Nhà ký túc xá trường đại học hàng hải việt nam

Với công trình cao tầng này thì hệ kết cấu làm tăng độ cứng củacông trình , hạn chế chuyển vị ngang tạo sự yên tâm cho người sử dụng.. Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quanđến vấn

Trang 1

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Điều kiện xây dựng của công trình

1.1.1 : Giới thiệu công trình.

Tên công trình: Nhà Ký Túc Xá Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam

Công trình là khu ký túc xá 4 tầng trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam nằm trong

dự án mở rộng của trường Đại Học Hàng Hải trong tương lai, nhằm đáp ứng phục vụ nhucầu ăn ở, sinh hoạt, học tập cho các sinh viên ngoại tỉnh, sinh viên nội tỉnh nhưng ở xa

chó thÝch :

1 - khu gi¶ng ® êngthiÕt kÕ

2 - khu«n viªn c©y xanh

3 - cæng chÝnh ra vµo 4- khu gi? NG §¦êNG a 5- ® êng giao th«ng 6- tr¹m biÕn ¸p 7- Tr¹m xö lý n íc sinh ho¹t

B

§ N T

1 C9 A1

Hình 1.1.1.1.1 Tổng mặt bằng công trình

1.1.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng:

- Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam - Số 484 Lạch Tray - Ngô quyền - Hải Phòng

- Vị trí giới hạn:

+ Khối nhà 4 tầng được bố trí nằm sâu phía trong khuôn viên trường, nằm phía saukhu giảng đường

Trang 2

GVHD KC:Th.S NGUYỄN TIẾN THÀNH THIẾT KẾ NHÀ DD&CN

+ Khối nhà 4 tầng nằm theo hướng Đông Nam - Tây Bắc Phía trước là giảng đường

-Lớp 5: Cát hạt nhỏ chưa gặp đáy lớp trong phạm vi độ sâu lỗ khoan 15m

Mực nước ngầm gặp ở độ sâu trung bình 5 m kể từ mặt đất thiên nhiên

Vì vậy ta có thể sử dụng lớp 4 hoặc lớp 5 làm lớp để hạ và đóng mũi cọc xuống

-Điều kiện khí hậu : Công trình chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới ẩm là khí hậu đặctrưng của đất nước ta

1.1.3 Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng :

Công trình được xây dựng tại TP.Hải Phòng công trình được xây dựng trong khuvực trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam

Công trình thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo vệ sinh , sức khoẻ cho sinh viên sinhsống học tập và làm việc

Công trình là một khối nhà cao 4 tầng, tạo khối hình hộp đơn giản

Khuôn viên bên ngoài gồm hệ thống cây xanh bao bọc bên ngoài, phía trướckhông gian sân rộng

Khối nhà bố trí cho 216 sinh viên,tùy theo tỷ lệ sinh viên nam và nữ có thể bố tríriêng theo tầng

Trang 3

Hình 1.1.3.1.1 Hình chiếu đứng chính của toàn nhà chínhTầng 2 đến 4, mỗi tầng gồm 18 phòng cho 4 sinh viên, các phòng đều có vệ sinh khépkín,logia phơi quần áo,mỗi tầng có một phòng đọc sách trang bị đầy đủ các loại sách báocần thiết cập nhật hàng ngày phục vụ nhu cầu nghe nhìn của sinh viên, toàn bộ phòng phủsóng wifi

 Nội thất trong phòng gồm:

- Giường ngủ đơn kích thước 900x1900

- Bàn học kích thước :900x1200 cao 700

- Tủ quần áo kích thước: 600x500 cao 1800

Hành lang rộng 2,1m,giao thông chiều đứng gồm 2 cầu thang bộ

Các phòng chính được bố trí chủ yếu theo hướng Bắc –Nam,phù hợp với khí hậu ViệtNam

Về chiếu sáng tự nhiên : Các phòng chủ yếu được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua

hệ thống cửa sổ được bố trí trong các phòng ở

Trang 4

1.2 Phương án dự trù kết cấu

Công trình bao gồm hệ thống lưới cột , dầm liên kết , do đó nên ta chọn ta chọn hệ kếtcấu khung chịu lực Với công trình cao tầng này thì hệ kết cấu làm tăng độ cứng củacông trình , hạn chế chuyển vị ngang tạo sự yên tâm cho người sử dụng

Lưới cột được bố trí theo kiến trúc Do nhà có hình hộp nên ta chọn cột có tiết diệnhình chữ nhật để đảm bảo khả năng chịu lực theo phương dọc nhà

Trang 5

Chương 2 :GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Chọn phương án kết cấu

2.1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Thiết kế kết cấu nhà cao tầng so với thiết kế là kết cấu nhà thấp tầng thì vấn đề chọngiải pháp kết cấu có vị trí rất quan trọng Việc chọn hệ kết cấu khác nhau có liên quanđến vấn đề bố trí mặt bằng , hình thể khối đứng , độ cao các tầng , thiết bị điện , đườngống , yêu cầu vẽ kĩ thuật thi công , tiến độ thi công , giá thành công trình

Đặc điểm chủ yếu của nhà cao tầng là :

2.1.1.1 Tải trọng ngang :

Tải trọng ngang bao gồm : áp lực gió và động đất là nhân tố chủ yếu của thiết kế kếtcấu Nhà ở phải đồng thời chịu tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang Trong kếtcấu nhà thấp tầng , ảnh hưởng của tải trọng ngang sinh ra rất nhỏ , nói chung có thể bỏqua Theo sự tăng lên của độ cao , nội lực và chuyển vị do tải trọng ngang sinh ra tănglên rất nhanh

2.1.1.2 Chuyển vị ngang :

Dưới tác dụng của tải trọng ngang , chuyển vị ngang của công trình cao tầng cũng là

1 vấn đề cần quan tâm Cũng như trên , nếu xem công trình như một thanh công xônngàm cứng tại mặt đất thì chuyển vị do tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc 4 củachiều cao

Chuyển vị ngang của công trình làm tăng thêm nội lực phụ do tạo ra độ lệch tâm cholực tác dụng thẳng đứng , làm ảnh hưởng đến tiện nghi của người làm việc trong côngtrình , làm phát sinh các nội lực phụ sinh ra do các rạn nứt các kết cấu như cột , dầm ,tường , làm biến dạng các hệ htống kĩ thuật như các đường ống nước , đường điện

Chính vì thế khi thiết kế công trình nhà cao tầng không những chỉ quan tâm đếncường độ của các cấu kiện mà còn quan tâm đến độ cứng tổng thể của công trình khicông trình chịu tải trọng ngang

2.1.1.3 Giảm trọng lượng bản thân :

Công trình càng cao , trọng lượng bản thân càng lớn thì càng bất lợi về mặt chịu

Trang 6

chiếm không gian sử dụng của tầng dưới , tải trọng truyền xuống kết cấu móng lớn thì sẽphải sử dụng loại kết cấu móng có khả năng chịu tải cao do đó càng tăng chi phí cho côngtrình Mặt khác nếu trọng lượng bản thân lớn , sẽ làm tăng tác dụng của các tải trọngđộng như là tải trọng gió động , tải trọng động đất Đây là 2 loại tải trọng nguy hiểmthường quan tâm trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Vì vậy thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọng lượng bản thânkết cấu , chẳng hạn như sử dụng các loại vách ngăn có trọng lượng riêng nhỏ như váchngăn thạch cao , các loại trần treo nhẹ ,vách kính khung nhôm

2.2 Phương án kết cấu :

Từ thiết kế kiến trúc ta chọn

2.2.1 Kết cấu thuần khung:

Với loại kết cấu này hệ thống chịu lực chính của công trình là hệ khung bao gồm cộtdầm sàn toàn khối chịu lực , lõi thang máy được đổ bê tông Ưu điểm của loại kết cấunày là tạo được không gian lớn và bố trí linh hoạt không gian sử dụng Mặt khác đơngiản việc tính toán khi giải nội lực và thi công đơn giản Tuy nhiên kết cấu dạng này sẽgiảm khả năng chịu tải trọng ngang của công trình Nêú muốn đảm bảo khả năng chịulực cho công trình thì kích thước cột dầm sẽ phải tăng lên nghĩa là phải tăng trọng lượngbản thân của công trình , chiếm diện tích sử dụng Do đó lựa chọn chưa phải là phương

án tối ưu

2.2.2 Kết cấu khung lõi :

Đây là kết cấu kết hợp khung bê tông cốt thép và lõi cứng tham gia chịu lực Tuy cókhó khăn hơn trong việc thi công nhưng kết cấu loại này có nhiều ưu điểm lớn Khung

bê tông cốt thép chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang của công trình Lõicứng tham gia chịu tải trọng ngang cho công trình một cách tích cực

Vậy phương án kết cấu chọn ở đây là hệ khung chịu lực Bê tông cột dầm sàn được

đổ toàn khối

2.2.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

2.2.3.1 Xác định chiều dày bản theo công thức :

Với ô sàn có kích thước lớn nhất :4,2x5,4m

Trang 7

l1 là nhịp bản; theo số liệu tính toán l1=4,2m

D là hệ số phụ thuộc tải trọng tác dụng lên bản, D=0,8 ¿ 1,4

m là hệ số phụ thuộc liên kết của bản

l    Sàn là bản kê 4 cạnh làm việc theo 2 phương

Chọn m=40 vì Sàn là bản kê 4 cạnh làm việc theo 2 phương

Vậy ta chọn hb= 10 cm cho toàn bộ sàn nhà

 hdc=

6, 6

12 =0,55 m chọn h = 50cmb=( 0,3  0,5 ) h = 0,5 50 =25 cm , lấy b = 25 cm

Trang 8

Trong đó Fc : Diện tích tiết diện ngang của cột

Rn =145 kg/cm2 đối với bê tông cấp độ bền B251,2  1,5 : hệ số ảnh hưởng Mômen

N : Lực nén được tính như sau: N = n.q.FVới n là số tầng của công trình

q: (1,2  1,5 ) T/m

F là diện tích chịu tải của cột

Trang 9

Dựa vào mặt bằng tầng điển hình ta có thể thấy diện tích chịu tải của cột trục A vàtrục B là gần xấp xỉ nhau Ta chọn diện tích chịu tải cột trục B làm diện tích chịu tải tínhtoán: F = 5,4.(0,5.6,6+0,5.4,5)= 30m2

Có thể sơ bộ lấy cường độ tính toán là q=1,2 (T/ m2)sàn

Trang 10

Tải trọng tt (kN/m)

Tải phân bố trên dầm

Tầng

2,3,4,

Tum

Tải phân bố trên dầm

2.3.1.2 Hoạt tải sàn

Do con người và vật dụng gây ra trong quá trình sử dụng công trình nên được xác định :

Trang 11

IV-+ Hệ số vượt tải của tải trọng gió n = 1,2

+ Hệ số khí động C được tra bảng theo tiêu chuẩn và lấy :

Trang 12

1) Bảng tính thành phần tĩnh của tải trọng gió

Bảng 2.3.1.3.1.1 Tải Trọng tác động của gió

Trang 13

Hình 2.4.1.1.1 Xây dựng mô hình etabs Khai báo và gán các tải trong

TT, HT1, HT2, HT3, GT, GP

Hình 2.4.1.1.2 Sơ đồ gán TT sàn của tầng điển hình

Trang 14

Hình 2.4.1.1.3 Tĩnh tải tường Tác dụng vào

Hình 2.4.1.1.4 Sơ đồ gán HT1 của tầng điển hình

Trang 15

Hình 2.4.1.1.5 Sơ đồ gán HT2 của tầng điển hình

Hình 2.4.1.1.6 Gió Phải tầng 1

Trang 16

Hình 2.4.1.1.7 Gió Trái tầng 1

Trang 17

Hình 2.4.1.1.8 Khung yêu cầu tính toán

2.4.2 Tính toán nội lực.

Sử dụng chương trình etabs ta tạo các tổ hợp tải trọng :

COMB3 = TT + HT3 add COMB4 = TT + GT

COMB5 = TT + GP add COMB6 = TT + 0,9.HT1 + 0,9GT addCOMB7 = TT + 0,9.HT2 + 0,9GT add COMB8 = TT + 0,9.HT3 + 0,9GT addCOMB9= TT + 0,9.HT1+ 0,9GP add COMB10= TT + 0,9.HT2 + 0,9GP addCOMB10= TT + 0,9.HT3 + 0,9GP add

Trang 18

Hình 2.4.2.1.1 Biểu đồ momen M3-3 và M2-2 của tổ hợp BAO (kN.m)

Hình 2.4.2.1.2 Biểu đồ lực dọc tổ hợp BAO (kN)

Trang 19

Hình 2.4.2.1.3 Biểu đồ lực cắt V2-2 và V3-3

Trang 20

Trang 21

Chương 3 :TÍNH TOÁN SÀN

3.1 Sơ bộ chọn kích thước

Theo nhiệm vụ thiết kế em tính 1 ô sàn vệ sinh và 1 phòng ở sinh viên

Ta tính cho 1 ô sàn vệ sinh và 1 phòng ở sinh viên của tầng 2 như hình vẽ

Hình 3.1 Mặt bằng sàn

Ô sàn vệ sinh SW1 có kích thước l1xl2 = 2,4x3 có tỷ số

2 1

Trang 22

Ô sàn phòng ở sinh viên (phòng ở của 4 sinh viên) có kích thước l1xl2 = 4,2x5,4 có

Như vậy ta có bảng sau:

Tên ô sàn L1 L2 L2/L1 Loại sàn

gKG/m2

pKG/m2

qKG/m2

Trang 23

Sàn vệ sinh 2,4 3 1,25 Bản kê 4 cạnh 478 195 673

Sàn phòng ở 4,2 5,4 1,29 Bản kê 4 cạnh 390 240 630

3.3 Lựa chọn vật liệu cấu tạo

Bê tông sử dụng bê tông cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa , E=27x103 MPa ;

- Bản sàn kê 4 cạnh (làm việc theo 2 phương)

Ta tính toán nội lực theo công thức:

tt

Hình 3.4.1.1.1 Sơ đồ tính toán bản kê 4 cạnh theo phương cạnh ngắn trên dải bản rộng 1 m);

Trang 24

    là các hệ số tra bảng phụ thuộc tỉ số l 2 /l 1 và liên kết 4 cạch của ô

bản.( hệ số được tra bảng trong phụ lục 16, sách “ Sàn sườn Bêtông cốt thép toàn khối”, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội – 2008)

a 15 mm;chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

Kiểm tra điều kiện hạn chế:    m R 0,437

Trang 25

Nếu:    thì tăng kích thước tiết diện (chiều dày sàn) hoặc tăng mác vật liệum R

0

A 0,05%

b.h

Căn cứ vào As tính toán được tra bảng để chọn thép bố trí cho bản sàn

3.4.2.1 Tính toán cốt thép chịu mô men dương

Lấy giá trị mômen dương M = 100,3 KG.m để tính

- Ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 100x10 cm

Lấy cốt thép theo cấu tạo như sau: theo phương cạnh dài ta chọn thép Ø6a200 có As

= 1,696cm2 ; theo phương cạnh ngắn chọn Ø6a200 có As = 1,696cm2

Khi đó, kiểm tra lại %:

Trang 26

3.4.2.2 Tính toán cốt thép chịu mô men âm

-Tính thép chịu mô men âm ở gối

Tra bảng ta chọn thép chịu mômen tại gối cho ô bản:  6a200 có As  1,696 cm 2

Khi đó, kiểm tra lại %:

Để thuận tiện trong việc thi công ta bố trí thép theo 2 phương là như nhau Ø6a200

Vì là sàn vệ sinh nên ta bố trí thép thành 2 lớp xuyên suốt ô sàn

3.5 Tính toán sàn phòng ở sinh viên

3.5.1 Xác định nội lực

- Nhịp tính toán:

Trang 27

l1= 4,2 (m).

l2= 5,4 (m)

Tỉ số số

2 1

5, 4 1,29

)3

1 2

1

2 2

1

2 2

1

1 1

./

;

;1

M M

M

M B M

M A M

M B M

Trang 28

Giải phương trình ta được M1= 305 KG.m

3.5.2.1 Tính toán cốt thép chịu mô men dương

Trang 29

3.5.2.2 Tính toán cốt thép chịu mô men âm

Ta chọn thép Ø8a200 theo phương l2 có As = 2,51cm2

Theo phương l2 có M = 270 KG.m ta tính tương tự như thép chịu mô men dương bên trên và chọn Ø8a200 có As = 2,51cm2 Theo phương l1 chọn thép Ø8a200 có As = 2,51cm2

Lúc này ta bố trí thép cho toàn bộ sàn

Trang 30

a a

Trang 31

Hình 3.5.1.1.3 Mặt bằng bố trí thép sàn chịu mô men âm

Trang 32

Chương 4 :TÍNH TOÁN DẦM

4.1 Cơ sở tính toán

- Dựa vào bảng Tổ hợp nội lực dầm ta chọn ra giá trị mômen ở các gối và ở giữa

nhịp để tính toán cốt thép

- Cốt thép ở gối ta chỉ cần tính với gối có giá trị mômen lớn hơn.

* Ta thiết kế dầm sàn đúc liền với bản theo tiết diện chữ T.

* Ta tính thép dầm B100; B101; B102 rồi bố trí cho toàn bộ khung.

- Với mô men âm

Chọn cặp mô men âm lớn nhất để tính toán:

m b

Trang 33

Tính:  0,5 1  1 2 m

= 0,904-Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo:

6

2 0

105,3.10

9,040,904 280 460

-Với mô men dương:

= 58,03 KN.m Tính tiết diện chữ T, cách nằm trong vùng nén, hf = 10cm

- Để tính bề rộng cách chữ T ta lấy giá trị C1 là min trong 2 giá trị sau:

Trang 34

0

58,03.10

4,560,989 280 460

 = 0,4% >min 0,05% (thoả mãn)Chọn thép : 218 có As =5,1cm2

4.2.1 Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):

- Theo bảng tổ hợp nội lực thì ta có: Qmax = 84,62 KN

(mm) = 93,6 cm+ sct  (30(cm), h/3 = 16,7cm)

(cm)Vậy ta chọn s = 150 mm

Trang 35

- Lực cắt mà cốt đai chịu được phân bố trên 1 đơn vị chiều dài:

b s

Trang 36

m b

0

140,54.10

12,60,867 280 460

-Với mô men dương:

M m ax

= 86,27 KN.mTính tiết diện chữ T, cách nằm trong vùng nén, hf =10cm

- Để tính bề rộng cách chữ T ta lấy giá trị C1 là min trong 2 giá trị sau:

Trang 37

86, 27.10

6,750,992 280 460

4.3.2 Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):

-theo bảng tổ hợp nội lực thì ta có: Qmax = 122,83 KN

(mm)= 44 cm

Trang 38

b n R bh bt

mm Q

(cm)Vậy ta chọn s = 150 mm

- Lực cắt mà cốt đai chịu được phân bố trên 1 đơn vị chiều dài:

4.4 Tính toán cho dầm công xon B102

Trang 39

Chọn cặp mô men âm lớn nhất để tính toán:

m b

0

63,03.10

5,180,958 280 460

4.4.2 Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):

-theo bảng tổ hợp nội lực thì ta có: Qmax = 59,36 KN

+Tính Mb theo công thức:

Trang 40

=> Mb = b2 .Rbt.b.h02 = 2.0,9.250.4602= 95,22KN.m

Vậy ta chọn đai 8, a =150 cho toàn dầm

Trang 41

Hình 4.4.2.1.1 Bố trí thép dầm

Trang 42

Chương 5 : TÍNH TOÁN CỘT

5.1 Số liệu đầu vào

Theo nhiệm vụ thiết kế của em là khung trục 3 Em thấy cột trục C38 (bố trí chung cho và C37 là nguy hiểm hơn cả, ta tính 2 cột đó với tầng 1 bố trí cốt thép đến tầng 5 Còn với tầng 3 đến tầng 4 cũng được chọn cột tính toán tương tự như vậy

Các thông số tính toán:

- Tiết diện cột: bxh: + Tầng:1,2 có kích thước bxh = 300x500mm

+ Tầng: 3,4,5 có kích thước bxh = 300x450mm

- Chiều cao cột lấy theo chiều cao các tầng: 3,3m; tầng 1: 4,2 m

- Do cột có hình dạng đối xứng và để thuận tiện cho thi công nên tiến hành tínhtoán và đặt thép đối xứng

- Chiều dài tính toán của cột: lo = 0,7l

+Tầng 1 : l0 = 0,74,2 = 2,94m 

0 2,94

5,880,5

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	3,81 MB