Tài liệu Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình PHẦN 1 KIẾN TRÓC (10%) Thầy hướng dẫn : Nguyễn Quang Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuấn Líp : K44XDA Mã số sinh viên : 26444HN NHIỆM VÔ: 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 2. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH 3. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TưƠNG ỨNG CỦA CÔNG TRÌNH 4. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA CÔNG TRÌNH CÁC BẢN VẼ KÈM THEO: 1. KT 01: MẶT BẰNG TẦNG 1; MẶT ĐỨNG TRỤC 1-15,A-D; MẶT ĐỨNG SAU. 2. KT 02: MẶT BẰNG TẦNG 2-5; MẶT BẰNG MÁI; CHI TIẾT SI NÔ. 3. KT 03: MẶT ĐỨNG TRỤC 15-1, MẶT CẮT A-A, B-B; CHI TIẾT TAM CẤP. I. KHÁI QUÁT NHIỆM VỤ KIẾN TRÚC. Thái Nguyên là một tỉnh có trung tâm chính trị - kinh tế - văn hóa khá phát triển, trong những năm gần đây với sự phát triển của nền kinh tế thị trường cùng với sự gia tăng dân số đô thị, khối lượng xây dựng nhà ở, công trình phúc lợi công cộng, cơ sở hạ tầng ... cũng tăng lên khá nhanh. Tỉnh Thái nguyên ngày càng phát triển với các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình và dịch vụ thương mại đã góp phần quan trọng trong việc gia tăng giá trị tổng sản phẩm của tỉnh. Thu nhập bình quân trên đầu người tăng, đời sống nhân dân được nâng cao. Trong công cuộc đổi mới của toàn xã hội, nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng cho lực lượng vò trang trong toàn quân nói chung và Trường Quân sự Quân khu 1 nói riêng là sự cần thiết và cấp bách. Xét nhu cầu và khả năng ngân sách Nhà nước đầu tư cho Quốc phòng, Chủ đầu tư quyết định xây dựng một căn nhà 5 tầng, có 15 phòng học, kết hợp 5 phòng nghỉ của giáo viên để đáp ứng phần nào nhu cầu sử dụng. 1. Tên công trình: Giảng đường Trường Quân sự Quân khu 1 2. Nhiệm vụ và chức năng: Giảng đường Trường Quân sự QK1 được xây dùng trong nội thành Thành phố Thái Nguyên, theo tổng quy hoạch phát triển chung của Trường. Công trình đã góp phần giải quyết được những nhu cầu học tập và giảng dạy của nhà trường. 2. Chủ đầu t: Trừơng Quân sự Quân khu 1 3. Địa điểm xây dựng và vị trí giới hạn: - Địa điểm xây dựng: Thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên. Vị trí xây dựng nằm trong khuôn viên của trường tại thành phố. - Hình dạng và diện tích khu đất: Khu đất xây dựng công trình có hình chữ nhật, với diện tích 1.200m2. - Vị trí giới hạn: + Phía Nam (mặt trớc của nhà): Sân Trường + Phía Bắc (mặt sau của nhà): Giáp khu dân cư thấp tầng + Phía Tây (trục dọc): Nhà khách. + Phía Đông (trục dọc): Giáp khu đất chưa xây dựng - Quy mô, công suất và cấp công trình: Công trình bao gồm 5 tầng sử dụng, gồm 1 khối nhà hình chữ nhật: + Chiều cao công trình là 23,7m, chiều rộng là 13,5m chia thành 2 nhịp, chiều dài là 54,45m đợc chia thành 14 bớc cột. + Diện tích xây dựng mỗi tầng: 620m2 + Tổng diện tích sàn xây dựng: 3103m2 + Tầng 1: Chiều cao tầng 4,5m. + Tầng 2,3,4,5: Chiều cao tầng 3,9m, được sử dụng làm các phòng học SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình cho các học viên của trường. + Tầng mái: Mái lợp tôn chống nóng, trên đó đặt bể nớc mái, xung quanh có xây tường chắn mái. - Cấp công trình: Công trình cấp 3. - Các đặc điểm khác có liên quan đến điều kiện tổ chức thi công: Công trình đợc xây dùng trong khuôn viên của trường, phục vụ cho việc đào tạo, huấn luyện lực lợng vò trang Quân khu 1 (6 tỉnh phí Bắc: Thái Nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc ninh, Bắc Giang) nên được sù quan tâm của Bộ Quốc phòng, Bộ tư lệnh Quân khu 1, ban giám hiệu nhà tường. Hiện nay mọi thủ tục pháp lý đã được hoàn tất. Ngoài ra khu đất xây dựng bằng phẳng rộng rãi nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công công trình. II. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH. 1. Giải pháp mặt bằng. - Tầng 1 có chiều cao 4,5 m đợc bố trí 3 phòng học (2 phòng học có diện tích 113m2, 1phòng học có diện tích 151m2), một phòng nghỉ giáo viên diện tích 36m2. Ngoài ra các tầng còn được bố trí 1 khu vệ sinh diện tích 43,7m2 và được chia thành hai ngăn cho nam và nữ, 1 cầu thang ở giữa nhà, một hành lang để thuận tiện cho giao thông trong nhà. Ngoài ra ở tầng này còn bố trí một sảnh ở giữa nhà. - Tầng 2,3,4,5 có chiều cao 3,9m, mỗi tầng bố trí 3 phòng học, một phòng nghỉ giáo viên, một khu vệ sinh giống như ở tầng 1. - Tầng mái: mái lợp tôn liên doanh chống nóng, đồng thời tạo dáng kiến trúc cho công trình, xung quanh có xây tường chắn mái sê nô. Từ việc bố trí trên ta thấy là hợp lý đối với một công trình phục vụ cho việc giảng dạy và học tập của đội ngũ cán bộ, học viên trong Nhà trờng. 2. Giải pháp cấu tạo và mặt cắt. a. Giải pháp về mặt cắt: Các số liệu về công trình. - Cao độ cốt tự nhiên: -0,45 - Chiều cao tầng 1: 4,5m - Chiều cao tầng trung gian: 3,9m - Chiều cao mái: 3,6m - Tổng chiều cao nhà: 23,7m b. Giải pháp về cấu tạo các lớp sàn: Vật liệu hoàn thiện trong nhà. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình - Các phòng học, hành lang: + Sàn lát gạch Ceramic liên doanh 400x400. + Tờng trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu chỉ định. + Trần trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu trắng - Các phòng vệ sinh: + Sàn lát gạch Ceramic liên doanh chống trơn 200x200 + Èp gạch men 200x250, cao 2.1m, phần còn lại trát vữa xi măng, sơn màu trắng. + Sàn láng vữa xi măng mác 75 - Cầu thang: + Xây bậc gạch đặc mác 75 trên bản BTCT, trát vữa xi măng. + Tờng xây gạch trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu chỉ định. + Trần trát vữa xi măng, bả matit và sơn 3 nớc màu trắng + Tay vịn thang bằng gỗ . + Lan can hoa sắt bằng thép 14x14, sơn dầu 3 nước theo màu chỉ định. - Vật liệu hoàn thiện ngoài nhà: + Mái: Mái bằng tạo độ dốc 5%. + Cửa sổ: Dùng cửa gỗ panô kính. + Cửa đi: Dùng cửa gỗ panô kính có chip sắt. + Tờng: trát vữa ximăng, lăn sơn 3 nớc màu theo chỉ định. * Cụ thể cấu tạo các lớp sàn nh sau: Mái Sàn - Mái tôn liên doanh màu đỏ sẫm - Xà gồ thép U80x40x3.5 - Giằng tường thu hồi mác 150# - Tường 110 thu hồi - Ngâm láng chống thấm theo quy phạm - Sàn BTCT mác 200#, dày 100 - Trát trần vữa XM mác 75#, dày 20 - Bả ma tít, lăn sơn 3 nớc. - Nền lát gạch liên doanh 400x400 - Vữa XM mác 75#, dày 30 - Sàn BTCT mác 200#, dày 100 - Trát trần vữa XM mác 75#, dày 20 - Bả ma tít, lăn sơn 3 nớc. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình Nền - Nền lát gạch liên doanh 400x400 - Vữa XM mác 75#, dày 30 - BTGV mác 50#, dày 50 - Đất pha cát tôn nền, tới Èm đầm chặt - Lớp đất tự nhiên, đầm chặt K = 0,96. 3. Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình. Mặt đứng của công trình đợc thiết kế với hình khối phong phú, kết hợp với sự thay đổi hình khối và màu sắc tạo nên sự cảm thụ độc đáo, sử dụng một số phương pháp treo mảng, cửa hành lang có kiến trúc hiện đại để giảm sự ảnh hưởng của môi trường nắng, gió đến công trình. Kiến trúc phù hợp với chức năng công trình và với kiến trúc tổng thể của Nhà trờng, góp phần tạo thành quần thể kiến trúc. Công trình gồm 5 tầng, đồng thời kết hợp với các hệ thống kỹ thuật như: Cấp thoát nước, điện, chống sét, điều hòa thông gió, phòng cháy chữa cháy và các công trình phù trợ đó là sân, vườn, cây cảnh. Giải pháp mặt đứng hợp lý, cân đối cân bằng thể hiện sự vững chắc, mạnh mẽ, nghiêm trang hợp lý với chức năng công trình. Giải pháp mặt bằng với kết cấu lựa chọn dễ dàng bố trí không gian giảng dạy và học tập, thích ứng với các mô đun tổ hợp thiết bị nội thất và các loại vật liệu hoàn thiện sẵn có tại địa phương. Toàn khối công trình sử dụng những đường nét đơn giản, mạch lạc, ngang bằng. Hệ thống lan can đứng, cân đối giữa hàng cột hiên, hòa nhập cùng sự thay đổi hình khối không gian giữa mảng tường và cửa sổ hành lang, khối rỗng hành lang tạo nên sự thay đổi về hình thức kiến trúc phong phú. Công trình đợc thiết kế đồng dạng ở các mặt, tạo góc nhìn hợp lý từ các phía và qui mô phù hợp chức năng sử dụng, góp phần tham gia vào kiến trúc chung của nhà trường. 4. Giải pháp công năng. Phía trước Giảng đường là khoảng sân có các bồn cây cảnh, mở ra một không gian thoáng mát và rộng rãi đa lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Phía bên phải của lối ra vào là sát với khu tập thể lực của cán bộ, học viên nhà trường. Phía sau bố trí các công trình phụ trợ như bể nớc, bể phốt, máy bơm nớc bố trí dới gầm cầu thang tầng 1, nơi này thuận tiện cho công việc phục vụ nước sinh hoạt cũng như phục vụ công tác PCCC. Trên cơ sở SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình mặt bằng công trình, phòng nghỉ của giáo viên đợc bố trí ở giữa các phòng học tạo nên sự hợp lý của công trình. III. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH. 1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng: - Tiêu chuẩn thiết kế trờng đại học TCVN 3981-1985 - Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995 - Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 5574-91 - Tiêu chuẩn thiết kế móng công trình 20TCN-21-86 và TCXD 4578 - Quy phạm thiết kế chống sét cho các công trình kiến trúc QPXD 46-71. - Chiếu sáng tự nhiên theo tiêu chuẩn TCXD 29-66 - Chiếu sáng nhân tạo theo tiêu chuẩn TC 16-64 - Tiêu chuẩn PCCC cho nhà và công trình TCVN 2622-78. 2. Giải pháp kết cấu. Đây là công trình thuộc nhóm C, công trình cấp 3, phương án thiết móng được thiết kế dựa trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất dự kiến là móng băng giao thoa kết hợp với móng trụ BTCT đối với móng cột hiên. Phần thân được thiết kế cột BTCT, dầm sàn BTCT toàn khối kết hợp với xây tường chèn. Tường xây gạch tuynel M75, vữa XMCV M50, sử dụng các loại vật liệu sản xuất, khai thác tại địa phương. Tường, dầm, trần được trát vữa XMC M50 dày 1,5cm sau đó được sơn bằng sơn kháng kiềm bên ngoài để chống rêu mốc. Toàn bộ cửa sổ và cửa đi làm bằng gỗ pa nô kính trắng dày 5mm. Mái đuơc lợp chống nóng bằng tôn AUSTNAM màu đỏ, đợc đỡ bằng xà gồ thép đúc U 80 x 40 x 0,45. Nền nhà đợc sử dụng gạch Ceramic 30 x 30. Sân đợc đệm BTGV vữa M25 và lát gạch TERÊJÔ chống trơn. Toàn bộ thiết bị điện, nước sử dụng vật liên doanh trong nớc. 3. Hệ thống thông gió, chiếu sáng. - Thông hơi thoáng gió là một yêu cầu quan trọng đối với công trình, nhằm bảo đảm sức khoẻ cho con người. Nhất là khi học tập căng thẳng nên cần phải thông thoáng. Công trình nhờ mặt bằng hình chữ nhật, bốn mặt đợc tiếp xúc với thiên nhiên nên được đảm bảo thông gió tự nhiên, mặt ngoài của mỗi tầng đều là hệ thống cửa sổ gỗ panô kính, bố trí rèm chắn nắng, kết hợp với tường 220 đảm bảo cách nhiệt cho công trình. - Công trình có hệ thống quạt trần, để điều tiết nhiệt độ và khí hậu đảm SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình bảo yêu cầu thông thoáng cho học tập và giảng dạy. - Tại các phòng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió. 4. Hệ thống giao thông nội bộ. - Phương tiện giao thông theo phơng đứng của toàn công trình: 1 thang bộ được bố trí ở giữa giúp cho việc lên xuống thuận tiện cho mọi người trong quá trình hoạt động cũng như khi có sự cố xảy ra. - Theo phương ngang là các hệ thống hành lang chạy dọc trước nhà, các hành lang này tương đối rộng rãi nối các phòng với nhau và nối với cầu thang bộ. Toàn bộ công trình có một sảnh chung tầng 1. 5. Hệ thống cấp thoát nớc. - Cấp nước: Nguồn nước cung cấp cho công trình được lấy từ hệ thống cấp nước của Nhà trường, đưa lên téc nước mái và từ téc nớc mái cấp cho các vị trí sử dụng. - Thoát nước: Vì hệ thống thoát nớc bao gồm cả thoát nước mưa và nước thải nên ống thu nước từ sênô được bố trí ở ngoài công trình nhằm bảo đảm thoát nước kịp thời và thoát ra theo hệ thống thoát nước của thành phố. 6. Hệ thống điện. - Dùng nguồn điện được cung cấp từ thành phố, công trình có trạm biến chung với hệ thống biến áp của trường - Trang thiết bị điện trong công trình đợc lắp đặt đầy đủ trong các phòng, phù hợp với chức năng sử dụng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn khi vận hành. Trạm điện được đặt ngoài công trình, đảm bảo yêu cầu về chống cháy. dây dẫn điện trong phòng được đặt ngầm trong tường, có lớp vỏ cách điện an toàn. Dây dẫn theo phương đứng được đặt trong các hộp kỹ thuật. 7. Hệ thống chống sét. - Hệ thống chống sét công trình lấy theo quy định trong "Quy phạm thiết kế chống sét cho các công trình kiến trúc" QPXD 46-84. Phần thu sét được làm bằng các kim thu sản xuất bằng thép đầu có mạ thiếc, sau đó dẫn sét xuống an toàn và hiệu quả bằng dây thoát sét sản xuất bằng thép có đường kính từ 10-12mm. Tản nhanh năng lượng sét vào đất bằng hệ thống nối đất bao gồm: cọc đóng xuống đất có L = 2,5m, bằng thép góc hoặc ống kim loại tròn, dây tản sét trong đất được làm thép D16mm. 8. Giải pháp phòng cháy và chữa cháy. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình Giải pháp phòng cháy, chữa cháy phải tuân theo tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng của Việt Nam hiện hành. Hệ thống phòng cháy chữa cháy phải được trang bị các thiết bị sau: Hệ thống vòi và hộp chữa cháy; Hộp đựng ống mềm và vòi phun nước được bố trí ở các vị trí thích hợp của từng tầng; Các hộp vòi chữa cháy đảm bảo chữa cháy cho toàn công trình khi có cháy xảy ra. Máy bơm nước chữa cháy được đặt ở tầng kĩ thuật. Bơm chữa cháy được lắp đặt để cung cấp nước chữa cháy cho hệ thống hộp vòi chữa cháy. Bơm chữa cháy đặt cùng bơm sinh hoạt trong phòng bơm, bố trí 1 bơm động cơ điện và một bơm động cơ xăng. Bể chứa nước chữa cháy dùng kết hợp bể nớc sinh hoạt ở bên ngoài, phải luôn đảm bảo dự trữ nớc cứu hoả theo yêu cầu. Hệ thống chống cháy tự động bằng hoá chất. Hệ thống báo cháy gồm: đầu báo khói, hệ thống báo động. Bố trí 2 họng chờ nối với xe chữa cháy bên ngoài công trình . Các hành lang cầu thang đảm bảo lu lượng người lớn khi có hỏa hoạn, 1 thang bé bố trí ngay giữa nhà có kích thước phù hợp với tiêu chuẩn kiến trúc và thoát hiểm khi có hoả hoạn hay các sự cố khác. Các bể chứa nước trong công trình đủ cung cấp nước cứu hoả trong 2 giê. Khi phát hiện có cháy, phòng bảo vệ và quản lý sẽ nhận được tín hiệu và kịp thời kiểm soát khống chế hoả hoạn cho công trình SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình PHẦN II: KẾT CẤU (KHỐI LƯỢNG 45%) Thầy hướng dẫn : Nguyễn Quang Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuấn Líp : K44XDA Mã số sinh viên : 26444HN I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: - Thiết kế khung trục 4. - Thiết kế sàn tầng 3 - Thiết kế cầu thang bé tầng điển hình. - Thiết kế móng các cột trục 4. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình A. PHÂN TÍCH - LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH: I. GIẢI PHÁP VỀ HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC: 1. Các dạng kết cấu cơ bản: 1.1. Kết cấu khung chịu lực: Bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang. Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng của công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng chống lại tác động của tải trọng ngang kém, hệ dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng và tăng chiều cao nhà. Các công trình sử dụng kết cấu khung thường là những công trình có chiều cao không lớn, với khung BTCT không quá 20 tầng, với khung thép cũng không quá 30 tầng. 1.2. Kết cấu vách cứng: Là hệ thống các vách vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang. Loại kết cấu này có độ cứng ngang lớn, khả năng chống lại tải trọng ngang lớn, khả năng chịu động đất tốt. Nhưng do khoảng cách của tường nhỏ, không gian của mặt bằng công trình nhỏ, việc sử dụng bị hạn chế, kết cấu vách cứng còn có trọng lượng lớn, độ cứng kết cấu lớn nên tải trọng động đất tác động lên công trình cũng lớn và đây là đặc điểm bất lợi cho công trình chịu tác động của động đất. Loại kết cấu này được sử dụng nhiều trong công trình nhà ở, công sở, khách sạn. 1.3. Kết cấu tường chịu lực: Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là các tường phẳng. Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn được xem là cứng tuyệt đối. Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấm tường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu này thì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêu cầu về kết cấu. Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiện kiến trúc của công trình khó có thể bố trí vị trí các tường cứng cho hợp. 2. Các dạng kết cấu hỗn hợp: 2.1. Kết cấu khung - giằng: là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng, lấy ưu điểm của loại này bổ sung cho nhược điểm của loại kia, công trình vừa có không gian sử dụng tương đối lớn, vừa có khả năng chống lực bên tốt. Vách cứng trong kết cấu này có thể bố trí đứng riêng, cũng có thể lợi dụng tường thang máy, thang bộ, được sử dụng rộng rãi trong các loại công SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình trình. 2.2. Kết cấu sơ đồ giằng: Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó còn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu lực. Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén. 3. Giải pháp về vật liệu: Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là bêtông cốt thép và thép (bêtông cốt cứng). - Công trình bằng thép với thiết kế dạng bêtông cốt cứng đã bắt đầu đươc xây dựng ở nước ta. Đặc điểm chính của kết cấu thép là cường độ vật liệu lớn dẫn đến kích thước tiết diện nhỏ mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực. Kết cấu thép có tính đàn hồi cao, khả năng chịu biến dạng lớn nên rất thích hợp cho việc thiết kế các công trình cao tầng chịu tải trọng ngang lớn. Tuy nhiên nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối là rất khó khăn, mặt khác giá thành công trình bằng thép thường cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là rất tốn kém, đặc biệt với môi trường khí hậu Việt Nam, và công trình bằng thép kém bền với nhiệt độ, khi xảy ra hoả hoạn hoặc cháy nổ thì công trình bằng thép rất dễ chảy dẻo dẫn đến sụp đổ do không còn độ cứng để chống đỡ cả công trình. Kết cấu nhà cao tầng bằng thép chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi cần không gian sử dụng lớn, chiều cao nhà lớn (nhà siêu cao tầng), hoặc đối với các kết cấu nhịp lớn như nhà thi đấu, mái sân vận động, nhà hát, viện bảo tàng (nhóm các công trình công cộng). - Bêtông cốt thép là loại vật liệu được sử dụng chính cho các công trình xây dựng trên thế giới. Kết cấu bêtông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra nó tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bêtông và tính chịu kéo của cốt thép nhờ tính chất làm việc chung giữa chúng. Tuy nhiên vật liệu bêtông cốt thép sẽ đòi hỏi kích thước cấu kiện lớn, tải trọng bản thân của công trình tăng nhanh theo chiều cao khiến cho việc lựa chọn các giải pháp kết cấu để xử lý là phức tạp. Do đó kết cấu bêtông cốt thép thường phù hợp với các công trình dưới 30 tầng. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình 4. Phân tích lựa chọn phương án kết cấu phần thân: Trên cơ sở đề xuất các phương án về hệ kết cấu chịu lực chính và vật liệu như trên, với quy mô của công trình gồm 5 tầng thân, tổng chiều cao khoảng 20,4 m, phương án kết cấu tổng thể của công trình được lựa chon như sau: - Về hệ kết cấu chịu lực: Tận dụng ưu thế và khả năng thi công, chọn giải pháp kết cấu là hệ khung chịu lực với sơ đồ kết cấu khung. Trong đó khung chịu tất cả tải trọng ngang tác dụng vào công trình và phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải của nó. Hệ thống khung bao gồm các hàng cột và hệ thống dầm sàn tăng độ ổn định cho hệ kết cấu. - Về vât liệu: Trên thực tế các công trình xây dựng của nước ta hiện nay vẫn sử dụng bêtông cốt thép là loại vật liệu chính. Chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công với loại vật liệu này, đảm bảo chất lượng công trình cũng như các yêu cầu kỹ, mỹ thuật khác. Em dự kiến chon vật liệu bêtông cốt thép sử dụng cho toàn bộ công trình như sau: + Bêtông dùng cho các cấu kiện mác 250 (Rn = 110 kG/cm2). + Cốt thép D < 12 nhóm AI: Ra = 2300kG/cm2; Rađ =1800 kG/cm2; + Cốt thép D > 12 nhóm AII: Ra = Rsc = 2800 kG/cm2 . + Cốt thép D >=18 nhóm AIII: Ra = 3600kG/cm2. 5. Giải pháp móng cho công trình: Vì công trình là nhà thấp tầng (5 tầng) nên tải trọng đứng truyền xuống móng nhân theo số tầng là khá lớn. Mặt khác vì chiều cao công trình khoảng 23,7m nên tải trọng ngang (gió, động đất) tác dụng là lớn, đòi hỏi móng có độ ổn định cao. Do đó phương án móng sâu là hợp lý nhất để chịu được tải trọng từ công trình truyền xuống. - Móng cọc đóng: Ưu điểm là kiểm soát được chất lượng cọc từ khâu chế tạo đến khâu thi công nhanh. Nhưng hạn chế của nó là tiết diện nhỏ, khó xuyên qua ổ cát, thi công gây ồn và rung ảnh huởng đến công trình thi công bên cạnh đặc biệt là khu vực thành phố. Hệ móng cọc đóng không dùng được cho các công trình có tải trọng quá lớn do độ sâu các cọc không đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình, còn nếu đóng qua nhiều cọc thì không đảm bảo yêu cầu về cấu tạo. - Móng cọc Ðp: Loại cọc này chất lượng cao, độ tin cậy cao, thi công SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình êm dịu. Hạn chế của nó là khó xuyên qua lớp cát chặt dày, tiết diện cọc và chiều dài cọc bị hạn chế. Điều này dẫn đến khả năng chịu tải của cọc chưa cao. * Từ phân tích ở trên, với công trình này xây trong nội thành TP Thái Nguyên việc sử dụng cọc Ðp sẽ đem lại sự hợp lý về khả năng chịu tải, hiệu quả kinh tế và đảm bảo khả năng thi công. II. Lựa chọn phương án kết cấu sàn: Lựa chọn giải pháp sàn sườn toàn khối, không bố trí dầm phụ, chỉ có các dầm qua cột. Đây là loại sàn dùng phổ biến nhất hiện nay, thích hợn cho công tác bê tông toàn khối toàn công trình. - Ưu điểm: Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện, thi công đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công. Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây. - Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang. Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng. Quá trình thi công chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn. III. Lập các mặt bằng kết cấu, đặt tên cho các cấu kiện, lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện. 1. Lập các mặt bằng kết cấu và đặt tên cho các cấu kiện Việc đặt tên cho các cấu kiện trên mặt bằng kết cấu dựa trên cơ sở là vị trí cấu kiện và đặc điểm làm việc của cấu kiện. Những cấu kiện nằm ở cùng tầng, có vị trí và đặc điểm làm việc giống nhau thì có tên giống nhau. SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 11 10 11 8 9 10 9 2 c d 1 3 4 5 6 7 8 7 6 2 1 3 4 5 mÆt b»ng kÕt cÊu tÇng ®iÓn h×nh 12 12 13 13 14 14 15 15 b c d Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình b SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình 2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện: a. Chiều dày sàn: - Chiều dày sàn phụ thuộc vào: l2 + Kích thước ô bản điển hình: l1 x l2 = 4,2 x 9m => l =2,14 1 ⇒ Ô bản làm việc theo một phương, bản thuộc loại bản kê 2 cạnh. Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: D hb= l. m D: (0,8 ÷1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, với công trình là giảng đường tải trọng bình thường, lấy D = 0,8. m: (30÷35) là hệ số với ô bản loại dầm, chọn m = 35 l: là chiều dài cạnh ngắn, l = 4,2 ⇒ hb = 0,8 x 420/35 = 9,6 cm ⇒ Sơ bộ chọn hb = 10 cm. + Với các ô bản khác nhỏ hơn ta chọn h b = 10cm chung cho toàn sàn để tạo điều kiện cho thi công được dễ dàng. b. Tiết diện dầm: - Chiều cao dầm thường được lựa chọn theo nhịp với tỷ lệ: Tiết diện dầm khung phụ thuộc chủ yếu vào nhịp, độ lớn của tải trọng đứng, tải trọng ngang, số lượng nhịp và cả chiều cao tầng, chiều cao nhà. - Theo công thức kinh nghiệm thì chiều cao tiết diện dầm: hd = kL m trong đó: L: là nhịp dầm m: hệ số, m = 8-15 k là hệ số tải trọng k= 1,0-1,3. Chọn k = 1 - Chiều rộng dầm thường được lấy bd = (0,3 – 0,5) hd. * Các dầm đỡ cầu thang nhịp 3,6m chọn: bxh = 22x30cm * Mặt bằng kết cấu các tầng: Dầm chính: - Dầm D1 Có nhịp là L= 2,400mm hd =(1/8-1/15)L = (16-30)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x30cm. - Dầm D2 Có nhịp là l =9m SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình hd =(1/8-1/15)L =(60-112)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x70cm. - Dầm D3 Có nhịp là 4,200mm hd =(1/8-1/15)L = (28-52,5)cm, ta chọn tiết diện: bxh = 22x30cm. - Dầm dọc phụ D4: Có nhịp l =5.400mm: hd =(1/8-1/15)L =(3667,5)cm, ta chọn tiết diện: bxh=22x65cm. b. Tiết diện cột: - Diện tích sơ bộ của cột có thể xác định theo công thức : Trong đó: F: Diện tích tiết diện cột K: Hệ số kể đến ảnh hưởng mô men (1,2 – 1,5) Rn: Cường độ chịu nén tính toán của bêtông (BT M250 có Rn = 1100 T/m2) N: Lực nén tác dụng lên cột Sơ bộ xác định bằng N = n.S .q , với n là số tầng, n: Số tầng của công trình (n = 5) S: Diện tích phạm vi truyền tải của cột q: Tải trọng sơ bộ tác dụng lên 1m2 sàn (q = 1-1,4 T/m2) SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình diÖn chÞu t¶i cét c1 b c1 d3 3 c2 d1 d1 c2 d1 c2 c c3 d2 d2 c3 d2 c3 d c1 d3 4 SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 5 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình Một số bảng tính đơn vị dùng để chọn sơ bộ tiết diện cột Tính tĩnh tải sàn các tầng Chiều dày lớp γ(kG/m -Lớp gạch lát sàn Ceramic. 10 -Bản sàn bêtông chịu lực. - Lớp vữa lót trát(hai lớp) Các lớp sàn - Tổng tĩnh tải: 3 TT tiêu Hệ sè TT tính chuẩn vượt tảI toán (kG/m2) n (kG/m2) 2000 20 1.1 22 100 2500 250 1.1 275 35 2000 70 1.3 91 340 Tường xây 110 lan can cao 1m TT γ Chiều Các líp tiêu dày lớp (kG/m3) chuẩn - 2 lớp trát 30 2000 60 - Gạch xây 110 1800 198 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 258 * Tải tuờng có hoa sắt (tính đến hệ sè 0.75) 194 388 Hệ sè vợt tải 1.3 1.1 Tường xây 220 dưới dầm 22x70cm cao 3,2m TT γ Chiều Hệ sè Các líp tiêu dày lớp (kG/m3) vợt tải chuẩn - 2 lớp trát 30 2000 174 1.3 - Gạch xây 220 1800 1148 1.1 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 1322 Tường xây 220 dưới dầm 22x30cm cao 3,6m TT Chiều Hệ sè Các líp γ(kG/m3) tiêu dày lớp vợt tải chuẩn - 2 lớp trát 30 2000 198 1.3 - Gạch xây 220 1800 1307 1.1 * Tải tuờng phân bố trên 1m dài 1505 * Tải tuờng có cửa (tính đến hệ số cửa 0.75): 1129 * Xét cột C1: SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN TT tính toán 78 218 296 222 TT tính toán 226 1263 1489 TT tính toán 257 1437 1695 1271 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk = 5*((0,388*1,31*4,2+0,222*4,2+0+1,1*2,5*0,22*(0,3-0,1)*(4,2+1,31)) = 13,97 (T) Diện tích tiết diện cột: F = 1,2 13,97.103 =152cm 2 110 Chọn tiết diện cột 220x220 (mm) có F = 484cm 2 chung cho tất cả cột có diện truyền tải như trên. * Xét cột C2 : N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk =5.((0,388.5,6.3,6+1,1.2,5.0,22.(0,3-0,1).(4,2+1,31)+1,1.2,5.0,22.(0,70,1).9/2+1,271.4,2+1,489.9/2)) = 97,97 (T) Diện tích tiết diện cột: F = 1,2 97,97.103 = 1068cm 2 110 Chọn tiết diện cột 220x500 (mm) có F =1100cm 2 chung cho cột tầng 1,2 còn tầng 3, 4, 5 trên cùng do lực dọc nhỏ hơn nhiều ta giảm tiết diện cột còn 220x450mm * Xét cột C3: N = Nsan+Ntd+Ntk+Ndd+Ndk = 5.((0,388.5.4,2+1,1.2,5.0,22.(0,3-0,1).4,2+1,1.2,5.0,22.(0,70,1).9/2+1,271.4,2+1,489.9/2)) = 92,9 T Diện tích tiết diện cột: F = 1,2 92,9.103 = 1013cm2 110 Chọn tiết diện cột 220x500 (mm) có F = 1100cm2 chung cho cột tầng 1,2 còn tầng 3, 4, 5 trên cùng do lực dọc nhỏ hơn nhiều ta giảm tiết diện cột còn 220x450mm. Vậy ta có mặt bằng kết cấu sau: SVTH: NguyÔn Minh TuÊn - Líp K44XDA - MSSV: 26444HN 20