139 1.1. Vị trí xây dựng công trình .........................................................................139 1.2. Điều kiện địa chất – thủy văn ....................................................................139 1.3. Đặc điểm công trình ..................................................................................140 1.3.1. Kiến trúc .............................................................................................140 1.3.2. Kết cấu ................................................................................................140 1.3.3. Kết cấu móng ......................................................................................140 1.4. Điều kiện thi công......................................................................................141 1.4.1. Tình hình cung ứng vật tư ..................................................................141 1.4.2. Máy móc và thiết bị thi công ..............................................................141 1.4.3. Nguồn nhân công phục vụ thi công ....................................................141 1.4.4. Nguồn nước phục vụ thi công ............................................................142 1.4.5. Nguồn điện phục vụ thi công ..............................................................142 1.4.6. Giao thông và vận chuyển vật liệu đến công trình .............................142 1.4.7. Thiết bị và công tác an toàn lao động trong thi công .........................142 1.5. Các tiêu chuẩn áp dụng..............................................................................143 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM ..................144 2.1. Chọn giải pháp thi công phần ngầm ..........................................................144 2.2. Thiết kế biện pháp thi công cọc khoan nhồi ..............................................144 2.2.1. Thông số về cọc ..................................................................................144 2.2.2. Chọn phương án thi công cọc khoan nhồi ..........................................144 2.2.3. Quy trình kĩ thuật thi công cọc khoan nhồi ........................................145 2.2.4. Kiểm tra chất lượng cọc......................................................................151 2.2.5. Chọn máy khoan, máy cẩu theo phương pháp thi công .....................154 2.2.6. Tính toán khối lượng công tác cọc khoan nhồi ..................................156 2.3. Thiết kế biện pháp thi công tường cừ thép ................................................157 2.3.1. Chọn phương án thi công....................................................................157 2.3.2. Tính toán tường cừ Larsen..................................................................157 2.3.3. Chọn máy thi công ..............................................................................159 2.3.4. Thi công hạ cừ thép ............................................................................159 2.4. Thiết kế biện pháp thi công đào đất...........................................................160 2.4.1. Thể tích đất cần đào ............................................................................161 2.4.2. Chọn sơ đồ đào đất .............................................................................162 2.4.3. Chọn máy đào đất ...............................................................................163 2.4.4. Chọn ô tô vận chuyển đất ...................................................................164 2.5. Thiết kế biện pháp thi công móng và giằng móng ....................................165 2.5.1. Bê tông lót móng ................................................................................165 2.5.2. Đổ bê tông đài móng ..........................................................................166 2.5.3. Chọn máy thi công ..............................................................................171 2.6. Thiết kế biện pháp kĩ thuật thi công tường tầng hầm ................................171 2.6.1. Công tác cốt thép ................................................................................172 2.6.2. Công tác ván khuôn ............................................................................172 2.6.3. Công tác bê tông .................................................................................173 IV 2.6.4. Chọn máy thi công ..............................................................................174 2.7. Thiết kế biện pháp thi công sàn tầng hầm .................................................174 2.7.1. Chuẩn bị ..............................................................................................174 2.7.2. Công tác cốt thép sàn tầng hầm ..........................................................174 2.7.3. Công tác bê tông sàn tầng hầm ...........................................................174 2.7.4. Chọn máy thi công ..............................................................................174 CHƯƠNG III THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN ..................175 3.1. Chọn phương pháp thi công ......................................................................175 3.2. Tính toán ván khuôn sàn ............................................................................175 3.3. Tính toán ván khuôn dầm ..........................................................................177 3.4. Tính toán ván khuôn cột ............................................................................179 3.5. Tính toán máy thi công ..............................................................................180 3.5.1. Chọn cần trục tháp ..............................................................................180 3.5.2. Chọn máy vận thăng ...........................................................................182 3.5.3. Chọn bơm bê tông và xe chở bê tông .................................................182 CHƯƠNG IV TÍNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG VÀ LẬP TỔNG MẶT BẰNG .....183 4.1. Tính tiến độ thi công ..................................................................................183 4.1.1. Tính khối lượng và thời gian thi công phần ngầm .............................183 4.1.2. Tính khối lượng và thời gian thi công phần thân ...............................185 4.2. Lập tổng mặt bằng xây dựng .....................................................................190 4.2.1. Nguyên tắc bố trí tổng mặt bằng ........................................................190 4.2.2. Tính toán nhà tạm công trường ..........................................................191 4.2.3. Tính toán kho bãi chứa vật liệu ..........................................................192 4.2.4. Tính toán cấp điện cho công trình ......................................................193 4.2.5. Tính toán cấp nước cho công trình .....................................................195 PHẦN TÍNH TỔNG MỨC ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH ...........................................196 1.1. Quy mô và đặc điểm công trình ................................................................196 1.2. Cơ sở tính tổng mức đầu tư .......................................................................196 1.3. Tính tổng mức đầu tư xây dựng công trình ...............................................197 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................198 V DANH MỤC BẢNG Trang PHẦN KẾT CẤU ........................................................................................................9 Bảng 2.1. Trọng lượng riêng của vật liệu và hệ số vượt tải ..................................18 Bảng 2.2. Chọn sơ bộ kích thước dầm ..................................................................20 Bảng 2.3. Chọn sơ bộ kích thước cột ....................................................................21 Bảng 3.1. Tĩnh tải tính toán các ô sàn trong nhà S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 và các ô sàn ban công SB1, SB2 ..............................................................24 Bảng 3.2. Tĩnh tải tính toán các ô sàn khu vệ sinh S11, S12 ................................24 Bảng 3.3. Tĩnh tải tường trên các ô sàn S4, S9, S10, S11, SB1, SB1, SB2 ..........25 Bảng 3.4. Hoạt tải tính toán ...................................................................................26 Bảng 3.5. Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn ...................................................26 Bảng 3.5. Tổng tải trọng tác dụng lên mỗi ô sàn (tt) .............................................27 Bảng 3.6. Phương pháp tính nội lực ô sàn loại bản dầm .......................................28 Bảng 3.7. Tính thép ô sàn loại bản kê 4 cạnh ........................................................30 Bảng 3.8. Tính thép ô sàn loại bản dầm ................................................................32 Bảng 4.1. Khối lượng và tâm khối lượng ..............................................................37 Bảng 4.2. Chu kì và tần số dao động công trình....................................................37 Bảng 4.3. Hệ số chiết giảm chu kì  0 ...................................................................38 Bảng 5.1. Tính thành phần tĩnh của tải trọng gió ..................................................40 Bảng 5.2. Ba dạng dao động riêng đầu tiên của công trình ...................................41 Bảng 5.3. Hai dạng dao động tính thành phần động của tải trọng gió ..................42 Bảng 5.4. Hai hệ số  và .....................................................................................43 Bảng 5.5. Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió  .............43 Bảng 5.6. Hệ số động lực i ...................................................................................44 Bảng 5.7. Tính thành phần động tải trọng gió theo phương OX ...........................45 Bảng 5.8. Tính thành phần động tải trọng gió theo phương OY ...........................46 Bảng 6.1. Các loại tải trọng ...................................................................................48 Bàng 6.2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng ............................................................48 Bảng 6.3. Kích thước dầm khung trục 4 ................................................................49 Bảng 6.4. Tính cốt thép dọc của dầm ....................................................................54 Bảng 6.5. Tính thép đai dầm..................................................................................60 Bảng 6.6. Chọn cốt thép dầm ................................................................................61 Bảng 6.7. Chiều dài neo cốt thép trong bê tông chịu nén ......................................64 Bảng 6.8. Chiều dài neo cốt thép trong bê tông chịu kéo ......................................65 Bảng 6.9. Điều kiện và kí hiệu tính cốt thép cột chịu nén lệch tâm xiên ..............67 Bảng 6.10. Giá trị min theo độ mảnh  của cột ....................................................69 Bảng 6.11. Tính cốt thép cột C4A .........................................................................70 Bảng 6.12. Tính cốt thép cột C4B .........................................................................76 Bảng 6.13. Tính cốt thép cột C4C .........................................................................82 Bảng 6.14. Tính cốt thép cột C4D .........................................................................88 Bảng 6.15. Tính thép đai cột..................................................................................94 VI Bảng 6.16. Chọn cốt thép cột ................................................................................95 Bảng 7.1. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền ................................................................99 Bảng 7.2. Tải trọng tính toán móng M4A ...........................................................106 Bảng 7.3. Tải trọng tính toán móng M4B ...........................................................107 Bảng 7.4. Tải trọng tính toán móng M4C ...........................................................107 Bảng 7.5. Tải trọng tính toán móng M4D ...........................................................107 Bảng 7.6. Tải trọng tiêu chuẩn móng M4A .........................................................108 Bảng 7.7. Tải trọng tiêu chuẩn móng M4B .........................................................108 Bảng 7.8. Tải trọng tiêu chuẩn móng M4C .........................................................109 Bảng 7.9. Tải trọng tiêu chuẩn móng M4D .........................................................109 Bảng 7.10. Địa chất dọc thân cọc ........................................................................115 Bảng 7.11. Tính thành phần hi.fsi .........................................................................116 Bảng 7.12. Tính thành phần fsi ............................................................................118 Bảng 7.13. Tính thành phần mffsihi ......................................................................119 Bảng 7.14. Khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y, X móng M4A ..................124 Bảng 7.15. Lực tác dụng lên cọc móng M4A ......................................................125 Bảng 7.16. Lực tác dụng lên cọc móng M4B ......................................................125 Bảng 7.17. Lực tác dụng lên cọc móng M4C ......................................................126 Bảng 7.18. Lực tác dụng lên cọc móng M4D ......................................................126 Bảng 7.19. Ứng suất đáy khối móng quy ước, móng M4A ................................130 Bảng 7.20. Ứng suất đáy khối móng quy ước, móng M4C .................................130 Bảng 7.21. Ứng suất đáy khối móng quy ước móng M4B ..................................131 Bảng 7.22. Ứng suất đáy khối móng quy ước móng M4D .................................131 Bảng 7.23. Ứng suất bản thân của đất dưới đáy khối móng quy ước .................132 Bảng 7.24. Phản lực đầu cọc móng M4A ............................................................135 Bảng 7.25. Phản lực đầu cọc móng M4B ............................................................136 Bảng 7.26. Phản lực đầu cọc móng M4C ............................................................137 Bảng 7.27. Phản lực đầu cọc móng M4D ............................................................137 PHẦN THI CÔNG ..................................................................................................139 Bảng 2.1. Các chỉ tiêu của dung dịch bentonite ..................................................147 Bảng 2.2. Các thông số cần kiểm tra đối với lỗ khoan ........................................152 Bảng 2.3. Thông số kĩ thuật máy khoan ED5500 ................................................154 Bảng 2.4. Thống kê khối lượng bê tông cọc........................................................156 Bảng 2.5. Thông số kĩ thuật xe chở bê tông HD270 ...........................................156 Bảng 2.6. Hệ số áp lực đất Ka và Kp ....................................................................158 Bảng 2.7. Thông số kĩ thuật búa rung PCF – 250 ...............................................159 Bảng 2.8. Thể tích đầu cọc chiếm chỗ trong lớp đất đào ....................................161 Bảng 2.9. Thể tích đất đào lớp lót móng .............................................................161 Bảng 2.10. Thể tích các khối móng .....................................................................162 Bảng 2.11. Thông số kĩ thuật máy đào KOMATSU ...........................................163 Bảng 2.12. Thông số kĩ thuật xe ben HD270 ......................................................164 Bảng 2.13. Khối lượng bê tông lót móng ............................................................165 Bảng 2.14. Các modul ván khuôn thép ................................................................167 Bảng 2.15. Các modul ván khuôn góc .................................................................168 VII Bảng 2.16. Các modul thanh truyền góc .............................................................168 Bảng 2.17. Thể tích bê tông đài móng .................................................................170 Bảng 2.18. Thông số kĩ thuật bơm cần 32Z12L ..................................................171 Bảng 2.19. Thể tích bê tông tường tầng hầm ......................................................173 Bảng 3.1. Thông số kĩ thuật cần trục tháp HPCT – 5015A .................................181 Bảng 3.2. Thông số kĩ thuật vận thang HP – VTL100-80 ...................................182 Bảng 3.3. Thông số kĩ thuật bơm tính HBT60.13.112RSC.................................182 Bảng 4.1. Khối lượng và thời gian thi công các hạng mục .................................183 Bảng 4.2. Khối lượng và thời gian thi công các hạng mục .................................185 Bảng 4.3. Thống kê khối lượng vật liệu và tính diện tích kho, bãi .....................192 Bảng 4.4. Thống kê sử dụng điện ........................................................................194 VIII DANH MỤC HÌNH Trang PHẦN KẾT CẤU ........................................................................................................9 Hình 4.1. Sơ đồ tính thanh conson có hữu hạn khối lượng tập trung ....................34 Hình 7.1. Trụ địa chất ..........................................................................................102 Hình 7.2. Minh họa chiều sâu đặt móng và cọc khoan nhồi ...............................112 Hình 7.3. Kích thước móng M4A, M4B .............................................................121 Hình 7.4. Kích thước móng M4C, M4D .............................................................123 Hình 7.5. Kích thước khối móng quy ước ...........................................................128 Hình 7.6. Tháp đâm thủng móng .........................................................................134 Hình 7.7. Minh họa mặt ngàm của móng vào chân cột .......................................135 PHẦN THI CÔNG ..................................................................................................139 Hình 2.1. Sơ đồ tính sườn ngang ván khuôn móng .............................................169 Hình 3.1. Sơ đồ tính sườn phụ ván khuôn sàn .....................................................175 Hình 3.2. Sơ đồ tính sườn dọc thành dầm ...........................................................178 IX MỞ ĐẦU Ngày nay với xu hướng phát triển của thời đại, sự phát triển của của kinh tế đất nước thì nhà nhiều tầng và cao tầng được xây dựng rộng rãi ở các thành phố và đô thị lớn. Trong đó, các cao ốc văn phòng trụ sở cơ quan làm việc khá phổ biến. Cùng với đó thì trình độ kĩ thuật xây dựng ngày càng phát triển, đòi hỏi những người làm xây dựng phải không ngừng tìm hiểu nâng cao trình độ để đáp ứng với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ. Đồ án tốt nghiệp này là một bước đi cần thiết cho tôi nhằm hệ thống các kiến thức đã được học ở nhà trường sau bốn năm theo học. Đồng thời cũng giúp cho tôi bắt đầu làm quen với công việc thiết kế một công trình hoàn chỉnh, để có thể đáp ứng tốt cho công việc sau này. Xuất phát từ những yêu cầu trên và yêu cầu của công tác tốt nghiệp, được sự phân công của khoa Xây dựng Trường đại học Nha Trang và sự hướng dẫn của thầy Trần Doãn Hùng tôi được giao thực hiện đề tài: “Thiết Kế Công Trình Trung Tâm Kĩ Thuật In – Thông Tấn Xã Việt Nam”. Nội dung của đề tài bao gồm: Phần kiến trúc: 10% – Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Doãn Hùng. Phần kết cấu: 40% – Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Doãn Hùng. Phần thi công: 40% – Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Doãn Hùng. Phần tính tổng mức đầu tư: 10% – Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Doãn Hùng. Qua quá trình tham khảo tài liệu, thực tế thiết kế, tính toán và được sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn tôi đã hoàn thành nội dung đề tài được giao. Tuy nhiên do thời gian và kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều nên đồ án không tránh khỏi những thiếu xót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy cô và các bạn. Nha Trang, tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Hồng Phong 1 PHẦN KIẾN TRÚC Nhiệm vụ: Tìm hiểu về công trình và các bản vẽ có sẵn. Vẽ các bản vẽ kiến trúc của công trình. 1.1. Giới thiệu về công trình Công trình: TRUNG TÂM KĨ THUẬT IN – THÔNG TẤN XÃ VIỆT VAM. Địa điểm xây dựng: 126 – Đường Nguyễn Thị Minh Khai, Quận 3, Thành Phố Hồ Chí Minh. Công trình nằm trên trục đường giao thông chính thuận lợi cho việc cung cấp vật tư và 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 công trình cũ đã được phá dỡ, không có công trình ngầm bên dưới nền đất. Công năng công trình: Nhà văn phòng làm việc. Quy mô công trình: Cấp công trình : cấp II. Công trình được xây dựng trên khu đất có diện tích 1176m2 (24x49m). Diện tích xây dựng 589m2. Diện tích tầng hầm 665 m2. Tổng diện tích sàn 8603 m2 (bao gồm cả mái và không bao gồm tầng hầm). Nhà văn phòng và làm việc 15 tầng, và 1 tầng hầm. Tổng chiều cao công trình: 55,7m. 1.2. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình Sự phát triển của kinh tế đất nước và sự quan tâm của các cấp lãnh đạo, đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi để cơ quan Thông Tấn Xã Việt Nam phát triển, các ấn phẩm in của cơ quan ngày càng được độc giả quan tâm và ủng hộ. Trước nhu cầu tăng cường nhân sự và việc cần thiết phải mở rộng và đổi mới cơ sở in ấn của cơ quan để thay thế cho cơ sở cũ đã xuống cấp về cơ sở hạ tầng và không 2 đáp ứng được các yêu cầu về không gian cho việc thay đổi công nghệ in lần này của cơ quan. Công trình được xây dựng nhằm phục vụ cho mục đích xây dựng một trụ sở mới cho cơ quan để đáp ứng nhu cầu tăng cường nhân sự, cùng với đó là việc mở rộng xưởng in để thiết lập một nhà in có công xuất lớn hơn, có kĩ thuật và năng lực cao hơn để hoàn thành tốt nhất các ấn phẩm in. 1.3. Điều kiện khí hậu nơi xây dựng công trình Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa. 1.3.1. Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình trong năm: 260C. Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 170C. Nhiệt độ cao nhất trong năm: 390C. 1.3.2. Độ ẩm Độ ẩm tương đối bình quân: 78,9%. Độ ẩm tương đối mùa mưa: 80 – 98%. Độ ẩm tương đối mùa khô: 67 – 85%. Lượng bốc hơi trung bình: 28mm/ngày. Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5mm/ngày. 1.3.3. Lượng mưa Lượng mưa trung bình hàng năm: 1600 – 2200mm. Lượng mưa mùa mưa chiếm: 80% hàng năm (từ tháng 5 – 11). Lượng mưa mùa khô chiếm: 15% hàng năm (từ tháng 12 – 4 năm sau). 1.3.4. Hướng gió Thịnh hành trong mùa khô là gió Đông Nam và gió Đông. Thịnh hành trong mùa mưa là gió Tây Nam và gió Nam. Gió Tây Nam chiếm trên 65%. Hướng gió Tây Nam và Đông Nam thổi với tốc độ trung bình từ 1,4 – 2,15m/s. Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ theo mùa. Khu vực thành phố Hồ Chí Minh hầu như không chịu ảnh hưởng của gió bão. 3 1.4. Giải pháp thiết kế công trình 1.4.1. Các yêu cầu chung Việc thiết kế quy hoạch công trình, ngoài những yêu cầu theo các Tiêu chuẩn, Quy chuẩn, Quy phạm hiện hành của Nhà nước về việc thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng, kiến trúc công trình còn phải đảm bảo được các yêu cầu cụ thể sau đây: Công trình phải có đầy đủ các chức năng của một Nhà Văn Phòng làm việc. Công trình phải đảm bảo tính hiện đại và bền vững trong sử dụng. Các không gian chức năng trong công trình phải có dây chuyền hoạt động độc lập mà vẫn có sự liên hệ chặt chẽ với nhau và với bên ngoài. Tận dụng các yếu tố khí hậu có lợi như đón gió mát vào mùa khô (gió đông nam), lấy nhiều ánh sáng tự nhiên nhằm tạo vi khí hậu trong lành bên trong và ngoài công trình. Giảm độ ẩm, chống nấm mốc. Chống các tác động bất lợi như: bức xạ nhiệt lớn, nhất là vào mùa khô, chống thấm do mưa. Tận dụng tốt các điểm nhìn trong tổng thể, các hướng nhìn đến công trình. Hệ thống kỹ thuật cho công trình phải đồng bộ, hoạt động bền vững. Đấu nối hợp lý với các hệ thống hạ tầng kỹ thuật của khu đô thị xung quanh. 1.4.2. Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng Mặt bằng các tầng của công trình vuông vắn, ít góc cạnh, mạch lạc rõ ràng thuận tiện cho việc bố trí máy móc và giao thông trong công trình. Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô, xe máy xung quanh. Các hệ thống kỹ thuật như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm 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 điều khiển, hệ thống điện dự phòng, phòng quạt gió. Tầng 1: dùng làm nhà kho sách báo, nơi giao nhận hàng hóa. Đặt phòng bảo vệ và phòng kĩ thuật. Tầng 2: dùng làm văn phòng làm việc cho các phòng kế toán và kinh doanh. Tầng 3: dùng làm văn phòng làm việc cho phòng tạo mẫu in. Tầng 4: dùng làm văn phòng làm việc cho ban kĩ thuật chế bản và ban kĩ thuật in. Tầng 5: dùng làm phòng hội trường truyền thống và căn tin. Tầng 6 – 11: là khu vực kĩ thuật đặt các máy trước và sau khi in. 4 Tầng 12: dùng làm văn phòng làm việc cho phòng thu nhận bài và ảnh từ đường truyền thông tin và phòng kiểm tra kĩ thuật với khách hàng. Tầng 13: dùng làm văn phòng làm việc cho phòng phân tích công nghệ và phòng quản lí chất lượng theo các tiêu chuẩn ISO. Tầng 14: dùng làm văn phòng làm việc cho giám đốc, phó giám đốc trung tâm. Tầng kỹ thuật: bố trí các phương tiện kỹ thuật thang máy, hệ thống điều hòa, bồn chứa nước, thiết bị thông tin… Mái: đổ bê tông cốt thép toàn khối, độ dốc 2% về phía ống thu thu nước. Đảm bảo chống thấm và thoát nước mưa tốt nhất. Khu vệ sinh được bố trí thống nhất từ tầng 2 đến tầng 14. Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các văn phòng 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 dễ dàng thay đổi trong tương lai. 1.4.3. Giải pháp mặt đứng Các mặt đứng được thiết kế theo kiến trúc hiện đại, kết hợp hài hòa giữa kính và sơn màu tạo nên sự bắt mắt, hoành tráng cho công trình. Bao quanh công trình là hệ thống tường và kính gồm hệ thống các cửa sổ được ngăn cách bởi các mảng tường sơn màu. Trên 2 mặt đứng theo chiều dài tòa nhà còn có 4 vị trí lí tưởng dành cho việc treo pano quảng cáo. 1.4.4. Giải pháp giao thông Theo phương ngang: các hành lang được bố trí giao nhau tại sảnh thang thuận tiện cho giao thông. Theo phương đứng: thang máy được bố trí tại vị trí gần trung tâm mặt bằng giúp cho việc lên xuống giữa các tầng được nhanh chóng. Ngoài ra còn có 2 thang bộ được bố trí sát cạnh thang máy phục vụ cho lên xuống các tầng và thoát hiểm. 1.4.5. Giải pháp hoàn thiện Sử dụng các loại vật liệu hoàn thiện có mức độ thẩm mĩ cao như các loại sơn nước, cửa kính màu và trong suốt, trần thạch cao, gạch men lát nền,... 5 Vật liệu hoàn thiện phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn, đảm bảo bền đẹp cùng với tuổi thọ của công trình. 1.5. Giải pháp kĩ thuật 1.5.1. Giải pháp chiếu sáng, thông gió Giải pháp chiếu sáng: tận dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ các mặt đều được lắp kính. Ngoài ra ánh sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho phủ hết những điểm cần chiếu sáng. Giải pháp thông gió: tận dụng tối đa thông gió tự nhiên qua hệ thống cửa sổ. Ngoài ra sử dụng hệ thống điều hoà, không khí được xử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo các hộp kỹ thuật theo phương đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các tầng và các phòng. 1.5.2. Giải pháp cấp điện Nguồn điện được lấy trực tiếp từ hệ thống lưới điện của khu vực. Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình là máy phát điện đặt tại tầng hầm của công trình. Khi nguồn điện chính của công trình bị mất thì máy phát điện sẽ hoạt động để cung cấp điện cho các hệ thống sau: Các hệ thống phòng cháy chữa cháy. Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ. Các phòng làm việc ở các tầng. Hệ thống thang máy. Hệ thống máy tính, máy in và thiết bị quan trọng khác. Cáp cấp điện được lắp đặt trong các gel kĩ thuật. 1.5.3. Giải pháp thông tin liên lạc Hệ thống cáp thông tin liên lạc được lắp đặt theo các ông gel kĩ thuật thông tầng để liên kết các hệ thống máy tính với nhau và với hệ thống máy in. Hệ thống thông tin được liên kết với hệ thống bên ngoài qua hệ thống cáp quang, đường truyền điện thoại và đường truyền internet. 1.5.4. Giải pháp cấp và thoát nước Cấp nước: nước từ hệ thống cấp nước của thành phố đi vào bể ngầm đặt tại tầng hầm của công trình. Sau đó được bơm lên bể nước mái, quá trình điều khiển bơm 6 được thực hiện hoàn toàn tự động. Nước sẽ theo các đường ống kĩ thuật chạy đến các vị trí lấy nước cần thiết. Thoát nước: nước mưa trên mái công trình, trên logia, ban công được thu vào xênô và theo đường ống thoát nước mưa được chuyển vào hệ thống thoát nước mưa của khu vực. Nước thải sinh hoạt được đưa vào bể xử lý nước thải. Nước sau khi được xử lý sẽ được đưa ra hệ thống thoát nước của khu vực. Hệ thống đường ống cấp và thoát nước được lắp đặt trong các kĩ thuật thông tầng. 1.5.5. Giải pháp phòng cháy và chữa cháy Hệ thống báo cháy: thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi phòng và mỗi tầng, ở nơi công cộng của mỗi tầng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy phòng quản lý nhận được tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình. Hệ thống chữa cháy: thiết kế tuân theo các yêu cầu phòng chống cháy nổ và các tiêu chuẩn liên quan khác (bao gồm các bộ phận ngăn cháy, lối thoát nạn, cấp nước chữa cháy). Tất cả các tầng đều đặt các bình CO2, đường ống cấp nước chữa cháy tại các nút giao thông. 1.5.6. Phương án thoát hiểm Hai thang bộ được bố trí cạnh thang máy theo chiều đứng nhà đảm bảo thoát hiểm một cách nhanh nhất cho toàn bộ công nhân viên làm việc trong nhà. Cửa sổ kính là một phương án thoát hiểm khi cần thiết với các tầng ở dưới thấp. 1.5.7. Giải pháp chống sét Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động được thiết lập ở tầng mái. Bố trí kim thu sét tại đỉnh công trình và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để thu sét khi tòa nhà bị sét đánh trúng và giảm tới mức tối thiểu những ảnh hưởng của sét tới thiết bị bên trong tòa nhà. Bộ phận tiếp đất là mạng vòng khép kín bao quanh công trình với cọc thép góc và dây chống sét liên kết với nhau. 1.5.8. Xử lí rác thải Đặt các thùng chứa rác có nắp đậy tại đầu các hành lang ở mỗi tầng và ở các phòng làm việc. Vào cuối mỗi ngày làm việc đều có các nhân viên phục vụ làm công tác dọn dẹp vệ sinh cho toàn nhà và cho các phòng làm việc. 7 1.6. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật 1.6.1. Mật độ xây dựng K0 là tỷ số diện tích xây dựng công trình trên diện tích khu đất (%). K0  S xd 589 .100%  .100%  50, 08%. Skd 1176 Trong đó: Sxd = 589m2 là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng công trình. Skd = 1176m2 là diện tích khu đất. Mật độ xây dựng ở mức độ trung bình. 1.6.2. Hệ số sử dụng đất Hsd là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích khu đất. H sd  Ssan 8372   7,12. Skd 1176 Trong đó: Ssan  8372m2 là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái. 8 PHẦN KẾT CẤU Nhiệm vụ: Tính toán và bố trí cốt thép sàn tầng 6. Tính toán và bố trí cốt thép khung trục 4. Vẽ các bản vẽ kết cấu. CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 1.1. Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu bêtông cốt thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 356:2005. Kết cấu bêtông cốt thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574:1991. Tải trọng và tác động, TCVN 2737:1995. Nền nhà và công trình, Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 45:1978 Móng cọc, Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 205:1998. Cọc khoan nhồi, Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 195:1997. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối TCXD 198:1997. Nhà ở cao tầng, Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 323:2004. Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995, TCXD 229:1999 1.2. Vật liệu Vật liệu xây dựng cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ. 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. 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. 9 Vật liệu có giá thành hợp lý: trong điều kiện tại Việt Nam hay các nước thì vật liệu bê tông cốt thép hoặc thép là các loại vật liệu đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng. 1.3. Hình dạng công trình 1.3.1. Theo phương ngang Nhà cao tầng cần có mặt bằng đơn giản, tốt nhất là lựa chọn các hình có tính chất đối xứng cao. Trong các trường hợp ngược lại công trình cần được phân ra các phần khác nhau để mỗi phần đều có hình dạng đơn giản. Các bộ phận kết cấu chịu lựu chính của nhà cao tầng như vách, lõi, khung cần phải được bố trí đối xứng. Trong trường hợp không thể bố trí đối xứng thì cần phải có các biện pháp đặc biệt chống xoắn cho công trình theo phương đứng. Hệ thống kết cấu cần được bố trí để trong mỗi trường hợp tải trọng sơ đồ làm việc của các bộ phận kết cấu rõ ràng và truyền tải tốt nhất nhất tới móng công trình. Tránh dùng các sơ đồ kết cấu có các cánh mỏng và kết cấu dạng công son theo phương ngang vì các loại kết cấu này rất dễ bị phá hoại dưới tác dụng của động đất và gió bão. 1.3.2. Theo phương đứng Độ cứng của kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải được thiết kế đều hoặc thay đổi đều giảm dần lên phía trên. Cần tránh sự thay đổi đột ngột độ cứng của hệ kết cấu (như làm việc thông tầng, giảm cột hoặc thiết kế dạng cột hẫng chân cũng như thiết kế dạng sàn dật cấp). Trong các trường hợp đặc biệt nói trên người thiết kế cần phải có các biện pháp tích cực làm cứng thân hệ kết cấu để tránh sự phá hoại ở các vùng xung yếu. 1.4. Cấu tạo các bộ phận liên kết Kết cấu nhà cao tầng cần phải có bậc siêu tĩnh cao để trong trường hợp bị hư hại do các tác động đặc biệt thì hệ kết cấu không bị biến thành các hệ biến hình. Các bộ phận kết cấu cần được cấu tạo để khi bị phá hoại do các trường hợp tải trọng thì các kết cấu nằm ngang (sàn, dầm) bị phá hoại trước so với các kết cấu thẳng đứng (cột, vách cứng). 10