Đồ án xây dựng dân dụng & CN - Trụ sở ĐH GTVT Hà Nội - Trần Quang Minh

Đồ án tốt nghiệp tập trung vào quy trình thiết kế và thi công trụ sở trường đại học. Nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất cho công trình dân

• Tác giả: Trần Quang Minh
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Dũng
• Trường học: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp
• Đề tài: Trụ sở làm việc Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng và công nghiệp trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội

Đồ án tốt nghiệp này thuộc chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp. Dự án tập trung vào thiết kế trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội. Mục tiêu chính là tính toán và bố trí kết cấu công trình. Công trình bao gồm nhiều tầng với các phòng học, hành lang và mái. Thiết kế phải đảm bảo an toàn, kinh tế và phù hợp quy chuẩn. Đồ án áp dụng lý thuyết kết cấu bê tông cốt thép. Các số liệu tải trọng được xác định cẩn thận. Quá trình tính toán sử dụng phương pháp khung. Kết quả là bộ bản vẽ kỹ thuật hoàn chỉnh. Đồ án thể hiện năng lực ứng dụng kiến thức chuyên môn.

1.1. Giới thiệu đề tài và bối cảnh

Đề tài này nằm trong chương trình đào tạo đại học chính quy. Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội là công trình công cộng quan trọng. Thiết kế yêu cầu tính toán chi tiết các bộ phận kết cấu. Bối cảnh là nhu cầu xây dựng cơ sở vật chất hiện đại cho giáo dục. Đồ án phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Sinh viên thực hiện dưới sự hướng dẫn của giảng viên có kinh nghiệm. Dự án phản ánh thực tế thi công xây dựng tại Việt Nam. Đây là cơ hội áp dụng lý thuyết vào thực tiễn.

1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đồ án

Mục tiêu chính là thiết kế kết cấu an toàn và kinh tế. Yêu cầu bao gồm tính toán tải trọng, nội lực và tiết diện cấu kiện. Đồ án cần có bản vẽ bố trí cốt thép chi tiết. Các số liệu phải chính xác và hợp lý. Thiết kế phải đảm bảo độ bền và ổn định công trình. Yêu cầu khác là viết báo cáo giải trình rõ ràng. Đồ án cần hoàn thành đúng tiến độ đề ra. Kết quả phải đáp ứng các điều kiện cấu tạo và thi công. Đây là tiêu chí đánh giá chất lượng đồ án.

II. Phân tích các vấn đề trong thiết kế kết cấu công trình

Thiết kế kết cấu trụ sở trường đại học gặp nhiều vấn đề kỹ thuật. Một vấn đề là xác định tải trọng chính xác. Tải trọng bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng sử dụng và tải trọng gió. Phân tích nội lực cần tính toán mômen uốn và lực cắt. Bài toán tĩnh không xác định được giải bằng phương pháp khung. Ổn định của cột và dầm cũng là mối quan tâm. Nền đất yếu có thể ảnh hưởng đến móng. Thiết kế phải xem xét các tổ hợp tải trọng不利. Kết quả phân tích giúp chọn tiết diện hợp lý. Vấn đề khác là đảm bảo tính kinh tế mà vẫn an toàn.

2.1. Xác định tải trọng và tác động lên công trình

Tải trọng được phân loại thành tải trọng tĩnh và động. Tải trọng tĩnh bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và tường. Tải trọng sử dụng là tải trọng từ người, thiết bị trong phòng. Tải trọng gió được tính theo tiêu chuẩn Việt Nam. Các hệ số tải trọng áp dụng cho từng trường hợp. Tải trọng sàn được đổi thành tải phân bố đều. Tải trọng từ mái cũng cần tính toán. Tổng hợp tải trọng不利 cho từng vị trí cấu kiện. Xác định đúng tải trọng là bước quan trọng trong thiết kế.

2.2. Phân tích nội lực và độ ổn định kết cấu

Nội lực bao gồm mômen uốn, lực cắt và lực dọc. Phương pháp khung được sử dụng để tính toán nội lực. Sơ đồ tính toán phản ánh thực tế tải trọng tác dụng. Độ ổn định của cột được kiểm tra theo nguyên lý nén. Dầm phải chịu được mômen uốn lớn nhất. Sàn làm việc theo hai phương cần tính toán cẩn thận. Kết quả phân tích biểu đồ nội lực giúp xác định tiết diện. Độ võng của dầm cũng cần kiểm tra. Phân tích đảm bảo kết cấu an toàn dưới mọi tải trọng.

III. Giải pháp và phương pháp tính toán thiết kế

Giải pháp thiết kế sử dụng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối. Kích thước dầm được chọn dựa trên nhịp và tải trọng. Chiều dày sàn xác định theo công thức cấu tạo. Tiết diện cột được sơ bộ chọn theo nguyên lý chịu nén. Móng băng hoặc móng đơn được tính toán phù hợp nền đất. Cốt thép được bố trí theo yêu cầu chịu lực và构造. Tính toán tiết diện cốt thép dầm và sàn theo mômen uốn. Kiểm tra điều kiện构造如 khoảng cách cốt thép. Phương pháp này đảm bảo thiết kế hiệu quả. Kết quả là các tiết diện tối ưu cho công trình.

3.1. Chọn kích thước và tiết diện các cấu kiện chính

Kích thước dầm dọc được chọn như 220x350mm. Chiều dày sàn trong phòng là 100mm, đảm bảo độ cứng. Tiết diện cột được sơ bộ tính theo công thức Fb = k * N / Rb. Kích thước cột như 300x300mm cho tầng dưới. Móng được thiết kế dựa trên tải trọng và điều kiện nền. Việc chọn tiết diện phải thỏa mãn điều kiện构造 tối thiểu. Kích thước ảnh hưởng đến độ cứng và稳定性. Các tiết diện được điều chỉnh sau khi tính toán chi tiết. Giải pháp này平衡 giữa an toàn và kinh tế.

3.2. Tính toán cốt thép và kiểm tra điều kiện构造

Cốt thép dầm được tính theo mômen uốn最大. Bố trí cốt thép chịu lực và cốt thép构造. Kiểm tra điều kiện bảo vệ bê tông và khoảng cách cốt thép. Sàn được tính cốt thép theo hai phương. Cột được tính cốt thép dọc và cốt thép đai. Móng được tính cốt thép底 và cốt thép mặt. Tất cả phải符合 tiêu chuẩn thiết kế kết cấu. Điều kiện构造确保 độ bền và thi công dễ dàng. Kết quả là sơ đồ bố trí cốt thép chi tiết.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế của đồ án

Đồ án đã hoàn thành việc thiết kế kết cấu trụ sở trường đại học. Kết quả bao gồm bộ bản vẽ và báo cáo tính toán. Thiết kế đảm bảo an toàn, kinh tế và符合 quy chuẩn. Đồ án áp dụng được kiến thức học tập vào thực tiễn. Dự án có thể tham khảo cho các công trình tương tự.Ứng dụng thực tế là trong xây dựng cơ sở giáo dục. Đồ án giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng chuyên môn. Kết luận đánh giá tổng thể chất lượng thiết kế. Đây là bước chuẩn bị cho công việc tương lai. Đồ án đóng góp vào lĩnh vực xây dựng dân dụng.

4.1. Đánh giá kết quả và bài học kinh nghiệm

Kết quả đồ án đáp ứng các yêu cầu đề ra. Thiết kế hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế. Bài học là cần tính toán cẩn thận và kiểm tra nhiều lần. Kinh nghiệm trong việc chọn tiết diện và bố trí cốt thép. Đồ án cũng暴露一些 khuyết điểm cần改进. Đánh giá tổng thể cho thấy đồ án đạt chất lượng. Bài học áp dụng cho các dự án xây dựng khác. Kết quả này phản ánh năng lực sinh viên. Đồ án là nền tảng cho công việc thực tế.

4.2. Ứng dụng trong thực tiễn và hướng phát triển

Ứng dụng thực tế là xây dựng trụ sở trường đại học. Thiết kế có thể áp dụng cho các tòa nhà văn phòng. Hướng phát triển là优化 thiết kế để tiết kiệm vật liệu. Có thể áp dụng công nghệ mới như BIM trong thiết kế. Đồ án cũng tham khảo cho giảng dạy kỹ thuật.Ứng dụng khác là trong quy hoạch đô thị. Hướng tương lai là nghiên cứu vật liệu bền vững. Thực tiễn xây dựng tại Việt Nam cần các giải pháp như vậy. Đồ án góp phần nâng cao chất lượng công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 : KIẾN TRÚC Giới thiệu công trình:  Tên công trình: Trụ Sở Làm việc Trường đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội.  Địa điểm xây dựng: Đống Đa - Hà Nội  Đơn vị chủ quản: Trường đại học Giao thông vận tải - Hà Nội.  Thể loại công trình: Nhà làm việc kết hợp phòng học  Quy mô công trình: Công trình có 9 tầng bao gồm cả mái  Chiều cao toàn bộ công trình: 30,95m  Chiều dài: 58.5m  Công trình được xây dựng trên khi đất đã san gạt bằng phẳng và có diện tích xây dựng khoảng 983m2 Chức năng phục vụ: Công trình được 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 trường.  Tầng 1: Gồm các phòng làm việc, sảnh chính và khu vệ sinh…  Tầng 2: Gồm các phòng làm việc, thư viện, kho sách…  Tầng 3 đến tầng 9: Gồm các phòng làm việc khác.

SVTH: TRẦN QUANG MINH / LỚP XD1901D -9- Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội CƠ SỞ TÍNH TOÁN 1. Các tài liệu sử dụng trong tính toán 1. TCVN 5574-2012: Tiêu chuẩn thiết lế kết cấu bê tông cốt thép. TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn tải trọng và tác động.

Tài liệu tham khảo.Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000.Hoàng Hiếu Nghĩa. Ks Trịnh Duy Thành  Sàn sườn BTCT toàn khối – ThS.Nguyễn Duy Bân, ThS. Mai Trọng Bình, ThS. Nguyễn Trường Thắng.

 Kết cấu bêtông cốt thép ( phần cấu kiện cơ bản) – PGS. Phan Quang Minh, Gs. Ngô Thế Phong, Gs. Nguyễn Đình Cống.

 Kết cấu bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – GS. Ngô Thế Phong, Pgs. Lý Trần Cường, Ts Trịnh Thanh Đạm, PGS. Nguyễn Lê Ninh.

 Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép – Ths. Hoàng Hiếu Nghĩa  Khung bê tông cốt thép toàn khối – PGS. SVTH: TRẦN QUANG MINH / LỚP XD1901D - 10 - Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH.TÍNH TOÁN NỘI LỰC 2. LỰA CHỌN CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH.

Hiện nay ở Việt Nam, vật liệu dùng cho kết cấu nhà cao tầng thường sử dụng là kim loại (chủ yếu là thép) hoặc bê tông cốt thép. Nếu dùng kết cấu thép cho nhà cao tầng thì việc đảm bảo thi công tốt các mối nối là rất khó khăn, mặt khác giá thành công trình bằng thép thường cao mà chi phí cho việc bảo quản cấu kiện khi công trình đi vào sử dụng là rất tốn kém. Kết cấu bằng bê tông cốt thép làm cho công trình có trọng lượng bản thân lớn, công trình nặng nề hơn dẫn đến kết cấu móng lớn. Tuy nhiên, kết cấu bê tông cốt thép khắc phục được một số nhược điểm của kết cấu thép: như thi công đơn giản hơn, vật liệu rẻ hơn, bền với môi trường và nhiệt độ, ngoài ra giải pháp này tận dụng được tính chịu nén rất tốt của bê tông và tính chịu kéo của cốt thép bằng cách đặt nó vào vùng kéo của cốt thép.

Từ những phân tích trên, ta lựa chọn bê tông cốt thép là vật liệu cho kết cấu công trình, và để hợp lý với kết cấu nhà cao tầng ta sử dụng bê tông mác cao. Các vật liệu xây dựng chủ yếu như: gạch, cát, đá, xi măng đợc sản xuất tại địa phương để hạ giá thành công trình. Có thí nghiệm xác định tính chất cơ lí trước khi dùng. - Bê tông cấp độ bền B20 : Rb = 11,5 MPa Rbt = 0,9 MPa Eb = 27.103 MPa - Cốt thép: + Nếu d < 10mm thì dùng cốt thép nhóm CI có: Rs = 225MPa Rsw = 175MPa Es = 21.104 MPa + Nếu d > 10mm thì dùng cốt thép nhóm CII có: Rs = 280 MPa Rsw = 225 MPa SVTH: TRẦN QUANG MINH / LỚP XD1901D - 11 - Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội Es = 21.104 MPa - Tra bảng : Bê tông B20 : γb2 = 1; Thép CI : ξR = 0,645; αR = 0,437 Thép CII : ξR = 0,623; αR = 0,429 2.

LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH. Đối với việc thiết kế công trình, việc lựa chọn giải pháp kết cấu đóng một vai trò rất quan trọng, bởi vì việc lựa chọn trong giai đoạn này sẽ quyết định trực tiếp đến giá thành cũng như chất lượng công trình. Có nhiều giải pháp kết cấu có thể đảm bảo khả năng làm việc của công trình do vậy để lựa chọn được một giải pháp kết cấu phù hợp cần phải dựa trên những điều kiện cụ thể của công trình. - Dựa vào đặc điểm công trình.

- Tải trọng tác dụng vào công trình. - Yêu cầu của kiến trúc về hình dáng, công năng, tính thích dụng. - Xuất phát từ đặc điểm công trình là khối nhà nhiều tầng (8 tầng ), chiều cao công trình lớn, tải trọng tác dụng vào cộng trình tương đối phức tạp. Nên cần có hệ kết cấu chịu lực hợp lý và hiệu quả.

Phân loại các giải pháp kết cấu. Kết cấu chịu lực chính (các dạng kết cấu khung) 2. Hệ khung chịu lực. - Hệ kết cấu thuần khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng.

Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn, khả năng chịu tải trọng ngang kém, biến dạng lớn. Để đáp ứng đượcyêu cầu biến dạng nhỏ thì mặt cắt tiết diện, dầm cột phải lớn nên lãng phí không gian sử dụng, vật liệu, thép phải đặt nhiều. - Trong thực tế kết cấu thuần khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất 7, 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất đến cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9. Hệ kết cấu vách cứng lõi cứng.

- Hệ kết cấu vách cứng có thể đợc bố trí thành hệ thống thành 1 phương,2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng. Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thườngđược sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng. SVTH: TRẦN QUANG MINH / LỚP XD1901D - 12 - Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội - Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của của các vách tường chỉ tỏ ra hiệu quả ở những độ cao nhất định. Khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cũng phải có kích thước đủ lớn mà điều đó khó có thể thực hiện được.

Ngoài ra hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra các không gian rộng. - Trong thực tế, hệ kết cấu vách cứng được sử dụng có hiệu quả cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7, độ cao giới hạn bị giảm đi nếu cấp phòng chống động đất cao hơn.Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng). - Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng. Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy.

Khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng. Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn trong trường hợp này hệ sàn liên khối có ý nghĩa rất lớn. Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang.

Hệ khung chủ yếu đợc thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiên để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc. - Loại kết cấu này được sử dụng cho các ngôi nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất  7; 30 tầng đối với nhà trong vùng có động đất cấp 8; 20 tầng đối với cấp 9. Kết luận : Công trình “Trụ Sở Làm Việc Trường Đại Học GTVT Hà Nội” là công trình cao 8 tầng, chiều cao trung bình mỗi tầng là 3,5m, bước nhịp trung bình là 7 m.

Vì vậy tải trọng theo phương đứng và phương ngang là khá lớn. Đồng thời, do đặc điểm của công trình là trụ sở làm việc yêu cầu đảm bảo về mặt kiến trúc, công năng, tính thích dụng. Kích thước của công trình theo phương ngang là 16,8m, theo phương dọc là 58,5m, theo phương đứng là 32,15m.Từ những đặc điểm trên ta thấy sử dụng phương án Khung BTCT chịu lực là hợp lý hơn cả. Công trình có chiều dài lớn so với chiều rộng ( H>2B) thì ta nên chọn hệ khung phẳng để tính toán vì tính toán khung phẳng đơn giản hơn và tăng độ an toàn cho công trình… 2.

Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn. Phương án sàn sườn BTCT toàn khối: 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 SVTH: TRẦN QUANG MINH / LỚP XD1901D - 13 - Trụ sở trường đại học giao thông vận tải hà nội thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công. Chất lượng đảm bảo do có nhiều kinh nghiệm thiết kế và thi công trước đây.

Nhược điểm: chiều cao 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 thủy 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. Không tiết kiệm thời gian và chi phí vật liệu, không tiết kiệm đợc không gian sử dụng.Phương án sàn ô cờ BTCT: Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m. Các dầm chính có thể làm ở dạng dầm bẹt để tiết kiệm khụng gian sử dụng trong phòng.

Phù hợp cho nhà có hệ thống lới cột vuông.