Khóa luận thiết kế ký túc xá trường đại học tôn đức thắng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: THS TRAN MINH TUNG THIET KE KTX TRUONG DH TON DUC THANG CHUONG 1: TONG QUAN CONG TRINH I.. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH ° Dự án Ký túc xá A và B của

Trang 1

PHANI: KIEN TRUC

Trang 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG GVHD: THS TRAN MINH TUNG

THIET KE KTX TRUONG DH TON DUC THANG

CHUONG 1:

TONG QUAN CONG TRINH

I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

° Dự án Ký túc xá A và B của Đại học Tôn Đức Thắng dự kiến khởi công

sớm nhất (trong tháng 10/2009)

Ký túc xá A, B có chiều cao 11 tầng (kể cả tầng trệt) Tổng diện tích sàn

xây dựng là 16.000m2; gồm 2.400 chỗ ở cho sinh viên (mỗi Block có 1200

chỗ)

° Ký túc xá có tầng trệt với chức năng siêu thị, phòng tiếp sinh viên, nhà giặt tự động, bar coffee, sân sinh hoạt công cộng

e Lau 1 danh cho Lưu học sinh nước ngoài, Nhà ở giảng viên nước ngoài,

nhà lưu trú cho một số giảng viên ở xa đến giảng được tổ chức theo tiêu

chuẩn khách sạn 4 sao (có phòng 1 giường, phòng 2 giường)

° Từ lầu 2 đến lầu 11 dành cho sinh viên trong nước với 2 sảnh sinh hoạt

chung và 2 canteen (lầu 5 và lầu 11)

° Mỗi Ký túc xá có 4 thang máy hiện đại (mỗi thang đủ chỗ cho 21 người; mỗi cặp thang vận chuyển đến những lầu chấn và lẻ khác nhau)

° Về không gian riêng, mỗi phòng ở có 5 hoặc 8 người với một nhà vệ sinh, sân phơi, ban công nhỏ; trong đó, mỗi sinh viên có diện tích sử dụng

bình quân 5m2/người; mỗi người đều có giường, tủ, bàn ghế học, kệ sách,

IP internet riêng biệt

° Không gian sinh hoạt chung chiếm khoảng 40% diện tích xây dựng gồm các tiện ích phục vụ khác (ảnh) |

CHỦ ĐẦU TƯ : TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

HẠNG MỤC :KÝ TÚC XÁ

ĐƠN VỊTK_ :IDCo - CTCP TU VẤN THIẾT KẾ CÔNG NGHIỆP & DÂN DỤNG

° Địa điểm: KHU CHỨC NĂNG SỐ 3 - KHU ĐÔ THỊ MỚI NAM TP

Trang 3

II GIAI PHAP Ki THUAT

a Hé théng dién

Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện thành phố vào nhà

Mạng lưới điện nội bộ sẽ dẫn đi khắp nơi trong công trình

Hệ thống dẫn nước thải được bố trí bên cạnh khu vệ sinh từng căn hộ

Hệ thống xử lý này sẽ đưa nước thải vào bể tự hoại và bể xử lí nước

Hệ thống thoát nước mưa cho ban công, bếp bằng các hệ thống dẫn nước vào các bể xử lí nước

Sau khi được xử lý nước thải được đưa vào hệ thống thoát nước thành

Cầu thang lấy sáng trực tiếp thông qua vách kính

Phòng cháy và thoát hiểm

Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2

Các tầng lầu có hai cầu thang và 4 hộp thang máy đủ đảm bảo thoát

người khi có sự cố về cháy nổ

Bên cạnh đó mặt bằng mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy

Vận chuyển

Phương tiện vận chuyển chính là cầu thang máy

Cầu thang bộ là nơi có chức năng chủ yếu là thoát hiểm khi có sự cố về

cháy nổ xảy ra

Hệ thống phòng cháy chửa cháy :

VỊ trí đặt bình chữa cháy và bảng nội quy PCCC như bình CO2, bình bột

được đặt trên từng dãy nhà của mỗi tầng

Giải pháp môi sinh

Có hệ thống gen rác — đưa rác từ các tầng xuống khu chứa rác

Trang 4

PHAN II: KET CẤU

Trang 5

AIH(d10-d40) | R;= | 365 |MPa | R;„= | 365 |MPa |HSDKLV | 1

b Sơ bộ kích thước sàn

° Các ô bản được chọn chiều dày giống nhau

° Công thức sơ bộ đối với bản kê 4 cạnh (bản lớn nhất: 4.5 x 7.0 m)

c Sơ bô kích thước dầm

° Dầm nhịp 7m, công thức sơ bộkích thước

° Đối với các dầm biên chỉ chịu tải tường và một phần tải trọng sàn, dầm

môi đỡ ban công, chọn chung kích thước dầm: b x h = 20 x 30 cm

Trang 6

lI TAI TRONG

a Mặt bằng sàn

c._ Tải trọng tường phân bố trên sàn

° Ô sàn S1: Chiều cao tầng: 3.6 m, chiều dài tường 200: 5.925 m

Trang 7

d Tdi trong tiêu chuẩn

Logi phong| 78188" | rs wot tai | Tâi tính toán chuẩn KH 6 san

c._ Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên sàn

Trang 8

Ill NỘILỰC Ô SÀN

a Sơ đồ bản sàn làm việc theo 2 phương

như sơ đồ bản ngàm theo chu vi

° Nội lực bản hai phương:

° Momen dương lớn nhất ở giữa bản

M, = Mo ,xP M; — Mo2xP

° Momen âm lớn nhất ở gối

Mạ = Kẹi xP

My = koạxP

Trang 9

c._ Với bản sàn làm viéc theo 1 phuong

Ta xem bản là sự kết hợp của nhiều dầm tiết diện (Imxh,) và tính toán

như đầm (Imxh)

Tổng tải trọng tác dụng lên ô bản q;

Nội lực của bản một phương với tiết diện

1M nh q, * LẺ 24 M = q, x Ly”

Trang 10

a Các bước tính toán

Tính toán cốt thép bản sàn như dầm chịu uốn trên bể rộng Im

Chiểu cao làm việc h, = hy — a, (as= 1.5 đến 2.5 cm)

Công thức tính toán — A, là diện tích cốt thép trong dải 1m

œ < Op = 0.583

uụ > 0.05% (hàm lượng thép)

Thông thường đối với bản lấy „in = 0.1%

Đối với bản, u% nằm trong khoảng 0.3 đến 0.9 là hợp lý

Chọn đường kính cốt thép tương ứng khoảng cách giữa các thanh là a

Trang 11

b Bdng tinh cét thép san 2 phương

San | M; | (daNm) | h,(cm) a A (cm’) chọn thép | A(chon) | Usa Sl) M, | 557.84 8.5 0.0505 1.90 Ø6a140 2.02 10.202

Trang 12

San|M; |daNm |h,(cm) | @ A(cm’) | chọn thép | A(chọn) |

S5' | Manip | 93.25 | 8.5 | 0.0084] 0.31 Ø6a200 1.41 | 0.141 M,«i | 186.50 8 0.0190] 0.66 Ø6a200 1.41 | 0.141 S6 | Manip | 36.43 | 8.5 |0.0033| 0.12 Ø6a200 1.41 | 0.141 M„a¡ | 72.85 8 0.0074| 0.26 Ø6a200 141 | 0.141 S7 | Manip | 36.43 | 8.5 |0.0033| 0.12 Ø6a200 1.41 | 0.141 M„a¡ | 72.85 8 0.0074| 0.26 Ø6a200 141 | 0.141 S7" | Manip | 36.43 | 8.5 | 0.0033] 0.12 Ø6a200 141 | 0.141 M„a¡ | 72.85 8 0.0074| 0.26 Ø6a200 141 | 0.141 S8 | Manip | 6.61 8.5 |0.0006| 0.02 Ø6a200 1.41 | 0.141 M„zi | 13.21 8 0.0013| 0.05 Ø6a200 1.41 | 0.141 S8' | Manip | 25.40 | 8.5 |0.0023| 0.08 Ø6a200 141 | 0.141 M„„;¡ | 50.81 8 0.0052] 0.18 Ø6a200 1.41 | 0.141 S9_ | Manip |_13.11 85 |0.0012| 0.04 Ø6a200 141 | 0.141

M, 5 | 26.23 8 0.0027| 0.09 Ø6a200 1.41 | 0.141

V BỐ TRÍ THÉP SÀN

a Nguyên tắc chung

Thông thường đường kính cốt thép không quá lt , và ở mỗi vùng chi

dùng 1 loại đường kính cho cốt chịu lực

Khoảng cách cốt thép chịu lực a nam trong khoảng 7 đến 20 cm

(với h; < I5cm)

Hai ô sàn gần nhau có cùng cốt cao độ, thép mũ nối liền 2 bên (chon

lượng thép lớn nhất giữa 2 ô sàn), thép chịu lực cùng đường kính và

khoảng cách đặt thép thì kéo dầi suốt 2 6 san

Những sàn có chiều dài nhỏ ( < 2m) thì thép mũ bố trí suốt chiều dài bản

Gia cường 2 Ø16 tại những vị trí chân tường và mép lỗ hộp gen

b._ Cối chịu mômení âm

Trang 14

° Trọng lượng của một bậc thang

Đối với lớp gạch lát nền và vữa xi măng

° Tải trọng tay vịn sắt gỗ trên chiếu nghỉ: 50daN/m

Tải trọng tay vịn sắt gỗ dọc bản thang: 42.9daN/m

° Vậy tổng tải trọng phân bố đều lên các vế I và II

q=252.4+307.4+42.9= 602.7daN/m

° Tải trọng của chiếu nghỉ

de; =1.1x^2000x0.01+1.2x 1800 x0.02+1.1x2500x0.1+1.2x1800x0.015+50

=422.6daN/m

c._ Tải trọng cầu thang

° Hoạt tải cầu thang (vế I, II)

480x0.3

Din Jo3? 20.2? 400daN /m

Vế Tĩnh tải | Hoạttải | Tổng tải

(daN/m ) | (daN/m) | (daN/m)

Trang 15

Manip=0.7 mmax=45 5daNm

b._ Tính toán cối thép: tính toán tương tự bản sàn làm việc _] phương

I, Ii Mai 482} 8.5) 0.0436 | 0.0446 1.63 | Ø08a200 2.51 0.251 Manip 843 8 | 0.0861 | 0.0902 3.11 | @08a150 3.35 0.335

Trang 16

II TiNH TOAN DAM CHIẾU NGHĨ » TRUC ¥ (bx h = 20 x 40 cm)

Trang 17

IV.TÍNH TOÁN DẦM CHIẾU NGHỈ , TRỤC 4 (b xh = 20 x 40 cm)

° Trọng lượng do bản chiếu nghỉ và bản thang truyền vào, là phản lực tại

gối tựa phân bố đều

Trang 18

V TINH TOAN DAM BAN THANG (b x h = 20 x 40 em)

Trang 19

CHUONG 4:

TINH TOAN BE NUOC MAI

I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THUGC BE NUGC MAI

b Sơ bộ kích thước bể nước

° Số căn hộ mỗi tầng: Trệt: 4; Lầu 1 đến lầu 9: 13

° Số người mỗi căn hộ: 8

° Lưu lượng sử dụng nước của một ngươi: 150 Ïngàyđêm

° Thể tích của bể nước máy cung cấp cho toà nhà

V =150x4x§x1+150x13x8§x9 =145.2m”

° Thể tích dự trữ dùng để chữa cháy: 20%V = 29.04 m°

° Chọn chiều cao bể : 1.9m

° Diện tích đáy bể nước mái: $ = ee =91.7m7

° Do diện tích bể nước mái cần rất lớn nên ta chia đáy bể thành 6 ô bản:

Trang 20

GVHD: THS TRAN MINH TUNG

Trang 21

Các lớp cấu tạo:

~ -_ „„ | Chiều dày | Trọng lương | Hệ số Trọng lượng

SẼ TỊ | Loại vật lột | om) (daN/m°) | vượt tải | tính toán (daN/m?)

Cốt thép AIlI(d6d8) | R,= | 355 |MPa | R„= | 355 |MPa | HSĐKLV | 1

AIII(d10d40) | R,= | 365 |MPa | R,„= | 365 |MPa |HSĐKLV | 1

Trang 22

Bảng tính nội lực bản đáy

Tải trọng gió: W = Wxkxcxn =78.29daN/m?

Công trình được xây dựng trong TPHCM nên thuộc ving 4p luc gio ITA,

địa hình B(che chắn tương đối) Chiều cao đặt bể nước (trọng tâm bể)

Vậy ta xem như dầm bề rộng 1 m theo phương cạnh ngắn để tín

Liên kết dầm: một đầu ngàmở đáy, một đầu khớp ở nắp

Dạng tải: chịu tải trọng nước phân bố tam giác và tải trọng gió phân bố

đều

Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành bể

Hồ đây nước, không có gió

Hồ đầy nước có gió đẩy

Hồ đây nước, có gió hút

Hồ không có nước, có gió đẩy (hút)

Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ nên

trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là: hổ đầy nước + gió hút

Sử dụng SAP2000 để tính nội lực (đv tải: 10daN/m; đv đài: m)

Trang 23

¥a Frame Span Loads (WATER) (45 Defined) eae eee ened ene eel

(53.73 X

LT

c Tính toán cối thép

Trang 24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ XÂY DỰNG

THIET KE KTX TRUONG DH TON DUC THANG GVHD: THS TRAN MINH TUNG

Bdn 1 phuong (4.5m x 1.9m), (7m x 1.9m)

- TT L tl Chiều dày| Trọng lương hệ số Trọng lượng

Mg? 0.0125 |M,| 66.27

ko, 0.0475 | M; | 251.61 Koo 0.0285 | My | 151.30

Trang 25

lll TiNH TOAN DAM NAP VA DAM DAY

»< ||I x III x ITI x Ill Oo

@ |ÌI © lÌI G IÌ G ||| 3

Tải trọng nước: 1900 daN/m”

Tĩnh tải: Vữa XM và vữa trát: 75.6daN/m”

° Mô hình

| ZZí 3-p vieu

Trang 26

Trang 27

dam | cat M (daNm) | (cm) | o (cm’) | thép | (chon) | chon

Trang 28

NI | Nhip EF -21.65 | 28.5 | 0.001 | 0.021 | 2012] 2.26] 0.40 N2 | G6iD -2092.58 | 28.5 | 0.084 | 2.104} 2012} 2.26| 0.40 N2_ | Nhip DE 784.43 | 28.5 | 0.032 | 0.766 | 2012 | 2.26] 0.40 N2 |GốiE 644.86 | 28.5| 0.026|0.628|2Ø12| 2.26| 0.40 N2 | Nhịp EE 1208.48| 28.5| 0.049|1.1912Ø12| 2.26] 0.40 N3 |Gối3 -705.60 | 28.5} 0.028 | 0.688 | 2012} 2.26} 0.40 N3 | Nhip 3-4 265.20 | 28.5| 0.011 | 0.256|2@012| 2.26] 0.40 N4 |Gối 3 -6365.48 | 28.5| 0.256 |7.206|2Ø12| 2.26| 0.40 N4 | Nhịp 3-4 4801.06| 28.5| 0.193|5.176|2Ø12| 2.26| 0.40

d Tinh todn cét dai

° Tính cốt đai: dầm nắp (NI, N2, N3, N4) và dầm đáy (D1, D3) tiết diện

20x30 cm, chọn cốt đai 2 nhánh Ø6, khoảng cách đai 200

On = (8x, xbxñh; x

= 10769.64daN

vi Q < Qa nén cét dai di chon dt kha năng chịu cắt

e Tính cốt đai: dầm đáy (D2) tiết dién 20x40 cm, chon cét dai 2 nhánh

Ø6, khoảng cách đai 200

On, = (8, xbxh, x

= 13225.88daN

vi Q < Qu nén cét dai di chon dt kha năng chịu cắt

e Tính toán cốt đai: dầm đáy (D4) tiết diện 30x70 cm, chọn cốt dai 2

Trang 30

a Sơ đồ tính toán, kích thước

Sơ đồ khung là trục của các cấu kiện cột và dầm Chọn tiết diện dầm

Dam khung chọn theo điều kiện độ cứng

k=1+1.1 đấy k= 1 do chưa kể đến cốt thép trong bê tông)

N - lực nén tính toán dưới cùng của đoạn cột

F, - diện tích tiết diện đoạn cột tiết diện không đổi Với nhà nhiều tầng,

cứ 3 tầng ta thay đổi tiết diện cột 1 lần

Trong phan tinh san, tai san tiy vi tri sin mà dao động từ 874.2 đến

1271.66 (daN/m’), l&y q, = 1000 daN/m’ dé sơ bộ kích thước

Mặt bằng sơ bộ tiết diện cột

Trang 31

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC COT

° Chọn sơ bộ tiết diện cột (3 tầng thay tiết diện 1 lần)

° Cột nhóm 1: AI, A4, J1, J4 (Cột 4 góc công trình)

Tai trong san | tang:

Trang 32

THIẾT KẾ KTX TRƯỜNG ĐH TÔN ĐỨC THẮNG GVHD: THS TRAN MINH TUNG

Trang 33

Cột nhóm 5: C4, D4, G4, H4 (cột đỡ dầm bản thang) và 4 cột đỡ dầm chiếu nghỉ (gần trục 4)

Tai trong san 1 tang:

481976.64

=————=3.28cm

_ 153x960

Hình vẽ khung trục D

Trang 34

Trang 35

Tải sàn, từ phần tính toán sàn: 119.2 daN/m?

b Hoat tdi ————

Phòng ngủ, phòng V§: 240 daN/m2

Cầu thang, hành lang, hội trường, : 480 daN/m”

Mái không SD: 97.5 daN/m2

c Tdi trong thang mdy

Theo catalog, chọn thang máy mã hiệu: P19 - CO

Thông số tải thang máy

R1: 8250 daN

R2: 5250 daN R3: 12450 daN

R4: 9650 daN

Vì thang máy làm việc suốt quá trình công trình sử dụng, đôi lần sử chữa, nên ta xem tải thang máy như là tĩnh tải, thông số R1, R2 được gán

theo cấu tạo thang máy (phần trên cùng của lõi)

d Tải trọng bể nước mái

Sau khi có kết quả 6 thành phần nội lực lần lượt ở các loại tải: tĩnh tải,

hoạt tải, tải gió Ta gán các thành phần phản lực tại nút chân cột từ

Trang 36

Sap2000 sang etabs tương ứng với các loại tải tương ứng tinh tai va hoạt tải

e Các trường hợp hoạt tải

° Hoạt tải chất đầy

° Hoạt tải cách tầng chấn và lẻ

° Hoạt tải cách ô (ô cờ)

° Hoạt tải các nhịp (dãy cách nhịp) chắn và lẻ thep phương X

° Hoạt tải các nhịp (dãy cách nhịp) chắn và lẻ thep phương Y

II XÁC ĐỊNH DẠNG DAO ĐỘNG VÀ TẢI GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH

° Xác định chu kỳ và tần số các dạng dao động của công trình do chương

trình ETABS xuất ra theo 2 phương X, Y

° Kiểm tra lại chu kỳ dao động do chương trình xuất ra theo để xác định

độ cứng hợp lý cho công trình

° Xác định thành phần nh của tải trọng gió

e Xác định thành phần động của tải trọng gió

Khi tính toán thiết kế nhà cao tầng, chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến tải trọng

ngang tác động vào công trình

Đối với các công trình có chiều cao trên 40m khi tính toán tải trọng gió ngoài thành

phần tĩnh ra, ta còn phải kể đến thành phần động Ngoài ra, công trình KTX trường

ĐH Tôn Đức Thắng có ti số giữa chiéu cao và chiểu rộng

H55 =1,51)% — 40:5 9.45 nhé hon 8 nên không cần kiểm tra mất ổn định khí

động của công trình

Để xác định được độ lớn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công

trình, cũng nhu phan ứng của công trình thì ta cần phải xác định tần số dao động riêng

của nó Chính vì lẽ đó, việc xác định chính xác tần số dao động riêng của công trình

nhà cao tầng là hết sức cần thiết

Để phân tích và tính toán dao động của công trình (xác định các giá trị chu kỳ

dao động riêng, tần số dao động riêng, chuyển vị, của công trình) có thể dùng các công thức hoặc sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu, trong đồ án này sử dung

Trang 37

chương trình ETABS Version 9.2.0 mô hình khung không gian và giải bài toán trong miền đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn

Mặt bằng công trình tương đối đối xứng, với độ lệch tâm nhỏ giữa tâm khối

và tâm cứng công trình, ta có thê bỏ qua việc tính toán dao động xoăn công trình

c _ Các bước tiến hành mô hình khung không gian và tính toán dao động công trình

trong ETABS Version 9.2.0 như sau

Khai báo đặc trưng vật liệu

Sử dụng bê tông B30 cho kết cấu khung và vách cứng của công trình

Khai báo đặc trưng vật liệu trong ETABS, đơn vị KN — m:

Define — Material Properties — Chon CONC — Modify/ Show material

Khai báo tiết diện phần tử cột và dầm:

Cột và dầm của công trình được mô hình trong ETABS bằng phần tử

thanh : Define — Frame Sections — Add Rectangular

Có thể khai báo lệch trục cột và dầm theo đúng kiến trúc bằng thao tác:

Assign — Frame /Line — Insertion Point

Tiết diện cột và dầm được khai báo đúng như phần I Khai báo tiết diện vách cứng và sần

Chiều dày vách cứng > 200mm và > x Hạng = 39 * 3000 =180mm Ta

chọn vách cứng dày 300mm

Define — Wall/Slab/Deck Sections — Chon Wall — Modify/ Show Section Chiều dày sàn chọn h, = 100 mm như đã tính toán trong chương 1 - tính toán sàn: Define — Wall/Siab/Deck SecHons — Chọn Slab — Modjy/ Show Section

d Mé hinh téng thé khung khéng gian:

Trang 38

số chiết giảm khối lượng lấy bằng 0.5 đối với tải trọng tạm thời (hoạt

tdi) Define — Mass Source

Trang 39

° Ghi chú

DEAD - toàn bộ fnh tải tác dụng, lấy 100% giá trị LIVE - hoạt tải tác dụng lên công trình (không kể đến tải trọng gió), lấy

50% giá trị

° Khai báo số dạng dao động trước khi phân tích

Analyse — Set Analysis Options — Set Dynamic Parameters

Chon s6 dang dao d6ng (Number of Modes) 14 12

Kết quả phân tích dao động

Modal Participating Mass Ratios

Edit view

|Modal Participating Mass Ratios |

Mode | Period | UX UY | UZ | SumUX | SumUY | SumUZ | RX } l | 1sse654 | 611692 | 01S ON ATS 0000 7 0018 |

° Kiểm tra chu kỳ tần số của 3 dạng dao động đầu tiên

Độ cứng của công trình quyết định khả năng chịu lực của công trình

Nếu độ cứng EI bé, chu kì dao động T sẽ lớn, gây nên mất ổn định công trình Nhưng

nếu EI quá lớn thì công trình ổn định nhưng gây lãng phí

Do đó, chu kỳ dao động T phải hợp lý để thỏa mãn 2 yêu cầu ổn định công trình và

tránh lãng phí

Từ kết quả do chương trình xuất ra kết hợp với hình ảnh dao động của công

trình, ta xác định được 3 dạng dao động riêng đầu tiên của công trình

Trang 40

` GVHD: THS TRAN MINH TUNG

I SU XAY DUNG UONG DH TON DUC THANG

Định dạng
Số trang	131
Dung lượng	20,66 MB