Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình 1.1 Giới thiệu công trình 1.1 Tên công trình : Ký túc xá sinh viên trường Cao đẳng. Địa điểm : Thành phố Vĩnh Yên, Tỉnh Vĩnh Phúc.2 Chủ đầu tư công trình : Ban giám hiệu nhà trường.3 Đặc điểm của khu vực xây dựng công trình: Công trình được Xây dựng cạnh trường và nằm ở sát trung tâm thành phố, là khu đất trống cạnh trường, mặt bằng khá bằng phẳng rộng rãi, thoáng mát thuận lợi cho việc thi công.2 Quy mô công trình - Khu đất hiện hữu là 2000 m2 - Số tầng chính: 5 tầng + 1 tầng mái - Diện tích xây dựng công trình: 918,43 m2 - Diện tích sàn các tầng: 502 m2 - Tổng diện tích sàn các tầng: 502x5 = 2510 m2 1.3 Các cơ sở tính toán Quy chuẩn xây dựng Việt Nam. TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
Các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan.4 Giải pháp kiến trúc công trình 1.1 Giải pháp mặt bằng mặt đứng công trình Công trình bao gồm 5 tầng sử dụng và 1 tầng mái ,các tầng đều có chiều cao là 3,6 (m) và có tổng chiều cao là 20,6 (m). + Mặt bằng: Mặt bằng công trình hình chữ nhật, dài 56,07m, rông 16,38m 2 Từ tầng 1 đến tầng 5 các phòng được bố trí làm phòng ở cho sinh viên + Mặt đứng: Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước.2 Giải pháp giao thông trong công trình Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang. Hệ thống giao thông đứng là 2 thang bộ, được bố trí ở giữa và phía cuối nên khoảng cách đến các phòng rất hợp lí. Toàn bộ hệ thống thang được liên hệ với nhau qua dãy hành lang được bố trí dọc công trình dẫn tới các phòng.Đảm bảo rất thuận tiện cho mọi người sinh hoạt trong công trình.Hệ thống chiếu sáng: Tất cả các phòng trong công trình đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài.
Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ hết được những điểm cần chiếu sáng.Hệ thống điện: Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dưới đất đi vào trạm biến thế của công trình. Ngoài ra còn có điện dự phòng cho công trình gồm 2 máy phát điện chạy bằng Diesel cung cấp, máy phát điện này đặt tại tầng trệt của công trình. Khi nguồn điện chính của công trình bị mất vì bất kỳ một lý do gì, máy phát điện sẽ cung cấp điện cho những trường hợp sau: - Các hệ thống phòng cháy, chữa cháy - Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ - Các phòng làm việc ở các tầng - Hệ thống máy tính trong toà nhà công trình - Biến áp điện và hệ thống cáp.Hệ thống điện lạnh và thông gió. Sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm được sử lý và làm lạnh theo hệ thống đường ống chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng, và chạy trong trần theo phương ngang phân bố đến các vị trí tiêu thụ.Hệ thống cấp thoát nước.Hệ thống cấp nước sinh hoạt: 3 -Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể đặt tại tầng hầm công trình.
-Nước được bơm lên bể nước trên mái công trình có dung tích 50 m3. Việc điều khiển quá trình bơm được thực hiện hoàn toàn tự động. Nước từ bồn trên phòng kỹ thuật theo các ống chảy đến vị trí cần thiết của công trình.Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải công trình: Nước mưa trên mái công trình, trên ban công, logia, nước thải của sinh hoạt được thu vào sênô và đưa về bể sử lý nước thải , sau khi sử lý nước thoát và đưa ra ống thoát chung của thành phố.Hệ thống báo cháy Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và 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 nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình.Hệ thống chống sét Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được thiết lập ởtầng mái và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơbị sét đánh.
4 Chương 2 Giải pháp kết cấu và tải trọng công trình 2. Giới thiệu về giải pháp kết cấu công trình Công trình xây dựng muốn đạt hiệu quả kinh tế thì điều đầu tiên là phải lựa chọn cho nó một sơ đồ kết cấu hợp lý. Sơ đồ kết cấu này phải thỏa mãn được các yêu cầu về kiến trúc, khả năng chịu lực, độ bền vững, ổn định cũng như yêu cầu về tính kinh tế. Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà nhiều tầng.
Đối với công trình nhà cao tầng có nhiều dạng Hệ kết cấu chịu lực. Ta xem xét một số dạng hệ kết cấu chịu lực sau. a) Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống theo một phương, hai phương hoặc liên kết lại thành hệ không gian gọi là lõi cứng. Loại kết cấu này có khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng.
Tuy nhiên, hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra không gian rộng. b) Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng) Hệ kết cấu khung-giằng 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 liền khối có ý nghĩa lớn. Thường trong hệ kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột, dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc.
Hệ kết cấu khung-giằng tỏ ra là kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng được thiết kế cho vùng có động đất cấp 7. Kết luận: Qua việc phân tích ưu nhược điểm của các hệ kết cấu chịu lực như trên, kết hợp với đặc điểm kiến trúc công trình của chúng ta là : Công trình nhà gồm 5 tầng chính, 1 tầng mái em quyết định lựa chọn hệ kết cấu chịu lực là Hệ kết cấu khung - giằng. 5 Hệ khung chịu lực của công trình là một hệ không gian, có thể xem được tạo nên từ những khung phẳng làm việc theo hai phương vuông góc với nhau hoặc đan chéo nhau.
Tính toán hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn của công trình + hệ dầm dọc.(L/B = 4,7) Để đơn giản trong tính toán , tách khung phẳng trục 3 để tính toán.2 Phương án kết cấu sàn Ta xem xét một số phương án sàn sau: a) Sàn sườn toàn khối Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn. * Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công. * Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.Không tiết kiệm không gian sử dụng. b) Sàn bản kê.
Cấu tạo 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. * Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp , thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ. * Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp. Mặt khác, khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính.
Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải cao để giảm độ võng. 6 Qua sự phân tích ưu nhược điểm các phương án sàn như trên kết hợp với đặc điểm kiến trúc, kết cấu và tải trọng của công trình em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối 7. Mặt bằng kết cấu công trình. Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc ta lập mặt bằng kết cấu cho các tầng.
Trong bản vẽ thể hiện mặt bằng kết cấu tầng điển hình (tầng 3).1 : Mặt bằng kết cấu tầng điển hình 2. Chọn sơ bộ tiết diện và vật liệu làm kết cấu. Lựa chọn vật liệu làm kết cấu công trình. Trên thực tế các công trình xây dựng của nước ta hiện nay vẫn sử dụng bê tông cốt thép là loại vật liệu chính.
Từ đó ta đa ra phương án lựa chọn vật liệu bê tông cốt thép sử dụng cho toàn bộ công trình. Căn cứ vào cấu tạo bê tông cốt thép và các vật liệu, sử dụng bê tông B20 (M250), có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa Cốt thép sử dụng nhóm CII có Rs = Rsc = 280 MPa ,Rsw=225 MPa và cốt thép nhóm CI có Rs = Rsc = 225 MPa , Rsw=175 2. Chọn kích thước tiết diện dầm chịu lực chính. Căn cứ vào các điều kiện kiến trúc, chiều cao tầng, bước cột và công năng sử dụng của công trình ta sẽ lựa chọn sơ bộ kích thước dầm như sau.
1 Chọn theo công thức: h .1) md Trong đó ld = là nhịp của dầm. md= 8-12 đối với dầm chính. md= 12-20 đối với dầm phụ md= 5-7 đối dầm conson. Vậy: * Với dầm khung nhịp 6,3m 8 1 1 1 1 h .ld 630 52, 5 78, 75 cm 8 12 8 12 Chọn hd= 55 cm , bd=(0,3÷0,5)hd= (16,5÷27,5) Vậy chọn hd= 55 cm, bd= 25 cm * Với dầm khung nhịp 2,5m 1 1 1 1 h .