ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI

Bằng tấm long trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội, nhất là các thầy, các cô trong khoa xây dựng đ

Kính thưa các thầy, các cô trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nôi.Qua thời gian rèn luyện và học tập đến hôm nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Bằng tấm long trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội, nhất là các thầy, các cô trong khoa xây dựng đã dày công giảng dạy cho em trong suốt 5 năm vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn sự tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức của các thầy:

Thầy : Ts NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG Thầy : Ths VƯƠNG VĂN THÀNH Thầy : Ks LÊ ANH DŨNG

Và tất cả các thầy, cô thuộc khoa xây dựng trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Do thời gian có hạn, kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án tốt nghiệp này không sao tránh khỏi những thiếu sót Rất mong các quý thầy cô thông cảm và góp ý thêm cho đồ án tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn./

Hà nội, ngày 20 tháng 04 năm 2010

Sinh viên

Leâ Minh Trí

-– @ — -

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, ngành xây dựng cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản 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, tinh thần cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh và hiện đại hơn

Sau 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Kiến Trúc, đồ án tốt nghiệp này

là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã hoàn thành nhiệm vụ của mình trên ghế giảng đường Đại học Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng

để trình bày toàn bộ các phần việc thiết kế và thi công công trình: “ Trường THPT Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội”

Nội dung của đồ án gồm 4 phần:

Thông qua đồ án tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hoá lại toàn bộ kiến thức đã học cũng như học hỏi thêm các lý thuyết tính toán kết cấu và công nghệ thi công

đang được ứng dụng cho các công trình nhà cao tầng của nước ta hiện nay Do khả năng

và thời gian hạn chế, đồ án tốt nghiệp này không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện hơn sau này

Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2009

Giáo viên hướng dẫn: ts NGUYễN NGọC PHƯƠNG Sinh viện thực hiện : LÊ MINH TRí

Công trình trường THPT Nguyễn Trãi được xây dựng tại Hà Đông – Hà Nội là một ví dụ điển hình.Với quy mô và chất lượng của mình, công trình đã đáp ứng

được nhu cầu về trường học tại Quận Hà Đông góp phần tạo nên một bộ mặt mới trong nghành giáo dục thành phố

Quy mô chung của công trình bao gồm :

2 Giải pháp về bố trí mặt bằng công trình

- Công trình Trường THPT gồm 5 tầng mặt bằng công trình là dạng chữ U, diện tích sàn theo thiết kế: 3277,95 (m2), có 36 phòng và 2 gian cầu thang, bước gian 3.6 (m), chiều cao tầng 1 là: 3,9 (m), chiều cao các tầng trên cũng là: 3,9 (m), rất thuận tiện cho việc bố trí các phòng học, không gian kiến trúc cũng như xử lý kết cấu dạng công trình cao tầng

- Tầng 1 à tầng 5: là không gian xây dựng các phòng học giao thông thuận tiện giúp học sinh thoải mái trong việc học tập và vui chơi Trong đó bao gồm:

- Tại các tầng từ tầng 1 – 5 có các phòng nghỉ giáo viên giúp giáo viên có thể nghỉ ngơi và thư giãn sau những giờ dạy căng thẳng trên lớp không những thế còn tạo điều kiện để các thầy cô có thể giao lưu học hỏi cũng như thảo luận các vấn đề liên quan trong việc dạy học

3 Giải pháp cấu tạo và mặt cắt

Cao độ của tầng 1 là: 3,9 (m), cao độ của các tầng trên 3,9 (m) Mỗi phòng học

đều có 2 cửa đi và 4 cửa sổ, cửa đi KT(1400x2700) (mm), cửa sổ KT (2400x1800) (mm)

- Thân nhà: Được thiết kế khung chịu lực đổ BTCT toàn khối đá 1x2 B20, tường xây gạch nung tiêu chuẩn VXM M50, trát trong và ngoài bằng VXM M75 dày 15 (mm)

- Mái nhà: Đổ bê tông cốt thép toàn khối tại chỗ B20, lợp mái tôn lạnh chống nóng muối vuông dày 0,4mm, trát trần bằng VXM M75 dày 15 (mm)

- Hoàn thiện: Sàn trong phòng và sàn ngoài hiên lát gạch ceamich 400x400 (mm) Khu vệ sinh lát gạch chống trơn 200x200 (mm), vữa lát nền sàn bằng VXM M50, tường ốp gạch men kính 200x250 (mm) Tường nhà quét vôi ve 1 nước trắng

2 nước màu, trần phào quét 3 nước trắng, trên mái có một bồn nươc mái Sơn Hà

- Hệ thống cửa: cửa đi bằng gỗ có khuôn, cửa sổ gỗ nhóm 3 có khuôn; cửa sổ

và hãm có sen hoa bảo vệ, khoá cửa chìm Việt Tiệp

4 Giải pháp về giao thông công trình

- Theo phương đứng, công trình được bố trí 2 hai cầu thang bộ phục vụ giao thông và

đl lại, đảm bảo các yêu cầu công năng kiến trúc, thẩm mỹ và tiện dụng

- Trên mặt bằng, các tầng đều được bố trí sảnh đợi, hành lang phục vụ giao thông III Hệ thống kỹ thuật

sổ lớn có vách kính, lô gia chìm, các phòng đều được tiếp xúc với không gian ngoài nhà, tận dụng tốt khả năng thông gió tự nhiên, tạo cảm giác thoải mái cho sinh viên

và giáo viên khi phải học ở trên cao

2 Hệ thống điện và thông tin liên lạc

- Đường điện trung thế 15 kV được dẫn ngầm vào trạm biến áp của công trình nhằm cung cấp điện trong các trường hợp mất điện trung tâm tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập và gảng dạy của nhà trường Hệ thống đường dây được trang bị

đồng bộ cho toàn bộ các khu vực chức năng, đảm bảo chất lượng, an toàn và tính thẩm mỹ cao

- Hệ thống đường điện thoại, truyền hình cáp, internet băng thông rộng được thiết kế đồng bộ trong công trình, đảm bảo các đường cáp được dẫn đến toàn bộ các phòng với chất lượng truyền dẫn cao

3 Hệ thống cấp thoát nước

- Hệ thống cấp nước sinh hoạt: nước được lấy từ nguồn nước thành phố, dự trữ trong các bể ở tầng hầm và tầng mái Lượng nước dự trữ được tính toán đảm bảo nhu cầu sử dụng, cứu hoả và dự phòng khi cần thiết

- Hệ thông thoát nước: nước mưa từ tầng mái được thu qua sênô và đường ống thoát đưa về hệ thống thoát nước chung

4 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

- Công trình được thiết kế hệ thống chuông báo cháy tự động, kết hợp với các họng nước cứu hoả được bố trí trên tất cả các tầng Lượng nước dùng cho chữa cháy

được tính toán và dự trữ trong các bể nước cứu hoả ở tầng hầm Hệ thống máy bơm luôn có chế độ dự phòng trong các trường hợp có cháy xảy ra sẽ tập trung toàn bộ cho công tác cứu hoả

5 Giải pháp về vệ sinh môi trường:

- Công trình là trường học các vấn đề về vệ sinh môi trường phải được đảm bảo xanh sạch đẹp Rác thải phải được xử lý đúng quy định về vệ sinh môi trường Tại mỗi tầng nhà được bố trí 3 thùng đựng rác nhỏ hình thức đẹp, rác được thu gom hàng ngày và đưa vào hệ thống thu rác chung của thành phố Chất thải rắn trong

quá trình thi công được thu gom vận chuyển bằng ô tô chuyên dùng đổ đúng nơi quy định của thành phố

Giáo viên hướng dẫn Sinh viện thực hiện Lớp

Nhiệm vụ :

- Lập mặt bằng kết sàn tầng 2, tầng 4 và mái (giải pháp)

- Thiết kế khung trục 11

- Thiết kế sàn tầng 4

- Thiết kế cầu thang bộ trục 1

- Thiết kế dầm dọc trục H tầng 4 đoạn trục 8

PHầN II Kết cấu (45%)

Giáo viên hướng dẫn : ts NGUYễN NGọC PHƯƠNG Sinh viện thực hiện : LÊ MINH TRí

: tc05x4 - hn

Lập mặt bằng kết sàn tầng 2, tầng 4 và mái (giải pháp)Thiết kế khung trục 11

Thiết kế sàn tầng 4 Thiết kế cầu thang bộ trục 1-3 tầng điển hình (có cốn hay không cốn)Thiết kế dầm dọc trục H tầng 4 đoạn trục 8-14

NGUYễN NGọC PHƯƠNG

Lập mặt bằng kết sàn tầng 2, tầng 4 và mái (giải pháp)

3 tầng điển hình (có cốn hay không cốn)

Phần b : Tính toán sàn tầng điển hình

I Cơ sở thiết kế

1 Hồ sơ kiến trúc công trình

2 Tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng trong tính toán

- TCVN 2737-1995 (Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế)

- TCVN 356-2005 (Kết cấu BTCT – Tiêu chuẩn thiết kế)

3 Vật liệu xây dựng

- Bê tông móng và thân công trình B20: Rb=11,5MPa; Rbt=0,9MPa

- Cốt thép :

d≤ 10(mm) : nhóm AI, Rs=225MPa, Rsw=175 MPa

d≥10(mm) : nhóm AII , Rs=280 MPa, Rsw=225 MPa

- Tương ngăn, tường bao che xây bằng gạch đặc dầy 110 và 220 tùy vào kiến trúc,

vữa XM M75

II Mặt bằng kết cấu

1 Lựa chọn giải pháp kết cấu

1.1 Lựa chọn hệ kết cấu cho công trình

Công trình này lựa chọn hệ khung chịu lực; bao gồm các thanh đứng (cột) và các

thanh ngang (dầm khung) liên kết cứng với nhau tại đầu nút tạo thành các khung

phẳng, sau đó các khung phẳng liên với nhau bằng các dầm dọc tạo thành hệ khung

không gian

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn

Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế sàn cho công trình này Căn

cứ vào hồ sơ kiến trúc, giải pháp kết cấu đã lựa chọn và tải trọng tác dụng lên công

trình lập các mặt bằng kết cấu được thể hiện trong bản vẽ KC - 01

III tính toán bản sàn tầng 4

1 Mặt bằng phân loại ô sàn tầng 4

Các ô sàn được đổ bê tông liền khối với các dầm, để đơn giản ta coi các mép đều

được xem là ngàm Các ô sàn được phân loại dựa theo tỉ số:

- Khi l 2 / l 1 ≥ 2 ô sàn được coi là bản loại dầm, làm việc theo phương cạnh ngắn l 1 Khi tính toán ta cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và coi bản làm việc như một dầm ngàm vào dầm

- Khi l 2 / l 1 < 2 ô sàn được coi là bản kê 4 cạnh, tính bản liên tục theo sơ đồ đàn hồi hay sơ đồ khớp dẻo

Bảng phân loại ô sàn

Ô sàn l 1(m) l 2(m) l 2 / l 1 Loại bản Công năng Sơ đồ tính S1 3,6 6,6 1,8 Bản kê 4 cạnh Phòng học Khớp dẻo S2 4,2 6,0 1,4 Bản kê 4 cạnh Phòng nghỉ Khớp dẻo S3 3,0 6,0 2,0 Bản loại dầm Phòng học Khớp dẻo S4 2,4 3,0 1,2 Bản kê 4 cạnh Hành lang Đàn hồi S5 2,4 3,6 1,5 Bản kê 4 cạnh Hành lang Đàn hồi S6 2,4 4,2 1,7 Bản kê 4 cạnh Hành lang Đàn hồi S7 2,4 6,0 2,5 Bản loại dầm Hành lang Đàn hồi S8 3,0 6,0 2,0 Bản loại dầm Phòng WC Đàn hồi

3000 4600

3000 19200

2 Sơ đồ tính

Khi hỡnh thành khớp dẻo thỡ kộo theo là sự phõn bố lại nội lực trong kết cấu Cỏc cụng thức tớnh toỏn bản sàn kờ 4 cạnh và dầm phụ đều dựa vào lý thuyết hỡnh thành khớp dẻo

Với sơ đồ khớp dẻo thỡ tận dụng vật liệu tốt hơn (ra khỏi miền đàn hồi), tuy nhiờn độ an toàn kộm hơn (kết cấu giảm bậc siờu tĩnh) và biến dạng lớn hơn Do vậy cỏc kết cấu chớnh thường được yờu cầu làm việc đàn hồi, cỏc kết cấu phụ được cho phộp làm việc dẻo (Cho phộp mở rộng vết nứt, thu hẹp chiều cao vựng nộn, được khống chế bằng Ad)

• Ưu điểm của sơ đồ đàn hồi

Kết cấu tính theo sơ đồ đàn hồi sẽ chịu được tảI trọng động và chống nứt, đảm bảo

an toàn cho kết cấu

• So sánh giữa sơ đồ khớp dẻo và sơ đồ đàn hồi

- Sơ đồ khớp dẻo cho phộp nứt cũn sơ đồ đàn hồi khụng cho phộp nứt Sơ đồ khớp dẻo khụng được tớnh cho sàn mỏi, sàn khu vệ sinh, sàn ban cụng Sơ đồ đàn hồi cho phộp tớnh tất cả cỏc loại cấu kiện

γ

(kN/m3)

gtc (kN/m2) n

gtt (kg/m2)

1,1 1,3 1,1 1,3

0,22 0,47 2,75 0,35

B¶ng tÜnh t¶i sµn phßng WC

ChiÒu dµy líp

γ

(kN/m3)

gtc (kN/m2) n

gtt (kg/m2)

1,1 1,3 1,1 1,3

0,22 0,47 2,75 0,35 0,5

Trong bản sàn thông thường bê tông đã đủ khả năng chịu cắt nên ta không cần xác định lực cắt trong bản.

b) Trường hợp bản sàn làm việc hai phương

- Nội lực tính toán được tính theo các công thức sau:

+ Momenrt ở nhịp: M =∝ q L L (kN m)

M =∝ q L L (kN m) + Momenrt ở gối: M = −β q L L (kN m)

M = −β q L L (kN m)

- Trong đó: α α β β1 , 2 , 1 , 2 là các hệ số tra bảng ( PL 17 – SGK: KC Bê Tông Cốt Thép “ Phần cấu kiện cơ bản ”), phụ thuộc vào tỉ số

5 Tính toán ô bản theo sơ đồ đàn hồi

5.1 Tính ô S4 : Bản kê bốn cạnh, bản liên tục, 4 cạnh liên kết ngàm

→KL: Cốt thép đã chọn thõa mãn điều kiện về hàm lượng

Các ô bản S5, S6 tính toán tương tự ta được kết quả tổng hợp trong bảng……

5.3 TÝnh « S8 sµn WC: b¶n lo¹i dÇm, b¶n liªn tôc, 2 ®Çu liªn kÕt ngµm.

Ô L1 Loại p tt g tt q tt Mômen

nhịp(kN.m)

Mômen gối(kN.m)

6 Tính toán ô bản theo sơ đồ khớp dẻo

6.1 Tính ô sàn S1: bản kê 4 cạnh, bản liên tục, 4 cạnh liên kết ngàm

Ô bản S2 tính toán tương tự ta được kết quả tổng hợp trong bảng……

7 Bố trí cốt thép

Đối với thép âm khoảng cách từ mút cốt thép đến mép dầm là 0,25.l 1 Cốt thép cấu tạo khác chọn ϕ 6 a250 Chi tiết bố trí cốt thép cho sàn được thể hiện trên bản vẽ

KC – 03

PHầN d THIếT Kế CầU THANG Bộ TRụC 1-3

I MặT BằNG KếT CấU CầU THANG Bộ

Phân tích giảI pháp kết cấu cầu thang

Cầu thang được câu tạo từ BTCT toàn khối, các bộ phận liên kết ngàm đàn hồi với nhau

Để đơn giản trong tính toán ta coi chúng là liên kêt khớp sau đó đặt thép âm theo cấu tạo tại các vị trí liên kết để hạn chế bề rộng khe nứt Từ đó ta có sơ đồ tính các bộ phận cầu thang

II XáC ĐịNH KíCH THước sơ bộ

Cầu thang 2 đợt bằng bê tông cốt thép, có cốn thang, bậc thang rộng 30(cm) cao 15(cm)

Các số liệu chung

Bê tông B20 có: Cường độ chịu nén : Rb = 11,50 MPa

Cường độ chịu kéo : Rbt = 0,9 MPa

Thép chịu lực AII có Rs = 280 MPa

Thép đai AI có Rs = 225 MPa; Rsw =225 MPa

Mô đuyn đàn hồi : Ea = 21.10-4 MPa

Độ dốc của thang là:

tagα =h/2B =1,953,8 = 0,513 => = 27,16

1 Bản thang

Bản thang được liên kết với cốn , dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới và tường Có tỷ

số = ,, = 2,3 > 2 nên bản thang đuợc tính theo sơ đồ bản dầm Coi bản thang

là dầm đơn giản kê lên 2 gối tựa chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều Cắt dải bản 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán

Chiều dài của bản thang theo phương mặt phẳng nghiêng là:

l = 1,95 + 3,8 = 4,27 (m)

- Xác định kích thước sơ bộ:

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: h = l

D = 0.8 ữ 1.4 là hệ số phụ thuộc tải trọng

3 Dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ

Cũng tương tự như cốn thang, dầm chiếu tới và chiếu nghỉ làm việc như 1 dầm

đơn giản Chịu tải trọng bản thân dầm và 1 phần tải trọng của bản thang truyền vào

h = ữ = ữ = (23,3 ữ35) cm

=> Chọn sơ bộ kích thước của dầm như sau:

- Dầm thang DT1:bìh=20ì30cm

- Dầm thang DT2:bìh=20ì30cm

4 Sàn chiếu nghỉ và sàn chiếu tới

Hai cạnh được kê lên dầm , 2 cạnh còn lại được kê lên tường Khi tính toán xét

III TÝnh to¸n cÇu thang

Cắt một dải bản rộng 1m theo phương chịu lực

Nội lực trong bản được tính như sau :

o

qct qtt =qct.cos

1850 q

7,48kN

3,46kNm

7,48kN

1.3 Tính cốt thép

Để tính toán cắt ngang bản thang một dải rộng 1 m theo phương cạnh ngắn Sơ

đồ tính là dầm đơn giản, một đầu kê lên tường và một đầu kê lên cốn

Vì bản thang nằm nghiêng nên khi tính toán phải tính với thành phần vuông góc với mặt bản thang

- Chọn BT cấp độ bền B20 có Rb =11,5 Mpa , Rbt = 0,9 Mpa

Hệ số vượt tải (n)

Tải trọng tính toán (kN/m2)

Qmax

Mmax

Cắt một dải bản rộng 1m theo phương chịu lực

Nội lực trong bản được tính như sau :

q

6,35kN

Để tính toán cắt ngang bản thang một dải rộng 1 m theo phương cạnh ngắn Sơ

đồ tính là dầm đơn giản, một đầu kê lên tường và một đầu kê lên cốn

Vì bản thang nằm nghiêng nên khi tính toán phải tính với thành phần vuông góc với mặt bản thang

Đặt thép theo cấu tạo 3ỉ6 dọc cốn và tường của bản thang

Trong bản không tính cốt ngang chịu cắt nên thõa mãn điều kiện:

Q≤0.8Rbtbh0=0.8.0.9.1000.0,065=46,8 kN

Qmax=6,35 kN

3

2 4

3.2 T¶i träng t¸c dông lªn cèn thang

- Do b¶n thang truyÒn vµo:

→KL: Cốt thép đã chọn thõa mãn điều kiện về hàm lượng

Kiểm tra điều kiện làm việc lấy : abv=2,5cm

h0=h –abv-d/2=30 -2,5 -1=26,5 =hgt=26,5

- Chọn theo yêu cầu: As ≥ 30 %As.chiuluc =30%.3.14 = 0,942 cm2

⇒ Chọn 1Φ14 , As = 1.539 cm2

Tính cốt đai

Giả hiết đai Φ 6, số nhánh đai là 2 có (asw = 0,28 cm2)

- Xác định bước đai cấu tạo:

ϕ w1 = + ì ì1 5 α à w ≤1,3

4 3

21 10

7,8

27 10

s b

E E

ì

= ì = ìì = 0,0037

→ = 1 + 5 × 7,8 × 0,0037 = 1,14 <1,3

TÝnh: φb1 = 1- β.Rb = 1 - 0,01 11,5 = 0,885

Tõ (1)

Q=18,78(kN) <0,3.ϕ ϕ w1 b1R b h b 0=0,3.1,14.0,885.11,5.1000.0,1.0,27=93,98(kN) => ®iÒu kiÖn (1) ®­îc tho¶ m·n

• KiÓm tra ®iÒu chèng c¾t :

3800

1

3 2