Luận văn thạc sĩ nhà lớp học trường thpt trần cao vân thành phố tam kỳ tỉnh quảng nam

Tổng hợp tải trọng và các thông số tính toán các ô bản sàn .... Bảng tính tải trọng gió tác dụng vào cột khung .... Bảng tính tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn .... Sơ đồ truyền tải t

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

NHÀ LỚP HỌC -TRƯỜNG THPT TRẦN CAO

VÂN THÀNH PHỐ TAM KỲ TỈNH QUẢNG NAM

SVTH: NGUYỄN VĂN HÒA MSSV: 110120179 LỚP: 12X1B

GVHD: ThS LÊ CAO TUẤN

TS MAI CHÁNH TRUNG

Đà Nẵng – Năm 2017

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong mọi lĩnh vực, ngành xây dựng cơ bản nói chung và ngành xây dựng dân dụng nói riêng là một trong những ngành phát triển mạnh với nhiều thay đổi về kỹ thuật, công nghệ cũng như về chất lượng Để đạt được những điều đó đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật ngoài trình độ chuyên môn còn cần phải có một tư duy sáng tạo, đi sâu nghiên cứu để tận dụng hết khả năng của mình

Qua 5 năm học tại khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, dưới sự giúp đỡ tận tình của quý thầy, cô giáo cũng như sự nổ lực của bản thân, em đã tích lũy cho mình một số kiến thức cơ bản để có thể tham gia vào đội ngũ những người làm công tác xây dựng sau này Để đúc kết những kiến thức đã học được, em được giao đề tài tốt nghiệp là:

Hoàn thành đồ án tốt nghiệp là lần thử thách đầu tiên với công việc tính toán phức tạp, gặp rất nhiều vướng mắt và khó khăn Tuy nhiên được sự hướng dẫn tận tình của quý thầy, cô giáo đặc biệt là thầy Lê Cao Tuấn và thầy Mai Chánh Trung đã giúp

đỡ em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, do thời gian có hạn, đồng thời bản thân em cũng chưa có nhiều kinh nghiệm trong việc tính toán và tổ chức biện pháp thi công nên

đồ án thể hiện không sao tránh khỏi những sai sót Em kính mong tiếp tục được sự chỉ bảo của quý thầy, cô giáo để em được hoàn thiện kiến thức hơn nữa

Cuối cùng, Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo trong khoa Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đặc biệt là quý thầy,

cô giáo đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hòa

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu và cảm ơn i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ v

Danh sách các cụm từ viết tắt vi

Trang CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 15

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư 15

1.2 Đặc điểm , vị trí, điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng 15

1.2.1.Vị trí - địa điểm khu vực xây dựng 15

1.2.2 Điều kiện khí hậu tự nhiên 15

1.3 Hình hức và quy mô đầu tư công trình 16

1.3.1 Hình thức đầu tư 16

1.3.2 Quy mô đầu tư 16

CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 17

2.1 Giải pháp tổng mặt bằng 17

2.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc 17

2.3 Giải pháp vật liệu 17

2.4 Giải pháp kết cấu 17

2.5.Các giải pháp kỹ thuật khác 18

2.5.1 Giải pháp thông gió và chiếu sáng 18

2.5.2 Giải pháp hoàn thiện 18

2.5.3 Giải pháp cấp điện, nước, chống sét cho công trình 18

2.5.4 Giải pháp phòng chống cháy nổ cho công trình 19

2.6 Kết luận và kiến nghị 19

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CHUNG CHO TOÀN CÔNG TRÌNH 20

1 Tiêu chuẩn thiết kế 20

2 Vật liệu sử dụng cho thiết kế 20

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 21

3.1 Bố trí hệ lưới dầm & phân chia ô sàn – Mặt bằng dầm sàn tầng 3

21 3.2 Sơ bộ chọn chiều dày sàn 22

3.3 Xác định tải trọng 23

3.3.1 Tĩnh tải 23

3.3.2 Hoạt tải 25

3.3.3 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên các ô bản sàn 26

3.4 Tính toán nội lực ô bản 26

3.4.1 Xác định nội lực trong sàn bản dầm 27

3.4.2 Xác định nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh 27

3.5 Tính toán cốt thép 28

3.6 Tính cốt thép cho ô sàn điển hình xem phụ lục 3.6.1 30

3.7 Bố trí cốt thép sàn tầng 3 30

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC6-7 TẦNG 3 34

4.1 Mặt bằng cầu thang 34

4.2 Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang và chọn sơ bộ kích thước 34

4.2.1 Phân tích sự làm việc của cầu thang 34

4.2.2 Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ 34

4.2.3 Chọn kích thước dầm thang và cốn thang 35

4.3 Xác định tải trọng 36

4.3.1 Bản thang Ô1, Ô2 36

4.3.2 Bản chiếu nghỉ Ô3 37

4.4 Tính nội lực và cốt thép bản 37

4.4.1 Bản thang Ô1, Ô2 37

4.4.2 Bản chiếu nghỉ Ô3 37

4.5 Tính nội lực và cốt thép trong cốn C1, C2 37

4.5.1 Xác định tải trọng cốn C1, C2 38

4.5.2 Sơ đồ tính 38

4.5.3 Tính cốt thép 38

4.6 Tính nội lực và cốt thép dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1) 41

4.6.1 Xác định tải trọng 41

4.7 Tính nội lực và cốt thép dầm chiếu tới DCT 44

4.7.1 Xác định tải trọng 44

4.7.2 Tính cốt thép 44

4.8 Tính dầm chiếu nghỉ DCN2 45

4.8.1.Tính tải trọng 45

4.8.2 Sơ đồ tính 46

4.8.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép 46

CHƯƠNG 5: TÍNH DẦM PHỤ TRỤC E (1-9) 48

5.1 Tính dầm trục E ( 1-9) tầng 3 48

5.1.1 Sơ đồ tính 48

5.1.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm 48

5.1.4 Sơ đồ các trường hợp chất tải 52

5.1.5 Tính nội lực 53

5.1.6 Tổ hợp nội lực 56

5.1.7 Tính toán cốt thép dọc 57

5.1.8 Tính toán cốt ngang (cốt đai) 59

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 4 60

6.1 Số liệu tính toán 60

6.2 Chọn kích thước tiết diện khung trục 4\ 60

6.2.1 Sơ đồ vị trí khung ngang và sơ đồ tính khung trục 4 60

6.2.2 Sơ đồ truyền tải vào khung ngang : tầng 2,3,4,5 61

6.2.3 Sơ đồ truyền tải vào khung tầng mái 62

6.2.4 Sơ bộ chọn kích thước dầm khung 62

6.2.5 Chọn kích thước tiết diện cột 62

6.3 Các số liệu ban đầu để tính toán khung trục 4 64

6.3.1 Trọng lượng bản thân dầm 64

6.3.2 Tải trọng do các ô sàn truyền vào 65

6.4 Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung 65

6.4.1 Đối với dầm khung tầng mái 65

6.4.2 Tĩnh tải tác dụng vào dầm khung tầng 5 68

6.4.3 Đối với khung tầng 2,3,4 71

6.5 Xác định hoạt tải 71

6.5.1 Đối với khung tầng mái 71

6.5.2 Đối với dầm khung tầng 2,3,4 74

6.6 Xác định tải trọng gió tác dụng lên khung ngang 76

6.7 Sơ đồ các trường hợp tải trọng 77

6.8 Tính toán nội lực 80

6.8.1.Tĩnh tải 80

6.8.5 Gió phải 83

6.9 Tính toán và bố trí thép cho dầm khung 84

6.9.1 Tổ hợp nội lực cho dầm khung 84

6.9.2 Tính toán cốt thép 87

6.10 Tổ hợp nội lực cho cột khung và tính cốt thép cột khung 91

6.10.1 Tổ hợp nội lực trong cột khung 91

6.10.2 Tính toán cốt thép cho cột 91

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN MÓNG KHUNG TRỤC 4 100

7.1 Chọn phương án móng 100

7.2 các số liệu ban đầu đế thiết kế móng 100

7.2.1 Số liệu khảo sát địa chất công trình 100

7.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên móng 100

7.3 Tính móng trục B : Móng M1 103

7.3.1 Tải trọng đưa về đáy móng trục M1 103

7.3.2 Chọn chiều sâu chôn móng (hcm) 103

7.3.3 Xác định sơ bộ kích thước đế móng 103

7.3.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo TTGH 2 của nền (TTGH về biến dạng) 104

7.4 Tính móng trục C : Móng M2 108

7.4.1 Tải trọng đưa về đáy móng trục M2 108

7.4.2 Chọn chiều sâu chôn móng (hcm) 108

7.4.3 Xác định sơ bộ kích thước đế móng 108

7.4.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo TTGH 2 của nền (TTGH về biến dạng) 109

7.4.5 Kiểm tra kích thước móng theo TTGH 1 của móng 109

7.5 Tính móng trục D : Móng M3 112

7.5.1 Tải trọng đưa về đáy móng trục M3 112

7.5.2 Chọn chiều sâu chôn móng (hcm) 112

7.5.3 Xác định sơ bộ kích thước đế móng 112

7.5.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo TTGH 2 của nền (TTGH về biến dạng) 112

7.5.5 Kiểm tra kích thước móng theo TTGH 1 của móng 113

CHƯƠNG 8: ĐẶC ĐIỂM CHUNG – CÁC ĐIỀU KIỆN CỤ THỂ LIÊN QUAN

VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH PHƯƠNG

PHÁP THI CÔNG TỔNG QUÁT 116

8.1 Đặc điểm chung và điều kiện ảnh hưởng đến quá trình thi công công trình116 8.1.1 Đặc điểm công trình 116

8.1.2 Điều kiện tự nhiên 116

8.2 Phương án thi công tổng quát cho công trình 116

8.2.1 Công tác đất 116

8.2.2 Công tác thi công móng 116

8.2.3 Công tác thi công bê tông và cốt thép 116

8.2.4 Công tác hoàn thiện 117

CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM 118

9.1 Thiết kế biện pháp và tổ chức thi công đào hố móng 118

9.2 Chọn phương án đào và tính khối lượng công tác đào đất 118

9.2.1 Lựa chọn phương án đào 118

9.2.2 Tính khối lượng đào đất 120

9.2.3 Tính khối lượng thể tích phần ngầm chiếm chỗ 121

9.2.3 Lựa chọn tổ hợp máy thi công 121

9.2.4 Sửa chữa hố móng bằng thủ công 123

9.2.5 Tiến độ thi công đào đất 123

CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG BÊ TÔNG MÓNG 124

10.1 Lựa chọn ván khuôn móng 124

10.2 Tính ván khuôn thành móng Tính toán cho móng M2 124

10.2.1 Cấu tạo và tổ hợp ván khuôn 124

10.2.2 Sơ đồ tính 125

10.2.3 Tải trọng tác dụng 125

10.2.4 Kiểm tra điều kiện cường độ của ván thành 126

10.2.5 Kiểm tra điều kiện võng của ván thành 126

10.3 Tính toán ván khuôn cổ móng và gông cổ móng 127

10.3.1 Sơ đồ cấu tạo và tổ hợp ván khuôn 127

10.3.2 Sơ đồ làm việc 127

10.3.3 Tải trọng tác dụng 127

10.4 Các biện pháp kỹ thuật thi công bê tông móng 128

10.4.1 Đổ bê tông lót móng 128

10.4.2 Đặt cốt thép đế móng 129

10.4.3 Công tác ván khuôn 129

10.4.4 Đổ bê tông móng 129

10.5 Thiết kế biện pháp tổ chức thi công bê tông móng 129

10.5.1 Xác định cơ cấu quá trình 129

10.5.3 Phân chia phân đoạn và tính nhịp công tác dây chuyền 130

10.5.4 Tính nhịp công tác cho các dây chuyền bộ phận 130

10.5.5 Tổng hợp nhu cầu lao động và ca máy thi công bê tông móng 132

CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ VÁN KHUÔN PHẦN THÂN 133

11.1 Nguyên tắc thiết kế ván khuôn thi công 133

11.2 Thiết kế ván khuôn sàn 133

11.2.1.Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn 134

11.2.2 Sơ đồ tính 135

11.2.3 Kiểm tra điều kiện cường độ của ván sàn 135

11.2.4 Kiểm tra điều kiện võng của ván sàn 135

11.3 Tính xà gồ đỡ ván sàn 136

11.3.1 Sơ đồ tính 136

11.3.2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ 136

11.3.3 Tính khoảng cách cột chống xà gồ 136

11.4 Tính cột chống xà gồ 137

11.5 Thiết kế ván khuôn dầm chính trục 4 138

11.5.1 Tính ván đáy dầm 138

11.5.2 Tính cột chống ván đáy dầm 140

11.5.3 Tính ván thành dầm 140

11.6 Thiết kế ván khuôn dầm phụ trục D 141

11.6.1 Tính ván đáy dầm 142

11.6.3 Tính ván thành dầm 143

11.7 Thiết kế ván khuôn cột 143

11.7.1 Sơ đồ tính 144

11.7.2 Tải trọng 144

11.7.3 Kiểm tra điều kiện cường độ của ván khuôn cột 145

11.7.4 Kiểm tra điều kiện võng của ván khuôn cột 145

11.8 Thiết kế ván khuôn cầu thang bộ 145

11.8.1 Tính toán ván khuôn bản thang 146

11.8.2.Tính toán xà gồ 148

11.8.3 Tính toán cột chống xà gồ 149

CHƯƠNG 12: LẬP TỔNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG PHẦN NGẦM 150

12.1 Tính toán khối lượng các công việc thi công phần ngầm 150

12.1.1 Công tác thi công đất và đổ bê tông móng 150

12.1.2 Công tác đổ bê tông lót móng 150

12.1.3 Công tác lấp đất đợt 1 150

12.1.7 Công tác xây móng đá hộc 150

12.1.8 Công tác đổ BT giằng móng 150

12.1.9 Công tác xây hầm tự hoại 150

12.1.10 Công tác lấp đất đợt 2 151

12.1.11 Công tác đổ bê tông nền 151

KẾT LUẬN 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 3.1 Bảng tính chiều dày sàn 22

Bảng 3.2 Bảng tính tĩnh tải các ô sàn phòng học, hành lang 24

Bảng 3.3 Bảng tính tĩnh tải ô sàn phòng vệ sinh 24

Bảng 3.4 Tổng hợp tải trọng và các thông số tính toán các ô bản sàn 26

Bảng 3.5 Bảng tính toán cốt thép sàn tầng 3 30

Bảng 4.1 Bảng chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ 35

Bảng 4.2 Bảng chọn kích thước dầm thang và cốn thang 35

Bảng 4.3 Bảng tính toán cốt thép bản thang và bản chiếu nghỉ 37

Bảng 5.1 Bảng tính tĩnh tải do sàn tác dụng lên dầm 50

Bảng 5.2 Bảng tính hoạt tải do sàn tác dụng lên dầm 50

Bảng 5.3 Bảng tính toán tải trọng tường và cửa truyền lên dầm 51

Bảng 5.4 Bảng tổng hợp tải trọng truyền vào dầm 52

Bảng 5.5 Bảng tổ hợp mô men dầm 57

Bảng 5.6 Bảng tính cốt thép dọc dầm 57

Bảng 5.7 Bảng tính cốt thép đai dầm 59

Bảng 6.1 Bảng chọn sơ bộ tiết diện dầm khung 62

Bảng 6.2 Bảng chọn sơ bộ tiết diện cột khung 63

Bảng 6.3 Bảng tính tải trọng tác dụng lên ô sàn tầng mái (Ô sàn M1,M2) 65

Bảng 6.4 Bảng nội suy tính hệ số K 77

Bảng 6.5 Bảng tính tải trọng gió tác dụng vào cột khung 77

Bảng 6.6 Bảng tổ hợp mô men dầm khung 84

Bảng 6.7 Bảng tính cốt thép dọc dầm khung 88

Bảng 6.8 Bảng tính cốt đai dầm khung 91

Bảng 6.9 Bảng tính toán cốt thép cột khung 94

Bảng 7.1 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 100

Bảng 7.2 Bảng tính trọng lượng tường bên phải và bên trái móng B 101

Bảng 7.3 Bảng tính trọng lượng tường bên phải và bên trái móng C 102

Bảng 7.4 Bảng tính trọng lượng tường theo phương ngang nhà 102

Bảng 7.5 Bảng tính trọng lượng tường theo phương ngang nhà 102

Bảng 7.6 Bảng tổng hợp tải trọng tính móng khung 103

Bảng 10.1 Tính khối lượng các công việc trên từng phân đoạn 130

Bảng 10.2 Bảng tính hao phí nhân công các công tác trên từng phân đoạn 131

Bảng 10.3 Chọn cơ cấu tổ thợ thi công các công tác như sau 131

Bảng 10.4 Tổng hợp nhu cầu lao động cho công tác đổ bê tông móng 132

Bảng 11.1 Các thông số kỹ thuật của tấm ván khuôn HP1230 134

Bảng 11.2 Bảng tính tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn 134

Bảng 11.3 Thông số kỹ thuật của ván khuôn HP-0920 139

Bảng 11.4 Tải trọng tác dụng lên ván đáy dầm chính 139

Bảng 11.5 Thông số kỹ thuật của ván khuôn HP1220 142

Bảng 11.5 Tải trọng tác dụng lên ván đáy dầm phụ 142

Bảng 11.6 Tính tải trọng thẳng đứng tác dụng lên ván khuôn 146

Bảng 12.1 Bảng tiên lượng lập tổng tiến độ thi công phần ngầm 151

Hình 3.1 Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 3 21

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn tầng 3 23

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng 3 và cấu tạo bản thang 34

Hình 4.2 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cốn thang C1,C2 38

Hình 4.3 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của DCN1 42

Hình 4.4 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của DCT 44

Hình 4.5 Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của DCN2 46

Hình 5.1 Sơ đồ tính của dầm 48

Hình 5.2 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào dầm 49

Hình 6.1 Sơ đồ tính của khung trục 4 61

Hình 6.2 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào khung tầng 2,3,4 61

Hình 6.3 Sơ đồ truyền tải từ sàn vào khung tầng mái 62

Hình 6.4 Tiết diện chọn sơ bộ của khung 64

Hình 6.5 Sơ đồ truyền tải trọng sàn vào dầm khung tầng mái 65

Hình 6.6 Sơ đồ truyền tải trọng sàn vào nút khung K11 tầng mái 66

Hình 6.7 Sơ đồ truyền tải trọng sàn vào dầm khung tầng 5 68

Hình 6.8 Sơ đồ truyền tải trọng sàn vào nút khung tầng 5 70

Hình 6.9 Sơ đồ truyền hoạt tải sàn vào dầm khung tầng mái 72

Hình 6.10 Sơ đồ truyền hoạt tải sàn vào nút khung tầng mái 72

Hình 6.12 Sơ đồ truyền hoạt tải sàn vào nút khung tầng 2,3,4 75

Hình 6.13 Sơ đồ chất tải trường hợp tĩnh tải 78

Hình 6.14 Hoạt tải 1 78

Hình 6.16 Gió trái 79

Hình 6.17 Gió phải 80

Hình 6.18 Biểu đồ mô men trường hợp tĩnh tải 81

Hình 6.19 Biểu đồ mô men trường hợp hoạt tải 1 81

Hình 6.20 Biểu đồ mô men trường hợp hoạt tải 2 82

Hình 6.21 Biểu đồ mô men trường hợp gió trái 83

Hình 6.22 Biểu đồ mô men trường hợp gió phải 83

Hình 7.1 Các thông số tính toán móng 103

Hình 7.2 Kích thước đáy tháp chọc thủng móng M1 106

Hình 7.3 Sơ đồ tính toán thép móng M1 108

Hình 7.4 Kích thước đáy tháp chọc thủng móng M2 110

Hình 7.5 Sơ đồ tính thép móng M2 111

Hình 7.6 Kích thước đáy tháp chọc thủng móng M3 113

Hình 7.7 Sơ đồ tính thép móng M3 114

Hình 9.1 Mặt bằng móng công trình 118

Hình 9.2 Khoảng cách 2 đỉnh mái dốc theo phương ngang nhà 119

Hình 9.3 Khoảng cách 2 đỉnh mái dốc theo phương dọc nhà 119

Hình 9.4 Mặt bằng xác định kích thước hố đào đất bằng máy 120

Hình 9.5 Kích thước hố đào 120

Hình 9.6 Sơ đồ di chuyển của máy đào 122

Hình 9.7 Tiến độ thi công đất 123

Hình 10.2 Sơ đồ tính của ván khuôn thành móng 125

Hình10.3 Sơ đồ tính của ván khuôn cổ móng 127

Hình 10.4 Mặt bằng phân chia phân đoạn thi công đổ bê tông móng 130

Hình 10.5 Tiến độ thi công đổ bê tông móng 132

Hình 11.1 Tổ hợp ván khuôn ô sàn S4 134

Hình 11.2 Sơ đồ tính của ván khuôn sàn 135

Hình 11.3 Sơ đồ tính của xà gồ dở ván khuôn 136

Hình 11.4 Sơ đồ liên kết và sơ đồ tính của cột chống xà gồ 137

Hình 11.5 Cấu tạo ván khuôn dầm chính 138

Hình 11.6 Sơ đồ tính của ván khuôn đáy dầm chính 139

Hình 11.7 Sơ đồ tính của ván khuôn thành dầm chính 140

Hình 11.8 Cấu tạo ván khuôn dầm phụ 142

Hình 11.9 Cấu tạo ván khuôn cột 144

Hình 11.10 Sơ đồ tính của ván khuôn cột 144

Hình 11.11 Cấu tạo cán khuôn cầu thang 146

Hình 11.12 Sơ đồ tính ván khuôn cầu thang 147

Hình 11.13 Sơ đồ tính của xà gồ 148

MỞ ĐẦU

Mục đích thực hiện đề tài: nghiên cứu và vận dụng những kiến thức đã học trong thời gian theo học tại trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng để tính toán thiết kế

các công việc chính khi xây dựng một công trình nhà cao tầng

Trường THPT Trần Cao Vân được xây dựng với mục tiêu đưa nền giáo dục miền Trung phát triển bắt kịp với nền giáo dục miền Bắc và miền Nam, Sở giáo dục và Đào tạo Tỉnh Quảng Nam đã có những chính sách đầu tư và ưu đãi đối với khu vực thành phố Tam Kỳ

Đồ án tốt nghiệp với ba phần gồm kiến trúc (10%), kết cấu (60%) và thi công (30%) dưới sự hướng dẫn của của thầy ThS Lê Cao Tuấn phụ trách phần kiến trúc và kết cấu thầy TS Mai Chánh Trung phụ trách phần thi công

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 15

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư

Đất nước ta đang bước vào một thời kì mới, thời kì của đổi mới và phát triển Nhiệm vụ phát triển kinh tế, giáo dục được đặt lên hàng đầu Trong những năm qua,nền giáo dục nước ta đã và đang đạt được những tiến bộ vượt bậc,những thành tựu to lớn dưới sự lãnh đạo của Đảng, Nhà Nước- Bộ giáo dục-Sở giáo dục Tuy nhiên, sự phát triển không đều giữa miền Bắc và miền Nam so với miền Trung đã làm cho khả năng phát triển của khu vực miền Trung, cơ hội đầu tư của Bộ giáo dục vào khu vực này bị hạn chế Với mục tiêu đưa nền giáo dục miền Trung phát triển bắt kịp với nền giáo dục miền Bắc và miền Nam, Sở giáo dục và Đào tạo Tỉnh Quảng Nam đã có những chính sách đầu tư và ưu đãi đối với khu vực thành phố Tam Kỳ

Với thực trạng đó, cùng chủ trương đúng đắn của cán bộ lãnh đạo Tỉnh và Sở giáo dục đào tạo tỉnh Quảng Nam Vào năm 2012 Trường THPT Trần Cao Vân thành phố Tam Kỳ tỉnh Quảng Nam được nâng cấp cải tạo các phòng học cũ và xây dựng mới một khu phòng lớp học trong khuôn viên của nhà trường

1.2 Đặc điểm , vị trí, điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng

1.2.1.Vị trí - địa điểm khu vực xây dựng

- Công trình “ Trường THPT Trần Cao Vân “ Khu vực xây dựng nằm ở thành phố Tam Kỳ được xây dựng trên khu đất quy hoạch của nhà trường, đây là khu đất rộng rãi nằm trung tâm thành phố có địa hinh bằng phẳng

- Phía Tây Giáp: khu dân cư

- Phía Nam Giáp : Đường Phạm Ngũ Lão

- Phía Bắc Giáp : khu dân cư

- Phía Đông Giáp: Đường Nguyễn Thị Minh Khai

* Theo báo cáo tài liệu khảo sát địa chất công trình nền đất xây dựng gồm các lớp như sau :

- Lớp cát pha màu đen xám:3m

- Lớp cát hạt vừa:sâu 8m, mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3m

1.2.2 Điều kiện khí hậu tự nhiên

Thành phố Tam Kỳ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với các đặc trưng của khí hậu miền Trung, chia thành hai mùa rõ rệt và chịu ảnh hưởng của gió

biển

-Nhiệt độ tối thấp trung bình : 21-22 OC

+ Độ ẩm: -Độ ẩm trung bình trong năm: 86%

-Mùa Đông (tháng 9 đến tháng 10): độ ẩm trung bình tháng 82% -Mùa Hè (tháng 4 đến tháng 9): độ ẩm trung bình tháng 75-81%

- Lượng mưa năm lớn nhất : 3307 mm

- Lượng mưa năm nhỏ nhất : 1111 mm

- Lượng mưa chiếm 70-75% lượng mưa cả năm

+ Gió : Khu vực chịu ảnh hưởng của hai mùa gió chính

-Gió đông và đông nam từ tháng 4 đến tháng 8

-Gió bắc ,đông bắc từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau -Vận tốc gió bình thường 2.9 m /s

-Vận tốc gió lớn nhất trung bình 18-20 m/s

1.3 Hình hức và quy mô đầu tư công trình

1.3.1 Hình thức đầu tư

Các hạng mục đầu tư trong khu đất xây dựng xem Phụ lục 1.1

1.3.2 Quy mô đầu tư

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 17

CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

2.1 Giải pháp tổng mặt bằng

- Mặt bằng công trình được bố trí trên cơ sở các hạng mục công trình liên quan, nhằm đáp ứng tốt việc sử dụng cho chức năng từng hạng mục

-Tổ chức sân đường nội bộ, phân khu chức năng, giải quyết giao thông trong công trình một cách hợp lý đồng thời có liên hệ chặt chẽ với giao thông ngoài công trình

- Xây dựng tường rào cổng ngõ theo chỉ giới phạm vi sử dụng khu đất được cấp

- Trồng cây bóng mát, chắn gió và cây trang trí khuôn viên của Trường

- Tổ chức sân vườn, khu thể thao, đường đi nội bộ, bồn hoa, cây xanh và các công trình phụ trợ cần thiết cho toàn bộ trường (có mặt bằng tổng thể kèm theo)

2.2 Giải pháp thiết kế kiến trúc

Giải pháp bố trí mặt bằng Nhà lớp học có hành lang trước rộng 2,1m, chiều cao 5 tầng mang tính liên hoàn giữa các tầng được liên hệ với nhau bằng giao thông đứng (cầu thang) và giao thông ngang

Nhà lớp học được bố trí 1 cầu thang bộ ở giữa và 1 cầu thang bộ ở bên hông nhà

để thuận tiện cho giao thông đi lại cũng như các giải pháp về phòng cháy chữa cháy Trên cơ sở mặt bằng tổng thể hình khối mặt đứng được bố trí gồm một khối 4 tầng, chiều cao tầng công trình phù hợp với quy hoạch chung của khu vực

2.3 Giải pháp vật liệu

- Hệ thống cửa đi, cửa sổ đều dùng cửa pano khung sắt kính, có sắt hoa bảo vệ, cửa sổ kính lật pano khung sắt kính có sắt hoa bảo vệ (toàn bộ phần cửa pano khung sắt kính được sơn 03 nước, 01 nước chống gỉ và 02 nước màu)

- Toàn bộ phần cửa khu vệ sinh đều dùng cửa Pano khung nhôm kính trắng mờ -Toàn bộ tường trong, tường ngoài quét vôi lăn sơn, trần các tầng quét vôi lăn sơn

03 nước màu trắng

- Bậc cấp, bậc cầu thang, trát đá granito

- Nền trong phòng ở lát gạch Ceramic 400*400

- Nền khu vệ sinh lát gạch Ceramic 200*200 chống trượt

- Tường trong khu vệ sinh ốp gạch men tường toàn bộ, ốp gạch Ceramic 250*400 phía trên có ốp gạch viền 100*250

- Hệ thống thoát nước mái dẫn theo chiều đứng từ trên mái xuống đất bằng ống nhựa PVC và chảy vào hệ thống thoát nước chung của toàn khu đất

2.4 Giải pháp kết cấu

-Móng : Móng nông bê tông cốt thép

-Khung bê tông cốt thép chịu lực

-Mái bằng , có lợp tôn tạo độ dốc thoát nước và cách nhiệt

-Kết cấu bao che: Tường gạch

+ Từ những phân tích trên ta dự kiến sử dụng vật liệu:

➢ Bêtông B15 có Rb = 8,5MPa, Rbt = 0,75 Mpa

➢ Cốt thép CII có Rs =Rsc= 280 MPa, Rsw = 225 Mpa

➢ Cốt thép CI có Rs =Rsc= 225 MPa, Rsw = 175 Mpa

+ Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực, sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối,tường bao che, chiều cao các tầng điển hình 3,6m

Mái lợp tôn, chống thấm để phù hợp với điều kiện thời tiết địa phương

2.5.Các giải pháp kỹ thuật khác

2.5.1 Giải pháp thông gió và chiếu sáng

Các phòng của công trình chủ yếu chiếu sáng và thông gió bằng tự nhiên là sự kết hợp của hệ thống cửa sổ và cửa đi để đón gió trời, tạo cho phòng sự thoáng mát cần thiết lấy theo tiêu chuẩn thông gió và chiếu sáng

2.5.2 Giải pháp hoàn thiện

Hệ thống cửa đi, cửa sổ dùng sắt kính có hoa sắt bảo vê

Bậc cấp trát đá mài, nền vệ sinh ốp gạch ceramic chống trươt

Hệ thống thoát nước mái bằng ống nhựa PVC

2.5.3 Giải pháp cấp điện, nước, chống sét cho công trình

- Bố trí hệ thống điện cho toàn bộ công trình theo qui phạm hiện hành về điện chiếu sáng

- Nguồn điện cung cấp cho công trình đấu nối từ trạm hạ thế của Trung tâm

- Điện sử dụng trong các phòng, nhà vệ sinh, nhà lớp học … được lắp đặt ngầm trong tường và mạng điện được bảo vệ bằng áptomát 2 cực chống giật

- Ngoài ra khu vực cầu thang và hành lang được bố trí điện chiếu sáng đảm bảo yêu cầu sử dụng và yêu cầu kiến trúc

- Cấp nước sinh hoạt sử dụng nguồn cấp từ giếng bơm lên bồn dự trữ ở tầng mái sau đó đưa xuống cung cấp cho các phòng Theo tiêu chuẩn thiết kế cấp nước trong nhà TCVN 4513 – 88 Cấp nước bên trong nhà – Tiêu chuẩn thiết kế, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt

- Cấp nước chữa cháy theo tiêu chuẩn TCVN 2622 –78

*Thoát nước được chia làm 2 hệ thống :

- Hệ thống thoát phân và nước tiểu dẫn vào bể tự hoại

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 19

- Hệ thống thoát nước mưa và nước thải được thoát vào hệ thống thoát nước chung của Trung tâm và dẫn vào hệ thống thoát nước chung của huyện

- Theo qui hoạch tổng mặt bằng, vị trí xây dựng Nhà lớp học có rất nhiều đoạn tiếp xúc với đường, nhà dân, do đó cần phải xây dựng tường rào ngăn cách Mặt chính của nhà tiếp giáp với cảnh quan qui hoạch chung của Trường tạo cho cảnh quan của trường được khép kín Cổng chính, cổng phụ của trường làm bằng BTCT có gắng bảng hiệu và toàn bộ tường rào xung quanh được xây kiên cố cao 2.10 m có bổ trụ liền tường bằng BTCT khoảng cách 3.30m/1 trụ

2.5.4 Giải pháp phòng chống cháy nổ cho công trình

Các bộ phận của hệ thống chữa cháy ngoài nhà:

Những dụng cụ chữa cháy trong nhà được trang bị như bình bọt chữa cháy, bình

(mưa, nắng, ăn mòn hóa học,…), có bảng hướng dẫn sử dụng, nội quy phòng cháy chữa cháy, tiêu lệnh chữa cháy, đảm bảo cân đối khoảng cách đặt bình, dễ thấy, dễ lấy, dễ thao tác Vị trí đặt không ảnh hưởng đến việc đi lại, sinh hoạt cũng như thoát nạn, thẩm

Công trình Trường THPT Trần Cao Vân là 1 công trình có tính khả thi cao Nên

sự cần thiết phải đầu tư xây dựng là một việc làm hết sức đúng đắn , phù hợp với sự phát triển giáo dục của thành phố Rất mong được sự quan tâm đúng mức của các cơ quan chức năng có thẩm quyền phê duyệt hồ sơ, để công trình được triển khai thi công sớm và nhanh chóng đi vào hoạt động

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CHUNG CHO TOÀN CÔNG TRÌNH

1 Tiêu chuẩn thiết kế

- TCXDVN 356 – 2005 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép)

2 Vật liệu sử dụng cho thiết kế

a Bê tông : Sử dụng bê tông B15 với các chỉ tiêu cơ lý:

b Cốt thép : Sử dụng thép AI, AII có các đặc tính sau:

* Đặc tính thép AI:

* Đặc tính thép AII:

( Các hệ số tra bảng tại phụ lục (3 ÷ 5 ÷ 8) trang (364 ÷ 372) sách CKBTCT phần

CKCB)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 21

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3

3.1 Bố trí hệ lưới dầm & phân chia ô sàn – Mặt bằng dầm sàn tầng 3

 Căn cứ theo công năng sử dụng, kích thước, sơ đồ tính toán của các ô sàn mà ta đánh số ô sàn trên mặt bằng sàn tầng 3 như dưới đây:

Hình 3.1 Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 3

3.2 Sơ bộ chọn chiều dày sàn

Trong đó:

+ m = 30  35: Với bản loại dầm

+ m = 40  45: Với bản kê 4 cạnh

+ m = 10 ÷ 18: Với bản console

Chiều dày của bản phải thỏa mãn điều kiện cấu tạo:

Ta chọn:

Bảng 3.1 Bảng tính chiều dày sàn

Ô

hs chọn(mm)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 23

Ta chọn thống nhất toàn bộ các ô sàn có chiều dày h=90mm

Cấu tạo các sàn như hình vẽ:

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo sàn tầng 3 3.3 Xác định tải trọng

3.3.1 Tĩnh tải

Do tải trọng các lớp vật liệu sàn và tải trọng tường cửa trên sàn

a.Tải trọng các lớp vật liệu sàn

Tính toán theo công thức: gtt = ni i.i

Trong đó:

Bảng 3.2 Bảng tính tĩnh tải các ô sàn phòng học, hành lang

Lớp bitum chống thấm trọng lượng nhỏ có thể bỏ qua

b Tải trọng phụ thêm do tường và cửa xây trên sàn gây ra

tính thêm trọng lượng tường quy thành phân bố đều trên ô sàn đó:

gtc =

S S

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 25

S S

Với ô sàn (S7,S8,S9và S10) trên sàn có bục giảng xây bằng gạch cao 20cm

Vậy trọng lượng bục giảng quy thành phân bố đều trên ô sàn đó:

3.3.3 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên các ô bản sàn

Bảng 3.4 Tổng hợp tải trọng và các thông số tính toán các ô bản sàn

gptkN/m2

g=

kN/m2

pbkN/m2

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 27

Nội lực trong sàn được xác định theo sơ đồ đàn hồi

dầm giữa thì xem là liên kết ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do

3.4.1 Xác định nội lực trong sàn bản dầm

Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định như sau: q = ( g + p).lm ( N/m)

Tuỳ theo liên kết của cạnh bản mà ta có 3 dạng sơ đồ tính sau:

Sơ đồ a Sơ đồ b Sơ đồ c

3.4.2 Xác định nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh

+ Dựa vào liên kết cạnh bản ta có 11 sơ đồ tra sổ tay kết cấu công trình

+ Xét từng ô bản: Theo hai phương có các mômen như hình vẽ dưới

- Trong đó: M1, MI, MI ’: Dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh ngắn

Mô men nhịp: M1 = 1.qb.l1.l2 M2 = 2.qb.l1.l2

Mô men gối: MI = - 1.qb.l1.l2 MII = - 2.qb.l1.l2

3.5 Tính toán cốt thép

+ Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m = 1000mm

h: Là chiều cao của bản sàn

h01 = hs – a = hs – (abv +

21

d

): Chiều cao làm việc của thép lớp dưới

h02 = hs – a = hs – (abv + 2

12

d

Với: a là khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 29

trang 365, phụ thuộc cấp bền bê tông

R s

R R

R s

R R

R s

R R

s

bản Khi thiết kế cốt thép sàn ta chọn thép sàn đảm bảo điều kiện:

m b

M A

R h



=

Từ đẳng thức:

s

a m

s TT

(thép dưới), còn cốt thép ở nhịp theo phương cạnh dài đặt ở lớp trong (Thép trên)

Chiều dày Tải trọng

S18 b 1.20 3.30 3,445 3,600 90 2.75

S19 b 2.10 5.30 3,445 3,600 90 2.52

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 31

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 33

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CẦU THANG TRỤC6-7 TẦNG 3

4.1 Mặt bằng cầu thang

Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng 3 và cấu tạo bản thang

Góc nghiêng của bản thang với mặt phẳng nằm ngang là α

Ta có : tgα =

b

h

= 300

150

= 0.5 cos =0.894

4.2 Phân tích sự làm việc của kết cấu cầu thang và chọn sơ bộ kích thước

4.2.1 Phân tích sự làm việc của cầu thang

- Ô1, Ô2 (bản thang) liên kết ở 4 cạnh: tường, cốn C1 (hoặc C2), dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), Dầm chiếu tới (DCT)

- Ô3 (bản chiếu nghỉ) liên kết ở 4 cạnh: tường và dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm chiếu nghỉ 2(DCN2),

- Cốn C1, C2: liên kết ở hai đầu, gối lên dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm chiếu tới (DCT)

- Dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1), liên kết hai đầu gối lên tường

- Dầm chiếu nghỉ 2 (DCN2), liên kết hai đầu gối lên cột

- Dầm chiếu tới (DCT), liên kết hai đầu gối lên dầm khung

4.2.2 Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 35

m

D 

Trong đó:

Bảng 4.1 Bảng chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ

1

2

m l

4.2.3 Chọn kích thước dầm thang và cốn thang

Chọn chiều cao và bề rộng dầm thang và cốn thang theo công thức sau:

h b

h b

h b

h b

2

.

h b

h b

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 37

 Tổng tải trọng tác dụng theo phương vuông góc với bản thang phân bố trên 1m2

Dùng bảng exel tính toán như bản kê 4 cạnh Kết quả tính toán trong bảng

Bảng 4.3 Bảng tính toán cốt thép bản thang và bản chiếu nghỉ

cos 8

+ Trọng lượng do ô bản thang truyền vào

Bởi vì bản thang Ô1,Ô2 là loại bản kê nên tải trọng truyền vào cốn thang theo hình thang Tải trọng bản thang truyền vào cốn thang theo phương thẳng đứng là:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hòa Hướng dẩn: Lê Cao Tuấn, Mai Chánh Trung 39

- Chọn cốt thép chịu momen âm phía trên là: 112

Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

+ Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính:

2,1.10

9,13

2, 3.10

s b

E E

Asw :diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai đặt trong 1 mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng

b :chiều rộng của tiết diện chữ nhật

s : khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện

Kiểm tra theo điều kiện:

1 3 2 0

max 1

3 2 0

max

2

.

2

.

− +

=

h

Q q

h

Q q

h

Q

q

b b b