Đồ án tốt nghiệp HCMUTE: Các chuyên đề 1, 2, 3

Khám phá đồ án HCMUTE chuyên đề tốt nghiệp 1, 2, 3 với hướng dẫn chi tiết, ý tưởng sáng tạo và kinh nghiệm thực tiễn cho sinh viên.

• Tác giả: Nguyễn Việt
• Người hướng dẫn: TS. Lê Anh Thắng
• 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: Chuyên Đề Tốt Nghiệp 1
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan

Chuyên đề tốt nghiệp tại HCMUTE tập trung vào việc thiết kế và tính toán kết cấu cho một công trình văn phòng tại Vũng Tàu. Công trình này bao gồm 1 tầng trệt và 7 tầng lầu, với chiều cao tổng cộng là 28m. Các yếu tố như tải trọng tác động, phương án thiết kế và vật liệu sử dụng được phân tích kỹ lưỡng. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn, từ đó nâng cao khả năng làm việc trong ngành khoa học kỹ thuật. Việc lựa chọn phương án thiết kế kết cấu như hệ sàn dầm và móng cọc ép được thực hiện dựa trên hồ sơ khảo sát địa chất và tải trọng tác động vào công trình.

1.1 Giới thiệu chung

Công trình văn phòng được thiết kế với quy mô 1 tầng trệt và 7 tầng lầu, mỗi tầng cao 3.5m. Tải trọng tác động lên công trình bao gồm tĩnh tải và hoạt tải, được xác định theo tiêu chuẩn TCVN. Việc xác định tải trọng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình. Các thông số kỹ thuật như cường độ bê tông và cốt thép cũng được nêu rõ, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về vật liệu sử dụng trong xây dựng.

1.2 Tải trọng tác động

Tải trọng tác động lên công trình được chia thành tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân công trình và các lớp hoàn thiện, trong khi hoạt tải được xác định theo công năng sử dụng của sàn. Việc phân tích tải trọng giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách thức tính toán và thiết kế kết cấu, từ đó đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho công trình.

II. Tính toán Thiết kế sàn

Chương này tập trung vào việc tính toán và thiết kế sàn cho công trình. Các bước tính toán được thực hiện theo quy trình khoa học, từ việc xác định sơ bộ tiết diện cho đến tính toán cốt thép. Việc sử dụng phần mềm SAFE 2016 để kiểm tra độ võng của sàn là một trong những điểm nổi bật của chương này. Điều này không chỉ giúp sinh viên làm quen với công nghệ hiện đại mà còn nâng cao khả năng phân tích và đánh giá kết cấu. Các bảng tính toán và hình ảnh minh họa được đưa ra để hỗ trợ cho việc hiểu rõ hơn về quy trình thiết kế.

2.1 Tính toán sơ bộ tiết diện

Chiều dày bản sàn được xác định theo công thức tính toán, từ đó lựa chọn kích thước phù hợp cho dầm chính và dầm phụ. Việc tính toán này giúp đảm bảo rằng sàn có thể chịu được tải trọng tác động mà không bị biến dạng quá mức. Các thông số như chiều dày và kích thước dầm được đưa ra cụ thể, giúp sinh viên có cái nhìn rõ ràng về quy trình thiết kế.

2.2 Tải trọng

Tải trọng thường xuyên do các lớp sàn và tường xây được tính toán chi tiết. Các bảng số liệu được cung cấp để minh họa cho việc xác định tải trọng, từ đó giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách thức tính toán và phân tích tải trọng trong thiết kế kết cấu. Việc này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn.

III. Tính toán Thiết kế cầu thang

Chương này trình bày chi tiết về việc thiết kế cầu thang, một phần quan trọng trong công trình. Cấu tạo cầu thang được mô tả rõ ràng, từ kích thước bậc thang cho đến tải trọng tác động lên cầu thang. Việc tính toán nội lực và kiểm tra độ an toàn cho cầu thang là rất cần thiết, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp. Các hình ảnh minh họa và bảng số liệu được sử dụng để hỗ trợ cho việc hiểu rõ hơn về quy trình thiết kế cầu thang.

3.1 Cấu tạo cầu thang

Cầu thang được thiết kế với 10 bậc, mỗi bậc có kích thước cụ thể. Việc lựa chọn bề dày bản thang và các lớp cấu tạo được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật. Điều này giúp đảm bảo rằng cầu thang không chỉ an toàn mà còn thẩm mỹ. Các thông số kỹ thuật được đưa ra rõ ràng, giúp sinh viên nắm vững kiến thức về thiết kế cầu thang.

3.2 Tính toán thiết kế bản thang

Tính toán tải trọng cho bản thang và bản chiếu nghỉ được thực hiện chi tiết. Các bảng số liệu và hình ảnh minh họa được sử dụng để hỗ trợ cho việc hiểu rõ hơn về quy trình tính toán. Việc này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn, từ đó nâng cao khả năng làm việc trong ngành xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I/ Giới thiệu chung: - Tên công trình: Văn phòng - Địa chỉ công trình: Vũng Tàu - 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 = 5.6 m, L4 = 4 m 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. + 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 Tân An - Tỉnh Long An 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 B20 với các thông số tính toán như sau:  Cường độ tính toán chịu nén: Rb = 11.5 MPa  Cường độ tính toán chịu kéo: Rbt = 0.9 MPa  Mô đun đàn hồi: Eb = 27000 MPa  Cốt thép - Cốt thép loại AI (đối với cốt thép có Ø ≤ 10)  Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 225 MPa SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 6 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP  Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 225 MPa  Cường độ tính toán cốt ngang: Rsw = 175 MPa  Mô đun đàn hồi: Es = 210000 MPa - Cốt thép loại AIII (đối với cốt thép có Ø > 10)  Cường độ tính toán chịu nén: Rsc = 365 MPa  Cường độ tính toán chịu kéo: Rs = 365 MPa  Mô đun đàn hồi: Es = 200000 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: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 7 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 0.44 mm m 45  Chọn h b  120 mm - Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính trục Y:  1 1  1 1 h dc      L dc      7000   437  583 mm  16 12   16 12   Chọn h dc  500 mm 1 1 1 1 b dc      h dc      500  125  250  mm 4 2 4 2  Chọn bdc = 200 mm - Xác định sơ bộ kích thước của dầm chính trục X:  1 1  1 1 h dc      L dc      5500   343  458  mm  16 12   16 12   Chọn h dc  500 mm 1 1 1 1 b dc      h dc      500  125  250  mm 4 2 4 2  Chọn bdc = 200 mm - Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ:  1 1  1 1 h dp      L dp      7000   350  437  mm  20 16   20 16   Chọn h dp  400 mm 1 1 1 1 b dc      h dc      400  100  200  mm 4 2 4 2  Chọn bdc = 200 mm SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 8 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP II/ Tải trọng: II.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 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: - Ta quy tải trọng tường ngăn thành tải phân bố đều trên các dầm ảo. Tải trọng do tường ngăn gây ra: g tt  n  δ t  q t  h t 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 SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 9 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP h t : chiều cao tường ht = 3.1 (m) Bảng 3: Tải trọng tường ngăn δt ht qt gt.tt Các loại tường gạch n (m) (m) (kN/m2) (kN/m) (kN/m) Tường 10 gạch ống 0.14 Tường 20 gạch ống 0.28 Tường 10 gạch ống 0.14 Tường 20 gạch ống 0.3/ 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 III/ 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.

SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 10 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP 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 3 TTCT DEAD 0 Tải trọng các lớp cấu tạo 1.53 TTTX DEAD 0 Tải trọng tường xây 5.16 HT LIVE 0 Hoạt tải sử dụng 1.5; 3; 2; 4 ADD (1TTBT, 1TTTX, Chuyển vị Tổng tải tác dụng 1TTCT, 1HT1, 1HT2) Tổ hợp ADD (1.1TTBT, Tính thép Tổng tải tác dụng 1.1/ Xác định nội lực. Hình 1: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 11 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP III.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 1m  Dãy giữa nhịp (Middle Strip) với bề rộng bằng 1m Hình 2: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 12 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y Hình 4: Mesh sàn SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 13 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 5: Gán tĩnh tải cấu tạo cho sàn SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 14 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 6: Gán tải tường Hình 7: Gán hoạt tải dưới 2kN/m2. SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 15 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 9: Gán hoạt tải từ 2kN/m2 trở lên III.3/ Giá trị nội lực của bản sàn: Hình 10: Moment theo phương X SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 16 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Hình 11: Moment theo phương Y SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 17 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP IV/ Tính toán và bố trí thép cho các ô sàn: Bảng 6: Bảng tính toán cốt thép sàn Chọn thép Momen M As b As chọn Ô sàn Ô bản Kí hiệu SAFE (daNm) (mm2) (mm) ϕ a (mm2) M1 7.6 6 100 283 Vệ sinh S1vs 692 305.7 8 180 279 Hành lang MII 4.5 6 150 189 SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 18 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP M2 3.84 8 160 314 phòng MII 6.3 6 130 218 SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 19 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP M2 4.2 6 200 142 Ban công S2bc M 2.3 6 200 142 SVTH: NGUYỄN VIỆT MSSV: 16349029 Trang 20 do an CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP S4bc M 2.6 6 200 142 V/ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐỘ VÕNG BẰNG PHẦN MỀM SAFE 2016 - Sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông khi chịu lực, dẫn tới giảm độ cứng tiết diện và làm tăng độ võng - Sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng. Theo TCXDVN 356-2005, độ võng toàn phần f được tính như sau: f = f1 - f2 + f3 Trong đó: + f1: độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng + f2: độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn + f3: độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn Với kết cấu sàn làm việc theo hai phương, việc tính võng chỉ tiện trong thực hành khi dùng phương pháp PTHH có kể đến các yếu tố trên khi tính biến dạng.

Dùng chương trình SAFE 2016 để tính toán độ võng trong thiết kế công trình là phù hợp với sự làm việc thực tế của công trình. - Tải trọng: để tính toán võng thông thường đưa vào các trường hợp tải sau: + DEAD: chỉ kể đến trọng lượng bản thân (Self Weight Multiplier = 1) + SDEAD: trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn (Superimpose), và tải trọng phụ thêm. + LIVE: hoạt tải tác dụng lên sàn. Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải cũng có thành phần tác dụng dài hạn, thường chiếm 20%-30% giá trị của hoạt tải toàn phần.

Để thuận tiện và đơn giản hóa việc khai báo tải trọng vào chương trình ta dùng hệ số 0.3 cho thành phần dài hạn của hoạt tải.