Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp - Thiết kế trung tâm công nghệ tại Đại học Quốc gia Hà Nội - Nguyễn Văn Thiện

Đồ án tốt nghiệp thiết kế trung tâm công nghệ tại Đại học Quốc gia Hà Nội. Nghiên cứu chi tiết về kiến trúc, công nghệ và quy hoạch cho cơ sở hạ tầng hiện đại.

• Tác giả: Nguyễn Văn Thiện
• Người hướng dẫn: KS. Ngô Đức Dũng
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp
• Đề tài: Trung tâm công nghệ trường ĐHQG Hà Nội
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp trung tâm công nghệ ĐHQG Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp trung tâm công nghệ trường ĐHQG Hà Nội là đề tài thiết kế công trình nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép. Công trình nằm trong khuôn viên Đại học Quốc gia Hà Nội, phục vụ nhu cầu nghiên cứu và đào tạo công nghệ. Đây là lĩnh vực phổ biến trong xây dựng dân dụng và công nghiệp hiện nay tại Việt Nam. Các công trình nhà cao tầng góp phần thay đổi bộ mặt đô thị, tạo dáng vẻ hiện đại cho các thành phố lớn. Đồ án áp dụng tiêu chuẩn ISO 9001-2008 trong quản lý chất lượng. Sinh viên thực hiện phải hoàn thành trong thời gian khoảng 14 tuần dưới sự hướng dẫn của giảng viên khoa Xây dựng. Đề tài yêu cầu tính toán kết cấu, thiết kế bản vẽ và lập dự toán công trình.

1.1. Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp công nghệ

Đồ án nhằm rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức chuyên môn vào thực tế thiết kế. Sinh viên phải tính toán tải trọng, xác định kích thước tiết diện cột, dầm và bản sàn. Công trình trung tâm công nghệ đòi hỏi hiểu biết về kết cấu nhà cao tầng, bao gồm khung chịu lực, hệ thống móng và kết cấu mái. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và an toàn công trình.

1.2. Phạm vi áp dụng của đề tài

Đề tài áp dụng cho công trình nhà cao tầng tại khu đô thị đại học. Các tính toán dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành về kết cấu bê tông cốt thép. Phạm vi bao gồm thiết kế kết cấu phần thân và phần móng của công trình. Đồ án cũng xem xét yếu tố tải trọng gió, tải trọng động đất phù hợp với điều kiện địa chất khu vực Hà Nội. Kết quả thiết kế có thể tham khảo cho các công trình tương tự trong lĩnh vực giáo dục và nghiên cứu.

II. Phân tích tải trọng và tính toán kết cấu công trình

Tính toán tải trọng là bước quan trọng trong thiết kế kết cấu công trình trung tâm công nghệ. Tải trọng bao gồm tải trọng bản thân, tải trọng sử dụng, tải trọng gió và tải trọng động đất. Tổng tải trọng tác dụng lên sàn phòng được xác định bằng tổng tải trọng sống và tải trọng chết. Tổng tải trọng sàn phòng đạt khoảng 602,8 kg/m². Tải trọng sàn hành lang đạt 722,8 kg/m² do có thêm tải trọng đặc biệt. Tải trọng phân bố trên sàn mái khoảng 664,1 kg/m². Các thông số này làm cơ sở tính toán kích thước tiết diện cấu kiện. Phương pháp tính sử dụng sơ đồ đàn hồi và sơ đồ dẻo tùy theo loại kết cấu.

2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu

Tải trọng chết bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu, tường ngăn và hoàn thiện. Tải trọng sống bao gồm tải trọng sử dụng theo quy chuẩn Việt Nam. Tải trọng gió được tính theo chiều cao công trình và vùng gió. Đối với nhà 8 tầng, ảnh hưởng của tải trọng gió tương đối lớn tại các tầng trên cao. Để đảm bảo an toàn thi công, thường bỏ qua lực tập trung tại mép khung, chỉ tính tải trọng phân bố theo tầng. Tải trọng động đất được xác định theo cấp động đất khu vực.

2.2. Tính toán kích thước tiết diện cột

Kích thước tiết diện cột được xác định dựa trên tổng tải trọng tác dụng. Diện tích tiết diện cột tính theo công thức xét đến momen uốn. Với hệ số an toàn k bằng 1,1, diện tích cột trục B đạt khoảng 1900,4 cm². Kích thước cột được chọn là 25x75 cm với diện tích 1875 cm². Cột trục C có diện chịu tải tương đương cột trục B nên chọn cùng kích thước. Cột trục A có diện truyền tải nhỏ hơn nên kích thước tiết diện giảm tương ứng.

III. Giải pháp thiết kế bản sàn và dầm bê tông cốt thép

Bản sàn được tính toán theo sơ đồ bản kê bốn cạnh dựa trên lý thuyết đàn hồi. Tỷ số nhịp dài trên nhịp ngắn quyết định phương pháp tính toán phù hợp. Với nhịp tính toán lt2 bằng 6,98m và lt1 bằng 3,95m, tỷ số r đạt 1,767. Mômen uốn được xác định qua hệ số tra bảng phụ lục theo sơ đồ đàn hồi. Mômen dương ở giữa nhịp và mômen âm ở gối được tính toán riêng biệt. Cốt thép chịu lực được bố trí theo kết quả tính toán mômen. Bê tông B20 với cường độ Rb bằng 115 kG/cm² thường được sử dụng cho bản sàn. Cốt thép nhóm CI với Rs bằng 2250 kG/cm² đảm bảo khả năng chịu lực. Hàm lượng cốt thép phải đạt yêu cầu tối thiểu theo quy chuẩn.

3.1. Tính toán bản sàn nhà vệ sinh

Bản sàn nhà vệ sinh được tính theo sơ đồ bản kê bốn cạnh. Tải trọng bản sàn bao gồm tải trọng sử dụng 516,2 kg/m² và tải trọng chết 260 kg/m², tổng 776,2 kg/m². Hệ số mômen được tra bảng phụ lục 6 với tỷ số nhịp 1,965 và điều kiện ngàm bốn cạnh. Mômen dương M1 đạt khoảng 138,89 kGm. Mômen âm MA1 đạt khoảng 305,83 kGm. Kết quả này dùng để tính toán cốt thép chịu lực cho bản sàn.

3.2. Bố trí cốt thép chịu mômen

Cốt thép chịu mômen dương được tính với tiết diện chữ nhật. Chiều dày bảo vệ ao bằng 1,5cm, chiều cao hữu hiệu h0 bằng 8,5cm. Với mômen M1 bằng 420,17 kGm, hệ số μ được xác định khoảng 0,05. Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi dải bản rộng 1m đạt khoảng 2,255 cm². Lựa chọn thép Φ8 cự ly 200mm với diện tích As đáp ứng yêu cầu. Hàm lượng cốt thép phải kiểm tra đạt giá trị tối thiểu để tránh phá hoại giòn.

IV. Kết luận và ứng dụng của đồ án tốt nghiệp xây dựng

Đồ án tốt nghiệp trung tâm công nghệ trường ĐHQG Hà Nội hoàn thành đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật. Công trình nhà 8 tầng bê tông cốt thép đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế hiện hành. Các tính toán kết cấu bao gồm tải trọng, tiết diện cột, bản sàn và dầm đều được thực hiện cẩn thận. Bộ hồ sơ thiết kế bao gồm bản vẽ kiến trúc, kết cấu và dự toán công trình. Kết quả đồ án minh chứng khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tế thiết kế. Công trình góp phần cải thiện cơ sở hạ tầng đào tạo và nghiên cứu công nghệ tại đại học quốc gia. Kinh nghiệm từ đồ án hữu ích cho công tác thiết kế các công trình tương tự trong tương lai.

4.1. Ý nghĩa của đồ án trong đào tạo kỹ sư

Đồ án tốt nghiệp là bước tổng hợp kiến thức sau 4,5 năm học tập. Sinh viên được rèn luyện kỹ năng tính toán, thiết kế và lập hồ sơ kỹ thuật. Quá trình thực hiện đồ án giúp hiểu sâu về kết cấu nhà cao tầng. Kinh nghiệm hướng dẫn từ giảng viên và kỹ sư rất quý báu cho nghề nghiệp. Đồ án cũng là cơ hội để sinh viên thể hiện năng lực trước nhà tuyển dụng.

4.2. Khả năng áp dụng cho công trình thực tế

Kết quả đồ án có thể tham khảo cho thiết kế công trình giáo dục tương tự. Các tiêu chuẩn và phương pháp tính toán áp dụng được cho nhiều loại công trình. Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép phù hợp với điều kiện thi công tại Việt Nam. Hồ sơ đồ án cần được điều chỉnh khi áp dụng vào dự án thực tế do điều kiện địa chất khác nhau. Nghiên cứu sâu hơn về giải pháp kết cấu sẽ nâng cao chất lượng công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC 1.Giới thiệu công trình - Tên công trình: Trung tâm Công nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội - Địa điểm xây dựng: 104 đƣờng Xuân Thủy,Cầu Giấy,Hà Nội. - Đơn vị chủ quản: Trƣờng đại học Công Nghiệp - Hà Nội. - Thể loại công trình: Đại học quốc gia Hà Nội. - Quy mô công trình: Công trình có 9 tầng hợp khối: + Chiều cao toàn bộ công trình: 29,7 m + Chiều dài: 54,6m + Chiều rộng: 17,2m 2500 3300 tÇng m¸i tÇng m¸i 3300 3300 tÇng9 tÇng9 3300 3300 tÇng8 tÇng7 tÇng8 tÇng7 3300 3800 tÇng6 tÇng6 3300 3300 29700 29700 tÇng5 tÇng5 3300 3300 tÇng4 tÇng4 3300 3300 tÇng3 tÇng3 3300 3300 tÇng2 tÇng2 3300 3300 tÇng 1 tÇng 1 450 450 mÆt ®øng trôc 1 - 14 tØ lÖ : 1/100 Hình 1.1: Mặt đứng công trình Công trình đƣợc xây dựng trên khi đất đã san gạt bằng phẳng và có diện tích xây dựng khoảng 890m2 nằm trên khu đất có tổng diện tích 1050 m2.

- Chức năng phục vụ: Công trình đƣợc xây dựng phục vụ với chức năng đáp ứng nhu cầu học tập và làm việc cho cán bộ, nhân viên và toàn thể sinh viên của trƣờng. Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tầng 1: Gồm các phòng làm việc, sảnh chính và khu vệ sinh… a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 54600 2300 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 0 4200 4200 4200 4200 4200 4200 2300 D D Phßng §µO T¹O t¹i chøc Phßng §µO T¹O chÝnh quy P. ®ãn tiÕp kh¸ch Phßng qu¸n lý c¸n bé Phßng kÕ to¸n tµi vô 7200 7200 b b wc n÷ wc nam wc nam wc n÷ C C 17200 17200 2800 B B Phßng c«ng t¸c sinh viªn 7200 Phßng §µO T¹O V¡N B»NG 2 P. tr-ëng phßng s¶nh chÝnh ®µo t¹o phßng b¶o vÖ phßng kÜ thuËt A A vØa hÌ tiÒn S¶NH 2300 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 2300 54600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a mÆt b»ng tÇng 1 Hình 1.2: Mặt tầng1 Tầng 2: Gồm các phòng làm việc, phòng đào tạo chất lƣợng cao và trung tâm chuyển giao công nghệ.

a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 54600 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 0 4200 4200 4200 4200 4200 4200 2300 D D phßng häc phßng häc phßng ®µo t¹o chÊt l-îng cao phßng häc phßng häc 7200 7200 b b wc n÷ wc nam wc nam wc n÷ C C 17200 17200 b B B phßng thùc hµnh 7200 phßng nghiªn cøu trung t©m chuyÓn giao c«ng nghÖ kho s¸ch phßng kÜ thuËt A A 2300 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 2300 54600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a Hình 1.3: Mặt bằng tầng 2 Tầng 3 đến tầng 11: Gồm các phòng làm việc, học tập, nghiên cứu và thực hành dành cho các khoa chuyên nghành. Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 54600 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 0 4200 4200 4200 4200 4200 4200 D D phßng häc phßng häc phßng qu¶n lý s.v phßng lµm v iÖc cña gi¸o v iªn phßng häc phßng häc b b wc n÷ wc nam wc nam wc n÷ C C b B B phßng thùc hµnh phßng nghiªn cøu kho s¸ch th- v iÖn phßng kÜ thuËt A A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a Hình 1.4: Mặt bằng tầng 3-8 1. Giải pháp thiết kế kiến trúc: 1.Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình. + Thiết kế tổng mặt bằng tuân thủ các quy định về chỉ giới đƣờng đỏ và chỉ giới xây dựng.

+ Tổng mặt bằng đƣợc chia làm 3 phần chính: Phần nhà ở ,phần cây xanh và một số công trình phụ trợ. Công trình đƣợc xây dựng trên khu đất có diện tích khá lớn ở vị trí sát mặt đƣờng, nên rất thuận tiện cho bố trí không gian cây xanh và giao thông đi lại. + Mặt chính công trình nhìn ra đƣờng rộng 20m, mặt bên công trình tiếp giáp vớiđƣờng nội bộ rộng 12m. + Công trình dự kiến xây dựng sẽ mang phong cách kiến trúc hiện đại, hài hoà vớikhung cảnh hiện có.

Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c«ng tr×nh chÝnh nhµ xe lèi vµo mÆt b»ng tæng thÓ Hình 1.5: Mặt bằng tổng thể 1.Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình. - Công trình đƣợc bố trí trung tâm khu đất tạo sự bề thế cũng nhƣ thuận tiện cho giao thông, quy hoạch tƣơng lai của khu đất. - Công trình gồm 1 sảnh chính tầng 1 để tạo sự bề thế thoáng đãng cho công trình đồng thời đầu nút giao thông chính của tòa nhà. - Vệ sinh chung đƣợc bố trí tại mỗi tầng, ở cuối hành lang đảm bảo sự kín đáo cũng nhƣ vệ sinh chung của khu nhà.Giải pháp về mặt đứng và hình khối kiến trúc công trình.

- Công trình đƣợc thiết kế dạng hình khối theo phong cách hiện đại và sử dụng các mảng kính lớn để toát lên sự sang trọng cũng nhƣ đặc thù của nhà làm việc. - Vẻ bề ngoài của công trình do đặc điểm cơ cấu bên trong về mặt bố cục mặt bằng, giải pháp kết cấu, tính năng vật liệu cũng nhƣ điều kiện quy hoạch kiến trúc quyết định. ở đây ta chọn giải pháp đƣờng nét kiến trúc thẳng, kết hợp với các băng kính tạo nên nét kiến trúc hiện đại để phù hợp với tổng thể mà vẫn không phá vỡ cảnh quan xung quanh nói riêng và cảnh quan đô thị nói chung.Giải pháp giao thông và thoát hiểm của công trình. - Giải pháp giao thông dọc : Đó là các hành lang đƣợc bố trí từ tầng 2 đến tầng 8.

Các hành lang này đƣợc nối với các nút giao thông theo phƣơng đứng (cầu thang), phải đảm bảo thuận tiện và đảm bảo lƣu thoát ngƣời khi có sự cố xảy ra. Chiều rộng của hành lang là 3,0m, của đi các phòng có cánh mở ra phía ngoài. - Giải pháp giao thông đứng: công trình đƣợc bố trí 2 cầu thang bộ và 2 cầu thanh máy đối xứng nhau, thuận tiện cho giao thông đi lại và thoát hiểm. Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Giải pháp thoát hiểm: Khối nhà có hành lang rộng, hệ thống cửa đi, hệ thống thang máy, thang bộ đảm bảo cho thoát hiểm khi xảy ra sự cố.Giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên cho công trình.

Thông hơi, thoáng gió là yêu cầu vệ sinh bảo đảm sức khỏe cho mọi ngƣời làm việc đƣợc thoải mái, hiệu quả. - Về quy hoạch: Xung quanh là bồn hoa, cây xanh đê dẫn gió, che nắng, chắn bụi, chống ồn… - Về thiết kế: Các phòng làm việc đƣợc đón gió trực tiếp, và đón gió qua các lỗ cửa, hành làng để dễ dẫn gió xuyên phòng. - Chiếu sáng: Chiếu sáng tự nhiên, các phòng đều có các cửa sổ để tiếp nhận ánh sáng bên ngoài. Toàn bộ các cửa sổ đƣợc thiết kế có thể mở cánh để tiếp nhận ánh sáng tự nhiên từ bên ngoài vào trong phòng.

Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Giải pháp sơ bộ về hệ kết cấu và vật liệu xây dựng công trình. - Giải pháp sơ bộ lựa chọn hệ kết cấu công trình và cấu kiện chịu lực chính cho công trình: khung bê tông cốt thép, kết cấu gạch. - Giải pháp sơ bộ lựa chọn vật liệu và kết cấu xây dựng: Vật liệu sử dụng trong công trình chủ yếu là gạch, cát, xi măng, kính…. rất thịnh hành trên thị trƣờng, hệ thống cửa đi , cửa sổ đƣợc làm bằng gỗ kết hợp với các vách kính.

Kết luận Do công trình trong vùng khí hậu nóng ẩm ,các giải pháp hình khối ,qui hoạch và giải pháp kết cấu phải đƣợc chọn sao cho chúng đảm bảo đƣợc trong nhà những điều kiện gần với các điều kiện tiện nghi khí hậu nhất đó là : +Nhiệt độ không khí trong phòng +Độ ẩm của không khí trong phòng +Vận tốc chuyển động của không khí +Các điều kiện chiếu sáng =>Các điều kiện tiện nghi cần đƣợc tạo ra trƣớc hết bằng các biện pháp kiến trúc xây dựng nhƣ tổ chức thông gió xuyên phòng vào thời gian nóng ,áp dụng kết cấu che nắng và tạo bóng mát cho cửa sổ ,đồng thời áp dụng các chi tiết kết cấu chống mƣa hắt. Các phƣơng tiện nhân tạo để cải thiện chế độ nhiệt chỉ nên áp dụng trong trƣờng hợp hiệu quả cần thiết không thể đạt tới bằng biện pháp kiến trúc. Ngoài ra còn cần phải đảm bảo mối liên hệ rộng rãi và chặt chẽ giữa các công trình và tổ hợp công trình với môi trƣờng thiên nhiên xung quanh .Đó là một trong những biện pháp quan trọng nhất để cải thiện vi khí hậu. Để đạt đƣợc điều đó,kết cấu bao che của công trình phải thực hiện nhiều chức năng khác nhau : bảo đảm thông gió xuyên phòng đồng thời chống tia mặt trời chiếu trực tiếp chống đƣợc mƣa hắt và độ chói của bầu trời.

Ta chọn giải pháp kiến trúc cố gắng đạt hiệu quả hợp lý và hài hoà theo các nguyên tắc sau : +Bảo đảm xác định hƣớng nhà hợp lý về qui hoạch tổng thể ; +Tổ chức thông gió tự nhiên cho công trình ; +Đảm bảo chống nóng ;che nắng và chống chói ; +Chống mƣa hắt vào nhà và chống thấm cho công trình ; +Chống hấp thụ nhiệt qua kết cấu bao che ,đặc biệt là mái ; +Bảo đảm cây xanh bóng mát cho công trình - Công trình đƣợc thiết kế đáp ứng tốt nhu cầu làm việc của ngƣời sử dụng, cảnh quan hài hòa, đảm bảo về mỹ thuật, độ bền vững và kinh tế, bảo đảm môi trƣờng và điều kiện làm việc của cán bộ, công nhân viên. Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Công trình đƣợc thiết kế dựa theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4601-1998 Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN II 45% KẾT CẤU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGÔ ĐỨC DŨNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN VĂN THIỆN LỚP : XD1401D MÃ SỐ SV :1012104053 *NHIỆM VỤ: 1.TÍNH KHUNG TRỤC 2 (CHẠY KHUNG PHẲNG) 2.TÍNH SÀN TẦNG 4 3.TÍNH HỆ DẦM CỘT KHUNG TRỤC 2 4.TÍNH CẦU THANG BỘ TRỤC 4-5 5.TÍNH MÓNG KHUNG TRỤC 2 Sinh viên: Nguyễn Văn Thiện - XD1401D 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2. các cơ sở tính toán 2. Các tài liệu sử dụng trong tính toán: +TCXDVN 356-2005 Kết cấu bê tông cốt thép.