Thiết kế kết cấu và tổ chức thi công Ký túc xá trường Đại học Phương Đông

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước, ngành xây dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các lĩnh vực khoa học công nghệ, ngành xây dựng 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, có tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh, hiện đại hơn. Đối với các trường Đại học ở đất nước ta hiện nay, nhu cầu về ký túc xá cho sinh viên đang được đầu tư phát triển mạnh. Nhà dạng tổ hợp cao tầng là một hướng phát triển mạnh và có nhiều tiềm năng. Việc thiết kế kết cấu và tổ chức thi công một nhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực với người kỹ sư xây dựng. Chính vì vậy, đề tải tốt nghiệp của em là “ Ký túc xá trường Đại học Phương Đông” Được xây dựng ở quận Đống Đa, thành phố Hà Nội. Nội dung của đồ án gồm 3 phần: Phần 1: Kiến Trúc Công Trình Phần 2: Kết cấu công trình Phần 3: Công nghệ và tổ chức thi công.

Bảng 1.1 Vật liệu xây dựng 24 Bảng 2.2 Thống kê kích thước các dầm 26

LỜI NÓI ĐẦU

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

Đối với các trường Đại học ở đất nước ta hiện nay, nhu cầu về ký túc xá chosinh viên đang được đầu tư phát triển mạnh Nhà dạng tổ hợp cao tầng là một hướngphát triển mạnh và có nhiều tiềm năng Việc thiết kế kết cấu và tổ chức thi công mộtnhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực với người kỹ sư xây dựng.Chính vì vậy, đề tải tốt nghiệp của em là “ Ký túc xá trường Đại học Phương Đông”Được xây dựng ở quận Đống Đa, thành phố Hà Nội

Nội dung của đồ án gồm 3 phần:

- Phần 1: Kiến Trúc Công Trình

- Phần 2: Kết cấu công trình

- Phần 3: Công nghệ và tổ chức thi công

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Kỹ thuật Xâydựng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý giá của mình cho emcũng như các bạn sinh viên trong những năm học qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm

ơn sâu sắc đến TH.S Lê Tuấn Anh đã hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành tốt

đồ án tốt nghiệp Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốtthời gian qua đã tạo động lực cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Thông qua đồ án tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hóa lại toàn bộ kiếnthức đã học cũng như học hỏi thêm những lý thuyết tính toán kết cấu và các côngnghệ thi công đang được áp dụng cho các công trình nhà cao tầng ở nước ta hiệnnay Do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án tốt nghiệp của em có những hạn chế

và không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý củacác thầy cô và các bạn để có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện sau này

Hà nội, ngày 30 tháng 06 năm 2017

Sinh viên: Muộn Văn Vũ

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu về công trình

Tên công trình: Ký túc xá Trường Đại học Bách Khoa TPHCM

Địa điểm xây dựng: Quận 10 – TP.HCM

Chức năng công trình:

Quy mô công trình:

Công trình được thiết kế trên diện tích mặt bằng 4350 m2, diện tích xây dựng

684 m2 Công trình gồm 12 tầng,1 tum mái và 1 tầng hầm với tổng chiều cao 34,6m

1.2 Giải pháp kiến trúc

1.2.1 Giải pháp mặt bằng

+ Với mặt bằng công trình là hình chữ nhật cân xứng, công trình được thiết kếtheo dạng công trình đa năng Mặt bằng được thiết kế nhiều công năng mà một kýtúc xá cần thiết như: gara xe, phòng kỹ thuật, phòng đọc và nghiên cứu tài liệuchuyên ngành, phòng sinh

+ Tầng hầm: Bao gồm gara để xe, phòng kỹ thuật, phòng bơm nước, hệ thốngrãnh, ga và hố thu nước, Tất cả được bao bọc xung quanh bởi hệ thống vách tầnghầm dầy 300 mm, đảm bảo tốt khả năng chống ẩm và chịu lực xô của áp lực đất chocông trình

Hình 1.1 Mặt bằng tầng hầm

+ Tầng 1: Được bố trí chủ yếu là diện tích căng tin phục vụ ăn uống, khu bếpcăng tin với các ô cửa sổ lớn nhằm tạo sự thông thoáng cho các phòng ăn, phòngtrực, phòng vệ sinh chung, các sảnh lớn khu cầu thang đi lên các tầng trên và xuốngtầng hầm.

+ Tầng 2: Đây là tầng dành cho sinh viên nghiên cứu tài liệu học tập gồm cảđại cương và chuyên ngành kỹ thuật, phòng đọc báo,phòng máy tính, hỗ trợ tài liệucho phòng đọc là phòng lưu trữ sách báo Các cửa ra vào phòng thư viện đều đượctrang bị cửa kính đục cách âm nhằm tránh sự tác động từ bên ngoài đặc biệt là sảnhcầu thang và chống ồn

Hình 1.3 Mặt bằng tầng 2

+ Tầng 3  tầng 11: Với công năng chính là phòng ở, chia mặt bằng mỗi tầng

ra làm 12 phòng, với hành lang rộng 3 m xuyên suốt chiều dài ngôi nhà Với 12phòng có diện tích bằng nhau là 36 m2 và 1 phòng cạnh sảnh thang máy 36 m2.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 sáng tự nhiên Hai đầu khối nhàđược bố trí 2 thang máy ở giữa và 2 thang bộ để đảm bảo việc đi lại

+ Tầng 12: Tầng 12 là tầng bố trí phòng có diện tích rộng 342 m2 dành chosinh viên sinh hoạt, giao lưu văn hoá văn nghệ và những cuộc họp nội bộ hay vớiban lãnh đạo nhà trường Phục vụ cho sinh hoạt văn hoá là phòng chuẩn bị với diệntích phòng là 36 m2 Ngoài ra còn bố trí sân chơi thoáng mát dành cho thời giannghỉ ngơi giữa và sau các cuộc họp với diện tích lên đến 72 m2

Hình 1.5 Mặt bằng tầng 12

+ Mái: Hệ che mái là lớp tôn màu đỏ sẫm chống nóng, cách nhiệt có độ dốc15% để thoát nước về hệ thống ống thoát nước PVC có đường kính 110 mm bố trí ởcác góc mái, và suốt chiều dài nhà đảm bảo thoát nước mưa nhanh chóng Trên máicòn bố trí hệ cột thép thu sét nhằm chống sét cho ngôi nhà, đảm bảo an toàn tuyệtđối cho người và vật chất Bao quanh mặt bằng mái là hệ mái đua bằng bêtông cốtthép dốc 30% vào trong rộng ra mỗi bên 1,5m nhằm chống ướt hay ẩm do nướcmưa và thu nước vào ống thu nước

Hình 1.6 Mặt bằng mái

1.2.2 Giải pháp mặt đứng

Mặt đứng công trình thể hiện phần kiến trúc bên ngoài, là bộ mặt của tòanhà được xây dựng Mặt đứng công trình góp phần tạo nên quần thể kiến trúc cáctoà nhà trong khuôn viên trường nói riêng và quyết định nhịp điệu kiến trúc toànkhu vực nói chung Mặc dù là một khu ký túc xá nhưng đựơc bố trí khá trang nhãvới nhiều khung cửa kính tại các tầng căng tin, sảnh cầu thang, cửa sổ, và đặc biệt là

hệ khung kính thẳng đứng dọc theo hệ cầu thang ở mặt chính diện của toà nhà tạocho toà nhà thêm uy nghi, hiện đại Từ tầng 3-11 với hệ thống lan can bằng gạch chỉmàu đỏ bao lấy hệ cửa chính sau và hai cửa sổ tạo cho các căn phòng trở nên rộngthoáng và thoải mái và tạo thêm những nét kiến trúc đầy sức sống cho toà nhà Tuynhiên những nét kiến trúc đó vẫn mang tính mạch lạc, rõ ràng của một khu tập thểsinh viên chứ không mang nặng về tính kiến trúc phức tạp

Toà nhà có mặt bằng chữ nhật Tổng chiều cao của toà nhà là 44,95m Trong

đó chiều cao các tầng như sau:

- Tầng hầm có chiều cao 3,0 m

- Tầng một có chiều cao 4,5 m

- Các tầng còn lại cao 3,45 m

- Tum thang cao 2,5 m

Mặt đứng của toà nhà có kiến trúc hài hoà với cảnh quan Vật liệu trang trímặt ngoài còn sử dụng vật liệu sơn nhiệt đới trang trí cho công trình, để tạo chocông trình đẹp hơn và phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta

Hình 1.7 Mặt đứng trục 1-9

1.2.3 Giải pháp thông gió chiếu sáng

Kết hợp giữa tự nhiên và nhân tạo là phương châm thiết kế cho toà nhà

- Bởi chỉ là khu ký túc xá dành cho sinh viên nên hệ thống thông gió nhân tạochủ yếu bằng hệ thống quạt trần bố trí trong các phòng

- Thông gió tự nhiên thoả mãn do tất cả các phòng đều tiếp xúc với không gian

tự nhiên đồng thời hướng của công trình phù hợp hướng gió chủ đạo

- Chiếu sáng công trình bằng nguồn điện thành phố Ngoài hệ thống cầu thang,đặc biệt chú ý chiếu sáng khu hành lang giữa hai dãy phòng đảm bảo đủ ánh sángcho việc đi lại Tất cả các phòng đều có đường điện ngầm và bảng điện riêng, ổcắm, công tắc phải được bố trí tại những nơi an toàn, thuận tiện, đảm bảo cho việc

sử dụng và phòng tránh hoả hoạn trong quá trình sử dụng

Trong công trình các thiết bị cần sử dụng điện năng là:

+ Các loại bóng đèn: đèn huỳnh quang, đèn sợi tóc

+ Các thiết bị làm mát :quạt trần, quạt giường

+ Thiết bị học tập : máy vi tính.

1.2.4 Giải pháp về giao thông

Giao thông theo phương ngang chủ yếu là các sảnh lớn bố trí xung quanh cầuthang thông suốt với các hành lang rộng đi đến các phòng Với hệ thống giao thôngnhư vậy hoàn toàn phù hợp với công năng của toà nhà

Giao thông phương đứng bố trí thang máy ở 2 đầu tòa nhà Năng lực củathang máy này đủ để vận chuyển người lên, xuống trong toà nhà Ngoài hệ thốngthang máy phục vụ cho giao thông phương đứng còn có 2 thang bộ cạnh thang máyphục vụ cho nhu cầu đi lại ở những tầng thấp hoặc trong giờ cao điểm Khoảng cáchgiữa các thang bố trí đầu toà nhà là không quá lớn, khoảng cách đi lại giữa thangmáy vào các phòng là không lớn hoàn toàn phù hợp với nhu cầu đi lại của sinh viên.Tất cả hệ thống thang bộ và thang máy đều được cung cấp ánh sáng tự nhiên vàoban ngày bằng hệ thống khung kính và cửa sổ và được chiếu sáng bằng bóng điệntrên trần thang vào ban đêm Trong thang máy cũng được chiếu sáng đầy đủ khi vậnhành và được cung cấp hệ thống điện dự phòng riêng phòng trường hợp mất điện

1.3 Giải pháp kỹ thuật

1.3.1 Giải pháp về cung cấp điện, nước

1.3.1.1 Giải pháp cung cấp về điện:

Toàn công trình được một buồng phân phối điện bằng cách đưa cáp điện từngoài vào và cáp điện cung cấp cho các phòng trong toà nhà Buồng phân phối nàyđược bố trí ở phòng kỹ thuật Từ buồng phân phối, điện đến các hộp điện ở các

tầng, các thiết bị phụ tải dùng các cáp điện ngầm trong tường hoặc trong sàn Trongbuồng phân phối bố trí một tủ điện chung cho các thiết bị phụ tải có công suất sửdụng cao như: trạm bơm, thang máy hay hệ thống điện cứu hoả Dùng Aptomat đểquản lý cho hệ thống đường dây, từng phòng sử dụng điện

1.3.1.2 Giải pháp cung cấp về nước:

Công trình là khu nhà ở mỗi phòng 8 sinh viên nên việc cung cấp nước chủyếu phục vụ cho khu vệ sinh Nguồn nước được lấy từ hệ thống cung cấp nước máycủa thành phố

Hệ thống cấp nước: Sơ đồ phân phối nước được thiết kế theo tính chất và

điều kiện kỹ thuật của nhà cao tầng, hệ thông cấp nước có thể phân vùng theo cáckhối Công tác dự trữ nước sử dụng bằng bể ngầm sau đó bơm nước lên hai bể dựtrữ trên mái Tính toán các vị trí đặt bể hợp lý, trạm bơm cấp nước đầy đủ cho toànnhà Đặt một trạm bơm ở tầng hầm, trạm bơm có công suất đảm bảo cung cấp nướcthường xuyên cho các phòng, các tầng Những ống cấp nước: dùng ống sắt trángkẽm, có D= 50 mm, những ống có đường kính lớn hớn hơn 50 mm thì dùng ốngPVC áp lực cao

Hệ thống thoát nước và thông hơi: Hệ thống thoát nước thu trực tiếp từ các

phòng vệ sinh xuống bể phốt sau đó thải ra hệ thống thoát nước chung của thànhphố thông qua hệ thống ống cứng Bên trong công trình, hệ thống thoát nước bẩnđược bố trí qua tất cả các phòng: Đó là các ga thu nước trong phòng vệ sinh vào cácđường ống đi qua Hệ thống thoát nước mái phải đảm bảo thoát nước nhanh, không

bị tắc nghẽn Để dễ dàng thoát nước bẩn, dùng ống nhựa PVC có đường kínhD=110 mm Với những ống ngầm dưới đất: dùng ống bêtông cốt thép chịu lực.Thiết bị vệ sinh phải có chất lượng tốt

1.3.2 Giải pháp về hệ thống chống sét:

Hệ thống chống sét gồm: kim thu lôi, hệ thống dây thu lôi, hệ thống dây dẫnbằng thép và cọc nối đất Tất cả các thiết bị thu sét được thiết kế theo tiêu chuẩnhiện hành Tất cả các trạm, thiết bị dùng điện phải được nối đất an toàn bằng hìnhthức dùng thanh thép nối với hệ thống cọc nối đất

1.3.3 Giải pháp về thông tin liên lạc

Dây điện thoại dùng loại 4 lõi được luồn trong ống PVC và chôn ngầm trongtường, trần Dây tín hiệu angten dùng cáp đồng, luồn trong ống PVC chôn ngầmtrong tường Tín hiệu thu phát được lấy từ trên mái xuống, qua bộ chia tín hiệu và đi

đến từng phòng Trong mỗi phòng có đặt bộ chia tín hiệu loại hai đường, tín hiệusau bộ chia được dẫn đến các ổ cắm điện Trong mỗi căn hộ trước mắt sẽ lắp 2 ổcắm máy tính, 2 ổ cắm điện thoại, trong quá trình sử dụng tuỳ theo nhu cầu thực tếkhi sử dụng mà ta có thể lắp đặt thêm các ổ cắm điện và điện thoại.

1.3.4 Giải pháp về phòng cháy chữa cháy của công trình:

Công trình trang bị hệ thống phòng hoả hiện đại Tại vị trí hai cầu thang bốtrí hai hệ thống ống cấp nước cứu hoả D =110 mm

Hệ thống phòng hoả được bố trí tại các tầng nhà bao gồm bình xịt, ống cứuhoả, họng cứu hoả, bảng nội quy hướng dẫn sử dụng, đề phòng trường hợp xảy rahoả hoạn

Hệ thống phòng cháy chữa cháy được thiết kế đúng với các quy định hiệnthời Các chuông báo động và thiết bị như bình cứu hoả được bố trí ở hành lang vàcầu thang bộ và cầu thang máy Các thiết bị hiện đại được lắp đặt đúng với quy địnhhiện thời về phòng cháy chữa cháy

Hệ thống giao thông được thiết kế đúng theo yêu cầu phòng cháy, chữa cháy.Khoảng cách 2 cầu thang bộ là 36 mét Khoảng cách từ điểm bất kỳ trong côngtrình tới cầu thang nhỏ hơn 20 mét

1.4 Tình hình phát triển của ngành xây dựng trên Thế giới và ở Việt Nam:

1.4.1 Tình hình phát triển của ngành xây dựng trên Thế giới

Ngành Xây dựng thế giới nói chung vẫn đang trong thời gian hồi phục.Trung Quốc sắp vượt Mỹ là điểm nhấn quan trọng trong ngành Xây dựng Theonghiên cứu gần đây cho biết, cứ theo đà này, ngành Xây dựng sẽ tăng trưởng

khoảng 4,5% mỗi năm Phần lớn sự tăng trưởng này được tập trung và có ảnh

hưởng nhiều nhất là các thị trường của Hoa Kỳ, Trung Quốc và Ấn Độ Do cuộccạnh tranh khốc liệc hiện nay của thị trường vốn từ Trung Quốc, các nước châu Á làmục tiêu hấp dẫn cho các nhà đầu tư Trong khi đó, các Cty xây dựng châu Âu và

Mỹ chuyển trọng tâm của họ tới thị trường châu Phi và Trung Đông

Xu hướng tại một số quốc gia trên thế giới:

Nói về khu vực, có thể thấy rằng xu hướng phát triển nhất là ở châu Á, gồm

Ấn Độ và Trung Quốc, còn ở khu vực khác là một số nước ở châu Phi và TrungĐông Các Cty xây dựng Tây Âu phát hiện ra châu Phi là thị trường mới nổi, trongkhi các Cty xây dựng của Mỹ có xu hướng tập trung vào Trung Đông Các Cty xâydựng ở khu vực Trung Đông và châu Phi được dự đoán phát triển mạnh nhất trongkhoảng thời gian 2016 - 2020, vượt qua khu vực châu Á - Thái Bình Dương

Châu Âu: Hiện nay xu hướng ở châu Âu là hướng tới xây dựng bền vững.Đặc biệt là Vương quốc Anh - là quốc gia có lợi nhuận thị trường xây dựng lớn nhấtthứ ba trên thế giới, các nhà đầu tư tiềm năng tại Trung Quốc và Trung Đông tậptrung nguồn lực vào bất động sản tại đây Giả định rằng đến năm 2025, ngành Xâydựng Anh quốc tăng gấp đôi tỷ lệ trung bình của Tây Âu Tuy nhiên, doanh số bántrong ngành Xây dựng là cơ sở hạ tầng từ các dự án của Chính phủ Có thể nói rằng,yếu tố quan trọng của thành công ngành Xây dựng Anh quốc là do năng lực quản lýcác dự án lớn.

Tiểu các vương quốc Ả rập (UAE): Vị trí của UAE là vị trí trung tâm cho dulịch và kinh doanh nên sẽ thu hút nhiều quan tâm của lĩnh vực xây dựng Các dự án

cơ sở hạ tầng lớn ví dụ như dự án phát triển Adventure Studios của Dubai, dự ánKênh nước Dubai, EXPO 2020 tại Dubai sẽ đặc biệt thu hút ngành Xây dựng

Qatar: Do sự đầu tư công lớn vào các dự án hạ tầng, tăng trưởng hoạt độngxây dựng được đẩy mạnh Các chuyên gia tiên đoán rằng tỷ lệ tăng trưởng sẽ tiếptục trong 5 năm tới vì một số sự kiện sắp tới như 2022 FIFA World Cup và dự ánTầm nhìn 2030

Saudi Arabia: Nước này đang nỗ lực tăng cường nền kinh tế của mình baogồm đầu tư vào phát triển các công trình xây dựng nhà ở và hạ tầng Họ còn tậptrung vào phát triển các công trình mang tính bền vững, thân thiện về mặt môitrường với những ứng dụng công nghệ hiện đại, tiên tiến

Châu Á: Do cuộc cạnh tranh khốc liệt với nền kinh tế Trung Quốc hiện nay một thị trường mới nổi - một "con hổ châu Á" mới phát sinh, vì thế những quốc gianhỏ hơn cũng sẽ trở thành quan trọng cho ngành Xây dựng đầu tư

Theo một nghiên cứu của PwC cho biết, Indonesia, Việt Nam và Philippines

-là những quốc gia có thể dành được sự tập trung của nhiều nhà đầu tư phát triển.Hơn 50% của tất cả các Cty xây dựng lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến hành tấn côngtại các thị trường mới nổi

Mặc dầu yếu tố chính trị có thể phần nào ảnh hưởng đến tình hình phát triểnxây dựng ở một số quốc gia châu Á nhưng các dự báo về mặt trung hạn cho thấy,đến năm 2020, thị trường hấp dấn nhất ở châu Á sẽ là các quốc gia Indonesia vàPhilippines Các nhà đầu tư rất lạc quan về hai thị trường này và họ đã theo dõi,khảo sát trước đó và tiên đoán về sự phát triển vượt bậc Với những ưu đãi về lãisuất, sự phát triển của ngành xây dựng đến 2020 rất khả quan

1.4.2 Tình hình phát triển của ngành xây dựng ở Việt Nam:

Năm 2016, các chỉ tiêu phát triển kinh tế - xã hội chủ yếu của ngành Xâydựng duy trì được mức tăng trưởng khá Giá trị sản xuất ngành Xây dựng năm 2016theo giá hiện hành ước đạt khoảng 1.089,3 nghìn tỷ đồng, tăng 10,4% so với năm

2015 đạt 104% kế hoạch năm ; tính theo giá so sánh năm 2010 đạt khoảng 862,5nghìn tỷ đồng, tăng 10,1% so với năm 2015 Theo giá so sánh năm 2010, giá trịtăng thêm của ngành Xây dựng năm 2016 đạt khoảng 189,2 nghìn tỷ đồng, tăng10% so với năm 2015, chiếm tỷ trọng 6,19% GDP cả nước (năm 2015 chiếm 5,97%GDP)

Như vậy ngành xây dựng đang có xu hưởng khởi sắc ở trên thế giới và ViệtNam trong thời gian gần đây, đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế nướcnhà

PHẦN II: KẾT CẤU

NHIỆM VỤ:

1.CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH 2.CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 3.CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2 : GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu

2.1.1 Phân tích đánh giá ưu điểm, nhược điểm và phạm vi áp dụng của các giải pháp kết cấu chịu lực chính.

2.1.1.1 Hệ tường chịu lực

- Trong hệ kết cấu này thì các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà là cáctường phẳng Tải trọng ngang truyền đến các tấm tường thông qua các bản sàn đượcxem là cứng tuyệt đối Trong mặt phẳng của chúng các vách cứng (chính là tấmtường) làm việc như thanh công xôn có chiều cao tiết diện lớn.Với hệ kết cấu nàythì khoảng không bên trong công trình còn phải phân chia thích hợp đảm bảo yêucầu về kết cấu

+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, ít dầm, độ cứng ngang nhà lớn, cách âm tốt,chiếu sáng và thông gió tốt

+ Nhược điểm: Bố trí không gian các phòng bị đơn điệu, không linh hoạt, cácphòng thường được bố trí bằng nhau Tường ngang chịu lực dày và nhiều, tốn vậtliệu xây dựng làm tường và móng, tải trọng của nhà lớn

 Hệ kết cấu này có thể cấu tạo cho nhà khá cao tầng, tuy nhiên theo điều kiệnkinh tế và yêu cầu kiến trúc của công trình ta thấy phương án này không thoảmãn

2.1.1.2 Hệ khung chịu lực

- Hệ được tạo bởi các cột và các dầm liên kết cứng tại các nút tạo thành hệkhung không gian của nhà Đây là hệ kết cấu được sử dụng phổ biến trong lĩnh vựcxây dựng dân dụng của Việt Nam

+ Ưu điểm: Hệ kết cấu này tạo ra được không gian kiến trúc lớn và khá linhhoạt, thích hợp với các công trình nhà ở có sơ đồ làm việc rõ ràng

+ Nhược điểm: Tỏ ra kém hiệu quả khi tải trọng ngang công trình lớn vì kếtcấu khung có độ cứng chống cắt và chống xoắn không cao Nếu muốn sử dụng hệkết cấu này cho công trình thì tiết diện cấu kiện sẽ khá lớn, làm ảnh hưởng đến tảitrọng bản thân công trình và chiều cao thông tầng của công trình

 Đo đó khung chịu lực chỉ nên sử dụng cho các công trình có độ cao nhỏ hơn40m thì mới đem lại hiệu quả kinh tế và tính thẩm mỹ

2.1.1.3 Hệ lõi chịu lực

- Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở có tác dụng nhậntoàn bộ tải trọng tác động lên công trình và truyền xuống đất Trong nhà cao tầng

lõi cứng được bố trí kết hợp với thang máy.

+ Ưu điểm: Hệ lõi chịu lực có khả năng chịu lực ngang khá tốt và tận dụngđược giải pháp vách cầu thang là vách bêtông cốt thép

+ Nhược điểm: Tuy nhiên để hệ kết cấu thực sự tận dụng hết tính ưu việt thì hệsàn của công trình phải rất dày và phải có biện pháp thi công đảm bảo chất lượng vịtrí giao nhau giữa sàn và vách

2.1.1.4 Hệ kết cấu hỗn hợp

a, Hệ khung- vách( giằng)

- Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợpgiữa khung và vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầuthang bộ, cầu thang máy, khu vệ sinh chung hoặc các tường biên là các khu vực cótường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại củangôi nhà Hai hệ thống khung và vách được lên kết qua hệ kết cấu sàn Hệ thốngvách cứng đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu thiết kế đểchịu tải trọng thẳng đứng

+ Ưu điểm: Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện,giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu kiến trúc

+ Nhược điểm: Độ cứng theo phương ngang của các vách cứng tỏ ra hiệu quả

ở những độ cao nhất định, khi công trình lớn thì bản thân vách cứng cũng phải cókích thước đủ lớn mà điều đó khó có thể thực hiện được Ngoài ra hệ thống váchcũng cản trở để tạo ra các không gian rộng

b, Hệ khung lõi

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

+ Ưu điểm: Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống lõi vách đóng vai tròchủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu chịu tải trọng đứng Sự phân chia rõchức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cộtdầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc Tải trọng ngang của công trình do cả hệ khung vàlõi cùng chịu, thông thường do hình dạng và cấu tạo nên lõi có độ cứng lớn nêncũng trở thành nhân tố chiụ lực ngang lớn trong công trình nhà cao tầng

2.1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu tối ưu cho công trình.

của nhà cao tầng đều có ưu, nhược điểm riêng Đối với công trình ký túc xá đại họcbách khoa TPHCM yêu cầu có không gian linh hoạt, rộng rãi nên giải pháp dùng hệlựa chọn giải pháp kết cấu theo sơ đồ khung - giằng là hợp lý nhất Việc sử dụng kếtcấu vách, lõi cùng chịu tải trọng đứng và ngang với khung sẽ làm tăng hiệu quả chịulực của toàn bộ kết cấu, đồng thời sẽ được giảm được tiết diện cột ở tầng dưới củakhung.

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

Thông thường có 3 giải pháp kết cấu sàn: Sàn nấm, sàn sườn, sàn ô cờ

- Với sàn nấm: Khối lượng bê tông lớn nên giá thành sẽ cao, khối lượng côngtrình lớn do đó kết cấu móng phải có cấu tạo tốt, khối lượng cũng vì thế mà tănglên Ngoài ra dưới tác dụng của gió động và động đất thì khối lượng lượng tham giadao động lớn  Lực quán tính lớn  Nội lực lớn làm cho cấu tạo các cấu kiệnnặng nề kém hiệu quả về mặt giá thành cũng như kiến trúc

Ưu điểm của sàn nấm là chiều cao tầng giảm nên cùng chiều cao nhà sẽ

có số tầng lớn hơn Tuy nhiên để cấp nước, cấp điện và điều hoà ta phải làm trần giảnên ưu điểm này không có giá trị cao

- Với sàn sườn: Do độ cứng ngang của công trình lớn nên khối lượng bê tôngkhá nhỏ  Khối lượng dao động giảm  Nội lực giảm  Tiết kiệm được bê tông

và thép cũng do độ cứng công trình khá lớn nên chuyển vị ngang sẽ giảm tạo tâm líthoải mái cho người sử dụng

Nhược điểm của sàn sườn là chiều cao tầng lớn và thi công phức tạp hơnphưong án sàn nấm tuy nhiên đây cũng là phương án khá phổ biến do phù hợp vớiđiều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của các công ty xây dựng

- Với sàn ô cờ: Tuy khối lượng lượng công trình là nhỏ nhất nhưng do thi côngrất phức tạp trong các công việc thi công chính như lắp ván khuôn, đặt cốt thép, đổ

bê tông v.v nên phưong án này không khả thi

Qua phân tích, so sánh các phương án trên ta chọn phương án dùng sàn sườntoàn khối Dựa vào hồ sơ kiến trúc công trình, giải pháp kết cấu đã lựa chọn vàtải trọng tác dụng lên công trình để thiết kế mặt bằng kết cấu cho các sàn Mặtbằng kết cấu được thể hiện trên các bản vẽ kết cấu

+ Bêtông với chất kết dính là xi măng cùng với các cốt liệu đá, cát vàng tạonên một cấu trúc đặc chắc Với cấu trúc này, bêtông có khối lượng riêng ~ 2500daN/m3.

+ Cấp độ bền của bê tông theo cường độ chịu nén, tính theo đơn vị MPa, bêtông được dưỡng hộ cũng như được thí nghiệm theo quy định và tiêu chuẩn củanước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Cấp độ bền của bêtông dùng trong tínhtoán cho công trình là B25

- Bê tông các cấu kiện thường B25 :

+ Với trạng thái nén: Cường độ tiêu chuẩn về nén Rbn = 18,5 MPa

Cường độ tính toán về nén Rb = 14,5 MPa

+ Với trạng thái kéo: Cường độ tiêu chuẩn về kéo Rbtk = 1,60 MPa

Cường độ tính toán về kéo Rbt = 1,05 MPa

Môđun đàn hồi của bê tông: xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứngtrong điều kiện tự nhiên Với cấp độ bền B25 thì Eb = 30000 MPa

Thép làm cốt thép cho cấu kiện bêtông cốt thép dùng loại thép sợi thôngthường theo tiêu chuẩn TCVN 5575 - 1991 Cốt thép chịu lực cho các dầm, cộtdùng nhóm CII, CIII, cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng chobản sàn dùng nhóm CI

Cường độ của cốt thép như sau:

- Cốt thép chịu lực nhóm CII: Rs = 280 MPa= 28000 (T/m2)

- Trọng lượng riêng của vật liệu và hệ số vượt tải:

Bảng 2.1.1 Vật liệu xây dựng

TT Vật liệu Đơn vị tính Trọng lượng riêng Hệ số vượt tải

2.3.1 Xác định sơ bộ chiều dày sàn

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

b

D l h

m



 (2.1)Trong đó:

D: là hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D 0 ,8 1,4 lấy D=1,1

Nên ta chọn chung chiều dày bản hb = 8 (cm)

2.3.2 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện dầm

Công thức chọn sơ bộ :

Chọn kích thước dầm đỡ sàn ban công bxh =11x25 cm

Các dầm chiếu nghỉ cầu thang: bxh = 22x30 cm

2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột:

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

- Diện tích tiết diện ngang của cột được xác định theo công thức:

N – lực dọc trong cột do tải đứng xác định qua diện chịu tải

k – hệ số kể đến ảnh hưởng của mô men (k = 1 - 1,5)

- Xác định diện chịu tải của cột, vách:

Vậy ta chọn kích thước cột trục A, D là: bcxhc=3050 = 1500 (cm2)

Cách làm tương tự ta có bảng chọn sơ bộ tiết diện cột :

Bảng 2.3 Kích thước cột C1

Tầng F(mtruyền tải2) số tầng

diện tíchtruyềntảixuốngtầng thứ

I (m2)

q (kN/

Ftính toán(m2)

Ftính toán(cm2) b (cm) h (cm)

Fchọn(cm2)

Bảng 2.4 Kích thước cột C2

Tầng Ftruyền tải

(m2) số tầng

diện tíchtruyềntảixuốngtầng thứ

I (m2)

q (kN/m2) N (kN) k Ftính toán

tính toán(cm2) b (cm) h (cm) Fchọn

Bảng 2.5 Kích thước cột C3

Tầng Ftruyền tải

(m2) số tầng

diện tíchtruyền tảixuốngtầng thứ

I (m2)

q (kN/m2) N (kN) k Ftính toán

tính toán(cm2) b (cm) h (cm) Fchọn

TCXD 198 - 1997 quy định độ dày của vách (t) phải thoả mãn điều kiện sau:

Chiều dầy của vách đổ tại chỗ được xác định theo các điều kiện sau:

+ Không được nhỏ hơn 150 mm

3.1 Cơ sở tính toán tải trọng

- Các tiêu chuẩn áp dụng để tính toán:

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

+ TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông cốt thép

+ TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất

+ TCVN …

3.2 Các loại tải trọng tác dụng lên công trình

3.2.1 Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải)

3.2.1.1 Tải trọng thường xuyên lên các phòng

Bảng 3.6 Tải trọng sàn căng tin

Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (g): kN/m3 , Tải phân bố: kN/

m2 Các lớp sàn

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ số

an toàn

TT tínhtoán

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

Đ.vị sử dụng: Chiều dày: mm, -Trọng lượng riêng (g): kN/m , Tải phân bố: kN/

m2 Các lớp sàn

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

Các lớp sàn dàylớp

(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

chiềudàylớp(mm)

Trọnglượng

TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

Trọnglượng TT tiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

TT tínhtoán

3.2.1.2 Tải trọng tường xây

Bảng 3.16 Tải trọng tường xây 220

Các lớp vật liệu

Chiềudày lớpmm

Trọnglượng

Tảitrọngtiêuchuẩn

Hệ sốantoàn

Tảitrọngtính toán

Bảng 3.17 Tải trọng tường xây 110

-Tường xây gạch không nung 110 mm 21 6,58 1,1 7,24

3.2.2 Tải trọng tạm thời:

3.2.2.1 Hoạt tải sử dụng

Bảng 3.18 Hoạt tải sử dụng từng loại phòng

(kN/m2)

Hệ số vượttải

Hoạt tải tínhtoán (kN/m2)

a)Tải trọng gió tĩnh:

Gió tĩnh là áp lực gió trung bình theo thời gian tác động lên công trình.Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình là do vận tốc gió thayđổi, gia tốc gió thay đổi hoặc gió giật (xung của vận tốc gió thay đổi) và lực quántính tác động vào công trình

Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động - tiêu chuẩnthiết kế và TCXD 229-1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng giótheo TCVN 2737- 1995

Vì tổng chiều cao công trình là 44,95m trong đó cao độ sàn tầng mái làm44,95m> 40m nên theo mục 6.11 TCVN 2737-1995 ta phải tính thành phần độngcủa gió

Khu vực chọn xây dựng ở nội thành TPHCM, tra phụ lục E bảng E1 TCVN

2737-1995 ta được vùng áp lực gió II A

Theo kiến trúc, công trình không hoàn toàn trống trải, nhưng thiên về an toàn, ta xem như công trình xây dựng tương đối trống trải và có ít nhà cửa nên giá trị của hệ

số độ cao k lấy ở địa hình B.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió Wi ở độ cao Zi so với mốc chuẩnđược xác định theo công thức :

W = *Wo*k*c*h KN/m Trong đó :

Wo : Giá trị của áp lực gió lấy theo phân vùng phụ lục E

k : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5c: hệ số khi động lấy theo bảng 6 – TCVN 2737:1995

Ta có : công trình đặt ở nội thành Thành Phố Hồ Chí Minh nên giá trị của áp lực gióvùng IIA tra bảng 4 – TCVN 2737 : 1995