Tiểu Luận cuối kỳ môn Nguyên Lý Thiết Kế Kết Cấu Đại Học Kiến Trúc TPHCM ( CHỦ ĐỀ NHÀ LẮP GHÉP ) ĐIỂM CAOĐỀ BÀI :Yêu cầu : Sinh viên tham khảo tài liệu, tìm kiếm thông tin, dữ liệu (bao gồm hình ảnh, video, bản vẽ…), sau đó phân tích, đánh giá độc lập về các yêu cầu liên quan đến bài tập. Bài tập gồm hai phần: lý thuyết và bài tập1.Định nghĩa nhà lắp ghép.2.Nhược điểm của nhà BTCT truyền thống, các đặc điểm của nhà lắp ghép giải quyết các nhược điểm đó.3.Một số giải pháp nhà lắp ghép phổ biến hiện nay.4.Trình bày về giải pháp nhà lắp ghép toàn phần ( Smarthome ) bằng vật liệu thép tạo hình nguội ( ColdFormedSteel ).Phần I : Lý thuyết Phần II : Bài tập
Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 ĐỀ BÀI : Yêu cầu : Sinh viên tham khảo tài liệu, tìm kiếm thơng tin, liệu (bao gồm hình ảnh, video, vẽ…), sau phân tích, đánh giá độc lập yêu cầu liên quan đến tập Bài tập gồm hai phần: lý thuyết tập Thời gian nộp tiểu luận: SV nộp hệ thống Classroom vào ngày 21/12/2021 Lưu ý SV nộp trễ n ngày bị trừ 0.5xn điểm Định dạng Đặt Tên File : SV nộp dạng file có định dạng PDF đặt tên file là: NLTKKC.HỌTÊN SV.MSSV -o△o - A.PHẦN LÝ THUYẾT Câu Tìm hiểu giải pháp kết cấu nhà lắp ghép ? Tóm tắt nội dung trình bày : Định nghĩa nhà lắp ghép Nhược điểm nhà BTCT truyền thống, đặc điểm nhà lắp ghép giải nhược điểm Một số giải pháp nhà lắp ghép phổ biến Trình bày giải pháp nhà lắp ghép toàn phần ( Smarthome ) vật liệu thép tạo hình nguội ( Cold-Formed-Steel ) Nội dung : Định nghĩa nhà lắp ghép ? o Là loại nhà thi công lắp ghép từ vật tư đúc sẵn nhà máy o Có thể thi công lắp ghép phần lắp ghép toàn phần o Các vật liệu dùng nhà lắp ghép thường vật liệu nhẹ : thép cán nóng tiền chế, thép tạo hình nguội, sàn bê tông nhẹ, vách ngăn vật liệu nhẹ, mái tole, … Nhược điểm nhà BTCT truyền thống, đặc điểm nhà lắp ghép giải nhược điểm o Nhược điểm nhà BTCT truyền thống : Nhà truyền thống thường sử dụng vật liệu BTCT cho phần kết cấu chịu lực ( cột dầm, sàn,… ) phần bao che vách ngăn xây gạch nên trọng lượng thân công GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khơi - 18520100175 trình lớn -> Móng cơng trình chịu tải lớn -> Phần chi phí cho phần móng phần thân cao Thời gian thi cơng lâu Ngồi chi phí cho vật liệu, cịn có chi phí cho coppha, giàn giáo Lượng nhân cơng đơng để đảm bảo tiến độ chi phí phát sinh khác -> Chi phí thi cơng cao Khó khăn việc kết hợp với thiết kế MEP phải đục dầm, sàn,… o Các đặc điểm nhà lắp ghép để giải vấn đề : Trọng lượng nhẹ : sử dụng vật liệu nhẹ -> Móng chịu tải nhẹ -> Giảm chi phí móng Tiết kiệm thời gian thi công : sử dụng vật liệu tiền chế nên quy trình thi cơng lắp ghép nhanh chóng, thời gian rút ngắn lên đến 40-60% Chi phí thi cơng : nhờ việc tối ưu thời gian thi cơng phí giảm, lượng nhân cơng hơn, phát sinh chi phí khác Một số giải pháp nhà lắp ghép : o Nhà lắp ghép khung thép – sàn bê tơng nhẹ : Hệ chịu lực : khung thép tiền chế, liên kết với bu lông Sử dụng sàn bê tông nhẹ Một số hình ảnh : GVHD : Lê Văn Thơng Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Nhà lắp ghép khung thép – sàn composite ( deck + bê tông ) : Hệ chịu lực : khung thép tiền chế giải pháp giải pháp sàn thay giải pháp sàn Composite ( Tấm deck + Bê tông ) Một số hình ảnh : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Nhà lắp ghép tầng gỗ : Hệ chịu lực : cột, dầm,…được làm gỗ tính tốn sản xuất xác nhà máy theo mô đun Các kết cấu liên kết với liên kết mộng, vít, bu lơng,… Một số hình ảnh : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Trình bày giải pháp nhà lắp ghép ( Smarthome ) vật liệu thép tạo hình nguội ( Cold-Formed-Steel ) : o Vật liệu : sử dụng thép cường độ cao qua trình dập (tạo) hình nguội, vật liệu có đặc điểm khác với thép thông thường : Sử dụng thép tạo hình nguội từ thép mỏng ( 0,3 - 4mm ) Sử dụng loại tiết diện chữ C, Z, chữ mơn,… tiết diện có mặt cắt phức tạp tùy theo thiết kế Sử dụng phương pháp liên kết khác với kết cấu thông thường o Cấu tạo : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Hệ chịu lực : Cột, dầm : cấu tạo theo tiết diện tổ hợp tiết diện ( chữ C,…) Vách chịu lực : cấu tạo theo dạng dàn phẳng, gồm có tiết diện đơn tổ hợp Sàn : sử dụng tole deck + bê tông, sàn gỗ, loại vật liệu sàn nhẹ Hệ bao che : Mái : sử dụng từ mỏng tạo hình nguội ( hình sóng tole ) tiết diện khác theo yêu cầu thiết kế Vách ngăn : sử dụng khung xương thép CFS ( đứng, ngang,… ) bên ốp vật liệu nhẹ ( thạch cao,…) Hệ giằng : Các tiết diện tiết đơn tổ hợp, khoảng cách cấu tạo tùy vào thiết kế Liên kết : Bu lông : loại liên kết phổ biến dùng cho thép cán nóng thép tạo hình nguội Đinh vít : loại liên kết phổ biến sử dụng thép hình nguội Do độ mỏng thép hình thành nguội, liên kết mang lại đơn giản nhanh chóng lắp đặt Hàn : mối hàn tạo liên kết cứng cho cấu kiện, đòi hỏi tay nghề nhân công cao Các phương pháp hàn : hàn chùm tia laze ( LBW ), hàn thép không gỉ ( stainless steel welding ),… o Nguyên lý thiết kế : Tiêu chuẩn : Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế loại thép nên sử dụng số tiêu chuẩn nước : AS/NZL 4600 : 2018 (Úc/New Zealand) Eurocode ( Châu âu ) AISI S100 2016 ( Bắc mỹ ) Ngun lý chung để tính tốn thiết kế : Vì làm từ thép có cường độ cao (fy = 300-550 Mpa) tiết diện mỏng nên kết cấu có khả phá GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khơi - 18520100175 hoại ổn định trước bị phá hoại bền, nên cần tính tốn hợp lí để tránh điều Thơng thường thiết kế theo trạng thái ổn định trước sau kiểm tra bền sau Một thiết kế tối ưu thiết kế khả chịu lực theo trạng thái phá hủy ổn định bền gần Phương pháp tính thép tạo hình nguội : Phương pháp bề rộng hữu hiệu (EWM) : phương pháp sử dụng từ năm 1940, phần mềm CFS,… Phương pháp cường độ trực tiếp (DSM) : phương pháp đưa vào tiêu chuẩn thiết kế thép tạo hình nguội : AS/NZL 4600 : 2018 AISI S100 : 2016 o Hạn chế : ưu điểm nêu trên, giải pháp nhà lắp ghép sử dụng thép CFS có số hạn chế : Chưa có tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế theo TCVN Việc tính tốn thiết kế phức tạp, địi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm Về tuổi thọ cơng trình khơng cao ( từ 30-50 năm ) o Một số hình ảnh : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC GVHD : Lê Văn Thông Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Kết luận : với ưu, nhược điểm theo đánh giá sinh viên số mức độ quy mô công trình phù hợp giải pháp hay đáp ứng nhiều nhu cầu thực tế Giải pháp phổ biến phát triển tương lai sống ngày tấp nập vội vã B.PHẦN BÀI TẬP Yêu cầu : SV làm số tập sau SV tự chọn mức độ phức tạp tập (số dấu (*)) tùy theo khả mình; nhiên tổng số (*) tập thực không nhỏ 5* Nội dung thực : Câu (*) + Câu (***) + Câu 15 (*) = 5* Câu (*) : Hãy đề nghị tổ hợp tải trọng nguy hiểm để kiểm tra ổn định lật quanh điểm B cơng trình hình vẽ P2 P1 P3 - Các tổ hợp tải trọng nguy hiểm khiến cơng trình lật quanh điểm B : (Lật theo chiều kim đồng hồ) : TLBT + P1 TLBT + P3 TLBT + P1 + P3 Câu (***) : Có phương án kết cấu xem xét để đỡ mái khán đài hình vẽ Giả sử mái chịu tải trọng phân bố với giá trị tính toán 20kN/m (đã bao gồm tĩnh tải hoạt tải) Với phương án kết cấu, hãy: (a) Phân tích chịu lực (b) Ước tính gần moment, lực cắt, lực dọc GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 (c) Nhận xét tính thẩm mỹ hiệu mặt kết cấu Phương án Phương án (a) Phân tích chịu lực : - Phương án : o Thanh AB : chịu nén + uốn o Thanh BC : chịu uốn - Phương án : o Thanh BC, DC : chịu uốn o Các lại chịu uốn trọng lượng thân liên kết cứng (rất nhỏ), chủ yếu chịu kéo, nén (b) Ước tính gần moment, lực cắt, lực dọc - Tùy vào liên kết mà cho nội lực khác nhau, giả sử liên kết cứng với - Mơ hình nhập tải vào Sap2000 (bỏ qua TLBT) ta có giá trị nội lực : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Momen : Phương án : Mmax = 9000 (kNm) Phương án : Mmax = 1000 (kNm) GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Lực cắt : Phương án : Vmax = 600 (kN) Phương án : Vmax = 218 (kN) GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Lực dọc : Phương án 1: Nmax = 600 (kN) Phương án : Nmax = 852 (kN) GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khơi - 18520100175 (c) Nhận xét tính thẩm mỹ hiệu mặt kết cấu - Tính thẩm mỹ : o Phương án : có cấu kiện, cho khơng gian thơng thống, tối giản, đạt công sử dụng o Phương án : có nhiều cấu kiện hơn, chiếm nhiều diện tích, không gian - Hiệu kết cấu : o Phương án : có dầm cosole vượt nhịp lớn (30m) nên khó khăn việc tính tốn thiết kế, tiết diện lớn ( dầm, cột ) Chưa kể móng chịu lệch tâm lớn nên tốn cho việc thiết kế móng o Phương án : có thêm cách chéo, liên kết khớp nội lực đa số chịu kéo, nén nên tiết diện nhỏ Móng chịu tải nhẹ ( gần chịu nén tâm ) Kết luận : tùy theo nhu cầu chủ đầu tư ưu tiên tính thẩm mỹ hay hiệu kết cấu ( tiết kiệm ) chọn phương án Câu 15 (*) : Trình bày cách đặt hoạt tải để tìm moment dương moment âm bất lợi cho dầm hai nhịp: (1) (2) Momen dương bất lợi cho dầm : đặt hoạt tải nhịp ( 2) Momen âm bất lợi cho dầm : đặt hoạt tải nhịp (1 2) GVHD : Lê Văn Thông ... hình ảnh : GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC GVHD : Lê Văn Thông Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 Kết luận : với ưu, nhược điểm theo... GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Momen : Phương án : Mmax = 9000 (kNm) Phương án : Mmax = 1000 (kNm) GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC... GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC Nguyễn Minh Khôi - 18520100175 o Lực dọc : Phương án 1: Nmax = 600 (kN) Phương án : Nmax = 852 (kN) GVHD : Lê Văn Thông Tiểu luận Nguyên lý TKKC