Luận văn Kết cấu công trình khối hiệu bộ - Giảng dạy trường Cao đẳng Kinh tế kỹ thuật công nghệ II

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ..... KHOA .... Luận văn Kết cấu cơng trình khối hiệu bộ- giảng dạy trường Cao đẳng Kinh tế kỹ thuật cơng nghệ II : LỜI CẢM ƠN Qua 4.5 năm học tập tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, Quý Thầy, Cô đã truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức quí báu cả về chuyên môn lẫn đạo đức nghề nghiệp của người cán bộ kỹ thuật trong tương lai bằng tất cả tình thương và sự tận tụy. Em xin gửi đến tất cả Quý Thầy, Cô lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc. Và trong học kỳ này, em vinh dự được Cô Trần Thị Nguyên Hảo hướng dẫn phần Đồ Aùn Tốt Nghiệp, phần cuối cùng trong chương trình đào tạo tại trường. Quý Thầy, Cô đã không ngại vất vả dành mọi thời gian có thể để kịp thời chỉ dẫn, giải đáp mọi vướng mắc để em hoàn thành Đồ Aùn Tốt Nghiệp đúng tiến độ; kể cả trong các ngày nghỉ cuối tuần, ngày lễ. Em xin chân thành gửi đến tất cả các Quý Thầy, Cô sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc về những kiến thức, những kinh nghiệm mà các Thầy, Cô đã tận tình truyền dạy cho chúng em trong những năm qua.Xin chúc Quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe để tiếp tục đào tạo nhiều cán bộ kỹ thuật tài năng và đức độ phục vụ cho công cuộc Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước. Phần Đồ Aùn Tốt Nghiệp này của em chắc chắn không tránh khỏi nhiều sai sót, kính mong Quý Thầy, Cô tận tình chỉ bảo để em rút kinh nghiệm cho việc thiết kế khi em đã ra trường làm việc. SV. Võ Nguyễn Cao Vinh Tp Hồ Chí Minh, ngày 11/01/2010 MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT................................. 1 1.1 Tổng quát về công trình ........................................................................................ 2 1.2 Các giải pháp kiến trúc kỹ thuật ........................................................................... 3 CHƯƠNG 2 THUYẾT MINH KẾT CẤU .................................................................. 5 2.1 Tiêu chuẩn qui phạm và các giải pháp thiết kế .................................................... 6 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 2 ..................................................................... 7 3.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn .......................................................... 8 3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn ....................................................................... 11 3.3 Tính toán các ô sàn ................................................................................................ 12 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ TẦNG 2 ............................................... 25 4.1 Cấu tạo cầu thang .................................................................................................. 26 4.2 Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang ............................................................. 27 4.3 Tính toán các bộ phận cầu thang ........................................................................... 29 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI................................................................... 37 5.1 Công năng và kích thước hồ nước mái .................................................................. 38 5.2 Xác định sơ bộ kích thước các cấu kiện hồ nước mái ........................................... 39 5.3 Tính toán các cấu kiện hồ nước mái...................................................................... 40 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 2,DẦM TRỤC C ...................................... 61 6.1 Trình tự tính toán ................................................................................................... 62 6.2 Hệ chịu lực của công trình ..................................................................................... 62 6.3 Tải trọng tác dụng ................................................................................................. 64 6.4 Xác định nội lực của kết cấu ................................................................................. 67 6.5 Biểu đồ momen trục 2 ........................................................................................... 73 6.6 Biểu đồ lực cắt trục 2 ............................................................................................ 74 6.7 Biểu đồ lực dọc trục 2 ........................................................................................... 75 6.8 Biểu đồ momen trục C........................................................................................... 76 6.9 Biểu đồ lực cắt trục C ............................................................................................ 77 6.10 Biểu đồ lực dọc trục C ......................................................................................... 78 6.11 Kiểm tra chuyển vị ngang cực đại ở đỉnh nhà ..................................................... 79 6.12 Tính toán cốt thép cho cột trục 2 ......................................................................... 79 6.13 Tính toán cốt thép cho dầm trục 2 ....................................................................... 82 CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ............................................. 88 7.1 Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng..................................................................... 88 7.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi đài đơn (Móng M1) .............................................. 89 CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP .................................................................. 112 8.1 Tính toán móng đơn M1 dưới cột .......................................................................... 113 MỤC LỤC Trang PHỤ LỤC 1 NỘI LỰC DẦM KHUNG TRỤC 2 VÀ TRỤC C ................................. 1 NỘI LỰC BAO MOMEN ......................................................................................... 2 PHỤ LỤC 2 NỘI LỰC CỘT TRỤC 2......................................................................... 75 NỘI LỰC COMB 1 ................................................................................................... 76 NỘI LỰC COMB 2 ................................................................................................... 79 NỘI LỰC COMB 3 ................................................................................................... 81 NỘI LỰC COMB 4 ................................................................................................... 84 NỘI LỰC COMB 5 ................................................................................................... 84 NỘI LỰC COMB 6 ................................................................................................... 86 NỘI LỰC C0MB 7 ................................................................................................... 88 NỘI LỰC COMB 8 ................................................................................................... 90 NỘI LỰC COMB 9 ................................................................................................... 92 NỘI LỰC COMB 10 ................................................................................................. 94 NỘI LỰC COMB 11 ................................................................................................. 96 NỘI LỰC COMB 12 ................................................................................................. 98 NỘI LỰC COMB 13 ................................................................................................. 100 NỘI LỰC COMB 14 ................................................................................................. 102 NỘI LỰC COMB 15 ................................................................................................. 104 NỘI LỰC COMB BAO ............................................................................................ 106 PHỤ LỤC 3 NỘI LỰC TÍNH MÓNG TRỤC 2 ............................................................. 140 PHỤ LỤC 4 BIỂU ĐỒ MOMEN, LỰC CẮT, LỰC DỌC ........................................... 143 CỦA TỪNG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG PHỤ LỤC 5 PHẦN TÍNH TOÁN THÉP DẦM, CỘT TRỤC 2 .................................. 159 VÀ DẦM TRỤC C ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 1 CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 2 I. TỔNG QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH : 1/ Vị trí xây dựng : Hạn g mu ïc co âng trình Khối Hiệu Bộ-Giảng Dạy Lý Thuyết đ ươ ïc x ây dư ïng tro ng khuo ân v iên của Trươ øng Cao đẳng Kinh te á Kỹ thuật côn g ngh ie äp II - so á 20 , đươ øng Tăn g Nhơn Ph ú, Phư ờn g Phư ớc Long B, Quận 9 , Thàn h phố Hồ Chí Minh 2/ Điều kiện địa cha át thủy va ên : a) Địa ch ất côn g t rình : Khu vư ïc x ây dư ïng công trình đ ã đươ ïc đầu tư nh iều hạng mục do vậy đã co ù ke át qu ả kh ảo sát ơ õ nhữn g hạng mu ïc lân cận. Căn cư ù ke át q uả kh ảo sát đ ịa ch ất co âng trình do Liên h iệp Khoa h ọc đ ịa ch ất – Nền mo ùng – Vật lie äu x ây dựng (UGEFEM) thuộc Hội địa chất Việt Nam kh ảo sát tháng 4/200 3 ch o thấy đ ịa tầng kh u v ực tương đối o ån đ ịnh , k hông có như õng biến động b ất thươ øng . Mực nước ng ầm x uất hiện kh á sâu, co ù the å xây dựn g mo ät cách t ươn g đo ái thuận lơ ïi. Ngoài lớp đ ất thực v ật be ân trên, cấu tạo đ ịa tầng gồm 7 lớp ch ính đ ươ ïc thể hiện cu ï thể trong ho à sơ d ịa ch ất. b ) Địa ch ất thủy v ăn : * Nước mặt: p hía đo âng nam khảo sát là vùng khu vư ïc trũng thấp, v ới hệ thốn g ao ho à, ke ânh rạch co ù mư ïc nươ ùc tahy đ ổi thủy trie àu và b ị nh iễm b ẫn bởi ch ất thải sinh ho ạt v à co âng ng hiệp. Về mùa khô, nước trong ke ânh rạch bị nhie ãm mặn. * Nước ng ầm: Tại thời đ iểm kh ào sát (thán g 2 năm 20 06), đo ä sâu mư ïc nươ ùc n gầm đo đuợc tron g các lỗ khoan là 6,6-6,8m. Dựa vào các tài lie äu ng huye ân cứu cu ûa liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam cho thấy trong k hu vư ïc, x ét đ ến ch iều sâu ngh iên cư ùu là 30m, bao gồm các tầng chứa n ứơc: - Tầng chứa nước lo ã ho ång trong các trầm tích Neo gen (n22) - Tầng chứa nước lo ã ho ång trong các trầm tích Pleistcen (qp1-3) - Tầng chứa nước lo ã ho ång trong các trầm tích Holoce n (qh) Nhìn ch ung các tần g chứa nư ớc n ày co ù loại hình ho ùa h ọc là bicacbon at – Natri, Can xi Manhe â có tính ăn mo øn cacb on ic ye áu. Phân tích một mẫu nươ ùc tại HK2 cho ke át q uả. Côn g t hức Cuôclôp : 6,6 143253 35 3 63 )( 14,0 pH MgCaKNa ClHCO M  Nước có loại hình ho ùa học Bicacb onat Cl orua – Natri – Canci Mực n ước tĩnh n ằm ở độ sâu >6m ít ảnh hưởng đe án côn g trình khi sư û du ïng móng no âng. 3/ Qu y mô hạng mục : _ Quy mo â : n hà 7 tầng, co âng trình cấp II _ Tổn g d iện tích xây d ựn g : 981,40m2. _ Tổn g d iện tích sàn : 6 .5 53,80 m2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 3 II. CÁC GIẢI PHÁP KẾT KỸ THUẬT: 1. Kiếùn trúc : Tổ chư ùc mặt bằng co âng trìn h theo kh ối h ình chư õ nh ật có k ích th ươ ùc 3 9.90m x 26 m (ch ưa ke å sảnh ch ính), phù hợp với v ị trí khu đất v à cản h qu an xung quanh. Bo á trí hàn h lang g iư õa v à các hành lanh ph ụ ở hai be ân côn g trình. Giao thông theo phương thẳng đư ùng bằng 1 thang máy v à hai thang bo ä đảm b ảo đủ yêu cầu cho g iao tho âng v à pho øng cháy ch ữa cháy. Công trìn h được tổ chư ùc theo dạn g đ ối x ứng ph ù hơ ïp vơ ùi vị trí v à tính chất của co âng trình. Nền nh à cao 0,75 m so với mặt sân hoàn thie än, chiều cao tầng 1 là 4.6m; các tần g g iữa cao 3 .70 m; ho äi trường cao 7 .40 m. Tồng chiều cao co âng trình ke å từ mặt sân là 33 .950m. Nền nhà lát gạch Ce ramic 40 0x 40 0, các k hu ve ä sinh lát lo ại g ạch nhám ch ốn g trơn trượt. Tườn g n găn x ây gạch ốn g 8 *8 *1 9, bả mastic sơn nước, mặt n go ài o áp đ á g ran ite ch o các mảng tươ øng, co ät sảnh ch ín h tầng trệt h oặc trang trí cá c ho ạ tie át kiến trúc nhằm làm tăn g thêm ve û mỹ qu an cho co âng trình. Mái lợp tôn kẽm sóng v uông trên d àn vì kèo thép vượt k hẩu đo ä 27 .60 m. Đo ùng trần tran g trí cho ho äi trươ øng. Cửa đ i, cửa so å du øng cửa kính khung sắt. 2. Kết cấu : Hệ k ết cấu chính của công trìn h là sử d ụn g khung sàn b ê tông cốt thép đo å tại ch ỗ. Để có thể lin h ho ạt trong sử du ïng kh i cần k ho âng g ian lớn, cho ïn lưới cột, khung co ù nh ịp 11 m, bước gi an 5.5m. Mái dùng vì kéo the ùp to å hợp, khẩu đo ä 27 .60m 3. Cấp đ ie än : Điện sư û du ïng trong công trìn h chu û yếu là đ iện sinh ho ạt, b ao go àm các đe øn chiếu sáng , q uạt, máy lạnh, máy móc thiết b ị v ăn ph òng (máy vi tính, máy phôtô copy, máy in, …). Toàn b ộ côn g t rình sẽ bố trí mo ät c ầu dao tổng p hân p ho ái ch o các bản g điện ơ û các t ần g, từ đó se õ cung cấp cho các ph ụ t ải. Bố trí máy lạnh cho các ph òng : Hiệu trưởng , Hiệu ph ó, các p hòng h ọp lớn , nh ỏ, phòng hội thảo v à p ho øng đo ïc giáo v iên . Nguồn đ iện chính được lấy từ nguồn đie än sinh h oạt cu ûa toàn trường , và từ d ây ta dẫn v ề cầu d ao to ån g cu ûa co ân g trình b ằng cáp điện chôn ng ầm d ươ ùi đất. 4. Cấp nươ ùc : Sử du ïng ng uo àn g iến g k ho an đe å cun g cấp n ước cho côn g trình. Nươ ùc đ ươ ïc ch ứa tron g 2 bề ngầm (dung tích mỗi bể 50m3), một bể dùng cho cấp n ươ ùc sinh ho ạt, mo ät be å dùn g ch o cấp nước cứu hỏa. Từ bể n ươ ùc sin h hoạt ta b ơm le ân be å nước trên mái bằng hai máy bơ m để cấp xu ốn g các kh u vệ sin h. Ở trên mái bố trí 2 b ồn nước ino x ơ û hai đầu n hà cấp ch o hai kh u v ệ sinh ơ û hai b ên, mo ãi b ồn co ù dung tích 1 0m3. Việc b ơm nư ùơc đ ược thực hiện bằng hai máy bơ m, một bơm chí nh và một b ơm dự p ho øng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 4 5. Thoát nươ ùc : Nước mưa : nươ ùc mư a từ mái nh à th eo các o án g đư ùng 10 0 xuống các h ố ga và cu øn g vơ ùi nước mặt ơ û sân trươ øn g thoát ra mương tho át n ươ ùc xung q uanh nh à v à d ẫn ra hệ thốn g thoát chung cu ûa k hu vư ïc. Nước th ải sinh ho ạt : tư ø các khu vệ sinh, nước thải the o o áng tho át tron g các h ộp ge n xuống bể tư ï ho ại, đư ợc lắng lọc trước k hi d ẫn ra mư ơng t ho át n ươ ùc xun g qu an h n hà và khu vư ïc. 6. Pho øng ch áy chữa cháy : Hệ thốn g p ho øng ch áy được sử d ụn g b ằn g hệ thốn g b áo ch áy tư ï đo äng , he ä thống này go àm các đầu b áo k ho ùi và báo nh iệt đặt ở các pho øng co ù tác du ïng khi co ù ch áy xuất hiện khói v à n hiệt thì nhận b iết và, từ đ ây trun g tâm se õ báo lện h đến các co øi báo cháy đặt ơ û các tần g. Nước cấp ch o chữa ch áy đươ ïc bơm b ằng hai máy bơ m ( một máy chính ch ạy bằn g nguo àn điện ch ính và một máy d ự phòng chạy bằn g máy phát dự ph òn g ) lấy nước tư ø bể nước 50 m3 d àn h riêng cho chữa cháy. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊ N HẢO CHƯƠNG 1: KIE ÁN TRÚC& GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH KẾT CẤU SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 5 CHƯƠNG 2 THUYẾT MINH KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH KẾT CẤU SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 6 I. TIÊU CHUẨN QUI PHẠM VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 1. Tiêu chuẩn áp dụng : - TCVN 2 737-1995 : Tie âu ch uẩn về tải trọng và tác độn g. - TCVN 5 574-1991 : Tie âu ch uẩn th iết ke á ke át cấu be â to ân g co át th ép. - TCXD 2 05 :1998 : Tie âu ch uẩn th iết ke á móng . - TCVN 4 5-1978 : Tie âu ch uẩn th iết ke á ne àn nhà và công trình . 2. Vật liệu bê tông cốt thép : + Bê tông mác B2 5 : - Rb = 14 5 Kg/cm2. - Rbt = 10.5 Kg/cm2. + Cốt thép : -   10; th ép AII – Rs = 2 .8 00 Kg/cm2. -  < 10; the ùp AI – Rs = 2 .300 Kg /cm2. 3. Giải pháp kết cấu: a. Cường độ của đất nền và lựa chọn phương án nền móng. Dựa v ào kết quả no äi lực tính toán món g và căn cứ v ào k ết quả kho an địa ch ất co âng trình “XÂY DỰNG KHỐI HIỆ U BỘ TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬ T CÔNG NGHIỆP II” và dư ïa v ào tính chất cơ lý của các tần g đ ịa ch ất ta đ i đ ến ke át qu ả lựa ch ọn phương án móng cọc cho công trình là g iải ph áp mo ùng hơ ïp lý n hất. Phân tích ch ỉ tiêu cơ ly ù của các lớp đất ta đ i đe án lựa chọn lơ ùp số 7 là l ớp đặt mũi cọc b. Kết cấu bên trên : - Phần ke át cấu kh un g bên trên sử du ïn g kh un g chịu lư ïc BTCT d ầm – co ät - Phần mái sử du ïng he ä ke øo thép k ết h ợp vơ ùi xà gồ thép đỡ mái ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT- KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH KẾT CẤU SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN SÀN SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 7 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG K2005 ĐỀ TÀI: TRƯỜNG CĐ KT KT CN II GVHD: ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN SÀN SVTH: VÕ NGUYỄN CAO VINH MSSV: 105105187 Trang 8 3.1. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN Căn cứ vào hồ sơ thiết kế kiến trúc đã lựa chọn ta bố trí lưới cột, hệ thống dầm chính dầm phụ và bản sàn có các loại kích thước như sau: 3.1.1. Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau: hd = 1 m ld trong đó: m - hệ số phụ thuộc vào sơ đồ và tải trọng; m = 8  12 - khi tải trọng là lớn (dầm khung); m = 12 20 - khi tải trọng là nhỏ hoặc trung bình (dầm sàn)ï; ld - nhịp dầm. Bề rộng dầm chọn như sau: bd = b hd với 0.25 0.5b   a. Dầm phụ. hd = 1 1 ( ) 20 12 l bd =( 1 1