Đồ án đề tài thiết kế kết cấu và kỹ thuật thi công dự án imperial college, london, uk

Công trình này là một tòa nhà 9 tầng với 1 tầng hầm để bố trí văn phòng của Trường Đại học Y tế Công cộng the School of Public Health.. Mục đích của đề tài là thể hiện được kiến trúc của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

TS Đinh Ngọc Hiếu ThS Nguyễn Duy Mỹ Sinh viên thực hiện : Võ Đình Hữu

Nguyễn Văn Lê Đoàn Đại Nhân

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

TÓM TẮT

Tên đề tài: THIẾT KẾ KẾT CẤU VÀ KỸ THUẬT THI CÔNG DỰ ÁN IMPERIAL

COLLEGE, LONDON, UK

Nhóm sinh viên thực hiện:

Trường đại học Hoàng gia Lodon là trường đại học công lập thuộc hệ thống Đại học London nằm trong top 10 các trường đại học trên thế giới theo bảng xếp hạng QS World University năm 2018 và có giá trị cao lớn trong mắt các nhà tuyển dụng toàn cầu Chính

vì vậy, việc mở rộng và nâng cao chất lượng cơ sở vật chất rất quan trọng nhằm mở rộng môi trường học và phát triển quy mô của một ngôi trường mang tầm vóc to lớn trong bản xếp hạng các trường đại học trên thế giới

Công trình trong đồ án là khu G thuộc trường đại học Hoàng gia London (Imperial College London – Plot G) và là 1 trong 5 tòa nhà đã và đang xây dựng Công trình này là một tòa nhà 9 tầng với 1 tầng hầm để bố trí văn phòng của Trường Đại học Y tế Công cộng (the School of Public Health)

Mục đích của đề tài là thể hiện được kiến trúc của công trình; tính toán các tải trọng cho công trình theo EC và so sánh với TCVN đồng thời xét ứng xử của động đất trong hai trường hợp có và không có khối xây; nghiên cứu biện pháp thi công cho công trình Cụ thể:

Kiến trúc: nhóm nghiên cứu và thể hiện được mô hình 3D, thể hiện được công năng

có sử dụng khung bê tông cốt thép; thiết kế, tính toán và kiểm tra qui cách bố trí cốt thép cho các cấu kiện trong công trình

Thi công: sinh viên nghiên cứu và trình bày biện pháp thi công cho công trình Ở đây sinh viên chủ yếu tính toán sơ đồ tổ chức thi công, biện pháp thi công phần ngầm và phần thân công trình

Việc thực hiện đề tài nói trên giúp nhóm củng cố và tổng hợp lại kiến thức đã được học và nghiên cứu, đồng thời là bước đệm trước để làm quen với môi trường làm việc sau khi ra trường

LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN

Trước khi vào phần báo cáo, lời nói đầu tiên nhóm 2 xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng và Công ty TNHH Structemp VN đã tạo điều kiện cho chúng em được học hỏi và là tiền đề để thực hiện được đồ án tốt nghiệp này Đặc biệt hơn, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các giảng viên hướng dẫn thầy PGS.TS Đặng Công Thuật, thầy TS Đinh Ngọc Hiếu và anh ThS Nguyễn Duy Mỹ đã luôn theo dõi, sát cánh cùng chúng em trong đợt thực tập vừa qua Nhờ sự sắp xếp thời gian, deadline hợp lý của các thầy cùng sự tư vấn, hỗ trợ nhiệt tình không ngại chia sẻ những kinh nghiệm quý báu từ anh Mỹ đã truyền đạt cho chúng em không ít kinh nghiệm

và cách xử lý thông tin từ nhà trường cho đến kỹ năng thực tế Trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua, trải qua biết bao nhiêu khó khăn trong bước đầu tiếp cận với công trình thực tế cùng với các kĩ năng phần mềm đã tạo cho chúng em nhiều trải nghiệm, nhiều kiến thức

và sẽ là hành trang cho mỗi cá nhân chúng em để bước những bước đi thật chắc chắn trên con đường sự nghiệp, hướng đến một tương lai rộng mở của ngành xây dựng dân dụng nói riêng và đất nước nói chung Tuy vậy cũng đôi lúc tiến trình bị chậm vì nhiều lý do cá nhân nên còn nhiều thiếu xót, kính mong các thầy và anh xem xét góp ý để chúng em cải thiện tình hình cũng như nâng cao lượng kiến thức còn ít trong giai đoạn sắp bước chân vào một môi trường mới mang tên thực tế Cuối cùng, nhóm 2 gồm các sinh viên Võ Đình Hữu, Nguyễn Văn Lê và Đoàn Đại Nhân xin kính chúc các thầy và anh Mỹ lời chúc sức khỏe, chúc cho khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp và Công ty TNHH Structemp đạt nhiều thành công hơn trong tương lai và chung tay góp phần đào tạo các kỹ sư tương lai để đất nước ngày càng phát triển hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT

Chúng tôi xin cam đoan trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ thực hiện nghiêm túc các quy định về liêm chính học thuật như sau:

- Không gian lận, bịa đặt, đạo văn, giúp người học khác vi phạm

- Trung thực trong việc trình bày, thể hiện cho hoạt động học thuật và kết quả từ hoạt động học thuật của bản thân

- Không giả mạo hồ sơ học thuật

- Không dùng biện pháp bất hợp pháp hoặc trái quy định để tạo nên ưu thế cho bản thân

- Chủ động tìm hiểu và tránh các hành vi vi phạm liêm chính học thuật, chủ động tìm hiểu và nghiêm túc thực hiện các quy định về luật sở hữu trí tuệ

- Sử dụng sản phẩm học thuật của người khác phải có trích dẫn nguồn gốc rõ ràng

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Nhóm sinh viên thực hiện

Đoàn Đại Nhân

Võ Đình Hữu Nguyễn Văn Lê

BẢNG ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH NHÓM

góp (%)

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 4

TÓM TẮT 6

LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN 8

CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT 9

BẢNG ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH NHÓM 10

MỤC LỤC 11

DANH MỤC HÌNH ẢNH 17

DANH MỤC BẢNG BIỂU 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

MỞ ĐẦU 28

1 Sự cấp thiết của đề tài: 28

2 Mục tiêu của đề tài: 28

3 Đối tượng nghiên cứu: 29

4 Phương pháp nghiên cứu: 29

5 Kết quả dự kiến: 29

6 Kế hoạch thực hiện và phân công công việc: 29

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 32

1.1 Nhu cầu đầu tư xây dựng công trình: 32

1.2 Giới thiệu về công trình: 32

1.2.1 Tên công trình: 32

1.2.2 Vị trí xây dựng: 32

1.2.3 Đặc điểm công trình: 33

1.3 Điều kiện tự nhiên: 34

1.3.1 Điều kiện về khí hậu: 34

1.3.2 Điều kiện về địa hình: 35

1.3.3 Điều kiện về thủy văn: 36

1.4 Quy mô công trình: 36

1.4.1 Hệ thống tầng hầm: 37

1.4.2 Hệ thống tầng nổi: 37

1.5 Giải pháp kiến trúc: 39

1.6 Giải pháp giao thông công trình: 40

1.7 Các giải pháp kỹ thuật: 41

1.7.1 Hệ thống năng lượng mặt trời: 41

1.7.2 Hệ thống thông gió tự nhiên: 41

1.7.3 Hệ thống quản lý năng lượng thông minh: 41

1.7.4 Hệ thống thu thập nước mưa: 41

1.7.5 Hệ thống chiếu sáng hiệu quả: 42

1.8 Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật: 42

1.8.1 Mật độ xây dựng: 42

1.8.2 Hệ số sử dụng đất: 42

1.9 Các tiêu chuẩn được áp dụng và đồ án: 42

1.9.1 Tiêu chuẩn Việt Nam: 42

1.9.2 Tiêu chuẩn nước ngoài: 43

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 44

2.1 Cơ sở lựa chọn hệ kết cấu: 44

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình: 44

2.2.2 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng: 45

2.2.3 Hệ kết cấu khung – giằng (khung và vách cứng): 45

2.2.4 Hệ kết cấu hỗn hợp: 45

2.2.5 Hệ kết cấu có các tầng cứng: 46

2.2.6 Hệ kết cấu có hệ giằng liên tưởng: 46

2.2.7 Kết luận: 46

2.3 Lựa chọn vật liệu: 47

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NỘI LỰC CHO TOÀN BỘ KẾT CẤU 48

3.1 Nội dung thiết kế và tính toán 48

3.2 Sơ đồ tính: 49

3.3 Tải trọng: 49

3.3.1 Tĩnh tải: 49

3.3.2 Hoạt tải: 53

3.3.3 Tải trọng gió: 54

3.3.4 Tải trọng động đất: 62

3.4 Tổ hợp tải trọng: 63

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SÀN PHẲNG 65

4.1 Phân tích lựa chọn phương án sàn phẳng cho dự án 65

4.2 Tính toán sàn tầng điển hình 66

4.2.1 Mặt bằng tầng điển hình 66

4.2.2 Lựa chọn vật liệu 67

4.2.3 Lựa chọn sơ bộ tiết diện 67

4.2.4 Sơ đồ tính 68

4.2.5 Độ võng sàn 74

4.2.5 Tính toán thép sàn theo TC EUROCODE 2 bằng phần mềm ETABS 75

4.2.6 Kiểm tra kết quả tính toán bằng thủ công theo TC EUROCODE 2 84

4.2.7 Tổng kết chương 88

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ DẦM 89

5.1 Tính toán dầm 89

5.1.1 Dầm B8 tầng 3 89

5.2.2 Lựa chọn vật liệu 90

5.2.3 Sơ đồ tính 90

5.2.5 Tính toán thép dầm theo TC EUROCODE 2 bằng phần mềm ETABS 94

5.2.6 Kiểm tra kết quả tính toán bằng thủ công theo TC EUROCODE 2 108

5.3 Kết luận chương: 121

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỘT 122

6.1 Cột 1239 122

6.1.1 Lựa chọn vật liệu 123

6.1.2 Thiết kế cột 1239 124

6.1.3 Kết quả nội lực 124

6.1.4 Kết quả tính toán thép cột từ phần mềm 134

6.1.5 Bố trí cốt thép cột trong phần mềm 137

6.1.6 Bố trí cốt thép tự động từ phần mềm 138

6.1.7 Kiểm tra kết quả tính toán bằng thủ công theo TC EUROCODE 2 138 6.1.8 So sánh kết quả 141

6.1.9 Kiểm tra độ bền của tiết diện bằng biểu đồ tương tác 141

6.2 Cột 1715 148

6.2.1 Lựa chọn vật liệu 150

6.2.2 Thiết kế cột 1715 151

6.2.4 Thiết kế thép tự động cho cột 1517 bằng phần mềm 157

6.2.5 Kết quả tính toán thép cột từ phần mềm 162

6.2.6 Bố trí thép tự động từ phần mềm 165

6.2.7 Kiểm tra kết quả tính toán bằng thủ công theo TC EUROCODE 2 167 6.2.8 So sánh kết quả 171

6.2.9 Kiểm tra độ bền của tiết diện bằng biểu đồ tương tác 171

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÁCH 175

7.1 Thiết kế vách 175

7.1.1 Vách 1511 175

7.1.2 Lựa chọn vật liệu 176

7.1.3 Thiết kế vách 1511 177

7.2 Tính toán vách theo TC Eurocode 2 bằng thủ công 185

7.2.1 Design summary 185

7.2.2 Wall input details 185

7.2.3 Calculated wall properties 186

7.2.4 Design bending moments 188

7.2.5 Moment capacity about minor axis with axial load NEd 190

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CẦU THANG 192

8.1 Mô hình tính toán cầu thang 192

8.1.1 Cầu thang trục G2-G3 192

8.1.2 Lựa chọn vật liệu 192

8.1.3 Sơ đồ tính 193

8.1.4 Tính toán thép cầu thang theo TC EUROCODE 2 bằng phần mềm ETABS 196

8.2 Thiết kế thép chiếu nghỉ: 197

8.3 Tính toán thép bản cầu thang 199

8.4 Thiết kế cốt thép dầm chiếu nghỉ: 201

8.4.1 Lựa chọn vật liệu 202

8.4.2 Sơ đồ tính 203

8.4.3 Tính toán thép cầu thang theo TC EUROCODE 2 bằng phần mềm ETABS 206

8.5 Kết luận chương: 214

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH 215

9.1 Điều kiện địa chất công trình 215

9.1.1 Địa tầng khu đất 215

9.1.2 Lựa chọn mặt cắt địa chất 216

9.1.3 Mực nước ngầm 216

9.1.4 Lựa chọn giải pháp móng 216

9.2 Thiết kế móng bè cho phần lõi vách 217

9.2.1 Tải trọng truyền xuống móng 217

9.2.2 Các thông số tính toán móng 217

9.2.3 Tính toán sức chịu tải của cọc 219

9.2.4 Xác định số lượng cọc và kích thướt đáy đài: 221 9.2.5 Kiểm tra nền đất tại mặt phẳng mũi cọc và kiểm tra lún cho móng cọc 223

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 0.1 Sơ đồ phân chia công việc (ảnh minh họa) 30

Hình 1.1 Tổng quan công trình Plot G – Imperial College theo bản vẽ 38

Hình 1.2 Tổng quan công trình Plot G – Imperial College đã phối cảnh 39

Hình 1.3 Tổng quan công trình Plot G – Imperial College đã phối cảnh 43

Hình 3.1 Sơ đồ tính khung không gian 49

Hình 3.2 Tải trọng gió tác dụng theo phương X và phương Y 62

Hình 3.3 Bảng đồ phân vùng động đất ở Anh 63

Hình 4.1 Mặt bằng tầng điển hình 66

Hình 4.2 Biểu đồ mối quan hệ giữa chiều dài nhịp và bề dày sàn 68

Hình 4.3 Sơ đồ tính sàn tầng điểm hình 69

Hình 4.4 Tải trọng các lớp hoàn thiện 70

Hình 4.5 Tải trọng tường 71

Hình 4.6 Hoạt tải 71

Hình 4.7 Tải trọng gió theo phương X tác dụng vào tâm hình học 72

Hình 4.8 Tải trọng gió theo phương Y tác dụng vào tâm hình học 72

Hình 4.9 Chia các dãy Strip theo phương X 73

Hình 4.10 Chia các dãy Strip theo phương Y 74

Hình 4.11 Biểu đồ màu hiển thị độ võng sàn tầng 3 74

Hình 4.12 Lựa chọn các thông số thiết kế 75

Hình 4.13 Biểu đồ Moment theo phương X 76

Hình 4.14 Biểu đồ moment theo phương Y 76

Hình 4.15 Diện tích cốt thép trên theo phương X 77

Hình 4.16 Diện tích cốt thép trên theo phương Y 77

Hình 4.17 Diện tích cốt thép dưới theo phương X 78

Hình 4.18 Diện tích cốt thép dưới theo phương Y 78

Hình 4.19 Các thông số thiết kế thép cho sàn tầng 3 79

Hình 4.20 Chọn tiêu chuẩn và chất lượng thép cho sàn tầng 3 79

Hình 4.21.Chọn chiều dài nối và neo thép cho sàn tầng 3 80

Hình 4.22 Giải thích các thông số để chọn thép cho sàn tầng 3 80

Hình 4.23 Phương án bố trí cốt thép trên 81

Hình 4.24 Bố trí cốt thép trên 81

Hình 4.25 Phương án bố trí cốt thép dưới 82

Hình 4.26 Bố trí cốt thép dưới sàn tầng 3 82

Hình 4.27 Bố trí cốt thép sàn tầng 3 83

Hình 4.28 3D Bố trí cốt thép sàn tầng 3 83

Hình 4.29 Sơ đồ tính toán sàn theo TC Eurocode 2 86

Hình 5.1 Vị trí của dầm CB1 trong mô hình kết cấu công trình 89

Hình 5.2 Sơ đồ tính dầm CB1 90

Hình 5.3 Khai báo vật liêu bằng phần mềm ETABS 91

Hình 5.4 Khai báo tiết diện dầm CB1 92

Hình 5.5 Chọn các thông số sơ bộ thiết kế cho dầm CB1 92

Hình 5.6 Tải trọng tường (kN/m) 93

Hình 5.7 Chọn lớp bê tông bảo vệ và đường kính cốt thép cho dầm CB1 94

Hình 5.8 Chọn combo tải trọng tính toán cho dầm CB1 95

Hình 5.9 Biểu đồ mô-men của dầm CB1 95

Hình 5.10 Biểu đồ lực cắt của dầm CB1 96

Hình 5.11 Độ võng dầm CB1 96

Hình 5.13 Diện tích cốt thép đai dầm CB1 98

Hình 5.14 Tiết diện của dầm CB1 tầng 3 99

Hình 5.15 Sơ đồ tính của dầm CB1 tầng 3 99

Hình 5.16 Biểu đồ moment của dầm CB1 tầng 3 100

Hình 5.17 Biểu đồ diện tích cốt thép dọc của dầm CB1 tầng 3 100

Hình 5.18 Biểu đồ lực cắt của dầm CB1 tầng 3 100

Hình 5.19 Biểu đồ diện tích cốt thép đai của dầm CB1 tầng 3 101

Hình 5.20 Biểu đồ lực dọc của dầm CB1 tầng 3 101

Hình 5.21 Các thông số thiết kế thép cho dầm CB1 103

Hình 5.22 Chọn tiêu chuẩn thép và chất lượng thép của dầm CB1 103

Hình 5.23 Thiết lập chiều dài đoạn nối và neo thép của dầm CB1 104

Hình 5.24 Các kí hiệu để chọn thép cho dầm CB1 104

Hình 5.25 Chọn sơ bộ đường kính cốt thép cho các vùng của dầm CB1 105

Hình 5.26 Chọn đường kính cốt thép 105

Hình 5.27 Phương án bố trí thép dầm CB1 106

Hình 5.28 3D phương án bố trí thép dầm CB1 106

Hình 5.29 Quy trình tính toán cốt thép dọc cho dầm theo tiêu chuẩn eurocode 2 110

Hình 5.30 Minh hoạt các lớp cốt thép 111

Hình 5.31 Quy trình tính toán cốt thép đai cho dầm theo tiêu chuẩn eurocode 2 113

Hình 6.1 Vị trí của cột 1239 trong mô hình 3D 122

Hình 6.2 Thông số tiết diện của cột 1239 123

Hình 6.3 Hình tổng hợp nội lực 13 tổ hợp của cột 1239 129

Hình 6.4 Chọn nội lực tự động cho cột 1239 130

Hình 6.5 Điều chỉnh điều kiện biên và chiều dài tính toán cho cột 1239 130

Hình 6.6 Thiết lập các thông số cho bê tông và cốt thép cột 1239 131

Hình 6.7 Thiết lập các thông số thép chờ cho cột 1239 132

Hình 6.8 Thiết lập các thông số cốt thép đai cho cột 1239 132

Hình 6.9 Thiết lập các thông số thép dọc cho cột 1239 133

Hình 6.10 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 1239 133

Hình 6.11 Biểu đồ tương tác của cột 1239 134

Hình 6.12 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 137

Hình 6.13 Bố trí cốt thép cột 1239 tự động theo phần mềm 138

Hình 6.14 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 139

Hình 6.15 Biểu đồ tương tác trục y 148

Hình 6.16 Biểu đồ tương tác trục z 148

Hình 6.17 Vị trí của cột 1715 149

Hình 6.18 Thông số tiết diện của cột 1715 150

Hình 6.19 Hình tổng hợp nội lực các trường hợp của cột 1517 156

Hình 6.20 Chọn nội lực tự động cho cột 1517 157

Hình 6.21 Điều chỉnh điều kiện biên và chiều dài tính toán cho cột 1517 158

Hình 6.22 Thiết lập các thông số cho bê tông và cốt thép cột 1517 159

Hình 6.23 Thiết lập các thông số thép chờ cho cột 1517 159

Hình 6.24 Thiết lập các thông số cốt thép đai cho cột 1517 160

Hình 6.25 Thiết lập các thông số thép dọc cho cột 1517 161

Hình 6.26 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 1517 161

Hình 6.27 Biểu đồ tương tác của cột 1517 162

Hình 6.28 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 1517 166

Hình 6.29 Bố trí cốt thép cột 1517 tự động theo phần mềm 166

Hình 6.30 Thiết lập hình dạng cốt thép cho cột 168

Hình 7.2 Thông số tiết diện của vách 1151 176

Hình 7.3 Bảng tổ hợp nội lực tính toán thép cho vách 1151 177

Hình 7.4 Thiết lập các thông số bê tông và cốt thép cho vách 1151 177

Hình 7.5 Thiết lập thông số thép cho vách 178

Hình 7.6 Thiết lập thông số thép cho vách 1151 178

Hình 7.7 Thiết lập thông số thép cho vách 1151 179

Hình 7.8 Thiết lập hình dạng cho thép vách 1151 179

Hình 7.9 Kết quả tính toán thép vách từ phần mềm 180

Hình 8.1 3D của cầu thang 192

Hình 8.2 Sơ đồ tính cầu thang trục G2-G3 193

Hình 8.3 Khai báo vật liêu bằng phần mềm ETABS 194

Hình 8.4 Tải trọng lớp hoàn thiện và các bước cầu thang (kN/m) 195

Hình 8.5 Tải hoạt tải (kN/m) 196

Hình 8.6 Chọn combo tải trọng tính toán cho cầu thang 196

Hình 8.7 Biểu đồ mô-men của cầu thang 197

Hình 8.8 3D của cầu thang 202

Hình 8.9 Sơ đồ tính cầu thang trục G2-G3 203

Hình 8.10 Khai báo vật liêu bằng phần mềm ETABS 204

Hình 8.11 Phản lực của cầu thang tại các vị trí dầm chiếu nghỉ (kN/m) 205

Hình 8.12 Tải trọng lớp hoàn thiện và các bước cầu thang (kN/m) 206

Hình 8.13 Chọn tiêu chuẩn thiết kế cho cầu thang 207

Hình 8.14 Chọn combo tải trọng tính toán cho cầu thang 207

Hình 8.15 Biểu đồ mô-men của dầm cầu thang 208

Hình 8.16 Biểu đồ lực cắt của dầm cầu thang 209

Hình 9.1 Mặt cắt địa chất công trình 215

Hình 9.2 Vị trí của các đài móng trong công trình 216

Hình 9.3 Phương án bố trí cọc trong đài vách lõi 222

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng thông số quy mô công trình 36

Bảng 2.1 Bảng thông số bê tông 47

Bảng 3.7 Trọng lượng các loại tường 52

Bảng 3.8 Bảng hoạt tải sàn theo BS-EN1992-1-1:2002 53

Bảng 3.9 Bảng hoạt tải sàn có trên công trình 54

Bảng 4.3 Bảng thống kê khối lượng cốt thép sàn tầng 3 84

Bảng 4.4 Bảng thống kê khối lượng chi tiết từng đường kính cốt thép cốt thép sàn tầng

3 84

Bảng 4.5 Bảng 4 theo TC Eurocode 2 87

Bảng 4.6 Bảng diện tích cốt thép sàn CSA1 tầng 3 thủ công 88

Bảng 4.7 Bảng diện tích cốt thép sàn CSA1 tầng 3 theo phương pháp tự động và thủ công 88

Bảng 4.1 Bảng thông số bê tông 90

Bảng 4.2 Bảng thông số cốt thép 90

Bảng 5.3 Bảng nội lực dầm CB1 xuất ra từ Etabs 97

Bảng 5.4 Bảng diện tích cốt thép đai của dầm CB1 tầng 3 xuất ra từ Etabs 98

Bảng 5.5 Bảng diện tích cốt thép dọc của dầm CB1 tầng 3 xuất ra từ Etabs 98

Bảng 5.6 Bảng thống kê khối lượng thép dầm CB1 107

Bảng 5.7 Bảng thống kê khối lượng thép dầm CB1 107

Bảng 5.8 Bảng thống kê khối lượng các loại đường kính thép dầm CB1 107

Bảng 5.9 Bảng diện tích cốt thép dọc của dầm CB1 tầng 3 thủ công 120

Bảng 5.10 Bảng diện tích cốt thép dọc của dầm CB1 tầng 3 theo phương pháp tự động

Bảng 8.3 Bảng nội lực cầu thang xuất ra từ Etabs 197

Bảng 4.4 Bảng thông số bê tông 202

Bảng 4.5 Bảng thông số cốt thép 203

Bảng 8.7 Bảng diện tích cốt thép dọc của dầm chiếu nghỉ thủ công 214

Bảng 9.1 Bảng thông số địa chất 215

Bảng 9.2 Bảng phản lực tại chân vách lõi 217

Bảng 9.3 Bảng thông số bê tông 218

Bảng 9.4 Bảng thông số cốt thép 218

Bảng 9.5 Bảng chi lớp phân tố cho các lớp đất 220

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

1 Sự cấp thiết của đề tài:

Sự phát triển của nền kinh tế cùng với sự gia tăng dân số tại các đô thị khiến cho nhu cầu của con người ngày càng tăng cao Con người ngày càng tiếp thu những kiến thức mới nhất và tiên tiến nhất tạo nên sự giao thoa giữa các nền giáo dục với nhau Các nước phát triển hiện nay là điểm giao thoa chính giữa các nền giáo dục Các trường Đại học đạt tiêu chuẩn quốc tế ngày càng cạnh tranh với nhau về nguồn kiến thức, số lượng học sinh/

du học sinh và đặc biệt là cơ sở vật chất

Một ngôi trường tốt thì trước tiên phải có đầy đủ yêu cầu về cơ sở vật chất nhằm đáp ứng đầy đủ nhu cầu của con người theo học Và điển hình cho việc cải thiện cơ sở vật chất là xây các tòa nhà lớn với nhiều mục đích khác nhau như làm văn phòng, phòng học, nơi sinh hoạt… Trường Đại học Hoàng gia London cũng không phải ngoại lệ khi hiện tại đang đạt top 10 trường Đại học trên thế giới Việc cải thiện cơ sở vật chất của trường là một vấn đề cần thiết nhằm củng cố vị trí và chất lượng của trường

Trường Đại học Hoàng gia London 5 tòa nhà đã và đang xây dựng Trong đó có khu

G được sử dụng làm văn phòng cho trường Đại học Y tế Công cộng Nằm trên khu G này

là tòa nhà có 9 tầng với 1 tầng hầm

Việc thiết kế, nghiên cứu, đánh giá các giải pháp kết cấu, thi công là hết sức cần thiết đối với Công ty TNHH Structemp VN Đó cũng là nhu cầu mà doanh nghiệp cần biết

để đúc kết những kinh nghiệm cho các dự án sau, gắn kết đầu ra với công ty

Trước những vấn đề mang tính thực tiễn cũng như nhu cầu của doanh nghiệp, nhóm

2 dưới sự giúp đỡ của các giảng viên hướng dẫn và cho phép lựa chọn đề tài “Thiết kế kết

cấu và kỹ thuật thi công dự án Imperial College, London, UK”

2 Mục tiêu của đề tài:

- Thiết kế, tính toán, kiểm tra và thể hiện qui cách bố trí cốt thép các cấu kiện trong công trình

- Thiết kế, kiểm tra ổn định hệ thống tường tầng hầm

- Nghiên cứu những biện pháp thi công cho phần ngầm, phần thân và hoàn thiện công

- Từ đó giúp doanh nghiệp có cái nhìn bao quát hơn về công trình và đúc kết được các kinh nghiệm để thực hiện dự án sau, gắn kết đầu ra với công ty

3 Đối tượng nghiên cứu:

Dự án: “Imperial College, London, UK”

4 Phương pháp nghiên cứu:

- Phân tích các phương pháp tính toán lý thuyết

- Mô phỏng xây dựng công trình trên các phần mềm tính toán

- Tính toán cốt thép và xuất bản vẽ một số cấu kiện

- Kết luận và kiến nghị

5 Kết quả dự kiến:

- Thuyết minh thiết kế, tính toán, kiểm tra và bản vẽ thể hiện qui cách bố trí cốt thép các cấu kiện trong công trình

- Kết quả thiết kế, kiểm tra ổn định, bản vẽ tường tầng hầm

- Kết quả nghiên cứu những biện pháp thi công cho phần ngầm, phần thân và hoàn thiện công trình

6 Kế hoạch thực hiện và phân công công việc:

KẾ HOẠCH LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG TRÌNH KHU G

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOÀNG GIA LONDON STT Mốc báo cáo Công việc thực hiện Người kiểm tra

1 Mốc 1 Hoàn thiện phần kiến trúc và mô

3 Mốc 3 Hoàn thiện toàn bộ đồ án tốt nghiệp

Trong đồ án này, nhóm chọn Autodesk Construction Cloud (ACC) làm phần mềm làm việc chung và trao đổi dữ liệu ACC là một nền tảng đám mây giúp kết nối và chia sẻ

dữ liệu trong tòa bộ vòng đời của dự án, nó được chia ra thành nhiều phần khác nhau gồm: BIM 360 Docs, BIM 360 Design, BIM 360 Coordinate và BIM 360 Build

Thay vì thực hiện như cách thức truyền thống là mỗi cá nhân hoàn thành file tại thời điểm này rồi gửi file đến cá nhân khác rồi mới tiếp tục công việc thì Worksharing trong Revit là một cách thức làm việc mà ở đó cho phép nhiều người cùng làm việc trên cùng một file Revit cùng một thời điểm nhưng không xảy ra các hiện tượng chồng chéo, thất thoát dữ liệu

Worksharing này thực hiện bằng cách: Leader (nhóm trưởng) sẽ quản lý tất cả dữ liệu trong file và sẽ là người chia nhỏ công trình ra thành nhiều phần khác nhau Sau đó sẽ cung cấp quyền thay đổi/ thêm dữ liệu tại một (hay nhiều) trong những phần đó cho các cá nhân Ví dụ mô hình được chia ra 3 bản vẽ gồm kiến trúc, kết cấu và thi công Leader sẽ giao cho người A được phép chỉnh sửa, thay đổi dữ liệu trong bản vẽ kiến trúc nhưng không thể tác động đến bản vẽ kết cấu và thi công Điều này làm tương tự với 2 người còn lại, từ

đó ta được một hệ thống bản vẽ đã được phân chia sẵn

Hình 0.1 Sơ đồ phân chia công việc (ảnh minh họa)

Để có thể kết nối được giữa các người dùng với nhau, tốt nhất là tất cả người dùng phải sử cùng một phiên bản Revit với Leader File dữ liệu của Leader được mặc định là Central File (File trung tâm) và nhiều Local File (File độc lập) là tệp con của Central File Các tệp con này hoạt động dưới sự giám sát và điều phối của Central File Sau mỗi giai đoạn, các Local File sẽ tự động sao chép và lưu về Central File thông qua dữ liệu đám mây,

các giai đoạn trên lặp lại đến khi công việc đã hoàn thành và Central File của Leader không cho phép truy cập

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Nhu cầu đầu tư xây dựng công trình:

Cùng với sự phát triển vượt bậc của con người về các lĩnh vực trên toàn cầu, bản thân mỗi quốc gia đều phải trau dồi và phát triển vốn hiểu biết của con người nơi ấy Như

ta đã biết, bộ não con người là vô giá và số lượng hiểu biết là vô hạn Vì vậy việc không ngừng cải thiện và nâng cao vốn hiểu biết ấy là một đều hiển nhiên nhằm khám phá ra cái mới và nâng cao mức sống của con người Để đáp ứng nhu cầu ấy, Vương quốc Anh đã nâng cao giáo dục và nghiên cứu của mình bằng cách nâng cao cơ sở vật chất với tòa nhà Plot G thuộc Imperial College (hay còn gọi là trường Đại học Hoàng gia London)

White City Campus và Plot G - Imperial College được xây dựng nhằm mục đích tạo

ra một trung tâm nghiên cứu và phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới và khởi nghiệp tại thành phố London, Vương quốc Anh Nơi đây được coi là một trong những khu vực có tiềm năng phát triển lớn của thành phố, với sự góp mặt của nhiều doanh nghiệp, trung tâm nghiên cứu, viện nghiên cứu, các trường đại học nổi tiếng

Việc xây dựng Plot G - Imperial College tại White City Campus cũng có mục tiêu nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo và nghiên cứu của trường Đại học Imperial College London, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên và giảng viên có thể tiếp cận với các trang thiết bị, công nghệ hiện đại nhất, từ đó giúp họ đạt được những thành tựu xuất sắc trong lĩnh vực học thuật và nghiên cứu

Ngoài ra, dự án này còn có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh

tế, đổi mới và khởi nghiệp của thành phố London và Vương quốc Anh, qua đó tạo ra nhiều

cơ hội việc làm, thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước đến đầu tư vào khu vực này

1.2 Giới thiệu về công trình:

Plot G - Imperial College được xây dựng tại White City Campus, nằm ở phía Tây thành phố London, Vương quốc Anh Khu đô thị này có diện tích khoảng 25 acre (khoảng

10 ha), gần các trung tâm thương mại và khu vực trung tâm của thành phố Trong khuôn viên White City Campus, Plot G nằm ở cửa ngõ chính của khuôn viên, với vị trí đắc địa nằm trên đường Wood Lane, giáp ranh với công viên văn hóa phục vụ cho cư dân địa phương

Vị trí của Plot G - Imperial College là một trong những vị trí thuận lợi nhất để tiếp cận với các trung tâm thương mại, các trường đại học lớn, sân bay và các khu vực khác ở thành phố London Các phương tiện giao thông công cộng cũng rất thuận tiện, bao gồm tàu điện ngầm, xe buýt và đường sắt trên cao, giúp sinh viên và giảng viên dễ dàng di chuyển trong thành phố và đến nơi làm việc

1.2.3 Đặc điểm công trình:

Plot G - Imperial College là một phần dự án White City Campus của trường Đại học Imperial College London tại thành phố London, Vương quốc Anh White City Campus là một khu đô thị với diện tích khoảng 10 ha, nằm ở phía Tây thành phố London, gần trung tâm thương mại Westfield London và Công viên Tâm linh Phật giáo Quốc gia (National Buddhist Shrine) Khu đô thị này được xây dựng để trở thành một trung tâm học thuật, nghiên cứu và khởi nghiệp đa ngành, với sự tham gia của các nhà khoa học, doanh nhân, chính phủ và cộng đồng địa phương

Plot G - Imperial College tại White City Campus là một tòa nhà cao 9 tầng được thiết kế để hỗ trợ các hoạt động giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật sinh học

và y tế

Tòa nhà này được thiết kế để hỗ trợ cho các hoạt động nghiên cứu, giảng dạy, khởi nghiệp và cộng đồng, với mục tiêu mang lại giá trị cao nhất cho sinh viên, học giả và cộng đồng Một vài đặc điểm nổi bật của công trình này có thể kể đến là:

- Thiết kế hiện đại: Plot G được thiết kế với kiến trúc hiện đại và tiên tiến, sử dụng

các công nghệ mới nhất để tạo ra một tòa nhà thông minh, tiết kiệm năng lượng và bền vững

- Trang bị đầy đủ tiện nghi: Tòa nhà này được trang bị đầy đủ các tiện nghi và trang

thiết bị hiện đại như phòng thí nghiệm, phòng họp, phòng chờ, thư viện, quán cà phê, phòng tập thể dục, v.v để đáp ứng các hoạt động nghiên cứu, giảng dạy, khởi nghiệp và cộng đồng

- Vị trí thuận tiện: Plot G có vị trí đắc địa, nằm ở cửa ngõ chính của khuôn viên White

City Campus, giáp ranh với các trung tâm thương mại, các trường đại học lớn, sân bay và các khu vực khác ở thành phố London Các phương tiện giao thông công cộng cũng rất thuận tiện, giúp sinh viên và giảng viên dễ dàng di chuyển trong thành phố và đến nơi làm việc

- Thiết kế theo chuẩn xanh: Plot G được thiết kế và xây dựng để đáp ứng các tiêu

chuẩn cao về môi trường sống và làm việc, tạo ra một môi trường học tập và nghiên cứu thoải mái, sáng tạo và hiện đại Tòa nhà này có hệ thống điều hòa không khí thông minh,

hệ thống quản lý năng lượng hiệu quả, hệ thống tái sử dụng nước và các công nghệ khác

để giảm thiểu tác động của tòa nhà đến môi trường tự nhiên

1.3 Điều kiện tự nhiên:

1.3.1 Điều kiện về khí hậu:

Công trình được xây dựng tại White City Campus, nơi tọa lạc Plot G - Imperial College, nằm ở phía Tây London, Vương quốc Anh, có khí hậu ôn đới với mùa đông ẩm ướt và mát mẻ, mùa hè ấm áp và thoải mái Nhiệt độ trung bình vào mùa đông dao động từ

2 đến 8 độ C, trong khi nhiệt độ trung bình vào mùa hè khoảng 20 độ C

Thành phố London có mưa phân bố khắp nơi và quanh năm, nhưng tháng 6 và tháng

7 là các tháng ít mưa nhất Số ngày có mưa trong năm trung bình khoảng 150 ngày, và lượng mưa trung bình là khoảng 600 mm/năm

• Về nhiệt độ:

- Nhiệt độ trung bình năm: 12,5°C

- Nhiệt độ cao nhất trung bình hàng năm: 23°C

- Nhiệt độ thấp nhất trung bình hàng năm: 5°C

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 37,9°C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: -11,2°C

• Về độ ẩm không khí

- Độ ẩm không khí trung bình năm: 75%

- Độ ẩm không khí cao nhất trung bình: 90%

- Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình: 60%

• Về lượng mưa

- Lượng mưa trung bình năm: 650mm

- Lượng mưa năm lớn nhất (1976): 1.038mm

- Lượng mưa năm nhỏ nhất (2011): 413mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất: 105mm

- Số ngày mưa trung bình năm: 145 ngày

- Trong một số trường hợp có bão, tốc độ gió có thể đạt từ 118 km/h trở lên

1.3.2 Điều kiện về địa hình:

White City Campus là một khuôn viên rộng lớn nằm ở phía Tây của thành phố London, Anh Khuôn viên này bao gồm nhiều tòa nhà và cơ sở hạ tầng khác nhau, với một

số khu vực có độ cao khác nhau

Địa hình tại khu vực này được xem là đất phẳng với độ cao trung bình từ 15 đến 20 mét so với mực nước biển Không có địa hình đáng kể hoặc dốc đứng tại khu vực này, và điều này giúp cho việc di chuyển và xây dựng trở nên dễ dàng hơn

Ngoài ra, White City Campus cũng nằm gần sông Thames và các con đường nước khác, do đó, trong thời gian mưa lớn, khu vực này có nguy cơ bị ngập lụt Tuy nhiên, các

cơ quan chức năng đã thiết lập các biện pháp phòng ngừa để ứng phó với tình huống này

Tóm lại, White City Campus có địa hình phẳng, không có độ cao đáng kể hoặc dốc đứng, và nằm gần các con đường nước, có nguy cơ bị ngập lụt trong thời tiết mưa lớn

1.3.3 Điều kiện về thủy văn:

White City Campus nằm gần sông Thames, một con sông lớn chảy qua London với chiều dài khoảng 346 km và đổ ra biển Bắc ở phía Đông Sông Thames là một trong những con sông quan trọng nhất của Anh, tạo điều kiện cho việc giao thông và kinh tế phát triển

Tổng diện tích lưu vực của sông Thames là khoảng 13.000 km2, bao gồm các khu vực ở khu vực miền Nam và miền Đông của Anh Sông này có công suất lớn và thường được sử dụng để cung cấp nước uống cho các thành phố lớn ở Anh, cũng như để giải tỏa lượng nước mưa lớn vào mùa mưa

Vì White City Campus nằm gần sông Thames, do đó có nguy cơ bị ngập lụt trong trường hợp sóng áp và mực nước sông tăng cao trong thời tiết mưa lớn hoặc khi có mưa lớn liên tục trong một thời gian dài

1.4 Quy mô công trình:

Công trình có quy mô 01 tầng hầm và 09 tầng nổi

Bảng 1.1 Bảng thông số quy mô công trình

Chiều cao công trình (tính từ cốt nền sân

Kích thước Thông số

1.4.1 Hệ thống tầng hầm:

Tòa nhà Plot G - Imperial College được thiết kế 01 tầng hầm Tầng hầm của tòa nhà

sử dụng để đáp ứng nhu cầu về đỗ xe và lưu trữ Cụ thể, tầng hầm này được thiết kế để đậu

xe cho khoảng 200 xe máy và 40 xe đạp, đồng thời cũng được sử dụng để lưu trữ các thiết

bị và nguyên liệu cho các hoạt động giảng dạy và nghiên cứu trong tòa nhà

• Tầng 7: Các phòng thí nghiệm và văn phòng cho các nhóm nghiên cứu ở tầng này

• Tầng 6: Tầng này cũng được sử dụng cho các phòng thí nghiệm và văn phòng như tầng 7

• Tầng 5: Được sử dụng cho các phòng học và nhóm nghiên cứu

• Tầng 4: Tầng này được sử dụng cho các phòng thí nghiệm và văn phòng cho các nhóm nghiên cứu

• Tầng 3: Tầng này được sử dụng cho các phòng học và nhóm nghiên cứu

• Tầng 2: Tầng này dành cho các phòng thí nghiệm và văn phòng như các tầng trên

• Tầng 1: Các tiện ích chung như quầy lễ tân, khu vực đón khách và quán cafe được đặt ở tầng này

Hình 1.1 Tổng quan công trình Plot G – Imperial College theo bản vẽ

Hình 1.2 Tổng quan công trình Plot G – Imperial College đã phối cảnh

1.5 Giải pháp kiến trúc:

Công trình Plot G - Imperial College được thiết kế với ý tưởng tạo ra một không gian làm việc và học tập hiện đại, đồng thời tôn vinh tính đặc trưng của khu vực lịch sử White City

Tòa nhà này có kiến trúc hiện đại, được xây dựng từ các vật liệu bền vững như thép, kính và bê tông, giúp tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên và tiết kiệm năng lượng Mặt ngoài của tòa nhà có hình dạng độc đáo, với các khối hình chữ nhật xoắn ốc tạo thành những mảng màu sắc đa dạng, tạo ra sự độc đáo và thu hút cho người xem

Bên trong tòa nhà, thiết kế được tối ưu hóa để tạo ra không gian làm việc linh hoạt

và thoải mái Các phòng học và phòng thí nghiệm được trang bị đầy đủ các thiết bị cần thiết, trong khi các khu vực làm việc cho sinh viên và giảng viên được bố trí một cách thông minh, giúp tối đa hóa sự thoải mái và hiệu quả trong công việc và học tập Tổng thể, kiến trúc của Plot G - Imperial College tại White City Campus đã tạo ra một không gian đẹp mắt và tiện nghi, kết hợp giữa sự hiện đại và tính chức năng để phục vụ cho mục đích

giảng dạy và nghiên cứu của Imperial College Dưới đây là một số giải pháp kiến trúc được

áp dụng tại công trình này:

- Tận dụng ánh sáng tự nhiên: Các khu vực nghiên cứu, phòng thí nghiệm và văn

phòng được thiết kế để tận dụng ánh sáng tự nhiên Các tòa nhà được xây dựng với các khe

hở và cửa sổ lớn để cho phép ánh sáng tự nhiên tràn vào từ bên ngoài, giảm thiểu sự sử dụng điện năng và tăng cường sự thoáng khí trong không gian nội thất

- Sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường: Các tòa nhà được xây dựng với các vật

liệu thân thiện với môi trường, bao gồm cả gỗ và bê tông có khả năng tái chế Các tòa nhà cũng được thiết kế để tối đa hóa việc sử dụng năng lượng và giảm thiểu lượng khí thải carbon

- Thiết kế theo hướng cộng đồng: Các khu vực xanh và không gian công cộng được

thiết kế để tạo ra một không gian sống xanh trong khu vực đô thị Các khu vực này cũng

có thể được sử dụng để tổ chức các hoạt động giao lưu và tương tác giữa cộng đồng nhằm đóng góp vào sự phát triển của khu vực

- Tạo ra không gian làm việc hiệu quả: Các khu vực nghiên cứu và văn phòng được

thiết kế để tạo ra một môi trường làm việc hiệu quả và sáng tạo Các khu vực này được trang bị các thiết bị tiên tiến, hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống điều hòa nhiệt độ và các thiết bị an ninh tiên tiến để đảm bảo an toàn cho người sử dụng

1.6 Giải pháp giao thông công trình:

Công trình Plot G – Imperial College cũng được thiết kế với các giải pháp về giao thông nhằm đảm bảo sự thuận tiện cho việc di chuyển và giảm thiểu ùn tắc giao thông Dưới đây là một số giải pháp về giao thông được áp dụng tại công trình này:

- Giao thông công cộng: Công trình được đặt tại vị trí thuận tiện cho việc di chuyển

bằng giao thông công cộng Khu vực này có các tuyến đường xe buýt, tàu điện ngầm và tàu hỏa liên kết với các khu vực khác trong thành phố, giúp cho việc di chuyển của nhân viên và khách hàng được thuận tiện hơn

- Đường dành cho xe đạp: Các đường dành cho xe đạp được thiết kế và xây dựng để

đảm bảo an toàn cho người đi xe đạp và giúp giảm thiểu lượng phương tiện giao thông cá nhân trên đường phố Các đường dành cho xe đạp được liên kết với các tuyến đường giao thông chính, giúp cho việc di chuyển của người đi xe đạp được thuận tiện hơn