Thiết kế bản vẽ thi công giảng đường đại học hạ long quảng ninh

GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL LỜI MỞ ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, ngành xây dựng đóng vai trò quan trọng Cùng với phát triển lĩnh vực khoa học công nghệ, ngành xây dựng có bước tiến Để đáp ứng yêu cầu ngày cao xã hội, cần nguồn nhân lực trẻ kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất lực, tinh thần để tiếp bước hệ trước, xây dựng đất nước ngày văn minh đại Qua trình học tập rèn luyện mái trường Đại học Hàng Hải Việt Nam Được dạy dỗ bảo tận tình nhiệt huyếtcủa thầy, trường mà em tích lũy nhiều kiến thức cần thiết ngành nghề thân em lựa chọn Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, hướng dẫn môn Xây dựng dân dụng cơng nghiệp,em hồn thành đồ án thiết kế đề tài “ GIẢNG ĐƯỜNGĐẠI HỌC HẠ LONG ” Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô trường , đặc biệt thầy Nguyễn Thiện Thành thầyHà Xuân Chuẩn, trực tiếp hướng dẫn em tận tình trình làm đồ án Do nhiều hạn chế kiến thức, thời gian kinh nghiệm nên đồ án em không tránh khỏi khiếm khuyết sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp, bảo thầy để em hồn thiện q trình cơng tác sau Hải phịng , ngày tháng năm 2015 Sinh viên thiết kế Vũ Thế Anh Đào SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Chương : KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 1.1Tổng quan cơng trình Trong công phát triển mạnh mẽ đất nước nói chung Trường Đại Học Hàng Hải, nhu cầu học tập ngày nâng cao sinh viên Sự cần thiết chất lượng giáo dục, chất lượng quản lý địi hỏi phát triển khơng ngừng nhà trường Trong phát triển chất lượng giáo dục phát triển nâng cao sở hạ tầng Để đáp ứng nhu cầu đó, đời cơng trình “GIẢNG ĐƯỜNGĐẠI HỌC HẠ LONG ” cần thiết Diện tích tổng mặt cơng trình vào khoảng 19300 m2 cơng trình xây dựng 710m2 ,cơng trình có tầng chiều cao trung bình tầng 3,6m, không gian thuận tiện cho việc học tập Chức phòng, tầng đa dạng phù hợp với mục đích chung cơng trình phòng học lý thuyết, phòng thực hành, phòng nghỉ giáo viên.Tổng quan cơng trình kết cấu: tồn hệ chịu lực ngơi nhà khung BTCT có nhịp trung bình khoảng 7,2m lõi cứng thang máy - Cấp cơng trình: Cấp II - Cấp phòng cháy nổ: Cấp II 1.2 Các hệ thống kỹ thuật cơng trình 1.2.1 Hệ thống giao thơng Một làcầu thang máy bố trí khối nhà phục vụ cho giao thông đứng Hai cầu thang bố trí hai khối nhà phục vụ cho mục đích hiểm giao thống đứng cơng trình đếncao điểm Hệ thống giao thông ngang tầng hành lang dẫn tới phịng làm việc tồn ngơi nhà 1.2.2 Hệ thống chiếu sáng Các phòng ở, hệ thống giao thơng cơng trình thiết kế để tận dụng tối đa khả chiếu sáng tự nhiên, sử dụng hệ thống chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo nhu cầu chiếu sáng cơng trình phục vụ sinh hoạt làm việc 1.2.3 Hệ thống điện SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Trang thiết bị điện cơng trình thiết kế lắp đặt phù hợp tới phòng, phù hợp với chức nhu cầu sử dụng điện đảm bảo tiết kiệm vận hành cáchan toàn Dây dẫn điện phòng hệ thống hành lang đặt ngầm có lớp vỏ cách điện an tồn Dây điện theo phương đứng đặt hộp kỹ thuật Điện cho cơng trình lấy từ hệ thống điện thành phố, ngồi cịn lắp đặt máy phát điện dự phòng nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu điện - 1.2.4 Hệ thống thông gió Kết hợp tự nhiên nhân tạo phương châm thiết kế cho tịa nhà - Thơng gió nhân tạo hệ thống điều hòa trung tâm cung cấp đến phòng học, phòng làm việc, phòng thực hành… hệ thống đường ống - Thơng gió tự nhiên thỏa mãn phồng tiếp xúc với không gian tự nhiên đồng thời hướng công trình phù hợp với hướng gió chủ đạo Chiếu sáng cơng trình nguồn điện thành phố nguồn dự trữ máy phát 1.2.5 Hệ thống cấp thoát nước Hệ thống cấp nước sinh hoạt: - Nước từ hệ thống cấp nước thành phố nhận chứa vào bể ngầm đặt chân cơng trình - Nước từ bể nước ngầm đưa bơm lên bể nước mái Việc điều khiển q trình bơm điều khiển hồn toàn tự động; - Nước từ bể nước mái theo đường ống cấp nước lắp đặt cơng trình tới điểm tiêu thụ Hệ thống thoát nước: gồm nước mưa nước thải sinh hoạt - Thoát nước mưa: thực nhờ hệ thống sê nô đường ống gom nước mưa lắp đặt đặt mái , đưa nước mưa vào hệ thống thoát nước cơng trình vào hệ thống nước thành phố - Nước thải sinh hoạt: nước thải từ điểm tiêu thụ nước cơng trình gom từ đường ống nước lắp đặt cơng trình đưa vào hệ thống xử lý nước thải công trình sau vào hệ thống nước thành phố 1.2.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL 1.2.6.1 Hệ thống báo cháy Thiết bị phát báo cháy bố trí tầng, phịng, nơi cơng cộng tầng Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ đèn báo cháy Khi phát cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu kiểm sốt khống chế hoả hoạn cho cơng trình 1.2.6.2 Hệ thống cứu hỏa Nước dùng để chữa cháy cấp từ bể nước mái từ họng nước cứu hỏa cơng trình Ngồi cịn sử dụng bình chữa cháy cá nhân bố trí tầng Về vấn đề hiểm có hỏa hoạn xảy ra: sử dụng hai cầu thang hai khối đầu nhà, lồng thang bố trí hệ thống chiếu sáng tự động Sử dụng quạt thơng gió động lực để chống ngạt 1.3 Điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn - 1.3.1 Điều kiện khí hậu Cơng trình xây dựng Quảng Ninh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thành phố quanh năm tiếp nhận lượng xạ mặt trời dồi có nhiệt độ trung bình năm tương đối cao - Thành phố có độ ẩm lượng mưa lớn, trung bình có 114 ngày mưa năm - Điều kiện khí hậu : Cơng trình chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới ẩm khí hậu đặc trưng đất nước ta.Một đặc điểm rõ nét Quảng Ninh thay đổi khác biệt hai mùa nóng lạnh năm Mùa nóng kéo dài từ tháng tới tháng kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình Từ tháng 11 tới tháng năm sau khí hậu mùa đơng, nhiệt độ trung bình Cùng với hai tháng chuyển mùa vào tháng tháng 10, thành phố có mùa xuân, hạ, thu, đông không rõ ràng 1.3.2 Điều kiện địa chất Theo kết báo cáo địa chất công trình, địa chất móng cơng trình gồm lớp sau: -Lớp 1: Đất lấp cát hạt mịn đến nhỏ dày m -Lớp 2: Đất sét dẻo mềm dày m -Lớp 3: Bùn sét chảy dày 6m -Lớp 4: Đất sét dẻo mềm dày 3,5m - Lớp 5: Á cát dày m SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL - Lớp 6: Cát hạt trung dày 4,8m -Lớp 7: Cát hạt mịn chưa gặp đáy lớp phạm vi độ sâu lỗ khoan 15m Với điều kiện địa chất trên, khu vực xây dựng cơng trình khơng cho phép sử dụng giải pháp móng nơng khơng có biện pháp xử lý thích hợp Nên ta tiến hành tính tồn sử dụng móng cọc đài thấp để đảm vải tính ổn định cho cơng trình 1.4 Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng - Cơng trình xây dựng thành phố Hạ Long, nằm vị trí trung tâm Vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, vùng kinh tế phát triển động Việt Nam - Cơng trình khối nhà cao tầng, tạo khối hình hộp đơn giản - Khn viên bên ngồi gồm hệ thống xanh bao bọc bên ngồi, phía trước khơng gian sân rộng - Chức tầng bố trí phù hợp với cơng tác tổ chức hành chính, nhiệm vụ phòng việc học tập nghiên cứu SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Chương : LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 Sơ phương án kết cấu 2.1.1Phân tích dạng kết cấu khung Theo TCXD 198 : 1997, hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối sử dụng phổ biến nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khungvách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống hệ kết cấu hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể cơng trình, công sử dụng, chiều cao nhà độ lớn tải trọng ngang gió động đất 2.1.1.1 Hệ kết cấu khung Hệ kết cấu khung có khả tạo khơng gian lớn, thích hợp với cơng trình cơng cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng lại có nhược điểm hiệu chiều cao công trình lớn Trong thực tế, hệ kết cấu khung sử dụng cho nhà 20 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 15 tầng nhà vùng có chấn động động đất cấp 8; 10 tầng cấp 2.1.1.2 Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng Hệ kết cấu vách cứng bố trí thành hệ thống theo phương, phương liên kết lại thành hệ không gian gọi lõi cứng Đặc điểm quan trọng loại kết cấu khả chịu lực ngang tốt nên thường sử dụng cho cơng trình cao 20 tầng Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang vách cứng tỏ hiệu rõ rệt độ cao định, chiều cao cơng trình lớn thân vách cứng phải có kích thước đủ lớn, mà điều khó thực Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng sử dụng có hiệu cho nhà 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7; độ cao giới hạn bị giảm cấp phòng chống động đất cao 2.1.1.3 Hệ kết cấu khung - giằng (khung vách cứng) Hệ kết cấu khung - giằng (khung vách cứng) tạo kết hợp hệ thống khung hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường tạo khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, khu vực vệ sinh chung tường biên, khu vực có tường nhiều tầng liên tục hệ thống khung bố trí khu vực cịn lại ngơi nhà Trong hệ thống kết cấu này, hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang hệ thống khung chịu tải trọng thẳng đứng SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Hệ kết cấu khung - giằng tỏ hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại cơng trình cao tầng Loại kết cấu sử dụng cho nhà 40 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 30 tầng nhà vùng có chấn động động đất cấp 8; 20 tầng cấp 2.1.1.4 Hệ thống kết cấu đặc biệt Bao gồm hệ thống khung khơng gian tầng dưới, phía hệ khung giằng.Đây loại kết cấu đặc biệt Được ứng dụng cho cơng trình mà tầng địi hỏi khơng gian lớn Khi thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tầng chuyển tiếp từ hệ thống khung sang hệ thống khung giằng Nhìn chung, phương pháp thiết kế cho hệ kết cấu phức tạp, đặc biệt vấn đề thiết kế kháng chấn 2.1.1.5 Hệ kết cấu hình ống Hệ kết cấu hình ống cấu tạo ống bao xung quanh nhà bao gồm hệ thống cột, dầm, giằng cấu tạo thành hệ thống ống ống Trong nhiều trường hợp, người ta cấu tạo hệ thống ống phía ngồi Cịn phía nhà hệ thống khung, vách cứng Hệ kết cấu hình ống có độ cứng theo phương ngang lớn, thích hợp cho cơng trình cao từ 25 đến 70 tầng 2.1.1.6 Hệ kết cấu hình hộp Đối với cơng trình có độ cao mặt lớn, việc tạo hệ thống khung bao quanh làm thành ống Người ta tạo vách phía hệ thống khung với mạng cột xếp thành hàng Hệ kết cấu đặc biệt có khả chịu lực ngang lớn thích hợp cho cơng trình cao, có tới 100 tầng 2.1.2 Lựa chọn phương án kết cấu khung Cơng trình GIẢNG ĐƯỜNGĐẠI HỌC HẠ LONG cơng trình cao tầng với độ cao 29,1 m Đây cơng trình nhà mang tính chất hiên đại, sang trọng Mặt khác, cơng trình lại xây dựng khu dân cư đơng đúc u cầu đặt thiết kế cơng trình phải ý đến độ an tồn cơng trình, theo điểm 2.6.1 TCXD 198 : 1997 “Kết cấu nhà cao tầng cần tính tốn thiết kế với tổ hợp tải trọng thẳng đứng, tải trọng gió động tải trọng động đất ” Do thiết kế hệ kết cấu cơng trình phải đảm bảo cơng trình chịu động đất thiết kế mà khơng bị sụp đổ tồn phần hay sụp đổ cục Đồng thời giữ tính tồn vẹn kết cấu khả chịu tải trọng sau động đất SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Hệ kết cấu chịu lực cơng trình phải thiết kế với bậc siêu tĩnh cao để chịu tác động tải trọng ngang lớn cơng trình bị phá hoại số cấu kiện mà khơng bị sụp đổ hồn tồn Theo TCXD 198 : 1997 điều “Những nguyên tắc thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT toàn khối” điểm 2.3.3 “Hệ kết cấu khung - giằng (khung vách cứng) tỏ hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại cơng trình cao tầng Loại kết cấu sử dụng hiệu cho nhà đến 40 tầng Nếu cơng trình thiết kế cho vùng có động đất cấp chiều cao tối đa cho loại kết cấu 30 tầng, cho vùng động đất cấp 20 tầng ” Do thiết kế hệ kết cấu cho cơng trình này, em định sử dụng hệ kết cấu khung giằng (khung lõi cứng) Về hệ kết cấu chiu lực: Sử dụng hệ kết cấu khung – lõi chịu lực với sơ đồ khung giằng Trong đó, hệ thống lõi vách cứng bố trí khu vực đầu hồi nhà, chịu phần lớn tải trọng ngang tác dụng vào cơng trình phần tải trọng đứng tương ứng với diện chịu tải vách Hệ thống khung bao gồm hàng cột biên, dầm bo bố trí chạy dọc quanh chu vi nhà hệ thông dầm sàn, chịu tải trọng đứng chủ yếu, tăng độ ổn định cho hệ kết cấu 2.1.3 Kích thước sơ kết cấu 2.1.1.7 Tiết diện cột Diện tích sơ cột xác định theo cơng thức : F  (1,1  1, 2) N Rn Trong đó: k = 1,1 – 1,2 hệ số kể đến ảnh hưởng lệch tâm N lực dọc sơ bộ, xác định N  S.q.n với n số tầng, q = 1-1,4 T/m2 Rn = 1300 T/m2 cường độ tính tốn bêtơng cột B22,5, tra theo TCVN 5574-2012 Với cột nguy hiểm tầng 1-cột C1: F  1, 16,74.1.7  0,108m2 14300 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 e e d d c' c c b b a a 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hình 2-1 Mặt bố trí cột tầng Bảng 2-1 Bảng chọn tiết diện cột Tầng Cột Cột Cột Cột 1-7 350x500 220x350 220x400 220x500 2.1.1.8 Tiết diện dầm Với dầm :hd = (1/8 – 1/12)Ld Với dầm phụ : hd = (1/12 – 1/20)Ld Chiều rộng dầm thường lấy :bd = (1/4 – 1/2) hd Bảng 2-2 Sơ chọn kích thước dầm Tên dầm Dầm Dầm phụ Dầm ngang nhà 600x200 400x200 Dầm dọc nhà 500x200 ; 400x200 400x200 Dầm chiếu nghỉ, dầm WC 400x200 2.1.1.9 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu sàn 1) Đề xuất phương án kết cấu sàn : + Sàn BTCT có hệ dầm chính, phụ (sàn sườn tồn khối) + Sàn có hệ dầm trực giao + Hệ sàn ô cờ + Sàn phẳng BTCT ứng lực trước không dầm + Sàn BTCT ứng lực trước làm việc hai phương dầm SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNGĐHHL Trên sở phân tích loại phương án kết cấu sàn để lựa chọn dạng kết cấu phù hợp kinh tế, kỹ thuật, phù hợp với khả thiết kế thi cơng cơng trình a) Phương án sàn sườn toàn khối BTCT: Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm phụ sàn Ưu điểm: Lý thuyết tính tốn kinh nghiệm tính tốn hồn thiện Thi cơng đơn giản Được sử dụng phổ biến nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi cơng Chất lượng đảm bảo có nhiều kinh nghiệm thiết kế thi công trước Nhược điểm: Chiều cao dầm độ võng sàn lớn vượt độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với cơng trình khơng có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ tầng thấp phải nâng cao chiều cao tầng khơng có lợi cho kết cấu chịu tải trọng ngang Khơng gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng Q trình thi cơng chi phí thời gian vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khn b)Phương án sàn có hệ dầm trực giao Trong thực tế thường gặp sàn kê cạnh có L1 L2 lớn 6m ,về nguyên tắc ta tính sàn thuộc kê cạnh.Nhưng với nhịp lớn nội lực lớn chiều dày tăng lên ,độ võng tăng lên ,đồng thời trình sử dụng sàn bị rung Để khắc phục nhược điểm người ta phải bố trí thêm dầm ngang dầm dọc thẳng góc để chia thành nhiều nhỏ có kích thước nhỏ 6m Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với theo hai phương Chia sàn thành kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách dầm vào khoảng 3m Các dầm làm dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng phịng Ưu điểm: Tránh có q nhiều cột bên nên tiết kiệm không gian sử dụng có kiến trúc đẹp Thích hợp với cơng trình yêu cầu thẩm mỹ cao không gian sử dụng lớn hội trường, câu lạc Khả chịu lực tốt, thuận tiện bố trí mặt Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, mặt sàn rộng phải bố trí thêm dầm Vì vậy, khơng tránh hạn chế chiều cao dầm phải lớn để giảm độ võng Việc kết hợp sử dụng dầm dạng dầm bẹt để SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 10 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TSHÀ XUÂN CHUẨNGIẢNG ĐƯỜNG DHHL b.) Nhân công N24.0010 Nhân công 4,0/7 công 38,28 132,83 c.) Máy thi công M24.0129 Máy hàn 23 KW ca 1,50 5,21 M24.0259 Vận thăng 0,8T ca 0,25 0,87 M999 Máy khác % 2,00 Bê tông cột, đá 2x4, AF.22259 tiết diện cột >0,1 m2, cao