Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Xây dựng: Thiết kế kết cấu tòa nhà văn phòng VTHT

Khám phá đồ án thiết kế tòa nhà văn phòng VTHt, giải pháp kiến trúc hiện đại, tối ưu không gian làm việc. Tìm hiểu chi tiết dự án.

• Tác giả: Nguyen Van Tien
• Người hướng dẫn: Ts. Le Hoang An
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải TP Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
• Đề tài: Thiết kế kết cấu tòa nhà văn phòng VTHT
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp Thiết kế kết cấu tòa nhà văn phòng VTHT

Đồ án tốt nghiệp với chủ đề "Thiết kế kết cấu tòa nhà văn phòng VTHT" là một dự án quan trọng nhằm tổng hợp và áp dụng kiến thức đã học trong 4 năm đại học. Đồ án này không chỉ rèn luyện kỹ năng tự học, làm việc độc lập mà còn giúp sinh viên nắm vững các nguyên tắc thiết kế và tính toán kết cấu công trình. Qua đồ án, sinh viên sẽ hiểu rõ hơn về quy trình từ thu thập dữ liệu, lựa chọn phương án kiến trúc, thiết kế kết cấu, đến tính toán tải trọng và thiết kế nền móng.

1.1. Mục đích và nhiệm vụ của đồ án

Mục đích chính của đồ án là tổng hợp kiến thức chuyên ngành, rèn luyện kỹ năng tự học và làm việc độc lập, đồng thời áp dụng các phương pháp tính toán và thiết kế công trình. Nhiệm vụ cụ thể bao gồm: tìm hiểu kiến trúc, thiết kế kết cấu và nền móng; phân tích kết cấu chịu tải trọng gió; xây dựng mô hình phân tích kết cấu; tính toán bố trí thép cho dầm, sàn, vách; và thiết kế móng cho công trình.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Đồ án được thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, căn cứ vào các giáo trình, tài liệu chuyên ngành, tiêu chuẩn, quy chuẩn và ứng dụng các phần mềm chuyên dụng như Etabs, Sap, Safe, Autocad, Word, Excel. Các lý thuyết, giả thuyết và quan điểm thiết kế được áp dụng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của dự án.

II. Vị trí và đặc điểm của tòa nhà văn phòng VTHT

Tòa nhà văn phòng VTHT tọa lạc tại một vị trí thuận lợi, đáp ứng yêu cầu về giao thông, tiện ích và môi trường làm việc. Công trình có quy mô lớn, bao gồm nhiều tầng, với mục đích sử dụng chính là văn phòng làm việc. Đặc điểm nổi bật của tòa nhà là thiết kế kiến trúc hiện đại, tối ưu hóa không gian và đảm bảo an toàn, bền vững.

2.1. Vị trí và môi trường xung quanh

Tòa nhà văn phòng VTHT nằm tại trung tâm thành phố, thuận lợi cho việc di chuyển và tiếp cận. Môi trường xung quanh được quy hoạch hợp lý, với các tiện ích như công viên, nhà hàng, siêu thị, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng.

2.2. Đặc điểm kỹ thuật của công trình

Công trình có chiều cao 53 mét, bao gồm 12 tầng và 1 tầng hầm. Thiết kế kiến trúc hiện đại, sử dụng vật liệu bê tông cốt thép, thép và kính. Hệ thống kỹ thuật tiên tiến, bao gồm hệ thống điện, nước, điều hòa, an ninh, đảm bảo môi trường làm việc thoải mái và an toàn.

III. Giải pháp kiến trúc và kết cấu

Giải pháp kiến trúc của tòa nhà văn phòng VTHT tập trung vào việc tối ưu hóa không gian, tạo môi trường làm việc thoải mái và hiệu quả. Thiết kế kết cấu đảm bảo an toàn, bền vững, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Các giải pháp cụ thể bao gồm: thiết kế mặt bằng, hệ thống kết cấu chịu lực, hệ thống móng, và các biện pháp chống động đất, gió bão.

3.1. Thiết kế mặt bằng

Mặt bằng của tòa nhà được thiết kế linh hoạt, phù hợp với nhiều mục đích sử dụng. Các phòng làm việc được bố trí hợp lý, tối ưu hóa diện tích sử dụng. Hệ thống hành lang, cầu thang, thang máy được thiết kế thuận tiện, đảm bảo lưu thông dễ dàng.

3.2. Hệ thống kết cấu chịu lực

Hệ thống kết cấu chịu lực của tòa nhà bao gồm cột, dầm, sàn và vách. Các thành phần này được thiết kế để chịu được các tải trọng tĩnh và động, đảm bảo an toàn và ổn định. Sử dụng vật liệu bê tông cốt thép, thép, và kính, đảm bảo tính thẩm mỹ và bền vững.

3.3. Hệ thống móng

Hệ thống móng của tòa nhà được thiết kế dựa trên điều kiện địa chất và tải trọng công trình. Móng cọc khoan nhồi được lựa chọn để đảm bảo khả năng chịu tải và ổn định. Móng đơn và móng lõi thang được sử dụng tùy theo điều kiện cụ thể của từng vị trí.

IV. Phân tích kết cấu chịu tải trọng gió

Phân tích kết cấu chịu tải trọng gió là một phần quan trọng trong thiết kế công trình cao tầng. Tải trọng gió có thể gây ra các tác động bất lợi, bao gồm lực cắt, mô men uốn, và chuyển vị. Để đảm bảo an toàn, cần tính toán chính xác các thành phần tĩnh và động của tải trọng gió, áp dụng các tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện hành.

4.1. Thành phần tĩnh của tải trọng gió

Thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính toán dựa trên tốc độ gió trung bình, chiều cao công trình, và hệ số hình học. Các bảng tính và công thức được sử dụng để xác định lực cắt, mô men uốn, và chuyển vị do thành phần tĩnh gây ra.

4.2. Thành phần động của tải trọng gió

Thành phần động của tải trọng gió bao gồm các lực dao động do gió thổi qua công trình. Các phương pháp tính toán như chu kỳ dao động, hệ số chuyển vị, và hệ số tương quan không gian được áp dụng để xác định các tác động động của gió. Sử dụng phần mềm chuyên dụng như Etabs để mô phỏng và phân tích.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy thiết kế kết cấu của tòa nhà văn phòng VTHT đảm bảo an toàn, bền vững, và hiệu quả. Các tính toán tải trọng và thiết kế kết cấu được thực hiện chính xác, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật. Ứng dụng thực tiễn của đồ án bao gồm việc xây dựng mô hình thử nghiệm, kiểm tra chất lượng vật liệu, và đánh giá hiệu quả của các giải pháp thiết kế.

5.1. Kết quả tính toán tải trọng

Kết quả tính toán tải trọng cho thấy các thành phần kết cấu chịu lực của công trình đáp ứng yêu cầu về an toàn và ổn định. Các lực cắt, mô men uốn, và chuyển vị được kiểm soát trong giới hạn cho phép, đảm bảo công trình hoạt động hiệu quả.

5.2. Ứng dụng thực tiễn

Ứng dụng thực tiễn của đồ án bao gồm việc xây dựng mô hình thử nghiệm, kiểm tra chất lượng vật liệu, và đánh giá hiệu quả của các giải pháp thiết kế. Kết quả thực nghiệm cho thấy các giải pháp thiết kế đã được áp dụng thành công, đảm bảo công trình đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH − Sau khoảng thời gian bùng nổ của thị trường địa ốc, với sự tăng mạnh của giá thuê văn phòng căn hộ. Hiện nay việc đầu tư, xây dựng trong lĩnh vực này đang chững lại.

Tuy nhiên theo nhận định của các chuyên gia thì đây chỉ là hiện tượng mang tính chu kỳ, một phần do khó khăn chung của nền kinh tế thế giới và chính sách thắt chặt quản lý của nhà nước. Chính điều này ảnh hưởng đến quyết định của chủ đầu tư và tâm lý khách hàng. Cũng theo những nhận định này thị trường văn phòng cho thuê, đặc biệt văn phòng diện tích lớn hiện đại vẫn còn rất nhiều tiềm năng và được dự báo là tiếp tục phát triển trở lại. − Mặt khác, với xu hướng hội nhập, công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, hòa nhập cùng xu thế phát triển của thời đại, sự đầu tư các công trình cao tầng, hiện đại với nhiều tiện nghi thay thế cho các công trình thấp tầng đã xuống cấp rất cần thiết.

Và sự xuất hiện ngày càng nhiều các cao ốc, chung cư, văn phòng trong các thành phố không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng cho các nhà đầu tư nước ngoài mà còn góp phần tích cực vào tạo nên bộ mặt mới của thành phố: một thành phố hiện đại, văn minh xứng đáng là trung tâm số 1 về kinh tế, khoa học của cả nước. Bên cạnh đó sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng góp phần vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc áp dụng kỹ thuật, công nghệ trong tính toán, thiết kế, thi công và xử lý thực tế. − Chính vì thế mà dự án TÒA NHÀ VĂN PHÒNG VTHT, được thành lập. Việc xây dựng dự án này đáp ứng phần nào nhu cầu văn phòng cho thuê cho các nhà đầu tư trong và ngoài nước, tạo cảnh đẹp mỹ quan cho khu đô thị nói riêng và thành phố nói chung, góp phần vào sự phát triển đất nước.

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Vị trí xây dựng − Công trình tọa lạc tại Quận 1, công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp tạo nên sự hài hòa cho tổng thể công trình và quy hoạch khu dân cư, có các tầm nhìn thoáng và đẹp về trung tâm thành phố, phục vụ tốt các nhu cầu của trung tâm − Xung quanh công trình là hệ thống giao thông, hệ thống điện, nước đã hoàn thiện đáp ứng tốt các nhu cầu cho thi công xây dựng. Điều kiện tự nhiên − Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với các đặc trưng của vùng khí hậu đồng bằng Nam Bộ và Nam Trung Bộ. Không có yêu cầu chóng lạnh, hằng năm chia làm 2 màu rõ rệt: − Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. − Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.

− Các yếu tố khí tượng thay đổi theo 2 mùa kể trên, có thể xem xét các mặt như sau: − Nhiệt độ trung bình năm: 27oC − Độ ẩm trung bình năm: 75% - 85% − Lượng mưa trung bình năm: 1600mm – 1800mm − Hướng gió chính thay đổi theo mùa: mùa khô gió chủ đạo từ hướng Bắc chuyển dần sang Đông, Đông Nam và Nam; mùa mưa gió chủ đạo theo hướng Tây Nam SVTH: NGUYỄN VĂN TIẾN – MSSV: 1651160099 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG và Tây. Quy mô công trình − Công trình gồm 15 tầng nổi.00m đặt tại mặt sàn tầng trệt. Mặt đất tự nhiên tại cốt -1. Chiều cao công trình tính từ mặt đất tự nhiên là +54.

− Tầng 1,2: dùng làm sảnh và phòng trưng bày. − Tầng 3: dùng làm phòng họp. − Tầng điển hình: từ tầng 4 đến tầng 15 dùng làm văn phòng, có tổng cộng 15 tầng, riêng tầng 15 có sân thượng. − Tầng mái có hệ thống thoát nước mái công trình, hộp kỹ thuật thang máy và bể nước sinh, cây thu lôi chống sét.

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC Mặt bằng − Công trình có hình dạng gần như tứ giác, chiều dài 51.4 và chiều rộng 18. Diện tích tầng điển hình là 950. − Hệ thống thang máy và thang bộ thoát hiểm được bố trí ở giữa xuyên suốt từ tầng 1 lên đến tầng mái. − Ở mỗi văn phòng đều có hệ thống công trình phụ trợ riêng biệt.

Ngoài ra, sảnh thang cũng chính là sảnh riêng cho từng văn phòng trên mỗi tầng, có cửa ngăn cách không gian. Như vậy, văn phòng tại mỗi tầng không ảnh hưởng lẫn nhau. Điểm nổi bật ở công trình cũng ở việc bố trí lối đi, mỗi phòng đều có lối đi riêng rất thuận tiện. Cầu thang, nhà vệ sinh tập trung tại trung tâm tòa nhà, khoảng cách các phòng đi đến nhau khá thuận lợi.

− Tại tầng 15 một phần làm sân vườn trên mái, còn bao gồm một tầng mái để làm bể nước và hệ thống thông gió.Mặt bằng tầng điển hình Mặt đứng − Mặt đứng công trình có dạng hình chữ nhật với chiều cao tính từ mặt đất tự nhiên là 54. SVTH: NGUYỄN VĂN TIẾN – MSSV: 1651160099 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG − Công trình có hình khối không gian vững chắc, cân đối. Mặt đứng chính sử dụng các ô cửa kính lớn có kích thước và khoảng các hợp lý tạo nhịp điệu cho công trình và lấy ánh sáng cho các phòng bên trong. Hình khối của công trình có dáng vẻ bề thế vuông vắn như không đơn điệu.

− Các tầng đều có 2 mặt nhìn, đây là điểm nổi bật và nổi trội của công trình. Việc bố trí hệ cửa kính một mặt để lấy sáng cho văn phòng bố trí bên trong, một mặt tạo không gian mở có thể quan sát ra bên ngoài. Với việc bố trí kiến trúc như vậy, mọi văn phòng đều có ít nhất một hướng nhìn ra không gian bên ngoài. Nằm ở vị trị trung tâm lại ở nơi có không gian đẹp, ít bị chắn tầm nhìn, sở hữu 1 văn phòng có tầm nhìn đẹp như vậy là đều rất nhiều người lựa chọn đến.

Mặt đứng công trình Hệ thông giao thông − Giao thông theo phương đứng: Toàn bộ công trình có sử dụng 06 thang máy, 01 thang máy phòng cháy chữa cháy và 2 cầu thang bộ 2 vế. Bề rộng mỗi vế cầu thang bộ là 1.1m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra. Thang máy và thang bộ đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang không lớn hơn 20m để giải quyết vấn đề chữa cháy. − Giao thông theo phương ngang: Bao gồm các hàng lang đi lại và sảnh.

SVTH: NGUYỄN VĂN TIẾN – MSSV: 1651160099 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG − Với việc bố trí như vậy việc giao thông đi lại hết sức thuận tiện, khoảng cách từ văn phòng đến cầu thang máy và thang bộ đối với các phòng là như nhau, hành lang đi lại đến các phòng vẫn đảm bảo tính thuận tiện nhất vừa đảm bảo tính riêng biệt cho từng phòng. Giải pháp kỹ thuật 1. Hệ thông điện và chiếu sáng − Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung thêm hệ thống điện dự phòng nhằm đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong toà nhà có thể hoạt động bình thường trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất. Điện năng phải đảm bảo cho hệ thống thang máy và hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục.

− Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường. Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50 A bố trí theo tầng và khu vực đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố. Khi có sự cố mất điện có thể sử dụng máy phát điện dự phòng ở tầng hầm để cung cấp điện cho tòa nhà. − Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo: + Chiếu sáng tự nhiên: các phòng đều có hệ thống cửa để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài kết hợp cùng ánh sáng nhân tạo đảm bảo đủ ánh sáng trong phòng.

+ Chiếu sáng nhân tạo: được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế điện chiếu sáng trong công trình dân dụng. Hệ thống nước − Dung tích bể chứa được thiết kết trên cơ sở số lượng người sử dụng và lượng nước dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện và chữa cháy. Từ bể chứa nước sinh hoạt được dẫn xuống các khu vệ sinh, phục vụ nhu cầu sinh hoạt mỗi tầng bằng hệ thống ống thép tráng kẽm đặt trong các hộp kỹ thuật. − Hệ thống thoát nước thải được thiết kế cho tất cả các khu vệ vinh.

Có 2 hệ thống thoát nước bẩn và hệ thống thoát phân. Toàn bộ nước thải sinh hoạt từ các từ các xí tiểu vệ sinh được thu vào hệ thống ống dẫn, qua xử lý cục bộ bằng bể tự hoại, sau đó được đưa vào hệ thống thoát nước bên ngoài khu vực. Các đường ống đi ngầm trong tường, trong hôp kỹ thuật nằm trong trần sau đó được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố. Hệ thống thông hơi và điều hoà − Về quy hoạch: xung quanh công trình trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió, che nắng, chắn bụi, điều hòa không khí.

Tạo nên môi trường trong sạch thoáng mát. − Về thiết kế: các phòng ở trong công trình được thiết kế hệ thống cửa sổ, cửa đi, ô thoáng, tạo nên sự lưu thông không khí trong và ngoài công trình. Đảm bảo môi trường không khí thoải mái, trong sạch. Hệ thông phòng cháy chữa cháy và chống sét − Việc lựa chọn giải pháp chống sét được tính toán theo yêu cầu trong tiêu chuẩn chống sét hiện hành.

Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng (thiết kế theo TCVN 46 – 84). − Tại mỗi tầng và tại nút giao thông giữa hành lang và cầu thang. Thiết kết đặt hệ thống hộp họng cứa hoả được nối với nguồn nước chữa cháy, mỗi tầng đều được đặt biển chỉ dẫn về phòng và chữa cháy, đặt mỗi tầng 4 bình cứu hoả CO2MFZ4 SVTH: NGUYỄN VĂN TIẾN – MSSV: 1651160099 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG (4kg) chia làm 2 hộp đặt hai bên cầu thang. − Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2622 –1995.