Thiết kế chung cư đường Nguyễn Hoàng - TP Tam Kỳ

MỤC LỤC Lời cảm ơn PHẦN I:KIẾN TRÚC………………………………………………………..5 I)Giới thiệu công trình ….……..……………………………………………...6 1) lý do chọn đề tài…………………………………………………………6 2) Mục đích thiết kế………………………………………………………..6 3) Đặc điểm tự nhiên và hiện trạng………………………………………...6 3.1)Đặc điểm tự nhiên……………………………………………………6 3.2) Hiện trạng……………………………………………………………7 3.3) Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật………………………………………….8 4) Phương án quy hoạch kiến trúc …………………………………………8 5) Các giải pháp xây dựng hạ tầng kỹ thuật………………………………..9 5.1) Hệ thống chiếu sáng ………………………………………………...9 5.2) Hệ thống điện ……………………………………………………….9 5.3) Hệ thống điện lạnh và thông gió ……………………………………9 5.4) Hệ thống cấp thoát nước…………………………………………….9 5.5) Hệ thống phòng cháy chữa cháy…………………………………….10 6) Thiết kế kiến trúc công trình…………………………………………….10 6.1) Ý tưởng thiết kế……………………………………………………..10 6.2)nội dung cụ thể của phương án chọn…………………………………10 6.3)giải pháp kiến trúc……………………………………………………12 6.4)giải pháp kết cấu……………………………………………………..12 7) kết luận và kiến nghị…………………………………………………..13 PHẦN II: KẾT CẤU………………………………………………………………….....14 CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH…………………….15 I)Sơ đồ tính và cấu tạo………………………………………………………15 1)chọn chiều dày sàn……………………………………………………..15 2) cấu tạo sàn……………………………………………………………..16 II) Xác định tải trọng………………………………………………………...17 1 ) tĩnh tãi sàn……………………………………………………………...17 2) Hoạt tải sàn……………………………………………………………..18 3 ) Tổng tải trọng tính toán sàn……………………………………………19 III) Xác định tải trọng………………………………………………………..19 1)Phân loại ô sàn…………………………………………………………..19 2 ) Vật liệu ………………………………………………………………...20 3 ) Xác định nội lực………………………………………………………..20 IV )Tính toán cốtthép…………………………………………………….....23 V ) Bố trí cốt thép…………………………………………………………...25 VI )Tính toán biến dạng……………………………………………………...25 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CẦU THANG…………………………………26 I)Cấu tạo cầu thang……………………………………………………………..26 1) mặt bằng cầu thang………………………………………………………26 2) Cấu tạo cầu thang………………………………………………………..26 II ) Tính bản thang……………………………………………………………27 1)Cấu tạo bậc thang……………………………………………………......27 2)Xác định tải trọng……………………………………………………......27 3)Xác định nội lực …………………………………………………………29 4)Tính cốt thép……………………………………………………………..32 III) Tính dầm chiếu nghỉ:……………………………………………………..33 1)Tính dầm chiếu nghỉ 1…………………………………………………..33 2 )Tính dầm chiếu nghỉ 2…………………………………………………..35 CHƯƠNG III:HỒ NƯỚC MÁI……………………………………………….39 I)Khái niệm…………………………………………………………………..39 II)Xác định sơ bộ các bộ phận hồ nước ………………………………….......40 Chọn chiều dày bản……………………………………………….......40 2)Xác định sơ bộ kích thước dầm………………………………………...40 3)Xác định tiết diện cột…………………………………………………..40 III)Tính toán từng cấu kiện…………………………………………………...41 Tính bản nắp ………………………………………………………….41 Dầm nắp……………………………………………………………….43 Bản thành……………………………………………………………...48 Bản đấy………………………………………………………………..52 Dầm đấy……………………………………………………………….56 CHƯƠNG IV:TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN……………………………..63 I) Chọn phương pháp của hệ kết cấu chịu lực……………………………...63 II)Chọn sơ bộ tiết diện dầm………………………………………………...63 III)Chọn sơ bộ tiết diện cột…………………………………………………63 IV)Tải trọng tác dụng lên công trình……………………………………….64 IV.1)Tải trọng thẳng đứng………………………………………………..64 IV.1.1) Tải trọng phân bố tác dụng lên các ô sàn………………………...64 Tĩnh tải sàn………………………………………………………….64 Hoạt tải sàn………………………………………………………….68 IV.1.2) Tải trọng phân bố tác dụng lên dầm……………………………..71 1)TẢi trọng từ một ô bản truyền vào dầm……………………………71 2)Tải trọng do tường truyền vào dầm…………………………………71 3)Tải trọng của cầu thang và hồ nước mái truyền lên khung…………76 IV.2) Tải trọng gió…………………………………………………………76 V) Xác định nội lực………………………………………………………...78 1) Phương pháp tính toán………………………………………………78 2 ) Các trường hợp tải trọng……………………………………………79 3 )Tổ hợp tải trọng……………………………………………………..79 4) Nội lực……………………………………………………………….79 VI)Tính toán cốt thép dầm ……………………………………………….81 1)Tổ hợp nội lực………………………………………………………...81 2)Vật liệu …………………………………………………………….....86 3)Tính toán cốt thép dọc của dầm……………………………………..86 4)Tính cốt thép ngang…………………………………………………92 VII) Tính toán cốt thép cột……………………………………………………..98 tổ hợp nội lực……………………………………………………..98 vật liệu ………………………………………………………......100 tính toán cốt thép ………………………………………………..100 PHẦN III: NỀN MÓNG( THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 3)………...106 I)Điều kiện địa chất công trình ………………………………………………107 1) Địa tầng……………………………………………………………107 2) Đánh giá nền đất…………………………………………………..107 3) Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính toán……………………………109 4) Điều kiện địa chất thủy văn……………………………………….109 II) Lựa chọn giải pháp móng…………………………………………………109 III)Thiết kế móng M2:……………………………………………………….110 Tải trọng tác dụng lên móng……………………………………..110 Chọn loại vật liệu,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng……….111 Xác định sức chịu tải của cọc……………………………………111 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc……………………………..112 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc……………………………...113 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đấy móng khối qui ước…114 Kiểm tra lún……………………………………………………...115 Tính toán và cấu tạo đài cọc……………………………………..117 Kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang………………………..119 Tính moomen uốn và lực cắt theo chiều dài cọc………………...120 Cắt thép…………………………………………………………..122 IV)Thiết kế móng M2:……………………………………………………..123 1)Tải trọng tác dụng lên móng………………………………………123 2)Chọn loại vật liệu,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng…………123 3)Xác định sức chịu tải của cọc……………………………………...123 4)Xác định số lượng cọc và bố trí cọc……………………………….125 5)Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc………………………………...126 6)Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đấy móng khối qui ước…...126 7)Kiểm tra lún………………………………………………………..128 8)Tính toán và cấu tạo đài cọc……………………………………….129 9)Kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang………………………….132 10)Tính moomen uốn và lực cắt theo chiều dài cọc…………………133 11)Cắt thép…………………………………………………………...135 LỜI CẢM ƠN Lần đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể Thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công nghệ TP.HCM . Đặc biệt các Thầy Cô trong khoa Kỹ Thuật Công Trình đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn với sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn. Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc , em xin chân thành cảm ơn thầy PHAN TÁ LỆ , người đã hướng dẫn chính cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô, gởi lời cảm ơn đến tất cả người thân , gia đình ,cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học , cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em chân thành cảm ơn SINH VIÊN: ĐOÀN HỮU VĂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP-HCM KHOA XÂY DỰNG DD & CN PHẦN I KIẾN TRÚC (0%) NHIỆM VỤ : THỂ HIỆN : MẶT BẰNG TỔNG THỂ . MẶT ĐỨNG TRỤC 1 – 5 . MẶT ĐỨNG TRỤC A – E . MẶT BẰNG TẦNG HẦM . MẶT BẰNG TẦNG 1 . MẶT BẰNG TẦNG 2 ĐẾN 10 . MẶT BẰNG TẦNG THƯỢNG . MẶT CẮT A – A, B – B . GVHD CHÍNH : Th.s: PHAN TÁ LỆ GVHD KIẾN TRÚC : Th.s : PHAN TÁ LỆ SINH VIÊN THỰC HIỆN : ĐOÀN HỮU VĂN LỚP : 04 DXD2 MSSV : 104105216 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1 – LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : Đi đôi với chính sách mở cửa, chính sách đổi mới. Việt Nam mong muốn làm bạn với tất cả các nước trên thế giới đã tạo điều kiện cho Việt Nam từng bước hoà nhập, nhất là thành phố mới như Tam Kỳ, thì việc tái thiết và xây dựng cơ sở hạ tầng là rất cần thiết. Mặt khác với xu hứơng hội nhập , công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với xu thế phát triển của thời đại và đáp ứng nhu cầu ở của người dân thành phố cho nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế các công trình thấp tầng , các khu dân cư đã xuống cấp là rất cần thiết để giải quyết nhu cầu ở của người dân, cũng như thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị, phù hợp với xu thế hội nhập của một đất nước. 2.MỤC ĐÍCH THIẾT KẾ : Thành Phố Tam Kỳ là một trung tâm Chính trị, Văn hóa, Xã hội, Kinh tế, vừa là thành phố mới thành lập. Do đó việc nâng cao đời sống nhân dân, đi đôi với xây dựng cơ sở hạ tầng, là một trong những nhiệm vụ quan trọng. Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có sự phát triển đáng kể, đời sống nhân dân ngày càng cao, do đó nhu cầu về mức sống,cơ sở hạ tầng cũng đòi hỏi ngày càng cao cả về nội dung cũng như chất lượng phục vụ. Vì vậy thành phố Tam Kỳ đã quyết định đầu tư xây dựng Chung Cư Cao Tầng Nguyễn Hoàng trên Đường Nguyễn Hoàng Thành Phố Tam Kỳ. 3 – ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG : 3.1 - Điều kiện tự nhiên: 3.1.1. Khí hậu: - Nằm trong khu vực khí hậu thành phố Tam Kỳ. - Nhiệt độ: + Bình quân 270C. + Tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 5: 400C. + Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 12: 13,80C. - Khí hậu : Nhiệt đới gồm 2 mùa chính nắng và mưa + Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 12 + Mùa nắng bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 - Độ ẩm:+ bình quân 79,5% + Cao nhất vào tháng 9: 90% + Thấp nhất vào tháng 3: 65% - Mưa: + Lượng mưa trung bình trong năm là 159 ngày đạt 1949 mm (trong khoảng từ 1392 mm đến 2318 mm). - Bức xạ: + Tổng bức xạ mặt trời. + Trung bình: 17,7 kcal/cm2 / tháng. + Cao nhất : 14,2 kcal/cm2 / tháng. + Thấp nhất : 10,2 kcal/cm2 / tháng. - Lượng bốc hơi : Khá lớn trong năm là 1350 mm, trung bình là 3,7 mm/ngày. - Gió: Thịnh hành trong mùa khô là Đông Nam chiếm 30-40%, gió Đông chiếm 20-30%. Thịnh hành trong mùa mưa là gió Tây Nam chiếm 66%, tốc độ gió trung bình từ 2-3m/s. 3.1.2. Địa chất thủy văn: Mực nước ngầm thấp phù hợp với quy mô xây dựng nhà cao tầng. 3.1.3. Địa hình: Là phần đất trống tương đối bằng phẳng chỉ san lấp cục bộ 3.1.4. Hiện trạng sử dụng đất: Khu đất hiện là bãi đất trống, nay quy hoạch mới. 3.2 – Hiện trạng : 3.2.1 – Vị trí xây dựng : Công trình “ Chung cư cao tầng NGUYỄN HOÀNG ” được Xây dựng trên khu đất thuộc Khối Phố 7 – Phường An Mỹ - Đường Nguyễn Hoàng – TP Tam Kỳ. Công trình là một trong nhiều công trình cao tầng, được xây cùng với các công trình khác, trong dự án xây dựng khu chung cư mang tên: Chung Cư Cao Tầng Nguyễn Hoàng do Công ty Tư Vấn Thiết Kế Xây Dựng Quảng Nam thiết kế . Khu đất xây dựng “ Chung cư cao tầng nguyễn hoàng ” trước đây là bãi đất trống, hiện nay khu đất này nằm trong dự án quy hoạch và sử dụng của thành phố Tam Kỳ . Diện tích khu đất : 56.8 x 59.8 = 3396.6 m2 3.2.2. Vị trí khu đất : Bắc giáp : Đường giao thông nông thôn . Nam giáp : Khu dân cư . Đông giáp : Khu dân cư . Tây giáp : Đường Nguyễn Hoàng . 3.3. Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật 3.3.1. Giao thông: Vì nằm trong khu đất đã được quy hoạch,có đường giao thông lớn chạy qua nên giao thông hiện nay tương đối hoàn chỉnh. 3.3.2. Hệ thống nước: Đang xúc tiến chung cho cơ sở hạ tầng toàn khu. 3.3.3. Vệ sinh môi trường: Khu vực thoáng không bị ảnh hưởng bởi cụm công nghiệp nên phù hợp với công trình chung cư. 3.3.4. Hệ thống cây xanh: khu đất cũ là bãi đất trống, xung quanh là khu dân cư nên hệ thống cây xanh nhiều và thông thoáng . 4 – PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH KIẾN TRÚC : Phương án lựa chọn là: Công trình có mặt bằng hình bát giác đối xứng theo hai phương, bước cột đều nhau, lõi cứng ở tâm công trình do đó cột chịu lực được chọn là tiết diện vuông, thay đổi kích thước theo chiều cao(Xem phần kết cấu) vừa phù hợp kiến trúc, đồng thời phù hợp kết cấu. Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chiều cao các tầng điển hình 3,3 m với nhịp 8 m, giải pháp kết cấu bê tông đưa ra là sàn dầm đổ toàn khối. Giải pháp này có ưu điểm là tạo không gian đẹp, tận dụng không gian tốt (đặc biệt là không gian đứng), dễ bố trí các hệ thống kỹ thuật như điện, nước,... 5 – CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT : 5.1 - Hệ thống chiếu sáng: Các phòng ở, phòng làm việc, các hệ thống giao thông chính trên các tầng đều được tận dụng hết khả năng chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài. Mặt khác công trình có giếng thông tầng lấy ánh sáng từ trên đỉnh nhà xuống, xung quanh giếng có bố trí các lan can cao 1,3 m để phân cách, đồng thời tạo cảm giác có ánh sáng tự nhiên cho người sống trong các căn hộ. Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể phủ hết được những điểm cần chiếu sáng. 5.2 - 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 hầm 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. 5.3 - Hệ thống điện lạnh và thông gió: Sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm được xử 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. 5.4 - Hệ thống cấp thoát nước: 5.4.1. Hệ thống cấp nước sinh hoạt: -Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể ngầm đặt tại tầng hầm công trình. -Nước được bơm lên bể nước trên mái công trình có dung tích 19,2 m3. Việc điều khiển quá trình bơm được thực hiện hoàn toàn tự động. -Nước từ bồn trên trên phòng kỹ thuật theo các ống chảy đến vị trí cần thiết của công trình. 5.4.2. 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 xử lý nước thải, sau khi xử lý nước thoát và đưa ra ống thoát chung của thành phố. 5.5 – Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: 5.5.1 -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, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình. 5.5.2 – Hệ thống cứu hoả: *Nước: Được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động. Các đầu phun nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách thường 3m 1 cái và được nối với các hệ thống cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng. *Thang bộ: Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập.Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt. 6 – THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH : 6.1 – Ý tưởng thiết kế : Công trình có dạng hình bát giác, đối xứng nhau, bốn mặt đứng giống nhau về kiến trúc nên thuận lợi cho việc xây dựng nhà cao tầng, và tận dụng được toàn bộ diện tích khu đất. 6.2 – Nội dung cụ thể của phương án chọn : Công trình là nhà ở nên các tầng chủ yếu (từ tầng 2÷10) là dùng bố trí các căn hộ phục vụ nhu cầu ở. Tầng 1 dùng làm siêu thi nhằm phục vụ nhu cầu mua bán, các dịch vụ vui chơi giải trí… cho các hộ gia đình cũng như nhu cầu chung của thành phố. Tầng hầm được thiết kế làm ga_ra ôtô. Công trình bao gồm 11 tầng sử dụng trong đó có một tầng hầm làm gara ôtô và tầng 11 bố trí các phòng kỷ thuật, máy móc, điều hoà.. công trình có tổng chiều cao là 39.8 (m) kể từ cốt ±0,000 và tầng hầm nằm ở cốt –3,00 m so với cốt ±0,000. A –Bố trí mặt bằng: - Mặt bằng công trình được bố trí theo hình bát giác đối xứng theo cả hai phương- điều đó rất thích hợp với kết cấu nhà cao tầng, thuận tiện trong xử lý kết cấu. Hệ thống giao thông của công trình được tập trung ở trung tâm của công trình, hệ thông giao thông đứng là thang máy bao gồm hai cầu thang máy, một cầu thang bộ, một cầu thang bộ thoát hiểm, phục vụ cho dân cư sinh sống trong công trình .. - Mặt bằng công trình được tổ chức như sau: Bao gồm: + Tầng hầm có chiều cao 3,0 m làm gara ôtô và bố trí phòng Kỹ thuật. + Tầng 1 chiều cao 3,6 m dùng làm siêu thị, dịch vụ... + Tầng 2 – 9 chiều cao tầng 3,3 m, tầng10 chiều cao tầng 3,6 m là các căn hộ dân cư. Trong các phòng bố trí như sau : Căn hộ loại 1 : có diện tích sử dụng là 97,9 m2, gồm có: 1 tiền phòng+kho 5m2, 3 phòng ngủ (17+16,2+13,3) m2, 1 phòng sinh hoạt chung+bếp + phòng ăn 32,5 m2 và 2 khu vệ sinh (4,7+3,3) m2, 1 ban công 5,9 m2. Căn hộ loại 2 : có diện tích sử dụng là 96.4m2, gồm có: 1 tiền phòng+kho 3.5m2, 3 phòng ngủ (17+16,2+13,3) m2, 1 phòng sinh hoạt chung+bếp + phòng ăn 32,5 m2 và 2 khu vệ sinh (4,7+3,3) m2, 1 ban công 5,9 m2. + Tầng 12 là tầng thượng, cốt sàn ở cao độ 33,6 m so với cốt 0.00, trên tầng này đặt bể nước mái, phòng máy, các phòng phục vụ,...có lan can cho dân cư sinh sống trong toà nhà ngắm cảnh, giải lao,... B -Hình khối công trình: Công trình thuộc loại công trình lớn Tam Kỳ với hình khối kiến trúc được thiết kế theo kiến trúc hiện đại tạo nên từ các khối lớn kết hợp với kính và màu sơn tạo nên sự hoành tráng của công trình. 6.3 - Giải pháp kiến trúc: 6.3.1. Giải pháp bố trí mặt bằng: Sử dụng không gian lớn thích hợp cho nhu cầu sinh hoạt và ở của người dân. nhịp lớn bỏ cột, tạo không gian. Lối vào xe nằm phía đường chính kết hợp với bãi xe, phần còn lại làm sân vườn & cây cảnh tạo nên một không gian hợp lý. Tầng trệt bố trí lối vào chính là phía đường Nguyễn Hoàng, lối vào phụ là phía đường Bê Tông vào khu dân cư. Công trình bảo đảm được lộ giới để tạo tầm nhìn tốt và thoáng cho công trình phù hợp với không gian và môi trường sinh hoạt. 6.3.2. Giải pháp bố trí mặt đứng: Hình khối được tổ chức theo khối cao, phát triển theo chiều cao mang tính bề thế, hoành tráng. Cửa kính lớn thông tầng tạo điều kiện lấy sáng và các ban công nhô ra tạo thành mảng trang trí độc đáo. Sử dụng đường nét và vật liệu hiện đại, các ô cửa kính khung nhôm, tạo nên một hình thái kiến trúc hiện đại và chặt chẽ. 6.4. Giải pháp kết cấu : Công trình có mặt bằng hình bát giác đối xứng theo hai phương, bước cột đều nhau, lõi cứng ở tâm công trình do đó cột chịu lực được chọn là tiết diện vuông, thay đổi kích thước theo chiều cao(Xem phần kết cấu) vừa phù hợp kiến trúc, đồng thời phù hợp kết cấu. Công trình được thiết kế theo kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chiều cao các tầng điển hình 3,3 m với nhịp 8 m, giải pháp kết cấu bê tông đưa ra là sàn dầm đổ toàn khối. Giải pháp này có ưu điểm là tạo không gian đẹp, tận dụng không gian tốt (đặc biệt là không gian đứng), dễ bố trí các hệ thống kỹ thuật như điện, nước,... Với đồ án này để phát huy hết khối lượng kiến thức thu được sau quá trình học tập, em áp dụng một giải pháp kết cấu, sau khi tính toán xong sẽ quyết định phương án Kết cấu cho công trình. Đó là giải pháp sau: GP: Kết cấu khung Bê tông cốt thép, dầm sàn đổ toàn khối, bố trí các dầm trên các đầu cột. 7 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ : Với quy mô rộng lớn của công trình cùng với trang thiết bị hiện đại khi công trình đi vào hoạt động góp phần làm thay đổi cuộc sống của người dân nói riêng và bộ mặt của xã hội mới hội nhập nói chung. Với cuộc sống vào thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa như hiện nay thì việc xây dựng những công trình cao tầng là cần thiết, vừa tiết kiệm được diện tích, vừa tạo được bộ mặt của xã hội,cũng như thể hiện được sự phát triển của cơ sở hạ tầng, cũng như mức sống của người dân ngày được nâng cao. PHẦN II KẾT CẤU (70%) GVHD CHÍNH : Th.s: PHAN TÁ LỆ GVHD KIẾN TRÚC : Th.s : PHAN TÁ LỆ SINH VIÊN THỰC HIỆN : ĐOÀN HỮU VĂN LỚP : 04 DXD2 MSSV : 104105216 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH I.Sơ Đồ Tính Và Cấu Tạo : MẶT BẰNG KC SÀN TẦNG 2 1.Chọn chiều dày sàn: Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: hb = Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản. D = 0,81,4 phụ thuộc vào tải trọng. m = 30¸35 với bản loại dầm. = 40¸45 với bản kê bốn cạnh. Do kích thước nhịp các bản không chênh lệch nhau lớn, ta chọn hb của ô lớn nhất cho các ô còn lại để thuận tiện cho thi công và tính toán. Ta phải đảm bảo hb > 6 cm đối với công trình dân dụng. Đối với các bản loại kê 4 cạnh , chọn m = 45. Bảng chọn kích thước sàn Ô sàn l1 l2 l2/l1 Loại ô bản hs (tính) (cm) hs (chọn) (cm) (m) (m) S1 8 8 1.00 Kê 4 cạnh 17.8 18 S2 4 8 2.00 Kê 4 cạnh 8.9 10 S3 4 5.2 1.30 Kê 4 cạnh 8.9 10 S4 2.5 4 1.60 Kê 4 cạnh 5.6 10 S5 4 5.2 1.30 Kê 4 cạnh 8.9 10 S6 6.6 6.6 1.00 Kê 4 cạnh 14.7 18 S7 1.2 6 5.00 Dầm 3.5 0.8 S8 1.5 4 2.67 Dầm 4.3 0.8 2.Cấu tạo sàn: a) các lớp cấu tạo: Sàn lát gạch granit nhân tạo 300x300 Vữa xi măng mác 75 dày 30 mm BTCT đổ tại chỗ 180mm Trát vữa xi măng mác 75 dày 20 mm b/ chọn sơ bộ tiết diện dầm Chiều cao dầm được chọn theo công thức hd =ld , bd =h Với ld : chiều dài tính toán của dầm , đối với các dầm đi qua cột do nhịp của các dầm này chênh lệch không lớn nên ta chọn dầm có chiều dài lớn nhất để chọn tiết diện cho dầm Vậy hd =ld= 8000= 500667 (mm) Chọn hd= 600(mm) , bd= 300 (mm) Đối với dầm phụ, dầm môi chọn hd=400m), bd=200(mm) II.Xác định tải trọng: 1.Tĩnh tải sàn: a.Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có: gtc = g.d (N/m2): tĩnh tải tiêu chuẩn. gtt = gtc.n (N/m2): tĩnh tải tính toán. Trong đó g(KN/m3): trọng lượng riêng của vật liệu. n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN2737-1995. Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lượng riêng gtc Hệ số n gtt (m) (KN/m3) (KN/m2) (KN/m2) 1.Gạch Ceramic 0.01 22 0.22 1,1 0.24 2.Vữa XMlót 0,03 18 0.32 1,3 0.70 3.Bản BTCT 0,18 25 4.5 1,1 4.95 4.Vữa trát 0,02 18 0.36 1,3 0.47 5.Ống nước 0.7 6.Trần nhà 0.3 Tổng cộng 7.36 Đối với sàn có hs =10 cm thi có gtt = 5.16 (KN/m2) Đối với sàn có hs =0.8 cm thì có gtt =4.61(KN/m2) b.Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn: Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 220mm. Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có g = 16 (KN/m3). Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ dày 110mm, thì xem tải trọng đó phân bố đều trên sàn. Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm. Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds. Trong đó: ht: chiều cao tường. H: chiều cao tầng nhà. hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng. Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : =(KN/m2) Trong đó: nt,: hệ số độ tin cậy đối với tường (nt=1,1) = 0.11(m): chiều dày của mảng tường. = 16(KN/m3): trọng lượng riêng của tường . ht = 3.10(m) : chiều cao tường Si(m2): diện tích ô sàn đang tính toán. Ta có bảng tính tĩnh tải sàn tầng điển hình: Ô SÀN Diện tích sàn Si Kích thước tường nt gtt m 2 bt(m) ht(m) lt (m) (KN/m3) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) s1 64 0.11 3.1 22.7 1.1 16 2.13 7.36 9.49 s2 32 0.22 3.1 8 1.1 16 3.00 5.16 8.16 s3 20.8 0.22 3.1 4 1.1 16 2.31 5.16 7.47 s4 10 0.11 3.1 0 1.1 16 0.00 5.16 5.16 s5 20.8 0.22 3.1 5 1.1 16 2.89 5.16 8.05 s6 21.78 0.22 3.1 3 1.1 16 1.65 7.36 9.01 s7 7.2 0.11 3.1 0 1.1 16 0.00 5.16 5.16 s8 6 0.11 3.1 0 1.1 16 0.00 5.16 5.16 2.Hoạt tải sàn: Lấy theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động. Công trình được chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau. Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vượt tải n. Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán. ptc (N/m2): hoạt tải tiêu chuẩn tra theo TCVN 2737-1995 ptt (N/m2)= ptc x n hoạt tải tính toán. với n là hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995. Sàn loại A:Phòng ngủ, phòng khách, phòng ăn, khu vệ sinh, phòng tắm: 15KN/m2 Sàn loại B:Ban công : 20 KN/m2. Sàn loại C: Hành lan,sảnh: 30 KN/m2. Hệ số vượt tải 1,2 Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình: Ô sàn Loại sàn Diện tích ( m2 ) Tổng diện tích ( m2 ) Giá trị H.tải ( KN/m2) Hoạt tải T.chuẩn ( KN/m2) Hệ số Vượt tải Hoạt tải T.toán (KN/m2) S1 A 64 64 1.5 1500 1.2 1.8 S2 A C 17.6 14.4 32 1.5 3.0 2.175 1.2 2.610 S3 A C 10.4 10.4 18.5 1.5 3.0 2.250 1.2 2.700 S4 A 10 10 1.5 1.5 1.2 1.8 S5 A C 11.44 9.36 20.8 1.5 3.0 2.175 1.2 2.610 S6 A 21.78 21.78 1.5 1.5 1.2 1.8 S7 B 7.2 7.2 2.0 2.0 1.2 2.4 S8 C 6 6 3.0 3.0 1.2 3.6 3.Tổng tải trọng tính toán sàn: qtt = gtt + ptt (KN/ m2). Kết quả thể hiện ở bảng sau: Ô sàn Tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) S1 9.49 1.8 11.29 S2 8.16 2.61 10.77 S3 7.47 2.7 10.17 S4 5.16 1.8 7.96 S5 8.05 2.61 10.66 S6 9.01 1.8 10.81 S7 4.61 2.4 7.01 S8 4.61 3.6 8.21 III.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC : 1) Phân loại ô bản. *Quan niệm tính toán: Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do. Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem là khớp để tính toán nội lực trong sàn, nhưng thiên về an toàn ta lấy cốt thép ở biên ngàm để bố trí cho cả biên khớp. Khi dầm biên lớn ta có thể xem là ngàm. -Khi -Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm. - Khi -Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh. Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn. l2-kích thước theo phương cạnh dài. Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bản sau: Ô sàn l1 l2 l2/l1 Loại ô bản (m) (m) S1 8 8 1.00 Kê 4 cạnh S2 4 8 2.00 Kê 4 cạnh S3 4 5.2 1.30 Kê 4 cạnh S4 2.5 4 1.60 Kê 4 cạnh S5 4 5.2 1.30 Kê 4 cạnh S6 6.6 6.6 1.00 Kê 4 cạnh S7 1.2 6 5.00 Dầm S8 1.5 4 2.67 Dầm 2)Vật liệu: - Bêtông B20 có: Rb = 11,5(MPa) = 1.15(KN/cm2) Rbk = 0.9(MPa) = 0.09(KN/cm2) - Cốt thép f 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa)= 22.5(KN/cm2). - Cốt thép f > 8: dùng thép CII có: RS = RSC = 280(MPa)= 28(KN/cm2). 3)Xác định nội lực: ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực. a)Nội lực trong sàn bản dầm: ( S7; S8) Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm. Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm. q = (g+p).1m (KN/m2) Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm. Bảng số liệu tải trọng và mômen của sàn loại dầm Ô SÀN Chiều dài l1 (m) Tĩnh tải Hoạt tải Tổng tải trọng Giá trị mômen(KNm) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) Mnh Mg S7 1.2 4.61 2.4 7.01 0.710 1.262 S8 1.5 4.61 3.6 8.21 0.770 1.539 Bảng tính thép cho sàn dạng dầm Ô SÀN M(KNm) αm ζ As chọn thép μ (%) (mm2) Ø(mm) a(mm) As(mm2) S7 Mnh 0.71 0.0146 0.9926 48.91 6 200 142 0.22 MG 1.262 0.0260 0.9868 87.44 6 200 142 0.22 S8 Mnh 0.77 0.0158 0.9920 53.07 6 200 142 0.22 Mg 1.539 0.0317 0.9839 106.95 6 200 142 0.22 b)Nội lực trong bản kê 4 cạnh: (S1; S2;S3; S4; S5; S6) Sơ đồ nội lực tổng quát: +Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= ai1.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). M2= ai2.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). +Moment âm lớn nhất ở trên gối: MI= -bi1.(g+p).l1.l2. (KN.m/m).(hoặc M’I) MII= -b i2.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). (hoặc M’II). Trong đó: i-chỉ số sơ đồ sàn. ai1; ai2; b i1; b i2: hệ số tra sổ tay kết cấu phụ thuộc i và l1/l2. Bảng xác định các hệ số Kí hiệu ô bản Kích thước Tỷ số α91 α92 β91 β92 L1 L2 L2/L1 S1 8 8 1.00 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 S2 4 8 2.00 0.0183 0.0046 0.0392 0.0098 S3 4 5.2 1.30 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 S4 2.5 4 1.60 0.0205 0.0080 0.0452 0.0177 S5 4 5.2 1.30 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 S6 6.6 6.6 1.00 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 Bảng tính nội lực các sàn Ô SÀN L1 L2 Tổng tải trọng (m) (m) (KN/m2) S1 8 8 11.29 S2 4 8 10.77 S3 4 5.2 10.17 S4 2.5 4 7.96 S5 4 5.2 10.66 S6 6.6 6.6 10.81 α91 α92 β91 β92 M1 M2 MI MII 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 12.9338 12.9338 34.6106 34.6106 0.0183 0.0046 0.0392 0.0098 6.3069 1.5853 13.5099 3.3775 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 4.3999 2.6019 10.0480 5.9442 0.0205 0.008 0.0452 0.0177 1.6318 0.6368 3.5979 1.4089 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 4.6119 2.7273 10.5321 6.2306 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 8.4288 8.4288 22.5553 22.5553 IV.Tính toán cốt thép: Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb +Xác định: Trong đó: ho = h-a. a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a=2cm. M- moment tại vị trí tính thép. +Kiểm tra điều kiện: - Nếu : tăng kích thước hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế - Nếu : thì tính Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m: Kiểm tra hàm lượng cốt thép: =0.9% m nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý. Nếu m<mmin = 0.1% thì ASmin = mmin .b.h0 (cm2). Kết quả tính toán cho trong bản sau: Ô sàn M (KNm) αm ζ As (mm2) chọn thép μ(%) Ø a(mm) As(mm2) S1 M 1 12.93 0.0439 0.9775 367 8 100 503 0.31 M 2 12.93 0.0439 0.9775 367 8 100 503 0.31 M I 34.61 0.1176 0.9373 824 10 100 785 0.49 M II 34.61 0.1176 0.9373 824 10 100 785 0.49 S2 M 1 6.31 0.0857 0.9551 367 8 100 503 0.63 M 2 1.59 0.0215 0.9891 89 8 200 252 0.32 M I 13.51 0.1836 0.8978 672 10 100 785 0.98 M II 3.38 0.0459 0.9765 192 10 200 393 0.49 S3 M 1 4.40 0.0598 0.9692 252 8 200 252 0.32 M 2 2.60 0.0354 0.9820 147 8 200 252 0.32 M I 10.05 0.1365 0.9263 484 10 100 785 0.98 M II 5.94 0.0808 0.9578 345 10 100 785 0.98 S4 M 1 1.63 0.0222 0.9888 92 8 200 252 0.32 M 2 0.64 0.0087 0.9957 36 8 200 252 0.32 M I 3.60 0.0489 0.9749 205 10 100 785 0.98 M II 1.41 0.0191 0.9903 79 10 100 785 0.98 S5 M 1 4.61 0.0627 0.9676 265 8 100 503 0.63 M 2 2.73 0.0371 0.9811 154 8 200 252 0.32 M I 10.53 0.1431 0.9224 510 10 100 785 0.98 M II 6.23 0.0847 0.9557 362 10 100 785 0.98 S6 M 1 15 0.051 0.974 428 8 100 503 0.31 M 2 15 0.051 0.974 428 8 100 503 0.31 M I 30 0.102 0.898 746 10 100 785 0.49 M II 30 0.102 0.898 746 10 100 785 0.49 + Đối với ô tam giác,sau khi đã có tải trọng lên sàn,dung etabs để tính ra nội lực lớn nhất ở giữa và biên sàn.dùng nội lực đó để tính thép như đối với b._.ản kê 4 cạnh. *Momen dương giữa bản tam giác 15KNm/m. Chọn a0 = 2cm Chọn chiều cao làm việc h0 = h - ha = 18 - 2 = 16cm Tính Kiểm tra điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,428 Với αm ≤ αR Tính ζ = 0,5.(1+) = 0.974 Þ nên Chọn f8a100 có As = 5.03 cm2 * Momen biên cạnh của tam giác 30 KNm/m. Chọn a0 = 2cm Chọn chiều cao làm việc h0 = h - ha = 18 – 2 = 16cm Tính Kiểm tra điều kiện hạn chế αm ≤ αR = 0,428 Với αm ≤ αR Tính ζ = 0,5.(1+)=0.898 Þ nên Chọn f10a 100 có As= 7.85 cm2 Bảng tính thép thể hiện ở bảng trê V.Bố trí cốt thép: - Cốt thép tính ra được bố trí đảm bảo theo các yêu cầu qui định . - Cốt thép lớp trên ở nhịp được bố trí theo cấu tạo. -Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC. VI/ Tính toán biến dạng ( độ võng) theo TCXDVN 356 :2005 -Tính toán về biến dạng cần phân biệt hai trường hợp : +Khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình hành vết nứt +Khi bê tông vùng kéo đã hình thành vết nứt + Điều kiện : f<[f] -Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất để kiểm tra độ võng ô S1(8x8m) + Ta có [f]=L/250=8000/250=32(mm) +Số liệu Eb=27x103 (Mpa) (bê tông có B20) I===486x106 (mm4) -Độ cong của cấu kiện Trong đó : :độ cong do tải trọng tạm thời ngắn hạn :độ cong do tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn Ta có : Với : M: moment do ngoại lực tưng ứng (ngắn hạn và dài hạn) φb1= 0.85 hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến ngắn hạn φb2= 2 hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông Để thiên về an toàn moment do ngoại lực lấy chung cho trường hợp ngắn hạn và dài hạn Mtc=Mtt/1.2 = 12.93/1.2=10.775 (KNm) =0.966 x10-6 (mm) 1.932x10-6(mm) 0.966 x10-6+1.932x10-6=2.898x10-6 (mm) Độ võng của sàn : f= ==11.6 (mm) Vậy f=11.6(mm)<[f]=32(mmÔ bản dảm bảo yêu cầu về độ võng CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CẦU THANG . I.Cấu tạo cầu thang: 1. Mặt bằng cầu thang tầng 1: 2. Cấu tạo cầu thang: Cầu thang đổ toàn khối, loại cốn chịu lực, ba vế. Do cầu thang phục vụ công trình công cộng, tải trọng tương đối lớn, Chọn kích thước bậc thang là h=15 cm, b=30 cm Góc nghiêng tga = = = 0,5 → a = 26,5o Chọn số bậc cho vế 2 là 4 bậc. Chiều dài L2= 4x30 =120cm. Chiều cao vế 2 là: H2 = 4x15 = 60 cm. Chiều cao vế 1 và vế 3 là: H1 = H3 = (360-60)/2 = 150cm. Số bậc vế 1 và vế 3 là: 10 bậc. Chiều dài vế 1 và vế 3 là: L1 = L3 = 10x30 =300cm. - Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo công thức (cm) Chọn hs=12 (cm) - Chọn kích thước dầm chiếu nghĩ 1 và 2(DCN1,DCN2) hd = 300 (cm) , bd = 200 (cm) II.Tính bản thang: Cấu tạo bậc thang: 2. Xác định tải trọng: 2.1.Tĩnh tải: gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo a.Bản thang: (phần bản nghiên) gbttt’ = (N/m2) Với: n: hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995. :trọng lượng riêng của lớp gạch ceramic, vữa, gạch, bêtông. : chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiên +Đối với lớp đá hoa cương,lớp vữa chiều dày tương đương xác định theo công thức δtdi= ; α là góc nghiêng của cầu thang +đối với bậc xây gạch chiều dày tương đương xác định theo công thức δtdi= h,b: chiều cao và chiều rộng bậc thang. bản thang dày(m) g(KN/m3) Gtc(KN/m2) n gtt’bt(KN/m2) cẻamic 0.02685 22 0.59 1.1 0.65 vữa lát nền 0.02685 18 0.483 1.3 0.628 bậc gạch 0.13424 16 2.148 1.2 2.578 bản BTCT 0.12 25 3 1.1 3.3 vữa trát 0.02685 18 0.483 1.3 0.628 tổng cộng 7.784 b.Chiếu nghỉ: Tĩnh tải tác dụng vào chiếu nghỉ bao gồm: gcntt = (N/m2) Với: n: hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995. :trọng lượng riêng của lớp gạch ceramic, vữa, gạch, bêtông. : chiều dày tương đương của lớp thứ i chiếu nghỉ dày(m) g(KN/m3) gtc(KN/m2) n gcntt(KN/m2) cẻamic 0.02 22 0.44 1.1 0.484 vữa lát nền 0.02 18 0.36 1.3 0.468 bản BTCT 0.12 25 3 1.1 3.3 vữa trát 0.02 18 0.36 1.3 0.468 tổng cộng 4.72 2.2.Hoạt tải: ptc = 3 (KN/m2) ptt = n.ptc = 1,2 x 3= 3.6 (KN/m2). + Tải trọng của lan can glc = 0.3x1.2=0.36 (KN/m2) - Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên 1 m2 bản. + Bản thang: qbt = = + 3.6 = 12.7 (KN/m2) + Chiếu nghỉ: qcn = gcntt + ptt = 4.72 + 3.6 = 8.32(KN/m2) 3.Xác định nội lực: a.Bản thang vế 1 và vế 3 * tầng 1: Tải trọng tác dụng lên bản thang là : qbt = 12.7 (KN/m2) Ta có > 2 nên bản thang vế 1 và vế 3 là bản loại dầm. Ta có (cm) nên liên kết giữa bản thang và bản chiếu nghĩ với dầm chiếu nghĩ là liên kết khớp Sơ đồ tính bản thang như dầm đơn giản liên kết khớp ở hai đầu Nội lực bản thang vế 1 và vế 3 ==15.964 (KNm/m) b) bản thang vế 2 - Tải trọng tác dụng lên bản thang là : qbt = 12.7 (KN/m2) ta có =1.3 < 2 Do đó bản làm việc hai phương ( bản kê bốn cạnh).Tính toán bản như bản kê bốn cạnh. Bốn mặt liên kết của bản là liên kết khớp Sơ đồ tính: - Nội lực của bản thang vế 2 +Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= m1.(g+p).l1.l2. (KN.m). M2= m2.(g+p).l1.l2. (KN.m). Bảng xác định mômen tải trọng (KN/m2) kích thước (m) Tỉ số hệ số mômen(KNm) q l1 l2 l2/l1 m1 m2 M1 M2 12.7 1.34 1.4 1.05 0.0364 0.0341 0.87 0.81 c.Chiếu nghỉ: - tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghĩ là qcn = 8.32 (KN/m2) Ta có Do đó bản làm việc hai phương ( bản kê bốn cạnh).Tính toán bản như bản kê bốn cạnh. Bốn mặt liên kết của bản là liên kết khớp Sơ đồ tính: Nội lực của bản chiếu nghĩ +Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= m1.(g+p).l1.l2. (KN.m). M2= m2.(g+p).l1.l2. (KN.m). tải trọng (KN/m2) kích thước (m) Tỉ số hệ số mômen(KNm) q l1 l2 l2/l1 m1 m2 M1 M2 8.32 1.4 1.4 1.0 0.0365 0.0365 0.6 0.6 4.Tính cốt thép: a.Vật liệu: -Bê tông cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). b.Trình tự tính toán: Tương tự như tính sàn: Tính thép như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b=1m, chiều cao h=hb. Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng ra Rb, Rs; từ đó tính được ξR vă ξR. Giả sử a = 1.5 cm. Tính ho = h-a = 8-1.5 = 6.5 (cm). Tính Nếu αm≤αR ( tức là ξ ≤ ξR) thì từ αm tra bảng ra ζ. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải bảo đảm µ ≥ µmin . Nếu αm ≥ αR thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế αm ≤ αR. Kiểm tra hàm lượng cốt thép . nằm trong khoảng 0,3%-0,9% là hợp lí. Nếu < =0,1% Thì As min=.bho. Bảng tính thép bản thang và bản chiếu nghĩ ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) a(mm) As(mm2) bản thang vế 1,3 M bt 15.96 0.1388 0.9250 616 10 120 654 0.65 bản thang vế 2 M 1 0.81 0.0076 0.9962 39 6 180 157 0.16 M 2 0.81 0.0070 0.9965 36 6 180 157 0.16 bản chiếu nghĩ M1 0.60 0.0052 0.9974 27 6 180 157 0.16 M 2 0.60 0.0052 0.9974 27 6 180 157 0.16 III.Tính dầm chiếu nghỉ: 1.Tính dầm CN1: a)Chọn kích thước tiết diện dầm: với md = 12¸16 cm Chọn h=30 cm. b=20 cm. Tải trọng tác dụng lên dầm: b)Tải phân bố: Trọng lượng bản thân dầm: q1= n. g .b ( h-hb) = 1,1.25.0,2.(0,3-0,12)=0.99(KN/m) Do chiếu nghỉ và bản thang truyền vào có dạng hình tam giác Đoạn chiếu nghỉ(do là bản kê nên): = 3.64(KN/m) Đoạn bản thang do vế 3 truyền vào: q3= 5.qbt. 5.32(KN/m) Do lan can tác dụng: q4 = 1,2.0.3=0.36 N/m Do bản thang vế 1(3) truyền vào bằng phản lực ở gối q4=qbt.= 21.28(KN/m) Tổng tải trọng phân bố: Đoạn chiếu nghỉ: qdcn= q1+q2+q4= 0.99 + 3.64 + 21.28 = 25.91(KN/m) Đoạn bản thang: qdb= q1+q3 +q4 = 0.99+5.32 + 0.36 = 6.67(KN/m) c)Sơ đồ tính dầm CN1: d) Nội lực của dầm tính mômen của dầm mômen tại A Phản lực tại D: RD = = 40.74 (KN) RA = = 40.74 (KN) Xét tại điểm bất kì E cách A một đoạn là x .Mômen tại E (1) Lực cắt tại E QE = RA – q1l1 – q2(2- 2l1) Mômen lớn nhất khi lực cắt = 0.QE = 0, khi bằng == = 2.0 (m) (2) Thế (2)vào (1) tìm được Mmax = 32.98 (KNm) e)Tính cốt thép: - thép dọc Chọn a = 3 cm => h0=30 - 3 = 27 cm αm =. As = M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) As(mm2) 32.98 0.1967 0.8894 490 2Ø18 509 0.94 Thép cấu tạo chịu mômen âm đặt 2f12 -Tính cốt đai: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo công thức: Qmax≤ 0,3. giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu là Ø6, S=150 mm. . . < 1,3 (với = 0.01, đối với bê tông nặng) =>0,3=0,3.1,074.0,885.1,15.20.27=177 KN > Qmax = RA=40.74 (KN) điều kiện thoả mãn. Tính Mb theo công thức : Mb= Trong đó: =0 vì tiết diện chữ nhật. =0 vì không có lực nén hoặc kéo. =2 đối với bê tông nặng. Mb= 2.1.0.09.20.272= 2624.4 KN.cm=26.244(KNm) Tính Qb1 theo công thức: (KN). Vì Qb1 > Qmax nên qsw âm. Tính lại qsw theo công thức sau: 86.92(KN) > Qmax . 86.92(KN) =>qsw = = 5(KN/m) Tính q0 = qo <qsw . => Lấy qsw = 5(KN/m) để tính khoảng cách cốt đai Chọn đai Φ6, 2 nhánh, tính khoảng cách cốt đai ở khu vực gần gối tựa : Stt = cm. Chọn cốt thép theo cấu tạo: Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=150 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm. 2.Tính dầm CN2: a)Chọn kích thước tiết diện dầm: với md = 12¸20 cm Chọn h=30 cm. b=20 cm. b)Tải trọng tác dụng lên dầm: Tải phân bố: Trọng lượng bản thân dầm: q1= n. g .b ( h-hb) = 1,1.25.0,2.(0,3-0,12)=0.99(KN/m) Do chiếu nghỉ và bản thang truyền vào có dạng hình tam giác Đoạn chiếu nghỉ(do là bản kê nên): = 3.64(KN/m) Đoạn bản thang do vế 3 truyền vào: q3= 5.qbt. 5.32(KN/m) Do tường truyền vào: q4= n. g .b ( h-hc) = 1,1.16.0,2.(3,6-0,2)/2=5.984(KN/m) Tổng tải trọng phân bố: Đoạn chiếu nghỉ: qccn= q1+q2+q4 =0.99+3.64+5.984=10.614(KN/m) Đoạn bản thang: qdbt= q1+q3+q4 =0.99+5.32+5.984=12.294(KN/m) c)Sơ đồ tính dầm CN2: d) nội lực của dầm mômen tại A Phản lực tại D: RD = = 23.09 (KN) RA = = 23.09 (KN) Xét tại điểm bất kì E cách A một đoạn là x .Mômen tại E (1) Lực cắt tại E QE = RA – q1l1 – q2(2- 2l1) Mômen lớn nhất khi lực cắt = 0.QE = 0, khi bằng == = 2.0 (m) (2) Thế (2)vào (1) tìm được Mmax = 24.397 (KNm) e)Tính cốt thép: - thép dọc Chọn a = 3 cm => h0=30 - 3 = 27 cm αm =. As = M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) As(mm2) 24.397 0.1455 0.9210 350 2Ø16 402 0.74 Thép cấu tạo chịu mômen âm đặt 2f12. -Tính cốt đai: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo công thức: Qmax≤ 0,3. giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu là Ø6, S=150 mm. . . < 1,3 (với = 0.01, đối với bê tông nặng) =>0,3=0,3.1,074.0,885.1,15.20.27=177 KN > Qmax = RA=23.09 (KN) điều kiện thoả mãn. Tính Mb theo công thức : Mb= Trong đó: =0 vì tiết diện chữ nhật. =0 vì không có lực nén hoặc kéo. =2 đối với bê tông nặng. Mb= 2.1.0.09.20.272= 2624.4 KN.cm=26.244(KNm) Tính Qb1 theo công thức: (KN). Vì Qb1 > Qmax nên qsw âm. Tính lại qsw theo công thức sau: 59.87(KN) > Qmax . 59.87(KN) =>qsw = = 6.28(KN/m) Tính q0 = qo Qmax ) => Lấy qsw = 6.28(KN/m) để tính khoảng cách cốt đai Chọn đai Φ6, 2 nhánh, tính khoảng cách cốt đai ở khu vực gần gối tựa : Stt = cm. Chọn cốt thép theo cấu tạo: Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=150 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm. CHƯƠNG III TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI I) KHÁI NIỆM Hồ nước mái có nhiệm vụ cung cấp toàn bộ nước sinh hoạt cho tòa nhà và phục vụ cho công tác cứu hỏa. Mặt bằng bản nắp hồ nước mái Mặt cắt dọc hồ nước mái II) Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận hồ nước mái 1)Chọn chiều dày bản Chọn chiều dày bản theo công thức: hb = trong đó: D = 0.8 ÷ 1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng; m = 30÷ 35 – đối với bản một phương; m = 40÷ 45 – đối với bản kê 4 cạnh; l – nhịp cạnh ngắn của ô bản. Do đó chiều dày ô bản được sơ bộ xác định theo bảng Tên cấu kiện D m ln htính hchọn (m) (m) (cm) Bản nắp 1 45 4 0.09 10 Bản thành 1.4 30 2 0.09 10 Bản đáy 1.2 42 4 0.11 12 2)Xác định sơ bộ kích thước dầm Chiều cao dầm được chọn theo công thức hd =ld , bd =hd Với ld : chiều dài tính toán của dầm Tên cấu kiện ld md htính hchọn b Kích thước dầm được chọn (m) (m) (m) (m) (cm) D1 4 16 0.25 0.25 0.2 25X20 D2 4 16 0.25 0.25 0.2 25X20 D3 4 16 0.25 0.25 0.2 25X20 D4 4 12 0.33 0.35 0.2 35X25 D5 4 12 0.33 0.35 0.2 35X25 D6 4 12 0.33 0.35 0.2 35X25 3)Xác định tiết diện cột Chọn sơ bộ tiết diện cột: Cột C1: 30x30 Cột C2: 30x30 III) ) TÍNH TOÁN TỪNG CẤU KIỆN 1) Tính bản nắp Xác định tải trọng + Tĩnh tải + các lớp cấu tạo: Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. Được tính toán cụ thể trong bảng STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (m) (KN/m3) gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) 1 Vữa trát 0.02 18 0.36 1.3 0.468 2 Bản sàn BTCT 0.1 25 2.5 1.1 2.75 3 Vữa trát 0.015 18 0.27 1.3 0.351 Tổng cộng gttbn 3.569 + Hoạt tải Lấy theo TCVN 2737- 1995 lấy hoạt tải sửa chửa là: ptc = 0.75 (KN/m2); Với hệ số vượt tải n = 1.3 ptt = ptc.n = 0.75x1.3 = 0.975 (KN/m2). + Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp qbn = gtt bn+ ptt = 3.569 + 0.975 =4.544 (KN/m2) Sơ đồ tính Xét tỉ số chiều cao dầm nắp với chiều dày bản sàn: hd/hs = 25/10 = 2.5< 3 do vậy liên kết giữa bản nắp và dầm nắp là lien kết khớp Ta có Do đó bản làm việc hai phương ( bản kê bốn cạnh).Tính toán bản như bản kê bốn cạnh. Bốn mặt liên kết của bản là liên kết khớp Nội lực của bản nắp +Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= m1.(g+p).l1.l2. (KN.m). M2= m2.(g+p).l1.l2. (KN.m). tải trọng (KN/m2) kích thước (m) Tỉ số hệ số mômen(KNm) q l1 l2 l2/l1 m1 m2 M1 M2 4.544 4 4 1.0 0.0365 0.0365 2.65 2.65 b.Tính cốt thép: .Vật liệu: -Bê tông cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). .Trình tự tính toán: Tương tự như tính sàn: Tính thép như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b=1m, chiều cao h=hb. Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng ra Rb, Rs; từ đó tính được ξR vă ξR. Giả sử a = 2 cm. Tính ho = h-a = 10-2 = 8 (cm). Tính Nếu αm≤αR ( tức là ξ ≤ ξR) thì từ αm tra bảng ra ζ. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải bảo đảm µ ≥ µmin . Nếu αm ≥ αR thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế αm ≤ αR. Kiểm tra hàm lượng cốt thép . nằm trong khoảng 0,3%-0,9% là hợp lí. Nếu < =0,1% Thì As min=.bho. ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) a(mm) As(mm2) bản nắp M 1 2.65 0.036 0.9817 150 6 180 157 0.2 M 2 2.65 0.036 0.9817 150 6 180 157 0.2 2 ) DẦM NẮP a)Tính dầm D1 * Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D1(25x20): gd1 = 0.25x0.2x25x1.1 = 1.375 (KN/m); Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm nắp Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd1===11.36 (KN/m); +Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp QD = gd1+ qd1 = 1.375 + 11.36 =12.735 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực M = =25.47 (KNm) Q = =25.47 (KN) b)Tính dầm D2 * Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D2(25x20): gd2 = 0.25x0.2x25x1.1 = 1.375 (KN/m); Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm nắp Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd2 = ==5.68 (KN/m); +Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp QD = gd2+ qd2 = 1.375 + 5.68 =7.055 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực M = =14.11 (KNm) Q = =14.11 (KN) c )Tính dầm D3 * Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D3(25x20): gd3 = 0.25x0.2x25x1.1 = 1.375 (KN/m); Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm nắp Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd3 = ==5.68 (KN/m); +Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp QD = gd3+ qd3 = 1.375 + 11.36 =12.735 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực Mnh = a x QD x l2 = 0.07 x 12.735 x 42= 14.263 (KNm) Mg = b x QD x l2 = 0.125 x 12.735 x 42= 25.47 (KNm) Qmax = у x QD x l = 0.625 x 12.735 x 4= 31.84 (KN) RA = δ x QD x l = 1.25 x 12.735 x 4= 63.675 (KN) (trong đó a,b,у,δ là các hệ số tra bảng phụ lục 17 trang 457 sách BTCT2 của VÕ BÁ TẦM) d) tính cốt thép: - thép dọc Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b; chiều cao h +Xác định: Trong đó: ho = h-a. a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a=2cm. M- moment tại vị trí tính thép. +Kiểm tra điều kiện: - Nếu : tăng kích thước hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế - Nếu : thì tính Diện tích cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý. Nếu m<mmin = 0.1% thì ASmin = mmin .b.h0 (cm2). ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) As(mm2) Dầm D1 M 25.47 0.2093 0.8812 448.80 3Ø14 461.7 1.00 Dầm D2 M 14.11 0.1160 0.9382 233.53 2Ø14 307.8 0.67 Dầm D3 M nh 14.263 0.1172 0.9375 236.25 2Ø14 307.8 0.67 M g 25.47 0.2093 0.8812 448.80 3Ø14 461.7 1.00 - Tính thép đai: + Dầm D3: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo công thức: Qmax≤ 0,3. giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu là Ø6, S=100 mm. . . < 1,3 (với = 0.01, đối với bê tông nặng) =>0,3=0,3.1,11.0,885.1,15.20.23=155.9 KN > Qmax=RA=63.675(KN) điều kiện thoả mãn. Tính Mb theo công thức : Mb= Trong đó: =0 vì tiết diện chữ nhật. =0 vì không có lực nén hoặc kéo. =2 đối với bê tông nặng. Mb= 2.1.0.09.20.232= 1904.4 KN.cm=19.044(KNm) Tính Qb1 theo công thức: (KN). 51.91(KN) =>qsw = = 55.56(KN/m) Tính q0 = > qsw => Lấy qo = 70.72(KN/m) để tính khoảng cách cốt đai Chọn đai Φ6, 2 nhánh, tính khoảng cách cốt đai ở khu vực gần gối tựa : Stt = cm = 140 mm Vậy ta chọn cốt thép Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=100 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm. + Dầm D1 và D2: Do lực cắt tương đối nhỏ so với dầm D3 nên ta chọn cốt đai như sau: Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=150 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm. 3)Bản thành Để đơn giản tính toán, bỏ qua trọng lượng bản thân của nó, xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và gió hút Bản thành có tỉ số cạnh dài chia cạnh ngắn luôn lớn hơn 2 ( ld/ln=4/1.8=2.22, nên bản thành thuộc bản loại dầm.) Sơ đồ tải trọng tác dụng vào bản thành được trình bày : Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản thành Do đó trường hợp tải bất lợi là phía có gió hút, Dùng tải trọng này để xác định nội lực trong bản thành. a) tải trọng tác dụng lên bản + ấp lực nước qntt = =19.8KN/m2 + Tải trọng gió Theo TCVN 2737:1995 tải trọng gió được xác định theo công thức W = n.k.c.Wo (daN/m2) trong đó: Wo - Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4 TCVN 2737:1995; k - Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5; c - Hệ số khí động lấy theo bảng 6. Công trình được xây dựng ở Thành Phố Tam Kỳ thuộc vùng IIB tại độ cao z = 38 m k = 1.25 Theo bảng 6 TCVN hệ số khí động c: Phía gió đẩy: c = + 0.8 Phía gió hút: c= - 0.6 Wo = 95 – 12 = 83 daN/m2 = 0.83 KN/m2 Wh = 1.2 x 1.25 x 0.6 x 0.83 = 0.747 KN/m2 Sơ đồ tính Bản làm việc theo một phương, cắt một dải có bề rộng 1m để tính toán, kích thước lấy từ tim dầm đến tim bản nắp. -Sơ đồ tinh Sơ đồ và tải trọng tính bản thành Xác định nội lực : Biểu đồ moment do gió(hình bên trái) và áp lực nước gây ra (hình bên phải). MWhgối = KNm MWhnhịp = KNm Mqngối =(KNm); Mqnnhịp =(KNm). Moment dương lớn nhất ở nhịp do nước và gió gây ra ở vị trí chênh lệch nhau không nhiều. Do đó ta lấy tổng giá trị 2 moment này để tính thép nhằm đơn giản việc tính toán và thiên về an toàn, lấy tổng moment ở vị trí ngàm của hai biểu đồ để tính cốt thép chịu moment âm sau đó bố trí cốt thép cho bản thành.Theo vậy ta có moment dùng đề tính thép ở gối vả nhịp làn lượt là: Mgối = MWhgối + Mqngối = 0.3 + 4.277 = 4.577 (KNm); Mnhịp = MWhnhịp + Mqnnhịp = 0.17+ 1.91 = 2.08 (KNm). d) Tính cốt thép : Vật liệu: -Bê tông cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). .Trình tự tính toán: Tương tự như tính sàn: Tính thép như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b=1m, chiều cao h=hb. Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng ra Rb, Rs; từ đó tính được ξR vă ξR. Giả sử a = 2 cm. Tính ho = h-a = 10-2 = 8 (cm). Tính Nếu αm≤αR ( tức là ξ ≤ ξR) thì từ αm tra bảng ra ζ. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải bảo đảm µ ≥ µmin . Nếu αm ≥ αR thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế αm ≤ αR. Kiểm tra hàm lượng cốt thép . nằm trong khoảng 0,3%-0,9% là hợp lí. Nếu < =0,1% Thì As min=.bho. ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) a(mm) As(mm2) Bản thành M 1 4.58 0.0622 0.9679 262.72 8 180 279 0.35 M 2 2.08 0.0283 0.9857 117.24 8 200 252 0.32 e/Kiễm tra vết nứt bản thành (trạng thái giới hạn thứ II) - Theo TCXDVN356:2005 Điều kiện acrc[a] Với [a]=0.3(mm) Bề rộng vết nứt của cấu kiện tính theo công thức Trong đó: +acrc bề rộng vết nứt tính bằng mm +δ =1 đối với cấu kiện chịu uốn +φl=1,6-15μ=1,6-15x0.004=1.56 hệ số kể đến ác dụng của tải trọng dài hạn +η=1,3 hệ số kể đến ảnh hưởng của bề mặt thanh thép +Es=21x104(Mpa) Mô đun đàn hồi của cốt thép +μ hàm lượng cốt thép chịu kéo +d đường kính cốt thép +σs ứng suất trong các thanh cốt thép lớp ngoài cùng σs= β hệ số =1.8 đối với bê tông nặng δ= ; với Rser=15Mpa φf=o không kể cốt thép chịu kéo ; với Eb=27x103Mpa Bảng tính bề rộng vết nứt của bản đáy bản đáy Moment (KNm) h0 (mm) As(mm2) δ μ ξ Z(mm) σs acrc(mm) nhịp 4.58 80 279 0.05 0.004 0.2 72 228 0.27 Ta có acrc=0.27<=[a]=0.3 vậy bản đáy đảm bảo bề rộng vết nứt 4 )Bản đáy a) Tải trọng - Tỉnh tải + Các lớp cấu tạo: Gồm trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy. : Trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (m) (KN/m3) gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) 1 Gạch Ceramic 0.02 22 0.44 1.1 0.484 2 Vữa lát gạch 0.03 18 0.54 1.3 0.702 3 Bản sàn BTCT 0.12 25 3 1.1 3.3 4 Lớp vữa trát 0.015 18 0.27 1.3 0.351 Tổng gttbđ 4.837 + Tải trọng nước qntt = =24.2KN/m2 + Tải trọng toàn phần qbđ =gtt + qntt = 4.595 + 24.2 =29.037 KN/m2. b)Sơ đồ tính Xét tỉ số chiều cao dầm nắp với chiều dày bản sàn: hd/hs = 3.5/12 = 3 do vậy liên kết giữa bản đáy và dầm đáy là liên kết ngàm Ta có Do đó bản làm việc hai phương ( bản kê bốn cạnh).Tính toán bản như bản kê bốn cạnh. Bốn mặt liên kết của bản là liên kết ngàm c) xác định nội lực +Moment dương lớn nhất ở giữa bản: M1= ai1.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). M2= ai2.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). +Moment âm lớn nhất ở trên gối: MI= -bi1.(g+p).l1.l2. (KN.m/m).(hoặc M’I) MII= -b i2.(g+p).l1.l2. (KN.m/m). (hoặc M’II). Trong đó: i-chỉ số sơ đồ sàn. ai1; ai2; b i1; b i2: hệ số tra sổ tay kết cấu phụ thuộc i và l1/l2. Bảng xác định các hệ số Kí hiệu Kích thước Tỷ số α91 α92 β91 β92 ô bản L1 L2 L2/L1 bản đấy 4 4 1 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 Bảng tính nội lực Kí hiệu α91 α92 β91 β92 M1 M2 MI MII bản đấy 0.0179 0.0179 0.0479 0.0479 8.32 8.32 22.25 22.25 d.Tính cốt thép: .Vật liệu: -Bê tông cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). .Trình tự tính toán: Tương tự như tính sàn: Tính thép như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b=1m, chiều cao h=hb. Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông và nhóm cốt thép, tra bảng ra Rb, Rs; từ đó tính được ξR vă ξR. Giả sử a = 2 cm. Tính ho = h-a = 10-2 = 8 (cm). Tính Nếu αm≤αR ( tức là ξ ≤ ξR) thì từ αm tra bảng ra ζ. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải bảo đảm µ ≥ µmin . Nếu αm ≥ αR thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế αm ≤ αR. Kiểm tra hàm lượng cốt thép . nằm trong khoảng 0,3%-0,9% là hợp lí. Nếu < =0,1% Thì As min=.bho. ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) a(mm) As(mm2) Bản đấy M1 8.32 0.0723 0.9624 384.22 8 120 419 0.42 M2 8.32 0.0723 0.9624 384.22 8 120 419 0.42 MI 22.25 0.1935 0.8915 891.37 10 90 872 0.87 MII 22.25 0.1935 0.8915 891.37 10 90 872 0.87 e/Kiễm tra vết nứt bản đáy (trạng thái giới hạn thứ II) - Theo TCXDVN356:2005 Điều kiện acrc[a] Với [a]=0.3(mm) Bề rộng vết nứt của cấu kiện tính theo công thức Trong đó: +acrc bề rộng vết nứt tính bằng mm +δ =1 đối với cấu kiện chịu uốn +φl=1,6-15μ=1,6-15x0.009=1.47 hệ số kể đến ác dụng của tải trọng dài hạn +η=1,3 hệ số kể đến ảnh hưởng của bề mặt thanh thép +Es=21x104(Mpa) Mô đun đàn hồi của cốt thép +μ hàm lượng cốt thép chịu kéo +d đường kính cốt thép +σs ứng suất trong các thanh cốt thép lớp ngoài cùng σs= β hệ số =1.8 đối với bê tông nặng δ= ; với Rser=15Mpa φf=o không kể cốt thép chịu kéo ; với Eb=27x103Mpa Bảng tính bề rộng vết nứt của bản đáy bản đáy Moment (KNm) ho (mm) As(mm2) δ μ ξ Z(mm) σs acrc(mm) nhịp 22.25 100 872 0.15 0.009 0.29 85.5 298.4 3 Ta có acrc=0.3<=[a]=0.3 vậy bản đáy đảm bảo bề rộng vết nứt 5) Tính dầm đấy: a)Tính dầm D4 *Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D4(35x20): gd4 = 0.35x0.2x25x1.1 = 1.925 (KN/m); Tải trọng từ bản đấy truyền vào Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd4===72.59(KN/m); +Tải trọng toàn phần tác dụng lên dầm QD = gd4+ qd4 = 1.925 + 72.59 = 74.515 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực Dầm 4 được xem là liên kết ngàm ở hai đầu M g= =99.35 (KNm) M nh= = 49.68 (KNm) Q = = 149.03 (KN b)Tính dầm D5 * Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D5(35x20): gd5 = 0.35x0.2x25x1.1 = 1.925 (KN/m); Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm nắp Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd5 ===36.3(KN/m); Tải trọng do bản thành truyền lên: gttbt = S .hi. .n (KN/m) STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (m) Chiều cao h (m) (KN/m3) gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) 1 Gạch Ceramic 0.02 1.8 22 0.792 1.1 0.87 2 Vữa lát gạch 0.02 1.8 18 0.648 1.3 0.84 3 Bản sàn BTCT 0.1 1.8 25 4.5 1.1 4.95 4 Lớp vữa trát 0.015 1.8 18 0.486 1.3 0.63 Tổng gttbt 7.29 +Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp QD = gd5+ qd5 + gttbt = 1.925 + 36.3 + 7.29 = 45.515 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực: Dầm 5 được xem là liên kết ngàm ở hai đầu Mg = =60.69 (KNm) M nh= = 30.34 (KNm) Q = =91.03 (KN) c )Tính dầm D6 * Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D6(35x20): gd6 = 0.35x0.2x25x1.1 = 1.925 (KN/m); Tải trọng từ bản nắp truyền vào dầm nắp Theo hình vẽ thì tải trọng từ bản truyền vào dầm có dạng tam giác qd6 ===36.3(KN/m); Tải trọng do bản thành truyền lên: gttbt = S .hi. .n (KN/m) STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (m) Chiều cao h (m) (KN/m3) gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) 1 Gạch Ceramic 0.02 1.8 22 0.792 1.1 0.87 2 Vữa lát gạch 0.02 1.8 18 0.648 1.3 0.84 3 Bản sàn BTCT 0.1 1.8 25 4.5 1.1 4.95 4 Lớp vữa trát 0.015 1.8 18 0.486 1.3 0.63 Tổng gttbt 7.29 +Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản nắp QD = gd6+ qd6 + gttbt = 1.925 + 36.3 + 7.29 = 45.515 (KN/m) * Sơ đồ tính: * xác định nội lực: Dầm 6 được xem là liên kết ngàm ở hai đầu Mg = =60.69 (KNm) M nh= = 30.34 (KNm) Q = =91.03 (KN) d)Tính cốt thép cho các dầm đấy - Thép dọc .Vật liệu: -Bê tông cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). .Trình tự tính toán: Tính thép như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b, chiều cao h=hb. Giả sử a = 2 cm. Tính ho = h-a = 35-2 = 33 (cm). Tính Nếu αm≤αR ( tức là ξ ≤ ξR) thì từ αm tra bảng ra ζ. Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Tính và phải bảo đảm µ ≥ µmin . Nếu αm ≥ αR thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông để đảm bảo điều kiện hạn chế αm ≤ αR. Kiểm tra hàm lượng cốt thép . nằm trong khoảng 0,3%-0,9% là hợp lí. Nếu < =0,1% Thì As min=.bho. ký hiệu M (KNm) αm ζ As chọn thép μ(%) (mm2) Ø(mm) As(mm2) Dầm D4 M g 99.35 0.3173 0.8022 1340.30 5Ø18 1272.5 1.54 M nh 49.68 0.1587 0.9131 588.82 3Ø16 603.3 0.73 Dầm D5 M g 60.69 0.1938 0.8913 736.96 3Ø18 763.5 0.93 M nh 30.34 0.0969 0.9489 346.02 2Ø16 402.2 0.49 Dầm D6 M g 60.69 0.1938 0.8913 736.96 3Ø18 763.5 0.93 M nh 30.34 0.0969 0.9489 346.02 2Ø16 402.2 0.49 - Thép đai: + Dầm D4: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo công thức: Qmax≤ 0,3. giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu là Ø6, S=100 mm. . . < 1,3 (với = 0.01, đối với bê tông nặng) =>0,3=0,3.1,11.0,885.1,15.20.23=155.9 KN > Qmax= 149.03(KN) điều kiện thoả mãn. Tính Mb theo công thức : Mb= Trong đó: =0 vì tiết diện chữ nhật. =0 vì không có lực nén hoặc kéo. =2 đối với bê tông nặng. Mb= 2.1.0.09.25.332= 4900 KN.cm=49(KNm) Tính Qb1 theo công thức: (KN). 198.8(KN)> Qmax= 149.03(KN) =>qsw = = 40.73(KN/m) Tính q0 = (KN/m) > qsw = 40.73(KN/m) => Lấy qo = 45(KN/m) để tính khoảng cách cốt đai Chọn đai Φ6, 2 nhánh, tính khoảng cách cốt đai ở khu vực gần gối tựa : Stt = cm = 220 mm Vậy ta chọn cốt thép Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=100 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm. + Dầm D5 và D6 : Theo tính toán như dầm D4 ta thấy lực cắt của dầm D5 và D6 cung tương đối nhỏ so với dầm D4 nên ta đặt cốt đai theo yêu cầu tối thiểu: Ở khu vực gần gối tựa chọn Ø6, s=150 mm. Ở khu vực giữa dầm chọn Ø6, s=200 mm CHƯƠNG IV TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN I. Chọn phương án của hệ kết cấu chịu lực: Công trình có nhịp lớn nhất là 8 m, cao 38,6m, kích thước theo hai phương tương đương nhau, cùng với những yêu cầu của kiến trúc, e._.a cọc nhồi thường sần sùi, do đó ma sát giữa đất và cọc nói chung có trị số lớn hơn so với các loại cọc khác. -Tốn ít cốt thép vì không phải vận chuyển cọc . -Khi thi công không gây ra những chấn động làm nguy hại đến các công trình lân cận. -Nếu dùng cọc nhồi thì điều kiện mở rộng chân cọc ( nhằm tăng sức chịu tải của cọc ) tương đối dễ dàng hơn . +Nhược điểm: -Khó kiểm tra chất lượng cọc. -Thiết bị thi công tương đối phức tạp. -Công trường dễ bị bẩn trong quá trình thi công. Căn cứ vào tải trọng tác dụng truyền xuống móng, điều kiện địa chất và trên cơ sở phân tích những ưu, nhược điểm của các loại cọc ta chọn phương án móng cọc khoan nhồi thiết kế cho công trình. -Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta phân ra làm hai loại móng: Móng M1(A3,E3). Móng M2(B3,C3,D3) Trong các móng ở dưới chân cột B3,C3,D3. ta nhận thấy nội lực ở chân cột C3 là lớn nhất nên tính toán móng với nội lực này và cấu tạo cho các móng còn lại Trong các móng ở dưới chân cột A3,E3. ta nhận thấy nội lực ở chân cột E3 là lớn nhất nên tính toán móng với nội lực này và cấu tạo cho các móng còn lại III. THIẾT KẾ MÓNG M2 Ghi chú : Móng có tải trọng lớn nhất . 1/ Tải trọng tác dụng lên móng . - Hệ số vượt tải 1,2 -Tính thêm tải do sàn tầng hầm truyền vào . + Sàn có chiều dày 0,4m :Tỉnh tải gs = 1,10,425=11KN/m2. Họat tải qs = 1,25 =6 KN/m2. + Diện truyền tải vào chân móng C4 là : A= 8x8 = 64 m2. + Lực tập trung tác dụng vào chân móng : Ns= (gs+qs)A =(11+6)64 = 1088 KN. - Tải trọng bản thân của hệ dầm gân : Ndg = 1,10.5x840.30.6x25= 79 KN - Vì vậy lực dọc tác dụng lên móng tăng thêm một lượng : N=1088+79=1167 KN Bảng giá trị tính toán nội lực Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 11212+1167=12379 35.5 24.5 6.5 35 Giá trị tiêu chuẩn Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 10764 30.9 21.3 5.7 30.4 2/ Chọn lọai vật liệu ,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng . a.Chọn vật liệu: -Bê tông cấp bền B25 có: Rb=14.5 (MPa); Rbt=1.05(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 10 : dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). b.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài: Chọn chiều cao đài cọc là 1,5m. Do đó cao trình đáy đài -(1,5+3)= -4,5m. Dựa vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng tác dụng xuống móng ta chọn kích thước tiết diện cọc khoan nhồi: đường kính D=0,8m, chiều dài L=20 m. Chất lượng bê tông đầu cọc kém, do đó ta phải đập vỡ một đoạn 1650 mm và ngoài ra ta còn ngàm vào đài (phần có bê tông) một đoạn 150 mm. Do đó chiều dài làm việc của cọc:20-(1,65+0,15)=18,2m. Do đó cao trình mũi cọc là -22,7m. Cốt thép dọc trong cọc dùng 14Ø20 có As=43.99 cm2. 3/ Xác định sức chịu tải của cọc . a/ Theo cường độ vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru-Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . -A-Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4=5024(cm2) -Fa-Diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, Fa=43.96cm2 -Ran-Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) -Rc-Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CII có Rc=3000(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5=3000/1.5 =2000(kg/cm2) Ran=2000 (kg/cm2) Pvl = 60 5024 + 200043.99 = 38942 KG 3894 KN. b/ Theo cường độ đất nền. - Sức chịu tải cực hạn của cọc . Qu = Qs + Qp ; b.1/ Xác định Qs : - Tính ma sát giửa cọc và đất . + Dùng bảng tính excel ta tính được fs ở bảng sau : Bảng tính fs Lớp i γ đn φ (o) c (KN/m2) Tag φ ks=1-sin φ zi(m) sz li(m) fsi(KN/m2) fsi.li(KN/m) 2 9.93 210 60 0.38 0.64 4.5 44.7 7.5 71 533 3 9.92 380 20 0.78 0.38 10.5 104.24 6 51 306 4 10.78 430 20 0.93 0.32 16.6 113.7 6.2 70 434 Sfsi.li = 1273KN Tr ong đó : - fi= s'hi ´tgjai + Ca - sz= ∑(γi x zi) - li : chiều dày lớp đất - u : chu vi xung quanh cọc Qs= u = 0.8 1273 = 3197KN b.2/ Xác định Qp : - Cường độ chịu tải của đất ở mủi cọc : qp = c.Nc + svp.Nq + g.d.Ng Mủi cọc nằm trong lớp đất 4 có j = 43o ; c= 2 KN/m2 , (tra bảng 3.5 trang 174 sách Nền Móng của Tiến sỉ Châu ngọc An ) ta được Nq = 126.498 ; Nc = 134.58 : Ng = 0 svp = gđn.z = 10.7818.2 = 196 KN/m2. qp =2134.58+ 196126.498 +10.780.80=25063 (KN/m2) . Qp = Ap.qp = x 25063= 12531 KN Qa = = 5243 KN. Sức chịu tải của cọc : P = min(Pvl ,Qa) = min(3894 ; 5243) = 3894 KN 4/ Xác định số lượng cọc và bố trí cọc. a/ Ước tính số lượng cọc nc = k. = 1,2 3.2 cọc . Vậy ta chọn 4 cọc . b/Bố trí cọc Cách bố trí cọc như hình vẽ. Chọn khoảng cách giữa hai cọc 3d = 3 x 0.8 = 2.4m khoảng cách từ mép đài đến tâm cọc là d = 0.6m diện tích của đấy đài là: Fđ=3.6 x 3.6 = 12.96 (m2) 5/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức P() = . Trong đó : =tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc. n= số lượng cọc trong móng. Mx = moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. My = moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. x, y = tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của móng . xi , yi = tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng. Pmax = = + = 3112 KN Pmin = = - = 3077 (KN) Ta có Pmax = 3112< PTK = 3894(KN) Pmin = 3077< Pnh = Qs = 4250 = 4250(KN) Vậy cọc đủ khả năng chịu lực. 6 .Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước : a) .Xác định kích thước móng khối quy ước : -Xác định jtb : =340 Góc truyền lực : Kích thước móng khối quy ước : Aqư = Bqư = (3.2+2xLcx tg8.5o) = 3.2 + 2x 18.2 x 0.15=8.66(m) Diện tích của móng khối qui ước Fqư = 8.66 x 8.66 = 75(m2) *Trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đài và đất trên đài: N1 =75x1.5x22 =2475 (KN) -Trọng lượng của bốn cọc có xét đến đẩy nổi Diện tích của một cọc 3.14x=0.5 m2 N2 =4x0.5x18.2x(25-10) = 546(KN) Trọng lượng của lớp các pha dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N3=(75- 4x0.5)x6x9.93= 4349(KN) Trọng lượng của lớp cát hạt trung dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N4=(75 - 4x0.5)x6x9.92= 4345(KN) Trọng lượng của lớp cát thô lẫn cụi sỏi dày 12.2m có trừ đi trọng lượng cọc N5=(75 - 4x0.5)x6.2x10.78= 4879 (KN) ® trọng lượng móng khối qui ước Nqư = N1+ N2+ N3+ N3+ N4+ N5=2475+546+4349+4345+4879 =16594(KN) Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Nqư + Ntc = 16594+ 10764 = 27358 ( KN) Moment tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Mxqưtc=Mtcx=30.9(KNm) Myqưtc= Mtcy= 5.7 (KNm) -Độ lệch tâm : ey = = =0.001m ex = = =0.0002m - Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : =(1) = 365 (KN/m2) = 364(KN/m2) = 364.5 (KN/m2) b)Xác định áp lực tính toán ở đáy móng khối quy ước : Rtt = ; g , g’ : Trị tính tóan thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới đáy khối quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên . Ở đây lấy Ktc = 1 ; Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát lẫn bụi , tra bảng 2.2 trang 65 sách NỀN và MÓNG của tác giả Lê Anh Hoàng ta được m1 = 1,1 ; m2 = 1 ; Ta có j = 43o tra bảng 1.1 (sách trên) được : A= 3.12 ; B = 13.5 ; D = 13.31 g = = 10.22 KN/m3 ; g’ = 9.93 KN/m3 ; Rtt= 1,11(3.1210.8710.22 +13.518.29.93+13.312) = 3094 KN/m2. Thỏa mãn điều kiện : =365 1,2Rtt =3713 = 364.5 Rtt =3094 ® Nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải 7 .Kiểm tra lún : Ứng suất bản thân tại các lớp đất : sbtmqu=å gihi=201 KN/m2 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước : sglz =0= -sbtmqu=364.5- 201 =163.5 KN/m2 Xét tỉ số : =1 Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp hi= Bm/5=1.73 m. Tính lún đến cao trình z có ứng suất gây lún (sglz ) bắng 0.2 lần ứng suất bản thân đất (s’z ) so với cao trình mũi cọc . Bảng tính lún cho khối móng quy ước Điểm Độ sâu z(m) Lm/Bm 2z/Bm Ko sglz(KN/m2) s’bt(T/m2) 0 0 1 0 1 163.5 201 1 1.73 1 0.4 0.96 156.96 219.7 2 3.46 1 0.8 0.8 130.8 238.3 3 5.19 1 1.2 0.606 99 257 4 6.92 1 1.6 0.449 73.4 275.6 5 8.65 1 2 0.336 54.9 294.3 Ta thấy sglz < = 0.2s’bt nên ta giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu 8.65 m kể từ đáy móng khối quy ước : Độ lún của nền được tính theo công thức sau : S==0.03cm Ta có s=3cm <sgh = 8 cm ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 8.Tính toán và cấu tạo đài cọc: a.Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng: - kiểm tra với góc 450 Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.6+21.4=3.4m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l=2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc bTính toán cốt thép: Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên. Theo phương Momen M1: Diện tích cốt thép yêu cầu: . +Tính toán cốt thép theo phương Y đặt dưới: Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I= 2Pmax.. (7.24). Trong đó: Pmax=3112(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục I-I: =1,2-0,3=0,9m MI-I=2x3112. 0,9=5601,6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). ==160,(cm2). chọn 24Ø30,a=150, có Fa=169.7 (cm2). +Tính cốt thép theo phương X đặt trên: Moment tương ứng với mặt ngàm II-II: MII-II=Pmax.rx (7.25). Trong đó: Pmax= 3312(KN) ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục II-II: =1,2-0,6=0,6m MII-II=2x3112x0,6= 5601.6(T.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). ==160.1(cm2). chọn 24 Ø 30a=150, có Fa=169.7(cm2). 9/kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang . Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc , ta phân tích chuyển vị ngang , moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc .Chuyển vị ngang lớn nhất phải nhỏ hơn chuyển vị ngang khống chế bởi điều kiện kỹ thuật của công trình xây dựng . - Tính moment uốn M dọc theo cọc và chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đỉnh cọc và lực ngang H tác đông của cọc . Cọc có đường kính d = 0.8m. Chiều dài cọc chôn trong đất L = 18.2m. Lực H và moment uốn My đặt tại đỉnh trên cọc. Nhận xét : Dựa vào bảng giá trị nội lực tại chân móng ta lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để kiểm tra theo phương ngang cho cọc.(coi liên kết giữa đài và cọc là ngàm) Ta có lực ngang Qy = 35 KN. Thành phần Mômen chỉ gây kéo nén dọc trục cọc không gây cho cọc chịu uốn.do đó M =0(KNm) Ta lấy tổng lực ngang H chia cho số cọc để được lực ngang tác dụng lên 1 cọc: H = = =8.75 KN Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = m. - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : Eb.I = 300,02= 6105 KNm2. - Chiều rộng qui ước bc của cọc : bc = d+ 1 =0.8 + 1 = 1.8 m. (theo TCXD205-1998 , khi d 0,8 m thì bc = d+1 m, khi d < 0,8 m thì bc = 1,5d + 0,5 m). Nền đất quanh cọc có 3 lớp , để thiên về an toán và đơn giản trong tính toán ta chọn lớp 4 ( cát trung đến nhuyển lẩn đất bột ), tra bảng G1 (TCXD205-1998) ta có K = 500 T/m. - Hệ số biến dạng : abd = m-1 . - Chiều dài tỉnh đổi của phần cọc trong đất : le = abd.24.2 = 0,27218.2 = 5 Tra bảng G2 (TCXD 205 –1998 được A=2,441; B= 1,621 ; C = 1,751. - Các chuyển vị dHH ;dHM ; dMH ; dMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc , do các ứng lực đơn vị đặt ở cao trình này : dHH = = = 2.02 10-4 m/KN . dHM = dMH = = = 0,36510-4 T. dMM = = = 0,6110-5 (Tm). Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đỉnh cọc : Ho = 8.75 KN. - Chuyển vị ngang y và góc xoay y tại cao trình đỉnh cọc : y=H.dHH+M0.dHM=8.752.0210+00,36510-4= =17.6810-4m 0,18 cm. y=H.dMH+M0.dMM=8.750,36510-4+00,6110= 3.210rad . Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang H Dn = yo+ylo++ → Dn= yo = 0.18 cm< Dgh = 1 cm Góc xoay của cọc y tại cao trình đỉnh cọc Ψ = y = 3.210rad < ygh =2/1000 rad Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị 10. Tính momen uốn và lực cắt theo chiềi dài cọc: M = a2bdEbIyoA3 - abdEbIyoB3 + MoC3 + HoD3/abd Qz = a3bdEbIyoA4 - a2bdEbIyoB4 + abdMoC4 + HoD3 Trong đó các kí hiệu trong công thức có ý nghĩa như trình bày ở trên. Các giá trị A3,A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4: tra bảng G.3 TCXD 205-1998. MÔMEN UỐN THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz(KNm) 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.368 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 3.217 0.735 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 6.354 1.103 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 9.303 1.471 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 12.093 1.838 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 14.668 2.206 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 16.999 2.574 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 18.976 2.941 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 20.687 3.309 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 22.060 3.676 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 22.967 4.044 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 23.697 4.412 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 24.159 4.779 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 24.216 5.147 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 23.989 5.515 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 23.495 5.882 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 22.822 6.250 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 21.902 6.618 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 20.748 6.985 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 19.515 7.353 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 18.099 8.088 2.2 -1.693 -1.906 -0.270 1.575 14.930 8.824 2.4 -2.141 -2.663 -0.940 1.352 11.493 9.559 2.6 -2.621 -3.600 -1.880 0.917 8.080 10.294 2.8 -3.103 -4.718 -3.410 0.197 4.792 11.029 3.0 -3.541 -6.000 -4.690 -0.890 1.778 12.868 3.5 -3.919 -9.544 -10.300 -5.850 -2.902 14.706 4.0 -1.614 -11.730 -17.900 -15.100 -2.129 LỰC CẮT THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz(KN) 0 0 0 0 0 1 8.750 0.368 0.1 -0.005 0 0 1 8.641 0.735 0.2 -0.02 -0.003 0 1 8.358 1.103 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 7.900 1.471 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 7.310 1.838 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 6.621 2.206 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 5.834 2.574 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 4.992 2.941 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 4.128 3.309 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 3.246 3.676 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 2.346 4.044 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 1.465 4.412 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 0.630 4.779 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 -0.178 5.147 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -0.906 5.515 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -1.627 5.882 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -2.242 6.250 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -2.373 6.618 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -3.275 6.985 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -3.707 7.353 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -4.042 11/Cắt thép . Chọn vị trí để cắt thép : Ta co: Mmax = 24.216(KNm). = = 1.5 cm2 Vậy Fa = 1.5 cm2 < Fachọn = 43.99 cm2, do đó cốt thép đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực Và tại độ sâu từ 12 m trở xuống ta có thể cắt thép. IV. THIẾT KẾ MÓNG M1 1/ Tải trọng tác dụng lên móng . - Hệ số vượt tải 1,2 -Tính thêm tải do sàn tầng hầm số 2 truyền vào . + Sàn có chiều dày 0,4m :Tỉnh tải gs = 1,10,425=11(KN/m2.) Họat tải qs = 1,25 =6 KN/m2. + Diện truyền tải vào chân móng C4 là : A= 8x4 = 32 m2. + Lực tập trung tác dụng vào chân móng : Ns= (gs+qs)A =(11+6)32 = 544(KN). - Tải trọng bản thân của hệ dầm gân : Ndg = 1,10.5x830.30.6x25= 59 (KN ) - Vì vậy lực dọc tác dụng lên móng tăng thêm một lượng : N=544+59=603 (KN) Giá trị tính toán nội lực Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 8510+603=9113 582 10 16.7 211 Giá trị tiêu chuẩn Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 7924 506 8.7 14.5 183.5 2/ Chọn lọai vật liệu ,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng . a.Chọn vật liệu: -Bê tông cấp bền B25 có: Rb=14.5 (MPa); Rbt=1.05(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 10 : dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). b.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài: Chọn chiều cao đài cọc là 1,5m. Do đó cao trình đáy đài -(1,5+3)= -4,5m. Dựa vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng tác dụng xuống móng ta chọn kích thước tiết diện cọc khoan nhồi: đường kính D=0,8m, chiều dài L=20 m. Chất lượng bê tông đầu cọc kém, do đó ta phải đập vỡ một đoạn 1650 mm và ngoài ra ta còn ngàm vào đài (phần có bê tông) một đoạn 150 mm. Do đó chiều dài làm việc của cọc:20-(1,65+0,15)=18,2m. Do đó cao trình mũi cọc là -22,7m. Cốt thép dọc trong cọc dùng 14Ø20 có As=43.99 cm2. 3/ Xác định sức chịu tải của cọc . a/ Theo cường độ vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru-Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . -A-Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4=5024(cm2) -Fa-Diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, Fa=43.96cm2 -Ran-Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) -Rc-Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CII có Rc=3000(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5=3000/1.5 =2000(kg/cm2) Ran=2000 (kg/cm2) Pvl = 60 5024 + 200043.99 = 38942 KG 3894 KN. b/ Theo cường độ đất nền. - Sức chịu tải cực hạn của cọc . Qu = Qs + Qp ; b.1/ Xác định Qs : - Tính ma sát giửa cọc và đất . + Dùng bảng tính excel ta tính được fs ở bảng sau : Bảng tính fs Lớp i γ đn φ (o) c (KN/m2) Tag φ ks=1-sin φ zi(m) sz li(m) fsi(KN/m2) fsi.li(KN/m) 2 9.93 210 60 0.38 0.64 4.5 44.7 7.5 71 533 3 9.92 380 20 0.78 0.38 10.5 104.24 6 51 306 4 10.78 430 20 0.93 0.32 16.6 113.7 6.2 70 434 Sfsi.li = 1273KN Tr ong đó : - fi= s'hi ´tgjai + Ca - sz= ∑(γi x zi) - li : chiều dày lớp đất - u : chu vi xung quanh cọc Qs= u = 0.8 1273 = 3197KN b.2/ Xác định Qp : - Cường độ chịu tải của đất ở mủi cọc : qp = c.Nc + svp.Nq + g.d.Ng Mủi cọc nằm trong lớp đất 4 có j = 43o ; c= 2 KN/m2 , (tra bảng 3.5 trang 174 sách Nền Móng của Tiến sỉ Châu ngọc An ) ta được Nq = 126.498 ; Nc = 134.58 : Ng = 0 svp = gđn.z = 10.7818.2 = 196 KN/m2. qp =2134.58+ 196126.498 +10.780.80=25063 (KN/m2) . Qp = Ap.qp = x 25063= 12531 KN Qa = = 5243 KN. Sức chịu tải của cọc : P = min(Pvl ,Qa) = min(3894 ; 5243) = 3894 KN 4/ Xác định số lượng cọc và bố trí cọc. a/ Ước tính số lượng cọc nc = k. = 1,2 2.1 cọc . Vậy ta chọn 3 cọc . b/Bố trí cọc Cách bố trí cọc như hình vẽ. Chọn khoảng cách giữa hai cọc 3d = 3 x 0.8 = 2.4m khoảng cách từ mép đài đến tâm cọc là d = 0.6m diện tích của đấy đài là: Fđ=3.6 x 3.6 = 12.96 (m2) 5/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức P() = . Trong đó : =tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc. n= số lượng cọc trong móng. Mx = moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. My = moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. x, y = tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của móng . xi , yi = tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng. Pmax ===3287( KN) Pmin = ==2788(KN) Ta có Pmax = 3287< PTK = 3894(T) Pmin = 2788< Pnh = Qs = 4250 = 4250 (T) Vậy cọc đủ khả năng chịu lực. 6 .Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước : a)Xác định kích thước móng khối quy ước : -Xác định jtb : =340 Góc truyền lực : Kích thước móng khối quy ước : Aqư = Bqư = (3.2+2xLcx tg8.5o) = 3.2 + 2x 18.2 x 0.15=8.66(m) Diện tích của móng khối qui ước Fqư = 8.66 x 8.66 = 75(m2) *Trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đài và đất trên đài: N1 =(75- 2x0.5x1.1x2.2)x1.5x22 = 2395 (KN) -Trọng lượng của ba cọc có xét đến đẩy nổi Diện tích của một cọc 3.14x=0.5 m2 N2 =4x0.5x18.2x(25-10) = 546(KN) Trọng lượng của lớp các pha dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N3=(75-3x0.5)x6x9.93= 4379(KN) Trọng lượng của lớp cát hạt trung dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N4=(75- 3x0.5)x6x9.92= 4375(KN) Trọng lượng của lớp cát thô lẫn cụi sỏi dày 12.2m có trừ đi trọng lượng cọc N5=(75- 3x0.5)x6.2x10.78= 4912(KN) ® trọng lượng móng khối qui ước Nqư = N1+ N2+ N3+ N3+ N4+ N5=2395+546+4379+4375+4912= 16607(KN) Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Nqư + Ntc = 16607+ 7924 = 24531 ( KN) Moment tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Mxqưtc=Mtcx=506(KNm) Myqưtc= Mtcy= 14.5 (KNm) -Độ lệch tâm : ey = = =0.02 ex = = = 0.0006 -Ap lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : =(1) = 332 (KN/m2) = 322(KN/m2) = 326.5 (KN/m2) b)Xác định áp lực tính toán ở đáy móng khối quy ước : Rtt = ; g , g’ : Trị tính tóan thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới đáy khối quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên . Ở đây lấy Ktc = 1 ; Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát lẫn bụi , tra bảng 2.2 trang 65 sách NỀN và MÓNG của tác giả Lê Anh Hoàng ta được m1 = 1,1 ; m2 = 1 ; Ta có j = 43o tra bảng 1.1 (sách trên) được : A= 3.12 ; B = 13.5 ; D = 13.31 g = = 10.22 KN/m3 ; g’ = 9.93 KN/m3 ; Rtt= 1,11(3.1210.8710.22 +13.518.29.93+13.312) = 3094 KN/m2. Thỏa mãn điều kiện : =332 1,2Rtt =3713 = 326.5 Rtt =3094 ® Nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 7 .Kiểm tra lún : Ứng suất bản thân tại các lớp đất : sbtmqu=å gihi=201 KN/m2 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước : sglz =0= -sbtmqu=326.5- 201 =125.5 KN/m2 Xét tỉ số : =1 Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp hi= Bm/5=1.73 m. Tính lún đến cao trình z có ứng suất gây lún (sglz ) bắng 0.2 lần ứng suất bản thân đất (s’z ) so với cao trình mũi cọc . Bảng tính lún cho khối móng quy ước Điểm Độ sâu z(m) Lm/Bm 2z/Bm Ko sglz(KN/m2) s’bt(T/m2) 0 0 1 0 1 125.5 201 1 1.73 1 0.4 0.96 120.48 219.7 2 3.46 1 0.8 0.8 100.4 238.3 3 5.19 1 1.2 0.606 76 257 4 6.92 1 1.6 0.449 56.4 275.6 5 8.65 1 2 0.336 42.17 294.3 Ta thấy sglz < = 0.2s’bt nên ta giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu 8.65 m kể từ đáy móng khối quy ước : Độ lún của nền được tính theo công thức sau : S==0.024cm Ta có s=2.4cm <sgh = 8 cm ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 8.Tính toán và cấu tạo đài cọc: a.Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng: - kiểm tra với góc 450 + theo phương trục X Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.8+21.4=3.6m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l=2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc +theo phương trục Y Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.8+21.4=3.6m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l= 2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc Vậy Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc bTính toán cốt thép: Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên. Theo phương Momen M1: Diện tích cốt thép yêu cầu: . +Tính toán cốt thép theo phương Y đặt dưới: Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I= Pmax.. (7.24). Trong đó: Pmax=3287(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục I-I: =1,2-0,4=0,8m MI-I=3287x 0,8 = 2629.6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). == 75.15(cm2). chọn 18Ø24,a=200, có Fa= 81.4 (cm2). +Tính toán cốt thép theo phương X đặt trên Moment tương ứng với mặt ngàm II-II MII-II= 2Pmax.. Trong đó: Pmax=3287(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục II-II =0.8-0,4=0,4m MII-II=2x3287x 0,4 = 2629.6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). = = 75.15(cm2). chọn 18Ø24,a=200, có Fa= 81.4 (cm2). 9/kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang . Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc , ta phân tích chuyển vị ngang , moment và lực cắt dọc theo chiềudài cọc .Chuyển vị ngang lớn nhất phải nhỏ hơn chuyển vị ngang khống chế bởi điều kiện kỹ thuật của công trình xây dựng . Tính moment uốn M dọc theo cọc và chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đỉnh cọc và lực ngang H tác đông của cọc . Cọc có đường kính d = 0.8m. Chiều dài cọc chôn trong đất L = 18.2m. Lực H và moment uốn My đặt tại đỉnh trên cọc. Nhận xét : Dựa vào bảng giá trị nội lực tại chân móng ta lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để kiểm tra theo phương ngang cho cọc.(coi liên kết giữa đài và cọc là ngàm) Ta có lực ngang Qy = 211 KN. Thành phần Mômen chỉ gây kéo nén dọc trục cọc không gây cho cọc chịu uốn.do đó M =0(KNm) Ta lấy tổng lực ngang H chia cho số cọc để được lực ngang tác dụng lên 1 cọc: H = = = 70.3 KN Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = m. - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : Eb.I = 300,02= 6105 KNm2. - Chiều rộng qui ước bc của cọc : bc = d+ 1 =0.8 + 1 = 1.8 m. (theo TCXD205-1998 , khi d 0,8 m thì bc = d+1 m, khi d < 0,8 m thì bc = 1,5d + 0,5 m). Nền đất quanh cọc có 3 lớp , để thiên về an toán và đơn giản trong tính toán ta chọn lớp 4 ( cát trung đến nhuyển lẩn đất bột ), tra bảng G1 (TCXD205-1998) ta có K = 500 T/m. - Hệ số biến dạng : abd = m-1 . - Chiều dài tỉnh đổi của phần cọc trong đất : le = abd.24.2 = 0,27224.2 = 6.58 Tra bảng G2 (TCXD 205 –1998 được A=2,441; B= 1,621 ; C = 1,751. - Các chuyển vị dHH ;dHM ; dMH ; dMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc , do các ứng lực đơn vị đặt ở cao trình này : dHH = = = 2.02 10-4 m/KN . dHM = dMH = = = 0,36510-4 T. dMM = = = 0,6110-5 (Tm). Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đỉnh cọc : Ho= H = 70.3 KN. Mo=M = 0 KNm. - Chuyển vị ngang y và góc xoay y tại cao trình đỉnh cọc : y=H.dHH+M0.dHM=70.32.0210+00,36510-4= =14210-4m 1.42 cm. y=H.dMH+M0.dMM=70.30,36510-4+00,6110=2610rad Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang H Dn = yo+ylo++ → Dn= yo = 1.42 cm > Dgh = 1 cm Góc xoay của cọc y tại cao trình đỉnh cọc Ψ = y = 2610rad > ygh = 2/1000 rad Vậy đối với sự làm việc của móng đơn thì kết quả trên không thỏa nhưng trong trường hợp này hệ móng làm việc liên kết với nhau bởi các đà kiềng nên giá trị trên ta có thể chấp nhận nên cọc thỏa điều kiện chuyển vị 10. Tính momen uốn và lực cắt theo chiềi dài cọc: M = a2bdEbIyoA3 - abdEbIyoB3 + MoC3 + HoD3/abd Qz = a3bdEbIyoA4 - a2bdEbIyoB4 + abdMoC4 + HoD3 Trong đó các kí hiệu trong công thức có ý nghĩa như trình bày ở trên. Các giá trị A3,A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4: tra bảng G.3 TCXD 205-1998. MÔMEN UỐN THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz(KNm) 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.368 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 25.846 0.735 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 51.061 1.103 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 74.809 1.471 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 97.297 1.838 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 118.112 2.206 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 137.049 2.574 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 153.217 2.941 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 167.354 3.309 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 178.901 3.676 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 186.856 4.044 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 193.548 4.412 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 198.252 4.779 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 199.927 5.147 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 199.535 5.515 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 197.253 5.882 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 193.786 6.250 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 188.629 6.618 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 181.908 6.985 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 174.863 7.353 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 166.680 8.088 2.2 -1.693 -1.906 -0.270 1.575 148.650 8.824 2.4 -2.141 -2.663 -0.940 1.352 129.831 9.559 2.6 -2.621 -3.600 -1.880 0.917 112.425 10.294 2.8 -3.103 -4.718 -3.410 0.197 96.901 11.029 3.0 -3.541 -6.000 -4.690 -0.890 83.847 12.868 3.5 -3.919 -9.544 -10.300 -5.850 67.426 14.706 4.0 -1.614 -11.730 -17.900 -15.100 57.215 LỰC CẮT THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz(KN) 0 0 0 0 0 1 70.300 0.368 0.1 -0.005 0 0 1 69.443 0.735 0.2 -0.02 -0.003 0 1 67.217 1.103 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 63.623 1.471 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 59.007 1.838 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 53.645 2.206 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 47.537 2.574 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 41.029 2.941 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 34.398 3.309 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 27.673 3.676 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 20.858 4.044 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 14.246 4.412 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 8.068 4.779 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 2.158 5.147 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -3.052 5.515 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -8.139 5.882 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -12.328 6.250 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -12.533 6.618 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -18.965 6.985 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -21.546 7.353 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -23.313 11/Cắt thép . Chọn vị trí để cắt thép : Ta co: Mmax = 199.927KNm. = = 12.4 cm2 Vậy Fa = 12.4 cm2 < Fachọn = 43.99 cm2, do đó cốt thép đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực Và tại độ sâu từ 12 m trở xuống ta có thể cắt thép. ._.