III. Cách tiếp cận, phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu:
4.3.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của hệ giàn sàn
4.3.3.1 Kiểm tra cho giàn theo phương ngắn của phần nhà nổi:
Hình 4.34 Khung sàn theo phương ngắn
- kiểm tra cho thanh cánh:
thanh cánh là thép hộp 80x40x1,4 có các đặc trƣng của tiết diện nhƣ sau: rx = 2,95 cm, ry = 1,73 cm, F = 1,66 (cm2)
Kiểm tra thanh chịu nén.
22 20 22 22 20 22 22 20 22 64 64 64 25 8. 5 16.5 64 64 64 64 64 360 640 2850 2850 6000
lực nén lớn nhất thanh phải chịu là : N = 1,67T = 16,7 KN
Chiều dài tính toán đoạn chịu lực dọc lớn nhất là: lx = ly = 0,608 m
Độ mảnh tính toán đƣợc là: λx = lx/rx = 0,608/0,0295 = 20,6 λy = ly/ry = 0,608/0,0173 = 35,14
λmax = 35.14
với R = 2100 daN/cm2
tra bảng 4.4 [48] nội suy ta đƣợc σmin = 0,921
kiểm tra tiết diện theo công thức:
(2.21) = σ = N/(φmin.F) ≤ γR 1670/( 0,921 x 1,66 ) = 1092,31 daN/cm2 ≤ 2100 daN/cm2
với γ = 1. Vậy thanh cánh thỏa mản điều kiện ứng suất chịu nén.
Kiểm tra thanh chịu kéo.
Lực kéo lớn nhất thanh phải chịu là: N = 1,24T = 12,4KN
Kiểm tra tiết diện theo công thức:
(2.23) = σ = N/Fth ≤ γR = 1240/1,66 = 746,98 daN/cm2 < 2100 daN/cm2
Vậy thanh thỏa mản điều kiện ứng suất chịu kéo. - kiểm tra cho thanh xiên:
thanh xiên làm bằng thép hộp 40x40x1,5 có các đặc trƣng của tiết diện nhƣ sau: rx = ry = 1,6 cm , F = 1,18 cm2
kiểm tra cho thanh xiên chịu nén.
Lực nén lớn nhất mà thanh xiên chịu có giá trị là: N =1,78 T=17,8 KN.
Chiều dài tính toán của thanh chịu nén lớn nhất là lx = ly = 0,376 m
Độ mảnh tính toán đƣợc là: λx = λy = λmax = lx/rx = 0,376/0,016 = 23,5
Với R = 2100 daN/cm2 tra bảng 4.4 [48] nội suy ta đƣợc σmin = 0,956
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo công thức:
(2.22) = σ = N/(φmin.F) ≤ γR 1780/(0,956x1,18) = 1577,9 daN/cm2 ≤ 2100 daN/cm2
vậy thanh thỏa mản điều kiện ứng suất.
kiểm tra cho thanh xiên chịu kéo.
Kiểm tra tiết diện theo công thức:
(2.23) = σ = N/Fth ≤ γR = 1280/1,18 = 1084,74 daN/cm2 < 2100 daN/cm2
vậy thanh thỏa mản điệu kiện ứng suất.
4.3.3.2 Kiểm tra cho giàn theo phương dài của phần nhà nổi:
Hình 4.35 Khung sàn theo phương dài
- kiểm tra cho thanh cánh:
thanh cánh là thép hộp 80x40x1.4 có các đặc trƣng của tiết diện nhƣ sau: rx = 2,95 cm, ry = 1,73 cm, F = 1,66 (cm2)
Kiểm tra thanh chịu nén. Lực nén lớn nhất thanh cánh chịu có giá trị là :
N = 0,51T = 5,1 kN < 16.7 kN vì vậy thanh cánh thỏa mản điều kiện ứng suất mà không cần tính toán kiểm tra.
Kiểm tra thanh chịu kéo. Lực kéo lớn nhất thanh cánh chịu có giá trị là :
N = 0,20 T = 2 kN < 12,8 kN vì vậy thanh cánh thỏa mản điều kiện ứng suất mà không cần tính toán kiểm tra.
- Kiểm tra cho thanh xiên:
thanh xiên làm bằng thép hộp 30x30x1,5 có các đặc trƣng của tiết diện nhƣ sau: rx = ry = 1,19 cm, F = 0,88 cm2
kiểm tra cho thanh xiên chịu nén.
Lực nén lớn nhất mà thanh xiên chịu có giá trị là: N =0,57 T=5,7 KN.
Chiều dài tính toán của thanh chịu nén lớn nhất là lx = ly = 0,317 m
Độ mảnh tính toán đƣợc là: λx = λy = λmax = lx/rx = 0,317/0,0119 = 26,63
Với R = 2100 daN/cm2 tra bảng 4.4 [48] nội suy ta đƣợc σmin = 0,947
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo công thức:
σ = N/(φmin.F) ≤ γR 570/(0,947x0,88) = 683,97 daN/cm2 ≤ 2100 daN/cm2
8100 36 0 64 0 1900 100 1900 100 1900 100 1900 100
vậy thanh thỏa mản điều kiện ứng suất.
kiểm tra cho thanh xiên chịu kéo.
Lực kéo lớn nhất mà thanh xiên chịu có giá trị là: N = 0,37 T = 3,7 kN.
Kiểm tra tiết diện theo công thức:
(2.23) = σ = N/Fth ≤ γR = 370/0,88 = 420,45 daN/cm2 < 2100 daN/cm2
vậy thanh thỏa mản điệu kiện ứng suất.
4.3.3.3 Tính toán kiểm tra liên kết giữa hệ giàn và cột:
Liên kết giữa hệ giàn và cột là liên kết hàn cứng. Sử dụng lý thuyết tính toán đã đƣợc nêu ở mục 1.3.1.3.2 để tính toán.
Sử dụng que hàn N42 và hàn bằng tay ta có fwf = 1800 daN/cm2 ; f = 0,7. Chọn chiều cao đƣờng hàn là hf = 3mm, Σlw = 40x2+80x2 = 240mm
Từ biểu đồ nội lực đƣợc tính toán từ phần mềm etab trong mục 4.3.1.2 ta chọn đƣợc mô men ở gối lớn nhất là 33858,86 (daN.cm). Và lực cắt lớn nhất ở gối là 2761,08daN)
Tính toán khi chịu mômen uốn M. (2.24) = M = M Wwf = 33858,86 20,16 = 1679,50 (daN/cm2) với(2.25) =Wwf = fhf∑lw2 6 = 0,7 0,3 242 6 = 20,16(cm 3)
Kiểm tra đƣờng hàn khi chịu lực cắt V: (2.26) = V = V
Awf =
2761,08
5,04 = 547,83 (daN/cm2) với(2.27) = Awf = fhf∑lw= 0.7 0.3 24 = 5,04 (cm2)
Kiểm tra đƣờng hàn khi chịu đồng thời M và V
(2.28) = tđ =√ M2 + V2 =√1679,502+547,832 = 1766,59 (daN/cm2)
4.3.4 Tính toán phao:
Sử dụng lý thuyết đã nêu ở mục 2.3.1.3.1 để tính toán
- Với phần khung phao của phần nhà nổi có thể chứa đƣợc 16 khối xốp có kích thƣớc là 0,6x0,5x5,87. Nhƣ vậy số khối xốp để phần nhà nổi là
Vxốp = 16x0,6x0,5x 5.87 = 28.17 m3 - Sử dụng khối xốp có tỷ trọng 16kg/m3
- Sử dụng lý thuyết đã đƣợc nêu ở mục 2.3.1.3.1 ta tính đƣợc trọng lƣợng mà khối xốp trên có thể nâng là:
(2.19) = Pnâng = Vxốp.Q = 28,17x984 = 27719,28 (kg) ≈ 27,7 (T) - Theo mục 4.1.1 tổng trọng lƣợng của phần nhà nổi là:
Tỉnh tải: Qtt = Qkết cấu + Qphao = 5,53 + 27,65x0,016 = 5,97 (T) Hoạt tải: Qht = Qhtm + Qhts = 0,03x8,2x3,2x2 + 0,35x7,9x5,88 = 17,83 (T) Tổng trọng lƣợng phần nhà nổi: Qt = Qtt + Qht = 17,83 + 5,97 = 23,8 (T) < Pnâng = 27,7 (T) => dƣ nổi Nhƣ vậy ngôi nhà có thể nổi lên bình thƣờng.
4.4 DỰ TOÁN: 4.4.1 Dự toán phần nhà nổi: 4.4.1 Dự toán phần nhà nổi: Bảng 4.11 Dự toán chi phí vật tƣ SỐ TT TÊN LOẠI VẬT TƢ ĐƠN VỊ KHỐI LƢỢNG ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN VNĐ VNĐ 1 + Thép tấm dày 10 mm Kg 154 12,700 1,955,800 3 + Tôn steel-top md 59,0 49,000 2,891,000 5 + Thép hộp 40x80x2mm kg 1318,64 16,500 21,098,240 6 + Thép hộp 30x60x1,2mm kg 209 16,000 3,344,000 7 + Thép hộp 100x100x2mm kg 370,66 17,000 6,301,220
8 + Thép hộp 40x40x1,5mm kg 100,48 16,900 1,698,112 9 + Thép hộp 30x30x1,5mm kg 28,56 16,900 482,664 10 + Thép hộp 50x100x2mm kg 162,14 16,000 2,594,240 11 + Bu lông M9 con 100 11,345 1,134,500 12 + Que hàn VN kg 70 50,000 3,500,000 13 + Tấm Smart Board 1220x2440x9mm, phụ kiện đi kèm tấm 41 290,000 11,890,000 14 + Tấm Smart Board 1220x2440x18mm, phụ kiện đi kèm tấm 16 550,000 8,800,000 15 + Tấm Smart Board 1220x2440x3,5mm, phụ kiện đi kèm Tấm 16 105,000 1,680,000 16 + Cửa phòng ngủ Bộ 2,0 300,000 600,000 17 + khối mốp xốp kg 442,4 17,000 7,520,800 Tổng cộng 86,360,396
- Vậy tổng thành tiền vật tƣ sử dụng để xây dựng ngôi nhà là 86 (triệu đồng). Do tấm Smart Board có độ bền 30 năm, vì vậy nếu để độ bền của phần nhà nổi lên tới 60 năm thì ta tính thêm 1 lần thay tấm Smart Board, tổng thành tiền là.
86,360,396+11,890,000+ 8,800,000+1,680,000 = 108,730,396 (đồng) với độ bền của căn nhà lên đến 50 – 60 năm. Nhƣ vậy mỗi mét vuông hoàn thiện phần nhà nổi chỉ tốn khoảng 2,25 triệu đồng tiền vật tƣ và trong vòng 50-60 năm.
4.4.2 Dự toán phần nhà cố định:
Căn cứ vào nghị định số 112/2009/NĐ-CP ngày 14 tháng 12 năm 2009 của Chính phủ về Quản lý chi phí đầu tƣ xây dựng công trình [51]; Thông tƣ số 04/2010/TT – BXD ngày 26 tháng 5 năm 2010 của bộ xây dựng về việc hƣớng dẩn lập và quản lý chi phí đầu tƣ xây dựng công trình [52]; Thông tƣ 06/2010/TT – BXD ngày 26/05/2010 của Bộ Xây dựng hƣớng dẫn phƣơng pháp xác định giá ca máy và thiết bị thi công xây dựng công trình[53]; Bảng giá gốc vật liệu xây dựng tháng 01 năm 2015 trên địa bàn
tỉnh Quảng Bình [54]. Sử dụng sự hổ trợ của phần mềm lập dự toán G8 ta lập đƣợc bảng tính toán tổng hợp chi phí xây dựng nhà cố định nhƣ sau:
Bảng 4.12 bảng tổng hợp chi phí xây dựng nhà cố định
STT CHI PHÍ CÁCH TÍNH GIÁ TRỊ (Đ) KÝ
HIỆU
CHI PHÍ THEO ĐƠN GIÁ
Chi phí vật liệu 58,663,695 A1
Chênh lệch vật liệu 23,467,899 CLVL
I CHI PHÍ TRỰC TIẾP
1 Chi phí vật liệu (A1 + CLVL) x 1 82,131,594 VL 2 Chi phí nhân công
700.000 x 100m2 70,000,000
NC
3 Chi phí máy xây dựng M
4 Trực tiếp phí khác 0%x(VL+NC+M) TT
Cộng chi phí trực tiếp VL+NC+M+TT 152,131,594 T
II CHI PHÍ CHUNG T x 0% C
GIÁ THÀNH DỰ TOÁN
XÂY DỰNG T+C 152,131,594 Z
III THU NHẬP CHỊU THUẾ
TÍNH TRƢỚC (T+C) x 0% TL
Giá trị dự toán xây dựng
trước thuế T+C+TL 152,131,594 G
IV THUẾ GIÁ TRỊ GIA TĂNG G x 10% 15,213,159 GTGT
Giá trị dự toán xây dựng
sau thuế G + GTGT 167,344,753 GXDCPT
Chi phí xây nhà tạm tại hiện trường
G x 1% x
(1+10%) 1,673,448 GXDLT
CỘNG 169,018,201
Tổng kinh phi xây dựng ngôi nhà đa năng chống bao – lũ là:
108,730,396 + 169,018,000= 277,748,396 (đồng). Nhƣ vậy mỗi mét vuông hoàn thiện toàn bộ ngôi nhà nhà đa năng chống bão thì chỉ tốn khoảng 2,8 triệu đồng (diện tích của ngôi nhà là 6,4m x 15,6m ≈100m2
). Với giá thành xây dựng này thì khá rẻ so với giá thành xây dựng những ngôi nhà khác trên thị trƣờng. Tuy nhiên với một giá thành tổng lớn hơn 250 triệu thì củng khá lớn so với tình hình kinh tế của ngƣời dân miền trung. Vì vậy nếu gia đình nào không có điều kiện làm ngôi nhà rộng 100m2
thì có thể làm một ngôi nhà có diện tích bé hơn để giảm chi phí xây dựng.
CHƢƠNG 5
MÔ HÌNH 3D NHÀ CHỐNG BÃO LŨ CỦA ĐỀ TÀI
Từ những phƣơng án kiến trúc và kết cấu đã đƣợc nêu ở chƣơng 3 cộng với những tính toán ở chƣơng 4. Ta sử dụng phần mềm sketchup để tiến hành vẽ và đƣa ra mô hình 3D cho “nhà đa năng chống bão – lũ” của đề tài.
Sau đây là một số hình ảnh của ngôi nhà đƣợc vẽ bằng phần mềm sketchup 5.1 HÌNH ẢNH 3D CỦA HAI PHẦN NGÔI NHÀ:
5.2 HÌNH ẢNH CỦA NGÔI NHÀ KHI CÓ THIÊN TAI BÃO – LŨ:
Hình 5.3 Mô hình 3D của ngôi nhà khi bình thường
Hình 5.5 Mặt cắt ngang của ngôi nhà khi bình thường
Hình 5.7 Mắt cắt đứng của ngôi nhà khi có bão
Hình 5.9 Mô hình 3D của ngôi nhà” khi có lũ cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định)
Hình 5.10 Mắt cắt ngang ngôi nhà khi có luc cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định)
Hình 5.11 Mắt cắt đứng ngôi nhà khi có luc cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định)
Hình 5.12 Mô hình 3D của “Ngôi Nhà Đa Năng Chống Bão Lũ” khi có lũ lớn cao trên 5m
5.3 HÌNH ẢNH KẾT CẤU CỦA NGÔI NHÀ:
5.3.1 Kết cấu phần nhà cố định:
Hình 5.13 Mặt đứng kết cấu của phần nhà cố định
5.3.2 Kết cấu phần nhà nổi:
Hình 5.15 Kết cấu khung thép chịu lực của phần nhà nổi
- Kết cấu khung chịu lực của phần nhà nổi
- Cấu tạo của hệ mái che:
- Cấu tạo của khung sàn: gồm tấm lót sàn và các thanh xà gồ thép hộp:
Hình 5.18 Cấu tạo khung sàn
- Cấu tạo của hệ giàn:
- Cấu tạo khung phao:
Hình 5. 20 cấu tạo khung phao
- Trình tự các chi tiết cấu tạo nên phần khung sàn hoàn chỉnh
Hình 5.22 Kết cấu hệ giàn liên kết với cột
Hình 5.24 Lợp tấm ván sàn lên các thanh xà gồ tạo thanh một kết cầu khung sàn hoàn chỉnh.
CHƢƠNG 6
QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ CƠ CHẾ VẬN HÀNH
6.1 QUY TRÌNH XÂY DỰNG:
Quy tình xây dựng ngôi nhà có hai phần: xây dựng phần nhà cố định và gia công lắp ráp phần nhà nổi. Để tiết kiệm tiền nhân công và thời gian thi công thì quy trình xây dựng hai phần trên đƣợc tiến hành song song với nhau. Và đƣợc chia làm hai đội thi công riêng biệt. Một đội chuyên thi công nhà cấp 4 và một đội chuyên thi công kết cấu nhà thép. Quy trình đƣợc đƣa ra tổng quát nhƣ sau:
6.1.1 Xây dựng phần nhà cố định:
Nhà cố định đƣợc xây dựng theo các bƣớc của biện pháp thi công một công trình nhà cấp 4. Các bƣớc thi công tổng quát nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Chuẩn bị mặt bằng và đào móng. Đào tới cốt yêu cầu. - Bƣớc 2: Thi công cốt thép và đổ bê tông móng, cổ cột
- Bƣớc 3: Xây đá chẻ.
- Bƣớc 4: Gia công cốt thép và đổ bê tông giằng móng. - Bƣớc 5: Lấp đất hố móng.
- Bƣớc 6: Thi công cốt thép và đổ bê tông Dầm tầng trệt - Bƣớc 7: Thi công cốt thép và đổ bê tông cột.
- Bƣớc 8: Xây tƣờng. Bƣớc này đƣợc chia làm 2 giai đoạn:
GĐ1: Xây tƣờng phần chứa nhà nổi
GĐ2: Xây tƣờng phần phòng khách
- Bƣớc 9: Thi công cốt thép và đổ bê tông hệ thống dầm, sàn, giằng mái. - Bƣớc 11: Hoàn thiện: Tô, lát nền, sơn tƣờng, lắp ráp cửa…
- Bƣớc 12: Bàn giao nhà cho chủ hộ.
6.1.2 Lắp ghép phần nhà nổi:
Lắp ghép phần nhà nổi theo trình tự các bƣớc tổng quát nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Gia công các cấu kiện riêng biệt nhƣ giàn thép sàn, khung phao, hàn thép bản vào chân cột, gắn cao su vào cột, hệ vì kèo mái, khối xốp... Bƣớc này đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Khi thi công xong bƣớc 7 của phần nhà cố định thì các thợ làm thép đến đo trực tiếp chi tiết các kích thƣớc thực tế cần thiết nhƣ chiều dài, chiều rộng, chiều cao... để tiến hành gia công. Không nên gia công theo kích thƣớc có trong bản vẽ. Nhƣ vậy sẽ đối phó đƣợc những những sai sót về kích thƣớc khi thi công phần nhà cố định so với bản vẽ.
Có đƣợc các kích thƣớc cần thiết thì thợ làm thép tiến hành gia công cắt thép và hàn thành từng cấu kiện riêng biệt nhƣ giàn chịu lực của sàn, cột, giàn khung phao….
Lƣu ý: Yêu cầu của bƣớc này là cần độ chính xác cực kỳ cao. - Bƣớc 2: Lắp ráp phần sàn và móng. Bƣớc này tiến hành nhƣ sau:
Đƣa những cấu kiện riêng biệt nhƣ hệ giàn chịu lực của sàn, khung phao, cột có gắn cao su và bản thép dƣới chân, hệ giằng đã đƣợc làm sẵn vào lắp ghép trong phần nhà cố định. Kiểm tra cao độ, cân chỉnh, cố định hệ dàn chịu lực của sàn và khung phao với cột bằng liên kết hàn cứng. Khi liên kết cần đảm bảo tuyệt đối tính áp sát của cột vào phần nhà cố định và tính nằm ngang của sàn. Tránh trƣờng hợp bị xiên lệch cột thì việc trƣợt lên phần nhà cố định của phần nhà nổi sẽ gặp khó khăn.
Đặt những khối xốp đã đƣợc gia công theo kích thƣớc yêu cầu và đã đƣợc bao bọc bằng một lớp nhựa hoặc đƣợc sơn bằng vật liệu tƣơng đƣơng vào khung phao.