Đồ án Ký túc xá trường Đại học Hồng Đức

GIẢI PHÁP KẾT CẤU Với các yêu cầu kỹ thuật và giải pháp kiến trúc như vậy ta có giải pháp kết cấu như sau: - Hệ kết cấu được sử dụng cho công trình này là hệ khung - Hệ thống cột và dầm

Lời nói đầu

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, ngành xây dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những bước tiến đáng kể Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần một nguồn nhân lực trẻ là các kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất và năng lực, tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh và hiện đại hơn

Đối với các trường đại học ở đất nước ta hiện nay, nhu cầu nhà ở ký túc xá cho sinh viên đang được đầu tư phát triển mạnh Nhà dạng tổ hợp cao tầng là một hướng phát triển phù hợp và có nhiều tiềm năng Việc thiết kế kết cấu và tổ chức thi công một ngôi nhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực với một kĩ sư xây dựng Chính vì vậy đề tài tốt nghiệp của em là công trình “ Ký túc xá trường đại học Hồng Đức” được xây dựng trong thành phố, là tổ hợp các phòng ở cho sinh viên, nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở cho sinh viên hiện nay

Nội dung của đồ án gồm 3 phần:

Thông qua đồ án tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hoá lại toàn bộ kiến thức đã học cũng như học hỏi thêm các lý thuyết tính toán kết cấu và công nghệ thi công đang được ứng dụng cho các công trình nhà cao tầng của nước ta hiện nay Do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án tốt nghiệp này không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện hơn sau này

Hà Nội, ngày 1 tháng 06 năm 2014

Đỗ Trọng Cường

PHẦN I

KIẾN TRÚC

(10%)

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1 : ĐOÀN QUỲNH MAI

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 2 : NGUYỄN HÙNG CƯỜNG

MSSV : 0132018

LỚP : B18KX

Nội dung thiết kế:

I Điều chỉnh thiết kế có sẵn theo yêu cầu của người hướn dẫn

II Tìm hiểu dây truyền công năng kiến trúc, nắm vững các thông số chủ

yếu của công trình III Tìm hiểu chức năng và cách bố trí hệ thống kỹ thuật công trình (hệ

I MÔ TẢ CÔNG TRÌNH

1.1 Tên công trình: Ký túc xá trường Đại học Hồng Đức

1.2 Địa điểm: Nằm trong khuôn viên thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa

Trước nhu cầu nhà ở cho sinh viên hiện nay, việc xây dựng các khu ký túc xá cho sinh viên đang trở thành một vấn đề cũng rất cần thiết Nó luôn đi kèm với quy hoạch xây dựng các trường đại học

1.3 Quy mô công trình:

Công trình cao gồm 9 tầng nổi, một tầng mái và một tầng hầm dùng làm Gara ôtô,

xe máy Diện tích sàn của một tầng là 684,32m2, tổng diện tích sàn 6843,2m2

Hệ thống đường nội bộ bằng bê tông và gạch lá dừa đảm bảo độ bền lâu dài

Hệ thống cây xanh được bố trí nhằm tạo một trường cảnh quan thiên nhiên hài hòa

Hệ thống giao thông; theo phương đứng có cầu thang bộ bố trí ở trung tâm và hai bên thang bộ có bố trí thang máy từ tầng 1 đến tầng trên cùng Theo phương ngang là hành lang với bề ngang 2,8m nên tạo được sự thông thoáng và thoải mái cho người sử dụng

Hệ thống điện nước, chiếu sáng được cung cấp đầy đủ và liên tục cho các phòng, hệ thống thông gió, che nắng phải đảm bảo tiện nghi chất lượng cao cho người sống &

làm việc trong công trình

Kết luận

Nhìn chung, công trình đáp ứng đươc tất cả những yêu cầu chức năng, thẩm mỹ của một khu kí túc xá của một trường đại học nổi tiếng

II GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

2.1 Giải pháp mặt bằng

Với mặt bằng công trình là hình chữ nhật cân xứng, công trình được thiết kế theo dạng công trình ký túc xá Mặt bằng được thiết kế theo nhiều công năng của một ký túc xá như: Gara để xem, phòng đọc sách, kho sách, phòng tin học, phòng ở sinh viên, phòng văn hóa văn nghệ

+ Tầng hầm: Diện tích xây dựng 776m2

Bao gồm gara để xe, phòng kỹ thuật, trạm bơm, rãnh thu nước, phòng bảo vệ Tất

cả được bao bọc xung quanh bởi hệ thống vách tầng hầm, đảm bảo tốt khả năng chống

ẩm và chịu lực xô của áp lực đất cho công trình

+ Tầng 1và tầng 2: Diện tích xây dựng 776m2

Được thiết kế làm các phòng đọc sách, sảnh, căng tin và phòng trực, phòng bán hàng Đây là khu tầng giành cho sinh viên trong việc học hành, học tin học Hỗ trợ tài liệu và lưu trữ sách báo Kho sách được hỗ trợ từ các nguồn tài trợ, từ thư viện và của nhà trường

+ Tầng 3-8: Diện tích xây dựng 776m2

Được thiết kế làm phòng ở và sinh hoạt cho sinh viên Giữa các phòng ở hai bên là hành lang rộng 2.8m xuyên suốt chiều dài ngôi nhà Với 14 phòng có diện tích bằng nhau là 36.9m2 Mỗi phòng đều có phòng vệ sinh khép kín và trang bị tủ để đồ đạc Các phòng đều có hệ thống cửa chính và cửa sổ đủ cung cấp ánh sang tự nhiên Giữa khối nhà đươc bố trí 1 thang máy và 1 thang bộ bên cạnh, ngoài ra còn bố trí một một

cầu thang bộ ở góc của tòa nhà nhằm đảm bảo việc đi lại

+ Tầng 9: Diện tích xây dựng 776m2

Được thiết kế làm phòng văn hóa văn nghệ, là nơi hội họp nội bộ hay với ban lãnh đạo nhà trường Ngoài ra còn bố trí sân chơi thoáng mát làm nơi giải trí cho sinh viên sau các giờ hội họp

+ Tầng mái:

Tầng mái ngoài 2 tum thang lên còn bố trí 2 bể chứa nước Hai lớp gạch lá nem có tác dụng chống nóng, cách nhiệt và hệ thống ông thoát nước có đường kính 110mm bố trí ở các góc mái Trên mái còn bố trí hệ cột sét thu sét nhằm chống xét cho ngôi nhà Bao quanh mặt bằng mái có hệ sê nô mái bằng bê tông cốt thép dốc 30% và rộng ra

mỗi bên 1.5m nhằm chống ướt hay ẩm do nước mưa và thu nước vào ống thu nước

ph ß n g tr ùc s¶ n h c Çu

THANG

A

A

+ Mặt bằng tầng 2:

s¶ n h c Çu THANG

s¶ n h c Çu THANG

s¶ n h c Çu THANG

s¶ n h c Çu THANG

A

A

+ Mặt bằng tầng 9:

s¶ n h c Çu THANG

s¶ n h c Çu THANG

M¸ I n g ã i

+ Mặt cắt B-B :

2.2 Giải pháp thiết kế mặt đứng, hình khối không gian của công trình:

Mặt đứng công trình thể hiện kiến trúc bên ngoài, là bộ mặt của tòa nhà được xây

dựng Mặt đứng công trình góp phần tạo nên quần thể kiến trúc các tòa nhà trong khuôn viên trường nói riêng, và quyết định nhịp điệu kiến trúc toàn khu vực nói chung Mặc dù là khu ký túc xá nhưng được bố trí khá khang trang Mặc dù vậy

nhưng phần kiến trúc không tránh khỏi đơn điệu do là thiết kế của một khu ký túc xá

giành cho sinh viên ở

Tổng chiều cao toàn nhà là 34.2m Trong đó chiều cao các tầng như sau :

III GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Với các yêu cầu kỹ thuật và giải pháp kiến trúc như vậy ta có giải pháp kết cấu như sau:

- Hệ kết cấu được sử dụng cho công trình này là hệ khung

- Hệ thống cột và dầm tạo thành các khung cùng chịu tải trọng thẳng đứng trong diện chịu tải của nó và tham gia chịu một phần tải trọng ngang tương ứng với độ cứng chống uốn của nó

- Hệ lõi là thang máy được bố trí ở chính giữa công trình suốt dọc chiều cao c ông trình chịu tải trọng ngang

IV CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC

 Giải pháp cung cấp điện :

- Dùng nguồn điện được cung cấp từ thành phố, công trình có trạm biến áp riêng

- Hệ thống chiếu sáng hành lang đảm bảo độ rọi từ 20 – 40lux Đối với các phòng phục vụ nhu cầu giải trí, phòng đa năng có thêm yêu cầu chiếu sáng đặc biệt thì được trang bị các thiết bị chiếu sáng cấp cao

- Hệ thống dây điện cung cấp cho các thiết bị tiêu thụ điện được chôn ngầm ở trong tường

- Các bảng điện, ổ cắm, công tắc được bố trí ở những nơi thuận tiện, an toàn cho người sử dụng, phòng tránh tai nạn điện trong quá trình sử dụng

- Toàn công trình cần được bố trí một buồng phân phối điện ở vị trí thuận lợi cho việc đặt cáp điện ngoài vào và cáp điện cung cấp cho các thiết bị sử dụng điện bên trong công trình Buồng phân phối này được bố trí ở tầng kĩ thuật

- Trong buồng phân phối, bố trí các tủ điện phân phối riêng cho từng khối của công trình, như vậy để dễ quản lí, theo dõi sự sử dụng điện trong công trình

- Dùng Aptomat để khống chế và bảo vệ cho từng đường dây, từng khu vực, từng phòng sử dụng điện

 Giải pháp cấp thoát nước :

Cấp nước :

- Nguồn nước:Nước cung cấp cho công trình được lấy từ nguồn nước thành phố

- Cấp nước bên trong công trình:Theo qui mô và tính chất của công trình, nhu cầu

sử dụng nước như sau:

+ Nước dùng cho sinh hoạt

+ Nước dùng cho phòng cháy, cứu hoả

Để đảm bảo nhu cầu sử dụng nước cho toàn công trình, yêu cầu cần có bể chứa nước

 Giải pháp cấp nước bên trong công trình:Sơ đồ phân phối nước được thiết kế theo tính chất và điều kiện kĩ thuật của nhà cao tầng, hệ thống cấp nước có thể phân vùng tương ứng cho các khối Đối với hệ thống cấp nước có thiết kế, tính toán các vị

trí đặt bể chứa nước, két nước, trạm bơm trung chuyển để cấp nước đầy đủ cho toàn

Vật liệu chính của hệ thống cấp thoát nước:

+ Cấp nước:Đặt một trạm bơm nước ở tầng kĩ thuật, một trạm bơm có 2 –3 máy

bơm đủ đảm bảo cung cấp nước thường xuyên cho các phòng, các tầng.Những ống cấp nước, dùng ống sắt tráng kẽm có D =(15- 50)mm, nếu những ống có đường kính

lớn hơn 50mm, dùng ống PVC áp lực cao

+ Thoát nước: Để dễ dàng thoát nước bẩn, dùng ống nhựa PVC có đường kính 110mm hoặc lớn hơn, đối với những ống đi dưới đất dùng ống bê tông hoặc ống sành chịu áp lực Thiết bị vệ sinh tuỳ theo điều kiện mà áp dụng các trang thiết bị cho phù hợp, có thể sử dụng thiết bị ngoại hoặc nội có chất lượng tốt, tính năng cao

 Giải pháp giao thông:

- Sử dụng hệ thống hành lang để phục vụ cho hoạt động giao thông theo phương ngang

- Theo phương đứng ta sử dụng hệ thống thang máy Bên cạnh đó, để đề phòng trường hợp mất điện, với lưu lượng người khá lớn ta sử dụng 2 cầu thang bộ, đồng thời đặt các hệ thống báo động, cấp cứu đối với hệ thống thang máy để đề phòng trường hợp mất điện xảy ra

 Giải pháp thông tin, tín hiệu:

- Công trình được lắp đặt một hệ thống tổng đài điện thoại phục vụ thông tin, liên lạc quốc tế và trong nước Cáp đường dây điện thoại được dẫn ngầm trong tường từ phòng tổng đài đến từng phòng trong công trình

- Mỗi phòng sẽ được trang bị 1 đường dây truyền hình cáp để phục việc thông tin giải trí của người dân Đường tín hiệu này sẽ được chôn ngầm trong tường

- Công trình được đảm bảo thông gió tự nhiên nhờ hệ thống hành lang, cửa sổ có kích thước, vị trí hợp lí

- Công trình có hệ thống quạt đẩy, quạt trần, để điều tiết nhiệt độ và khí hậu đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho làm việc, nghỉ ngơi

- Tại các buồng vệ sinh có hệ thống quạt thông gió

 Giải pháp phòng cháy chữa cháy:

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:

- Hộp đựng ống mềm và vòi phun nước được bố trí ở các vị trí thích hợp của từng tầng

- Máy bơm nước chữa cháy được đặt ở tầng kĩ thuật

- Bể chứa nước chữa cháy

- Hệ thống chống cháy tự động bằng hoá chất

- Hệ thống báo cháy gồm : đầu báo khói, hệ thống báo động

PHẦN II

KẾT CẤU

(45%)

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 2 : NGUYỄN HÙNG CƯỜNG

MSSV : 0132018

LỚP : B18KX

Nhiệm vụ thiết kế:

1 Tìm hiểu các giải pháp kết cấu chính cho công trình và phạm vi ứng dụng

2 Phân tích và lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình, lựa chọn sơ bộ tiết

diện

3 Lấp phương án kết cấu

4 Tính toán tải trọng thẳng đứng (Tĩnh tải và hoạt tải) sàn

5 Tính toán tải trọng gió, vùng gió

6 Sơ đồ tính toán khung ngang

7 Tính toán thiết kế khung

I CƠ SỞ TÍNH TOÁN

 Các tài liệu sử dụng trong tính toán:

- TCXDVN 356:2005 Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

 Các tài liệu tham khảo:

- Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000

- Sàn sườn BTCT toàn khối – ThS Nguyễn Duy Bân, ThS Mai Trọng Bình, ThS Nguyễn Trường Thắng

-Kết cấu bêtông cốt thép ( phần cấu kiện cơ bản) – Pgs.Ts Phan Quang Minh, Gs

Ts Ngô Thế Phong, Gs Ts Nguyễn Đình Cống

- Kết cấu bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs.Ts Ngô Thế Phong, Pgs Ts

Lý Trần Cường, Ts Trịnh Thanh Đạm, Pgs Ts Nguyễn Lê Ninh

- Khung bêtông cốt thép toàn khối – Pgs.Ts Lê Bá Huế,ThS Phan Minh Tuấn

II PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Nhược điểm: 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 nhiệt đới nóng ẩm gió mùa của Việt Nam, 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

 Nên sử dụng thép cho các kết cấu cần không gian sử dụng lớn, chiều cao lớn (nhà siêu cao tầng H > 100m), nhà nhịp lớn như các bảo tàng, sân vận động, nhà thi đấu, nhà hát.v.v

 Công trình bằng bê tông cốt thép:

Ưu điểm: 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 nhờ sự làm việc chung giữa 2 loại vật liệu ta có thể tận dụng được tính chịu nén tốt của bê tông và chịu kéo tốt của cốt thép

Nhược điểm: 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

 Nên sử dụng bê tông cốt thép cho các công trình dưới 30 tầng (H < 100m)

 Lựa chọn vật liệu kết cấu:

Từ các giải pháp vật liệu đã trình bày chọn vật liệu bê tông cốt thép sử dụng cho toàn công trình do chất lượng bảo đảm và có nhiều kinh nghiệm trong thi công và thiết

kế

Các thông số kỹ thuật của bê tông theo tiêu chuẩn 356-2005

+Bêtông có khối lượng riêng 2500 daN/m3

+ Cấp độ bền của bêtông dùng trong tính toán cho công trình là B25

Cường độ về nén Rb = 14,5 MPa = 1450 T/m2

Cường độ về kéo Rbt = 1,05 MPa = 105T/m2

Môđun đàn hồi của bê tông: xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứng trong điều kiện tự nhiên Với cấp độ bền B25 thì Eb = 2,9*106 T/m2

Thép làm cốt thép cho cấu kiện bêtông cốt thép dùng loại thép sợi thông thường theo tiêu chuẩn TCVN 356 - 2005 Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột dùng nhóm AII, cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng nhóm AI.Cường độ của cốt thép như sau:

Cốt thép chịu lực nhóm AII: Rs = 280MPa

Cốt thép cấu tạo d ≥ 10 AII: Rs = 280MPa

2.2.Các giải pháp về hệ kết cấu chịu lực

Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầng là yếu tố tải trọng ngang và trọng lượng bản

thân của nhà.Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển vị,độ ổn định của nhà

Căn cứ vào các nhân tố công năng kiến trúc của nhà, ta có thể có các giải pháp kết cấu cho nhà như sau:

 Hệ kết cấu khung chịu lực:

Cấu tạo: Bao gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng đứng bằng các nút cứng

Ưu điểm: Việc thiết kế tính toán hệ kết cấu thuần khung đã được nghiên cứu nhiều, thi công nhiều nên đã tích lũy được lượng lớn kinh nghiệm Các công nghệ, vật liệu lại dễ kiếm, chất lượng công trình vì thế sẽ được nâng cao

Nhược điểm: Chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục của khung cứng phụ thuộc vào

độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này không được phép

có biến dạng góc Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chịu lực của từng dầm và từng cột

 Hệ kết cấu này thích hợp cho các nhà dưới 20 tầng

 Hệ kết cấu khung -tường:

Hệ kết cấu khung -tường (Khung và vách cứng ) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng.Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ,cầu thang máy,khu vệ sinh hoặc khu tường biên,là các khu có tường liên tục nhiều tầng.Hệ thống khung được bố trí tại những khu vực còn lại của tòa nhà.Hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn.Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn.Thường trong hệ kết cấu này vách thường đóng vai trò chịu tải trọng ngang,hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng đứng.Sự phân rõ chức nâng này tạo điêu kiện tối ưu hóa các cấu kiện,giảm bớt kích thước cột dầm,đáp ứng yêu cầu của kiến trúc

S¥ § å K H U N G CH ÞU L ù C

Sơ đồ khung tường chịu lực

 Hệ kết cấu lõi:

Cấu tạo:Lõi có dạng vỏ hộp rỗng,tiết diện kín hoặc hở,nhận các loại tải trọng tác dụng lên công trình và truyền chúng xuống nền đất.Các sàn được đỡ bởi hệ dầm công xôn vươn ra từ lõi cứng

Sơ đồ kết cấu lõi

Ưu điểm:Kết cấu lõi cứng có khả năng chịu lực ngang tốt

Nhược điểm:Khả năng chịu tải trọng đứng hạn chế.Với các sàn rộng thì các dầm công xôn vươn ra để đỡ sàn phải có kích thước lớn,ảnh hưởng đến yêu cầu kiến trúc

 Hệ kết cấu khung – lõi:

Cấu tạo: Là kết cấu phát triển thêm từ kết cấu khung dưới dạng tổ hợp giữa kết cấu khung và lõi cứng Lõi cứng làm bằng bêtông cốt thép.Chúng có thể dạng lõi kín hoặc vách hở thường bố trí tại khu vực thang máy và thang bộ.Hệ thống khung bố trí ở các khu vực còn lại.Hai hệ thống khung và lõi được liên kết với nhau qua hệ thống sàn.Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn

Sơ đồ kết cấu khung lõi

Ưu điểm: Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống lõi đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu chịu tải trọng đứng Sự phân chia rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc

Trong thực tế hệ kết cấu khung-lõi tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng.Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng

 Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực:

Qua phân tích các ưu nhược điểm của những giải pháp đã đưa ra, căn cứ vào thiết

kế kiến trúc, đặc điểm cụ thể của công trình, ta sử dụng hệ kết cấu “khung – tường ” chịu lực.Hệ thống khung-tường bao gồm các hàng cột biên, cột giữa, dầm chính, dầm phụ, chịu tải trọng đứng và lõi chịu phần lớn tải trọng ngang.Việc thi công cũng đơn giản hơn hệ kết cấu lõi

2.3 Sự làm việc của công trình dưới tác dụng của tải trọng ngang

 Sơ đồ giằng:

Là sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng,mà trong đó khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải của nó,còn toàn bộ tải trọng ngang và một phần tải trọng thẳng đứng do các kết cấu cơ bản khác chịu(lõi,tường,hộp ).Trong

sơ đồ này tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột đều có độ cứng chống uốn bé vô cùng

 Sơ đồ khung giằng:

Là sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng,mà khi khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và ngang với các kết cấu chịu lực cơ bản khác.Trường hợp này khung có liên kết cứng tại các nút

 Lựa chọn sơ đồ làm việc cho công trình:

Ta chọn sơ đồ làm việc của khung là sơ đồ Khung- giằng,hệ thống khung chịu tải trọng đứng và ngang

Công trình thiết kế có chiều dài 40,4m và chiều rộng 19,2 m, độ cứng theo phương dọc nhà lớn hơn rất nhiều theo phương ngang nhà Do đó khi tính toán để đơn giản và thiên về an toàn ta tách một khung theo phương ngang nhà tính như khung phẳng có bước cột là l= 4,5 m

Ưu điểm:Chiều dày bản thường mỏng,tiết kiệm vật liệu,độ cứng mặt phẳng sàn lớn

Lý thuyến 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 kết cấu thường lớn vì phụ thuộc chiều cao dầm chính,không tạo được trần phẳng và công tác ván khuôn phức tạp.Chiều cao dầm và

độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, phải sử dụng 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

Ưu điểm:Nếu không bố trí dầm phụ,việc lắp đặt ván khuôn và tạo trần phẳng dễ dàng vì mặt phẳng sàn rộng Lý thuyến 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, phải sử dụng 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

 Sàn dày sườn:

Cấu tạo: Hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm vào khoảng 3m Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng trong phòng

Ưu điểm: Giảm được số lượng cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ Khả năng chịu lực tốt, thuận tiện cho bố trí mặt bằng

Nhược điểm: Thi công phức tạp và giá thành cao Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng vẫn cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp sử dụng dầm chính dạng dầm bẹt để giảm chiều cao dầm có thể được thực hiện nhưng chi phí cũng sẽ tăng cao vì kích thước dầm rất lớn

 Sàn không dầm (sàn nấm):

Cấu tạo:Là sàn không có dầm,bản sàn tựa trực tiếp lên cột

Ưu điểm:Dùng sàn nấm sẽ giảm được chiều cao kết cấu,việc làm ván khuôn đơn giản và dễ dàng bố trí cốt thép.Sàn nấm có mặt dưới phẳng nên việc chiếu sáng và thông gió tốt hơn sàn có dầm.Nếu xảy ra hỏa hoạn thì việc thoát nhiệt cũng thuận

lợi.Ngoài ra việc ngăn chia các phòng trên mặt sàn linh hoạt và rất thích hợp với các bức tường di động

Nhược điểm:Chiều dày sàn lớn sẽ làm tăng tải trọng bản thân của kết cấu.Do đó ảnh hưởng đến chuyển vị ngang và độ ổn định công trình

 Lựa chọn phương án kết cấu sàn:

Đặc điểm của công trình: Nhịp cột 8,2 m và 2,8m, chiều cao tầng 3,4m với tầng điển hình, ta chọn phương án sàn sườn có bản dầm và bản kê bốn cạnh.Phương án này

có lý thuyết tính toán , 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

2.5 Phương án thi công sàn

 Sàn bê tông cốt thép liền khối:

Sàn toàn khối là sàn sử dụng biện pháp đổ bê tông liền khối với dầm

Ưu điểm:Bảo đảm liên kết tại các vị trí giao giữa sàn và dầm.Hiện nay có công nghệ thi công hiện đại nên việc thi công sàn thuận lợi

Nhược điểm:Việc tháo lắp các cột chống,ván khuôn sàn làm tăng thời gian thi công.Việc thi công còn phụ thuộc vào thời tiết thời tiết

 Sàn lắp ghép:

Cấu tạo: gồm các tấm panel đúc sẵn được xếp lại với nhau

Ưu điểm:Thời gian thi công rút ngắn vì không cần đến hệ thống dàn giáo,ván khuôn và có thể thi công liên tục,không ngắt quãng

Nhược điểm:Nhược điểm lớn nhất của sàn lắp ghép là thực hiện liên kết tại các mối nối khó khăn.Khi sàn phải chịu lực ngang thì các vị trí mối nối phải đảm bảo đủ cường độ

 Lựa chọn phương án thi công sàn:

Chọn phương án thi công sàn toàn khối Để đảm bảo liên kết giữa sàn và dầm là liên kết cứng, làm tăng độ cứng của nhà

và thuận tiện từ tầng này sang tầng khác do ván khuôn được tổ hợp thành những mảng lớn, không bị chia cắt, do đó lượng tiêu hao vật tư giảm đáng kể, năng suất lao động được nâng cao Khi bêtông đạt cường độ nhất định, thép ứng lực trước được kéo căng

và nó sẽ chịu toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu mà không cần chờ bêtông đạt cường độ 28 ngày Vì vậy thời gian tháo dỡ cốt pha sẽ được rút ngắn, tăng khả năng luân chuyển và tạo điều kiện cho công việc tiếp theo được tiến hành sớm hơn Do sàn phẳng nên bố trí các hệ thống kỹ thuật như điều hoà trung tâm, cung cấp nước, cứu hoả, thông tin liên lạc được cải tiến và đem lại hiệu quả kinh tế cao

Nhược điểm: Tính toán tương đối phức tạp, mô hình tính mang tính quy ước cao, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm vì phải thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài Thi công phức tạp đòi hỏi quá trình giám sát chất lượng nghiêm ngặt Thiết bị và máy móc thi công chuyên dùng, đòi hỏi thợ tay nghề cao Giá cả đắt và những bất ổn khó lường trước được trong quá trình thiết kế, thi công và sử dụng

 Bê tông thường:

Là trạng thái làm việc bình thường của sàn,không có ứng suất trước

Ưu điểm:Lý thuyết tính toán khá hoàn thiện,sử dụng phổ biến rộng rãi nên có nhiều kinh nghiệm thi công.Thiết bị thi công sẵn có

Nhược điểm:Để vượt nhịp lớn phải tăng bề dày sàn,làm tăng trọng lượng kết cấu.So với sàn ULT thì tiến độ thi công sàn Bê Tông thường chậm hơn

 Lựa chọn trạng thái ứng suất sàn:

Chọn trạng thái ứng suất Bê tông thường.Do nhịp của sàn không lớn, do được sử dụng rộng rãi nên có nhiều kinh nghiệm tính toán và thi công, máy móc và thiết bị thi

công sẵn có trên thị trường

III LỰA CHỌN SƠ BỘ CÁC CẤU KIỆN CHỊU LỰC

3.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Kích thước dầm phụ theo phương trục 1-9 là bxh = 30x40cm (D5)

Chọn kích thước dầm sê nô mái bxh = 22x30 cm

Kích thước dầm bo sê nô mái bxh=15x30cm

3.2 Chọn kích thước tường

 Tường bao :

Được xây chung quanh chu vi nhà, do yêu cầu chống thấm, chống ẩm nên tường dày 22cm xây bằng gạch đặc M75 Tường có hai lớp trát dày 2x1,5cm Ngoài ra tường 22cm cũng được xây làm tường ngăn cách giữa các phòng với nhau

 Tường ngăn :

Dùng ngăn chia không gian giữa các khu trong một phòng với nhau

Do chỉ làm nhiệm vụ ngăn cách không gian nên ta chỉ cần xây tường dày 11cm và

có hai lớp trát dày 2x1,5cm

3.3 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Chiều dày bản sàn sườn toàn khối được thiết kế theo công thức sơ bộ sau:

- Với ô sàn S1: kích thước 6x4,5 m L2/L1=1,33< 2 Nên tính theo bản kê 4 cạnh

làm việc theo 2 phương :

m

l D

h b  .

4 , 1 8 ,

Chọn hb=120mm với ô sàn S1

Bảng thống kê nhịp,trạng thái làm vi ệc và chiều dày các ô sàn

Tên ô sàn l1(m) l2(m) l2/l1 Trạng thái làm việc Chiều dày sàn(mm)

3.4 Chọn sơ bộ tiết diện cột

Tiết diện của cột được chọn theo nguyên lý cấu tạo kết cấu bêtông cốt thép, cấu kiện chịu nén

Diện tích tiết diện cột được xác định theo công thức : *

b

k N A

k: Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen, lấy từ 1-1.5 Ở đây chọn k=1

Rb: Cường độ nén bê tong

Từ đó ta có các bảng tính kích thước sơ bộ của các cột như sau:

Diện tích truyền tải S

Diện tích truyền tải S

Diện tích truyền tải S

h tính (m)

h chọn (m)

(m 2 ) tấn (m 2 ) b (m) h tính

(m)

h chọn (m)

m 2 ) n

Hệ

số k

Chọn

Diện tích truyền tải S

Diện tích truyền tải S

Diện tích truyền tải S

h tính (m)

h chọn (m)

(m 2 ) tấn (m 2 ) b (m) h tính

(m)

h chọn (m)

m 2 ) n

Hệ

số k

3.5.Lập mặt bằng kết cấu:

Diện tích truyền tải S

m 2 ) n

Hệ

số k

D1( 30X70) D1( 30X70)

D1( 30X70) D1( 30X70)

C4(30X40)

C4(30X40)

C4(30X40) C2(30x 40)

C7(30X40) C6(30X40)

C2(30x 40) C1(30X40)

C1(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40) C3(30x 40) C3(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40)

C2(30x 40) C1(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C7(30X40) C6(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

D1(30X70) D1(30X70)

C1(30x 40)

D4(30X60) D4(30X60)

C4(30X40)

C4(30X40) C4(30X40)

C4(30X40) C2(30x 40)

C7(30X40) C6(30X40)

C2(30x 40) C1(30X40)

C1(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40) C3(30x 40) C3(30x 40) C2(30x 40) C2(30x 40)

C2(30x 40) C1(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C7(30X40) C6(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

C5(30X40) C5(30X40)

D1(30X70) D1(30X70)

(22X30) (22X30)

(22X30)

(22X30)

(22X30) (22X30)

15X30 15X30

15X30

15X30 15X30

15X30

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

TT(672.4) HT(360)

TT(431.4) HT(360)

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

TT(431.4) HT(180)

IV THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 5

4.1 Sơ đồ cấu tạo khung chịu lực

D2(30X40) D3(30X40) C6(30x 60) C7(30x 40) C7(30x 40) C6(30x 60)

C6(30x 50) C6(30x 50) C6(30x 40) C6(30x 40) C6(30x 40) C6(30x 40) C6(30x 40) C6(30x 40)

C7(30x 40) C7(30x 40) C7(30x 40) C7(30x 40)

C3(30x 50)

D5(30X40) C3(30X50)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D5(30X40)

C3(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)

D3(30X40)

D4(30X70) C7(30x 40) C7(30x 40)

D5(30X40) C3(30x 40)