KIẾN TRÚC (10%)
Nhiệm vụ thiết kế
- Nghiên cứu hồ sơ kiến trúc, sửa đổi bổ sung các chi tiết còn thiếu sót hoặc chưa hợp lý
- Chỉnh sửa các mặt bằng, mặt cắt, mặt đứng và các chi tiết cần thiết của công trình, có ghi đầy đủ kích thước
Công trình này được đầu tư xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và xã hội địa phương Vị trí địa lý của công trình nằm ở khu vực thuận lợi, dễ dàng kết nối với các tuyến giao thông chính Điều kiện địa hình và địa chất tại đây phù hợp, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình Đặc điểm kiến trúc và cấu tạo của công trình được thiết kế hiện đại, tối ưu hóa công năng sử dụng và hài hòa với cảnh quan xung quanh.
Giới thiệu công trình
1.2.1 Vị trí xây dựng, đặc điểm kiến trúc công trình
- Công trình “TRƯỜNG THPT SỐ 1 LÀO CAI” Được xây dựng tại tỉnh Lào Cai
Công trình 5 tầng có hình dạng chữ nhật với kích thước 10x59.05m, mang kiến trúc đơn giản và hình khối rõ ràng, đáp ứng đầy đủ các công năng sử dụng.
- Công trình có tổng chiều cao từ cos 0,00 đến cos đỉnh mái là 18.5m , chiều cao các tầng là 3.7(m)
1.2.2 Sự cần thiết phải đầu tư Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, đó và đang ngày càng phát triển mạnh mẽ về mọi mặt để đất nước sánh vai cùng các cường quốc năm châu
Công trình “TRƯỜNG THPT SỐ 1 LÀO CAI” không chỉ tạo ra môi trường học tập thuận lợi cho học sinh mà còn đồng hành với sự phát triển hạ tầng của đất nước.
Yêu cầu cơ bản của công trình:
Công trình thiết kế cao tầng với kiến trúc hiện đại và tính bền vững cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng và quy hoạch phát triển của tỉnh trong tương lai.
Bố trí thang bộ đầy đủ đảm bảo giao thông thuận tiện và yêu cầu thoát hiểm
Bố trí đầy đủ thiết bị có liên quan như điện, nước, cứu hoả, vệ sinh và an ninh
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 10 -
Các giải pháp kiến trúc của công trình
1.3.1 Giải pháp thiết kế mặt bằng
Công trình gồm có 5 tầng nổi, có mặt bằng điển hình giống nhau, hệ kết cấu khung bê tông cốt thép
Các phòng được thiết kế hợp lý, đảm bảo công năng sử dụng và tạo không gian giao thông ngang thông thoáng cho công trình Tất cả các phòng đều nhận được ánh sáng tự nhiên đầy đủ Giao thông theo phương đứng được tối ưu hóa nhờ vào việc bố trí cầu thang bộ hợp lý.
Công trình được trang bị hộp vòi chữa cháy tại mỗi sảnh cầu thang của từng tầng, cùng với hệ thống báo cháy tự động Mỗi tầng đều có hộp cứu hỏa và bình khí, đảm bảo khả năng chữa cháy kịp thời khi xảy ra sự cố.
Chúng tôi lựa chọn giải pháp thiết kế kiến trúc với đường nét thẳng và vật liệu kính, tạo nên một phong cách hiện đại hài hòa với cảnh quan xung quanh.
Giao thông theo phương đứng được giải quyết bởi việc bố trí thang bộ đảm bảo thuận tiện giao thông theo phương đứng giữa các tầng
1.3.3 Giải pháp về thông gió
Công trình được trang bị hệ thống thông gió nhân tạo kiểu điều hòa trung tâm, đặt tại tầng một Từ vị trí này, các ống dẫn khí phân phối đến toàn bộ ngôi nhà, với mỗi khu vực trong từng tầng được trang bị bộ phận điều khiển riêng biệt.
Tận dụng cầu thang làm giải pháp thông gió và tản nhiệt theo phương đứng
1.3.4 Giải pháp về chiếu sáng
Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo
Chất lượng ánh sáng môi trường liên quan đến việc giảm thiểu sự chói loá, điều chỉnh không gian và hướng ánh sáng, cũng như tỷ lệ độ chói trong nội thất, nhằm đảm bảo sự thích ứng tốt cho mắt.
Chiếu sáng nhân tạo cho công trình bao gồm hệ thống đèn đường và đèn chiếu sáng phục vụ giao thông Trong công trình, sử dụng hệ thống đèn tường và đèn ốp trần, cùng với việc bố trí thêm đèn ở ban công, hành lang và cầu thang để đảm bảo ánh sáng đầy đủ và an toàn cho người sử dụng.
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 11 -
Nguồn nước của hệ thống được lấy trực tiếp từ mạng cấp nước của thành phố, đảm bảo đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng hàng ngày Đồng thời, toàn bộ hệ thống thoát nước cũng được xử lý kỹ lưỡng qua trạm xử lý nước thải, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế riêng biệt với một trạm bơm tại tầng một và hệ thống đường ống phân bố khắp ngôi nhà Nguồn điện cho công trình được cung cấp từ mạng điện thành phố qua trạm biến thế, được phân phối đến các tầng bằng dây cáp bọc chì hoặc đồng Ngoài ra, còn có một máy phát điện dự phòng để đảm bảo hoạt động trong trường hợp mất điện.
1.3.6 Hệ thống cấp, thoát nước, xử lý rác thải
Hệ thống cấp nước sinh hoạt:
Nước từ hệ thống cấp nước được dẫn qua đồng hồ tổng và bơm ở phòng kỹ thuật nước tại tầng hầm để tăng cường áp lực nước sử dụng.
Nước từ bể được phân phối đến các tầng trong công trình, đảm bảo áp lực và lưu lượng nước phù hợp Hệ thống này hoạt động theo sơ đồ phân vùng và điều áp, giúp tối ưu hóa việc cung cấp nước cho từng khu vực.
Nước thải sinh hoạt và nước mưa được thu thập qua sê nô, sau đó được dẫn qua hệ thống xử lý sơ bộ trước khi được đưa vào hệ thống thoát nước của thành phố.
Hệ thống xử lý rác thải:
Rác thải được gom ở tầng 1 rồi được đưa tới khu xử lý rác của thành phố
1.3.7 Hệ thống phòng hỏa và cứu hỏa
Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở hành lang hoặc sảnh của mỗi tầng
Nước được cung cấp từ bể ngầm và các họng cứu hỏa trong khu vực Các đầu phun nước được lắp đặt ở từng tầng và mỗi phòng đều có bình cứu cháy khô.
Công trình được thiết lập hệ thống chống sét bằng thu lôi chống sét trên mái đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị và con người
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 12 -
- Trụ đỡ kim thu sét làm bằng sét tráng kẽm đường kính 60mm, dài 2m, được lắp đặt trên nóc công trình
- Dây dẫn nối từ cột chống sét xuống đất làm từ dây đồng
Thiết bị tiếp đất cần được chôn sâu dưới lòng đất để đảm bảo tiếp xúc tốt với mặt đất, giúp dẫn điện hiệu quả khi có hiện tượng sét đánh.
Kết luận
Phân tích cho thấy phương án xây dựng công trình "TRƯỜNG THPT SỐ 1 LÀO CAI" hợp lý, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật và mục đích sử dụng.
- THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI KHUNG TRỤC 6
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Ths NGÔ ĐỨC DŨNG
SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYÔN HỮU PHƯƠNG
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 13 -
CHƯƠNG 1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Với đặc điểm là công trình nhiều tầng và có chiều cao lớn, tải trọng tác động vào công trình trở nên phức tạp, do đó cần thiết phải có hệ kết cấu chịu lực hợp lý và hiệu quả Các hệ kết cấu chịu lực có thể được phân loại như sau:
+ Nhóm các hệ cơ bản: Hệ khung, hệ tường, hệ lõi, hệ hép
+ Nhóm các hệ hỗn hợp: Được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hay nhiều hệ cơ bản trên
Hệ kết cấu thuần khung mang lại không gian lớn và linh hoạt, phù hợp cho các công trình công cộng Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, hệ thống này lại gặp khó khăn trong việc chịu tải trọng ngang và biến dạng lớn khi chiều cao công trình tăng Trong thực tế, kết cấu thuần khung BTCT thường được áp dụng cho các công trình cao 20 tầng ở khu vực có cấp phòng chống động đất ≤ 7, 15 tầng ở vùng có động đất cấp 8, và 10 tầng cho khu vực cấp 9.
1.1.2 Hệ kết cấu vách và lõi cứng chịu lực
Hệ kết cấu vách cứng có thể được thiết kế thành hệ thống một phương, hai phương hoặc liên kết thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm nổi bật của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt, vì vậy nó thường được áp dụng cho các công trình cao trên 20 tầng.
1.1.3 Hệ kết cấu khung - giằng (Khung và vách cứng)
Hệ kết cấu khung giằng bao gồm sự kết hợp giữa hệ thống khung và vách cứng, thường được hình thành tại khu vực cầu thang bộ và cầu thang máy Hai hệ thống này được liên kết thông qua hệ kết cấu sàn, trong đó hệ sàn liên khối đóng vai trò quan trọng Hệ khung được thiết kế chủ yếu để chịu tải trọng hiệu quả.
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 14 - thẳng đứng Hệ kết cấu khung-giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng
1.2 Giải pháp kết cấu công trình
1.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính
Công trình cần thiết kế có diện tích mặt bằng lớn, hình dáng đối xứng và cấu trúc đứng đơn giản Dựa vào các đặc điểm cụ thể, hệ kết cấu chịu lực chính được lựa chọn cho công trình là hệ khung bê tông cốt thép.
1.2.2 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn nhà
Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu
Ta xét các phương án sàn sau:
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn Ưu điểm:
Chiều dày sàn nhỏ giúp tiết kiệm vật liệu và giảm tải tĩnh cho sàn, điều này đang trở nên phổ biến tại Việt Nam hiện nay.
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình cũng lớn, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.
Hệ dầm được cấu tạo vuông góc theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bộ, phù hợp cho nhà có hệ thống lưới cột vuông Ưu điểm nổi bật của thiết kế này là khả năng tối ưu hóa không gian và tăng cường độ bền cho công trình.
Tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn
Không tiết kiệm, thi công phức tạp
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 15 -
1.2.2.3 Sàn không dầm (sàn nấm)
Cấu trúc bao gồm các bản kê trực tiếp lên cột, với đầu cột được thiết kế mũ cột nhằm đảm bảo liên kết vững chắc và ngăn chặn hiện tượng đâm thủng bản sàn Thiết kế này thích hợp cho mặt bằng có các ô sàn đồng nhất về kích thước Một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống này là khả năng tăng cường tính ổn định và độ bền cho công trình.
+ Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.Tiết kiệm được không gian sử dụng
+ Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6 8 m) và rất kinh tế với những loại sàn chịu tải trọng >1000 (kG/m 2 )
+ Chiều dày bản sàn lớn, tốn vật liệu
+ Tính toán phức tạp, thi công khú
Từ các căn cứ trên:
Em đi đến kết luận lựa chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối (sàn tựa lên dầm, dầm tựa lên cột)
1.3 Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện
1.3.1 Chọn chiều dày bản sàn
- Tính sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: h b D.L
m + hb : chiều dày bản sàn
+ m : Hệ số phụ thuộc vào loại bản, bản dầm m = (3035 ), bản kê m=(4045 ), bản công xôn m=(4045 ) + D : hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = (0,8 1,4)
Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn, các ô sàn được phân loại thành hai loại: ô sàn có tỷ số cạnh L2/L1 ≤ 2, hoạt động theo hai phương và thuộc loại bản kê bốn cạnh.
+ Các ô sàn có tỷ số các cạnh L 2 /L1 2 ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm)
- Từ mặt bằng kết cấu ta xác định ô sàn có kích thước lớn nhất là:
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 16 -
L 3,6 , bản làm việc 2 phương(bản loại bản kê)
Với loại bản kê m=(4045 ), chọn mC
Với tải trọng trung bình, chọn D=1,1
Sơ bộ chọn chiều dày sàn các tầng là h b = 10 (cm)
1.3.2 Chọn kích thước tiết diện dầm
- Sơ bộ chọn chiều cao tiết diện dầm theo công thức: d h 1 L
m + L : là nhịp của dầm đang xét
+ md: hệ số, với dầm phụ m d 12 20 ; với dầm chính m d 8 12, và chọn giá trị lớn hơn với dầm liên tục và chịu tải trọng tương đối bộ
- Chọn bề rộng tiết diện dầm theo môdun: b"0 mm
- Chọn chiều cao tiết diện dầm theo nhịp dầm:
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 17 -
1.3.3 Chọn kích thước tiết diện cột
- Sơ bộ chọn kích thước cột theo công thức: yc b
+ Rb: cường độ tính toán của bêtông, giả thiết bê tông dựng có cấp độ bền B20:
+ K: hệ số dự trữ cho mô men uốn, K 1,2 1,5
+ N: lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột:N S q n
+ S: diện chịu tải của cột
+ q: tải trọng sơ bộ tính trên 1 m 2 sàn ( lấy q 1T / m 2 đối với nhà dân dụng) Theo diện chịu tải, ta phân ra làm 3 loại cột: C1, C2, C3
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 18 -
+ Xác định sơ bộ tiết diện cột C1:
Ta có diện chịu tải lớn nhất của cột C1 : S4,2x3,6 15,12(m ) 2
Ta có diện tích yêu cầu: yc 2
Chọn sơ bộ tiết diện cột : b h 22 50 cm
Kiểm tra điều kiện ổn định của cột:
Ta kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo công thức:
Chiều dài tính toán trong kết cấu khung nhà nhiều tầng với liên kết cứng giữa dầm và cột là rất quan trọng Kết cấu đổ toàn khối khung cần có ít nhất 3 nhịp để đảm bảo tính ổn định và độ bền cho công trình.
SVTH: NGUYỄN HỮU PHƯƠNG - LỚP: XD 1701D Trang - 19 - l0 0,7 l 0,7 3,7 2,59(m)