Đồ Án HCMUTE Về Công Trình Văn Phòng: Thiết Kế Hiện Đại và Tiện Nghi

Đồ án nghiên cứu hcmute công trình văn phòng, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Lê Phương Anh Vũ
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Khoa
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
• Đề tài: Thiết Kế Công Trình Cao Ốc Văn Phòng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Tài liệu này phân tích đồ án thiết kế công trình văn phòng tại TP.HCM, thực hiện bởi sinh viên HCMUTE. Công trình gồm 1 tầng trệt, 7 tầng lầu và 1 mái bê tông cốt thép, với chiều cao tổng cộng là 28m. Thiết kế hiện đại được nhấn mạnh thông qua việc sử dụng hệ sàn dầm, hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối và móng cọc ép. Vật liệu chính được sử dụng là bê tông B25 và cốt thép AII, cùng với các vật liệu khác như gạch, gạch lát nền và vữa xây.

II. Tính toán và thiết kế kết cấu

Tài liệu trình bày chi tiết quá trình tính toán và thiết kế các bộ phận chính của công trình văn phòng, bao gồm sàn, cầu thang và khung. Đầu tiên, đồ án tính toán sơ bộ tiết diện của bản sàn, dầm chính và cột dựa trên tải trọng tác động. Tiếp theo, đồ án sử dụng phần mềm SAFE để thiết kế sàn, xác định nội lực và bố trí thép cho các ô sàn. Thiết kế cầu thang bao gồm việc lựa chọn loại cầu thang, tính toán tải trọng, xác định nội lực và bố trí cốt thép. Cuối cùng, đồ án sử dụng phần mềm ETABS để thiết kế khung, tính toán tải trọng gió, tổ hợp tải trọng và tính toán cốt thép cho dầm và cột.

2.1. Thiết kế sàn

Đồ án thiết kế sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để phân tích sàn. Sàn được chia thành các dãy theo hai phương và được mô hình hóa trên phần mềm SAFE. Sau khi gán tải trọng, phần mềm cho ra kết quả nội lực, từ đó thiết kế bố trí thép cho sàn. Đồ án cũng thiết kế đảm bảo độ võng của sàn nằm trong giới hạn cho phép.

2.2. Thiết kế cầu thang

Đồ án lựa chọn thiết kế cầu thang dạng bản chịu lực. Việc tính toán bao gồm xác định tải trọng tác động lên bản thang và bản chiếu nghỉ, xác định nội lực bằng phương pháp thiết kế dầm và tính toán bố trí cốt thép. Đồ án cũng tính toán và thiết kế cốt thép cho dầm chiếu nghỉ.

2.3. Thiết kế khung

Đồ án sử dụng phần mềm ETABS để thiết kế khung. Khung được mô hình hóa và được gán tải trọng bao gồm tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió. Đồ án thực hiện tổ hợp tải trọng theo TCVN và sử dụng kết quả phân tích từ ETABS để thiết kế cốt thép cho dầm và cột.

III. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Đồ án thiết kế này là một ví dụ thực tế về quy trình thiết kế công trình văn phòng hiện đại. Tài liệu cung cấp cách tiếp cận chi tiết, bài bản, bám sát tiêu chuẩn Việt Nam, từ đó có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên kiến trúc trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TP.HCM (HCMUTE) và các trường đại học khác. Đồ án cũng có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo cho các kỹ sư thiết kế văn phòng tại TP.HCM và các khu vực lân cận.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung: - Tên công trình: Văn phòng - Địa chỉ công trình: Cần Thơ - Quy mô công tình. + Công trình bao gồm: 1 tầng trệt, 7 tầng lầu, 1 mái BTCT, mỗi tầng cao 3.5 m + Chiều cao công trình: 28 m tính từ mặt đất tự nhiên. + Kích thước L1 = 6.5 m Hình 1: MẶT BẰNG TẦNG 1 ĐẾN TẦNG 7 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 5 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP II/ Tải trọng tác động: II.1/ Tải đứng: II.1/ Tĩnh tải: - Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: + Trọng lượng bản thân công trình.M + Trọng lượng các lớp hoàn thiện, tường, kính, đường ống thiết bị… II.2/ Hoạt tải: - Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên công trình được xác định theo công năng sử dụng của sàn ở các tầng.2/ Tải ngang: - Công trình được đặt tại Thành Phố Cần Thơ - Tỉnh Cần Thơ nên có phân vùng áp lực gió là IIA III/ Phương án thiết kế: - Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, mặt bằng từ đề bài, tải trọng tác động vào công trình nên phương án thiết kế kết cấu được chọn như sau: + Hệ sàn dầm. + Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối.

+ Phương án thiết kế móng: móng cọc ép. IV/ Vật liệu sử dụng:  Bê tông - Bê tông sử dụng trong công trình là loại bê tông có cấp độ bền B25 với các thông số tính toán như sau:  Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 14.5 MPa  Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 0.9 MPa  Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa  Cốt thép - Cốt thép loại AII  Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 280 MPa  Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 280 MPa  Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 225 MPa  Vật liệu khác:  Gạch: - Loại đặc: γ = 18 kN/m3 - Loại rỗng: γ = 15(kN/m3)  Gạch lát nền Ceramic: γ = 22 kN/m3  Vữa xây: γ = 16 kN/m3 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 6 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ SÀN I/ Tính toán sơ bộ tiết diện: - Chiều dày bản sàn có thể chọn sơ bộ theo công thức sau: D 0.67 mm m 45  Chọn h b  150 mm - Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính:  1 1  1 1 h dc      L dc      6000   375  500  mm  16 12   16 12   Chọn h dc  400 mm 1 1 1 1 b dc      h dc      400  100  200  mm 4 2 4 2  Chọn bdc = 200 mm - Tải trọng: I.1/ Tải trọng thường xuyên do các lớp sàn: Bảng 1: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn Trọng lượng Tĩnh tải tiêu Tĩnh tải tính Cấu tạo sàn Bề dày Hệ số tin cậy riêng chuẩn toán thường (m) n (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) Gạch Ceramic 0.468 Tải trọng thiết bị 0.55 Lớp vữa trát trần 0.351 Tổng tải cấu tạo 1.59 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 7 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Bảng 2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn nhà vệ sinh Trọng lượng Tĩnh tải tiêu Tĩnh tải tính Cấu tạo sàn Bề dày Hệ số tin cậy riêng chuẩn toán thường (m) n (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) Gạch Ceramic 0.22 Lớp tạo độ dốc 0.819 Lớp chống thấm 0.143 Tải trọng thiết bị 0.55 Lớp vữa trát trần 0.351 Tổng tải cấu tạo 1.2/ Tải trọng thường xuyên do tường xây: Giả thiết tường bao xung quanh công trình là tường 20 gạch ống và tường trong là tường 10 gạch ống, đặt trên dầm. - Ta quy tải trọng tường ngăn thành tải phân bố đều. Tải trọng do tường ngăn gây ra: g tt  n  δ t  q t  h t  Lt Trong đó: δ t : bề dày tường q t : trọng lượng riêng của tường qt = 18 (kN/m2) n : hệ số vượt tải n = 1.1 h t : chiều cao tường ht = 3.1 (m) Lt : Tổng chiều dài tường Bảng 3: Tải trọng tường ngăn δt ht qt Lt gt.tt Các loại n Ssàn tường gạch (m) (m) (kN/m2) (m) (kN) (kN) 801.65 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 8 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP I.3/ Hoạt tải tác dụng lên sàn: - Hoạt tải tác dụng lên sàn được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.

Hệ số vượt tải n, đối với tải trọng phân bố đều trên sàn xác định theo điều 4.3 tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 + Khi ptc < 2 kN/m2 thì n = 1.3 + Khi ptc ≥ 2 kN/m2 thì n = 1.2 Bảng 4: Hoạt tải tác dụng Loại Phòng ptc (kN/m2) Hệ số vượt tải n ptt (kN/m2) Khu vực WC 1.6 II/ Xác định nội lực bằng Phương pháp PTHH. - Dưới tác động của tải trọng ngang, nội lực xuất hiện trong sàn không đáng kể (tải trọng ngang được truyền vào lỏi cứng), nội lực trong sàn xuất hiện chủ yếu do tải trọng đứng. Do đó, khi tính toán sàn, không nhất thiết phải tính đến ảnh hưởng của tải trọng ngang, mà chỉ xét các trường hợp tải trọng đứng. Bảng 5: Các trường hợp tải trọng tính toán.

Tên tải Hệ số trọng lượng Giá trị khi khai báo Loại TT Ý nghĩa trọng bản thân (kN/m2) TTBT DEAD 1 Tải trọng BT sàn 2.5 TTCT DEAD 0 Tải trọng các lớp cấu tạo 1.53 TTTX DEAD 0 Tải trọng tường xây 3.24 HT LIVE 0 Hoạt tải sử dụng 1.5; 3; 2; 4 ADD (1TTBT, 1TTTX, Tổ hợp Chuyển vị Tổng tải tác dụng 1TTCT, 1HT1, 1HT2) SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 9 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ADD (1.1TTBT, Tính thép Tổng tải tác dụng 1.1/Xác định nội lực. Hình 2: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE II.2/ Chia dãy, gán tải, mesh sàn  Để đơn giản trong việc xác định nội lực bản sàn, ta chia sàn thành những dãy theo hai phương X và Y, có 2 loại:  Dãy trên cột (Column Strip) với bề rộng bằng ¼ nhịp  Dãy giữa nhịp (Middle Strip) với bề rộng bằng ½ nhịp SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 10 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X Hình 4: Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 11 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 5: Gán tĩnh tải cấu tạo cho sàn SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 12 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 6: Gán tải tường Hình 7: Gán hoạt tải dưới 2kN/m2 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 13 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP. Hình 8: Gán hoạt tải từ 2kN/m2 trở lên SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 14 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP II.3/ Giá trị nội lực của bản sàn: Hình 10: Moment theo phương X SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 15 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 11: Moment theo phương Y SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 16 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP III/ Tính toán và bố trí thép cho các ô sàn: SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 17 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 18 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 19 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP IV/ Kiểm tra độ võng: (Theo TCVN 5574 : 2012 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.8(mm)  Thỏa mãn điều kiện độ võng 250 250 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 20 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ CẦU THANG I/ Cấu tạo cầu thang: - Vế thang 1 và 2 có 10 bậc thang, mỗi bậc có kich thước: L  H  300  173 mm - Sữ dụng cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán và thiết kế - Chọn bề dày bản thang H b  150 mm - Chọn dầm chiếu nghỉ : 200x400 mm MẶT BẰNG CẦU THANG SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 21 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP II/ Tính toán – thiết kế bản thang: II.1/ Tải trọng: - Xác định góc nghiêng bản thang: 1750 tan α   0.2/ Tĩnh tải:  Đối với bản thang: Hình 12: Cấu tạo bản thang - Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo bậc thang theo phương bản xiên:  l  h b  i cos  tdi  b cos   300  0.866 lb Với 1732  3002 - Lớp đá hoa cương: (0.3 - Lớp bậc thang: h cos  0.075m 2 2 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 22 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Bảng 7: Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang Trọng lượng Chiều dày Chiều dày Tĩnh tải tính Hệ số vượt tải Lớp cấu tọa riêng thực tế tương đương toán n (kN/m3) (m) (m) (kN/m2) Đá hoa cương 24 0.35 Tay vịn cầu - - - - 0.3 thang Tổng gct 7.975  Đối với bản chiếu nghỉ: Hình 13:Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ - Tải trọng lên bản chiếu nghỉ:. Bảng 8: Tải trọng lên chiếu nghỉ Trọng lượng Tĩnh tải tiêu Tĩnh tải tính Bề dày Hệ số tin cậy Vật liệu riêng chuẩn toán (m) n (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) Đá hoa cương 0.58 Vữa xi măng 0.525 SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 23 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP II.3/ Hoạt tải: - Đối với bản thang nghiêng p  n  p tc  1m  1.6 kN/m - Đối với bản chiếu nghỉ : p  n  p tc  1m  cos   1.4/ Sơ đồ tính và nội lực: - Các vế thang đối xứng nên ta chỉ tính một vế - Cắt một dãy có bề rộng b = 1m để tính.

- Xét tỷ số hd/hs: (hd/hs = 2 <3)  Nếu hd/hs <3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là khớp;  Nếu hd/hs ≥ 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là ngàm; - Sơ đồ tính:Vế 1 Hình 14: Tĩnh tải cầu thang SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 24 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình15: Hoạt tải cầu thang Hình 16: Nội lực cầu thang SVTH: LÊ PHƯƠNG ANH VŨ MSSV: 16349031 Trang 25 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Dầm D1 ( dầm chiếu nghỉ) Hình 17: Phản lực gối tựa của bản thang.5/ Tính toán và bố trí cốt thép: - Vật liệu sử dụng + Bê tông B25: R b  14.