Luận văn Thiết kế kỹ thuật nhà máy giấy lee và man Việt Nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG    LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ KỸ THUẬT NHÀ MÁY GIẤY LEE&MAN VIỆT NAM (HẠNG MỤC: NHÀ VĂN PHÒNG) CHÂU THÀNH –HẬU GIANG (THUYẾT MINH) Cán Bộ Hướng Dẫn: ThS. Hoàng Vĩ Minh Sinh Viên Thực Hiện: Phạm Trung Dân Quốc – 1090624 Lớp: XDDD – CN K35 25/04/2013    Trong những năm học dưới mái trường của trường Đại Học Cần Thơ, em rất cám ơn những gì mà các thầy cô trong trường tận tình hướng dẫn, chỉ bảo. Em xin ghi nhớ công ơn của các thầy cô, đặt biệt là các thầy cô trong khoa Công Nghệ, trường Đại Học Cần Thơ. Và sau 4 năm học tập và rèn luyện, giờ đây là khoảng thời gian để em tổng hợp lại tất cả các kiến thức đã học dưới dạng “luận văn tốt nghiệp”. 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: ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục GVDH: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc 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 Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục GVDH: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc 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 Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục GVDH: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc 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 GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 1 PHẦN 1  KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH  ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU  GIẢI PHÁP KẾT CẤU Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 2 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: - Tên công trình: Nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam - Hạng mục: nhà văn phòng. - Địa điểm xây dựng: Cụm công nghiệp tập trung Phú Hưu A – thị trấn Mái 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: - Nhìn chung, do phục vụ cho công việc văn phòng nên cần có diện tích rộng 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. Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 3 - 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: - Theo phương đứng: gồm hệ thống các cầu thang được bố trí xung quanh và hệ thống thang máy. - Theo phương ngang: gồm các hành lang chạy dọc công trình. 6. Vệ sinh: - Ở mỗi tầng đều có 1 khu vực vệ sinh riêng cho nam – nữ, với đầy đủ thiết bị như: lavabor, bồn cầu,... - Tường được ốp gạch men cao 1.6m - Có hệ thống thông gió và cửa sổ. 7. Cấp, thoát nước: - Nguồn cung cấp nước cho công trình là nguồn nước từ hệ thống thành phố. 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. - Hệ thống thoát nước: + Thoát nước mái, sê-nô: tạo dốc với độ nghiêng cần thiết để đưa lượng nước mưa vào các ống dẫn xuống hệ thống thoát nước bao quanh công trình. + Thoát nước sinh hoat: Lượng nước thải được đưa vào các bể xử li, hố ga,... qua đó thoát ra hệ thống nước công cộng. 8. Hệ thống điện, phòng cháy chữa cháy: - Nguồn điện được cung cấp từ hệ thống lưới điện quốc gia. Ngoài ra công trình còn có xây dựng thêm các hệ thống điện dự phòng để phục vụ trong trường hợp mất điện Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 4 - 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. Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 5 -1.050 ±0.000 +4.800 +9.300 +13.800 +18.300 +21.350+21.450 MAËT ÑÖùNG TRUÏC 1-9 tl: 1/200 1 3 4 6 7 92 5 8 +21.950 +21.950 +17.837 +13.337 +8.837 -1.050 ±0.000 +4.800 +9.300 +13.800 +18.300 +21.350 MAËT ÑÖùNG TRUÏC J-A tl: 1/200 J I H F E B A +21.950 +21.450 +20.150 +17.837 +16.775 +10.025 +13.337 +8.837 +10.025 +15.650 +16.775 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 6 +16.750 -1.050 ±0.000 +4.800 +9.300 +13.800 +18.300 +21.450 JIHFEBA MAËT ÑÖùNG TRUÏC A-J tl: 1/200 -1.050 ±0.000 +4.800 +9.300 +13.800 +18.300 +21.450 +21.950 +16.775 134679 258 MAËT ÑÖùNG TRUÏC 9-1 tl: 1/200 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 7 MẶT BẰNG TẦNG TRỆT OFFICE A B C D E F G H I J 1 3 4 6 7 92 5 8 A-A A4-01 -1.290 -0.110 ±0.000-0.400 -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 -1.450 -0.150 -0.270 -0.570 B-B A4-01 VAêN PHOØNG 102 P. KHAùCH 103 P. GIAùM ÑOáC 106 P. GIAùM ÑOáC 107 P. HOÏP 111 P. KEá TOAùN 110 P. PHOù TOÅNG GIAùM ÑOáC 113 P. GIAùM ÑOáC HAØNH CHíNH 114 P. GIAùM ÑOáC 108 P. GIAùM ÑOáC 109 P. KHAùCH 104 P. KHO 118 P. HOÏP 112 P. PHOù GIAùM ÑOáC TAØI VUÏ 115 P. XUAáT NHAÄP KHAÅU 117 P. KHAùCH 105 TIEáP TAÂN 101 CAàU THANG 121 CAàU THANG 122CAàU THANG 123 P. GIAùM ÑOáC TAØI VUÏ 116 P. VEÄ SINH 119 P. VEÄ SINH 120 E V E V ? ? ? ? ? ? ? ? P. ÑIEÄN 124 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 8 MẶT BẰNG TẦNG 2 A B C D E F G H I J 1 3 4 6 7 92 5 8 A-A A4-01 +5.575 +4.800 +1.920 +2.400 +4.800 +4.800 B-B A4-01 VAêN PHOØNG 201 P. GIAùM ÑOáC 206 P. GIAùM ÑOáC 207 P. GIAùM ÑOáC 208 P. GIAùM ÑOáC 209 P. GIAùM ÑOáC 210 P. GIAùM ÑOáC 212 P. HOÏP 214 P. KHAùCH 202 P. KHAùCH 203 P. KHAùCH 204 P. KHO 216 P. KHO 217 P. KHO 218 P. ÑIEÄN 224 P. VEÄ SINH 219 P. VEÄ SINH 220 CAàU THANG 221 CAàU THANG 222CAàU THANG 223 U U D D E V E V U D ? ? ? P. GIAùM ÑOáC 205 P. GIAùM ÑOáC 205 P. KHAùCH 213 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 9 MẶT BẰNG TẦNG 3 A B C D E F G H I J 1 3 4 6 7 92 5 8 A-A A4-01 +8.850 +8.237 +9.300 +9.300 +8.237 B-B A4-01 +10.025 VAêN PHOØNG 301 P. GIAùM ÑOáC 307 P. GIAùM ÑOáC 306 P. GIAùM ÑOáC 308 P. GIAùM ÑOáC 309 P. GIAùM ÑOáC 310 P. GIAùM ÑOáC 311 P. HOÏP 312 P. KHAùCH 302 P. KHAùCH 303 P. KHAùCH 304 P. VI TíNH 315 P. THÖÛ NGHIEÄM 316 P. KHO 318 P. KHO 317 P. KHO 319 P. ÑIEÄN 325 P. VEÄ SINH 320 P. VEÄ SINH 321 CAàU THANG 322 CAàU THANG 323 U D D U E V E V P. GIAùM ÑOáC 305 P. GIAùM ÑOáC 305 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 10 MẶT BẰNG TẦNG 4 B C D E F G H I J 1 3 4 6 7 92 5 8 A-A A4-01 +14.45 +13.650 +13.800 +12.237 +13.800 +13.650 +13.648 B-B A4-01 +14.55 P. TOÅNG GIAùM ÑOáC 402 P. KHAùCH 407 VAêN PHOØNG 401 P. TRAØ 408 P. GIAùM ÑOáC 405 P. GIAùM ÑOáC 404 P. GIAùM ÑOáC 403 P. KHO 409 P. ÑIEÄN 415 P. VEÄ SINH 410 P. VEÄ SINH 411 CAàU THANG 412CAàU THANG 413 U D E V E V P. GIAùM ÑOáC 406 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 11 MẶT BẰNG TẦNG MÁI CAàU THANG 502 ? ? ? phoøng thang maùy 501 J 9 +18.300 +18.300 1 3 4 6 72 5 8 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 Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 12 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 mùa”. - Có 2 mùa rõ rệt là mua nắng và mùa mưa: + Mùa khô: + Mùa mưa: ( từ tháng 5 đến tháng 11) 1. Mùa khô: - Nhiệt độ trung bình: 300C - Nhiệt độ cao nhất: 400C 2. Mùa mưa: - Nhiệt độ trung bình: 250C - Lượng mưa trung bình:274.4mm - Độ ẩm trung bình: 48.5% 3. 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. GIẢI PHÁP KẾT CẤU - Với mục đích sử dụng lâu dài, nên ta áp dụng giải pháp xây dựng công trình là kế cấu bê tông cốt thép toàn khối, có tường bao che kết hợp với sử dụng vất liệu là khung kính thủy tinh. Phần 2 – KẾT CẤU Chương mở đầu + 1&2 GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 13 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 Phần 2 – KẾT CẤU Chương mở đầu + 1&2 GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 14 Chương mở đầu: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH I. Phương án kết cấu: - Kết cấu chịu lực chính của công trình là khung BTCT đúc toàn khối, kết cấu này được sử dụng rộng rải trong xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp. Kết cấu khung được tạo bởi hệ thống các cột và dầm liên kết với nhau, và chổ liện kết đó được xem như nút cứng, chúng kết hợp với sàn tạo nên kết cấu không gian có độ cứng lớn. Kết cấu khung BTCT tiếp nhận tất cả các tải trọng công trình và truyền xuống móng. - Công trình Nhà máy giấy Lee&Man (hạng mục: nhà văn phòng) được xây dựng bằng hệ thống kết cấu khung BTCT đổ toàn khối. II. Trình tự tính toán: - Chọn sơ đồ tính - Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện cần thiết kế. - Xác định tải trọng tính toán. - Xác định sơ đồ truyền tải: tổ hợp tải trọng cho công trình. -