Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Giảng Đường Đại Học Hạ Long

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế giảng đường Đại học Hạ Long" là một dự án quan trọng trong bối cảnh phát triển giáo dục hiện… 142 trang · Đại học Hàng Hải · 2015.

• Tác giả: Vũ Thế Anh Đào
• Người hướng dẫn: KTS Nguyễn Thiện Thành
• Trường học: Đại học Hàng Hải
• Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp
• Đề tài: Giảng Đường Đại Học Hạ Long
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
• 1.1. Tổng quan về công trình
• 1.2. Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình
• 1.2.1. Hệ thống giao thông
• 1.2.2. Hệ thống chiếu sáng
• 1.2.3. Hệ thống điện
• 1.2.4. Hệ thống thông gió
• 1.2.5. Hệ thống cấp và thoát nước
• 1.2.6. Hệ thống phòng cháy và chữa cháy
• 1.2.6.1. Hệ thống báo cháy
• 1.2.6.2. Hệ thống cứu hỏa
• 1.3. Điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn
• 1.3.1. Điều kiện khí hậu
• 1.3.2. Điều kiện địa chất
• 1.4. Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng

Tóm tắt

I. Tổng quan về Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Giảng Đường Đại Học Hạ Long

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế giảng đường Đại học Hạ Long" là một dự án quan trọng trong bối cảnh phát triển giáo dục hiện đại. Công trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu học tập của sinh viên mà còn nâng cao chất lượng giáo dục tại khu vực. Với diện tích tổng mặt bằng lên tới 19,300 m², giảng đường được thiết kế với 7 tầng, mỗi tầng cao 3.6m, tạo không gian học tập thoải mái và tiện nghi. Đồ án này thể hiện sự kết hợp giữa kiến trúc hiện đại và các tiêu chuẩn thiết kế giảng đường, nhằm phục vụ tốt nhất cho việc học tập và nghiên cứu.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của Đồ Án Tốt Nghiệp

Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế một giảng đường hiện đại, đáp ứng nhu cầu học tập ngày càng cao của sinh viên. Ý nghĩa của dự án không chỉ nằm ở việc xây dựng cơ sở vật chất mà còn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tại Đại học Hạ Long.

1.2. Các tiêu chuẩn thiết kế giảng đường hiện đại

Thiết kế giảng đường cần tuân thủ các tiêu chuẩn về không gian học tập, ánh sáng, và thông gió. Các tiêu chuẩn này đảm bảo rằng sinh viên có thể học tập trong môi trường thoải mái và hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế giảng đường

Trong quá trình thiết kế giảng đường Đại học Hạ Long, nhiều vấn đề và thách thức đã được đặt ra. Đầu tiên là việc đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình. Thứ hai, việc tối ưu hóa không gian sử dụng cũng là một thách thức lớn. Cuối cùng, việc tích hợp các công nghệ hiện đại vào thiết kế cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Thách thức về an toàn và bền vững

An toàn trong thiết kế giảng đường là yếu tố hàng đầu. Cần đảm bảo rằng công trình có khả năng chịu lực tốt và đáp ứng các tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy.

2.2. Tối ưu hóa không gian sử dụng

Việc tối ưu hóa không gian sử dụng giúp tăng cường hiệu quả học tập. Các phòng học cần được bố trí hợp lý để tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên.

III. Phương pháp thiết kế giảng đường hiệu quả

Để thiết kế giảng đường Đại học Hạ Long một cách hiệu quả, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng phần mềm thiết kế hiện đại, tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế và lắng nghe ý kiến từ các chuyên gia trong ngành.

3.1. Sử dụng phần mềm thiết kế hiện đại

Phần mềm thiết kế hiện đại giúp tạo ra các mô hình 3D chính xác, từ đó dễ dàng điều chỉnh và tối ưu hóa thiết kế.

3.2. Tham khảo tiêu chuẩn quốc tế

Việc tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế trong thiết kế giảng đường giúp đảm bảo rằng công trình đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng và an toàn.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu từ đồ án thiết kế giảng đường đã chỉ ra rằng việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện đại có thể nâng cao chất lượng giáo dục. Công trình không chỉ đáp ứng nhu cầu học tập mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực cho sinh viên.

4.1. Tác động đến chất lượng giáo dục

Công trình giảng đường mới sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục tại Đại học Hạ Long.

4.2. Phản hồi từ sinh viên và giảng viên

Phản hồi từ sinh viên và giảng viên về thiết kế giảng đường cho thấy sự hài lòng cao, điều này chứng tỏ rằng thiết kế đã đáp ứng được nhu cầu thực tế.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế giảng đường

Đồ án thiết kế giảng đường Đại học Hạ Long không chỉ là một công trình xây dựng mà còn là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục. Tương lai của thiết kế giảng đường sẽ tiếp tục phát triển với sự tích hợp của công nghệ và các phương pháp thiết kế hiện đại.

5.1. Tương lai của thiết kế giáo dục

Thiết kế giảng đường trong tương lai sẽ ngày càng chú trọng đến việc tạo ra môi trường học tập thân thiện và hiệu quả hơn.

5.2. Định hướng phát triển bền vững

Định hướng phát triển bền vững trong thiết kế giảng đường sẽ giúp bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp với đề tài "Giảng đường Đại học Hạ Long" được thực hiện bởi sinh viên Vũ Thế Anh Đào (lớp XDD51-ĐH1, Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam) dưới sự hướng dẫn của KTS. Nguyễn Thiện Thành (hướng dẫn phần Kiến trúc) và PGS.TS. Hà Xuân Chuẩn (hướng dẫn phần Kết cấu) vào năm 2015.

Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ yêu cầu phát triển của ngành xây dựng cơ bản trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, gắn liền với nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực kỹ sư xây dựng có năng lực chuyên môn. Tại cơ sở đào tạo, nhu cầu học tập ngày càng cao của sinh viên cùng đòi hỏi nâng cao chất lượng giáo dục và công tác quản lý của nhà trường đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc phát triển, hoàn thiện hệ thống cơ sở hạ tầng. Việc đầu tư xây dựng công trình giảng đường đáp ứng nhu cầu mở rộng không gian giảng dạy, học tập và nghiên cứu thực nghiệm.

Nhiệm vụ và mục tiêu thiết kế của đồ án bao gồm:

1. Thiết kế tổng mặt bằng và giải pháp kiến trúc cho công trình giảng đường đại học quy mô 7 tầng, tích hợp các phòng học lý thuyết, phòng thực hành chuyên môn, phòng làm việc và nghỉ ngơi của giảng viên, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về giao thông, chiếu sáng, thông gió, cấp thoát nước và an toàn phòng cháy chữa cháy.
2. Khảo sát, đánh giá điều kiện tự nhiên, khí hậu và địa chất thủy văn tại khu vực xây dựng thuộc thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh để xác định giải pháp nền móng công trình thích hợp.
3. Xác lập sơ đồ kết cấu chịu lực không gian, sơ bộ lựa chọn kích thước các cấu kiện chịu lực cơ bản (cột, dầm, sàn) bằng bê tông cốt thép.
4. Đề xuất và phân tích so sánh các phương án kết cấu sàn (sàn sườn toàn khối, sàn dầm trực giao, sàn ô cờ, sàn phẳng bê tông cốt thép ứng lực trước không dầm, sàn bê tông cốt thép ứng lực trước làm việc hai phương trên dầm) nhằm lựa chọn giải pháp tối ưu về kỹ thuật và kinh tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án:

• Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp thiết kế kiến trúc và kết cấu chịu lực của khối nhà giảng đường trường đại học cao tầng.
• Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng có diện tích tổng mặt bằng khoảng $19.300\text{ m}^2$, diện tích xây dựng công trình chính $710\text{ m}^2$, tọa lạc tại thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh – trung tâm Vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc.
• Phạm vi thời gian và tài liệu kỹ thuật: Đồ án được hoàn thành năm 2015, sử dụng các số liệu khảo sát địa chất trong phạm vi độ sâu hố khoan $15\text{ m}$ và chuỗi số liệu khí hậu đặc trưng của khu vực Quảng Ninh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được xây dựng trên nền tảng lý thuyết thiết kế công trình dân dụng nhiều tầng bằng bê tông cốt thép toàn khối, kết hợp các công thức thực nghiệm và quy chuẩn xây dựng hiện hành trong công tác phân cấp công trình và xác định kích thước hình học cấu kiện.

Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn phân cấp kỹ thuật:

• Phân cấp công trình xây dựng: Công trình được xếp Cấp II theo quy mô diện tích và tầng cao; Cấp phòng cháy nổ thuộc Cấp II.
• Công thức thực nghiệm xác định kích thước tiết diện dầm:
  • Chiều cao dầm chính: $h_d = \left(\frac{1}{8} \div \frac{1}{12}\right) L_d$ (với $L_d$ là nhịp dầm).
  • Chiều cao dầm phụ: $h_d = \left(\frac{1}{12} \div \frac{1}{20}\right) L_d$.
  • Bề rộng dầm: $b_d = \left(\frac{1}{4} \div \frac{1}{2}\right) h_d$.
• Lý thuyết tính toán bản sàn: Áp dụng lý thuyết bản kê 4 cạnh đối với các ô sàn có tỷ lệ kích thước phù hợp; nguyên lý chia nhỏ nhịp làm việc bằng hệ dầm trực giao đối với các ô bản có cạnh $L_1, L_2 > 6\text{ m}$ để hạn chế nội lực, chiều dày bản và độ võng công trình.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp kỹ thuật: Nghiên cứu công năng sử dụng của giảng đường đại học để bố trí dây chuyền mặt bằng, hệ thống giao thông đứng (thang máy, thang bộ) và giao thông ngang (hành lang).
• Phương pháp khảo sát và đánh giá địa tầng: Phân tích báo cáo kết quả khoan khảo sát địa chất công trình ở độ sâu $15\text{ m}$ để phân chia 7 lớp địa tầng, từ đó lập luận loại bỏ phương án móng nông và lựa chọn phương án móng cọc đài thấp.
• Phương pháp so sánh - đánh giá phương án kỹ thuật: Phân tích ưu điểm, nhược điểm của 5 phương án kết cấu sàn dựa trên các tiêu chí: mức độ hoàn thiện của lý thuyết tính toán, độ phức tạp trong thi công, chi phí ván khuôn, tính thẩm mỹ không gian, chiều cao thông thủy và hiệu quả làm việc chịu tải trọng ngang.

Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án:

• Báo cáo khảo sát địa chất công trình tại khu đất xây dựng (độ sâu hố khoan $15\text{ m}$).
• Số liệu quan trắc khí hậu khu vực thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh (nhiệt độ, chế độ mưa, độ ẩm, hướng gió).
• Bản vẽ mặt bằng kiến trúc và quy hoạch tổng thể khu đất $19.300\text{ m}^2$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Kiến trúc công trình

Chương 1 trình bày toàn diện về giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng, phân chia công năng kiến trúc, thiết kế các hệ thống kỹ thuật công trình, đồng thời tổng hợp các điều kiện tự nhiên, địa chất và kinh tế - xã hội tại địa điểm xây dựng.

1. Tổng quan quy mô và giải pháp mặt bằng kiến trúc:

• Diện tích tổng mặt bằng khu đất khoảng $19.300\text{ m}^2$, trong đó diện tích xây dựng công trình chính chiếm $710\text{ m}^2$.
• Công trình gồm 7 tầng với chiều cao trung bình mỗi tầng là $3,6\text{ m}$. Hình khối kiến trúc tổng thể là khối nhà hình hộp đơn giản, không gian xung quanh được bao bọc bởi hệ thống cây xanh và khoảng sân rộng phía trước.
• Công năng các tầng được tổ chức phục vụ học tập lý thuyết, phòng thực hành chuyên môn, phòng nghỉ cho giảng viên và khu vực hành chính quản lý.
• Toàn bộ hệ thống chịu lực của công trình là hệ khung bê tông cốt thép có nhịp trung bình khoảng $7,2\text{ m}$ kết hợp lõi cứng thang máy.

2. Thiết kế các hệ thống kỹ thuật trong công trình:

• Hệ thống giao thông: Giao thông đứng gồm 01 thang máy đặt tại vị trí trung tâm khối nhà và 02 cầu thang bộ bố trí tại hai đầu khối nhà (đảm nhiệm giao thông giờ cao điểm và thoát hiểm). Giao thông ngang sử dụng hệ hành lang liên kết xuyên suốt các phòng chức năng.
• Hệ thống chiếu sáng và điện sinh hoạt: Kết hợp tối đa chiếu sáng tự nhiên qua hệ cửa sổ với chiếu sáng nhân tạo. Nguồn điện cấp từ mạng lưới điện thành phố, kết hợp 01 máy phát điện dự phòng. Dây dẫn trong phòng và hành lang đi ngầm có vỏ cách điện an toàn; trục dây dẫn đứng bố trí trong hộp kỹ thuật.
• Hệ thống thông gió và điều hòa: Kết hợp thông gió tự nhiên (bố trí hướng công trình đón gió chủ đạo, các phòng tiếp xúc trực tiếp không gian mở) và thông gió nhân tạo (hệ thống điều hòa trung tâm dẫn ống cấp gió đến từng phòng).
• Hệ thống cấp và thoát nước: Nguồn nước sạch từ thành phố được dẫn vào bể chứa ngầm dưới chân công trình, bơm tự động lên bể nước mái rồi phân phối theo đường ống đến các vị trí tiêu thụ. Hệ thống thoát nước tách riêng nước mưa (gom qua sê nô mái xả vào cống thành phố) và nước thải sinh hoạt (gom qua ống dẫn về hệ thống xử lý nội bộ trước khi xả ra mạng lưới thoát nước đô thị).
• Hệ thống phòng cháy và chữa cháy (PCCC): Cấp phòng cháy nổ Cấp II. Thiết bị báo cháy tự động, đèn báo và đồng hồ đo bố trí tại từng phòng, từng tầng và nơi công cộng, truyền tín hiệu về phòng quản lý - bảo vệ. Nguồn nước chữa cháy lấy từ bể mái và họng nước cứu hỏa vách tường, kết hợp bình chữa cháy cầm tay tại các tầng. Hai cầu thang bộ thoát hiểm được trang bị chiếu sáng tự động và quạt thông gió động lực chống ngạt khói.

3. Điều kiện tự nhiên và địa chất công trình:

• Khí hậu: Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa tại Quảng Ninh, bức xạ mặt trời dồi dào, nhiệt độ trung bình năm cao, độ ẩm lớn với trung bình 114 ngày mưa/năm. Khí hậu phân hóa thành mùa nóng (tháng 5 đến tháng 9, mưa nhiều), mùa đông (tháng 11 đến tháng 3 năm sau) cùng hai tháng chuyển tiếp (tháng 4 và tháng 10).
• Địa chất công trình: Cấu tạo nền đất dưới móng gồm 7 lớp địa tầng:
  • Lớp 1: Đất lấp cát hạt mịn đến nhỏ, chiều dày $1,0\text{ m}$.
  • Lớp 2: Đất sét dẻo mềm, chiều dày $3,0\text{ m}$.
  • Lớp 3: Bùn sét chảy, chiều dày $6,0\text{ m}$.
  • Lớp 4: Đất sét dẻo mềm, chiều dày $3,5\text{ m}$.
  • Lớp 5: Á cát, chiều dày $3,0\text{ m}$.
  • Lớp 6: Cát hạt trung, chiều dày $4,8\text{ m}$.
  • Lớp 7: Cát hạt mịn, chưa gặp đáy lớp trong phạm vi khoan sâu $15\text{ m}$.
• Đánh giá địa kỹ thuật: Do sự xuất hiện của các lớp đất yếu có bề dày lớn ở phần trên (đặc biệt là lớp bùn sét chảy dày $6,0\text{ m}$ và các lớp sét dẻo mềm), khu vực xây dựng không cho phép sử dụng giải pháp móng nông. Tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc đài thấp cắm vào tầng đất tốt để đảm bảo ổn định công trình.

Chương 2: Kết cấu công trình (Phân tích lựa chọn phương án kết cấu)

Chương 2 tập trung vào việc thiết lập sơ đồ mặt bằng kết cấu chịu lực, lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực chính và phân tích so sánh các giải pháp kết cấu sàn.

1. Bố trí mặt bằng kết cấu và kích thước tiết diện cột:

• Mặt bằng bố trí cột tầng 1 được định vị trên hệ lưới trục số (từ trục 1 đến trục 20) và hệ lưới trục chữ (gồm các trục a, b, c, c', d, e).
• Tiết diện cột bê tông cốt thép từ tầng 1 đến tầng 7 được phân thành 4 nhóm kích thước:
  • Cột loại 1: Kích thước $350 \times 500\text{ mm}$.
  • Cột loại 2: Kích thước $220 \times 350\text{ mm}$.
  • Cột loại 3: Kích thước $220 \times 400\text{ mm}$.
  • Cột loại 4: Kích thước $220 \times 500\text{ mm}$.

2. Sơ bộ kích thước tiết diện hệ dầm: Dựa trên nhịp tính toán và các công thức thực nghiệm, kích thước các loại dầm được chọn sơ bộ:

• Dầm ngang nhà: Dầm chính kích thước $600 \times 200\text{ mm}$; dầm phụ kích thước $400 \times 200\text{ mm}$.
• Dầm dọc nhà: Dầm chính kích thước $500 \times 200\text{ mm}$ và $400 \times 200\text{ mm}$; dầm phụ kích thước $400 \times 200\text{ mm}$.
• Dầm phụ khu vực đặc thù: Dầm chiếu nghỉ cầu thang và dầm sàn vệ sinh (WC) kích thước $400 \times 200\text{ mm}$.

3. Phân tích so sánh các phương án kết cấu sàn: Tác giả đề xuất 5 giải pháp kết cấu sàn khả thi và tiến hành đánh giá chi tiết:

• Sàn bê tông cốt thép có hệ dầm chính, phụ (sàn sườn toàn khối): Ưu điểm là cơ sở lý thuyết và kinh nghiệm thiết kế - thi công đã hoàn thiện, thi công đơn giản, trang thiết bị phong phú và đảm bảo chất lượng. Nhược điểm là chiều cao dầm và độ võng bản sàn tăng cao khi vượt nhịp lớn, làm giảm chiều cao thông thủy hoặc buộc phải tăng chiều cao tầng (bất lợi khi chịu tải ngang), không gian chia cắt và tốn ván khuôn.
• Sàn có hệ dầm trực giao: Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc hai phương cách nhau khoảng $3\text{ m}$, chia nhỏ các ô sàn lớn ($L_1, L_2 > 6\text{ m}$) thành các ô bản kê 4 cạnh nhịp nhỏ, dầm chính có thể làm dạng dầm bẹt. Ưu điểm là giảm số lượng cột bên trong, tạo không gian kiến trúc thông thoáng, chịu lực tốt, thích hợp công trình có khẩu độ lớn. Nhược điểm là thi công phức tạp, chi phí cao, khi mặt bằng quá rộng chiều cao dầm chính vẫn phải lớn để hạn chế độ võng.
• Hệ sàn ô cờ.
• Sàn phẳng bê tông cốt thép ứng lực trước không dầm.
• Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước làm việc hai phương trên dầm.

Thiết kế kỹ thuật và giải pháp triển khai công trình

Phần tổng hợp các giải pháp kỹ thuật, thông số hình học và điều kiện địa chất công trình được mô tả chi tiết qua các bảng số liệu trích xuất từ đồ án:

Thông số / Hạng mục	Giá trị thiết kế	Ghi chú kỹ thuật
Diện tích tổng mặt bằng	$19.300\text{ m}^2$	Khu đất xây dựng tại TP. Hạ Long
Diện tích xây dựng công trình chính	$710\text{ m}^2$	Khối nhà giảng đường chính
Số tầng công trình	07 tầng	Chiều cao trung bình mỗi tầng: $3,6\text{ m}$
Cấp công trình / Cấp PCCC	Cấp II / Cấp II	Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình công cộng
Hệ kết cấu chịu lực chính	Khung BTCT toàn khối	Kết hợp lõi cứng thang máy
Nhịp khung trung bình	$7,2\text{ m}$	Bố trí lưới trục từ 1 đến 20 và a đến e

Chi tiết cấu trúc địa tầng 7 lớp tại khu đất xây dựng:

Số thứ tự lớp	Tên phân loại đất	Chiều dày lớp ($m$)	Đánh giá khả năng chịu lực
Lớp 1	Đất lấp cát hạt mịn đến nhỏ	$1,0$	Lớp đất lấp bề mặt, không dùng đặt móng
Lớp 2	Đất sét dẻo mềm	$3,0$	Cường độ chịu lực thấp
Lớp 3	Bùn sét chảy	$6,0$	Đất rất yếu, khả năng lún biến dạng lớn
Lớp 4	Đất sét dẻo mềm	$3,5$	Trạng thái dẻo mềm
Lớp 5	Á cát	$3,0$	Tương đối ổn định
Lớp 6	Cát hạt trung	$4,8$	Tầng đất chịu lực tốt
Lớp 7	Cát hạt mịn	Chưa gặp đáy ($> 15\text{ m}$)	Tầng chịu lực sâu

Bảng tổng hợp sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực chính:

Loại cấu kiện	Tên cấu kiện / Vị trí	Kích thước tiết diện ($b \times h$, đơn vị mm)
Cột khung (Tầng 1 - 7)	Cột 1	$350 \times 500$
Cột khung (Tầng 1 - 7)	Cột 2	$220 \times 350$
Cột khung (Tầng 1 - 7)	Cột 3	$220 \times 400$
Cột khung (Tầng 1 - 7)	Cột 4	$220 \times 500$
Dầm ngang nhà	Dầm chính ngang	$200 \times 600$
Dầm ngang nhà	Dầm phụ ngang	$200 \times 400$
Dầm dọc nhà	Dầm chính dọc	$200 \times 500$ và $200 \times 400$
Dầm dọc nhà	Dầm phụ dọc	$200 \times 400$
Dầm phụ khác	Dầm chiếu nghỉ, dầm WC	$200 \times 400$

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật công trình dân dụng nhiều tầng phục vụ đào tạo đại học với các kết quả cụ thể:

1. Kết quả thiết kế kỹ thuật:

• Hoàn thiện mặt bằng công năng kiến trúc 7 tầng trên khu đất $19.300\text{ m}^2$, đáp ứng đồng bộ không gian học lý thuyết, phòng thực hành và khu hiệu bộ.
• Thiết lập đầy đủ mạng lưới kỹ thuật hạ tầng gồm hệ thống cấp thoát nước (phân tách nước mưa và nước thải sinh hoạt có bể xử lý), hệ thống điều hòa không khí kết hợp ống gió nhân tạo và thông gió tự nhiên, hệ thống PCCC Cấp II với giải pháp thang thoát hiểm chống ngạt bằng quạt động lực.
• Xử lý bài toán địa chất phức tạp tại Quảng Ninh (tồn tại lớp bùn sét chảy dày $6,0\text{ m}$) bằng giải pháp móng cọc đài thấp.
• Định hình hệ kết cấu khung bê tông cốt thép nhịp trung bình $7,2\text{ m}$, hệ lõi cứng thang máy và chọn lựa hợp lý tiết diện cột từ $220 \times 350\text{ mm}$ đến $350 \times 500\text{ mm}$, tiết diện dầm chính lên tới $200 \times 600\text{ mm}$.

2. Đóng góp của đồ án:

• Hệ thống hóa quy trình phân tích và lựa chọn phương án kết cấu sàn cho nhà nhiều tầng nhịp lớn ($> 6\text{ m}$), chỉ rõ các giới hạn về chiều cao thông thủy và chi phí cốp-pha của sàn sườn toàn khối truyền thống so với giải pháp sàn dầm trực giao.
• Cung cấp tài liệu thiết kế mẫu hoàn chỉnh về giải pháp kỹ thuật công trình giáo dục Cấp II xây dựng trên nền địa chất yếu ven biển miền Bắc.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và nội dung trình bày trong thuyết minh đồ án:

• Phạm vi khảo sát địa chất trong đồ án bị giới hạn ở độ sâu hố khoan $15\text{ m}$ (chưa chạm đáy lớp cát hạt mịn thứ 7), do đó việc xác định chính xác chiều dài cọc và cao độ mũi cọc tối ưu cần được kiểm chứng thông qua các hố khoan địa chất sâu hơn trong giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công.
• Phần trích đoạn tài liệu mới dừng lại ở bước sơ bộ chọn kích thước tiết diện và so sánh định tính ưu nhược điểm của các phương án sàn. Các bước phân tích nội lực khung không gian chi tiết dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió vùng ven biển Quảng Ninh) và tính toán cốt thép cụ thể cho từng cấu kiện là nội dung cần được triển khai tiếp theo để hoàn thiện hồ sơ thiết kế kỹ thuật.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp "Giảng đường Đại học Hạ Long" là tài liệu học thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Kiến trúc công trình tại các trường đại học kỹ thuật tham khảo về phương pháp tổ chức mặt bằng, quy trình sơ bộ chọn kích thước cấu kiện cột - dầm - sàn và xử lý móng trên nền đất yếu.
• Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình tham khảo phần so sánh kỹ thuật giữa các giải pháp sàn (sàn sườn, sàn dầm trực giao, sàn ứng lực trước) và phương án tích hợp các hệ thống cơ điện (MEP), phòng cháy chữa cháy trong công trình giảng đường đại học.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Giảng đường Đại học Hạ Long có quy mô xây dựng và cấp kỹ thuật như thế nào? Công trình có diện tích xây dựng chính là $710\text{ m}^2$ nằm trên khu đất tổng thể khoảng $19.300\text{ m}^2$. Khối nhà gồm 7 tầng với chiều cao trung bình mỗi tầng là $3,6\text{ m}$, cấp công trình là Cấp II và cấp phòng cháy nổ là Cấp II.

2. Cấu trúc địa tầng tại vị trí xây dựng có đặc điểm gì và giải pháp móng nào được lựa chọn? Địa tầng gồm 7 lớp: Lớp 1 đất lấp ($1,0\text{ m}$), Lớp 2 sét dẻo mềm ($3,0\text{ m}$), Lớp 3 bùn sét chảy ($6,0\text{ m}$), Lớp 4 sét dẻo mềm ($3,5\text{ m}$), Lớp 5 á cát ($3,0\text{ m}$), Lớp 6 cát hạt trung ($4,8\text{ m}$), Lớp 7 cát hạt mịn (khoan sâu $15\text{ m}$ chưa hết). Do có lớp bùn sét chảy dày $6\text{ m}$, đồ án không dùng móng nông mà lựa chọn giải pháp móng cọc đài thấp.

3. Kích thước tiết diện các cột và dầm chính trong công trình được sơ bộ lựa chọn bao nhiêu? Cột từ tầng 1 đến tầng 7 có 4 loại tiết diện: Cột 1 ($350 \times 500\text{ mm}$), Cột 2 ($220 \times 350\text{ mm}$), Cột 3 ($220 \times 400\text{ mm}$), Cột 4 ($220 \times 500\text{ mm}$). Dầm ngang nhà chính có tiết diện $600 \times 200\text{ mm}$, dầm dọc nhà chính có tiết diện $500 \times 200\text{ mm}$ và $400 \times 200\text{ mm}$.

4. Hệ thống kỹ thuật PCCC và thoát hiểm của tòa nhà được bố trí ra sao? Hệ thống báo cháy tự động có đầu báo ở từng phòng, từng tầng và khu công cộng kết nối về phòng điều khiển. Cấp nước chữa cháy từ bể nước mái, họng cứu hỏa và bình cầm tay. Thoát nạn qua 2 buồng thang bộ ở hai đầu nhà, có chiếu sáng tự động và quạt thông gió động lực chống ngạt khói.

5. Tác giả đã đề xuất những phương án kết cấu sàn nào cho công trình? Tác giả đề xuất 5 phương án: Sàn sườn toàn khối bê tông cốt thép; Sàn có hệ dầm trực giao; Hệ sàn ô cờ; Sàn phẳng bê tông cốt thép ứng lực trước không dầm; Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước làm việc hai phương trên dầm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Giảng đường Đại học Hạ Long" của tác giả Vũ Thế Anh Đào đã giải quyết trọn vẹn các yêu cầu cơ bản về thiết kế kiến trúc, bố trí hệ thống hạ tầng kỹ thuật và xác lập giải pháp kết cấu chịu lực cho công trình giáo dục 7 tầng. Nghiên cứu đã đưa ra các luận cứ xác đáng trong việc áp dụng móng cọc đài thấp trên nền đất yếu có lớp bùn sét dày $6,0\text{ m}$ tại thành phố Hạ Long. Đồng thời, đồ án cung cấp bức tranh so sánh chi tiết giữa các giải pháp kết cấu sàn bê tông cốt thép nhịp lớn, làm cơ sở khoa học cho công tác thiết kế và thi công công trình nhà nhiều tầng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 : KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1.1Tổng quan về công trình .Trong công cuộc phát triển mạnh mẽ của đất nước nói chung và của Trường Đại Học Hàng Hải, do nhu cầu học tập ngày càng nâng cao của các sinh viên. Sự cần thiết của chất lượng giáo dục, chất lượng quản lý đòi hỏi sự phát triển không ngừng của nhà trường. Trong sự phát triển về chất lượng giáo dục thì sự phát triển nâng cao cơ sở hạ tầng. Để đáp ứng nhu cầu đó, sự ra đời của công trình “GIẢNG ĐƯỜNG ĐẠI HỌC HẠ LONG ” là rất cần thiết.

Diện tích tổng mặt bằng công trình vào khoảng 19300 m2 trong đó công trình xây dựng chính là 710m2 ,công trình có 7 tầng chiều cao trung bình các tầng là 3,6m, đó là một không gian rất thuận tiện cho việc học tập. Chức năng các phòng, các tầng cũng hết sức đa dạng phù hợp với mục đích chung của công trình như phòng học lý thuyết, phòng thực hành, phòng nghỉ giáo viên. Tổng quan công trình về kết cấu: toàn bộ hệ chịu lực của ngôi nhà là khung BTCT có nhịp trung bình là khoảng 7,2m và lõi cứng của thang máy - Cấp công trình: Cấp II. - Cấp phòng cháy nổ: Cấp II.2 Các hệ thống kỹ thuật chính trong công trình 1.1 Hệ thống giao thông Một là cầu thang máy được bố trí tại giữa khối nhà phục vụ cho giao thông đứng Hai là cầu thang bộ cũng được bố trí tại hai khối nhà phục vụ cho mục đích thoát hiểm và giao thống đứng của công trình khi đến cao điểm.

Hệ thống giao thông ngang tại các tầng là các hành lang dẫn tới các phòng làm việc trong toàn ngôi nhà. Hệ thống chiếu sáng Các phòng ở, hệ thống giao thông chính trong công trình được thiết kế để tận dụng tối đa khả năng chiếu sáng tự nhiên, ngoài ra cũng sử dụng hệ thống chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo nhu cầu chiếu sáng của công trình phục vụ sinh hoạt và làm việc. Hệ thống điện 2 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TS HÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNG ĐHHL Trang thiết bị điện trong công trình được thiết kế và lắp đặt phù hợp tới từng phòng, phù hợp với chức năng và nhu cầu sử dụng điện đảm bảo tiết kiệm và vận hành một cách an toàn. Dây dẫn điện trong các phòng và hệ thống hành lang được đặt ngầm có lớp vỏ cách điện an toàn.

Dây điện đi theo phương đứng được đặt trong các hộp kỹ thuật. Điện cho công trình được lấy từ hệ thống điện thành phố, ngoài ra còn lắp đặt một máy phát điện dự phòng nhằm phục vụ cho các nhu cầu thiết yếu khi mất điện. Hệ thống thông gió - Kết hợp giữa tự nhiên và nhân tạo là phương châm thiết kế cho tòa nhà. - Thông gió nhân tạo bằng hệ thống điều hòa trung tâm cung cấp đến các phòng học, phòng làm việc, phòng thực hành… bằng hệ thống đường ống.

- Thông gió tự nhiên thỏa mãn do các phồng đều được tiếp xúc với không gian tự nhiên đồng thời hướng của công trình phù hợp với hướng gió chủ đạo. Chiếu sáng công trình bằng nguồn điện thành phố và nguồn dự trữ bằng máy phát. Hệ thống cấp và thoát nước Hệ thống cấp nước sinh hoạt: - Nước từ hệ thống cấp nước thành phố được nhận và chứa vào bể ngầm đặt tại chân công trình. - Nước từ bể nước ngầm đưa bơm lên bể nước mái.

Việc điều khiển quá trình bơm được điều khiển hoàn toàn tự động; - Nước từ bể nước mái theo các đường ống cấp nước lắp đặt trong công trình tới các điểm tiêu thụ. Hệ thống thoát nước: gồm nước mưa và nước thải sinh hoạt. - Thoát nước mưa: được thực hiện nhờ hệ thống sê nô và các đường ống gom nước mưa lắp đặt đặt trên mái , đưa nước mưa vào hệ thống thoát nước của công trình đi vào hệ thống thoát nước thành phố. - Nước thải sinh hoạt: nước thải từ các điểm tiêu thụ nước trong công trình được gom từ các đường ống thoát nước lắp đặt trong công trình đưa vào hệ thống xử lý nước thải của công trình sau đó đi vào hệ thống thoát nước của thành phố.

Hệ thống phòng cháy và chữa cháy 3 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TS HÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNG ĐHHL 1. Hệ thống báo cháy Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng, mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng. Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy. Khi phát hiện được cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.

Hệ thống cứu hỏa Nước dùng để chữa cháy được cấp từ bể nước mái và từ họng nước cứu hỏa của công trình. Ngoài ra còn sử dụng các bình chữa cháy cá nhân được bố trí tại các tầng. Về vấn đề thoát hiểm khi có hỏa hoạn xảy ra: sử dụng hai cầu thang bộ tại hai khối đầu nhà, trong lồng thang bố trí hệ thống chiếu sáng tự động. Sử dụng quạt thông gió động lực để chống ngạt.

Điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn 1. Điều kiện khí hậu - Công trình được xây dựng tại Quảng Ninh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thành phố quanh năm tiếp nhận lượng bức xạ mặt trời dồi dào và có nhiệt độ trung bình năm tương đối cao. - Thành phố có độ ẩm và lượng mưa lớn, trung bình có 114 ngày mưa trong một năm - Điều kiện khí hậu : Công trình chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới ẩm là khí hậu đặc trưng của đất nước ta. Một đặc điểm rõ nét của Quảng Ninh là sự thay đổi và khác biệt của hai mùa nóng lạnh trong năm.

Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9 kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình. Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là khí hậu của mùa đông, nhiệt độ trung bình là. Cùng với hai tháng chuyển mùa vào tháng 4 và tháng 10, thành phố có 4 mùa xuân, hạ, thu, đông nhưng không rõ ràng. Điều kiện địa chất Theo kết quả báo cáo địa chất công trình, địa chất dưới móng công trình gồm những lớp sau: -Lớp 1: Đất lấp cát hạt mịn đến nhỏ dày 1 m -Lớp 2: Đất sét dẻo mềm dày 3 m -Lớp 3: Bùn sét chảy dày 6m -Lớp 4: Đất sét dẻo mềm dày 3,5m - Lớp 5: Á cát dày 3 m 4 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TS HÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNG ĐHHL - Lớp 6: Cát hạt trung dày 4,8m -Lớp 7: Cát hạt mịn chưa gặp đáy lớp trong phạm vi độ sâu lỗ khoan 15m Với điều kiện địa chất như trên, trong khu vực xây dựng công trình không cho phép sử dụng giải pháp móng nông nếu không có các biện pháp xử lý thích hợp.

Nên ta tiến hành tính toàn và sử dụng móng cọc đài thấp để đảm vải tính ổn định cho công trình.4 Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng - Công trình xây dựng tại thành phố Hạ Long, nằm ở vị trí trung tâm Vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, là vùng kinh tế phát triển năng động nhất Việt Nam. - Công trình là một khối nhà cao 7 tầng, tạo khối hình hộp đơn giản. - Khuôn viên bên ngoài gồm hệ thống cây xanh bao bọc bên ngoài, phía trước không gian sân rộng. - Chức năng các tầng được bố trí phù hợp với công tác tổ chức hành chính, nhiệm vụ của các phòng và việc học tập nghiên cứu.

5 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TS HÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNG ĐHHL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 e e d d c' c c b b a a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hình 2-1. Mặt bằng bố trí cột tầng 1 Bảng 2-1. Bảng chọn tiết diện cột Tầng Cột 1 Cột 2 Cột 3 Cột 4 1-7 350x500 220x350 220x400 220x500 2.8 Tiết diện dầm Với dầm chính :hd = (1/8 – 1/12)Ld Với dầm phụ : hd = (1/12 – 1/20)Ld Chiều rộng dầm thường được lấy :bd = (1/4 – 1/2) hd. Sơ bộ chọn kích thước dầm Tên dầm Dầm chính Dầm phụ Dầm ngang nhà 600x200 400x200 Dầm dọc nhà 500x200 ; 400x200 400x200 Dầm chiếu nghỉ, dầm WC 400x200 2.9 Phân tích lựa chọn phương án kết cấu sàn 1) Đề xuất phương án kết cấu sàn : + Sàn BTCT có hệ dầm chính, phụ (sàn sườn toàn khối) + Sàn có hệ dầm trực giao + Hệ sàn ô cờ + Sàn phẳng BTCT ứng lực trước không dầm + Sàn BTCT ứng lực trước làm việc hai phương trên dầm 9 SVTH: Vũ Thế Anh Đào Lớp : XDD51-ĐH1 GVHD KT: KTS NGUYỄN THIỆN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD KC: PGS.TS HÀ XUÂN CHUẨN GIẢNG ĐƯỜNG ĐHHL Trên cơ sở phân tích của từng loại phương án kết cấu sàn để lựa chọn ra một dạng kết cấu phù hợp nhất về kinh tế, kỹ thuật, phù hợp với khả năng thiết kế và thi công của công trình a) Phương án sàn sườn toàn khối BTCT: Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm chính phụ và bản sàn.

Ưu điểm: Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm tính toán khá hoàn thiện. Thi công đơn giản. Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công. Chất lượng đảm bảo do đã có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây.

Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với những công trình không có hệ thống cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang. Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng. Quá trình thi công chi phí thời gian và vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn. b)Phương án sàn có hệ dầm trực giao Trong thực tế thường gặp sàn bản kê 4 cạnh có L1 và L2 lớn hơn 6m ,về nguyên tắc ta vẫn tính ô sàn này thuộc bản kê 4 cạnh.