Luận văn tốt nghiệp ngành Kỹ thuật công trình xây dựng

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư xây dựng là thiết kế và tổ chứ việc thi công cho công trình. Sinh viên khoa Xây Dựng trường Cao đẳng Giao Thông Vận Tải 3 được nhận nhận đề tài thực hiện Khóa luận tốt nghiệp. Hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp là đánh dấu sự kết thúc một quá trình học tập, nghiên cứu, phấn đấu của sinh viên. Qua việc hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp đã giúp em nâng cao kỹ năng tự nghiên cứu, tra cứu tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học, từng bước hoàn thiện kỹ năng trình bày thuyết minh và tính toán của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trường Thanh - hướng dẫn kết cấu và thầy Hoàng Thế Hanh - hướng dẫn thi công đã giúp đỡ em hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp này. Xin cảm ơn các bạn cùng học đã đóng góp ý kiến, suy nghĩ giúp mình hoàn thành tốt Khóa luận này. Con xin cảm ơn gia đình đã ủng hộ tạo điều kiện tốt nhất cho con hoàn thành chương trình học của trường ! Do vẫn còn chưa có nhiều kinh nghiệm trong việc thực hiện Khóa luận tốt nghiệp, nên trong quá trình hoàn thành Khóa luận không tránh khỏi những sai sót. Mong được nhận những ý kiến đóng góp, chỉ bảo từ thầy cô để giúp em ngày càng hoàn thiện hơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 6 năm 2013 Sinh viên thực hiện Võ Hoàng Huy Trang 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC 2 Danh mục ký hiệu sử dụng. 4 PHẦN 1 : KẾT CẤU 1. QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN. 6 2. SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN. 6 2.1. Số liệu tính toán. 6 2.2. Sơ bộ kích thước sàn. 6 2.3. Sơ bộ kích thước dầm. 8 3. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN. 9 3.1. Xác định tải trọng tác dụng lên các ô sàn. 9 3.2. Xác định nội lực trong sàn. 11 3.3. Chọn và bố trí cốt thép sàn. 15 4. THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ. 23 4.1. Kích thước dầm khung ngang. 23 4.2. Sơ bộ kích thước cột khung ngang. 23 4.3. Tải trọng tác dụng lên khung ngang. 27 4.4. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm khung ngang. 44 4.5. Tính toán và bố trí cốt thép cho cột khung. 51 PHẦN 2 : THI CÔNG 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH. 64 2. KỸ THUẬT THI CÔNG. 65 2.1. Thi công móng. 65 2.1.1. Chuẩn bị mặt bằng và giác móng công trình. 65 2.1.2. Thi công ép cọc. 66 2.1.3. Kỹ thuật thi công đào đất hố móng. 68 2.1.4. Kỹ thuật thi công bê tông móng. 71 2.2. Thi công phần thân. 73 2.2.1. Thiết kế ván khuôn. 73 2.2.2. Biện pháp thi công. 81 2.2.3. Tính toán khối lượng kết cấu công trình. 83 3. DỰ TOÁN VÀ LẬP TIẾN ĐỘ CÔNG TRÌNH. 88 Trang 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.1. Khối lượng định mức. 88 3.2. Dự toán xây dựng cơ bản công trình. 106 3.3. Lập tiến độ và biểu đồ nhân lực. 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 151 Danh mục ký hiệu sử dụng 1. Kích thước hình học : α - góc uốn cốt thép độ @ - khoảng cách cốt thép đai mm a – khoảng cách từ trọng tâm đến cốt thép chịu kéo mm a o – chiều dày lớp bê tông bảo vệ mm Trang 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP A s - diện tích cốt thép chịu kéo mm 2 A sc – diện tích cốt thép chịu nén mm 2 A sw – diện tích cốt đai mm 2 b – bề rộng của tiết diện mm b f - chiều rộng bản cánh tiết diện chữ T mm b t – chiều dày tường chịu lực mm d – đường kính cốt thép mm đến mép bê tông chịu kéo h – chiều cao của tiết diện mm h f - chiều dày bản cánh tiết diện chữ T mm h o - chiều cao có ích của tiết diện mm h s – chiều dày của bản sàn mm L 1 - chiều dài cạnh ngắn của ô bản m, mm L 2 - chiều dài cạnh dài của ô bản m, mm L o – nhịp tính toán của nhịp giữa m,mm S – khoảng cách cốt đai mm S f – độ vươn bản cánh tiết diện chữ T mm t – khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép mm 2. Tải trọng, ngoại lực và nội lực : f γ - hệ số tin cậy về tải trọng [M]- khả năng chịu lực của tiết diện kNm G – tĩnh tải tính toán tập trung kN g s – tĩnh tải tính toán phân bố kN/m, kN/m 2 M – mô men uốn kNm P – hoạt tải tính toán tập trung kN p c – hoạt tải tiêu chuẩn kN/m 2 p s – hoạt tải tính toán phân bố kN/m, kN/m 2 Q – lực cắt kN q – tổng tải tính toán kN/m, kN/m 2 q sw – khả năng chịu cắt của cốt đai kN/m Q swb – khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông kN 3. Đặc trưng vật liệu : E b – mô đun đàn hồi của bê tông MPa E s – mô đun đàn hồi của cốt thép MPa R b – cường độ chịu nén tính toán của bê tông MPa R bt – cường độ chịu kéo tính toán của bê tông MPa R s – cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép dọc MPa R sc – cường độ chịu nén tính toán của cốt thép dọc MPa R sw – cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang MPa γ bt – trọng lượng riêng của bê tông kN/m 3 υ – hệ số poisson 4. Các hệ số khác : α m , ξ - hệ số tính toán cốt thép α R , ξ R – hệ số điều kiện hạn chế khi tính theo sơ đồ đàn hồi Trang 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP b γ - hệ số điều kiện làm việc của bê tông μ – hàm lượng cốt thép μ max – hàm lượng cốt thép tối đa μ min – hàm lượng cốt thép tối thiểu n – số nhánh cốt đai PHẦN 1 : KẾT CẤU 1. QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN : Công trình sử dụng khung chịu lực là chính, sàn trực tiếp nhận tải trọng, thông qua hệ dầm truyền tải trọng xuống cột, sau đó truyền xuống móng qua hệ cột. Nên ta chọn phương án dùng sàn Bê tông cốt thép đổ toàn khối là giải pháp thích hợp vì sàn có khả năng chịu tải trọng lớn và làm tăng độ cứng , độ ổn định cho toàn công trình. Để đơn giản quá trình tính toán đối với các ô sàn ta xét tỷ số 2 1 L L . Nếu 2 1 2 L L > thì tính theo bản làm việc 1 phương ( sàn sườn toàn khối bản dầm). Nếu 2 1 2 L L ≤ thì tính theo bản làm việc 2 phương ( sàn sườn toàn khối bản kê bốn cạnh ). Trong đó: L 1 : kích thước cạnh ngắn của ô sàn. L 2 : kích thước cạnh dài của ô sàn Do các ô sàn đều có liên kết xung quanh là dầm, xét tỷ số : d s h h Trường 3 d s h h > :bản sàn ngàm vào dầm. Trường hợp 3 d s h h ≤ : bản sàn liên kết khớp với dầm. Trang 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang. Sàn không bị rung động, không bị dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang. Chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là như nhau khi chịu tác động của tải trọng ngang tác dụng lên sàn. 2. SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN : 4.1. Số liệu tính toán: Bê tông : sử dụng bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 có : R b = 11.5 MPa ; R bt = 0.9MPa Cốt thép : Sàn: sử dụng cốt thép loại CI có : R s = R sc = 225 MPa Dầm, cột : sử dụng cốt thép loại CII có: R s = R sc = 280 MPa 4.2. Sơ bộ kích thước sàn : Chọn chiều dày sàn cho sàn lầu 1: S9 S2 S3 S8 S7 S4 S6 S5 3200 16005500 10300 5500500045006000 21000 5 4 3 2 1 A B B' C 2000 1200 A' 1' S1 S10 S11 S12S13 S14 Hình 1.1: Mặt bằng sàn tầng 1. Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng. Có thể chọn chiều dày sàn xác định sơ bộ theo công thức : s 1 D h L m = L 1 : chiều dài cạnh ngắn của ô sàn Trang 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP D = 1 : tải trọng tiêu chuẩn trên sàn loại trung bình m = 40 ÷ 50 (với loại bản kê) 30 ÷ 35 ( với loại bản dầm) STT Tên ô sàn Số lượng L 1 (m) L 2 (m) Loại bản sàn h s (mm) 1 S1 1 2.0 4.8 Bản dầm 70 2 S2 1 4.8 5.5 Bản kê 120 3 S3 1 4.8 5.0 Bản kê 120 4 S4 1 1.6 4.5 Bản dầm 60 5 S5 1 4.8 6.0 Bản kê 120 6 S6 1 5.5 6.0 Bản kê 140 7 S7 1 4.5 5.5 Bản kê 120 8 S8 1 5.0 5.5 Bản kê 130 9 S9 1 5.5 5.5 Bản kê 140 10 S10 1 2.0 5.5 Bản dầm 70 11 S11 1 1.2 2.0 Bản kê 60 12 S12 1 1.2 5.5 Bản dầm 60 13 S13 1 1.2 5.0 Bản dầm 60 14 S14 1 1.2 4.5 Bản dầm 60 Chọn chiều dày sàn h s = 140mm cho các ô sàn để đơn giản tính toán. Bảng 1.1: Chọn chiều dày bản sàn. 4.3. Sơ bộ kích thước dầm: Sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc trục A, B , C các tầng: Có thể chọn chiều cao dầm xác định sơ bộ theo công thức: d 2 1 1 h L 12 16   = ÷  ÷   Chọn chiều rộng đáy dầm xác định sơ bộ theo công thức : 1 1 4 2 d d b h   = ÷  ÷   Ta xem dầm dọc trục là dầm đơn giản nhiều nhịp, với khoảng cách nhịp không đều nên khi sơ bộ tiết diện dầm ta chọn khoảng cách nhịp lớn nhất trong dầm L 2 max = 6.0m . Trang 7 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chiều cao dầm: ( ) max d 2 1 1 1 1 h L 6 0.375 0.5 (m) 12 16 12 16     = ÷ = ÷ × = ÷  ÷  ÷     → Chọn h d = 0.45m = 450mm . Chiều rộng đáy dầm: 1 1 1 1 0.45 (0.113 0.225)( ) 4 2 4 2 d d b h m     = ÷ × = ÷ × = ÷  ÷  ÷     → Chọn b d = 0.2m = 200mm . Các ô sàn đều có liên kết xung quanh là dầm. Tỷ số : 0.45 3.21 3 0.14 d s h h = = > Vậy liên kết giữa sàn và dầm là liên kết ngàm. Sơ bộ kích thước tiết diện dầm trục 1’và A’ tầng 1: Có thể chọn chiều cao dầm xác định sơ bộ theo công thức: d 2 1 1 h L 15 20   = ÷  ÷   Chọn chiều rộng đáy dầm xác định sơ bộ theo công thức : 1 1 4 2 d d b h   = ÷  ÷   Chiều cao dầm: ( ) d 2 1 1 1 1 h L 5.5 0.275 0.367 (m) 15 20 15 20     = ÷ = ÷ = ÷  ÷  ÷     → Chọn h d = 0.3m = 300mm . Chiều rộng đáy dầm: 1 1 1 1 0.3 (0.075 0.15)( ) 4 2 4 2 d d b h m     = ÷ × = ÷ × = ÷  ÷  ÷     → Chọn b d = 0.15m = 150mm . 3. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN: 3.1. Xác định tải trọng tác dụng lên các ô sàn: Tải trọng tác dụng lên các ô sàn gồm có: + Tĩnh tải phân bố đều lên các ô sàn do trọng lượng bản thân của sàn. + Hoạt tải phân bố đều lên các ô sàn ( phụ thuộc vào chức năng sử dụng của ô sàn). 3.1.1. Tĩnh tải: Trang 8 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trọng lượng bản thân sàn: tùy theo yêu cầu sử dụng, các khu vực có chức năng khác nhau sẽ có cấu tạo sàn khác nhau, do đó tĩnh tải sàn tại các khu vưc đó cũng có giá trị khác nhau. Ở đồ án này ta xét sàn có cấu tạo giống nhau ở mọi vị trí. Cấu tạo các ô sàn sau: Lớp gạch ceramic 300x300x10 Lớp vữa lót B7.5 , dày 30mm Lớp BTCT B25 , dày 140mm Vữa trát trần B7.5 , dày 15mm Hình 1.2: Cấu tạo các lớp bản sàn Các lớp vật liệu γ i (kN/m 3 ) g s tc (kN/m 2 ) n g s (kN/m 2 ) Gạch ceramic dày 10mm 20 0.2 1.2 0.24 Vữa lót dày 30mm 18 0.54 1.3 0.702 Sàn Bêtông cốt thép dày 140mm 25 3.5 1.1 3.85 Vữa trát trần dày 15mm 18 0.27 1.3 0.351 Tổng tải trọng bản thân kết cấu sàn 5.143 Vậy tĩnh tải tác dụng lên ô sàn là : g s = 5.143 (kN/m 2 ) Bảng 1.1: Chọn chiều dày bản sàn . 3.1.2. Hoạt tải: Trang 9 M II M II M 2 M I M I M 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Dự vào công năng của các ô sàn, ta có hoạt tải tiêu chuẩn p c của các ô sàn theo tiêu chuẩn. Giá trị hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các ô sàn. Hệ số độ tin cậy n đối với tải trọng phân bố đều được xác định theo điều 4.3.3 TCVN 2737 – 1995. Ở đồ án này ta sử dụng số liệu sau cho các ô sàn : P c = 400 daN/m 2 = 4.0 kN/m 2 n p = 1.2 Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn : 2 1.2 4.0 4.8( / ) c s p p n p kN m= × = × = Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: 2 5.143 4.8 9.943( / ) s s s G g p kN m= + = + = 3.2. Xác định nội lực trong sàn: 3.2.1. Sàn loại bản kê bốn cạnh: Gọi M 1 , M 2 là momen dương lớn nhất ở giữa nhịp của ô sàn theo 2 phương L 1 và L 2 Gọi M I , M II là momen âm lớn nhất tại gối của ô sàn theo 2 phương L 1 và L 2  Sơ đồ tính toán sàn loại bản kê bốn cạnh: Tính toán ô sàn đơn theo sơ đồ đàn hồi: tùy theo điều kiện liên kết của bản với các dầm bê tông cốt thép là tựa tự do hay ngàm xung quanh mà chọn sơ đồ tính sàn cho thích hợp. Ở đây các ô sàn có liên kết với dầm là ngàm. Nên nội lực trong ô sàn tính theo sơ đồ 9 Cắt ô sàn theo mỗi phương L 1 và L 2 1 dải với bê rộng b = 1m, giải với tải của sàn phân bố đều, tìm momen tại nhịp và gối của sàn. Momen nhịp: 1 91 M m P= × 2 92 M m P= × Trang 10 [...]... hành gán tải trọng vào khung và dùng chương trình SAP2000 để tính toán nội lực : Trang 31 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.8 : Sơ đồ tĩnh tải (TT) Trang 32 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.9 : Sơ đồ hoạt tải 1 (HT1) Trang 33 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.10: Sơ đồ hoạt tải 2 (HT2) Trang 34 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.11: Sơ đồ hoạt tải 3 (HT3) Trang 35 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.12 :Sơ đồ hoạt tải 4 (HT4) Trang... = ps × Str = 4,8 ×  + ÷ = 32,83(kN ) 2 2   Trang 29 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP + Tại vị trí nút A’: PsA ' = ps × Str = 4,8 × 5, 0 + 5,5 × 0, 6 = 15,12(kN ) 2  Tải trọng gió: Công trình được xây dựng ở vùng ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh, áp lực gió tra dựa theo Phụ lục D – TCVN 2737:1995, áp lực gió vùng IIA Áp lực gió tĩnh được tính theo công thức : W = W0× k × n × c × B (kN/m) Trong đó: + W0 = 83... LUẬN TỐT NGHIỆP Momen gối tựa: M I = k91 × P M II = k92 × P Hình 1.3 : Sơ đồ tính bản sàn làm việc hai phương Với : P = Gs × L1 × L2 m91, m92, k91, k92 : là các hệ số tra trong bảng 1-19 ( Sổ tay thực hành Kết Cấu Công Trình- Vũ Mạnh Hùng) phục thuộc vào tỷ số  L2 L1 Tính toán nội lực sàn loại bản kê bốn cạnh: Bảng xác định nội lực các ô sàn bản kê bốn cạnh làm việc 2 phương : Trang 11 KHÓA LUẬN TỐT... × L1 5, 0 = 5,143 × = 12,856(kN / m) 2 2 Trang 27 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP gs×L1/2 L1/2=2500 5500 Hình 1.7 : Diện truyền tải của sàn vào nhịp A-B phương 2-3 : Tĩnh tải tập trung do: Trọng lượng bản thân dầm dọc truyền: Pd = g d × L 5, 0 + 5,5 = 1, 705 × = 8.951(kN ) 2 2 Pdb = g d × L 5, 0 + 5,5 = 0, 66 × = 3.465(kN ) 2 2 Trọng lượng bản thân tường xây trên dầm dọc trục truyền: Pt = gt × L 5, 0 + 5,5 =... ở vị trí nguy hiểm nhất : Tường xây trên các dầm có chiều dày là 100mm Chiều cao tầng: Ht = 3,4m , gồm có 7 tầng và 1 tầng mái Công trình sử dụng bêtông cấp độ bền chịu nén B20 có: Rb = 11,5 Mpa Trọng lượng bản thân dầm dọc trục và dầm khung ngang : g d = n × bd × ( hd − hs ) × γ bt g d = 1,1× 0, 2 × ( 0, 45 − 0,14 ) × 25 = 1, 705( kN / m) Trọng lượng bản thân tường xây trên dầm dọc trục và dầm khung... đổi tiết diện ngang theo chiều cao từ trên xuống nên xuất hiện momen tại vị trí thay đổi tiết diện ngang ở cột biên Momen phụ thuộc vào đô lệch tâm e của cột, và được xác định theo công thức : M=P×e Trang 30 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Với : + P : lực tác dụng tại ví trí cột xét (kN) + e : độ lệch tâm của cột Vị trí A-2 C-2 Vị trí A-2 C-2 Tầng P (kN) e (m) trệt - 1 0,1 2 đến 4 82,138 0,1 5 đến 6 0 trệt - 1... Tĩnh tải: Tĩnh tải phân bố do: Trọng lượng bản thân dầm khung truyền : g d = 1.1× bd × ( hd − hs ) × γ bt = 1,1× 0, 25 × ( 0, 45 − 0,14 ) × 25 = 2,131( kN / m) Trọng lượng tường xây trên dầm khung truyền : Trang 26 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP gt = 0, 7 ×1,1× bt × ( hd − hs ) × γ bt = 0, 7 × 1,1× 0,1× ( 3, 4 − 0, 45 ) ×18 = 4, 089( kN / m) Trọng lượng bản thân sàn truyền: Nhịp B-C ở phía trục 1-2 và 2-3 đều có... (%) d (mm) @ (mm) As (mm2) 17.794 6 200 142 0.118 0.001 6.367 6 200 142 0.118 0.007 38.403 6 200 142 0.118 0.003 0.003 14.071 6 Bảng 1.11 : Bố trí cốt thép cho ô sàn S11 200 142 0.118 Trang 18 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.3.2 Sàn loại bản dầm: Tính toán tương tự như trường hợp bản kê bốn cạnh Tính bản như cấu kiện chịu uốn, tiết diện b×h = 1000×140mm Momen ở nhịp: M 1 = 2 Gs × L1 (kN / m 2 ) 24 Momen ở gối... ξ = 1− 1 − 2 × α m ct Tính diện tích cốt thép chịu kéo cần thiết As : Αct = s ξ× Rb × b × h0 Rs Hàm lượng cốt thép µ : µ= As ×100% b × h0 Bảng tính cốt thép cho các vị trí trên sàn: Trang 19 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Ô sàn S1 Ô sàn S4 Ô sàn S10 Ô sàn Momen (kN.m) M1 1.66 MI 3.31 Momen (kN.m) M1 1.06 MI 2.12 Momen (kN.m) M1 1.66 MI 3.31 Momen (kN.m) h0 (mm) 120 h0 (mm) 120 h0 (mm) 120 h0 (mm) αm ξ Chọn thép... 0.011 0.011 61.722 Chọn thép µ (%) d (mm) @ (mm) As (mm2) 6 200 142 0.118 0.022 0.022 124.149 6 Bảng 1.14 : Bố trí cốt thép cho ô sàn S10 200 142 0.118 αm ξ Asct (mm2) Trang 20 Chọn thép µ (%) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP d (mm) S12 Ô sàn S13 Ô sàn S14 M1 0.60 MI 1.19 Momen (kN.m) M1 0.60 MI 1.19 Momen (kN.m) M1 0.60 MI 1.19 120 h0 (mm) 120 h0 (mm) 120 @ (mm) As (mm2) 6 200 142 0.118 0.008 0.008 44.369 6 Bảng . THI CÔNG 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH. 64 2. KỸ THUẬT THI CÔNG. 65 2.1. Thi công móng. 65 2.1.1. Chuẩn bị mặt bằng và giác móng công trình. 65 2.1.2. Thi công ép cọc. 66 2.1.3. Kỹ thuật thi công. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư xây dựng là thiết kế và tổ chứ việc thi công cho công trình. Sinh viên khoa Xây Dựng trường Cao đẳng. thực hiện Khóa luận tốt nghiệp. Hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp là đánh dấu sự kết thúc một quá trình học tập, nghiên cứu, phấn đấu của sinh viên. Qua việc hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp đã giúp