đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng CHUNG cư ĐÔNG HƯNG THÁI BÌNH

Giải pháp sơ bộ về kết cấu và vật liệu xây dựng công trìnhGiải pháp kết cấu khung bê tông cốt thép kết hợp lõi cứng thang máy với :Các cấu kiện dạng thanh là cột, dầm...Các cấu kiện dạn

THUYẾT MINH KIẾN TRÚC:

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH:

BẢN VẼ A1 GỒM:

KT – 01: MẶT BẰNG TRỆT VÀ TẦNG 1

KT – 02: MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH VÀ MÁI

KT - 03: MẶT ĐỨNG CÔNG TRÌNH, CHI TIẾT

KT – 04: MẶT ĐỨNG VÀ MẶT CẮT CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHI TIẾT

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu công trình

Chung cư Đông Hưng là một công trình được xây dựng tại xã Nguyên Xáquận Đông Hưng Tỉnh Thái Bình

Công trình gồm 9 tầng và một tầng mái ( tầng 1 là khu thể dục Gym và khu

để xe,tầng 2-9 là khu căn hộ ) Tòa nhà 9 tầng với diện tích khoảng 937,44m2, côngtrình có diện tích xây dựng khoảng 2450m2, diện tích làm việc khoảng 8437m2.Công trình được bố trí 2cổng chính hướng nam tạo điều kiện cho giao thông đi lại

và hoạt động thường xuyên của cơ quan Hệ thống cây xanh bồn hoa được bố trí ởsân trước và xung quanh nhà tạo môi trường cảnh quan sinh động, hài hòa gắn bóvới thiên nhiên

1.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc

1.2.1 Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình

Công trình gồm 1 tầng trệt, 1 tầng cho thuê mặt bằng và 7 tầng làm việc.Tầng 1 gồm sảnh dẫn lối vào, nơi để xe,câu lạc bộ Gym va thể dục

Tầng 2 đến tầng 9 là các căn hộ

Tầng mái có lớp chống nóng, chống thấm, chứa tét nước và một số phươngtiện kỹ thuật khác

Công trình bố trí 2 thang máy ở trục 4-5 và 5-6, 3 thang bộ ở 1-2,4-6 và 8-9

1.2.2 Giải pháp mặt đứng và hình khối kiến trúc công trình

Mặt đứng thể hiện phần kiến trúc bên ngoài của công trình, góp phần để tạothành quần thể kiến trúc, quyết định đến nhịp điệu kiến trúc của toàn bộ khu vựckiến trúc Mặt đứng công trình được trang trí trang nhã, hiện đại với hệ thống củakính khung nhôm tại cầu thang bộ Với các phòng làm việc có cửa sổ mở ra khônggian rộng tạo cảm giác thoải mái, làm tăng cảm giác thoải mái cho người sử dụng,giữa các phòng làm việc được ngăn chia bằng tường xây, trát vữa xi măng hai mặt

và lăn sơn ba nước theo chỉ dẫn kỹ thuật

Hình thức kiến trúc công trình mạch lạc, rõ ràng Công trình bố cục chặt chẽ

và quy mô phù hợp chức năng sử dụng góp phần tham gia vào kiến trúc chung củatoàn khu Chiều cao các tầng đều là 3,5m

1.2.3 Giải pháp giao thông và thoát hiểm của công trình

Giải quyết giao thông nội bộ giữa các tầng bằng hệ thống cầu thang máy vàcầu thang bộ, trong đó thang máy làm chủ đạo Cầu thang máy bố trí ở trục 4-5 và5-6 đảm bảo đi lại thuận tiện, hai cầu thang bộ nằm ở trục 1-2,4-6 và 8-9 Giaothông trong tầng được thực hiện qua một hành lang giữa rộng rãi thoáng mát đượcchiếu sáng 24/24 giờ

1.2.4 Giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên cho công trình

1.2.4.1 Hệ thống thông gió:

Đây là công trình chưng cư, cho nên yêu cầu thông thoáng rất được coi trọngtrong thiết kế kiến trúc Nằm ở địa thế đẹp lại có hướng gió đông nam thổi vào mặtchính do vậy người thiết kế có thể dễ dàng khai thác hướng gió thiên nhiên để làmthoáng cho ngôi nhà

Bằng việc bố trí phòng ở hai bên hành lang đã tạo ra một không gian hành langkết hợp với lòng cầu thang thông gió rất tốt cho công trình Đối với các phòng còn bốtrí ô thoáng, cửa sổ chớp kính đón gió biển thổi vào theo hướng đông nam

Bên cạnh thông gió tự nhiên ta còn bố trí hệ thống điều hoà nhiệt độ cho mỗiphòng cũng như hệ thống điều hoà trung tâm với các thiết bị nhiệt được đặt tạiphòng kỹ thuật để làm mát nhân tạo

Kết hợp thông gió tự nhiên với nhân tạo có thể giải quyết thông gió ngôi nhàtạo không gian thoáng mát rất tốt

1.2.4.2 Hệ thống chiếu sáng:

Tận dụng ánh sáng tự nhiên ta sử dụng hệ thống cửa lấy ánh sáng qua khungkính cũng như bố trí các cửa sổ Việc chiếu sáng tự nhiên đảm bảo sao cho có thể phủhết diện tích cần chiếu sáng của toàn bộ công trình

Giải pháp chiếu sáng nhân tạo thực hiện bởi hệ thống đèn huỳnh quang, cácđèn hành lang, đèn ốp cột và ốp tường Các đèn chiếu sáng còn mang cả chức năngtrang trí cho ngôi nhà Tiêu chuẩn về đọ sáng theo tiêu chuẩn kiến trúc cho kháchsạn cao cấp

Hệ thống chiếu sáng bằng đèn chiếu được thiết kế vừa đảm bảo độ sáng chongôi nhà, vừa đảm bảo thuận tiện cho người sử dụng

1.2.5 Giải pháp sơ bộ về kết cấu và vật liệu xây dựng công trình

Giải pháp kết cấu khung bê tông cốt thép kết hợp lõi cứng (thang máy ) với :Các cấu kiện dạng thanh là cột, dầm Các cấu kiện dạng phẳng gồm tấm sàn cósườn, còn tường là các tấm tường đặc có lỗ cửa và đều là tường tự mang

1.2.6 Giải pháp kỹ thuật khác

1.2.6.1 Hệ thống cấp nước:

Hệ thống cấp nước sinh hoạt lấy từ mạng lưới nước thành phố qua máy bơm

tự động đưa nước lên một tét inox chứa trên mái Từ tét chứa, nước được cấp tới các

vị trí tiêu thụ qua hệ thống đường ống tráng kẽm Nước thải sinh hoạt qua hệ thốngthải sinh hoạt qua đường dẫn nước thải bằng ống nhựa PVC tới bể lọc và đưa ra hệthống thoát nước của thành phố

1.2.6.2 Hệ thống cấp điện:

Điện phục vụ cho công trình lấy từ nguồn điện thành phố qua trạm biến ápnội bộ Mạng lưới điện được bố trí đi ngầm trong tường cột, các dây dẫn đến phụ tảiđược đặt sẵn khi thi công xây dựng trong một ống nhựa cứng Để cấp điện được liêntục ta bố trí thêm máy phát điện đặt sẵn trong phòng kỹ thuật Toàn bộ hệ thống ốngcấp và thoát nước đặt trong hộp kỹ thuật của mỗi tầng

1.3 Kết luận

Chưng cư Đông Hưng sẽ là bộ mặt của Huyện Đông Hưng ,nhằm giải quyếtvấn đề tăng dân số, đảm bảo an toàn vệ sinh cho khu vực nói chung cũng như thànhphố nói riêng Với không gian kiến trúc hiện đại nhưng gắn bó với thiên nhiên sẽtăng chất lượng cuộc sống, sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của Quận

2.1 Sơ bộ phương án kết cấu

2.1.1 Phân tích các dạng kết cấu khung

Có 3 phương án hệ kết cấu chịu lực có thể áp dụng cho công trình

*Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng:

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, haiphương hoặc liên kết lại thành hệ không gian gọi là lõi cứng Loại kết cấu này cókhả năng chịu lực ngang tốt bởi vì độ cứng công trình theo phương ngang rất lớnnên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng Tuy nhiên,

hệ thống vách cứng trong công trình làm sự bố trí không gian các phòng không linhhoạt, nếu như muốn bố trí lại không gian thì khó có thể làm được

* Hệ kết cấu khung

Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợpvới các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưnglại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao của công trình lớn

Hệ kết cấu khung thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao vừaphải mà không yêu cầu tính các bài toán dao động ( tải trọng ngang nhỏ) Hệ khungtạo thành lưới cột cho công trình, việc bố trí lưới cột này tùy thuộc vào mặt bằngkiến trúc và công năng sử dụng của công trình Hệ kết cấu này có ưu điểm là bố tríkhông gian trên mặt bằng rất linh hoạt, tường chỉ làm nhiệm vụ bao che, ngăn cáchchứ không tham gia vào chịu lực Và vi thế khi muốn thay đổi không gian cácphòng có thể thay đổi thoái mái mà không ảnh hưởng đén khả năng chịu lực của kếtcấu Tuy nhiên hệ kết cấu này có nhược điểm là chịu tải trọng ngang kém nênkhông sử dụng được với nhà có chiều cao lớn

* Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng):

Hệ kết cấu khung-giằng 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 vựccầu thang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên, làcác khu vực có tường liên tục nhiều tâng Hệ thống khung được bố trí tại cáckhu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệ thống khung và vách được liên kết vớinhau qua hệ kết cấu sàn Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩalớn Thường trong hệ kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải

trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng.

Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớtkích thước cột, dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

Hệ kết cấu khung-giằng tỏ ra là kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình caotầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng được thiết kếcho vùng có động đất  cấp 7

2.1.2 Phương án lựa chọn

Qua xem xét đặc điểm các hệ kết cấu chịu lực trên áp dụng vào đặc điểmcông trình vàyêu cầu kiến trúc em chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình là hệ kếtcấu khung-giằng, sàn BTCT đổ toàn khối với vách được bố trí là cầu thang máy

2.1.3 Kích thước sơ bộ của kết cấu (cột, dầm, sàn, vách,…) và vật liệu

2.1.3.1 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Kích thước dầm phụ bxh = 22x35cm (D2)

2.1.3.2 Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Sàn sườn toàn khối :

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

m

l D

Nên ta chọn chung chiều dày bản hb = 12 cm

2.1.3.3 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 ngang của cột được xác định theo công thức:

Fb = 1, 2 1,5  N

Rb



- Trong đó:

+ 1,21,5: Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen

+ Fb: Diện tích tiết diện ngang của cột

+ Rb: Cường độ chịu nén tính toán của bêtông (Rb=14.5MPa)

+ N: Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột

N: Có thể xác định sơ bộ theo công thức: N= S.q.n

Trong đó: - S: Diện tích chịu tải của một cột ở một tầng

- q: Tải trọng sơ bộ lấy q=1,2T/m2= 0.12kg/cm2

Ta chọn cột có tiết diện 40x60 với F=0.24> Fb

Với cột biên A3: : N= 3104500,119= 138105T

Fb = 1,2 138105

145 = 1142 cm2

Ta chọn cột có tiết diện 30x40 với F=0.12> Fb

Do càng lên cao nội lực càng giảm, nên ta cần thay đổi tiết diện cột cho phùhợp cứ 5 tầng giảm h một lần

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 dày11cm và có hai lớp trát dày 2x1,5cm

2.1.3.5 Chọn sơ bộ tiết diện vách thang máy:

Theo tiêu chuẩn TCVN 198-1997 quy định độ dày của vách không nhỏ hơnmột trong hai giá trị sau:

SƠ ĐỒ KẾT CẤU

1 2 3 4 5 6 7 8 9

c d

e

a b

c d

e

SƠ ĐỒ KẾT CẤU TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chiều dày (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Tổng cộng (kg/m2)

g¹ch l¸t nÒn dµy 10

mm v÷a lãt dµy 20 sµn btct dµy 120 v÷a tr¸t trÇn 15

mm

cÊu t¹o sµn

g¹ch l¸t chèng tr¬n dµy 10 v÷a lãt dµy 20

sµn btct dµy 100 v÷a tr¸t trÇn 15

Chiều dày (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Tổng cộng (kg/m2)

 Tổng tĩnh tải mái:

gd + gm = 417+33 = 450(kg/m2)

Tải tường có cửa (tính đến hệ số cửa 0.7) 354

Tải tường cú cửa (tớnh đến hệ số cửa 0.7) 202

2.2.2 Hoạt tải

Hoạt tải cho cỏc loại phũng bao gồm:

TT Cỏc loại cụng tỏc

Tải trọngtiờu chuẩn(kG/m2)

Hệ số vượt tải Tải trọng tinh

toỏn (kG/m2)

Hệ số vượt tải:

+ Khi tải tiờu chuẩn  200 (kg/m2): n = 1.3

+ Khi tải tiờu chuẩn  200 (kg/m2): n = 1.2

2.2.3 Lập sơ đồ cỏc trường hợp tải trọng

2.2.3 1 Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung.

g2 g3 g4 g5 g6

g7 g8 g9

g2g3g4g5g6g7g8

4 3

2

g1

g9

m m m m m m m m

m m

g2g3g4g5g6g7

SƠ ĐỒ PHÂN TẢI TẦNG MÁI

Tên tải

trọng Thành phần tải Công thức tính

Giá trị (kg)

2.2.3.2 Xác định hoạt tải tác dụng vào khung:

* Hoạt tải sàn tầng 2 – 9

HOẠT TẢI 1 TÁC DỤNG VAO KHUNG K3

p1 p2 p3

p4 p5 p6

HOẠT TẢI 2 TÁC DỤNG VAO KHUNG K3

q1

p2 p3

p4 p5 p6

q2q3

HOẠT TẢI 1 TÁC DỤNG VAO MÁI KHUNG K3

B¶ng 4 - 12: B¶ng ho¹t t¶i ph©n bè tÇng m¸i

Do c¸c « sµn 3,3x4.5 97,5)(4.5-0.22)+(4.5-3,3))

Do m¸i t«n,xµ gå

W = n × k × c × W0 × B

Trong đó: + B: bề rộng đón gió

+ W0: là áp lực gió tiêu chuẩn Với địa điểm xây dựng tại thành phố TháiBình thuộc vùng gió IV-B, ta có W0 = 155 daN/m2 = 0.155 t/m2

+ Hệ số vượt tải của tải trọng gió n = 1,2

+ Hệ số khí động C được tra bảng theo tiêu chuẩn và lấy :

c = + 0,8 ( gió đẩy ) c = - 0,6 ( gió hút )

+ Hế số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao k được nội suy từ bảngtra theo các độ cao Z của cốt sàn tầng và dạng địa hình B

+Áp lực mái tác dụng vào phần kết cấu mái (từ phần đỉnh cột trở lên) đượcđưa về lực tập trung đặt tạ đỉnh cột

W = n x k x c x Wo x B (hm : chiều cao từ đỉnh cột đến đỉnh mái)

ST

T Tầng

Độcao(m)

Z

B(m) Wot/m2

Hệ số

C C' Wđ (t/

m)

Wh (t/m)vượt

6 0.809 0.607

6 0.826 0.619

*Tải trọng tập trung đặt tại nút:

Tải trọng gió trên mái qui về lực tập trung đặt ở đầu cột S đ , S h với k=1,24

Trong đó : Cđ=0,8(hệ số bên đón gió)

Ch=0,6(hệ số bên khuất gió)

Hm1=1.3(m) : chiều cao nhỏ nhất tường thu hồi

Hm2=2.5(m):chiều cao lớn nhất tường thu hồi

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DẦM

3.1 Cơ sở tính toán.

Tính toán với tiết diện chịu mômen âm :

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi, với bêtông B25 có Rb= 14.5MPa Cốt thép CII

có Rs=280MPa

Vì cánh nằm trong vùng kéo, Bêtông không được tính cho chịu kéo nên vềmặt cường độ ta chỉ tính toán với tiết diện chữ nhật có tiết diện bxh:

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính được h0 = h – a.

Tính R=0,65

R R(1 0.5 ) R

Tính giá trị: αm = 2

0

Nếu <min thì giảm kích thước tiết diện rồi tính lại

Nếu >max thì tăng kích thước tiết diện rồi tính lại

Nếu R thì nên tăng kích thước tiết diện để tính lại Nếu không tăng kíchthước tiết diện thì phải đặt cốt thép chịu nén As’ và tính toán theo tiết diện đặt cốt kép

Tính toán với tiết diện chịu mômen dương:

Khi tính toán tiết diện chịu mômen dương Cánh nằm trong vùng nén, do bảnsàn đổ liền khối với dầm nên nó sẽ cùng tham gia chịu lực với sườn.Diện tích vùngbêtông chịu nén tăng thêm so với tiết diện chữ nhật Vì vậy khi tính toán vớimômen dương ta phải tính theo tiết diện chữ T

Bề rộng cánh đưa vào tính toán: b'f  b 2S c

Trong đó Sc không vượt quá 1/6 nhịp dầm và không được lớn hơn các giá trị sau:+ Khi có dầm ngang hoặc khi bề dày của cánh hf’≥0.1h thì Sc không quá nửakhoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm dọc.

+ Khi không có dầm ngang, hoặc khi khoảng cách giữa chúng lớn hơnkhoảng cách giữa 2 dầm dọc, và khi hf’< 0.1h thì Sc ≤6hf’

+ Khi cánh có dạng công xôn (Dầm độc lập):

Sc ≤6.h’f khi h’f>0,1.h

Sc ≤3.h’f khi 0.05h<h’f<0,1.h

Bỏ qua Sc trong tính toán khi h’f<0,05.h

h’f - Chiều cao của cánh, lấy bằng chiều dày bản Xác định vị trí trục trung hoà:

3.2 Tính toán cấu kiện dầm tầng điển hình

3.2.1 Tính toán cấu kiện dầm 54nhịp A-B tầng 1 ( b x h = 300 x 700 )

Bề rộng cánh đưa vào tính toán: b’f = b+2.Sc

Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong các giá trị sau:

Sc ≤l/6 = 700/6 = 116.6cm

hf’=10cm ≥0.1h = 7cm  Sc≤0,7.(4.5–0.3)=1.47m = 294cm

Vậy lấy Sc=100cm  b’f =30+2x100 =230 cm

Giả thiết a=6cm  h0=70– =64 cm

a Tính thép chịu mômen dương M =117.5KNm.

Kích thước dầm D1: bxh = 30x70 cm

Bề rộng cánh đưa vào tính toán: b’f = b+2.Sc

Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong các giá trị sau:

s

A

b h    >min=0,15 %

b.Tính thép chịu mômen âm:

Do đầu trái và đầu phải có giá trị mômen âm gần bằng nhau, do vậy ta chọngiá trị mômen lớn hơn trong hai giá trị ở hai đầu dầm để tính toán cốt thép Trongtrường hợp này cánh của cấu kiện nằm trong

vùng kéo nên tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật 30x70cm M= 35,58KNm

-Trong trường hợp này cánh của cấu kiện nằm trong vùng kéo nên tính toáncốt thép theo tiết diện chữ nhật 30x70cm

Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a=6cm, h0=70–6= 64 cm

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt nguy hiểm nhất cho dầm:

Dầm có đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

*) Kiểm tra sự cần thiết phải đặt cốt đai:

Bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên φ = 0.n

Qb = φ (1+ φ ).R b.h = 0,6.(1+ 0).12.30.64 =13824(kG).b n bt

ax 20910 min 13824( )

Cần phải đặt cốt đai chịu cắt

Nhận thấy Qmax = 20910 kG < 0,7.Qbt=0,7.8352=5846 kG nên dùng phươngpháp thực hành để tính toán

Sơ bộ chọn cốt đai 8a150, 2 nhánh có As = 2.50,3 = 100,6 mm2

- Kiểm tra điều kiện cấu tạo :

+ Với h = 70cm < 80cm , điều kiện > 5 mm ; đã dùng 8

s s s

b b