Thiết kế chung cư lô C 92 hộ Q.Bình Thạnh TPHCM

PHẦN I KIẾN TRÚC GVHD:TRƯƠNG QUANG THÀNH MẶT ĐỨNG CHÍNH GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH ¾™˜¾ I- CƠ SỞ HÌNH THÀNH DỰ ÁN Khái quát Trong thời kỳ mở cửa, với chính sách của nhà nước về kêu gọi đầu tư, phát triển các thành phần kinh tế. Nền kinh tế nước ta đã có những bước tiến vững mạnh rõ nét, từng bước hòa nhập vào khu vực và thế giới. Cùng với nhịp điệu phát triển về mọi mặt của các nước trên thế giới, khoa học kỹ thuật ngày càng được nâng cao góp phần cải tiến đời sống xã hội. Ngành xây dựng ngày nay càng phát triển nhanh chóng cùng với các ngành quan trọng góp phần nâng cao cơ sở hạ tầng qui hoạch kiến trúc trong phát triển các đô thị lớn. Cùng với các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam, đang được các nhà đầu tư nước ngoài đầu tư ngày càng nhiều do chính sách đãi ngộ ngày càng thuận lợi. Và chính điều này đòi hỏi chúng ta cần phải phát triển cơ sở hạ tầng trong đầu tư xây dựng cơ bản một cách đầy đủ để đáp ứng vấn đề cấp bách là cải thiện đời sống người dân và xây dựng một thành phố văn minh sạch đẹp. Việc loại bỏ những khu nhà ổ chuột, những ngôi nhà thấp tầng, chung cư cũ nát bằng những khu đô thị mới, những tòa cao ốc hiện đại hay những chung cư khang trang tạo nên một dáng vẻ mới. Một đô thị mới văn minh, sạch đẹp tất nhiên là không thể thiếu những toà nhà công sở khang trang. Chung cư 92 LÔ C 92 HỘ, tọa lạc tại P.3 – Quận Bình Thạnh ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu về nhà ở tại Thành Phố hiện nay cũng như giảm diện tích tích đất đai để phụ vụ cho các nhu cầu khác nhằm hướng tới một Thành Phố văn minh và hoàn thiện hơn. II- GIỚI THIỆU DỰ ÁN * Qui mô công trình Tên dự án CHUNG CƯ LÔ C 92 HỘ PHƯỜNG 3, QUẬN BÌNH THẠNH TP.HCM Quy mô Công trình : cấp 1 Tầng cao: 09 tầng Diện tích đất: 2310 m2 Diện tích xây dựng : 1512 m2 * Phân khu chức năng -Tầng trệt: nằm ở cao độ +1.0m so với mặt nền thiên nhiên dùng làm các căn hộ -Lầu 1 đến 8 dùng làm các căn hộ -Tầng mái: nằm ở cao độ +33.4 m , dùng làm sân thượng trong đó có một phần diện tích làm buồng các thiết bị kỹ thuật, hồ nước mái có diện tích (4.5x4.5x2) m và cách sàn mái 0,6m. III - ĐẶC ĐIỂM VÀ HIỆN TRẠNG XÂY DỰNG III.1. Vị trí, diện tích Vị trí khu đất nằm tại Quận Bình Thạnh TP.HCM Diện tích khu đất : 2310 m2 III.2. Điều kiện tự nhiên Khí hậu : Nằm trong khu vực khí hậu Thành Phố Hồ Chí Minh Nhiệt độ : Bình quân 270C + Tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 4: 400C + Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 12: 17,80C Khí hậu : Nhiệt đới gồm 2 mùa chính : nắng và mưa + Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 + 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 : trong mùa khô là Đông Nam chiếm 30-40%, gió Đông chiếm 20-30% ,trong mùa mưa là gió Tây Nam chiếm 66%, tốc độ gió trung bình từ 2-3m. Địa chất thủy văn Khu vực có cấu tạo địa chất trung bình, khá tốt, gồm nhiều lớp á sét và cát có thành phần hạt khác nhau . Địa hình : Là gò đất trống tương đối bằng phẳng chỉ san lấp cục bộ. IV. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT IV.1. Công tác hoàn thiện - Cửa trong nhà: Gỗ, kính - Cửa sổ ngoài nhà : khung nhôm mạ, kính dày 6mm IV.2. Vệ sinh môi trường Xử lý hầm phân tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi ra cống chính Thành Phố có mức tiêu chuẩn dưới 20 mg BOD/lít. IV.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật - Hệ thống điện Nguồn chủ yếu lấy từ điện lưới quốc gia, có biến thế riêng công suất dự trữ 810 KVA, nguồn điện dự phòng từ máy phát điện dự phòng ở tầng trệt bảo đảm cung cấp 24/24 giờ khi có sự cố. Tuyến hạ thế 220V/380V từ máy biến thế sẽ được dẫn vào bảng phân phối điện chánh đặt cạnh trạm biến thế.Điện dự phòng sẽ do 1 máy phát diezel cung cấp, máy phát điện này được đặt tại tầng 1. Khi diện dự phòng bị gián đoạn vì lý do đột xuất. Máy phát điện sẽ cung cấp điện dự phòng cho các hệ thống sau : -Thang máy -Các hệ thống PCCC -Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ -Các phòng thí nghiệm và các văn phòng ở các tầng Các hệ thống không thiết yếu sẽ không được cung cấp. Hệ thống cấp điện được đi trong hộp kỹ thuật. Mỗi tầng có bảng điều khiển riêng can thiệp tới nguồn điện cung cấp cho từng phần hay khu vực. Các khu vực có CB ngắt tự động để cô lập nguồn điện cục bộ khi có sự cố. Có nguồn điện khẩn cung cấp cho khu vực : thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp, bơm cứu hỏa, hệ thống báo cháy và thông tin liên lạc. - Phòng cháy chữa cháy Vì nơi tập trung người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng, bố trí theo tiêu chuẩn quốc gia. Các miệng báo khói và nhiệt tự động được bố trí hợp lý theo từng khu vực. Các thiết bị cứu hỏa cần đặt gần những nơi có khả năng cháy nổ cao những nơi dễ thấy,dễ lấy sử dụng bố trí ở những hành lang, cầu thang, các phòng thí nghiệm. Ngoài ra nước dự trữ trong bể ngầm cũng sẵn sàng khi cần thiết. Trang bị 3 họng súng cứu hỏa ống vải gai có đường kính 50mm dài 25m. Sử dụng 20 bình hóa chất cưú hỏa đặt tại những nơi cần thiết (cửa ra vào, kho, chân cầu thang mỗi tầng). Cần bố trí các bảng thông báo hướng dẫn mọi người cách PCCC và các thao tác chống cháy , bên cạnh đó treo các bình xịt CO2 ở các tầng , đặt các thiết bị báo cháy tự động ở những nơi đông người qua lại, những nơi quan trọng như cầu dao điện, nhà kho. Có hệ thống chữa cháy cấp thời được thiết lập với hai nguồn nước: bể dự trữ trên mái và bể ngầm với hai máy bơm cứu hỏa, các họng cứu hỏa đặt tại vị trí hành lang cầu thang, ngoài ra còn có hệ thống chữa cháy cục bộ sử dụng bình CO2. - Hệ thống chống sét: (cột thu lôi) Theo tiêu chuẩn chống sét nhà cao tầng thì hệ thống này gồm các cột thu lôi, mạng lưới dẫn sét đi xuống đất qua dây dẫn để bảo vệ ngôi nhà. - Hệ thống cấp thoát nước * Cấp nước sinh hoạt Nước thủy cục từ đồng hồ nước có Q > 4l/s ; H > 10m, từ đó ta chọn máy bơm có công suất P > 9CV; Q > 4 l/s ; H > 40m bơm lên bể nước trên mái có. Từ đây nước sẽ được đưa đi đến các tầng bằng hệ thống đường ống đặt trong các hộp kỹ thuật để đi đến các thiết bị dùng nước của căn hộ các tầng. Để cấp nước lạnh và nước nóng cho các phòng ở các tầng, ta dùng ống STK. Ống được đi trong các hốc tường xây bao che bằng gạch bên ngoài. * Thoát nước Nước trên mái dồn về các sênô theo các miệng thu nước xuống các ống dẫn thoát xuống đất đến các hố ga mương rãnh thoát nước cục bộ rồi được dẫn ra hố ga chính của thành phố. Đối với hệ thống thoát nước trong công trình, các đường ống thoát theo các hộp âm tường để đi xuống dưới. - Hệ thống thông gió và chiếu sáng * Thông gió và chiếu sáng Công trình được thông gió chủ yếu tự nhiên nhờ có các khoảng thông trống xung quanh công trình qua các hệ thống cửa sổ. Ngoài ra còn được thông gió bằng hệ thống nhân tạo tại những nơi cần thiết có nhu cầu thông thoáng cao. Đồng thời, các cửa kính xung quanh các tòa sẽ tăng cường thêm ánh sáng, cung cấp ánh sáng nhân tạo cho những nơi cần chiếu sáng cao. Các hệ thống khác l Hệ thống giám sát l Còi báo động l Hệ thống đồng hồ l Hệ thống Radio, TV l Hệ thống thông tin l Hệ thống nhắn tin cục bộ V. NHỮNG HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT LIÊN QUAN TRỰC TIẾP - Vỉa hè : lát theo hệ thống vỉa hè chung cho toàn khu. - Vườn hoa, cây xanh, hồ nước : trồng cây che nắng, gió, tạo khoảng xanh tô điểm cho công trình và khu vực. Tạo ra một vi khí hậu tốt cho môi trường sống và làm việc. PHẦN II KẾT CẤU GVHD: Th.S. TRƯƠNG QUANG THÀNH Chương I: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH I.1. CHỌN LỌAI VẬT LIỆU: Bảng I.1. Các thông số vật liệu chọn Bêtông Mác 300 Cốt thép AI ao Rn (kG/cm2) Rk (kG/cm2) E (kG/cm2) Ra (kG/cm2) R’a (kG/cm2) E (kG/cm2) 0.58 130 10 2.9x105 2300 2300 2.1x106 I.2. TÍNH TÓAN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (1-8) I.2.1. Mặt bằng dầm sàn Hình 1.1. Mặt bằng dầm, sàn tầng điển hình I.2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm - Căn cứ vào nhịp dầm để chọn chiều cao dầm trong đó: ld: nhịp dầm đang xét; md : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng; md = 8 ¸ 12 đối với dầm chính, khung 1 nhịp; md = 12 ¸ 20 đối với dầm liên tục hoặc khung nhiều nhịp. Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng: - đối với dầm môi; - đối với dầm consol. Bảng 1.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm Dầm Nhịp dầm Ld (m) Kích thước tiết diện dầm bxh (cm) D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 6.5 5.5 7.0 4.5 1.4 2.2 6.5 5.5 1.65 2.4 4.5 25x50 25x50 25x50 25x50 20x30 20x30 20x30 20x30 20x30 20x30 20x30 I.2.3. Chọn bề dày bản sàn * Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo công thức: trong đó: m = 30 ¸ 35 - đối với sàm làm việc một phương; m = 40 ¸ 45 - đối với sàn làm việc hai phương; m = 10 ¸ 18 - đối với bản consol; D = 0.8 ¸ 1.4 - hệ số phụ thuộc vào tải trọng; l = lng. – chiều dài cạnh ngắn của ô bản. - Chọn m lớn đối với bản kê liên tục và m bé với bản kê tự do; - Chọn hb là số nguyên theo cm, đồng thời đảm bảo điều kiện cấu tạo hb ³ hmin, Đối với sàn nhà dân dụng hmin = 6 cm. Chọn: D=1, m=45 va’ l = lng = 4.5(m) - Thay các hệ số vào biểu thức, ta được chiều dày các ô sàn như sau: hb==0.14(m)=0.144 Chọn thống nhất cho các ô sàn: hb= 12 (cm) I.2.4. Phân loại ô bản sàn * Bản làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) khi: * Bản làm việc 1 phương (bản dầm) khi: Bảng 1.3. Phân loại ô sàn Số hiệu ô sàn Số lượng sàn ld (m) lng (m) Tỷ số ld/lng Chiều dày bản (cm) Loại ô bản S1 12 7.0 5.5 1.27 12 Bản 2 phương S2 12 7.0 6.5 1.08 12 Bản 2 phương S3 12 5.5 4.5 1.22 12 Bản 2 phương S4 12 5.3 3.3 1.61 12 Bản 2 phương S5 12 1.65 1.2 1.38 12 Bản 2 phương S6 2 4.5 2.2 2.05 12 Bản 1 phương S7 6 5.5 2.2 2.5 12 Bản 1 phương S8 6 6.5 2.2 2.95 12 Bản 1 phương S9 12 5.5 1.4 3.92 12 Bản 1 phương S10 12 6.5 1.4 4.64 12 Bản 1 phương I.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN Ô BẢN I.3.1. Tĩnh tải: g * Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: gb = ångi.giTC trong đó: giTC : trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i; ngi : hệ số độ tin cậy thứ i. * Cấu tạo sàn chống thấm (phòng vệ sinh): Hình 1.2. Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh Bảng 1.4. Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh STT Các lớp cấu tạo sàn (cm) g (kG/m3) g(tc) (kG/m2) n g(tt) (kG/m2) 1 Gạch Ceramic 0.8 2000 16 1.1 17.6 2 Vữa lót M.75 3 1800 54 1.3 70.2 3 Lớp BT chống thấm 3 2200 66 1.1 72.6 4 Bản sàn BTCT 12 2500 250 1.1 275 5 Trần treo 30 1.2 36 Tổng cộng 471.4 * Cấu tạo sàn không chống thấm (hành lang, phòng khách, phòng ăn, phòng ngủ,bếp, ban công) Hình 1.3. Các lớp cấu tạo sàn tầng điển hình Bảng 1.5. Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn điển hình STT Các lớp cấu tạo (cm) g (kG/m3) g(tc) (kG/m2) n g(tt) (kG/m2) 1 Gạch Ceramic 0.8 2000 16 1.1 17.6 2 Vữa lót M.75 3.0 1800 54 1.3 70.2 3 Bản sàn BTCT 12 2500 250 1.1 275 4 Vữa trát 1.5 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng 452.9 I.3.2Hoạt tải: p (sàn tầng 1 - 8) Tra theo bảng theo “Tải trọng và tác động TCVN 2737 – 1995”, phụ thuộc vào công năng cụ thể của từng phòng. Bảng I.6. Hoạt tải tính toán các ô sàn Ô sàn Công năng sử dụng Mục (TCVN 2737-1995) Diện tích tiết diện chịu tải A(m2) Hoạt tải tiêu chuẩn ptc(kG/cm2) Hệ số độ tin cậy n Hoạt tải tính toán Ptt(kG/cm2) S1 Phòng khách 2 38.5 300 1.2 360 S2 Phòng ngủ 1 45.5 200 1.3 260 S3 Phòng ăn 2 24.75 150 1.3 195 S4 Bếp 3 17.49 150 1.3 195 S5 Phòng WC 2 1.98 150 1.3 195 S6 Hành lang 15 9.9 400 1.2 480 S7 Hành lang 15 12.1 400 1.2 480 S8 Hành lang 15 14.3 400 1.2 480 S9 Ban công 14 7.7 200 1.3 260 S10 Phòng ngủ 1 9.1 200 1.3 260 I.3.3. Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn trong đó: lt : chiều dài tường (m); ht : chiều cao tường (m); gttc = 330 (kG/m2) - đối với tường 20 gach ống; gttc = 180(kG/m2) - đối với tường 10 gạch ống; (tra theo “Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình” của Gs, Pts Vũ Mạnh Hùng). ld,lng: kích thước cạnh dài và cạnh ngắn ô bản có tường. Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn (gtqđ). Tất cả tường ngăn đều là tường 10 xây gạch ống, lấy gttc = 180 (kG/m2). Hệ số độ tin cậy n = 1.3 Đối với tường có lổ cửa, lấy trọng lượng tường ngăn bằng 70% trọng lượng tường đặc. Bảng 1.7. Tải trọng tường quy đổi Ô sàn Tường Sàn gtqđ (kG/m2) Loại tường lt (m) ht (m) gttc (kG/m2) 70%gttc (kG/m2) gttt (kG/m2) ld (m) lng (m) S4 10 3.7 3.2 180 126 163.8 5.3 3.3 81.32 I.4. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN LOẠI DẦM I.4.1. Các giả thuyết tính toán * Các ô bản dầm gồm các ô bản từ S6¸S10 * Liên kết được xem là ngàm: khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép (đổ toàn khối) có hd/hb ³ 3. * Liên kết được xem là khớp: khi bản tựa lên dầm bêtông cốt thép (đổ toàn khối) có hd/hb < 3. * Tính các ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, không kể đến sự ảnh hưởng của các ô kế cận. * Tính bản theo sơ đồ đàn hồi. Các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục dầm. * Cắt ô bản theo cạnh ngắn với một dải có bề rộng 1m để tính. I.4.2. Trị số tải trọng tính toán * Tải trọng tính toán toàn phần trên bản: q = gstt + ptt + gttt Kết quả tính toán tải trọng và nội lực được trình bày trong bảng sau: Bảng 1 .8. Tải trọng tác dụng lên ô bản loại dầm Ô bản Nhịp l(ng) (m) Hoạt tải Tĩmh tải Tải trọng toàn phần q (kG/m2) ptt (kG/m2) gstt (kG/m2) gtqđ (kG/m2) S6 2.2 480 452.9 0 932.9 S7 1.4 480 452.9 0 932.9 S8 1.4 480 452.9 0 932.9 S9 1.4 260 452.9 0 712.9 S10 1.4 260 452.9 0 712.9 I.4.3. Xác định sơ đồ tính các ô bản dầm * Tuỳ theo điều kiện liên kết của bản với các dầm xung quanh (ngàm hoặc khớp) mà ta lựa chọn sơ đồ tính bản . Hình I.4. Các kích thước liên quan dùng để xét sơ đồ tính Bảng 1.9. Sơ đồ tính các ô bản loại dầm Ô bản Chiều cao dầm (cm) Chiều cao bản hb (cm) Tỷ số Liên kiết sàn với dầm Sơ đồ tính hD1 hD2 hD1/hb hD2/hb D1 D2 S6 50 30 12 4.2 2.5 ngàm ngàm S7 50 30 12 4.2 2.5 ngàm ngàm S8 50 30 12 4.2 2.5 ngàm ngàm S9 50 30 12 4.2 2.5 ngàm ngàm S10 50 30 12 4.2 2.5 ngàm ngàm I.4.4. Xác định nội lực * Sơ đồ tính toán nội lực: Hình 1.5. Sơ đồ tính bản loại dầm * Momen nhịp và gối được tính theo công thức sau: Mn= q Mg= q Với: q = (gs+ps).b Bảng 1.10. Nội lực trong các ô bản loại dầm Ô sàn lng (m) q (kG/m2) Mg (kGm) Mn (kGm) S6 2.2 932.9 376.27 188.14 S7 2.2 932.9 376.27 188.14 S8 2.2 932.9 376.27 188.14 S9 1.4 712.9 116.44 58.22 S10 1.4 712.9 116.44 58.22 I.4.5. Tính toán cốt thép * Tính toán và bố trí cốt thép: - Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng b = 1m được tính toán như cấu kiện chịu uốn: trong đó: b = 100cm: bề rộng dải tính toán; h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện; Giả thiết a = 2.0 cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo. Suy ra: h0 = 12 – 2 = 10cm. - Hàm lượng cốt thép µ tính toán trong dãy bản cần đảm bảo điều kiện: trong đó: . Theo TCVN lấy µmin = 0.05%. Bảng1.11.Tính toán và chọn cốt thép cho các ô bản loại dầm Ô bản Mômen (KGm) A g Fatt (cm2) Thép chọn µ (%) f(mm) a(mm) Fac(cm2) S6 Mn 188.14 0.0226 0.9886 1.034 6 200 1.41 0.18 Mg 376.27 0.0452 0.9769 2.093 6/8 180 2.18 0.273 S7 Mn 188.14 0.0226 0.9886 1.034 6 200 1.41 0.18 Mg 376.27 0.0452 0.9769 2.093 6/8 180 2.18 0.273 S8 Mn 188.14 0.0226 0.9886 1.034 6 200 1.41 0.18 Mg 376.27 0.0452 0.9769 2.093 6/8 180 2.18 0.273 S9 Mn 58.22 0.0069 0.9965 0.318 6 200 1.41 0.18 Mg 116.44 0.0139 0.993 0.637 6 200 1.41 0.18 S10 Mn 58.22 0.0069 0.9965 0.318 6 200 1.41 0.18 Mg 116.44 0.0139 0.993 0.637 6 200 1.41 0.18 I.5. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN KÊ BỐN CẠNH: I.5.1. Các giả thiết tính toán * Các ô bản kê gồm các ô bản từ S = S1¸S5 * Tính các ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, không kể đến sự ảnh hưởng của các ô kế cận. * Tính bản theo sơ đồ đàn hồi. Các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục dầm. * Cắt ô bản theo cạnh ngắn và cạnh dài với các dải có bề rộng 1m để tính. I.5.2. Trị số tải trọng tính toán * Tải trọng tính toán toàn phần trên bản : q = gstt + ptt + gttt Kết quả tính toán tải trọng được trình bày trong bảng sau: Bảng 1.12. Tải trọng tác dụng lên ô bản loại bản kê 4 cạnh Ô bản Nhịp lng (m) Hoạt tải ptt (kG/m2) Tĩnh tải Tải toàn phần q (kG/m2) gstt (kG/m2) gtqđ (kG/m2) S1 5.5 360 452.9 0 812.9 S2 6.5 260 452.9 0 712.9 S3 4.5 195 452.9 0 647.9 S4 4.5 195 452.9 81.32 729.22 S5 1.2 195 471.4 0 666.4 I.5.3. Xác định sơ đồ tính các ô bản kê * Tuỳ theo điều kiện liên kết của bản với các dầm xung quanh (ngàm hoặc khớp) mà ta lựa chọn sơ đồ tính bản theo 11 loại ô bản lập sẵn. Hình 1.6.Các kích thước liên quan dùng để xét sơ đồ tính cho bản kê Bảng 1.13. Sơ đồ tính các bản kê 4 cạnh Ô bản hbản (cm) hdầm (cm) Tỷ số hdầm/hbản Liên kết Các cạnh Sơ đồ tính S1 12 hD3 50 4.2 Ngàm hD3 50 4.2 Ngàm hD2 50 4.2 Ngàm hD2 50 4.2 Ngàm S2 12 hD3 50 4.2 Ngàm hD3 50 4.2 Ngàm hD1 50 4.2 Ngàm hD1 50 4.2 Ngàm S3 12 hD2 50 4.2 Ngàm hD2 50 4.2 Ngàm hD4 50 4.2 Ngàm hD4 50 4.2 Ngàm S4 12 hD4 40 3.3 Ngàm hD11 30 2.5 Ngàm hD1 40 3.3 Ngàm hD1 40 3.3 Ngàm S5 12 hD10 30 2.5 Ngàm hD10 30 2.5 Ngàm hD11 30 2.5 Ngàm hD11 30 2.5 Ngàm I.5.4. Xác định nội lực các ô bản kê * Sơ đồ tính toán nội lực (ô bản 9): Hình 1.7. Sơ đồ tính bản kê 4 cạnh Các giá trị Mômen được tính toán theo các công thức: - Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp: M1 = mi1.P M2 = mi2.P - Mômen âm lớn nhất ở gối: MI = ki1.P MII = ki2.P trong đó: P = q.l1.l2 : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản; q = gstt + ptt + gttt mi1, mi2, mk1, mk2 : các hệ số được xác định bằng cách tra bảng, phụ thuộc vào tỷ số l2/l1. (Với: L2 = ld , L1 = lng ). Bảng1. 14. Kết quả nội lực được tính toán theo bảng sau: BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Giá trị Mômen (kG.m) MII 783.25 1129.06 506.72 586.11 32.33 MI 1182.35 1308.89 753.67 808.72 62.41 M2 319.29 489.36 221.93 253.92 14.51 M1 518.84 563.06 328.73 351.32 27.71 Các hệ số k92 0.0314 0.0383 0.0316 0.0337 0.0245 k91 0.0474 0.0444 0.047 0.0465 0.0473 m92 0.0128 0.0166 0.0138 0.0146 0.011 m91 0.0208 0.0191 0.0205 0.0202 0.021 Tỷ số ld/ln 1.28 1.08 1.22 1.18 1.38 P kG 24944.15 29479.45 16035.53 17391.9 1319.47 q kG/m2 647.9 647.9 647.9 729.22 666.4 Hoạt tải ptt kG/m2 360 260 195 195 195 Tỉnh tải gttt kG/m2 0 0 0 81.32 0 gstt kG/m2 452.9 452.9 452.9 452.9 471.4 Kích thước ln (m) 5.5 6.5 4.5 4.5 1.2 ld (m) 7.0 7.0 5.5 5.3 1.65 Ô bản S1 S2 S3 S4 S5 I.5.5. Tính toán cốt thép * Tính toán và bố trí cốt thép: - Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng 1m cả 2 phương và được tính toán như cấu kiện chịu uốn. trong đó: b = 100cm: bề rộng dải tính toán; h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện. Giả thiết a = 2.0cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo. Suy ra: h0 = 12 – 2 = 10cm. - Hàm lượng cốt thép tính toán µ trong dãy bản cần đảm bảo điều kiện: Với : Theo TCVN lấy µmin = 0.05%. Bảng 2.15. Tính toán và chọn cốt thép cho các ô bản kê 4 cạnh Ô bản Mômen (kGm) A g Fatt (cm2) Thép chọn µ (%) f (mm) a(mm) Fa(cm2) S1 M1 518.84 0.0624 0.9678 2.91 8 170 2.96 0.37 M2 319.29 0.0383 0.9805 1.77 6 160 1.77 0.22 MI 1182.35 0.1421 0.9231 6.96 10 120 6.54 0.82 MII 783.25 0.0941 0.9505 4.48 8 120 4.19 0.52 S2 M1 563.06 0.0677 0.9649 3.17 8 160 3.17 0.39 M2 489.36 0.0588 0.9697 2.74 8 180 2.79 0.35 MI 1308.89 0.1573 0.9139 7.78 10 100 7.85 0.98 MII 1129.06 0.1357 0.9268 6.62 10 120 6.54 0.82 S3 M1 328.73 0.0395 0.9798 1.82 6 160 1.77 0.22 M2 221.93 0.0267 0.9865 1.22 6 200 1.41 0.18 MI 753.67 0.0906 0.9524 4.3 8 120 4.19 0.52 MII 506.72 0.0609 0.9680 2.84 8 170 2.96 0.37 S4 M1 351.32 0.0422 0.9784 1.95 6 140 2.02 0.25 M2 253.92 0.0305 0.9845 1.4 6 200 1.41 0.18 MI 808.72 0.0972 0.9488 4.63 10 160 4.91 0.61 MII 586.11 0.07045 0.9634 3.31 8 140 3.53 0.44 S5 M1 27.71 0.0033 0.9983 0.15 6 200 1.41 0.18 M2 14.51 0.0017 0.991 0.08 6 200 1.41 0.18 MI 62.41 0.0075 0.9962 0.34 6 200 1.41 0.18 MII 32.33 0.0039 0.9981 0.176 6 200 1.41 0.18 Kết luận: Vậy các kết quả chọn sơ bộ và tính toán là hợp lí. Kiểm tra độ võng của ô bản kê Ta chọn ô bản có tiết diện lớn S2 (7x6.5 m ) đại diện để kiểm tra độ võng - Điều kiện đảm bảo độ võng : f < [ f ] Ta có : [ f ] = = = 3.25 (cm) f = ; với J = = =14400 (cm4) f = =0.0395(cm) - Như vậy: f = 0.0395 (cm) < [ f ] = 3.25 (cm) (ô bản đảm bảo yêu cầu về độ võng). I.6. Bố trí cốt thép trên bản vẽ Trong quá trình bố trí thép cho sàn, để đơn giản trong thi công ta có thể chọn thép có a nhỏ hơn để bố trí cho sàn kế cận (thiên về an toàn). Kết quả bố trí thép cho sàn được thể hiện trên bản vẽ KC-01/6. -Thép f8a160 kéo từ ô S1 đến S2 -Thép f6a160 kéo từ ô S9 đến S1 đến S3 đến S7 -Thép f10a120 kéo từ ô S1 đ ến S2 -Thép f8a180 kéo từ ô S10 đến S2 đến S4 đến S8 -Thép f8a120 kéo từ ô S1 đến S3 -Thép f10a120 kéo từ ô S2 đến S4 CHƯƠNG II: TÍNH TÓAN VÀ THIẾT KẾ DẦM DỌC TÍNH DẦM DỌC TRỤC E TẦNG 5 ¾™˜¾ II.1. SƠ ĐỒ TÍNH Hình II.1: Sơ đồ tính toán dầm dọc trục E tầng 5 Sơ bộ chọn kích thước dầm như sau : hd = (1/8 – 1/12)L = (1/8 – 1/12) = (81.25 – 54.17)cm => Chọn hd=50 cm. bd = (0.3 – 0.5)h = (15 – 25)cm => Chọn bd = 25 cm. Vậy: bd´hd = 25´50 cm. II.2. SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI TỪ SÀN LÊN DẦM Hình II.2: Sơ đồ truyền tải từ sàn lên dầm dọc trục E tầng 5 II.3. TẢI TRỌNG * Tải trọng tác dụng lên dầm dọc bao gồm: -Tải từ sàn truyền lên dầm, được qui về tải phân bố đều . Tải trọng bản thân dầm, là tải phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm, được qui về tải phân bố đều trên dầm. Tải tập trung do các dầm phụ truyền lên. * Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang, ta sử dụng công thức qui tải tương đương như sau: Hình II.3: Sơ đồ qui về tải tương đương * Tải do trọng lượng bản thân dầm : gd = 0.3x0.5x2500x1.1=412.5 (kG/m). * Tải do tường xây : Tường bao ngoài dày 20 cm, cao 3.2 m Þ gt=330x3.2x1.2=1267.2 (kG/m). Tường trong dày 10 cm, cao 3.2 m Þ gt=180x3.2x1.2 = 691.2 (kG/m). * Tải trọng toàn phần : Tỉnh tải: gtt = gd + gt + gtd (kG/m) Hoạt tải: ptt = ptd (kG/m). II.3.1. Dầm 2–3; 5 –6; 6-7; 9-10, 10-11; 13-14: 1. Tĩnh tải: Tải phân bố đều: + Ô bản 1: gtd1===283.63 (kG/m) + Ô bản 3: gtd2=g(1-2b2+ b3 ) với b===0.4091 gtd2=452.9(1-0.40912+0.40913)=332.31 (kG/m) Tĩnh tải toàn phần: gtt = gtd1+gtd2+gd+ gt = 183.63+332.31+412.5+691.2 =1619.64 (kG/m)=1.62 (T/m). Hoạt tải: Tải phân bố đều: + Ô bản 1: ptd1=360=225 (kG/m) + Ô bản 7: ptd2= p(1-2b2+ b3 ) =195(1-0.40912+0.40913)=143.08 (kG/m) Tổng hoạt tải: ptt =ptd1+ ptd2=143.08+225=368.08(kG/m). II.3.2. Dầm 3 –4 ; 4-5; 7-8; 8–9; 11-12; 12-13: Tĩnh tải : Tải phân bố đều : + Ô bản 2: gtd1==452.9=283.0625(kG/m) + Ô bản 4: gtd2=g(1-2b2+ b3 ) với b===0.425 gtd2=452.9(1-0.4252+0.4253)=324.06 (kG/m) + Ô bản 5: gtd3= =471.4=294.63(kG/m) Tĩnh tải toàn phần: Bên trái dầm phụ: g tt1= gtd1+gtd2+gd +gt=412.5+324.06+283.0625+691.2=1710.82(kG/m) - Tải tập trung do dầm phụ truyền vào +TLBT dầm phụ: gdp=0.2x0.3x2500x1.1=165(kG/m) +Bên trái dầm phụ gdp1==452.9=283.063(kG/m) +Bên phải dầm phụ: gdp2= g(1-2b2+ b3 ) với b===0.364 gdp2=471.4(1-0.3642+0.3643)=369.22(kG/m) →P= =2119.367(kG/m)=2.12(T) Hoạt tải: Tải phân bố đều: + Ô bản 4: ptd1= g(1-2b2+ b3 )= 195(1-0.4252+0.4253)=139.53(kG/m) + Ô bản 5: ptd2== =121.875 (kG/m) +Ô bản 2: ptd3===162.5(kG/m) Tổng họat tải: ptt1= ptd1+ ptd2=139.53+121.875=261.405(kG/m) ptt2= ptd2+ ptd3=162.5+121.875=284.375(kG/m) - Tải tập trung do dầm phụ truyền vào: p1= = =121.875 (kG/m) p2= g(1-2b2+ b3 )=195(1-0.3642+0.3643 )=152.73(KG/m) →P==230.05(kG/m) II.4. TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP II.4.1. Các trường hợp tải trọng 1 : Tĩnh tải 2 : Hoạt tải cách nhịp 1 (HTCN1) 3 : Hoạt tải cách nhịp 2 (HTCN2) 4 : Hoạt tải liền nhịp 1 (HTLN1) 5: Hoạt tải liền nhịp 2 (HTLN2) 6: Hoạt tải liền nhịp 3 (HTLN3) II.4.2. Các trường hợp tổ hợp 1.TT+HTCN1 2.TT+HTCN2 3.TT+HTLN1 4.TT+HTLN2 5.TT+HTLN3 6.TT+HTCN1+HTCN2 Kết quả nội lực được giải từ SAP2000 . Dùng RCD để tính cốt thép . II.4.3. Các sơ đồ chất tải lên dầm dọc trục E Sơ đồ tính là dầm liên tục, có 6 trường hợp tải như sau TH1: TĨNH TẢI TH2: HỌAT TẢI CÁCH NHỊP (1) TH3: HỌAT TẢI CÁCH NHỊP (2) TH4: HỌAT TẢI LIỀN NHỊP (1) TH5: HỌAT TẢI LIỀN NHỊP (2) TH6: HỌAT TẢI LIỀN NHỊP (3) BIỂU ĐỒ MOMEN CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ BIỂU ĐỒ BAO MOMEN_LỰC CẮT TH1: TT + HTCN1 TH2: TT + HTCN2 TH3: TT + HTLN1 TH4: TT + HTLN2 TH5: TT + HTLN3 TH6: TT + HTCN1 +HTCN2 BIỂU ĐỒ BAO MOMEN BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC DẦM DỌC TRỤC E P.TỬ T.DIỆN T.HỢP1M+ M- T.HỢP2 M+ M- T.HỢP3M+ M- T.HỢP4M+ M- T.HỢP5M+ M- T.HỢP6M+ M- Mmax Mmin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4.1 3.01 3.89 3.06 4.09 4 4.1 3.01 1 4 4.32 2.83 3.89 2.94 4.29 4.05 4.32 2.83 6 0.65 -0.54 0.003 -0.38 0.6 0.14 0.65 -0.54 8 -6.92 -7.1 -7.77 -6.88 -6.98 -7.71 -7.77 -6.88 0 -6.92 -7.1 -7.77 -6.88 -6.98 -7.71 -7.77 -6.88 2 0.29 1.27 0.79 1.22 0.31 0.77 1.27 0.29 2 4 2.81 4.26 3.98 3.94 2.89 3.78 4.26 2.81 6 0.64 1.87 1.79 1.29 0.79 1.34 1.87 0.64 8 -8.75 -8.72 -8.59 -9.56 -8.52 -9.39 -9.56 -8.52 0 -8.75 -8.72 -8.59 -9.56 -8.52 -9.39 -9.56 -8.52 2 2.08 0.85 0.98 1.47 2.01 1.6 2.08 0.85 3 4 4.69 3.21 3.34 4.31 4.36 4.29 4.69 3.21 6 1.87 0.87 1.07 1.77 1.33 1.46 1.87 0.87 8 -6.38 -6.16 -6.02 -6.15 -7.08 -6.89 -7.08 -6.02 0 -6.38 -6.16 -6.02 -6.15 -7.08 -6.89 -7.08 -6.02 2 -0.85 0.36 0.27 -0.64 -0.27 -0.21 -0.85 0.27 4 4 1.49 2.99 2.65 1.68 2.65 2.51 2.99 1.49 6 0.64 1.74 1.16 0.81 1.68 1.29 1.74 0.64 8 -3.4 -3.41 -4.23 -3.24 -3.17 -3.88 -4.23 -3.24 0 -3.4 -3.41 -4.23 -3.24 -3.17 -3.88 -4.23 -3.24 2 1.17 0.64 0.59 1.07 0.23 0.68 1.17 0.23 5 4 1.84 0.35 1.52 1.49 0.44 1.29 1.84 0.35 6 -1.38 -2.56 -1.44 -1.97 -2.54 1.29 -2.56 1.29 8 -8.48 -8.65 -8.29 -9.32 -8.71 -9.34 -9.34 -8.29 0 -8.48 -8.65 -8.29 -9.32 -8.71 -9.34 -9.34 -8.29 2 1.3 2.28 1.44 1.78 2.25 1.9 2.28 1.3 6 4 6.41 7.84 6.5 7.5 7.82 7.67 7.82 6.41 6 6.81 8.01 6.86 7.85 8 7.98 8.01 6.81 8 0 0 0 0 0 0 0 0 II.4.6. Tính toán cốt thép và chọn thép dầm dọc trục E P.TỬ M.CẮT M (Tm) Fa tt (cm2) µ tt(%) sl1 đk1 sl2 đk2 Fa(chọn)(cm2) µ(%) 1 0 0 0.00 0.00 2 12 0 0 2.26 0.20 1 4 4.32 2.92 0.26 2 12 1 14 3.80 0.34 1 8 7.77 5.42 0.48 2 12 2 14 5.34 0.47 2 0 7.77 5.42 0.48 2 12 2 14 5.34 0.47 2 4 4.26 2.88 0.26 2 12 1 14 3.80 0.34 2 8 9.56 6.78 0.60 2 12 3 14 6.88 0.61 3 0 9.56 6.78 0.60 2 12 3 14 6.88 0.61 3 4 4.69 3.18 0.28 2 12 1 14 3.80 0.34 3 8 7.08 4.91 0.44 2 12 2 14 5.34 0.47 4 0 7.08 4.91 0.44 2 12 2 14 5.34 0.47 4 4 2.99 2.00 0.18 2 12 1 14 3.80 0.34 4 8 4.23 2.86 0.25 2 12 1 14 3.80 0.34 5 0 4.23 2.86 0.25 2 12 1 14 3.80 0.34 5 4 1.84 1.22 0.11 2 12 0 0 2.26 0.20 5 8 9.34 6.61 0.59 2 12 3 14 6.88 0.61 6 0 9.34 6.61 0.59 2 12 3 14 6.88 0.61 6 6 8.01 5.60 0.50 2 12 2 14 5.34 0.47 6 8 0 0.00 0.00 2 12 0 0 2.26 0.20 Lưu ý: - Tất cả thép cấu tạo 2f12 ở vùng nén của bêtông, khi thể hiện trên bản vẽ ta sử dụng hai thanh thép biên ở vùng kéo của bêtông (thép chịu lực) kéo qua vùng nén của bêtông thay thế cho 2f12 để làm thép cấu tạo cho vùng này. - Khi tính dầm liên tục thì xem hai gối ở hai đầu biên của dầm là khớp nên không có mômem âm, thực tế hai đầu biên này có phát triển mômen âm nên ta phải đặt cốt thép ở hai gối này, diện tích cốt thép được lấy ở gối kế cận để bố trí. mmax = = 2.03% mmin = 0,05% < m < mmax = 2.03% Cách chọn thép như trên thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép trong bêtông. II.4.7. Tính cốt đai(cốt xiên) cho dầm dọc trục E: Chọn giá trị |Q|max để tính chung cho cả dầm : |Q|max = 9050 kG Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q £ Ko.Rn.b.ho Ko = 0.35 đối với BT # 400 trở xuống Rn = 130 kG/cm2 Rk = 10 kG/cm2 b = 30 cm ho = 50 – 5 = 45 cm. Ko.Rn.b.ho = 0.35 x 130 x 30 x 45 = 61425kG > Q max = 9050 kG ® thỏa điều kiện. Xét 0.6 x Ru x b x ho = 0.6 x 10 x 30 x 45 = 8100kG < Q max ® cần đặt cốt đai. Lực mà cốt đai phải chịu : qđ = = = 16.85 kG/cm2 Khoảng cách các đai tính toán : utt = Chọn đai Þ6, n = 2, fđ = 0.283 cm2, Rađ = 1800 kG/cm2 ® utt = = 60 cm Khoảng cách cực đại các đai : umax = = = 100.69 cm. Theo cấu tạo, đoạn cách gối ¼ L, khoảng cách đai cho dầm có chiều cao h³ 50cm : uct £ h/3 = 50/3 = 16.67 cm và uct £ 30 cm ® Đoạn ¼ L gần gối tựa đặt đai Þ6 a 150 Đoạn giữa dầm đặt Þ6 a300. qđ = = = 67.92 kG/m Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai tại tiết diện nguy hiểm nhất là : QĐB = = = 18168.41 kG > 9050 kG. Bê tông và cốt đai đã đủ chịu lực cắt không cần đặt cốt xiên. II.4.8. Tính tóan cốt treo cho dầm dọc trục E: Ở chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính. Lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính là: Cốt treo được đặt dưới dạng các cốt đai, diện tích cần thiết Ftr ===0.92 cm2 Dùng đai f6, 2nhánh thì số lượng đai cần thiết là: =2 đai Đặt mỗi bên mép dầm phụ 4 cây, trong đọan H1=hdc-hdp =50-30=20 cm và khỏang cách giữa các đai là 6 cm. II.5. BỐ TRÍ CỐT THÉP Thể hiện trên bản vẽ KC-02/6. CHƯƠNG III: TÍNH CẦU THANG III.1. KHÁI NIỆM CHUNG Cầu thang là một kết cấu rất đa dạng về kiến trúc và là mối giao thông quan trọng trong công trình xây dựng dân dụn._.g. Cầu thang có nhiều sơ đồ tính khác nhau, nhưng ở nội dung đồ án này thì sơ đồ tính được xem là một đầu gối cố định và một đầu là gối di động III.2. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU Bảng 3.1. Các thông số về vật liệu Bêtông mác 300 Cốt thép AII Rn Rk Eb Ra R’a Eấ α0 (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) 0.62 130 10 290000 2800 2800 2100000 III.3. CẤU TẠO VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG III.3.1. Mặt bằng cầu thang Hình 3.1. Mặt bằng cầu thang tầng điển hình Hình 3.2. Mặt cắt cầu thang tầng điển hình III.3.2. Cấu tạo cầu thang tầng điển hình - Cầu thang tầng điển hình của công trình này là loại cầu thang 2 vế dạng bản - Chiều cao tầng điển hình là: 3.3m - Chọn chiều dày bản thang là: hb= 12cm - Cấu tạo bậc thang là: hxl= 150x300mm, được xây bằng gạch - Vế 1 có 11 bậc và vế 2 có 11 bậc - Bậc thang lát đá mài: = 2 (T/m2) Hình 3.3. Các lớp cấu tạo cầu thang III.3.3. Tải trọng tính toán Tĩnh tải (theo phương nghiêng): do trọng lượng bản thân bản thang và các lớp bậc xây gạch gay ra, được tính theo công thức sau: g’= ∑gi.nigi trong đó: + gi: trọng lượng bản thân lớp thứ i; + ni: hệ số độ tin cậy thứ i; + γi: chiều dày lớp thứ i. => theo phương đứng: Hoạt tải lấy theo TCVN 2737-1995: ptt= ptc.n trong đó: + ptc= 300 (kG/m2) + n= 1.2 Tải toàn phần: q= p + g Bảng 3.2. Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ và chiếu tới Loại tải STT Cấu tạo g (m) d (kG/m3) ni gtc gtt Tĩnh tải 1 Đá mài 0.01 2000 1.3 20 26 2 Vữa lót M75 0.02 1800 1.3 36 46.8 3 Bản BTCT 0.12 2500 1.1 300 330 4 Vữa trát 0.015 1800 1.3 27 35.1 Tổng 383 437.9 Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 300 360 Tổng cộng 683 797.9 Bảng 3.3. Tải trọng tác dụng lên bảng thang Loại tải STT Cấu tạo g (m) d (kG/m2) ni gtc (kG/m2) gtt Tĩnh tải 1 Đá mài 0.010 2000 1.3 20 26 2 Vữa lót M75 0.020 1800 1.3 36 46.8 3 Bậc thang 0.067 1800 1.3 120.6 156.8 4 Bản BTCT 0.120 2500 1.1 300 330 5 Vữa trát 0.015 1800 1.3 27 35.1 6 Tay vịnh cầu thang 1.3 25 32.5 Tổng theo phương nghiêng 528.6 627.2 Tổng theo phương đứng 593.26 703.92 Hoạt tải 1 Hoạt tải 1.2 300 360 Tổng cộng 893.26 1063.92 III.3.4. Tính toán cầu thang tầng điển hình III.3.4.1. Sơ đồ tính Cắt dải bản rộng 1m để tính. Sơ đồ tính được thể hiện như sau: Hình 3.4. Sơ đồ tính và biểu đồ momen vế thang 1 Hình 3.5. Sơ đồ tính và biểu đồ momen vế 2 trong đó: q1tt= 797.9(kG/m2)x1m= 797.9 (kG/m); q2tt= 1063.92(kG/m2)x1m= 1063.92 (kG/m). III.3.4.2. Xác định nội lực và phản lực gối tựa Sơ đồ tính 2 vế thang đều là hệ tĩnh định, do đó nội lực có thể dùng phương pháp cơ học kết cấu hoặc chương trình phần tử hữu hạn để giải. + Xét vế 2: ∑ME= 0 ó ó ó ó RH = 3385(kG) => ó RE = 3268 (kG) Xét một tiết diện K bấc kỳ, cách gối tựa E một đoạn x, momen tại tiết diện đó là: (1) Momen lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện “đạo hàm của momen là lực cắt và lực cắt tại đó bằng không” Lấy đạo hàm của Mx theo x và cho đạo hàm đó bằng không, ta tìm được x ó Thay x= 3.4m vào (1), ta được Mmax ó ó Mmax = 6111.1 (kG.m) - Momen ở nhịp: Mn= 70%Mmax= 0.7x6111.1 = 4277.77 (kG.m) - Momen ở gối: Mg= 40%.Mmax= 0.4x6111.1 = 2444.44(kG.m) + Tính vế 1 tương tự vế 2, ta có các giá trị sau: RA= 3268 (kG); RD= 3385 (kG) x=2.53m; Mmax= 6111.1 (kGm) => + Tính cốt thép: giả thuyết a = 2cm Từ M, tính: ; ; µmin= 0.05%; h0= h – a= 12 – 2= 10cm Bảng 3.4. Tính cốt thép bản thang vế 1 và vế 2 Tiết diện M (kG.m) A g Fatt (cm2) Thép chọn (mm) Fachọn (cm2) µ% Nhịp 4277.77 0.329 0.415 19.26 14a80 19.24 1.92 Gối 2444.44 0.188 0.210 9.75 14a150 10.26 1.03 Để đảm bảo an toàn về khả năng làm việc của bản thang ta chọn thép tính theo vế 2 để bố trí cho toàn bản thang III.3.5. Tính dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới III.3.5.1. Tải trọng tác dụng và sơ đồ tính + Chọn sơ bộ tiết diện dầm: Dầm chiếu nghỉ: hxb = 400x200(mm) Dầm chiếu tới: hxb = 400x200(mm) Trọng lượng bản thân dầm: gd = b.h.γ.n = 0.2x0.4x2500x1.1 = 220 (kG/m) trong đó: b – chiều rộng dầm; h – chiều cao dầm; γ – trọng lượng riêng của bêtông; n – hệ số độ tin cậy. Tải trọng do tường gay ra trên dầm chiếu nghỉ là: gt = ht.btγt.n = (3.3 – 0.12)x0.2x3300x1.3 = 2728.44 (kG/m) trong đó: ht, bt - chiều cao và chiều rộng tường; γt – trọng lượng riêng của tường (tường 200 có t = 3300kG/m3); n – hệ số độ tin cậy. Tải trọng do bản thang truyền vào, chính là phản lực gối tựa R khi tính toán bảng thang Dầm chiếu nghỉ: Rcn = 3268 (kG/m) Dầm chiếu tới: Rct = 3385 (kG/m) Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: Dầm chiếu nghỉ: qdcn = gd + Rcn + gt = 220 + 3268 + 2728.44 = 6216.44 (kG/m) Dầm chiếu tới: qdct = gd + Rct = 220 + 3385 = 3605 (kG/m) Hai đầu dầm chiếu tới và chiếu nghỉ điều liên kết với cột, nên ta chọn sơ đồ cứng là 2 đầu ngàm Hình 3.6. Sơ đồ tính dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ III.3.5.2. Tính nội lực cho dầm chiếu nghỉ và chiếu tới Xác định nội lực bằng các công thức giả tích: - Momen tại gối: - Momen tại nhịp: - Lực cắt: trong đó: q – tổng tải tác dụng Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.6. Giá trị nội lực trong dầm chiếu nghỉ và chiếu tới Dầm l (m) q (kG/m) Momen (kGm) Lực cắt Q(kG) Mg Mnh DCN 4.5 6216.44 10490.24 5245.12 13987 DCT 4.5 3605 6083.44 3041.72 8111.3 III.3.5.3. Tính cốt thép + Cốt thép dọc: Dầm được tính như cấu kiện chịu uốn Giả thuyết: a = 4cm – Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo h0 = hd – a = 40 – 4 = 36cm Các công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng cốt thép: ; ; Kiểm tra hàm lượng thép: trong đó: b = 20cm – bề rộng tiết diện dầm Bảng 3.7. Tính cốt thép cho dầm chiếu nghỉ và chiếu tới Mômen (kG.m) b (cm) h0 (cm) A g Fatt (cm2) Thép chọn µ% Kiểm trahàm lượng thép chọn Bố trí Fac (cm2) MnhDCN 5245.12 20 36 0.1557 0.1702 5.69 3 Φ16 6.03 0.84 Thỏa MgDCN 10490.2 20 36 0.3113 0.3857 12.89 3 Φ 16 +2Φ20 12.31 1.71 Thỏa MnhDCT 3041.72 20 36 0.0903 0.0948 3.17 2Φ16 4.02 0.56 Thỏa MgDCT 6083.44 20 36 0.1805 0.2006 6.71 2Φ16 +1Φ18 6.565 0.91 Thỏa + Cốt đai: Dùng lực cắt lớn nhất của 1 trong 2 dầm để tính; Ta thấy: QDCN = 13987kG > QDCT = 8111.3kG Nên ta dùng Qmax = 13987kG để tính cốt đai; Kiểm tra điều kiện: Qmax ≤ k0.Rn.b.h0 = 0.35x130x20x36 = 32760kG => Không thỏa điều kiện Qmax = k1.Rk.b.h0 = 0.6x10x20x36 = 4320kG => Không thỏa điều kiện. Do đó, cần tính cốt đai. Sơ bộ chọn bước đai theo điều kiện cấu tạo sau: Do hd < 450mm. Nên: - Đoạn gần gối tựa: u ≤ 0.5hd = 200mm. Chọn u = 100mm - Đoạn giữa dầm: u ≤ . Chọn u = 200mm Chọn cốt thép AI, có Rađ = 1800kG/cm2; Thép đai Ơ6, có fđ = 0.283cm2, đai 2 nhánh: n = 2. Kiểm tra theo công thức sau: Khả năng chịu cắt ở tiết diện nguy hiểm nhất: Qđb = = =14534.7kG => Qđb ≥ Qmax = 8193kG => Cốt đai chọn đảm bảo khả năng chịu lực cắt Vậy, dầm thang đảm bảo không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính và đảm bảo khả năng chịu cắt Chọn và bố trí đai Ơ6a100 ở ¼ nhịp dầm và Ơ6a200 ở 2/4 dầm còn lại Kết luận: Các kết quả tính toán thỏa các điều kiện kiểm tra. Do đó kích thước lựa chọn sơ bộ là hợp lí. Cốt thép được bố trí cụ thể trên bản vẽ KC-02/6. CHƯƠNG IV: KẾT CẤU HỒ NƯỚC MÁI IV.1. CÔNG NĂNG VÀ KÍCH THƯỚC HỒ NƯỚC MÁI Hồ nước mái có nhiệm vụ cung cấp nuớc sinh hoạt cho toàn bộ chung cư và phục vụ cứu hỏa khi cần thiết Xác định dung tích hồ nuớc mái: + Số người sống trong chung cư: 4 người x 12 hộ x 9 tầng = 432 người + Nhu cầu dùng nước sinh hoạt: 200 lít/ người/ 1 ngày-đêm. + Tổng lượng nứơc sinh hoạt cần thiết là: 432 x 0.2 = 86.4 (m3) Do nhu cầu dùng nước trong việc phòng chống cứu hỏa và tổn thất nước trong đường ống, nên lượng nước trong hồ phải lớn hơn lượng nước sử dụng từ 20% đến 30% => Vậy, chọn 2 hồ có dung tích là: 4.5x4.5x2x2 = 81 (m3), bơm 2 lần trong ngày Bố trí hồ nước mái ở các trục: 1-2 và 14-15 đặt đối xứng nhau IV.2. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU Bảng 4.1. Các thông số vật liệu chọn Bêtông Mác 300 Cốt thép AI Rn (kG/cm2) Rk (kG/cm2) Ra (kG/cm2) R’a (kG/cm2) 130 10 2300 2300 0.58 IV.3. TÍNH BẢN NẮP HỒ NƯỚC IV.3.1. Tải trọng tác dụng lên bản nắp Hình 4.1. Mặt bằng bản nắp hồ nước Chọn chiều dày bản nắp là 8cm Hình 4.2. Cấu tạo bản nắp + Tĩnh tải: Bảng 4.2. Tải trọng bản thân nắp STT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/m3) gbntc (kG/cm2) n gbntt (kG/cm2) 1 Vữa lót M75 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Bản BTCT 0.08 2500 200 1.1 220 3 Vữa trát 0.015 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng 301.9 + Hoạt tải sửa chữa: Hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn là: ptc = 75(kG/m2) Hệ số độ tin cậy là: n =1.3 => Hoạt tải: ptt = ptc.n = 75x1.3 = 97.5 (kG/cm2) Vậy tổng tải tác dụng lên bản nắp là: qtt = gtt+ptt = 301.9 + 97.5 = 399.4 (kG/m2) IV.3.2. Sơ đồ tính bản nắp Bản nắp gồm 1 ô bản như hình 4.1. Ta có: => Bản làm việc 2 phương Tính bản theo sơ đồ đàn hồi. Các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục dầm. Cắt ô bản theo cạnh ngắn và cạnh dài với các dải có bề rộng 1m để tính. Hình 4.3. Các kích thước liên quan để xét sơ đồ tính Các cạnh ô bản S1 được tính như liên kết ngàm (liên kết với dầm D1, D2). Ta có sơ đồ tính như sau: Hình 4.4. Sơ đồ tính bản nắp IV.3.3. Xác định nội lực bản nắp Ô bản của bản nắp thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản. Do các cạnh của ô bản bằng nhau nên ta chỉ cần tính momen theo một phương cạnh ngắn hoặc cạnh dài Các giá trị Mômen được tính toán theo các công thức: - Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp: M1 = mi1.P - Mômen âm lớn nhất ở gối: MI = ki1.P trong đó: P = q.l1.l2 : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản. Với: q = gtt+ptt mi1, mk1: các hệ số được xác định bằng cách tra bảng, phụ thuộc vào tỷ số l2/l1. (với: L2 = ld , L1 = lng ). Bảng 4.3. Nội lực trong các ô bản nắp Ô bản Kích thước (m) Tĩnh tải kG/m2 Hoạt tải kG/m2 q kG/m2 P (kG) Tỷ số Các hệ số tra bảng Các giá trị momen ld ln gtt ptt ld/ln m91 k91 M1 MI S1 4.5 4.5 301.9 97.5 399.4 8087.8 1 0.017 0.041 144.7 337.2 IV.3.4. Tính cốt thép cho bản nắp * Tính toán và bố trí cốt thép: - Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng 1m cả 2 phương và được tính toán như cấu kiện chịu uốn. trong đó: b = 100cm: bề rộng dải tính toán; h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện. Giả thiết a =1.5cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo. Suy ra: h0 = 8 – 1.5 = 6.5cm. - Hàm lượng cốt thép tính toán µ trong dãy bản cần đảm bảo điều kiện: Với : Theo TCVN lấy µmin = 0.05%. Bảng 4.4. Kết quả tính cốt thép Ô bản Mômen (kGm) A g Fa(tt) (cm2) Thép chọn µ (%) Ơ(mm) a(mm) Fa(cm2) S1 M1 144.77 0.0264 0.9866 0.98 6 200 1.42 0.22 MI 337.26 0.0614 0.9683 2.33 8 200 2.52 0.39 Cốt thép gia cường cho bản nắp được tính theo công thức: Fgc = 1.5xFc = 1.5x2.52 = 3.78cm2 Chọn thép gia cường là 5Ơ10 có Fa = 3.93cm2 cho mỗi phương, đoạn neo là: lneo ≥ 30d = 30x10 = 300mm. IV.4. TÍNH DẦM ĐỠ BẢN NẮP IV.4.1. Tải trọng tác dụng lên dầm đỡ bản nắp Chiều cao của bản nắp được chọn sơ bộ theo công thức sau: trong đó: md = 8÷12 – đối với hệ dầm chính, khung một nhịp; md = 12÷16 – đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp; ld – nhịp dầm Bề rộng dầm nắp được chọn theo công thức sau: Kích thước tiết diện dầm nắp được chọn sơ bộ như sau: Bảng 4.5. Chọn sơ bộ tiết diện dầm đở bản nắp Kí hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số md Chiều cao hd (m) Bề rộng dầm bd (m) Chọn tiết diện bdxhd(cm) D1 4.5 15 0.3 0.15 20x30 D2 4.5 12 0.3 0.15 20x30 Tải trọng tác dụng lên dầm nắp bao gồm tĩnh tải và hoạt tải Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng vào dầm nắp được thể hiện trong hình 4.5. sau: Hình 4.5. Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng lên dầm nắp + Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân dầm: gD = bd.hd.g.n trong đó: bd – Bề rộng dầm; hd – Chiều cao dầm; g – Trọng lượng riêng của bêtông; n – hệ số độ tin cậy. - Dầm D1, D2: gdD1= gdD2 = 0.2x(0.3 - 0.08)x2500x1.1 = 121 (kG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: ta thấy các dầm D1, D2 đều chịu tải tam giác.Qui đổi thành tải phân bố tương đương theo công thức sau: gtđ = (kG/m) - Dầm D1,D2: gtđD1= gtđD2 = => Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm D1, D2 và D3 là: gD1= gD2 = gdD1 + gtđD1 = 121 + 849.1 = 970.1 (kG/m) + Hoạt tải: Hoạt tải do bản nắp truyền vào có giá trị là: p = ptt = 97.5(kG/m2) Qui đổi thành tải phân bố tương đương theo công thức: Vậy tải phân bố tương đương lên dầm D1 và D2 là: pD2 = => Tổng tải trọng tác dụng lên dầm D1, D2 và D3 là: qD1 = gD1 + pD1 = 970.1 + 438.75 = 1406.85(kG/m) qD2 = qD1=gD2 + pD2 = 970.1 + 438.75 = 1406.85(kG/m) IV.4.2. Sơ đồ tính dầm bản nắp Hai đầu của các dầm đều gối lên cột, nên ta xem là hai gối cố định theo sơ đồ tính sau: Hình 4.6. Sơ đồ tính của dầm D1, D2 IV.4.3. Xác định nội lực dầm đở bản nắp Các giá trị nội lực trong dầm D1 và D2 được xác định theo công thức sau: Giá trị nội lực của dầm D3 được xác định bằng chương trình Sap2000 + Dầm đỡ bản nắp D1,D2: Hình 4.7. Các giá trị nội lực dầm đở bản nắp D1 IV.4.4. Tính toán cốt thép cho dầm đở bản nắp + Cốt thép nhịp : dầm được tính như cấu kiện chịu uốn Giả thuyết a = 4cm – khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo cho tất cả các dầm => h0 = hd – a Các công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng thép: ; trong đó: b – bề rộng tiết diện dầm; M = Mmax – momen tính thép cho nhịp dầm. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Cốt thép gối: lấy Mg = 40%Mn của nhịp để bố trí cho dầm. Nếu hàm lượng cốt thép tính quá nhỏ thì ta có thể chọn thép theo cấu tạo và đặt 4 thanh thép chủ dọc suốt theo phương chịu lực chính của dầm Bảng 4.6. Tính cốt thép cho các dầm đở nắp hồ nước Dầm Momen b h0 A g Fatt Thép chọn Kiểm tra (kG.m) (cm) (cm) (cm2) Bố trí Fach (cm2) µ(%) D1 MnD1 3561.10 20 26 0.2026 0.8856 5.52 3Ơ16 6.03 1.16 MgD1 1424.44 20 26 0.0810 0.9577 2.04 2Ơ14 3.08 0.59 D2 MnD2 3561.10 20 26 0.2026 0.8856 5.52 3Ơ16 6.03 1.16 MgD2 1424.44 20 26 0.0810 0.9577 2.04 2Ơ14 3.08 0.59 + Cốt đai: Dùng lực cắt có giá trị lớn nhất để tính cốt đai cho các dầm, ta thấy ở dầm D1 có Q = 3156.4kG là giá trị lớn nhất. Nên ta lấy giá trị này để tính Kiểm tra với Qmax = 3165.4 kG theo điều kiện: - Qmax ≤ k0.Rn.b.h0 = 0.35x130x20x26 = 23660kG => Thỏa - Qmax ≥ k1.Rk.b.h0 = 0.6x10x20x26 = 3120kG => Không thỏa Do đó, cần tính cốt đai. Sơ bộ chọn bước đai theo điều kiện cấu tạo sau: Do hd < 450mm. Nên: - Đoạn gần gối tựa: u ≤ 0.5hd = 200mm. Chọn u = 100mm - Đoạn giữa dầm: u ≤ . Chọn u = 200mm Chọn cốt thép AI, có Rađ = 1800kG/cm2; Thép đai Ơ6, có fđ = 0.283cm2, đai 2 nhánh: n = 2. Kiểm tra theo công thức sau: Khả năng chịu cắt ở tiết diện nguy hiểm nhất: Qđb = = =10497.31kG => Qđb > Qmax = 3156.4kG => Cốt đai chọn đảm bảo khả năng chịu lực cắt Vậy, dầm đảm bảo không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính và đảm bảo khả năng chịu cắt Chọn và bố trí đai Ơ6a100 ở ¼ nhịp dầm và Ơ6a200 ở 2/4 dầm còn lại Kết luận: Các kết quả tính toán thỏa các điều kiện kiểm tra. Do đó kích thước lựa chọn sơ bộ là hợp lí. IV.5. TÍNH BẢN THÀNH HỒ NƯỚC IV.5.1.Tải trọng tác dụng lên bản thành Chọn chiều dày bản thành là 12cm để thiết kế. + Tĩnh tải: Bảng 4.7. Tải trọng bản thân do bản thành gây ra STT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/cm3) gbtc (kG/cm3) n gbtt (kG/cm3) 1 Vữa lót 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Lớp chống thấm 0.01 2000 20 1.1 22 3 Bản BTCT 0.12 2500 300 1.1 330 4 Vữa trát 0.015 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng 433.9 + Áp lực thủy tĩnh tác dụng lên bản thành gn = h.g.n = 2x1000x1.1 = 2200(kG/m2) + Tải trọng gió: Chỉ xét trường hợp bất lợi nhất khi bản thành chịu gió hút. Tính theo giới hạn 1 W = W0.k.C.n trong đó: - W0 = 83 (kG/cm2) – Áp lực gió tiêu chuẩn khu vực II-A; - k = 1.396 - Hệ số ảnh hưởng độ cao và dạng địa hình (với: H=33.4m và dạng địa hình A. Tra bảng 5. TCVN 2737 – 1995, và nội suy tuyến tính); - C = 0.6 – Hệ số khí động; - n = 1.2 – Hệ số độ tin cậy. => W = 83x1.396x0.6x1.2 = 83.42 (kG/m2 ) IV.5.2. Sơ đồ tính bản thành Bản thành là cấu kiện chịu uốn nén đồng thời. Lực nén trong bản thành gây ra bởi trọng lượng bản thân của nó và lực nén lệch tâm do bản nắp truyền xuống. Để đơn giản ta xem bản thành chỉ chịu uốn. Tức là chỉ chịu tải trọng gió hút và áp lực thủy tĩnh, sau khi chọn cốt thép cho bản thành ta sẽ kiểm tra lại trường hợp bản thành chịu nén lệch tâm. Xét tỷ số cạnh dài trên cạnh ngắn: + Trục 1-2 và B-C: ==2.42=> Bản làm việc 1 phương (bản loại dầm) Hình 4.8. Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên bản thành IV.5.3. Xác định nội lực của bản thành Hình 4.9. Biểu đồ momen do gió hút tác dụng lên bản thành Hình 4.10. Biểu đồ momen áp lực thủy tĩnh tác dụng lên bản thành Ta có: Mnw= =20.29(kG/m) Mgw= =36.25(kG/m) Mnn= =226.52(kG/m) Mgn= =507.41(kG/m) Tính toán thiên về an toàn, ta sẽ lấy tổng giá trị momen ở gối và nhịp => Giá trị momen tại gối của bản thành là: Mg = MgW + Mgn = 36.25 + 507.41 = 543.66(kG.m) Mn = MnW + Mnn = 20.29 + 226.52 = 246.8(kG.m) IV.5.4. Tính cốt thép bản thành Bản thành được tính như cấu kiện chịu uốn. Cắt một dải bản có bề rộng bằng 1m để tính toán cho bản Giả thuyết: a =1.5cm – Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo => h0 = hb – a = 12 – 1.5 = 10.5cm – Chiều cao có ích của tiết diện b = 100 – Bề rộng tính toán của dải bản Các công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng thép: Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Bảng 4.8. Tính toán cốt thép cho bản thành Momen b h0 A g Fatt Thép chọn µ% (kG.m) (cm) (cm) (cm2) Bố trí Fac(cm2) Mn 246.8 100 10.5 0.0172 0.9913 1.03 Ơ6a200 1.42 0.14 Mg 543.66 100 10.5 0.0379 0.9806 2.29 Ơ8a200 2.52 0.39 Ta thấy: momen tại gối lớn, nên ta dùng Mg để bố trí thép cho bản thành và đặt hai lớp thép chịu cả momen tại tại gối và nhịp (thiên về an toàn và tránh nhằm lẩn trong thi công) IV.6. TÍNH BẢN ĐÁY HỒ NƯỚC IV.6.1. Tải trọng tác dụng lên bản đáy Hình 4.11. Mặt bằng bản đáy hồ nước Chọn chiều dày bản đáy là 14cm để thiết kế Hình 4.12. Cấu tạo bản đáy hồ nước + Tĩnh tải: Bảng 4.9. Tải trọng bản thân bản đáy STT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/m3) gbntc (kG/cm2) n gbntt (kG/cm2) 1 Vữa lót M75 0.02 1800 36 1.3 46.8 2 Bản BTCT 0.14 2500 350 1.1 385 3 Lớp chống thấm 0.01 2000 20 1.1 22 4 Vữa trát 0.015 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng 488.9 + Trọng lượng nước gn = h.g.n = 2x1000x1.1 = 2200(kG/m2) + Tổng tải trọng tác dụng qtt = gtt + gn = 488.9 + 2200 = 2688.9(kG/m2) IV.6.2. Sơ đồ tính bản đáy Bản đáy bao gồm 1 ô bản S2 như hình 4.11. Hình 4.13. Sơ đồ tính các ô bản đáy IV.6.3. Xác định nội lực các ô bản đáy Các ô bản của bản đáy thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản. Do các cạnh của ô bản bằng nhau nên ta chỉ cần tính momen theo một phương cạnh ngắn hoặc cạnh dài Các giá trị Mômen được tính toán theo các công thức: - Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp: M1 = mi1.P - Mômen âm lớn nhất ở gối: MI = ki1.P trong đó: P = q.l1.l2 : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản. Với: q = gtt+gn mi1, mk1: các hệ số được xác định bằng cách tra bảng, phụ thuộc vào tỷ số l2/l1. (với: L2 = ld , L1 = lng ). Bảng 4.10. Nội lực trong các ô bản Ô bản Kích thước (m) Tĩnh tải kG/m2 Trọng lượng nước kG/m2 Q kG/m2 P (kG) Tỷ số Các hệ số tra bảng Các giá trị momen ld ln gtt gn ld/ln m91 k91 M1 MI S2 4.5 4.5 488.9 2200 2688.9 54450.2 1 0.0179 0.041 974.6 2270.57 IV.6.4. Tính cốt thép cho bản đáy Tính toán và bố trí cốt thép: - Cốt thép được tính toán với dải bản có bề rộng 1m cả 2 phương và được tính toán như cấu kiện chịu uốn. trong đó: b = 100cm: bề rộng dải tính toán; h0 = hb – a: chiều cao có ích của tiết diện; Giả thiết a =1.5cm: khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo. Suy ra: h0 = 14 – 1.5 = 12.5cm. - Hàm lượng cốt thép tính toán µ trong dãy bản cần đảm bảo điều kiện: Với : Theo TCVN lấy µmin = 0.05%. Bảng 4.11. Kết quả tính cốt thép Ô bản Mômen (kGm) A g Fa(tt) (cm2) Thép chọn µ (%) Ơ(mm) a(mm) Fa(cm2) S1 M1 974.66 0.048 0.9754 3.48 10 200 3.93 0.31 MI 2270.5 0.111 0.9406 8.40 14 180 8.55 0.68 IV.6.5. Kiểm tra nứt bản đáy Kiểm tra nứt bản đáy theo trạng thái giới hạn 2 Theo TCVN 5574 – 1991: + Cấp chống nứt cấp 3: [a] = 0.25mm; + Khi tính với tải trọng dài hạn giảm đi 0.05mm, nên [a] = 0.20mm + Kiểm tra nứt theo điều kiện: an ≤ [a] Với: trong đó: - k: hệ số phụ thuộc loại cấu kiện. Cấu kiện uốn k = 1; - C: hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn C = 1.5; - η: phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép. Thép thanh tròn trơn η = 1.3; thép có gân η = 1; - Ea = 2.1x106 (kG/cm2); - ; với: Mtc = Mtt.; và z1 = .h0; - P = 100 µ - d: đường kính cốt thép chịu lực Vậy: Bảng 4.12. Kiểm tra nứt đáy hồ Ô bản Momen Mtc(kGm) h0 (cm) Fa (cm2) A g z1 (cm) sa kG/cm2 100 µ an (mm) S1 M1 812.22 12.5 3.93 0.040 0.979 12.25 1687 0.31 0.16 MI 1892.14 12.5 8.55 0.093 0.951 11.89 1861 0.68 0.18 Ta thấy an Đáy hồ thỏa mãn điều kiện về khe nứt. IV.7. TÍNH DẦM ĐỠ BẢN ĐÁY IV.7.1. Tải trọng tác dụng lên dầm đỡ bản đáy Chiều cao của bản đáy được chọn sơ bộ theo công thức sau: trong đó: md = 8÷12 – đối với hệ dầm chính, khung một nhịp; md = 12÷16 – đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp; ld – nhịp dầm Bề rộng dầm đáy được chọn theo công thức sau: Kích thước tiết diện dầm đáy được chọn sơ bộ như sau: Bảng 4.13. Chọn sơ bộ tiết diện dầm đở bản đáy Kí hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số md Chiều cao hd (m) Bề rộng dầm bd (m) Chọn tiết diện bdxhd (cm) D3 4.5 10 0.45 0.112÷0.225 25x50 D4 4.5 10 0.45 0.112÷0.225 25x50 Tải trọng tác dụng lên dầm đáy bao gồm tĩnh tải và hoạt tải Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng vào dầm đáy được thể hiện trong hình 4.5. sau: Hình 4.14. Sơ đồ xác định tải trọng tác dụng lên dầm đáy + Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân dầm: gD = bd.hd. g.n trong đó: bd – Bề rộng dầm; hd – Chiều cao dầm; g – Trọng lượng riêng của bêtông; n – hệ số độ tin cậy. - Dầm D3: gdD4 = 0.25x(0.5 – 0.14)x2500x1.1 = 247.5 (kG/m) - Dầm D4: gdD5 = 0.25x(0.5 – 0.14)x2500x1.1 = 247.5 (kG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: ta thấy các dầm D3, D4 đều chịu tải tam giác. Qui đổi thành tải phân bố tương đương theo công thức sau: gtđ = (kG/m) - Dầm D3: gtđD4 = - Dầm D4: gtđD5 = Tĩnh tải do bản thành truyền vào dầm D3 và D4 là: gbt = gbttt.h = 433.9x[2 – (0.3+ 0.14) = 676.88(kG/m) + Hoạt tải: Do bản đáy không chịu đồng thời tải trọng do nước và hoạt tải sửa chữa, nên ta bỏ qua giá trị hoạt tải => Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm D3 và D4 là: qD3 = gbt + gdD4 + gtđD4 = 676.88 + 247.5 + 1375.03 = 2299.41(kG/m) qD4 = gbt + gdD5 + gtđD5 = 676.88 + 247.5 + 1375.03 = 2299.41(kG/m) IV.7.2. Sơ đồ tính dầm đỡ bản đáy Hai đầu của các dầm đều gối lên cột, nên ta xem là hai gối cố định theo sơ đồ tính sau: Hình 4.15. Sơ đồ tính của dầm D3, D4 IV.7.3. Xác định nội lực dầm đỡ bản đáy Các giá trị nội lực được xác định theo công thức sau: + Dầm đỡ bản đáy D3: Hình 4.16. Các giá trị nội lực dầm D3 + Dầm đỡ bản đáy D4: Hình 4.17. Các giá trị nội lực dầm D4 IV.7.4. Tính toán cốt thép dầm đỡ bản đáy + Cốt thép dọc: Dầm được tính như cấu kiện chịu uốn Giả thuyết a = 4.5cm – Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông chịu kéo => h0 = hd – a h0 – Chiều cao có ích của tiết diện Các công thức tính toán và kiểm tra hàm lượng thép: trong đó: b – bề rộng tiết diện dầm M = Mmax – momen tính thép cho nhịp dầm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: + Cốt thép gối: lấy Mg = 40%Mn của nhịp để bố trí cho dầm. Nếu hàm lượng cốt thép tính quá nhỏ thì ta có thể chọn thép theo cấu tạo Bảng 4.14. Tính cốt thép cho các dầm đở đáy hồ nước Dầm Momen b h0 A g Fatt Thép chọn Kiểm tra (kG.m) (cm) (cm) (cm2) Bố trí Fach (cm2) µ(%) D4 MnD4 5820.38 25 45.5 0.0865 0,9547 4.79 2Ơ18 5.09 0.45 MgD4 2328.15 25 45.5 0.0346 0.9824 1.86 2Ơ16 4.02 0.35 D5 MnD5 5820.38 25 45.5 0.0865 0,9547 4.79 2Ơ18 5.09 0.45 MgD5 2328.15 25 45.5 0.0346 0.9824 1.86 2Ơ16 4.02 0.35 + Cốt đai: Dùng lực cắt có giá trị lớn nhất để tính cốt đai cho các dầm, ta thấy ở dầm D3 có Q = 5173.67kG là giá trị lớn nhất. Nên ta lấy giá trị này để tính Kiểm tra với Qmax = 5173.67kG theo điều kiện: - Qmax ≤ k0.Rn.b.h0 = 0.35x130x25x45.5 = 51756.25kG => Thỏa - Qmax ≤ k1.Rk.b.h0 = 0.6x10x25x45.5 = 6825kG => Thỏa Có thể chọn cốt đai theo cấu tạo. Sơ bộ chọn bước đai theo điều kiện cấu tạo sau: Do hd > 450mm. Nên: - Đoạn gần gối tựa: u ≤ = 200mm. Chọn u = 100mm - Đoạn giữa dầm: u ≤ 300. Chọn u = 200mm Chọn cốt thép AI, có Rađ = 1800kG/cm2; Thép đai Ơ8, có fđ = 0.503cm2, đai 2 nhánh: n = 2. Kiểm tra theo công thức sau: Khả năng chịu cắt ở tiết diện nguy hiểm nhất: Qđb = = =33400kG => Qđb > Qmax = 5173.67kG => Cốt đai chọn đảm bảo khả năng chịu lực cắt Vậy, dầm đảm bảo không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính và đảm bảo khả năng chịu cắt Chọn và bố trí đai Ơ8a100 ở ¼ nhịp dầm và Ơ8a200 ở 2/4 dầm còn lại Kết luận: Các kết quả tính toán thỏa các điều kiện kiểm tra. Do đó kích thước lựa chọn sơ bộ là hợp lí. IV.8. TÍNH CỘT HỒ NƯỚC Để đơn giản trong tính toán ta xem cột chịu tải nén đúng tâm Hồ nước mái bao gồm 1 ô bản chịu tải tương đương nhau có: + 4 cột kéo từ khung lên. Chọn tiết diện cột C1(25x25cm) IV.8.1. Tải trọng tác dụng lên hồ nước + Tải trọng bản thân cột: gC = bC.hC.g.n - Cột : gC = 0.25x0.25x(3 – 0.3)x2500x1.1 = 464.06(kG) + Tải trọng do các hồ nước truyền vào: Mỗi cột C1 sẽ chịu ¼ tổng tải trọng của một ô bản hồ * Khối lượng bản nắp: gbn = 301.9x4.5x4.5 = 6113.5(kG) * Khối lượng bản đáy: gbđ = 488.9x4.5x4.5 = 9900(kG) * Khối lượng bản thành: gbt = 433.9x(2 – 0.3)x2(4.5+4.5) = 13277.34(kG) * Khối lượng của nước khi hồ chứa đầy: gnước =(4.5x4.5x1.86x1000x1.2)=22599(kG) * Khối lượng của các dầm: gD1 = 121x4.5 = 544.5(kG) gD2 = 121x4.5 = 544.5(kG) gD3 = 247.5x4.5 = 1113.8(kG) gD4 = 247.5x4.5 = 1113.8(kG) + Tải trọng gió: Mỗi cột chịu một lực gió đẩy tác dụng là: GC = Wđ.h.= 83x1.396x0.8x1.2x1.7x= 425.47(kG) IV.8.2. Nội lực trong cột Các lực đưa về chân cột là: + Lực dọc: NC = gC+(gbn+gbt+gbđ+gnước+gD1+gD2+gD3+gD4) ó NC = 464.06+(6113.5+13277.34+9900+43740+544.5+544.5+1113.8+1113.8) ó NC = 20.78(T) + Momen tại chân cột: MC = GC.a = 425.47x1.8 = 765.85(kG.m) + Lực cắt tại chân cột: QC = GC = 425.47(kG) IV.8.3. Tính toán cốt thép hồ nước Khả năng chịu nén của cột bêtông ứng với tiết diện đã chọn là: + Cột: Rn.b.h = 130x25x30 = 81250(kG) So với lực nén tác dụng tại chân cột ta thấy bản thân bêtông cột đã đủ khả năng chịu lực. Mặt khác, cột được kéo liên tục từ cột khung nên đảm bảo khả năng chịu momen và lực cắt như trên Do đó không cần tính cốt thép mà đặt theo cấu tạo. Chọn 2Ơ16 cho mỗi bên cột (4 Ơ16 cho toàn cột) Bố trí đối xứng cho C1 và C2 Kết luận: Các kết quả tính toán đều thỏa mãn các điều kiện kiểm tra. Vậy các giả thuyết ban đầu hợp lí. IV.9. Bố trí cốt thép hồ nước mái Thể hiện trên bản vẽ KC -0.3/6 . CHƯƠNG V:THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3 V.1. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN: + Xác định các trường hợp tải trọng tác động lên công trình; + Giải bài toán trong miền đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng chương trình Sap2000 Version 9.03. Xác định tương ứng với từng trường hợp tải trọng; + Tổ hợp nội lực công trình theo TCVN 2737-1995 ([1]) và TCVN 229-1997 ([3]) bằng chương trình Mirosoft Excel 2003; + Tính toán và bố trí thép cho dầm, cột. Hình 5.1: Hệ khung trục 3 V.2. Hệ KHUNG CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH: Chọn vật liệu làm khung cho toàn bộ công trình như sau: + Bêtông M300 cho toàn khung, có Rn = 130kG/cm2, Rk = 10kG/cm2, α0 = 0.58 + Cốt thép có Ơ < 10mm chọn thép AI, có Ra = Ra’ = 2300 (kG/cm2) + Cốt thép có Ơ ≥ 10 chọn thép AII, có Ra = Ra’ = 2800 (kG/cm2) Hình 5.2: Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình V.3. TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 - Đây là công trình thuộc dạng khung chịu lực Theo phương ngang :Hệ cột và các dầm sàn ngang tạo thành các khung ngang Theo phương dọc : Hệ cột và các dầm sàn dọc tạo thành các khung dọc ; - Như vậy , một công trình có nhiều khung ngang và nhiều khung dọc . Khi chịu tải các khung ngang và các khung dọc hợp thành hệ không gian cùng chịu lực gọi là : khung không gian . - Để đơn giản hóa khi tính toán, người ta quy ước như sau : + Khi tỉ số 1.5 ( công trình có mặt bằng chạy dài ) nội lực chủ yếu chạy trong khung ngang vì độ cứng của khung ngang nhỏ hơn nhiều lần so với dộ cứng khung dọc (khung ngang ít nhịp hơn khung dọc) , cũng có thể xem gần đúng : khung dọc “tuyệt đối cứng” . Vì thế cho phép tách riêng từng khung phẳng để tính nội lực khung phẳng . + Khi tỉ số < 1.5 : độ cứng khung ngang và khung dọc chênh lệch không nhiều , lúc này phải tính nội lực theo khung không gian . Vậy Công trình đang thiết kế có L = 81 m và B = 28 m = 2.89 nên ta tiến hành tính toán hệ khung chịu lực của công trình theo khung phẳng . - Nhiệm vụ tính toán trong chương này là tính toán khung trục 2 - Kết cấu khung phẳng tính toán khá đơn giản có thể dùng các phương pháp cơ học kết cấu hoặc có thể dùng các chương trình tính toán kết cấu thông dụng như :Sap 2000 để giải. V.3.1. Sàn + Chiều dày sàn đã chọn sơ bộ và tính toán kiểm tra ở chương 1, lấy hs = 12cm. V.3.2. Dầm Tiết diện dầm được chọn theo công thức : - Chiều cao dầm : hd = - Bề rộng dầm : bd = Sơ bộ chọn tiết diện dầm như sau: Bảng 5.1. Chọn sơ bộ tiết diện dầm Dầm Nhịp dầm Ld (m) Kích thước tiết diện dầm bxh (cm) D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D._.m (u = pd = 3.14 ´ 1.4 = 4.396 cm) Và lneo ≥ 30d = 30´ 1.4 = 42 cm => Chọn lneo = 50cm VII.9. CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC VII.9.1. Tính đài cọc +Để đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài, chiều cao làm việc của đài ho được xác định từ điều kiện : Trong đó : Lực gây chọc thủng là tổng phản lực của các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở phía có phản lực max. Pct =4Pmax =453.153 = 212.612(T) Utb : giá trị trung bình của chu vi hai đáy của tháp xuyên thủng . Đáy lớn : Ul= 42200 =8800mm Đáy bé : Ub= 2(450+500)= 1900mm Utb =0.5(8800+1900) =5350mm=5.35m => Chọn hđ =1m sẽ đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài. Chọn a=1.5cm => ho=h-a=8.5(cm) VII.9.2. Tính cốt thép cho đài kép + Tính toán cốt thép theo phương dọc đài móng: Xem móng làm việc như một dầm liên tục gối lên 2 gối tựa tại chân cột. Với b = bđài = 2.9 (m); và h = hđài = 1 (m) Các lực tác dụng chính là các phản lực đầu cọc: Được xác định bằng phần mềm Sap200, với sơ đồ tính như sau: Kết quả giải nội lực, ta có: => MI-I =Mmax= 74.54 (Tm) =34.8(cm2) chọn 1418 ( Fac = 35.63 cm²) Bố trí 18 a200 + Tính toán cốt thép theo phương ngang của đài móng - Khi tính toán momen tương ứng với mặt cắt II-II, ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột Ta có sơ đồ tính như sau: Momen được xác định theo công thức: M = trong đó: ri là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pk ) đến mép cột Với ri = 0.9– 0.225 = 0.675 (m); P1 = Pmin = 37.196 (T); P2= Ptb = 45.175 (T); P3 = Pmax = 53.153 (T) => MII-II = 0.675x(37.196+45.175+53.153) = 91.479 (Tm) =42.71(cm2) chọn 1420 ( Fac = 43.96 cm²) Bố trí 1420 a170 CHƯƠNG VIII:THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI MÓNG M1 VIII.1. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN Nội lực Tiêu chuẩn n Tính toán M (Tm) -17.483 1.15 -20.105 N (T) 311.34 1.15 358.041 Q (T) 5.324 1.15 -6.123 VIII.2.CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC Chiều sâu đài cọc được chọn theo điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị động phía sau đài cọc: EP ≥ Qtt ≥ Qtt => hmin ≥ tg(450 - Với φ: góc ma sát của đất = 15(độ) γ: dung trọng của đất = 1.904(T/m3 ) Qtt: lực ngang Bđ =3(m) => hmin ≥ tg(450 - = 1.34m Chọn h =2 m Chọn chiều cao đài hđ = 1m. VIII.3.CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU LÀM CỌC Chọn cọc có đường kính 0.8m. Mũi cọc cắm sâu vào lớp đất thứ 5 (cát mịn lẫn bột màu nâu vàng. Trạng thái chặt vừa) Chọn chiều dài cọc Lc =21m Bêtông Mác 300, có Rn = 130 (kG/cm2); Rk = 10 (kG/cm2); Eb = 2.9x105(kG/cm2) Cốt thép AII, có Ra = Ra’ = 2800 (kG/cm2) Chọn đoạn neo vào đài 0.15m. Đoạn thép đầu cọc neo vào đài 30 = 30x0.02 = 0.6m (dự định dùng thép 20). Vậy chiều dài thực của cọc LP = 21 - 0.15 - 0.6 = 20.25m Diện tích cọc : AP = 0.5024 m2. Bê tông dùng trong cọc Mác 300 Theo TCXD 195: Cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi: Rn = khi đổ bê tông dưới nước hoặc dưới bùn nhưng không lớn hơn 6 MPa = 600 T/m2 Rn = khi đổ bê tông trong hố khoan khô nhưng không lớn hơn 7MPa. R: mác thiết kế của bê tông. Với phương pháp thi công đổ bê tông trong bùn bentonite ta suy ra cường độ tính toán của bê tông: Rn = = =66.67 kG/cm2 = 666.7 T/m2 > 600 ==> Rn = 600 T/m2 Vì cọc chủ yếu chịu nén (cọc vẫn chịu tải trọng ngang nhưng không đáng kể) nên cốt thép trong cọc ta có thể đặt theo cấu tạo. Theo TCXD 205: 1998, ta có: + Đối với cọc chịu nén dọc trục thì hàm lượng cốt thép không < 0.2 ÷ 0.4% và đường kính cốt thép không < 10mm + Đối với cọc chịu tải trọng ngang thì hàm lượng cốt thép không < 0.4 ÷ 0.65% và đường kính cốt thép không < 12mm Để thiên về an toàn, ta chọn hàm lượng cốt là 65%. Với hàm lượng 0.65% thì Fa = 0.65x5024 = 32.656cm2. Chọn 12f20 có Fa = 37.704 cm2 Cọc được bố trí cụ thể trong bản vẽ KC-09. VIII.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI BTCT VIII.4.1.Theo vật liệu làm cọc Qu = φ (RnAP + R'nAat) φ : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào chiều dài cọc và điều kiện liên kết ở 2 đầu cọc. Đầu cọc ngàm trong đài và mũi cọc nằm trong lớp cát mịn (đất mềm). Theo giáo trình Nền-Móng của thầy Châu Ngọc Ẩn ta có v = 2. Chiều dài tính toán của cọc: l0 = vLP = 2x20.25 = 40.5 m ld = = 50.625 Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm: φ = 1.028 - 0.0000288l2 - 0.0016ld = 1.028 - 0.0000288x(50.625)2 - 0.0016x50.625 = 0.89 => Qu = 0.89(600x0.502 + 28000x37.704x10-4) = 362.026(T) VIII.4.2.Theo đất nền VIII.4.2.1.Theo chỉ tiêu cơ lý - Sức chịu tải nén giới hạn của cọc xác định theo công thức sau: fgh = m (mR qm F +u∑mfifili) Lực ma sát tác dụng vào đầu cọc tại các lớp: Lớp 2: Á sét; z1 = 2.75m; B = 0.8; Tra bảng và nội suy: f1 = 0.65 (T/m²) Á sét; z2 = 4.25m; B = 0.8; Tra bảng và nội suy: f2 = 0.8 (T/m²) Á sét; z3 = 5.95m; B = 0.8; Tra bảng f3 = 0.8 (T/m²) Lớp 3: Á sét; z4 = 7.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f4 = 1.448 (T/m²) Á sét; z5 = 9.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f5 = 1.45 (T/m²) - Á sét; z6 = 11.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f6 = 1.48 (T/m2) - Á sét; z7 = 13.4m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f7 = 1.518 (T/m2) - Á sét; z8 = 14.5m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f8 = 1.54 (T/m2) Lớp 4: - Sét; z9 = 15.7m; B = 0.54; Tra bảng và nội suy: f9 = 2.497 (T/m2) - Sét; z10 = 16.8m; B = 0.54; Tra bảng và nội suy: f10 = 2.523(T/m2) Lớp 5: Cát mịn; z11 = 18.3m Tra bảng f11 = 5.43 (T/m²) z12 = 20.3m f12 = 5.63 (T/m²) z13 = 21.275m f13 = 5.728 (T/m²) ∑mfifili = 0.8x(0.65x1.5 + 0.8x1.5 + 0.8x1.9 + 1.448x2 + 1.45x2 + 1.48x2 + 1.518x1 + 1.54x1.2) + 0.7x(2.497x1.2 + 2.523x1) + 1x(5.43x2+ 5.63x2 + 5.728x0.95) ó ∑mfifili = 46.161 (T/m) Sức chống cắt của đất tại mũi cọc: qm=* dung trọng của đất dưới và trên mũi cọc L , D : chiều dài và đường kính cọc φ=290 =25 tra bảng Dung trọng của đất dưới mũi cọc: =1.9(T/m3) qm =0.75x0.27 (1.899x0.8x24.4+0.59x1.965x20.25x45.5)=223.82(T/m²) Sức chịu tải nén giới hạn của cọc fgh = m (mR qm F +u) = 1[1.1x223.82x0.5024 + 2.512x46.161] = 239.648 (T) mR và mfi hệ số điều kiện làm việc tại mũi cọc và bên hông tra bảng A.3 TCXD_205 : 1998. Sức chịu tải cho phép của cọc: =171.177(T) VIII.4.2.2.Theo chỉ tiêu cường độ: Theo chỉ tiêu cường độ ta có: Lớp đất 2: =1.904 (T/) =0.65 =150 Lớp đất 3: =1.856 (T/) =0.59 =11030’ Lớp đất 4: =1.877(T/) =1.77 =9048’ Lớp đất 5: =1.965(T/) =0.03 =290 Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qs + QP = Asfs + APqP Với fs = ca + stgja ca:lực dính giữa thân cọc và đất (T/m2),với cọc BTCT ca = c (lực dính của đất ) ja :góc ma sát giữa cọc và đất,cọc BTCT lấy ja = j (góc ma sát trong của đất nền) s:ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m2). Theo giáo trình Nền-Móng của thầy Châu Ngọc Ẩn trang 62, với cọc ép ta có s = 1.4(1 - sinj)s s:ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại giữa lớp đất thứ i mà cọc đi qua. qP:cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc qP = * Tính Qs: Lớp 2: fs2 = 6.5 + 1.4tg150(1 – sin150)[1.904x(4.9/2)] = 7.8 T/m2 Lớp 3: fs3= 5.9+1.4tg11030’(1–sin11030’)(1.904x4.9+1.856x8.2/2) =9.76 T/m2 Lớp 4: fs4 = 7.7 + 1.4tg9048’(1 – sin9048’)[ 1.904x4.9+ 1.856x8.2+ 1.877x2.2/2] =13.04 T/m2 Lớp 5: fs5 = 3 + 1.4tg290(1 – sin290)[ 1.904x4.9+ 1.856x8.2+ 1.877x2.2+1.965x4.95/2] =16.41 T/m2 Qs = Asfs = uSfsili = 2.512 (7.8x4.9 +9.76x8.2+13.04x2.2+16.04x4.95) = 573.16(T) Tính QP : QP ==* φ=290 =25 tra bảng Dung trọng của đất dưới mũi cọc: =1.9(T/m2) ==> QP==* = 0.5x0.75x223.82=83.93(T) Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa = FSs :hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy bằng 2 FSP :hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc lấy bằng 3 ==> Qa = = 314.56(T) Vậy sức chịu tải của cọc là: =min(a,Qu,Qa)=171.177(T) VIII.5. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT BẰNG ĐÀI CỌC Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d và sức chịu tải cho phép là thì sức chịu tải tính toán là: Ptt==89.16(T/m2) p0tt=ptt-h1.1=89.16-2x2x1.1=84.76 (T/m2) Xác định sơ bộ kích thước đáy bệ: Fb===4.22(m2) Tính lại trọng lượng của bệ tính toán: =1.1x4.22x2x2=18.568(T) =358.041+18.568=376.609(T) Tính lại số lượng cọc: nctt=β=1.4=3.69 (cọc) Chọn 4 cọc Bố trí cọc trên mặt bằng đài cọc: Hình 8.1. Mặt bằng bố trí cọc Diện tích bản đế thực tế: Fđ’=4x4=16(cm2) Tính lại trọng lượng bệ tính toán: Nbtt=1.1xFđ’xhx=1.1x16x2x2=70.4(T) N0tt = Ntt + Nbtt = 358.041 + 70.4= 428.81 (T) Kiểm tra: Mott = Mtt+Qtth =20.105+6.123x2=32.351(Tm) Pmax,min==± Pmax = 113.94 (T) Pmin = 100.46(T) => Ptb = 107.2(T) Kiểm tra: Pmax = 113.94 (T) Thỏa VIII.6. KIỂM TRA MÓNG CỌC VIII.6.1. Xác định kích thước móng khối quy ước Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 фII (độ) 150 11030’ 9048’ 290 Chiều dày lớp đất h (m) 4.9 8.2 2.2 4.95 Góc ma sát trong trung bình: Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm= Bm= Ld+2Lctg=3.2+2x20.25xtg4010’=6.95(m) Fm = Bm.Lm = 48.3 (m²) Chiều cao móng khối quy ước: Hm = Lc + hm = 20.25+2 = 22.25 (m) VIII.6.2. Tính trọng lượng của móng khối quy ước Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1=Fmhm=48.3x2x2=193.2(T) Trọng lượng khối móng quy ước từ đáy đài trở lên: = (1.904x4.9 +1.856x8.2+1.877x2.2 + 1.965x4.95)x48.3 = 1854.96 (T) Tổng trọng lượng khối móng quy ước: Qm = Q1 + Q2 = 193.2 + 1854.96 = 2048.16 (T) Trọng lượng riêng trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên: ===1.84(T/m3) VIII.6.3. Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước A , B , D : các hệ số tra bảng phụ thuộc của lớp nền bên dưới mũi cọc. : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên , = 1.965 T/m³ Lấy ktc =1, m1 =1.2; m2 =1.3 Lớp đất dưới mũi cọc có: C = 0. 3 T/m²; Tra bảng trang 28 “HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN NỀN - MÓNG”của Châu Ngọc Ẩn – NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM. A = 1.06 B = 5.24 D = 7.67 Rmtc = (1.06x6.95x1.965 + 5.24x22.25x1.84+ 7.67x0. 3) = 328.03 (T/m2) VIII.6.4. Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước Momen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: M0tc=Mtc+QtcHm=17.483+5.324x22.25=135.942(Tm) Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước: N0tc=Ntc+Qm=311.34+2048.16 =2359.5(T) Độ lệch tâm: e==0.0576(m) Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước: smax== 51.28(T/m2) smin==46.42(T/m2) stb=48.85(T/m2) stb = 51.28(T/m²) < 1.2Rmtc = 1.2x328.03 = 393.636 (T/m²) > 0 Vậy đất nền bên dưới đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. VIII.6.5. Kiểm tra xuyên thủng giữa cột và đài Từ cổ móng kẻ đường 450 xuống thì hình tháp xuyên thủng bao trùm lên các cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng giữa cột với đài. VIII.7.TÍNH LÚN CHO MÓNG CỌC Tính độ lún cuối cùng dưới đáy móng khối quy ước: Áp dụng phương pháp phân tầng cộng lún: Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền: 1.965x4.95=9.73(T/m2) Ứng suất bản thân của đất ở đáy móng khối quy ước: =38.41(T/m2) Áp lực gây lún: pgl= stb-sbt=48.85-38.41=10.44(T/m2) Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày: hi = = 1.39(m) sgl = k0Pgl szđn =γ ihi Bảng tính lún cho móng M2 Lớp Điểm z(m) Lm/Bm 2z/Bm k0 sgl szđn 0.2szđn 5 1 0 1 0 1 10.44 38.41 7.682 2 1.39 0.4 0.96 10.022 41.141 8.228 3 2.78 0.8 0.8 8.352 43.873 8.775 4 4.17 1.2 0.61 6.368 46.604 9.321 5 5.56 1.6 0.45 4.698 49.335 9.867 Nhận xét: Tại độ sâu z =4.17m (kể từ đỉnh cọc), ta có: sgl = 6.368 (T/m2) < 0.2szđn = 9.321 (T/m2) ta có thể dừng tại điểm 4 Khả năng chịu lực của lớp đất dưới mũi cọc: s = sgl + szđn = 6.368 + 46.604 = 52.972 (T/m2) thỏa Vậy đảm bảo sức chịu tải của đất dưới mũi cọc Tính lún theo phương pháp phân tầng cộng lún từng lớp: Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức: trong đó: E = 1677 (T/m2) – môđun biến dạng của lớp đất đặt mũi cọc được thống kê trong báo cáo kết quả khảo sát địa chất S=0.8 ó S = 0.0178(m) = 1.78 (cm) Thỏa Móng M1 đảm bảo về độ lún. VIII.8. CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC VIII.8.1. Tính đài cọc +Để đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài, chiều cao làm việc của đài ho được xác định từ điều kiện : Trong đó : Lực gây chọc thủng là tổng của các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở phía có phản lựcP max . Ta thấy các đầu cọc đều nằm trong tháp chọc thủng nên chọn hđ =1.5m sẽ đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài. Chọn a=1.5cm =>h0=135cm VIII.8.2. Tính thép cho đài - Khi tính toán momen ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. trong đó: ri là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pk ) đến mép cột Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 113.94(T); Ptb = 107.2(T); Pmin = 100.46(T). M = + Momen tương ứng với mặt cắt I-I MI-I = 0.9x227.88 = 205.092cm2 Với ri = 1.2-0.3 = 0.9 (m); Pi = 2Pmax = 2x113.94= 227.88 (T) =60.29(cm2) chọn 2020 ( Fac = 62.84 cm²) Bố trí 2020 a200 + Momen tương ứng với mặt cắt II-II MII-II = r1P1 + r2P2 Với r1 = r2 = 1.2-0.25=0.95 (m); P1 = Pmin = 100.46(T); P2 = Pmax = 113.94(T) => MII-II = 0.95x(100.46+ 113.94) = 203.68 (Tm) =59.87(cm2) chọn 1622 ( Fac = 59.698 cm²) Bố trí 1622 a250 Bố trí thép đài móng M1 CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI MÓNG M2 IX.1. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN Nội lực Tiêu chuẩn n Tính toán M (Tm) 9.69 1.15 11.148 N (T) 164.08 1.15 188.694 Q (T) 3.11 1.15 -3.577 IX.2.CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI CỌC Chiều sâu đài cọc được chọn theo điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị động phía sau đài cọc: EP ≥ Qtt ≥ Qtt => hmin ≥ tg(450 - Với φ: góc ma sát của đất = 15(độ) γ: dung trọng của đất = 1.904(T/m3 ) Qtt: lực ngang Bđ =1(m) => hmin ≥ tg(450 - = 1.02m Chọn h =2 m Chọn chiều cao đài hđ = 1m. IX.3.CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU LÀM CỌC Chọn cọc có đường kính 0.8m. Mũi cọc cắm sâu vào lớp đất thứ 5 (cát mịn lẫn bột màu nâu vàng. Trạng thái chặt vừa) Chọn chiều dài cọc Lc =21m Bêtông Mác 300, có Rn = 130 (kG/cm2); Rk = 10 (kG/cm2); Eb = 2.9x105(kG/cm2) Cốt thép AII, có Ra = Ra’ = 2800 (kG/cm2) Chọn đoạn neo vào đài 0.15m. Đoạn thép đầu cọc neo vào đài 30 = 30x0.02 = 0.6m (dự định dùng thép 20). Vậy chiều dài thực của cọc LP = 21 - 0.15 - 0.6 = 20.25m Diện tích cọc : AP = 0.5024 m2. Bê tông dùng trong cọc Mác 300 Theo TCXD 195: Cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi: Rn = khi đổ bê tông dưới nước hoặc dưới bùn nhưng không lớn hơn 6 MPa = 600 T/m2 Rn = khi đổ bê tông trong hố khoan khô nhưng không lớn hơn 7MPa. R: mác thiết kế của bê tông. Với phương pháp thi công đổ bê tông trong bùn bentonite ta suy ra cường độ tính toán của bê tông: Rn = = =66.67 kG/cm2 = 666.7 T/m2 > 600 => Rn = 600 T/m2 Vì cọc chủ yếu chịu nén (cọc vẫn chịu tải trọng ngang nhưng không đáng kể) nên cốt thép trong cọc ta có thể đặt theo cấu tạo. Theo TCXD 205: 1998, ta có: + Đối với cọc chịu nén dọc trục thì hàm lượng cốt thép không < 0.2 ÷ 0.4% và đường kính cốt thép không < 10mm + Đối với cọc chịu tải trọng ngang thì hàm lượng cốt thép không < 0.4 ÷ 0.65% và đường kính cốt thép không < 12mm Để thiên về an toàn, ta chọn hàm lượng cốt là 65%. Với hàm lượng 0.65% thì Fa = 0.65x5024 = 32.656cm2. Chọn 12f20 có Fa = 37.704 cm2 Cọc được bố trí cụ thể trong bản vẽ KC-09. IX.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI BTCT IX.4.1.Theo vật liệu làm cọc Qu = φ (RnAP + R'nAat) φ : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào chiều dài cọc và điều kiện liên kết ở 2 đầu cọc. Đầu cọc ngàm trong đài và mũi cọc nằm trong lớp cát mịn (đất mềm). Theo giáo trình Nền-Móng của thầy Châu Ngọc Ẩn ta có v = 2. Chiều dài tính toán của cọc: l0 = vLP = 2x20.25 = 40.5 m ld = = 50.625 Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm: φ = 1.028 - 0.0000288l2 - 0.0016ld = 1.028 - 0.0000288x(50.625)2 - 0.0016x50.625 = 0.89 => Qu = 0.89(600x0.502 + 28000x37.704x10-4) = 362.026(T) IX.4.2.Theo đất nền IX.4.2.1.Theo chỉ tiêu cơ lý - Sức chịu tải nén giới hạn của cọc xác định theo công thức sau: fgh = m (mR qm F +u∑mfifili) Lực ma sát tác dụng vào đầu cọc tại các lớp: Lớp 2: Á sét; z1 = 2.75m; B = 0.8; Tra bảng và nội suy: f1 = 0.65 (T/m²) Á sét; z2 = 4.25m; B = 0.8; Tra bảng và nội suy: f2 = 0.8 (T/m²) Á sét; z3 = 5.95m; B = 0.8; Tra bảng f3 = 0.8 (T/m²) Lớp 3: Á sét; z4 = 7.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f4 = 1.448 (T/m²) Á sét; z5 = 9.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f5 = 1.45 (T/m²) - Á sét; z6 = 11.9m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f6 = 1.48 (T/m2) - Á sét; z7 = 13.4m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f7 = 1.518 (T/m2) - Á sét; z8 = 14.5m; B = 0.65; Tra bảng và nội suy: f8 = 1.54 (T/m2) Lớp 4: - Sét; z9 = 15.7m; B = 0.54; Tra bảng và nội suy: f9 = 2.497 (T/m2) - Sét; z10 = 16.8m; B = 0.54; Tra bảng và nội suy: f10 = 2.523(T/m2) Lớp 5: Cát mịn; z11 = 18.3m Tra bảng f11 = 5.43 (T/m²) z12 = 20.3m f12 = 5.63 (T/m²) z13 = 21.275m f13 = 5.728 (T/m²) ∑mfifili = 0.8x(0.65x1.5 + 0.8x1.5 + 0.8x1.9 + 1.448x2 + 1.45x2 + 1.48x2 + 1.518x1 + 1.54x1.2) + 0.7x(2.497x1.2 + 2.523x1) + 1x(5.43x2+ 5.63x2 + 5.728x0.95) ó ∑mfifili = 46.161 (T/m) Sức chống cắt của đất tại mũi cọc: qm=* dung trọng của đất dưới và trên mũi cọc L , D : chiều dài và đường kính cọc φ=290 =25 tra bảng Dung trọng của đất dưới mũi cọc: =1.9(T/m3) qm =0.75x0.27 (1.899x0.8x24.4+0.59x1.965x20.25x45.5)=223.82(T/m²) Sức chịu tải nén giới hạn của cọc fgh = m (mR qm F +u) = 1[1.1x223.82x0.5024 + 2.512x46.161] = 239.648 (T) mR và mfi hệ số điều kiện làm việc tại mũi cọc và bên hông tra bảng A.3 TCXD_205 : 1998. Sức chịu tải cho phép của cọc: =171.177(T) IX.4.2.2.Theo chỉ tiêu cường độ: Theo chỉ tiêu cường độ ta có: Lớp đất 2: =1.904 (T/) =0.65 =150 Lớp đất 3: =1.856 (T/) =0.59 =11030’ Lớp đất 4: =1.877(T/) =1.77 =9048’ Lớp đất 5: =1.965(T/) =0.03 =290 Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qs + QP = Asfs + APqP Với fs = ca + stgja ca:lực dính giữa thân cọc và đất (T/m2),với cọc BTCT ca = c (lực dính của đất ) ja :góc ma sát giữa cọc và đất,cọc BTCT lấy ja = j (góc ma sát trong của đất nền) s:ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m2). Theo giáo trình Nền-Móng của thầy Châu Ngọc Ẩn trang 62, với cọc ép ta có s = 1.4(1 - sinj)s s:ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại giữa lớp đất thứ i mà cọc đi qua. qP:cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc qP = * Tính Qs: Lớp 2: fs2 = 6.5 + 1.4tg150(1 – sin150)[1.904x(4.9/2)] = 7.8 T/m2 Lớp 3: fs3= 5.9+1.4tg11030’(1–sin11030’)(1.904x4.9+1.856x8.2/2) =9.76 T/m2 Lớp 4: fs4 = 7.7 + 1.4tg9048’(1 – sin9048’)[ 1.904x4.9+ 1.856x8.2+ 1.877x2.2/2] =13.04 T/m2 Lớp 5: fs5 = 3 + 1.4tg290(1 – sin290)[ 1.904x4.9+ 1.856x8.2+ 1.877x2.2+1.965x4.95/2] =16.41 T/m2 Qs = Asfs = uSfsili = 2.512 (7.8x4.9 +9.76x8.2+13.04x2.2+16.04x4.95) = 573.16(T) Tính QP : QP ==* φ=290 =25 tra bảng Dung trọng của đất dưới mũi cọc: =1.9(T/m2) ==> QP==* = 0.5x0.75x223.82=83.93(T) Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa = FSs :hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy bằng 2 FSP :hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc lấy bằng 3 ==> Qa = = 314.56(T) Vậy sức chịu tải của cọc là: =min(a,Qu,Qa)=171.177(T) IX.5. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT BẰNG ĐÀI CỌC Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d và sức chịu tải cho phép là thì sức chịu tải tính toán là: Ptt==89.16(T/m2) p0tt=ptt-h1.1=89.16-2x2x1.1=84.76 (T/m2) Xác định sơ bộ kích thước đáy bệ: Fb===2.23(m2) Tính lại trọng lượng của bệ tính toán: =1.1x2.22x2x2=4.906(T) =188.694+4.906=193.6(T) Tính lại số lượng cọc: nctt=β=1.4=1.58 (cọc) Chọn 2 cọc Bố trí cọc trên mặt bằng đài cọc: Hình 9.1. Mặt bằng bố trí cọc Dựa trên mặt bằng móng chọn sơ bộ ta thấy kích thước móng và số lượng cọc bố trí trùng nhau giữa 2 trục C và D (có nhịp là 2.2m) nên ta chuyển sang phương án móng cọc đài kép. Tổng nội lực đài kép Tiêu chuẩn n Tính toán M (Tm) 19.39 1.15 22.296 N (T) 328.41 1.15 377.669 Q (T) 6.22 1.15 7.154 Tương tự ta tính lại: ptt==89.16(T/m2) p0tt=ptt-h1.1=89.16-2x2x1.1=84.76 (T/m2) Xác định sơ bộ kích thước đáy bệ: Fb===4.46(m2) Tính lại trọng lượng của bệ tính toán: =1.1x4.46x2x2=19.624(T) =377.669+19.624=397.293(T) Tính lại số lượng cọc: nctt=β=1.4=3.24(cọc) Chọn 4 cọc, bố trí như hình vẽ sau: Hình 9.2. Mặt bằng bố trí cọc Diện tích bản đế thực tế: Fđ’=4x4=16(cm2) Tính lại trọng lượng bệ tính toán: Nbtt=1.1xFđ’xhx=1.1x16x2x2=70.4(T) N0tt = Ntt + Nbtt = 377.669 +70.4= 448.069 (T) Kiểm tra: Mott = Mtt+Qtth =22.269+7.154x2=36.577(Tm) Pmax,min==± Pmax =119.64 (T) Pmin = 104.4(T) => Ptb = 112.02(T) Kiểm tra: Pmax = 119.64 (T) Thỏa IX.6. KIỂM TRA MÓNG CỌC IX.6.1. Xác định kích thước móng khối quy ước Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 фII (độ) 150 11030’ 9048’ 290 Chiều dày lớp đất h (m) 4.9 8.2 2.2 4.95 Góc ma sát trong trung bình: Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: Lm= Bm= Ld+2Lctg=3.2+2x20.25xtg4010’=6.95(m) Fm = Bm.Lm = 48.3 (m²) Chiều cao móng khối quy ước: Hm = Lc + hm = 20.25+2 = 22.25 (m) IX.6.2. Tính trọng lượng của móng khối quy ước Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1=Fmhm=48.3x2x2=193.2(T) Trọng lượng khối móng quy ước từ đáy đài trở lên: = (1.904x4.9 +1.856x8.2+1.877x2.2 + 1.965x4.95)x48.3 = 1854.96 (T) Tổng trọng lượng khối móng quy ước: Qm = Q1 + Q2 = 193.2 + 1854.96 = 2048.16 (T) Trọng lượng riêng trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên: ===1.84(T/m3) IX.6.3. Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước A , B , D : các hệ số tra bảng phụ thuộc của lớp nền bên dưới mũi cọc. : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên , = 1.965 T/m³ Lấy ktc =1, m1 =1.2; m2 =1.3 Lớp đất dưới mũi cọc có: C = 0. 3 T/m²; Tra bảng trang 28 “HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN NỀN - MÓNG”của Châu Ngọc Ẩn – NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM. A = 1.06 B = 5.24 D = 7.67 Rmtc = (1.06x6.95x1.965 + 5.24x22.25x1.84+ 7.67x0. 3) = 328.03 (T/m2) IX.6.4. Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước Momen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: M0tc=Mtc+QtcHm=19.39+6.22x22.25=162.313(Tm) Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước: N0tc=Ntc+Qm=328.41+1167.5 =1495.91(T) Độ lệch tâm: e==0.109(m) Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước: smax== 33.89 (T/m2) smin==28.06(T/m2) stb=30.975(T/m2) Kiểm tra: stb = 30.975 T/m² 0 Vậy đất nền bên dưới đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống IX.6.5.Kiểm tra xuyên thủng giữa cột và đài: Từ cổ móng kẻ đường 450 xuống thì hình tháp xuyên thủng bao trùm lên các cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng giữa cột với đài. IX.7.TÍNH LÚN CHO MÓNG CỌC Tính độ lún cuối cùng dưới đáy móng khối quy ước: Áp dụng phương pháp phân tầng cộng lún: Ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền: 1.965x4.95=9.73(T/m2) Ứng suất bản thân của đất ở đáy móng khối quy ước: =38.41(T/m2) Ngay tại đáy móng khối quy ước ta có <(30.975 T/m2 < 38.41 T/m2) =>Đất nền thoả yêu cầu về độ lún IX.8. CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC IX.8.1. Tính đài cọc +Để đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài, chiều cao làm việc của đài ho được xác định từ điều kiện : Ta thấy các đầu cọc đều nằm trong tháp chọc thủng nên chọn hđ =1.5m sẽ đảm bảo điều kiện chọc thủng qua đài. Chọn a=1.5cm => ho=h-a=1.35(cm) IX.8.2. Tính thép cho đài kép + Tính toán cốt thép theo phương dọc đài móng: Xem móng làm việc như một dầm liên tục gối lên 2 gối tựa tại chân cột. Với b = bđài = 4 (m); và h = hđài = 1 (m) Các lực tác dụng chính là các phản lực đầu cọc: Được xác định bằng phần mềm Sap200, với sơ đồ tính như sau: Kết quả giải nội lực, ta có: => MI-I =Mmax= 23.93 (Tm) =7.03(cm2) Bố trí 14 a200(vì hàm lượng cốt thép nhỏ nên bố trí theo cấu tạo) + Tính toán cốt thép theo phương ngang của đài móng - Khi tính toán momen tương ứng với mặt cắt II-II, ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc Pm = 88.474 (T) Ta có sơ đồ tính như sau: Momen được xác định theo công thức: M = trong đó: ri là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pm ) đến mép cột Với ri = 1.2 – 0.225 = 0.925 (m); P3 = Pmin = 104.4 (T); P4 = Pmax = 119.64 (T) => MII-II = 0.75x(104.4 +119.64) = 168.03 (Tm) =49.39(cm2) chọn 2018 ( Fac = 49.39 cm²) Bố trí 2018 a200 Bố trí thép đài móng M2 CH Ư ƠNG X: SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Ø Từ các giá trị tính toán của hai phương án móng cọc ép bê tông cốt thép và móng cọc khoan nhồi ta tổng hợp được khối lượng bêtông và cốt thép cho từng phương án móng như sau : KHỐI LƯỢNG BÊTÔNG (m3) KHỐI LƯỢNG THÉP (Tấn) Cọc ép Cọc khoan nhồi Cọc ép Cọc khoan nhồi 124.81 338.523 17.387 10.669 Ø Từ kết quả so sánh trên ; ta thấy không có phương án nào thật sự có lợi về cả hai mặt bêtông và cốt thép , do không có điều kiện tham khảo về giá thành của từng loại vật liệu cũng như giá thuê nhân công, máy móc thiết bị để thi công hai phương án trên cho nên rất khó khăn trong việc lựa chọn phương án Ø Nếu móng cọc ép cho khối lượng bêtông khá nhỏ ( chưa đến một nữa khối lượng bêtông của cọc khoan nhồi ) nhưng lượng thép lại lớn hơn móng cọc khoan nhồi ( chủ yếu là cốt thép trong cọc ) Þ do đó cần phải tổng hợp nhiều tham số kỹ thuật và kinh tế để chọn ra được phương án hợp lý hơn . Ø Các ưu khuyết điểm của hai loại phương án móng : I) Móng cọc ép : 1) Ưu điểm : Giá thành rẻ so với các loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi công nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc do sản xuất cọc từ nhà máy (cọc được đúc sẵn) , phương pháp thi công tương đối dễ dàng, không gây ảnh hưởng chấn động xung quanh khi tiến hành xây chen ở các đô thị lớn ; công tác thí nghiệm nén tĩnh cọc ngoài hiện trường đơn giản . Tận dụng ma sát xung quanh cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc . 2) Khuyết điểm : Sức chịu tải không lớn lắm ( 50 ¸350 T ) do tiết diện và chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ) . Lượng cốt thép bố trí trong cọc tương đối lớn . Thi công gặp khó khăn khi đi qua các tầng laterit , lớp cát lớn , thời gian ép lâu II) Móng cọc khoan nhồi : 1) Ưu điểm : Sức chịu tải của cọc khoan nhồi rất lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , có thể mở rộng đường kính cọc 60cm ® 250cm , và hạ cọc đến độ sâu 100m . Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động đối với công trình xung quanh . Cọc khoan nhồi có chiều dài > 20m lượng cốt thép sẽ giảm đi đáng kể so với cọc ép . Có khả năng thi công qua các lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà các loại cọc khác không thi công được . 2) Khuyết điểm : Giá thành cọc khoan nhồi cao so với cọc ép , ma sát xung quanh cọc sẽ giảm đi rất đáng kể so với cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ. Biện pháp kiểm tra chất lượng thi công cọc nhồi thường phức tạp và tốn kém , thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi rất phức tạp . Công nghệ thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao . III) Tiêu chí lựa chọn các phương án móng : 1) Điều kiện an toàn – chịu lực : Cả hai phương án móng đều đảm bảo được toàn bộ tải trọng do công trình truyền xuống đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu về độ bền, độ lún, … của Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Do vậy, nếu xét về yếu tố này thì ca hai phương án móng trên đều có thể chấp nhận được. 2) Điều kiện thi công : Ø Địa chất của công trình là đất tốt gồm các lớp cát trạng thái chặt vừa, nếu sử dụng phương án cọc ép đài đơn với chiều dài cọc đã chọn thiết kế thì khả năng ép được cọc đến cao độ thiết kế rất khó khăn, hơn nữa với số lượng cọc ép tương đối lớn thì đất dễ bị nén chặt do đó khó có thể ép đủ số lượng cọc. Trong khi đó phương án cọc khoan nhồi có thể khắc phục được những khó khăn mà cọc ép khó thực hiện được. Hiện nay, tất cả những công trình nhà cao tầng trong thành phố giải pháp móng cọc khoan nhồi là1ựa chọn hữu hiệu nhất do tính phổ biến, máy móc thiết bị thi công phong phú, có thể sử dụng ở những vùng xây chen. Ø Mặt bằng thi công là một trong những yếu tố không kém phần quan trọng trong việc lựa chọn phương án móng vì nó liên quan đến tổ chức tổng mặt bằng công trường và tiến độ thi công. Công trình này được xây dựng trong điều kiện không có công trình lân cận do đó điều kiện về mặt bằng không gây ảnh hưởng đến việc thi công. Ø Tiến độ thi công là một khâu quan trọng khi chủ đầu tư muốn công trình sớm đi vào phục vụ. Do đó đòi hỏi người thiết kế phải lựa chọn phương án móng sao cho đáp ứng được nhu cầu trên. Trong 2 phương án trên : - Phương án cọc ép thi công khó (vì số lượng cọc lớn) thời gian thi công dài - Phương án cọc nhồi thi công nhanh hơn vì thiết bị phổ biến 3) Điều kiện kinh tế : Ø Khi xét đến các chỉ tiêu về kinh tế, ta cần phải xét đến hiệu quả kinh tế tổng hợp, không chỉ xem xét khối lượng vật liệu sử dụng và giá thành bản thân từng phương án móng mà còn xem xét các nhân tố ảnh hưởng đến tính kinh tế như yêu cầu sử dụng , điều kiện thi công ,…Tuy nhiên đây là vấn đề rất khó định lượng chính xác , đặc biệt là yếu tố giá thành vì nó thay đổi rất đa dạng của mỗi đơn vị thi công, năng lực mỗi nhà thầu. Trong phạm vi luận văn, do chưa có điều kiện tiếp xúc thực tế nên về mặt giá cả thi công em chưa thể nắm rõ được, do vậy tạm thời em xin so sánh hai phương án này thông qua việc so sánh sơ bộ khối lượng vật liệu của 2 phương án . Ø Theo bảng tổng kết vật liệu ở trên, phương án cọc ép và cọc nhồi là hai phương án sử dụng ít vật liệu . IV) Tóm lại : Ø Ta chọn phương án MÓNG CỌC ÉP làm móng cho công trình . . MỤC LỤC PHẦN I : KIẾN TRÚC (0%) I. CƠ SỞ HÌNH THÀNH DỰ ÁN. II. GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN. III. ĐẶC ĐIỂM VÀ HIỆN TRẠNG XÂY DỰNG. IV. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT. V. NHỮNG HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT LÊN QUAN TRỰC TIẾP. PHẦN II : KẾT CẤU (50%) CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH. CHƯƠNG II:TÍNH DẦM TRỤC E CHƯƠNGIII: TÍNH TOÁN CẦU THANG BÊ TÔNG CỐT THÉP. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI. CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG. PHẦN III : NỀN MÓNG (50%) PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC ÉP. PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI. ._.