I. Tổng quan đồ án tốt nghiệp Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai
Đồ án tốt nghiệp Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai là công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp được thực hiện bởi sinh viên Phạm Tiến Định dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Đức Dũng và ThS. Lê Bá Sơn. Dự án thuộc hệ đại học chính quy ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng năm 2017. Đồ án bao gồm hai phần chính là phần tính toán kết cấu và phần thi công công trình. Phần tính toán tập trung vào khung trục, dầm, cột và móng công trình. Phần thi công bao gồm thiết kế biện pháp thi công phần ngầm, phần thân, lập tổng tiến độ và tổng mặt bằng thi công. Công trình sử dụng bê tông B20 với cường độ Rb bằng 11,5 MPa và thép CI có Rs bằng 225 MPa. Các hạng mục thi công bao gồm ép cọc, đào đất, lắp dựng ván khuôn, gia công cốt thép và đổ bê tông.
1.1. Mục tiêu và phạm vi đồ án tốt nghiệp xây dựng
Mục tiêu của đồ án là tính toán và thiết kế đầy đủ các cấu kiện chịu lực cho công trình Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai. Phạm vi bao gồm tính toán khung trục với các tổ hợp tải trọng tác dụng, thiết kế dầm và cột theo tiêu chuẩn hiện hành, tính toán móng cọc cho các trục chịu lực chính. Đồ án còn lập phương án thi công chi tiết cho phần ngầm và phần thân công trình, bao gồm lựa chọn thiết bị thi công, tính toán kho bãi và lập tiến độ thi công tổng thể.
1.2. Đặc điểm kỹ thuật công trình Trung tâm dạy nghề
Công trình Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai có kết cấu khung bê tông cốt thép với nhiều nhịp liên tục. Hệ khung bao gồm các trục A, B, C, D với khoảng cách nhịp 6970 mm và 20910 mm. Tải trọng tác dụng bao gồm tải trọng bản thân, tải trọng sử dụng và tải trọng gió. Công trình sử dụng móng cọc với các loại móng MA3 và MB3, kết hợp đài cọc để truyền tải trọng xuống nền đất. Vật liệu chính là bê tông mác B20 và thép loại CI.
II. Phân tích tải trọng và tính toán nội lực khung kết cấu
Phân tích tải trọng là bước quan trọng trong đồ án tốt nghiệp Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai. Các tải trọng tác dụng vào khung bao gồm tải trọng bản thân kết cấu, tải trọng sử dụng theo tầng và tải trọng gió theo hai phương. Tải trọng bản thân gồm trọng lượng dầm, cột, sàn và tường. Tải trọng sử dụng được xác định theo quy chuẩn xây dựng Việt Nam cho loại công trình giáo dục đào tạo. Tổ hợp tải trọng được thực hiện theo nguyên tắc bất lợi để tìm nội lực lớn nhất cho thiết kế. Sơ đồ tĩnh tải trọng và hoạt tải được vẽ chi tiết cho từng trường hợp tác dụng. Nội lực bao gồm momen uốn, lực cắt và lực dọc được tính bằng phương pháp phân phối momen hoặc phần mềm tính toán. Kết quả tính toán nội lực là cơ sở để xác định tiết diện và bố trí cốt thép cho các cấu kiện.
2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên hệ khung công trình
Tải trọng tác dụng lên hệ khung được phân loại thành tải trọng đứng và tải trọng ngang. Tải trọng đứng gồm bản thân kết cấu với trọng lượng riêng bê tông 2500 kg trên mét khối, tải trọng sử dụng theo quy chuẩn cho công trình giáo dục và tải trọng hoàn thiện. Tải trọng ngang chủ yếu là tải trọng gió được tính theo tiêu chuẩn Việt Nam về tải trọng và tác động. Giá trị tải trọng gió được xác định theo áp lực gió cơ bản, hệ số hình dạng công trình và hệ số chiều cao. Mỗi loại tải trọng được quy đổi thành tải trọng phân bố đều trên dầm và tải trọng tập trung tại các nút khung.
2.2. Tính toán nội lực và tổ hợp tải trọng bất lợi
Nội lực trong khung được tính cho từng trường hợp tải trọng đơn vị tác dụng. Phương pháp sử dụng là phân phối momen theo lý thuyết khung liên tục hoặc sử dụng phần mềm Sap2000. Các thành phần nội lực cần xác định gồm momen uốn M, lực cắt Q và lực dọc N tại các tiết diện nguy hiểm. Tổ hợp tải trọng bất lợi được thực hiện theo hệ số tổ hợp quy định. Trường hợp tổ hợp bao gồm toàn tải đứng, kết hợp tải đứng và gió phương X, kết hợp tải đứng và gió phương Y. Kết quả tổ hợp cho biết tiết diện nào chịu nội lực lớn nhất để thiết kế cốt thép.
III. Giải pháp thiết kế kết cấu và biện pháp thi công công trình
Giải pháp thiết kế kết cấu trong đồ án tốt nghiệp Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai bao gồm tính toán dầm, cột và móng. Dầm được tính toán tiết diện và bố trí cốt thép chịu momen uốn, lực cắt theo nguyên tắc tiết diện đơn giản. Cột được kiểm tra chịu lực nén kết hợp uốn theo hai phương với điều kiện ổn định. Móng được thiết kế dạng móng cọc với đài cọc liên kết các cột trong khung trục. Biện pháp thi công phần ngầm bao gồm thi công ép cọc, đào hố móng và đổ bê tông đài móng. Thi công phần thân sử dụng ván khuôn hệ thống, cốt thép được gia công tại xưởng và lắp dựng tại công trường. Thiết bị thi công chính gồm cần trục tháp, vận thăng và máy trộn bê tông. Tiến độ thi công được lập chi tiết cho từng công tác từ ép cọc đến hoàn thiện.
3.1. Thiết kế dầm và cột bê tông cốt thép
Thiết kế dầm bao gồm xác định tiết diện và tính toán cốt thép chịu lực. Tiết diện dầm được chọn theo nhịp và tải trọng, đảm bảo điều kiện võng và vết nứt. Cốt thép dọc chịu momen uốn được tính theo nguyên tắc tiết diện chữ nhật đơn giản với bê tông B20 và thép CI. Cốt thép đai chịu lực cắt được bố trí theo tính toán với khoảng cách tăng dần từ đầu dầm ra giữa nhịp. Thiết kế cột kiểm tra khả năng chịu lực nén lệch tâm theo hai phương. Tiết diện cột và lượng cốt thép được xác định qua biểu đồ tương tác N-M.
3.2. Biện pháp thi công phần ngầm và phần thân
Biện pháp thi công phần ngầm bao gồm ép cọc bằng máy ép thủy lực, đào hố móng bằng máy xúc kết hợp thủ công và thi công đài móng. Cọc bê tông cốt thép được ép đến lớp đất cứng đạt sức chịu tải thiết kế. Đài móng được thi công với cốt thép đặt sẵn, bê tông được đổ liên tục bằng máy trộn và bơm. Thi công phần thân sử dụng ván khuôn hệ thống panel, giào giáo chống và hệ chống đỡ. Cột được đổ bê tông từng tầng, dầm và sàn được đổ liên tục theo nhịp. Công tác hoàn thiện bao gồm trát, lát nền và sơn tường.
IV. Kết luận và ứng dụng đồ án tốt nghiệp đào tạo nghề
Đồ án tốt nghiệp Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán và thiết kế theo yêu cầu đào tạo đại học chính quy. Phần kết cấu đã xác định được tiết diện và cốt thép cho tất cả cấu kiện chịu lực bao gồm khung, dầm, cột và móng. Phần thi công đã đề xuất được biện pháp thi công khả thi với tiến độ hợp lý và thiết bị phù hợp. Kết quả đồ án cho thấy công trình đảm bảo an toàn chịu lực và ổn định theo tiêu chuẩn hiện hành. Kinh nghiệm từ đồ án áp dụng được cho các công trình tương tự tại khu vực Tây Nguyên. Phương pháp tính toán và thi công có thể tham khảo cho các dự án dạy nghề khác trên địa bàn tỉnh Gia Lai. Đồ án là minh chứng cho chất lượng đào tạo của hệ thống giáo dục nghề nghiệp tại địa phương.
4.1. Đánh giá kết quả và chất lượng đồ án tốt nghiệp
Kết quả đồ án cho thấy các cấu kiện được tính toán đảm bảo yêu cầu chịu lực và sử dụng. Tiết diện dầm và cột phù hợp với tải trọng công trình giáo dục. Móng cọc được thiết kế với hệ số an toàn thỏa mãn quy chuẩn. Biện pháp thi công khả thi với thiết bị và nhân lực hiện có tại địa phương. Tiến độ thi công được lập chi tiết và hợp lý theo từng giai đoạn. Tổng mặt bằng thi công bố trí kho bãi, nhà tạm và đường đi phục vụ thi công hiệu quả. Đồ án đạt yêu cầu về nội dung và hình thức trình bày theo quy định đào tạo.
4.2. Ứng dụng thực tiễn và hướng phát triển công trình
Kết quả đồ án có thể áp dụng trực tiếp cho việc đầu tư xây dựng Trung tâm dạy nghề tỉnh Gia Lai. Phương pháp tính toán kết cấu khung bê tông cốt thép áp dụng được cho nhiều loại công trình giáo dục tương tự. Biện pháp thi công với máy ép cọc và cần trục tháp phù hợp điều kiện xây dựng tại khu vực Tây Nguyên. Tiến độ thi công và tổng mặt bằng là cơ sở để lập dự toán và quản lý thi công. Hướng phát triển bao gồm ứng dụng phần mềm tính toán hiện đại và áp dụng công nghệ xây dựng mới để tăng hiệu quả và chất lượng công trình.
