THIẾT KẾ KỸ THUẬT NHÀ MÁY GIẤY LEE&MAN VIỆT NAM

MỤC LỤC: Phần 1: KIẾN TRÚC Phần 2: KẾT CẤU Chương mở đầu: PHẬN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH I.. Mục đích xây dựng công trình: - Trong những năm qua, nước ta đang dần dầ

(HẠNG MỤC: NHÀ VĂN PHÒNG)

CHÂU THÀNH –HẬU GIANG

(THUYẾT MINH)

Cán Bộ Hướng Dẫn:

Phạm Trung Dân Quốc – 1090624

25/04/2013

Qua thời gian làm luận văn, em đã gặp rất nhiều khó khăn nhưng với sự hướng dẫn

của các thầy cô trong khoa Công Nghệ, và đặt biệt là thầy Hoàng Vĩ Minh đã hết lòng

hướng dẫn để giúp em vượt qua những khó khăn đó Qua những khó khăn em đã rút ra nhiều bài học quí báu cho bản thân Và giờ đây, em đã hoàn thành được luận văn như mong đợi

Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất và lời chúc dồi giàu sức khỏe đến tất cả quý thầy cô trong khoa Công Nghệ, và các thầy cô trường Đại Học Cần Thơ

Mặc dù em đã hoàn thành xong luận văn, nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Mong được sự đóng góp ý kiến quí báu của thầy cô, cùng bạn bè

Xin chân thành cám ơn!

Cần Thơ, ngày 25 tháng 04 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Phạm Trung Dân Quốc – 1090624 Lớp: XDDD&CN1 – K35

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

Họ - Tên CBHD: ThS Hoàng Vĩ Minh

Nội dung nhận xét:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN: Họ - Tên CBPB: ThS Dương Nguyễn Hồng Toàn Nội dung nhận xét:

MỤC LỤC:

Phần 1: KIẾN TRÚC

Phần 2: KẾT CẤU

Chương mở đầu: PHẬN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

I Phương án kết cấu: 14

II Trình tự tính toán: 14

Chương 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾT I Tiêu chuẩn thiết kế: 15

II Tải trọng thiết kế: 15

Chương 2: TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG I Chia ô sàn: 19

II Tải trọng tác dụng lên sàn: 25

III Các bước tính toán sàn: 30

IV Tính toán sàn tầng: 31

V Tính toán sàn mái: 40

Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG A CẦU THANG DẠNG DẦM CHỊU LỰC I Mô tả cầu thang 45

II Sơ đồ cầu thang: 46

III Tính toán câu thang: 47

B CẦU THANG DẠNG BẢN CHỊU LỰC I Mô tả cầu thang: 81

II Sơ đồ kết cấu: 82

III Tính toán cầu thang: 83

Chương 4: TÍNH TOÁN KHUNG

I Cấu tạo và phân tích kết cấu khung: 98

II Chọn sơ bộ tiết diện khung: 98

III Các trường hợp tải trọng: 107

IV Dựng mô hình: 111

V Nhập tải trọng: 112

VI Biểu đồ nội lực: 112

VII Tính toán: 116

Phần 3: NỀN MÓNG Chương 1: PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT I Mô tả các lớp đất: 128

II Tổng hợp số liệu địa chất: 130

Chương 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG I Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền: 132

II Tính toán móng đơn trên nền cừ tràm: 133

Chương 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT I Tính toán thiết kế móng cọc: 135

II Kiểm tra tải trọng thiết kế cọc: 148

III Thiết kế và tính toán móng M1: 149

IV Tính toán đài cọc: 152

Chương 4: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I Tính toán thiết kế móng cọc: 168

II Thiết kế và tính toán móng M1N: 179

III Thiết kế và tính toán lại móng M1N: 184

IV Tính toán đài cọc: 194

V Kiểm tra cọc: 198

VI So sánh cọc BTCT với cọc khoan nhồi: 205

Chương 5: THIẾT KẾ HẦM THANG MÁY A TÍNH TOÁN SÀN HẦM THANG MÁY I Cấu tạo sàn hầm thang máy: 206

II Thiết kế với trường hợp không có hoạt tải, có tác dụng lực đẩy nổi của nước ngầm: 209

B TÍNH TOÁN NỘI LỰC C THIẾT KẾ MÓNG M1A I Thiết kế và tính toán móng M1A: 214

II Tính toán đài cọc: 224

III Tính toán lại đài cọc: 229

TÀI LIỆU THAM KHẢO 232

PHẦN 1

 KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

 GIẢI PHÁP KẾT CẤU

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1 Mục đích xây dựng công trình:

- Trong những năm qua, nước ta đang dần dần đạt được những thành quả trong nhiều lĩnh vực, đặt quan hệ ngoại giao với nhiều nước trên thế giới Mặc dù, tình hình biển Đông giữa ta với Trung Quốc đang tranh chấp rất gai gắt nhưng về mặt hợp tác kinh

tế vẫn diễn ra bình thường Tiêu biểu, một trong các công trình hợp tác giữa Việt Nam và

Trung Quốc đang thực hiện là công trình “nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam” (hang

mục: nhà văn phòng)

2 Vị trí xây dựng công trình:

Dầm – huyện Châu Thành – tỉnh Hậu Giang

- Đối tượng sử dụng: các cấp lãnh đạo, công nhân viên công ty

3 Kích thước công trình:

- Theo phương ngang, công trình có 9 trục ( từ 1 đến 9)

- Theo phương dọc, công trình có 10 trục ( từ A đến J)

- Chiều cao toàn bộ công trình 21.95m

- Nền tầng trệt so với cos mặt đất san lắp là 1.29m

- Công trình được thiết kế là 4 tầng với diện tích sàn mỗi tầng khác nhau

- Khoảng thông tầng 4.8m đối với tầng trệt, 4.5m đối với các tầng còn lại

 Công trình Nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam (nhà văn phòng) thuộc dạng

công trình cấp 3 (theo nghị định số 209/2004/NĐ-CP)

4 Mô tả kiến trúc công trình:

và ít bị ngăn cách bởi các mảng tường lớn Thêm vào đó, công trình xây dựng được bao quanh bởi những mảng kính và cửa sổ để tạo sự thông thoáng và thoải mái Đặt biệt, ở giữa công trình có một khoảng trống để trồng cây, lấy ánh sáng, không khí, nó làm việc như giếng trời trong các nhà dân dụng

- Nhìn từ chính diện, với lối vào được thiết kế đối xứng khá công phu, với những bồn hoa, bậc thang cho người đi bộ và người tàn tật,

- Về mặt bằng bố trí ở từng tầng tương đối giống nhau gồm: lối vào, sãnh, tiếp tâng, các phòng cho các giám đốc, phó giám đốc, thang máy, văn phòng, nhà vệ sinh, cầu thang Nhưng diện tích mặt bằng từng tầng là khác nhau, và cách bố trí các phòng cũng khác nhau

5 Giải pháp giao thông trong công trình:

hệ thống thang máy

6 Vệ sinh:

bị như: lavabor, bồn cầu,

- Có hệ thống thông gió và cửa sổ

7 Cấp, thoát nước:

Do mục đích xây dựng công trình là để làm việc cho nên lượng nước sinh hoạt không nhiều Vì thế, nước sinh hoạt được bơm từ các hệ thống máy bơm lên các bồn dự trữ đặt trên mái, và từ các bồn này sẽ cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ công trình

8 Hệ thống điện, phòng cháy chữa cháy:

trình còn có xây dựng thêm các hệ thống điện dự phòng để phục vụ trong trường hợp mất điện

- Hệ thống điện trong công trình được cung cấp tới từng phòng, từng khu vực trong công trình để đảm bảo nhu cầu sử dụng điện của công trình

- Các thiết bị phòng cháy chữa cháy được trang bị khắp nơi trong công trình

±0.000 +4.800 +9.300 +13.800

+18.300

+21.350 +21.450

MẶT ĐƯùNG TRỤC 1-9 tl: 1/200

+21.950 +21.950

+18.300 +21.350

MẶT ĐƯùNG TRỤC J-A tl: 1/200

+21.950 +21.450

+20.150

+17.837 +16.775

+10.025 +13.337

+8.837

+10.025

+15.650 +16.775

H F

E B

A

MẶT ĐƯùNG TRỤC A-J tl: 1/200

-1.050

±0.000 +4.800 +9.300 +13.800 +18.300

+21.450 +21.950

+16.775

1 3

4 6

7

MẶT ĐƯùNG TRỤC 9-1 tl: 1/200

MẶT BẰNG TẦNG TRỆT

OFFICE

A

B C D E F

G H

-1.050 -0.650

-0.300 +0.350 -0.110 +0.350 -0.300

±0.000 -0.650 -1.050

-0.400

±0.000 -1.050

P KHAùCH 103

P GIAùM ĐOáC 106

P GIAùM ĐOáC 107

P HỌP 111

P KEá TOAùN 110

P PHOù TỔNG GIAùM ĐOáC 113

P GIAùM ĐOáC HÀNH CHíNH 114

P GIAùM ĐOáC 108

P GIAùM ĐOáC 109

P KHAùCH 104

P KHO 118

P HỌP 112

P PHOù GIAùM ĐOáC TÀI VỤ 115

P XUAáT NHẬP KHẨU 117

P KHAùCH 105

TIEáP TÂN 101

CAàU THANG 121

CAàU THANG 122 CAàU THANG

123

P GIAùM ĐOáC TÀI VỤ 116

P VỆ SINH 119

P VỆ SINH 120

MẶT BẰNG TẦNG 2

A

B C D E F

G H

+1.920

+2.400 +4.800

+4.800

B-B

A4-01

VAêN PHÒNG 201

P GIAùM ĐOáC 206

P GIAùM ĐOáC 207

P GIAùM ĐOáC 208

P GIAùM ĐOáC 209

P GIAùM ĐOáC 210

P GIAùM ĐOáC 212

P HỌP 214

P KHAùCH 202

P KHAùCH 203

P KHAùCH 204

P KHO 216

P KHO 217

P KHO 218

P ĐIỆN 224

P VỆ SINH 219

P VỆ SINH 220

CAàU THANG 221

CAàU THANG 222 CAàU THANG

P GIAùM ĐOáC 205

P KHAùCH 213

MẶT BẰNG TẦNG 3

A

B C D E F

G H

+9.300

+9.300 +8.237

B-B

A4-01

+10.025

VAêN PHÒNG 301

P GIAùM ĐOáC 307

P GIAùM ĐOáC 306

P GIAùM ĐOáC 308

P GIAùM ĐOáC 309

P GIAùM ĐOáC 310

P GIAùM ĐOáC 311

P HỌP 312

P KHAùCH 302

P KHAùCH 303

P KHAùCH 304

P VI TíNH 315

P THỬ NGHIỆM 316

P KHO 318

P KHO 317

P KHO 319

P ĐIỆN 325

P VỆ SINH 320

P VỆ SINH 321 CAàU THANG 322 CAàU THANG

323

U

D

D U

E V E V

P GIAùM ĐOáC 305

P GIAùM ĐOáC 305

MẶT BẰNG TẦNG 4

B C D E F

G H

VAêN PHÒNG 401

P TRÀ 408

P GIAùM ĐOáC 405

P GIAùM ĐOáC 404

P GIAùM ĐOáC 403

P KHO 409

P ĐIỆN 415

P VỆ SINH 410

P VỆ SINH 411 CAàU THANG 412 CAàU THANG

MẶT BẰNG TẦNG MÁI

CAàU THANG 502

? ? ?

phòng thang máy 501

J 9

+18.300

+18.300

B C D E F

G H

I A-A

A4-01

+19.025

+17.237 +18.450

+18.300

+17.237

+20.150

+19.720 +19.720

B-B

A4-01

ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

- Do công trình được xây dựng tại tỉnh Hậu Giang, thuộc vùng Tây Nam bộ của

Việt Nam, cho nên khí hậu tại đia điểm xây dựng công trình là “khí hậu nhiệt đới gió

Trong mùa khô:

- Gió Đông Nam: chiếm 30-40%

- Gió Đông: 20-30%

Trong mùa mưa:

- Gió Tây Nam: chiếm khoảng 65%

Vận tốc trung bình của gió Tây Nam và Đông Nam: 2.15m/s

Gió thổi mạnh vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11)

Khu vực này ít chịu ảnh hưởng của gió bão

PHẦN 2

Chương mở đầu: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH

Chương 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRONG THIẾT KẾ

Chương 2: TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG

Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG

Chương 4: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 6 VÀ H

dựng bằng hệ thống kết cấu khung BTCT đổ toàn khối

II Trình tự tính toán:

- Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện cần thiết kế

- Xác định sơ đồ truyền tải: tổ hợp tải trọng cho công trình

- Tìm tổ hợp, cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính cốt thép

+ Sàn: tính theo cấu kiện chịu uốn, làm việc theo 2 phương hoặc 1 phương + Dầm: tính theo cấu kiện chiu uốn

+ Cột: tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm

- Truyền tải trọng xuống móng để tính móng

Chương 1:

TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

- Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 2737:1995

Bảng 1.1- Hệ số vượt tải đối với các tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng

- Khi tải trọng tiêu chuẩn <200 kg/m2

- Khi tải trọng tiêu chuẩn ≥200 kg/m2

n=1.3 n=1.2

Bảng 1.3- Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn

q 0 . (daN/m) Trong đó:

Wo: áp lực gió tiêu chuẩn, theo phân vùng áp lực gió

(công trình xây dựng ở vùng có áp lực gió là vùng IIA)

• Cường độ chịu nén: R b  11 5 (MPa) ≈ 115 (daN/cm 2 )

• Cường độ chịu kéo: R bt  0 9 (MPa) ≈ 9 (daN/cm 2 )

b Thép:

- Sử dụng thép CI (AI) cho sàn và cốt đai dầm, với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: R s  225 (MPa) ≈ 2250 (daN/cm 2 )

• Cường độ chịu nén: R sc  225 (Mpa) ≈ 2250 (daN/cm 2 )

• Modul đàn hồi: E s 21104 (Mpa) ≈ E s 21105(daN/cm 2 )

- Sử dụng thép CII (AII) cho cốt dọc dầm, với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: R s  280 (MPa) ≈ 2800 (daN/cm 2 )

• Cường độ chịu nén: R sc  280 (MPa) ≈ 2800 (daN/cm 2 )

• Modul đàn hồi: E s 21104 (MPa) ≈ E s 21105 (daN/cm 2 )

Chương 2:

TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG

I CHIA Ô SÀN:

 Vật liệu:

Vật liệu sử dụng là bê tông cốt thép, với:

- Thép : Sử dụng thép CI cho cốt đai, sàn thép; CII cho cốt dọc dầm, cột

- Bêtông: chọn B20 cho cả dầm và sàn

Tĩnh tải sàn tầng

Gạch Ceramic Vữa lót # 50 dày 2cm Sàn bêtông dày 10cm Vữa trát trần #75 dày 1.5cm

KẾT CẤU SÀN CÁC TẦNG & SÀN VỆ SINH

S6 S12 S14

S38

S40 S43

S41 S39

S3 S4

S3 S4 S9

S11 S18

S9 S11 S18

 Chia ô sàn mái :

MẶT BẰNG CHIA Ô SÀN MÁI A

S2 S2

S2 S2

S17 S13 S15 S17

S20

900 3700 2080

S23 5.3 5.3 1 Sàn hai phương Văn phòng

S33 3.1 6.8 2.2 Sàn một phương Hành lang

S41 1.2 4.9 4.1 Sàn một phương P.Vệ sinh

- Ta tính toán thuyết minh cụ thể cho sàn S5, S3 là sàn đại diện cho loại sàn 1 phương và 2 phương Tương tự dựa vào cách tính hai sàn trên ta lập bảng tính bằng phần

mềm tính toán thông dụng Excel

II TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN:

Nếu tải tiêu chuẩn (kg/m3) từ 1600 trở xuống thi lấy hệ số vượt tải (n) bằng 1.2, trên

1600 lấy n = 1.1 ( đối với kết cấu bê tông)

(m)

Tải tiêu chuẩn

Tải tính toán (kg/m2)

Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung

Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung

2 Hoạt tải tác dụng lên sàn:

Tùy theo chức năng từng phòng mà có hoạt tải khác nhau

Bảng 2.5: Bảng phân loại hoạt tải tác dụng lên từng ô sàn

 Chú thích: Công trình có 2 bồn nước trên mái Dung tích mỗi bồn là 4000 lít Vị trí đặt bồn nước là trên sàn mái Bồn nước inox nên có các bộ phận chống đỡ kèm theo Tải trọng bồn khi đầy nước chọn 4500 kg, cách thức truyền tải lên sàn là phân bố đều lên mặt sàn Ô sàn S7 có kích thước 6x4m Chọn hệ số vược tải 1.2

BẢNG THỐNG KÊ TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI

 Tĩnh tải và hoạt tải sàn tầng:

Ô SÀN

G TĨNH TẢI

P HOẠT TẢI

III CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN SÀN:

1 Sự làm việc của bản :

- Bản là một trong những bộ phận chính của sàn Bản được kê lên dầm, dầm chia bản thành từng ô, tuỳ theo tỉ số L2/L1 củaô sàn (giả sử L2>L1) và liên kết các cạnh

mà bản bị uốn theo 1 hay 2 phương

- Tuỳ theo sự làm việc của bản, người ta chia sơ đồ sàn sườn thành:

+ Sàn có dạng bản dầm

+ Sàn có dạng kê 4 cạnh

- Gọi L1 chiều dài theo phương ngắn của ô sàn

- Và L2 là chiều dài theo phương cạnh dài ô sàn

Cắt một bản rộng 1 mét theo phương cạnh ngắn Xem như dầm liên tục có các gối tựa

là các dầm và tường Ở đây chỉ xét tính toán trên 1 ô bản đơn nên xem bản như 1 dầm đơn ngàm hai đầu dầm

- Cốt thép được tính toán và bố trí theo các công thức ( đựơc trình bày phần sau), nhưng ở đây chỉ tính cốt thép chịu mômen dương và âm theo phương cạnh ngắn, phương dài chỉ bố trí thép cấu tạo ( 6a200 ) hoặc (1/4As tính toán)

3 Các bước tính toán nội lực sàn hai phương ( khi 2

1

2

L L

M1 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn

M2 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài

MI : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh ngắn

MII : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh dài

L1 : Chiều dài cạnh ngắn của bản

L2 :Chiều dài cạnh dài của bản

m91, m92, k91 ,k92:các hệ số được thành lập bảng sẳn phụ thuộc tỉ số  tra theo sơ

đồ 9 bảng 1-19_sổ tay Thực Hành kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng

p: hoạt tải của sàn (kg/m2) – g: tĩnh tải của sàn (kg/m2)

L

= 1.15 < 2  Sàn làm việc theo 2 phương

Chọn chiều dày sàn là hs = 10cm, lớp bảo vệ a = 1.5cm Vậy bản thuộc loại bản kê bốn cạnh Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” -

TS Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các cạnh là ngàm

Cắt bản theo hai phương vuông góc cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng là b = 1 m

Tra bảng 1-9 Sơ đồ 9/34 Sổ tay THKCCT của Vũ Mạnh Hùng với : α= 1.13

trọng, chiều dày sàn nên chọn chẵn đến cm, chẳng hạn như 6, 7, 8, 9 ,10cm Thông thường, chiều dày sàn 2 phương nên chọn như sau:

150

s

h  L cho sàn các tầng có tải trọng vừa

140

=>Thỏa điều kiện cốt đơn

=> ζ=0.969 Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

 2

1 0

49200

2.650.969 * 2250 *8.5

s S

100 *8.5

s

A bh



Vậy min=0.1%<  < max (Thỏa ĐK hàm lượng)

Tính thép chịu moment âm M I =113400 daN.cm theo phương cạnh ngắn L 1 :

h 0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

113400

0.136115*100*8.5

I m

b o

M

R bh

    <  R =>Thỏa điều kiện cốt đơn

 2

0

113400

6.40.926 * 2250 *8.5

I s

100 *8.5

s

A bh

%30.3

%1002250

115645.0

%100

s

b R

R

R





Vậy min=0.1%<  < max (Thỏa ĐK hàm lượng)

Tính thép chịu moment dương M 2 = 36900 daN.cm theo phương cạnh dài L 2 :