Thiết kế chung cư Ngọc Lan

g thể tránh khỏi những thiếu xĩt trong quá trình làm đề tài, em xin đĩn được nhận những lời phê bình của quý thầy cơ cùng các bạn, để kiến thức của em ngày càng hồn thiện hơn. Lời cuối, em xin kính chúc các Thầy Cơ và đặc biệt là cơTrần Thạch Linh lời chúc sức khỏe và hạnh phúc. Tp. HCM Tháng 01/2009 Sinh Viên PHẠM MINH HIỂN MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan kiến trúc cơng trình 1-3 Chương 2:Tính tốn sàn tầng điển hình 4-16 Chương 3: Tính tốn cầu thang bộ 17-25 Chương 4: Tính tốn hồ nước mái 26-52 Chương 5: Tính khung khơng gian 53-75 Chương 6: Tính tốn vách cứng 76-85 Chương 7: Thống kê số liệu địa chât 86-104 Chương 8: Tính tốn mĩng cọc ép 105-126 Chương 9: Tính tốn mĩng cọc khoan nhồi 127-151 CHƯƠNG 1 PHẦN KIẾN TRÚC SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ Trong một vài năm lại đây, nền kinh tế của nước ta ngày càng phát triển mạnh mẻ, đặc biệt là ở Thành Phố Hồ Chí Minh, mức sống của người dân ngày càng được nâng cao. Bởi vậy nhu cầu về nhà ở, giao thơng, cơ sở hạ tầng …ngày càng tăng lên.Trong đĩ nhu cầu về nhà ở chiếm vị trí đặc biệt quan trọng, nĩ đáp ứng một số yêu cầu về tiện nghi, về mỹ quan,… mang lại cảm giác dễ chịu cho người ở. Sự xuất hiện ngày càng nhiều cao ốc chung cư trong các thành phố khơng những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về nơi ở cho một số thành phố đơng dân như Thành Phố Hồ Chí Minh mà cịn gĩp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới của các thành phố: Một thành phố hiện đại, văn minh, xứng đáng là trung tâm kinh tế, khoa học kỹ thuật của cả nước. Bên cạnh đĩ, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng gĩp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng ở cả nước thơng qua việc áp dụng các kỹ thuật, cơng nghệ mới trong thiết kế, tính tốn, thi cơng và xử lý thực tế. Chính vì thế mà CHUNG CƯ NGỌC LAN ra đời đã tạo được qui mơ lớn cho cơ sở hạ tầng, cũng như tạo diện mạo khang trang cho thành phố. SƠ LƯỢC VỀ CƠNG TRÌNH Cơng trình cĩ mặt bằng hình chữ nhật, cĩ tổng diện tích xây dựng 1147.36 m2. Tồn bộ các mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống cửa sổ để lấy ánh sáng xen kẽ với tường xây, dùng tường xây dày 200mm làm vách ngăn ờ nhửng nơi tiếp giáp với bên ngồi, tường xây dày 100 mm dùng làm vách ngăn ngăn chia các phịng trong một căn hộ… GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG Số tầng: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt + 10 tầng lầu + một sân thượng( tầng mái) Phân khu chức năng: Cơng trình được phân khu chức năng từ dưới lên trên. + Tầng hầm: là nơi để xe. + Tầng trệt: làm văn phịng, sảnh. + Lầu 1-10: Dùng làm căn hộ, cĩ 8 căn hộ mỗi tầng. + Tầng mái: cĩ hệ thống thốt nước mưa, hồ nước mái, hệ thống chống sét. GIẢI PHÁP ĐI LẠI Giao thơng đứng Tồn bộ cơng trình sử dụng 2 thang máy và 2 cầu thang bộ làm phương tiện giao thơng đứng. bề rộng cầu thang bộ là 1.2 m được thiết kế đảm bảo yêu cầu thốt người nhanh, an tồn khi cĩ sự cố xảy ra. Cầu thang bộ và cầu thang máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 20m để giải quyết việc phịng cháy chửa cháy. Giao thơng ngang Sử dụng các hành lang, sảnh, hiên. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU – KHÍ TƯỢNG – THỦY VĂN TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới giĩ mùa nĩng ẩm, chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khơ. Các yếu tố khí tượng: Nhiệt độ trung bình năm: 26oC. Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 22oC. Nhiệt độ cao nhật trung bình năm: 30oC. Số giờ nắng trung bình khá cao Lương mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm Độ ẩm tương đối trung binh: 78% Hướng giĩ chính thay đổi theo mùa Mùa khơ: Từ Bắc chuyển dần sang Đơng, Đơng Nam và Nam Mùa mưa: Tây-Nam và Tây Tầng suất lặng giĩ trung bình hằng năm là 26% Thủy triều tương đối ổn định, ít xẩy ra những hiện tượng biến đổi về dịng nước , khơng cĩ lụt lội chỉ cĩ ở những vùng ven thỉnh thoảng xẩy ra. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Điện Cơng trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy phát điện riêng. Tồn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt đồng thời trong quá trình thi cơng ). Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật và phải đảm bảo an tồn khơng đi qua các khu vục ẩm ướt, tạo điều kiện dể dàng khi sửa chữa. Ở mỗi tầng đều cĩ lắp đặt hệ thống an tồn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí ( đảm bảo an tồn phịng cháy nổ ) Hệ thơng cung cấp nước Cơng trình sử dụng nước từ hai nguồn: Nước ngầm và nước máy. Tất cả được chứa trong bể nước ngầm đặt ngàm ở tầng hầm. Sau đĩ được hệ thống máy bơm mơm lên hồ nước mái và từ đĩ nước được phân phối cho các tầng của cơng trình theo các đường ống dẫn nước chính. Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp Gaine. Hệ thống cấp nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng. Hệ thống thốt nước Nuớc mưa từ mái sẽ được thốt theo các lổ chãy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và chảy vào các ống thốt nước mưa ( f = 140mm) đi xuống dưới. Riêng hệ thống thốt nước thải sử dụng sẽ bố trí riêng. Hệ thống thơng giĩ và chiếu sáng Chiếu sáng Tồn bộ tịa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện. Ở tại các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều cĩ lắp đặt thêm đèn chiếu sáng. Thơng giĩ Ở các tầng đều cĩ của số tạo sự thơng thống tự nhiên. Riên tầng hầm cĩ bố trí thêm hệ thống thơng giĩ và chiếu sáng. AN TỒN PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY Ở mổi tầng đều được bố trí một nơi đặt thiết bị chữa cháy ( vịi chữa cháy dài 20m, bình xịt CO2..) . Bể chứa nước trên mái, khi cần được huy động để tham gia chửa cháy. Ngồi ra ở mỗi phịng cĩ lắp đặt thiết bị báo cháy ( báo nhiệt) tự động. HỆ THỐNG THỐT RÁC Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm , cĩ một bộ phận chứa rác ở ngồi. Gaine rác được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ơ nhiểm. Chương 2: TÍNH TỐN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1. Xác định sơ bộ kích dầm và sàn Kích thước tiêt diện dầm Chiều cao dầm được chọn sơ bộ theo cơng thức sau: hd = trong đĩ: md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng: md = 12 16 - đối với dầm khung nhiều nhịp; md = 8 12 - đối với dầm khung một nhịp; md = 12 16 – đối với dầm phụ; ld: nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo cơng thức sau: Kích thước dầm được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 2.1: Sơ bộ chọn kích thước dầm Ký hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số Chiều cao (cm) Bề rộng (cm) Chọn tiết diện (cmxcm) D1 9.85 12 82.08 27.36 80X25 D2 8.4 12 70 23.33 70X25 D2’ 6.25 12 52.08 17.36 80x25 D3 7.85 12 65.42 21.81 70X25 D4 8 12 66.67 22.22 70X25 D5 6.25 12 52.08 17.36 50X25 D6 3.6 12 30 10 30X25 D7 8.4 12 70 23 30x25 D8 2.4 12 20 6.67 30X25 Xác định chiều dày bản sàn hs Chiều dày bản sàn dược chọn sơ bộ theo cơng thức sau: trong đĩ: D = 0.81.4  hệ số phụ thuộc tải trọng; ms = 3035 đối với sàn làm việc 1 phương; ms = 4045 đối với sàn làm việc 2 phương; l - độ dài cạnh ngắn của sàn; Chiều dày sàn được trình bày trong bảng 2.2 Bảng 2.2: Sơ bộ chọn chiều dày sàn Ký hiệu Cạnh ngắn ln (m) Cạnh dài ld (m) Tỉ số ld/ln Loại dầm Hệ số D Hệ số ms Diện tích (m2) Chiều dày (cm) S1 3.65 6.25 1.71 sàn 2 phương 1.1 40 22.81 11 S2 3.5 3.65 1.04 sàn 2 phương 1.1 40 12.78 11 S3 3 4.6 1.53 sàn 2 phương 1.1 40 13.8 9 S4 3 5.15 1.72 sàn 2 phương 1.1 40 15.45 9 S5 2.7 7.85 2.91 sàn 1 phương 1.1 35 21.2 8 S6 2.4 7.85 3.27 sàn 1 phương 1.1 35 18.84 8 S7 2.3 8.4 3.65 sàn 1 phương 1.1 35 19.32 7 S8 4 6.25 1.56 Sàn 2 phương 1.1 35 25 13 S9 3.5 4 1.14 sàn 2 phương 1.1 35 14 11 Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn hs = 100mm Ghi chú: Ở đây, đối với những sàn ở khu vệ sinh do dùng vật liệu chống thấm cĩ dung trọng nhỏ và độ dày lớp chống thấm khơng lớn nên ta bỏ qua tải trọng của các lớp chống thấm. Hình 2.1: Mặt bằng bố trí dầm sàn tầng điển hình Xác định tải trọng tác dụng lên sàn Tải trọng thường xuyên Trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo Cơng thức tính: gs = (daN/m2) trong đĩ: gi - khối lượng riêng của lớp thứ i; ni - hệ số độ tin cây; - độ dày lớp thứ i. Các lớp cấu tạo sàn được thể hiện ở hình 2.2: Hình 2.2: Các lớp cấu tạo sàn Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.3. Bảng 2.3: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) ni gctc (daN/m2) gctt (daN/m2) 1 Gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 vửa lĩt 1800 30 1.3 54 70.2 3 sàn BTCT 2500 100 1.1 250 275 4 Vửa trát trần 1800 15 1.3 27 35.1 5 Trần treo 1.2 100 120 Tổng 451 522.3 gstt = 522.3 daN/m2 Trọng lượng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản mang tính chất gần đúng). Tải trọng tường ngăn cĩ xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lổ cửa) được tính theo cơng thức: gtqđ = trong đĩ: n – hệ số độ tin cậy; lt – chiều dài tường; ht – chiều cao tường; - trọng lượng đơn vị tường tiêu chuẩn, =180daN/m2 (tường xây 100). Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.4 Bảng 2.4: Tính tải trọng tường qui đổi Ký hiệu Diện tích sàn A Chiều dài tường lt (m) Chiều cao tường ht h(m) (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n Tri tiêu chuẫn trọng lượng tường qui đổi gtct Trọng lượng tường qui đổi gtqđ(daN/m2) S1 22.81 15.109 3.2 180 1.3 267.1 347.2 S4 15.45 3.65 3.2 180 1.3 95.38 124 S8 25 8.499 3.2 180 1.3 137 178.2 Ghi chú: Đối với sàn những sàn S1: chọn sàn cĩ mật độ tường nhiều nhất để xác định tải trọng tường qui đổi (đơn giản trong tính tốn và thiên về an tồn). Tải trọng tạm thời Tải trọng tạm thời (hoạt tải) tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995: pstt = ptc.n (daN/m2) trong đĩ: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737- 1995 phụ thuộc vào cơng năng cụ thể của từng phịng; n – hệ số vượt tải, theo TCVN 2737- 1995: n = 1.3 ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 ptc >200 daN/m2 Theo TCVN 2737-1995, khi tính bản sàn, tải trọng tồn phần trong bảng 3 được phép giảm tải như sau: Đối với các phịng ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số (A > A1 = 9m2) Đối với các phịng ở mục 6,7,8,9,10,12,14 bảng 3 nhân với hệ số (A > A2 = 36m2) Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.5.  Bảng 2.5: Hoạt tải tính tốn các ơ sàn Ký hiệu Cơng năng Diện tích (m2) Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2) Hệ số độ tin cậy Hoạt tải tính tốn (daN/m2) S1 Phịng khách, phịng ăn, buồng vệ sinh, phịng tắm,bếp 22.81 0.8 150 1.3 156.8 S2 Phịng ngủ 12.78 0.95 150 1.3 185.3 S3 Phịng ngủ 13.8 0.928 150 1.3 181 S4 Phịng ngủ, phịng giặt 15.45 0.896 150 1.3 174.9 S5 Phịng khách, phịng ăn 21.2 0.798 150 1.3 155.8 S6 Hành lang 18.84 0.85 300 1.2 306.7 S7 Sảnh tầng 19.32 0.84 300 1.2 304.9 S8 Phịng khách 25 0.8 150 1.3 156.8 S9 Phịng ngủ 14 0.923 150 1.3 180 Tính tốn các ơ bản sàn Tính ơ bản sàn 1 phương (ơ bản thuộc loại dầm) Theo bảng 3.2 các ơ bản loại dầm gồm các ơ sau đây: S5, S6, S7. Các giả thiết khi tính tốn: Các ơ bản loại dầm được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến ảnh hưởng của các ơ kế cân; Các ơ ban được tính theo sơ đàn hồi; Cắt một dải bản cĩ bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính tốn; Nhịp tính tốn là khoảng cách giữa tim mép dầm.. a. Xác định sơ đồ tính tốn của sàn Xét liên kết giữa dầm với sàn theo tỉ số giữa chiều cao dầm và sàn: Do hd 400 (xem bảng 3.1) và hs =100 >3 Bản sàn ngàm vào dầm. Sơ đồ tính thể hiện trên hình 2.3 Hình 2.3: sơ đồ tính sàn một phương Xác định nội lực Giá trị moment gối và moment nhịp của dải bản được tính theo cơng thức sau: - Moment nhịp: Mnh = - Moment gối: Mg = Trong đĩ: q – tải trong tồn phần, q = gstt + gtqđ + pstt; L – nhịp tính tốn. Kết quả được trình bày trong bảng 2.7 Bảng 2.7: Xác định nội lực ký hiệu nhịp L(m) tỉnh tải hoạt tải pstt (daN/m2) tải trọng tồn phần q (daN/m2) giá trị moment gstt (daN/m2) gtqđ (daN/m2) Mg (daNm) Mnh (daNm) S5 3 522.3 - 155.8 678.1 508.575 254.288 S6 2.4 522.3 - 306.7 829 397.92 198.96 S7 2.3 522.3 - 304.9 827.2 364.657 182.329 Tính tốn cốt thép Ơ bản được tính tốn như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính tốn: a = 1.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thiép đến mép bê tơng chịu kéo; ho - Chiều cao cĩ ích của tiết diện. ho = hs – a =10 – 1.5 = 8.5 cm; b =100 cm - bề rộng tính tốn của dải bản. Đặc trưng vật liệu cho ở bảng 2.8 Bảng 2.8: Đặc trưng vật liệu Bê tơng M300 Cốt thép CI Rn (daN/cm2) Rk Eb Ao Ra Ra’ Ea (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) 130 10 2,9.105 0.58 2000 2000 2,1.106 Diện tích cốt thép được tính theo cơng thức sau: Trong đĩ: với A = Kiểm tra hàm lượng thép theo điều kiện sau: Trong đĩ: min = 0.05% (theo bảng 15 TCVN 5574 : 1991) Giá trị hợp lý nằm trong khoảng 0.3% 0.9% [1] Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 2.9 Bảng 2.9: Bảng tính và chọn thép Ký hiệu Vị trí Giá trị momrent (daNm) b (cm) ho (cm) A Fatt (cm2) chọn thép % Nhận xét a Fa chọn (cm2) S5 Gối 508.575 100 8.5 0.054 0.056 3.094 8 170 2.96 0.348 thỏa Nhịp 254.288 100 8.5 0.027 0.027 1.492 6 200 1.41 0.166 thỏa S6 Gối 397.92 100 8.5 0.042 0.043 2.376 8 200 2.51 0.295 thỏa Nhịp 198.96 100 8.5 0.021 0.021 1.16 6 200 1.41 0.166 thỏa S7 Gối 364.657 100 8.5 0.039 0.04 2.21 8 200 2.51 0.295 thỏa Nhịp 182.329 100 8.5 0.019 0.019 1.05 6 200 1.41 0.166 thỏa Tính tốn các bản sàn làm việc 2 phương (bản kê 4 cạnh) Các ơ bản loại bản kê 4 cạnh là: S1, S2, S3, S4. Giả thiết tính tốn: Ơ bản được tính tốn như ơ bản liên tục, cĩ xét đến sự ảnh hưởng của ơ bản bên cạnh. Ơ bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính tốn. Nhịp tính tốn là khoảng cách giũa hai trục dầm. Xác định sơ đồ tính của bản sàn Ta cũng xét tỉ số hd/hs để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm. Điều kiện tương tự như 3.3.1.a. Do đĩ các ơ bản S1, S2, S3, S4 cĩ cùng một sơ đồ tính là ngàm 4 cạnh như hình 3.4. Hình 2.4: Sơ đồ tính và vị trí moment ở nhịp và gối của bản 2 phương Xác định nội lực Do 4 cạnh đều là ngàm nên bản thuộc ơ bản số 9 trong 11 loại ơ bản Nội lực (moment)của ơ bản xác định như sau: Theo phương cạnh ngắn ln Ở gối: MI = k91.P Ở nhịp: M1 = m91.P Theo phương cạnh dài ld Ở gối: MII = k92.P Ở nhịp: M2 = m92.P Trong đĩ: - k91, k92, m91, m92 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ơ bản (ơ bản số 9). [2] - P = q. ld.ln (được tính trong bảng 3.10). - q = gstt + gtqđ + pstt (được tính theo bảng 2.10). Bảng 2.10: Xác định lực P tác dụng lên từng ơ sàn hiệu ln (m) ld (m) gstt (daN/m2) gtqđ (daN/m2) pstt (daN/m2) q (daN/m2) P (daN) S1 3.65 6.25 522.3 347.2 156.8 1026.3 23412.47 S2 3.5 3.65 522.3 0 185.3 707.6 9039.59 S3 3 4.6 522.3 0 181 703.3 9705.54 S4 3 5.15 522.3 124 174.9 821.2 12687.54 S8 4 6.25 522.3 178.2 156.8 857.3 21432.5 S9 3.5 4 522.3 0 180 702.3 9832.2 Bảng 2.11: Xác định moment ở nhịp và gối trong từng ơ sàn Ký hiệu ln (m) ld (m) ld/ln P (daN) m91 M1 (daNm/m) m92 M2 (daNm/m) k91 MI (daNm/m) k92 MII (daNm/m) S1 3.65 6.25 1.71 23412.47 0.01994 466.84 0.0068 159.2 0.04366 1022.19 0.01498 350.72 S2 3.5 3.65 1.04 9039.59 0.01854 167.59 0.01726 156.02 0.0433 391.41 0.03986 360.32 S3 3 4.6 1.54 9705.54 0.02068 200.71 0.00888 86.19 0.0461 447.43 0.0197 191.2 S4 3 5.15 1.71 12687.54 0.01994 252.99 0.0068 86.28 0.04366 553.94 0.01498 190.06 S8 4 6.25 1.56 21432.5 0.02058 441.08 0.00848 181.75 0.04576 980.75 0.01882 403.36 S9 3.5 4 1.14 9832.2 0.01988 195.46 0.01522 149.65 0.04588 451.1 0.03536 347.67 Tính tốn cốt thép Ơ bản được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính tốn: a1 =1.5 cm khồng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tơng chịu kéo. a2 =2 cm khồng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài đến mép bê tơng chịu kéo. ho Chiều cao cĩ ích của tiết diện: ho1 = hs – a1= 10 – 1.5=8.5 ho1 = hs – a2= 10 – 2=8 bề rộng tính tốn của dải bản b =100cm Đặc trưng vật liệu theo bảng 3.8, cơng thức tính tốn và kiểm tra hàm lượng m tương tự như ở mục 3.3.1.c. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 3.12 Bảng 2.12: Tính và chọn thép sàn 2 phương Ký hiệu Vị trí Giá trị moment daNm/m b (cm) h01 (cm) h02 (cm) m Astt (cm2/m) chọn thép % Nhận xét a Aschọn (cm2/m) S1 M1 466.84 100 8.5 0.05 0.051 2.82 6 100 2.83 0.333 thỏa M2 159.2 100 8 0.019 0.019 0.99 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 1022.19 100 8.5 0.109 0.116 6.41 8 80 6.3 0.741 thỏa MII 350.72 100 8 0.042 0.043 2.24 8 200 2.51 0.314 thỏa S2 M1 167.59 100 8.5 0.018 0.018 0.99 6 200 1.41 0.166 thỏa M2 156.02 100 8 0.019 0.019 0.99 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 391.41 100 8.5 0.042 0.043 2.38 8 200 2.51 0.295 thỏa MII 360.32 100 8 0.043 0.044 2.29 8 200 2.51 0.314 thỏa S3 M1 200.71 100 8.5 0.021 0.021 1.16 6 200 1.41 0.166 thỏa M2 86.19 100 8 0.01 0.01 0.52 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 447.43 100 8.5 0.048 0.049 2.71 8 180 2.79 0.328 thỏa MII 191.2 100 8 0.023 0.023 1.2 8 200 2.51 0.314 thỏa S4 M1 252.99 100 8.5 0.027 0.027 1.49 6 200 1.41 0.166 thỏa M2 86.28 100 8 0.01 0.01 0.52 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 553.94 100 8.5 0.059 0.061 3.37 8 150 3.35 0.328 thỏa MII 190.06 100 8 0.023 0.023 1.2 8 200 2.51 0.314 thỏa S8 M1 441.08 100 8.5 0.047 0.048 2.65 6 100 2.83 0.333 thỏa M2 181.75 100 8 0.022 0.022 1.14 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 980.75 100 8.5 0.104 0.11 6.08 8 90 5.59 0.658 thỏa MII 403.36 100 8 0.048 0.049 2.55 8 200 2.51 0.314 thỏa S9 M1 195.46 100 8.5 0.021 0.021 1.16 6 200 1.41 0.166 thỏa M2 149.65 100 8 0.018 0.018 0.94 6 200 1.41 0.176 thỏa MI 451.1 100 8.5 0.048 0.049 2.71 8 180 2.79 0.328 thỏa MII 347.67 100 8 0.042 0.043 2.24 8 200 2.51 0.314 thỏa Ghi chú: khi bố trí thép, đối với thép mũ trên gối chọn giá trị thép lớn đem bố trí. KẾT LUẬN: Các kết quả tính tốn đều thỏa mản khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra nên các giả thiết ban đầu đặt ra là hợp lý. Tính tốn và kiểm tra độ võng Điều kiện về độ võng f < [f] trong đĩ: f – Độ võng tính tốn [f] – độ võng giới hạn lấy theo bảng 2 TCVN 5574 : 1991 Tính tốn độ võng giống như đối với dầm đơn giãn 2 đầu ngàm. Sàn 1 phương Tính độ võng của ơ sàn S5 Ta cĩ: f = b = 5/48 ( theo phụ lục 5 TCVN 5574 : 1991) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 254.288 daNm C = 2: hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến ; B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến Jtd = Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi đĩ : f = mm f = 2.3 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa [f] = L/200 = 3000/200 = 15mm > f = 5.2mm → thỏa Sàn 2 phương Tính độ võng ơ sàn lớn nhất S1: Theo phương cạnh dài (L=6.25m): Ta cĩ: f = b = 5/48 (tính theo TCVN 356 : 2005) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 159.2 daNm C = 2: hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến Jtd = S Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi đĩ: f = mm f = 6.3 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa theo phương cạnh ngắn (L=4.0m): ta cĩ: f = b = 5/48 (tính theo TCVN 356 : 2005) (dầm đơn giản tải phân bố đếu) M = 466.84 daNm C = 2: hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến B = kd ´ Eb ´ Jtd kd = 0.85: hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến Jtd = Eb = 2.9´105 kG/cm2 B = 0.85 ´ 2.9 ´ 105 ´ 8333.33 = 20541 ´ 105 cm2 Khi đĩ f = mm f = 7.6 mm < [ f ] = 25 mm → thỏa Bố trí thép sàn Cốt thép sàn được bố trí trong bản vẽ KC-01/15 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CẦU THANG 3.1. Cấu tạo cầu thang Hình 3.1: Mặt bằng và mặt cắt ngang cầu thang Xác định tải trọng Chọn kích thước của bậc thang, chiều dày bản thang Chọn chiều dày bản thang hbt = 10cm. Kích thước bậc thang được chọn theo cơng thức sau: 2hb + lb = (60÷62) cm Ta chọn hb = 16cm, suy ra lb = 28cm. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. Chiếu nghỉ, chiếu tới Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo cơng thức: gc = (daN/m2) trong đĩ: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày của lớp thứ i; ni – hệ số độ tin cây của lớp thứ i. Bảng 3.1:Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ và chiếu tới STT Vật liệu (mm) (daN/m3) Hệ số độ tin cậy n gi (daN/m2) 1 Đá granit 10 2000 1.3 26 2 Vửa xi măng 20 1800 1.3 46.8 3 Sàn BTCT 100 2500 1.1 275 4 Vửa trát 15 1800 1.3 35.1 gctt 382.9 Bản thang (phần bản nghiêng) Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo cơng thức: gb = (daN/m2) trong đĩ: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày tương đương của lớp thứ i; + Đối với các lớp gạch ( đá hoa cương, đá mài…) và lớp vữa cĩ chiều dày chiều dày tương đương được xác định như sau: - gĩc nghiêng của cầu thang. + Đối với bậc thang xây gạch cĩ kích thước lb, hb, chiều dày tương đương được xác định như sau: ni – hệ số độ tin cây của lớp thứ i. Hình 3.2: Các lớp cấu tạo bản thang Bảng 3.2: Bảng tính chiều dày tương đương các lớp cấu tạo bản thang STT Vật liệu lb(mm) hb(mm) (mm) ((độ) (mm) 1 Đá mài 280 160 10 30 14 2 Vửa xi măng 280 160 20 30 27 3 Bậc xây gạch 280 160 - 30 69 4 Vửa trát 280 160 15 30 20 Bảng 3.3: Xác định tải trọng các lớp cấu tạo bản thang STT Vật liệu (mm) (daN/m3) n gi (daN/m2) 1 Đá mài 14 2000 1.1 22 2 Vửa Xi măng 27 1800 1.3 63.18 3 Bậc thang 69 1800 1.3 189.75 4 Sàn BTCT 100 2500 1.1 275 5 Vửa trát 20 1800 1.3 46.8 gbtt 596.73 Tải trọng do lan can truyền vào bản thang qui về tải trọng phân bố đều trên bản thang. Trọng lượng của lan can gtc =30 daN/m. Do đĩ qui tải lan can trên đơn vị m2 bản thang: glctt = 30x1.3/1.2 = 32.5 (daN/m2). Tải trọng tạm thời (hoạt tải) Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghĩ lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995: ptt = ptc.n (daN/m2) trong đĩ: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995, đối với cầu thang chung cư lấy ptc = 300 (daN/m2). n – Hệ số đơ tin cậy, theo TCVN 2737:1995: n = 1.3 ptc < 200 (daN/m2) n = 1.2 ptc 200 (daN/m2). Như vậy ptt = 300x1.2 = 360 (daN/m2). Tải trọng tồn phần Tải trong tồn phần tác dụng lên bản thang: qbttt = gbtt +glc + ptt = 596.73 +32.5+ 360 = 989.23 (daN/m2). Tải trong tồn phần tác dụng lên chiếu nghĩ, chiếu tới: qcnttt = gctt + ptt = 382.9 + 360 = 742.9 (daN/m2). Tính tốn các bộ phận cầu thang Bản thang Sơ đồ tính Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng 1m để tính. Sơ đồ tính của bản thang được thể hiện trên hình 3.3. Hình 3.3: Sơ đồ tính bản thang Xác định nội lực và phản lực gối tựa bản thang Dùng phần mềm sap 2000 N7.42 để tính tốn nội lực cho vế 1 và vế 2 : Kết quả phần mềm xuất ra: Vế 1: Moment ghi rõ trên biểu đồ moment, hình 3.4 Hình 3.4: Biểu đồ moment của vế 1 Phản lực gối tựa(xem hình 4.5): Hình 3.5: Phản lực gối tựa vế 1 Gối A: VA = 4070 (daN); Gối B: VB = 4110 (daN). Ghi chú: phản lực gối tựa theo phương x tại gối tựa A nhỏ nên ta bỏ qua Vế 2: Moment ghi rõ trên biểu đồ moment, hình 3.6 Hình 3.6: biểu đồ moment của vế 2 Phản lực gối tựa(xem hình 4.7): Hình 3.7: phản lực gối tựa vế 2 Gối A: VC = 4110 (daN); Gối B: VD = 4070 (daN). Tính tốn cốt thép Do hai vế giống nhau (nội lực gần bằng nhau) nên chỉ tính tốn cho vế 1, vế 2 bố trí thép tương tự. Sử dụng moment lớn nhất để tình và bố trí thép. Bản thang được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính tốn: a = 1.5 khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tơng chịu kéo; ho = 10-1.5=8.5 cm chiểu cao cĩ ích của tiết diện; b = 100cm bề rộng tính tốn của dải Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn trình bày trong bảng 3.4. Bảng 3.4: Đặc trương vật liệu Bê tơng M300 Cốt thép CI Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2000 2000 2.1x106 Cơng thức tính tốn cốt thép và kiểm tra hàm lượng cốt thép m% tương tự như mục 3.3.1.c. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 3.4. Bảng 3.4: Bảng tính thép Vị trí Giá trị moment (daNm) b(cm) ho(cm) A Fatt (cm2) chọn thép Nhận xét (mm) a(mm) Fachọn (cm2) Ngàm trái 480 100 8.5 0.0511 0.0525 2.9 8 180 2.79 0.328 Thỏa Gối A 1390 100 8.5 0.148 0.161 8.89 10 90 7.16 0.84 Thỏa Nhịp 1020 100 8.5 0.1086 0.1152 6.36 10 140 5.61 0.66 Thỏa Gối B 1410 100 8.5 0.15 0.163 9 10 90 7.16 0.84 Thỏa Ngàm phải 490 100 8.5 0.052 0.0534 2.95 10 180 2.79 0.328 Thỏa Dầm chiếu tới (DCT), và dầm chiếu nghĩ (DCN) Hai dầm cĩ kích thước, sơ đồ tính, tải trọng giống nhau. Do đĩ ta chỉ cần tính cho dâm chiếu nghĩ, bố trí cho cả hai dầm. Sơ bộ chọn kích thước dầm chiếu nghĩ và dầm chiếu tới 20x40 (cm). Tải trọng tác dụng Trọng lượng bản thân dầm gd = b.h.g.n = 0.25x0.4x2500x1.1 = 275(daN/m) Tải trọng do bản thang truyền vào (phản lực gối tựa) gbt = VB = VC = 4110(daN/m) Tổng tải trọng tác dụng qdcntt = gd + gbt =275 + 4110 = 4385 (daN/m). Sơ đồ tính Sơ đồ tính xem hình 4.8 Hình 3.8: sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ Xác định nội lực Hình 3.9: Biểu đồ moment Moment: Mg = (daNm) q = qdcntt = 4465 daN/m: tải trọng tồn phần; l =3.55m: chiều dài dầm. Lực cắt lớn nhất ở hai đầu ngàm Q = ql/2 = 4365x3.05/2 = 6687 (daN). Tính tốn cốt thép Tính tốn cốt thép dọc Giả thiết tính tốn: a = 2 cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến cấu vùng bê tơng chịu kéo; ho = 40-2 =38 cm chiều cao cĩ ích của tiết diện. Đặc trưng vật liệu cho trong bảng 3.6. Bảng 3.6: Đặc trưng vật liệu Bê tơng M300 Cốt thép CII Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Rs (daN/cm2) Rs’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2600 2600 2.1x106 Cơng thức tính thép, kiểm tra hàm lượng thép tương tự như mục 3.3.1.c. Kết quả tính thép được trình bày trong bảng 4.7. Bảng 3.7: Kết quả tính thép dầm chiếu nghĩ Dầm Giá trị moment (daNm/m) b (cm) ho (cm) A Fattốn (cm2) Chọn thép m% Nhận xét F Số thanh Fachọn (cm2) chiếu nghĩ,tới M 5098.9 20 38 0.136 0.1467 4.2586 14 3 4.62 0.56 thỏa Tính tốn cốt đai Dùng lực cắt Q = 6887 daN để tính cốt đai. Xét điều kiện bố trì cốt đại: k1.Rk .b.ho ≤ Q ≤ ko.Rn .b.ho Ta cĩ: Q ≤ ko.Rn .b.ho = 0.35x130x25x38 = 43225 (daN) Q ≤ k1.Rk .b.ho = 0.6x10x25x38 = 5700 (daN) Phải tính tốn cốt đai. Chọn đai F6 (A= 0.283), đai hai nhánh (n=2), bước đai u=150. Khả năng chịu lực cắt của đai qđ = Khả năng chịu lực cắt của đai và bê tơng Qđb = > Q Vậy cốt đai đủ khả năng chịu lực cắt. Chiều cao dầm h = 400 do đĩ: Trong phạm vi ¼ nhịp dầm bố trí đai F6a150 đảm bảo khoảng cách cốt đai khơng vượt quá bước đai theo cấu tạo h/2 = 400/2 =200, Đoạn giữa nhịp cịn lại bố trí đai F6a200 đảm bảo khoảng cách cốt đai khơng lớn hơn 3h/4 = 3x300/4= 300. Kết luận Các kết quả tính tốn đều thỏa mản các điều kiện và giả thiết đặt ra ban đầu. Bố trí thép Bố trí thép được thể hiện cụ thể trong bản vẽ KC- 02/09 Chương 4 : TÍNH TỐN HỒ NƯỚC MÁI Cơng năng và kích thước hồ nước mái Hồ nước mái cĩ nhiệm vụ cung cấp tồn bộ nước sinh hoạt cho tịa nhà và phục vụ cho cơng tác cứu hỏa. Sơ bộ tính nhu cầu dùng nước của chung cư như sau: Cứ một người một ngày đêm dùng 200 (l), chung cư cĩ 10 tầng,1hầm ,1 trệt. Mỗi tầng cĩ 8 căn hộ, mỗi căn hộ cĩ khoảng 6 người. Do đĩ lượng nước yêu cầu mỗi ngày cần cấp cho chung cư là: Vyc = 200 x11 x 8x 6 = 96000 (lít) =105.6 m3 Dựa vào nhu cầu sử dụng đĩ ta bố trí 2 hồ nước mái giống nhau trên sân thượng (xem bản vẽ mặt bằng mái). Kích thước hồ nước mái được thể hiện cụ thể trên hình 4.1. Thể tích 1 hồ nước mái là: Vhồ = 8 x 8.4 x 2.4 = 161 (m3) Hình 4.1: Mặt bằng bản nắp hồ nước mái Hình 4.2: Mặt cắt ngang hồ nước mái Hình 4.3: Mặt cắt dọc hồ nước mái Tải trọng tác dụng Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận hồ nước mái Chọn chiều dày bản Chọn chiều dày bản theo cơng thức: hb = trong đĩ: 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 ơ bản. Do đĩ chiều dày ơ bản được sơ bộ xác định theo bảng 4.1 Bảng 4.1: chiều dày ơ bản Tên cấu kiện D m ln (m) htính (m) hchọn (cm) Bản nắp 0.8 40 4.04 0.081 8 Bản thành 1.4 35 2.01 0.08 12 Bản đáy 1.4 40 4.01 0.14 14 Xác định sơ bộ kích thước dầm Dựa theo cơng thức tính ở mục 2.1.1. Bảng 4.2: Xác định tiết diện dầm Tên cấu kiện ld (m) md btính (m) btính (m) Kích thước dầm được chọn (cm) D1 7.9 16 0.494 0.247 50X25 D2 8.5 16 0.531 0.266 50X25 D3 7.9 12 0.658 0.329 70X30 D4 8.5 12 0.708 0.354 70X30 D5 7.8 12 0.65 0.325 75X30 D6 8.4 12 0.7 0.35 75X30 Xác định tiết diện cột Chọn sơ bộ tiết diện cột: Cột C1: 30x30 Cột C2: 30x30 Xác định tải trọng Bản nắp + Tĩnh tải Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. Được tính tốn cụ thể trong bảng 4.3. Bảng 4.3: Xác định tĩnh tải STT Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Vữa trát 20 1800 36 1.3 46.8 2 Bản sàn BTCT 80 2500 200 1.1 220 3 Vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng cộng gttbn 301.9 + Hoạt tải Lấy theo TCVN 2737- 1995 lấy hoạt tải sửa chửa là: ptc = 75 (daN/m2); Với hệ số vượt tải n = 1.3 ptt = ptc.n = 75x1.3 = 97.5 (daN/m2). + Tải trọng tồn phần qbn = gtt bn+ ptt = 301.6 + 97.5 = 399 (daN/m2) Bản đáy + Tỉnh tải Gồm trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy. Bảng 4.4: Trọng lượng các lớp cấu tạo bản đáy STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Gạch Ceramic 10 2000 20 1.1 ._.22 2 Vữa lát gạch, vữa tạo dốc 50 1800 90 1.3 117 3 Bê tơng chống thấm 30 2000 60 1.1 66 4 Bản sàn BTCT 140 2500 350 1.1 385 5 Lớp vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng gttbđ 547 625.1 + Tải trọng nước qntt = =2398 daN/m2 + Tải trọng tồn phần qbđ =gtt + qntt = 625.1 + 2398 =3023 daN/m2. Bản thành + Tỉnh tải Gồm trọng lượng của các lớp cấu tạo. Bảng 4.5: Trọng lượng các lớp cấu tạo bản thành STT Các lớp cấu tạo Chiều dày (mm) (daN/m3) gtc (daN/m2) n gtt (daN/m2) 1 Gạch Ceramic 10 2000 20 1.1 22 2 Vữa lĩt 20 1800 36 1.3 46.8 3 Bê tơng chống thấm 30 2000 60 1.1 66 4 Bản sàn BTCT 120 2500 300 1.1 330 5 Lớp vữa trát 15 1800 27 1.3 35.1 Tổng gttbt 499.9 + Tải trọng giĩ Theo TCVN 2737:1995 tải trọng giĩ được xác định theo cơng thức W = n.k.c.Wo (daN/m2) trong đĩ: Wo - Giá trị áp lực giĩ 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 giĩ theo độ cao lấy theo bảng 5; c - Hệ số khí động lấy theo bảng 6. Cơng trình được xây dựng ở Thành Phố Hồ Chí Minh thuộc vùng IIa Do đĩ: Wo = 95 – 12 = 83 daN/m2 Cơng trình được xây dựng tại nơi bị che chắn mạnh (dạng địa hình C), tại độ cao z = 38.9 m k = 0.97 Theo bảng 6 TCVN hệ số khí động c: Phía giĩ đẩy: c = + 0.8 Phía giĩ hút: c= - 0.6 Vậy : Phía giĩ đẩy: Wđ = 1.2x1.0755x0.8x83 = 85.7 (daN/m2); Phía giĩ hút: Wh = 1.2x1.0755x0.6x83 = 64.3 (daN/m2). Tính tốn các bộ phận hồ nước mái Bản nắp Ở đây chỉ cĩ một loại ơ bản cĩ tỉ số cạnh dài trên cạnh ngắn là: ld/ln = 4290/3940 = 1.088. Do đĩ ơ bản thuộc loại bản kê. + Sơ đồ tính Xét tỉ số chiều cao dầm nắp với chiều dày bản sàn: hd/hs = 50/8 =6.25 > 3 Do đĩ bản nắp cĩ sơ đồ tính 2 cạnh liên kết ngàm với dầm nắp và tựa đơn trên bản thành hồ nước mái thuộc loại ơ bản số 6 trong 11 loại ơ bản xem hình 4.4. Hình 4.4: Sơ đồ tính bản nắp + Xác định nội lực Giả thiết tính tốn: Ơ bản được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến sự ảnh hưởng của ơ bản bên cạnh; Ơ bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi; Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính tốn. Nhịp tính tốn là khoảng cách giũa hai trục dầm Ta cĩ: qbn = 399 daN/m2 P = qbn.ld.ln = 399 x 4 x 4.2 = 6996 (daN). Theo phương cạnh ngắn: Moment tại nhịp: M1 = m61.P = 0.0286x6996 = 200.1 (daNm) Moment tại gối: MI = k61.P = 0.0663x6996 = 463.8 (daNm) Theo phương cạnh dài: Moment tại nhịp: M2 = m62.P = 0.025x6996 = 174.9 (daNm) Moment tại gối: MI = k62.P = 0.0577x6996 = 403.7 (daNm). k61, k62, m61, m62 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ơ bản (ơ bản số 6). [2] Cốt thép bản nắp được tính như cấu kiện chịu uốn. Bảng 4.6: Đặc trưng của vật liệu sử dụng tính tốn Bê tơng M300 Cốt thép CI a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 2000 2000 2.1x105 0.58 Giả thiết tính tốn: a1 =1.5 cm khồng cách từ trọng tâm cốt thép theo 2 phương đến mép bê tơng chịu kéo; ho Chiều cao cĩ ích của tiết diện: ho = hs – a1= 8 – 1.5=6.5 bề rộng tính tốn của dải bản b =100 (cm) Đặc trưng vật liệu theo bảng 4.6, cơng thức tính tốn và kiểm tra hàm lượng m tương tự như ở mục 2.3.1.c. Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng 4.7. Bảng 4.7: Bảng tính tốn cốt thép bản nắp Ơ bản Moment (daNm) A Fatt Chọn thép Nhận xét a Fachọn S1 M1 200.1 0.0364 0.0371 1.567 6 180 1.57 0.242 Thỏa MI 463.8 0.0844 0.0883 3.731 8 130 3.87 0.595 Thỏa M2 174.9 0.0318 0.0323 1.365 6 200 1.41 0.217 Thỏa MII 403.7 0.0735 0.0764 3.228 8 150 3.35 0.515 Thỏa Tại vị trí lỗ thăm cĩ Facắt = 0.942 cm2 theo phương cạnh ngắn và Facắt = 0.846 cm2 theo phương cạnh dài. Chọn Fgia cường ≥1.2 Facắt Theo phương cạnh ngắn: Fgia cường = 1.2x0.942= 1.13 cm2 Theo phương cạnh dài: Fgia cường = 1.2x0.846 = 1.02 cm2 Chọn 2 f 12 (2.26cm2)gia cường cho cả 2 phương và cĩ đoạn neo là: Lneo ≥30d = 30x12 =360mm, chọn lneo = 400 mm Bản thành Tải trọng Bản thành là cấu kiện chịu nén uốn đồng thời, Lực nén trong bản thành chỉ do trọng lương bản thân thành và của bản nắp gây nên, để đơn giản ta xem bản thành chỉ chịu uốn. Bản thành cĩ tỉ số cạnh dài chia cạnh ngắn luơn lớn hơn 2 (theo phương cạnh ngắn của hồ nước mái: ld/ln=4.04/2.01=2.01, theo phương cạnh dài của hồ nước mái thì: ld/ln=4.29/2.01=2.13) nên bản thành thuộc bản loại dầm. Sơ đồ tải trọng tác dụng vào bản thành được trình bày trong hình 4.5. Hình 4.5: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản thành Do đĩ trường hợp tải bất lợi là phía cĩ giĩ hút, Dùng tải trọng này để xác định nội lực trong bản thành. Sơ đồ tính Bản làm việc theo một phương, cắt một dải cĩ bề rộng 1m để tính tốn, kích thước lấy từ tim dầm đến tim bản nắp. Sơ đồ tinh như hình 4.6. Hình 4.6: Sơ đồ và tải trọng tính bản thành Xác định nội lực Hình 4.7: Biểu đồ moment do giĩ(hình bên trái) và áp lực nước gây ra (hình bên phải). MWhgối = (daNm); MWhnhịp = (daNm); Mqngối = (daNm); Mqnnhịp = (daNm). Moment dương lớn nhất ở nhịp do nước và giĩ gây ra ở vị trí chênh lệch nhau khơng nhiều. Do đĩ ta lấy tổng giá trị 2 moment này để tính thép nhằm đơn giản việc tính tốn và thiên về an tồn, lấy tổng moment ở vị trí ngàm của hai biểu đồ để tính cốt thép chịu moment âm sau đĩ bố trí cốt thép cho bản thành.Theo vậy ta cĩ moment dùng đề tính thép ở gối vả nhịp làn lượt là: Mgối = MWhgối + Mqngối = 32.5 + 645.9 = 678.4 (daNm); Mnhịp = MWhnhịp + Mqnnhịp = 18.3 + 288.3 = 306.6 (daNm). Tính tốn cốt thép Giả thiết: a = 1.5cm - Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tơng chịu kéo ho = hthành – a = 12-1.5 = 10.5 cm Chiều cao cĩ ích của tiết diện. Cốt thép được tính tốn như cấu kiện chịu uốn, sử dụng vật liệu như bảng 4.6, cơng thước tính tốn và kiểm tra hàm lượng thép giống như ở mục 2.3.1.c. Kết quả tính tốn được thể hiện ở bảng 4.8. Bảng 4.8 Tính cốt thép bản thành hồ nước mái. Ơ bản Moment (daNm) A a Fatt (cm2) Thép chọn (%) Nhận xét a Fachọn Thành bể Mgối 678.4 0.0722 0.075 5.119 8 100 5.03 0.592 Thỏa Mnhịp 306.6 0.0326 0.0331 2.259 8 200 2.51 0.3 Thỏa Kiểm tra cốt thép bản thành theo cấu kiện chịu nén lệch tâm ( theo lưu đồ thể hiện trên hình 4.8) Hình 4.8: Lưu đồ kiểm tra khả năng chịu lực bản thành theo cấu kiện nén lệch tâm Cắt 100cm bề rộng bản thành để kiểm tra Với: Moment M = 678.4x0.1 = 67.84 daNm Lực dọc từ bản thành truyền vào (thiên về an tồn): N = (499.9x0.12+301.9x2.02)x0.1 = 66.98 daN. Tiết diện kiểm tra: bx h = 10x12 (cm2) lo = 0.7x l = 0.7x2.01 = 1.407 m Độ mảnh l = lo/b = 140.7/10 = 14, xét đến uốn dọc a = a’ = 1.5 cm ho = 12 – 1.5 = 10.5 cm Fa = 5.03 cm2, Fa’ = 2.51 cm2 eo = M/N + eon = 67.84x100/66.98 + 1 = 102.3 cm , vậy s = 0.122 m = Jb = bh3/12 = 10x123/12 = 1440 cm4 Ja = mt.bho(0.5h - a )2 = 0.072x10x10.5x(0.5x12-1.5)2 = 153.09 Kdh = 2 Ndh = daN e = eo + h/2 – a = 102.3 + 12/2 – 1.5 = 106.8cm e’ = eo - h/2 – a’ = 102.3 - 12/2 – 1.5 = 97.8cm x = cm x 2a’ = 3 cm N.e = 66.98x102.3 = 7153.5 daN Rn.b.x.(ho-0.5x) + Ra’.Fa’ (ho – a’) =130x10x3.93x(10.5-0.5x3.93) + 2000x2.51x(10.5-1.5) = 61963 daN Vậy Ne < Rn.b.x.(ho-0.5x) + Ra’.Fa’ (ho – a’) Bản thành đủ khả năng chịu lực. Kiểm tra khe nứt bản thành(trạng thái giới hạn 2) (Theo TCVN 5574 : 1991) an < angh angh = 0.25mm an = trong đĩ: angh – khe nứt giới hạn của cấu kiện cấp 3, cĩ một phần tiết diện chịu nén, lấy theo bản 1 TCVN : 1991; k = 1 – cấu kiện chịu uốn; C = 1.5 – hệ số kể đến tác dụng tải trọng dài hạn; = 1 – hệ số ảnh hưởng bề mặt thanh thép; Ea – modun đàn hồi của thanh thép(Ea=2.1x106daN/cm2); d – đường kính cốt thép chịu lực; p – hàm lượng cốt thép chịu kéo. Fa = P =min(; 2). Tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thành Tải giĩ: Whtc = 64.3/1.2 =53.6 daN/m2 Áp lực nước tại đáy hồ: gntc = 2398/1.1 = 2180 (daN/m2) Nội lực tiêu chuẩn: MWhgối = (daNm) MWhnhịp = (daNm) Mqngối = (daNm) Mqnnhịp = (daNm) Vậy: Mgtc = 27.1+ 587 = 614.1(daNm) Mnhtc = 15.2 + 262 = 277.2 (daNm) Tính tốn khe nứt tương tư như mục 4.3.3.d ở dưới đây. Kết quả được thể hiện ở bảng 4.9. Bảng 4.9: Kiểm tra khe nứt Ơbản Moment ho (cm) d (mm) Fa (cm2) A Z1 a (daN/cm2) P 20P an (mm) Kiểm tra Bản thành Mgtc 614.1 10.5 8 5.03 0.043 0.978 10.269 11.889 0.479 9.58 0.001 Thỏa Mnhtc 277.2 10.5 8 2.51 0.019 0.9904 10.399 10.62 0.239 4.78 0.001 Thỏa Bản đáy Sơ đồ tính Xét tỉ số cạnh dài/cạnh ngắn = ld/ln= 4.25/3.95 =1.07 < 2, bản thuộc loại bản kê 4 cạnh. Xét liên kết giữa dầm với sàn theo tỉ số giữa chiều cao dầm và sàn: Do hd = 700, và hs =130 >3 Bản đáy liên kết ngàm với dầm Ơ bản thuộc ơ bản số 9 trong 11 loại ơ bản. Sơ đố tính xem hình 4.8 Hình 4.8: Sơ đồ tính bản đáy Xác định nội lưc Giả thiết tính tốn: Ơ bản được tính tốn như ơ bản đơn, khơng xét đến sự ảnh hưởng của ơ bản bên cạnh. Ơ bản đươc tính theo sơ đồ đàn hồi Cắt 1 dải bản cĩ bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính tốn. Nhịp tính tốn là khoảng cách giũa hai trục dầm Ta cĩ: qbđ = 3023 daN/m2 P = qbđ .ld.ln = 3023x4.25x3.95 = 50749 (daN). Theo phương cạnh ngắn: Moment tại nhịp: M1 = m91.P = 0.019x50749 = 964.2 (daNm) Moment tại gối: MI = k91.P = 0.0442x50749 = 2243.1 (daNm) Theo phương cạnh dài: Moment tại nhịp: M2 = m62.P = 0.0167x50749 = 847.5 (daNm) Moment tại gối: MI = k92.P = 0.0385x50749 = 1953.8 (daNm) k61, k62, m61, m62 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ số ld/ln và loại ơ bản (ơ bản số 9). Tính tốn cốt thép Bảng 4.10: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn Bê tơng M300 Cốt thép CII a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 2600 2600 2.1x106 0.58 Giả thiết: a = 1.5cm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tơng chịu kéo ho = hbđ – a = 12 - 1.5 = 10.5cm Chiều cao cĩ ích của tiết diện. Cốt thép được tính tốn như cấu kiện chịu uốn, sử dụng vật liệu như bảng 4.6, cơng thước tính tốn và kiểm tra hàm lượng thép giống như ở mục 2.3.1.c. Với Kết quả tính tốn được thể hiện ở bảng 4.10. Bảng 4.11: Tính tốn cốt thép bản đáy Ơ bản Moment A Fatt Chọn thép nhân xet a Fachọn S2 M1 964.2 0.067 0.069 4.14 10 190 4.13 0.4 Thỏa MI 2243.1 0.1565 0.17 8.985 12 150 8.9 0.85 Thỏa M2 847.5 0.059 0.06 3.15 10 200 3.22 0.31 Thỏa MII 1953.8 0.136 0.147 7.717 12 170 7.85 0.75 Thỏa Kiểm tra nứt bản đáy (theo trạng thái giới hạn 2) (Theo TCVN 5574 : 1991_ tượng tự mục 4.3.2.f) Xác định nội lực tiêu chuẩn như xác định nội lực tính tốn bản đáy với: Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên bản đáy qtc= 547+2398/1.1 = 2727 daN/m2 Ptc = qtc .ld.ln = 2727x4.25x3.95 = 45780 (daN). Vậy: M1 = m91.P = 0.019x45780 = 869.8 (daNm/m) MI = k91.P = 0.0442x45780 = 2023.5 (daNm/m) M2 = m62.P = 0.0167x45780 = 764.5 (daNm/m) MII = k92.P = 0.0385x45780 = 1762.5 (daNm/m). Bảng 4.12: Kiểm tra bề rộng khe nứt bản đáy Ơbản Moment ho (cm) d (mm) Fa (cm2) A Z1 a P 20P an Kiểm tra Bản đáy M1 869.8 11.5 10 3.2 0.051 0.9738 11.199 24.271 0.278 5.56 0.0241 Thỏa M2 764.5 11.5 10 3.2 0.044 0.9775 11.241 21.253 0.278 5.56 0.0211 Thỏa MI 2023.5 11.5 12 7.54 0.118 0.937 10.776 24.904 0.656 13.12 0.0232 Thỏa MII 1762.5 11.5 12 6.65 0.103 0.9455 10.873 24.376 0.578 11.56 0.0233 Thỏa Dầm nắp và dầm đáy Xác đinh tải trọng Trọng lượng bản thân dầm Dầm D1(25x40): gD1 = 0.25x0.5x2500x1.1 = 344 (daN/m); Dầm D2(25x40): gD2 = 0.25x0.5x2500x1.1 = 344 (daN/m); Dầm D3(30x70): gD3 = 0.3x0.7x2500x1.1 = 578 (daN/m); Dầm D4(30x70): gD4 = 0.3x0.7x2500x1.1 = 578 (daN/m); Dầm D5(30x70): gD5 = 0.3x0.7x2500x1.1 = 578 (daN/m); Dầm D6(30x70): gD6 = 0.3x0.7x2500x1.1 = 578 (daN/m). Tải trọng từ bản nắp (bản đáy) truyền vào dầm nắp (dầm đáy). Tải trọng này được truyền theo qui luật tải tam giác và tải hình thang. Các tải trọng này được qui đổi về tải trọng tương đương phân bố đều lên dầm theo các cơng thức sau: Tải tương đương qui đổi từ tải tam giác: qtđ = Tải tương đương qui đổi từ tải hình thang: qtđ = trong đĩ: ; B - bề rộng nhận tải từ ơ bản truyền vào dầm xem sơ đồ truyền tải tam giác, hình thang vào dầm nắp và dầm đáy. ld - cạnh dài của ơ bản ; q - tải trọng từ ơ bản truyền vào. Nếu một nhịp dầm cĩ ≥2 dạng tải tam giác hoặc hình thang bằng nhau thì cơng thức tính tải tương đương qui đổi sẽ là: Hình 4.9: nhịp cĩ nhiều tải tam giác bằng nhau Tải tam giác: qtđ = 0.5q.B Hình 4.10: nhịp cĩ nhiều tải hình thang bằng nhau Tải hình thang: qtđ = 0.5.qB. Hình 4.9 và 4.10 là sơ đồ truyền tải tam giác hình thang vào dầm nắp và dầm đáy. Hình 4.11: Sơ đồ truyền tải vào dầm nắp Hình 4.12: Sơ đồ truyền tải vào dầm đáy Bảng 4.13: Xác định tải tương đương qui đổi từ tải tam giác và hình thang. Loại dầm q (daN/m2) Loai tải ld (m) ln (m) B (m) a (m) b (m) qtđ (daN/m) Dầm nắp D1 399 Tam giác 4.34 4.04 4.04 805.98 D2 399 Hình thang 4.34 4.04 4.04 0.3 4.34 861.69 Dầm đáy D3 3023 Tam giác 4.25 3.95 3.95 5970.4 D4 3023 Hình thang 4.25 3.95 3.95 0.3 4.25 6391.9 D5 3023 Tam giác 4.25 3.95 1.975 2985.2 D6 3023 Hình thang 4.25 3.95 1.975 0.3 4.25 3195.9 Tải trọng tồn phần Dầm D1: qD1 =gD1 + qtđ = 344 + 805.9 = 1150 (daN/m); Dầm D2: qD2 =gD2 + qtđ = 344 + 861.7 = 1206 (daN/m); Dầm D3: qD3 =gD3 + qtđ = 578 + 5970.4 = 6548 (daN/m); Dầm D4: qD4 =gD4 + qtđ = 578 + 6391.9 = 6970 (daN/m); Dầm D5: Lực phân bố qD5 =gD5 +gbt + qtđ = 578 + 444.9+2985.2 = 4008 (daN/m); Lực tập trung PD5: Từ bản nắp truyển lên cột C2 + trọng lượng bản thân cột C2 P1 = gcột + qbn.F = 0.3x0.3x2.4x2500x1.1 + 399x4.4x4.1/2 = 4193 (daN); Phản lực gối tựa của dầm D4: VD4 = 26570 (daN); Vậy PD5 = P1 + VD4= 4193+26570 =30763(daN); Dầm D6: Lực phân bố qD6 =gD6 +gbt + qtđ = 578 + 444.9+ 3195.9 = 4219 (daN/m); Lực tập trung PD6 P1 = gcột + qbn.F = 0.3x0.3x2.4x2500x1.1 + 399x4.1x4.4/2 = 4193 (daN); Phản lực gối tựa của dầm D3: VD3= 28920 (daN); PD6 = P1 + VD3= 4193+28920 =33113 (daN). Sơ đồ tính Dầm nắp D1, D2 và dầm đáy D3, D4 là hệ dầm trực dao, dầm liên kết với các cột (dầm D5, D6) là liên kết khớp. Sơ đồ tính xem hình 4.11. Hình 4.11: Sơ đồ tính hệ dầm trực giao D1, D2 và D3, D4 Dầm đáy D5, D6 là hệ dầm đơn giản hai đầu liên kết ngàm với cột. Sơ đồ tính như hình 4.12. Hình 4.12: Sơ đồ tính dầm đáy D5,D6 Tinh nội lực Dùng phần mềm tính kết cấu sap 2000 N8.23 để xác định nội lực. Kết quả xem trên biểu đồ moment và lực căt. Nội lực dầm nắp D1 và D2: Hình 4.13: Biểu đồ moment dầm nắp D1 và D2 Dầm D1: moment nhịp lớn nhất Mnh = 10985 (daNm); Dầm D2: moment nhịp lớn nhất Mnh = 7260 (daNm). Hình 4.14: Biểu đồ lực cắt dầm nắp D1 và D2 Dầm D1: Lực cắt lớn nhất Q= 5052 (daN); Dầm D2: Lực cắt lớn nhất Q = 4616 (daN). Nội lực dầm đáy D3 và D4 Hình 4.15: Biểu đồ moment dầm nắp D3 và D4 Dầm D3: moment nhịp lớn nhất Mnh = 63146 (daNm); Dầm D4: moment nhịp lớn nhất Mnh = 50610 (daNm). Hình 4.16: Biểu đồ lực cắt dầm đáy D3 và D4 Dầm D3: Lực cắt lớn nhất Q= 28919 (daN); Dầm D4: Lực cắt lớn nhất Q = 26569 (daN). Hình 4.17: Phản lực gối tựa của dầm D3, D4 (T) Nội lực dầm đáy D5 và D6 Nội lực của dầm đáy một phần do lực phân bố q gây ra một phần do lực tập trung P gây ra, xem hình 4.18, hình 4.19 Hình 4.18: Biểu đồ moment của D5, D6 do lực phân bố (bên trái) và do lực tập trung P gây ra (bên phải). Dầm D5: Moment ở gối: Mg= Mgq + MgP= qD5.l2/12 + PD5.l/8 Mg = 4008x7.92/12 + 30763x7.9/8 = 51223 (daNm) Moment ở nhịp: Mnh= Mnhq + MnhP= qD5.l2/24 + P.l/8 Mnh = 4008x7.92/24 + 30763x7.9/8 = 40801 (daNm) Dầm D6: Moment ở gối: Mg= Mgq + MgP= qD6.l2/12 + PD6.l/8 Mg = 4193x8.52/12 + 33113x8.5/8 = 60428 (daNm) Moment ở nhịp: Mnh= Mnhq + MnhP= qD5.l2/24 + P.l/8 Mg = 4193x8.52/24 + 33113x8.5/8 = 47805 (daNm). Hình 4.19: Biểu đồ lực cắt của dầm D5, D5 do lực phân bố q (bên trái) và lực tập trung P (bên phải) gây ra. Dầm D5: Lực cắt lớn nhất: Q = qD5.l/2 + PD5/2 Q = 4008x7.9/2 + 30763/2 = 31213 (daN) Dầm D6: Lực cắt lớn nhất: Q = qD6.l/12 + PD6/2 Q = 4193x8.5/2 + 33113/2 = 34377 (daN). Bảng 4.14: Bảng tổng hợp nội lực của dầm nắp và dầm đáy. Dầm Moment (daNm) Lực cắt (daN) Gối Nhịp D1 0 10985 5052 D2 0 7260 4616 D3 0 63146 28919 D4 0 50610 26569 D5 51223 40801 31213 D6 60428 47805 37377 Tính tốn cốt thép + Cốt dọc: Dầm đáy D5, D6 tính với tiết diện chữ nhật bxh. Cơng thức tính và kiểm tra hàm lượng thép như mục 2.3.1.c. Với: mmax = Dầm D1, D2, D3, D4 được tính như cấu kiện chịu uốn chữ T. * Phần tiết diện chịu moment dương: cánh nằm trong vùng nén tham gia chịu lực với sườn. Chiều rộng cánh được tính như sau: bc = bd + 2C1 trong đĩ: bd – bề rộng dầm tính tốn; C1 – Phần nhơ ra của cánh, lấy khơng vượt quá giá trị bé nhất trong các giá trị sau: C1 ≤ hc - bề dày bản nắp (bản đáy). Xác định vị trí trục trung hịa bằng cách tính Mc: Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5hc) Nếu M ≤ Mc, trục trung hịa đi qua cánh tính tốn với tiết diện chử nhất lớn bcxh (với b=bc). Tính tốn cốt thép như mục 2.3.1.c. Với mmax = Đối với dầm nắp mmax = Đối với dầm đáy Vật liệu sử dụng tính tốn trong bảng 4.9(dầm nắp) và bảng 4.13(dàm đáy). Nếu M > Mc, trục trung hịa qua sườn, tính cốt thép trong trường hợp này theo các cơng thức sau: A = Fa = Kiểm tra hàm lượng thép theo điều kiện như mục 2.3.1.c Với mmax = Đối với dầm nắp mmax = Đối với dầm đáy * Phần tiết diện chịu moment âm: Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên bỏ qua. Tiến diện tính tốn là bdxh. Tính tốn va kiểm tra thép nhu mục 2.3.1.c. với: mmax = Đối với dầm nắp mmax = Đối với dầm đáy Giả thiết tính tốn: a – khoảng cánh từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tơng chịu kéo; Dầm nắp: a = 5cm; Dầm đáy : a = 6 cm. ho – chiều cao cĩ ích của tiết diện ho = h – a Dầm nắp: ho = 50 - 5 = 45 cm; Dầm đáy D3, D4: ho = 70 – 6 =64 cm Dầm đáy D5, D6: ho = 75 – 6 =69 cm Bảng 4.15: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn Bê tơng M300 Cốt thép CIII a Rn (daN/cm2) Rk (daN/cm2) Eb (daN/cm2) Ra (daN/cm2) Ra’ (daN/cm2) Ea (daN/cm2) 130 10 2.6x106 3400 3400 2.1x106 0.58 Bảng 4.16a: Tính tốn cốt thép dầm nắp và dầm đáy Dầm Giá trị momet nhịp (daNm) b (cm) ho (cm) C1 bc (cm) hc (cm) Mc (daNm) Vị truc truc trunghoa A Fa (cm2) Thép chọn Nhận xét Số thanh Fachọn (cm2) D1 10985 25 45 130 285 8 121524 qua cánh 0.0146 0.0147 9.426 320 9.42 0.837 Thỏa D2 7260 25 45 130 285 8 121524 qua cánh 0.0097 0.0097 6.22 220 6.28 0.558 Thỏa D3 63146 30 64 130 290 13 281807 qua cánh 0.0409 0.0418 29.663 230+232 30.22 0.162 Thỏa D4 50610 30 64 130 290 13 281807 qua cánh 0.0328 0.0334 23.702 428 24.63 0.132 Thỏa Bảng 4.16b: Tính tốn cốt thép dầm nắp và dầm đáy Dầm Moment (daNm) b ho A Fa (cm2) chọn thep Nhận xét Số thanh Fachọn (cm2) D5 Gơi 51223 30 69 0.2759 0.3305 26.158 225+228 26.45 1.278 Thỏa Nhịp 40801 30 69 0.2197 0.2513 19.89 425 19.64 0.949 Thỏa D6 Gối 60428 30 69 0.3254 0.4091 32.379 428+225 34.45 1.664 Thỏa Nhịp 47805 30 69 0.2575 0.3036 24.029 428 24.63 1.19 Thỏa + Cốt đai Kiềm tra điều kiện để tính cốt đai: Nếu .b.ho ≤ Q ≤ ko.Rn .b.ho Tính cốt đai.; Nếu Q < k1.Rk .b.ho khơng cần tính cốt đai; Nếu Q > ko.Rn .b.ho Tiết diện khơng hợp lý cần tăng tiết diện hoặc tăng mac bê tơng và tính lại. Ta cĩ: Đối với dầm nắp D1, D2: ko.Rn .b.ho = 0.35x130x25x45 = 51188 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x25x45 = 6750 (daN); Đối với dầm đáy D3, D4: ko.Rn .b.ho = 0.35x130x30x64 = 87360 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x30x64 = 11520 (daN); Đối với dầm đáy D5, D6: ko.Rn .b.ho = 0.35x130x30x69 = 94185 (daN); k1.Rk .b.ho = 0.6x10x30x69 = 12420 (daN). Dựa vào bảng 4.12 và điều kiện tinh cốt đai thì: Dầm nắp D1, D2 cốt đai được bố trí theo cấu tạo. Dùng đai f 6, đai hai nhánh ¼ nhịp: U = 200 (mm); Giữa nhịp: U = 300 (mm). Dầm đáy phải tính cốt đai theo các cơng thức sau: Lực cốt đai phải chịu: qđ = Chọn đai f 8 cĩ fđ = 0.503 cm2, đai hai nhánh. Khoảng cách tính tốn của cốt đai: Utt = Khoảng cách lớn nhất của cốt đai: Umax = Khoảng cách đai theo cấu tạo: Trong phạm vị lực cắt lớn, nếu hd > 450 Uct ≤ hd/3 và Uct ≤ 300 Trong phạm vi lực cắt nhỏ, nếu hd > 300: Uct ≤ 3hd/4 và Uct ≤ 500 Khoảng cách đai được chọn là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau: Utt, Umax, Uct. Kết quả tính cốt đai được trình bày trong bảng 4.17. Bảng 4.17: Tính tốn cốt đai Dầm Lực cắt b (cm) ho (cm2) fđ (cm2) n Rađ (daN/cm2) qđ (daN/cm2) Utt Umax Uct 1/4nhịp Giữa nhịp D3 28919 30 64 0.503 2 1600 85.07 18.92 63.737 50 15 30 D4 26569 30 64 0.503 2 1600 71.81 22.415 69.374 50 20 30 D5 31213 30 69 0.503 2 1600 85.26 18.878 68.64 50 15 30 D6 37377 30 69 0.503 2 1600 122.26 13.165 57.32 50 10 30 Ở vị trí dầm D3 kê lên dầm D6 và Dầm D4 kê lên D5 cĩ lực tập trung(chính là PD5, PD6) Phải bố trí cốt treo để gia cường cho dầm D6, D5, cơng thức tính tốn cốt treo được trình bày dưới đây: Diện tích cốt treo cần thiết: Ftr = P - Lực tập trung tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính; Ra – Cường độ thép làm cốt treo. Gĩc nghiêng = 45 Tính cốt treo D4 kê lên D5 hs =710-700 =10 (mm) Khỏang cách để đặt cốt thép treo rất bé ,khơng đủ để đặt cốt thép đai.Dùng cốt thép treo là cốt thép xiên kiểu vai bị . ho =750- 50 =700 (mm) Cơng thức tính Ftr Ftr = Ftr = =10.72 (cm2) Chọn thép : 322 Tính cốt treo D3 kê lên D6 hs=710-700=10 (mm) Khỏang cách để đặt cốt thép treo rất bé ,khơng đủ để đặt cốt thép đai.Dùng cốt thép treo là cốt thép xiên kiểu vai bị . ho=750-50=700 (mm) Cơng thức tính Ftr Ftr = Ftr==11.54 (cm2) Chọn thép : 322 Tính tốn cột hồ nước mái Cột hồ nước mái chủ yếu là chịu nén, do tải trọng ngang quá nhỏ.Nên ta chỉ xác định lực nén tác dụng xuống chân cột và tính thép cột theo cấu kiện chịu nén đúng tâm là đủ. Tải trọng Trọng lượng bản thân cột truyền xuống chân cột: Cột C1(30x30): GC1 = 0.3x0.3x1x2500x1.1 = 247.5 daN Trọng lượng hồ nước truyền vào chân cột: Dựa vào mặt bằng kiến trúc thì: cột C1 nhận ¼ khối lượng h ồ nước. Ta tính khối lượng của hồ nước như sau: Khối lượng bản nắp + hoạt tải, bản đáy + nước đổ đầy bể: G1 = (399 + 3023)x8.2x8.8 = 218539 daN Khối lượng bản thành: G2 = 444.9x(8.2+8.8)x2x1.3 = 19665 daN Khối lượng của các dầm là: G3 = (8.2+8.8)x(0.25x0.5+0.3x0.7+ +0.3x0.75)x2500x1.1 = 23800 daN Vậy lực nén lớn nhất ở chân cột: Cột C1: N = 247.5+ ¼(218539+19665+23800) =65749 (daN) Cột C2: N nhỏ hơn lực nén của cột C1 Tính tốn cốt thép Cốt thép cột được tính theo cấu kiện chịu nén đúng tâm với: N = 65749 daN Khả năng chịu nén của cột: Cột C1: NC1 = Rnxbxh = 130x30x30 = 117000 (daN) Cột C2 : NC2 = Rnxbxh = 130x30x30 = 117000 (daN) Nhận thấy rằng khả năng chịu nén của cột là rất lớn so với lực nén tính tốn được, do đĩ cốt thép cột đựơc bố trí theo cấu tạo. Cột C1: Bố trí 4F 18 Cột C2: Bố trí 4F16 Bố trí cốt thép Bố trí cốt thép xem bản vẽ KC 03/7 Chương 5: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHƠNG GIAN TÍNH TỐN CỐT THÉP KHUNG TRỤC 5 5.1. Hệ chịu lực chính của cơng trình Hệ chịu lực chính của cơng trình là hệ khung kết hợp với tường chịu lực được thể hiện ở hình 5.1. Nhiệm vụ được giao trong chương này là tính tốn khung trục 5. Hình 5.1: Sơ đồ hệ chịu lực của cơng trình 5.1.1.Tiết diện cột Cơng thức tính sơ bộ tiết diện cột: F = (cm2) trong đĩ: k- Hệ số hiệu chỉnh Nén đúng tâm: k= 0.8 ÷ 1.1; Nén lệch tâm: k= 1.1 ÷ 2; N- Lực nén dọc trục tại tiết diện chân cột; Rn- Cường độ chịu nén của bê tơng Kết quả được ghi trong bảng 5.1. Tiết diện cột khơng thay đổi trong suốt chiều cao tầng, và đã được chọn sơ bộ trong chương 5. Bảng 5.1: Tiết diện sơ bộ cột Cột Tầng Base-2 (cm2) Tầng 3-6 (cm2) Tầng 7-10 (cm2) 1-A; 1-D; 6-A; 6-D 50 x 60 40 x 50 30 x 40 1-B; 1-C; 2-A; 2-D; 3-A; 3-D; 4-A; 4-D; 5-A; 5-D; 6-B; 6-C 60 x 70 50 x 60 40 x 50 2-B; 2-C; 5-B; 5-C 70 x 80 60 x 70 50 x 60 5.1.2.Tiết diện dầm Tiết diện dầm đã được chọn sơ bộ trong chương 2 Bảng 5.2: Tiết diện dầm sơ bộ Ký hiệu Nhịp dầm (m) Hệ số Chiều cao (cm) Bề rộng (cm) Chọn tiết diện (cmxcm) D1 9.85 12 82.08 27.36 80X25 D2 8.4 12 70 23.33 70X25 D2’ 6.25 12 52.08 17.36 70x25 D3 7.85 12 65.42 21.81 70X25 D4 8 12 66.67 22.22 70X25 D5 6.25 12 52.08 17.36 50X25 D6 3.6 12 30 10 30X25 D7 8.4 12 70 23 30x25 D8 2.4 12 20 6.67 30X25 5.1.3.Tiết diện vách cứng Theo điều 3.4.1 TCXD 198:1997: Từng vách nên cĩ chiều cao chạy suốt từ mĩng đến mái và cĩ độ cứng khơng đổi. Chiều dày vách cứng chọn khơng nhỏ hơn 150mm và khơng nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng. Sơ bộ chọn chiều dày vách cứng b = 250mm. Chú ý: Trong quá trình tính tốn cĩ thể các tiết diện cột và dầm thay đổi ,nhưng việc thay đổi tiết diện dầm trong chương này hồn tồn khơng làm ảnh hưởng đến kết quả tính tốn của các chương trước đây. 5.2. Tải trọng tác dụng lên cơng trình Gồm TT +0.5 HT ngắn hạn 5.2.1.Tĩnh tải Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn Trọng lượng các lớp cấu tạo đã tính ở chương 2 Bảng 5.3: Tỉnh tải các lớp cấu tạo sàn STT Các lớp cấu tạo gi (daN/m3) ni gctc (daN/m2) gctt (daN/m2) 1 Gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 Vữa lĩt 1800 30 1.3 54 70.2 4 Vữa trát trần 1800 15 1.3 27 35.1 5 Trần treo 1.2 100 120 Tổng 451 272.3 Tỉnh tải tuờng qui đổi Bảng 5.4: Tỉnh tải tường qui đổi trên sàn Ký hiệu Diện tích sàn A Chiều dài tường lt (m) Chiều cao tường ht (m) (daN/m2) Hệ số độ tin cậy n Tri tiêu chuẫn trọng lượng tường qui đổi gtct (daN/m2) Trọng lượng tường qui đổi gtqđ (daN/m2) S1 22.81 13.15 3.2 180 1.3 232.45 302.179 S4 15.45 3.1 3.2 180 1.3 80.9 105.171 S8 25 7.487 3.2 180 1.3 120.67 156.975 c) Trọng lượng tường xây trên dầm - Trọng lượng tường bao che lấy 70% trọng lượng tường đặc, tường bao che dày 20cm, gtc =330daN/m2, chiều cao trung bình của tường là 2.45m, hệ số độ tin cậy n =1.3 (theo bản vẻ kiến trúc). gttt = 0.7.n.gtc.ht = 0.7x1.3x330x2.45=736 daN/m Trọng lượng tường ngăn lấy 70% trọng lượng tường đặc, tường ngăn dày 10cm, g =180daN/m2, chiều cao trung bình của tường là 2.9m (theo bản vẻ kiến trúc). gttt = 0.7.n.gtc.ht = 0.7x1.3x180x2.9=475 daN/m Hoạt tải Hoạt tải tác dụng lên sàn được tính tốn trong chương 2  Bảng 5.5: Hoạt tải tác dụng lên sàn Ký hiệu Cơng năng Diện tích(m2) Hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2) Độ tin cậy n Hoạt tải tính tốn (daN/m2) S1 Phịng khách, phịng tắm,bếp 22.81 0.777 150 1.3 151.5 S2 Phịng ngủ 12.78 0.904 150 1.3 176.3 S3 Phịng ngủ 13.8 0.885 150 1.3 172.6 S4 Phịng ngủ, phịng giặt 15.45 0.858 150 1.3 167.3 S5 Phịng khách, phịng ăn 21.2 0.791 150 1.3 154.2 S6 Hành lang 18.84 0.815 300 1.2 293.4 S7 Sảnh tầng 19.32 0.81 300 1.2 291.6 S8 Phịng khách 25 0.76 150 1.3 148.2 S9 Phịng ngủ 14 0.881 150 1.3 171.8 5.2.3. Tải trọng do hồ nước mái Gồm phản lực chân cột hồ nước mái truyền vào cột của tịa nhà (bao gồm tỉnh tải và hoạt tải): N = 65749 daN. 5.2.4. Tải trọng do cầu thang bộ truyền vào vách cứng Chính là phản lực phân bố đều tại các gối của vế thang và phản lực tập trung từ dầm thang truyền vào vách cứng đã tính ở chương 3: Rct = 740daN/m; Rdt = 6687 daN. 5.2.5. Tải trọng giĩ Tải trọng giĩ tác động vào cơng trình gồm 2 thành phần tĩnh và giĩ động ,do cơng trình cĩ chiều cao dưới 40m nên ta chỉ tính thành phần giĩ tĩnh, tải trọng này đã được tính tốn ở chương 5. Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng giĩ ở độ cao z so với mĩc chuẩn được xác định theo cơng thức: Wjtc=Wo x k x c trong đĩ: Wo=83 kG/m2(cơng trình xây tại TPHCM,dạng địa hình A); k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực giĩ theo độ cao; c: hệ số khí đơng, giĩ đẩy c=0.8 ,giĩ hút c=0.6. a) Tải trọng giĩ tĩnh tác dụng theo phương oy W =Wd + Wh (daN/m2) Fx = W * n * htt * L (daN) Trong đĩ: n = 1.2 (hệ số độ tin cậy) htt : chiều cao tính tĩan của mỗi tầng L = 28.4 m (bề rộng đĩn giĩ theo trục X của cơng trình) b) Tải trọng giĩ tĩnh tác dụng theo phương oy Fy = W * n * htt * B (daN) Trong đĩ: n = 1.2 (hệ số độ tin cậy) htt : chiều cao tinh tĩan của mỗi tầng B = 40.4 m (bề rộng đĩn giĩ theo trục Y của cơng trình) Bảng 5.6: Bản tải trọng giĩ tĩnh STT Chiều cao h (m) W0 (daN/m2) k c (đẩy) c (hút) Wjtc(đẩy) (daN/m2) Wjtc(hút) (daN/m2) Sân thượng 36.5 83 1.409 0.8 0.6 93.56 70.168 Lầu 10 33.3 83 1.39 0.8 0.6 92.3 69.22 Lầu 9 30.1 83 1.3706 0.8 0.6 91 68.256 Lầu 8 26.9 83 1.345 0.8 0.6 89.3 66.98 Lầu 7 23.7 83 1.32 0.8 0.6 87.6 65.7 Lầu 6 20.5 83 1.294 0.8 0.6 85.9 64.4 Lầu 5 17.3 83 1.263 0.8 0.6 83.86 62.3 Lầu 4 14.1 83 1.233 0.8 0.6 81.87 61.4 Lầu 3 10.9 83 1.19 0.8 0.6 79 59.26 Lầu 2 7.7 83 1.129 0.8 0.6 74.97 56.22 Lầu 1 4.5 83 1.0525 0.8 0.6 69.89 52.41 Tầng trệt 0.0 83 0.000 0.8 0.6 0.000 0.000 Tầng hầm -3.2 83 0.000 0.0 0.0 0.000 0.000 5.7.Tải trọng giĩ tĩnh tác dụng theo phương ox STT Wd (daN/m2) Wh (daN/m2) W (daN/m2) Fx (daN) Hồ nước 94.49 70.865 0.8 Sân thượng 93.56 70.168 163.728 17855.5 Lầu 10 92.3 69.22 161.52 17614.7 Lầu 9 91 68.256 159.256 17367.8 Lầu 8 89.3 66.98 156.28 17043.3 Lầu 7 87.6 65.7 153.3 16718.3 Lầu 6 85.9 64.4 150.3 16391.1 Lầu 5 83.86 62.3 146.16 15939.6 Lầu 4 81.87 61.4 143.27 15624.4 Lầu 3 79 59.26 138.26 15078 Lầu 2 74.97 56.22 131.19 14307 Lầu 1 69.89 52.41 122.3 13337.5 Tầng trệt 0.000 0.000 0.000 0.0 Tầng hầm 0.000 0.000 0.000 0.0 5.8.Tải trọng giĩ tĩnh tác dụng theo phương oy STT Wd (daN/m2) Wh (daN/m2) W (daN/m2) Fy (daN) Sân thượng 93.56 70.168 ._.ui trình thi cơng khác nhau . Cọc khoan nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường , trong các cơng trình thủy lợi, trong những cơng trình dân dụng và cơng nghiệp . Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở các đơ thị lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và cĩ những tiến bộ đáng kể . Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi : Những ưu điểm chính cần phát huy triệt để Cĩ khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn cĩ thể đạt đến ngàn tấn. Khơng gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các cơng trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đơ thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đĩng khi thi cơng trong điều kiện này Cĩ khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay cĩ thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi cĩ thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi cơng cho phép, cĩ thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đĩng (đối với cọc đài thấp). Cĩ khả năng thi cơng cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. 9.1.2. Những nhược điểm chủ yếu - Giá thành phần nền mĩng thường cao hơn khi so sánh với các phương án mĩng cọc khác như cọc ép và cọc đĩng. - Theo tổng kết sơ bộ, đối với các cơng trình nhà cao tầng khơng lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền mĩng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng cơng trình địi hỏi lớn hơn, lúc đĩ giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. - Cơng nghệ thi cơng địi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (cĩ lỗ hổng trong bê tơng) khi thi cơng đổ bê tơng dưới nước cĩ áp, cĩ dịng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu cĩ chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hồ thấm nước). -Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tơng trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. - Việc khối lượng bê tơng thất thốt trong quá trình thi cơng do thành lỗ khoan khơng bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tơng dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi cơng cọc. - Ma sát bên thân cọc cĩ phần giảm đi đáng kể so với cọc đĩng và cọc ép do cơng nghệ khoan tạo lỗ . 9.2. Tính tốn mĩng M1( trục B,C): Ntt=1035.45(T) Ntc=862.9(T) Chọn vật liệu làm cọc bt#300 cĩ Rn=130kg/cm2=1300t/m2 Rk=10kg/cm2=100T/m2 Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc=D2/4=0.503m2 Chu vi cọc: U=D=2.513m Diện tích cốt thép cọc lấy 1020 cĩ Fthép=0.0031m2 Dùng thép CII cĩ Ra=Ra’=2800kg/cm2=28000T/m2 Chọn chiều sâu đặt đài cọc =3.2 m so với mặt đất tư nhiên. Khoảng cách đài cọc đến sàn tầng hầm la 0 m.Do cơng trình cĩ tầng hầm và tường chắn. 9.2.1. Tính sức chịu tải theo vật liệu Sức chịu tải theo vật liệu của cọc tính theo TCXD 195 – 1997. Pvl= RuFb+RanFa trong đĩ: Fb – là diện tích tiết diện ngang bê tơng trong cọc, (m2); Ru – cường tính tốn của bêtơng cọc khoan nhồi, (T/m2), xác định như sau: Đối với cọc đổ bêtơng dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru = nhưng khơng lớn hơn 600 T/m2. Fa – là diện tích cốt thép dọc trong cọc; Ra – cường độ tính tốn của cốt thép xác định như sau: Đối với cốt thép nhỏ hơn f 28, khơng nhỏ hơn 22000 T/m2. Dùng bêtơng Mac 300 và cốt thép AII nên Ru = =666.6667 T/m2, Lấy Ru = 600 T/m2. Rc = =20000 T/m2. Chọn cọc cĩ đường kính d = 1m, cĩ Fb = =0.7854 (m2). Chọn cốt dọc là 16f20, cĩ Fa =0.050272 (cm2). Pvl = 600(0.7854-0.050272) +2200*0.050272=578.829(T). Tính sức chịu tải theo cường độ của đất Sức chịu tải của cọc theo đất nền đươc tính theo phụ lục B trong TCXD 195 : 1997 Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo cơng thức: Qu = Asfs + Apqp trong đĩ: As – là diện tích xung quanh cọc (m2); fs – ma sát bên tác dụng lên cọc (T/m2); Ap – là diện tích tiết diện ngang ở mũi cọc (m2); qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m2); Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo cơng thức: Qa = trong đĩ : Qu = Asfs – Sức chịu tải cực hạn của cọc (T) FS – hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2.5 ¸ 3.0 Cơng thức chung tính tốn lực ma sát bên tác dụng lên cọc là: fs = ca + s’htanja trong đĩ: ca – là lực dính giữa đất và thân cọc, (T/m2); với cọc bê tơng cốt thép ca=c, với c là lực dính của đất nền; ja – gĩc ma sát giữa cọc và đất nền, với cọc bê tơng cốt thép ja = j; j là gĩc ma sát trong của đất nền; s’h – ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuơng gĩc với mặt bên cọc, (T/m2); s’h = Kss’v trong đĩ: s’v – là ứng suất hữu hiệu theo phương đứng trong đất do trong lương bản thân của đất (T/m2); Ks – là hệ số áp lực ngang phụ thuộc vào loại đất và phương pháp hạ cọc, được xác định như sau: Ks = (1-sinj) Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc tính theo cơng thức: qp = cNc + s’vpNq + g’dpNg trong đĩ: c – là lực dính của đất (T/m2); s’vp – Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu mũi cọc do trong lượng bản thân đất (T/m2); g’ – trọng lượng thể tích cĩ hiệu của đất ở độ sâu mũi cọc (T/m3); Nc, Nq,Ng - hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào gĩc ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi cơng cọc; Xác định sức chống cắt giữa đất và mặt bên cọc: Đáy mĩng đặt tại độ sâu 3.2 m tính từ mặt đất. Ứng suất cĩ hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu đáy mĩng tính từ sàn tầng hầm: s’đm= = 0.9507´0.7+0.9877´1.4 = 2.0484 T/ m2 Bảng 9.1:Tính Các Giá Trị Ma Sát Hơng Của Cọc STT Lớp Z (m) gI (T/m3) jI(o) Ca (T/m2) hi (m) sv (T/m2) fsi (T/m2) fsihi (T/m) (T/m) 1 5 0.9877 28.9572 0 1.5 3.1838 0.9088 1.3631 1.3631 2 7 0.9877 28.9572 0 2 4.9123 1.4021 2.8042 4.1673 3 10 0.9877 28.9572 0 3 7.3815 2.1069 6.3208 10.4881 4 12 0.9877 28.9572 0 2 9.8508 2.8117 5.6235 16.1116 5 14 0.9474 27.937 0 2 11.7859 3.3219 6.6438 22.7554 6 16 0.9474 27.937 0 2 13.6807 3.8559 7.7119 30.4673 7 18 0.9474 27.937 0 2 15.5755 4.3900 8.7800 39.2473 8 20.3 0.9474 27.937 0 2.3 17.6124 4.9641 11.417 50.6647 9 22 0.9474 27.937 0 1.7 19.5072 5.4982 9.3469 60.0116 10 24 0.9929 30.0373 0 2 21.3054 6.1526 12.305 72.3169 11 26 0.9929 30.0373 0 2 23.2912 6.7261 13.452 85.7691 12 28 0.9929 30.0373 0 2 25.2770 7.2996 14.599 100.3682 13 30 0.9929 30.0373 0 2 27.2628 116.1143 U:chu vi cọc =*0.8=2.513 (m) Qs =u=2.513*116.1143=364.5989 (T) Thành phần sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc Xác định theo phương pháp Terzaghi qp = 1.3*c*Nc +hNq + 0.6 Rp N trong đĩ Rp =0.5(m) bán kính tiết diện ngang cọc; h: chiều sâu đặt mũi cọc =27.55(m); với n=300 Tra bảng trong TCVN 205 Nc=34.242, Nq=19.981, N=9.7 1.1x0.74+2.1x1.059+0.951x1.5+0.964x20.3+2x2=21.57 (T/m2) qp=1.3*0*34.242 + 0.9929*36.1* 19.981 + 0.6*0.9929 *0.5*9.7 = 719.08(T/m2) Qp=0.7854x719.08=564.765(T) 9.2.4. Sức chịu tải cho phép của cọc Qa= với FSs=2, FSp=3 (FSs, FSp: là hệ số an tồn theo TCVN 205) Qa==320.55(T) Ta thấy Qa =370.55(T) < Pvl =578.829(T). lấy giá trị sức chịu tải dọc trục của cọc theo cường độ đẩt nền Qa =370.55(T) để tính Xác định số lượng cọc và chọn sơ bộ diện tích mĩng Chọn số lượng cọc: ncọc=1.2x==4.1 chọn 4 cọc khoảng cách giữa các tim cọc là 3D =2.4(m) thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là: Diện tích đài cọc: Fđ =4*4=16 (m2) Hình 9.1: Bố trí cọc trong đài Kiểm tra lực tác dụng lên cọc Trọng lượng của đài và đất trên đài =nFđ hm =1.1*16*1,95*2.2=75.504(T). Lực dọc tính tốn tại tâm đáy đài Qđ=+75.504=1110.95(T) Moment tính tốn được xác định tương ứng tại trọng tâm diện tích đáy đài =+*1.4=35.9(T.m) =+1.4*1.4=17.56(T.m) Tải trọng tác dụng lên cọc P(max,min)= Với Ymax=Xmax khoảng cách tính từ trục của hàng trục biên chịu nén lớn nhất đến các trục đi qua trọng tâm đài =1 m =277.78.9754.39 Pmax=291.07(T) < Qa=370.55 (T) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của cọc) Pmin=264.335(T) > 0 Khơng cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc. Vậy cọc đủ khả năng chịu lực Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc(mĩng khối qui ước) Khi làm mĩng cọc ta kiểm tra đất nền dưới đáy mĩng chính là kiểm tra đất nền dưới đáy mĩng qui ước ở cao trình mũi cọc Kích thước mĩng khối qui ước Hình 9.2: Kích thước khối mĩng qui ước Xác định Chiều dài và rộng của mĩng khối qui ước aqư=bqư=a+2Ltg"=4+2x25xtg6.320=9.316m Diện tích khối mĩng qui ước Fqư=9.3162=86.8m2 Xác định trọng lượng mĩng khối qui ước Thể tích của khối mĩng qui ước Vqư = 319.7898´49.5 = 15829.5975 m3. Thể tích cọc Vc = 4´0.7854´3.09 = 97.075 (m3). Thể tích đài Vđài = 16*1.4 = 22.4 (m3). Thể tích chiếm chỗ của đài cọc và cọc V= Vđài + Vc=97.075 + 22.4=119.475(m3). Thể đất trong khối mĩng Vđất = 38.341 * 30.9 – 119.475= 1065.262 (m3). Khối lượng riêng trung bình của các lớp đất trong khối mĩng qui ước gtb = =0.9776 T/m3. Khối lượng bê tơng Qbt = (119.475) ´(2.5-1) = 179.21 (T) Khối lượng đất Qđất = 1065.262 ´0.9776 = 1041.4 (T) Trọng lượng của khối mĩng qui ước Qqu = Qbt + Qđất =179.21 +1041.4 =1220.61 (T) Tổng lực tác dụng lên khối mĩng qui ước: Ntc = 862.9+1220.61 = 2083.51 (T) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất dưới khối mĩng qui ước (Theo giáo trình nền mĩng của TS. CHÂU NGỌC ẨN) Rtc=(Abg’II+Bs’vp+DcII) Trong đĩ : =1 b = Bmq cII, : lực dính và gĩc ma sát của lớp đất bên dưới khối mĩng quy ước Gĩc ma sát jII = 30.0373o tra bảng ta được A=1.12908, B=5.5163, D=7.8871. Ứng suất do tải trong bản thân gây ra tại đáy khối mĩng qui ước: s’vp=0.7´0.9507+8.3´0.9853+10.3´0.9391+30.2´0.9893 = 48.3931 T/m2. Thay vào cơng thức (7.7) Rtc=(1.1291´13.7516´0.9893+5.5163´48.3931+0´7.8871)=395.9085 (T/m2). Mơment chống uốn của tiết diện: Wx= Wy=== 39.568 (m3) Moment tiêu chuẩn tại đáy khối mĩng qui ước Mxtc = Moxtc + Qoytc*h Mxtc=+*30.9=64.453(T.m) Mytc = Moytc + Qoxtc*h Mytc=+*30.9=49.153(T.m) Kiểm tra ưng suất thực tế dưới đáy mĩng khối qui ước với: Mơment chống uốn của tiết diện: Wx= Wy=== 39.568 (m3) 9.4. Kiểm tra lún của mĩng khối qui ước : Độ lún của mĩng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Áp lực bản thân đất nền ở đáy mĩng khối qui ước (2+0.74x1.1+1.015x2.1+0.951x1.5+19.3x0.964=25.94(T/m2) Ứng suất gây lún ở đáy mĩng khối qui ước Chia lớp đất dưới đáy đài thành nhiều lớp cĩ chiều dầy hi=2m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện thì cho phép tính lún đến độ sâu đĩ Tại vị trí z=2m kể từ mặt mĩng khối qui ước ta cĩ: Chia lớp đất dưới đáy dài thành nhiều lớp cĩ chiều dầy hi=2m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện thì cho phép tính lún đến độ sâu đĩ Tại vị trí z=2m kể từ mặt mĩng khối qui ước ta cĩ: a/b=1 Bảng 9.2: tính lún cho mĩng đơn Lớp PT Điểm Z (m) 2z/b l/b ko = (T/m2) =* ko (T/m2) =0.9877 (T/m3) 0 0 0 1 1 25.94 7.4 1 1 0.5 1 0.9 25.94 6.66 2 2 1 1 0.711 51.88 5.26 Điều kiện 5.260.2*51.88=10.376 Ta tính lún theo cơng thức : Sgl== (Thỏa điều kiện về tính lún ) 9.5. Kiểm tra xuyên thủng của đài 9.5.1. Kích thước tháp xuyên thủng Kích thước cột : 80x70 (cm) Cọc ngàm vào đài 1 đoạn 15 (cm) Chiều cao làm việc của đài ho =hđ – 0.15 =1.4-0.15=1.25(m) Kích thước đáy tháp xuyên thủng At =0.8+2*1.25 = 3.3 (m) Bt =0.7 +2*1.25 =3.2 (m) Hình 9.3:Kích thước tháp xuyên thủng 9.5.2. Kiểm tra xuyên thủng Từ hình vẽ ta thấy tháp xuyên thủng bao trùm lên tất cả các đầu cọc nên khơng cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng cột qua đài. 9.6. Tính thép cho mĩng : 9.6.1. Sơ đồ tính : Xem đài cọc như một dầm cơng xơn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc Hình 9.4: Sơ đồ tính mĩng Do cọc được bố trí đối xứng nên ta chỉ tính thép theo 1 phương rồi bố trí cho phương cịn lại Xem đài cọc như một dầm cơng xơn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc Moment tại ngàm xác định theo cơng thức : trong đĩ : n là số lượng cọc trong phạm vi cơngxơn; PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục I; Diện tích cốt thép tính theo cơng thức : trong đĩ : M là moment tại tiết diện đang xét; ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đĩ; Ra : cường độ tính tốn của thép; 9.6.2. Tính tốn cốt thép : Số liệu tính tốn : bêtơng mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2800 (KG/cm2) Chiều cao đài 1,4 (m) ; lớp bêtơng bảo vệ 5 cm ; cọc ngàm vào đài 150 mm Moment lớn nhất tại ngàm theo phương cạnh ngắn là : Moment lớn nhất là : Mmax = 2´(Pmax´rmax) = 2´291.07 ´0.6 = 349.3 (T.m) Diện tích cốt thép : 102.67 (cm2) Chọn 27 cây f22 đặt @150 để bố trí ( Fachọn = 102.627cm2); mỗi cây dài 3.9m . Chọn thép theo phương lớn nhất để bố trí cho cả hai phương. 9.7. Mĩng dưới vách v1: Đã chọn trong phần tính vách, với cặp nội lực nguy hiểm theo một phương là: Ntt=1198.5(T) Ntc=998.75(T) 22.55(T) 39.1034(T) Chọn vật liệu làm cọc bt #300 cĩ Rn=130kg/cm2=1300t/m2 Rk=10kg/cm2=100T/m2 Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc=D2/4=0.503m2 Chu vi cọc: U=D=2.513m Diện tích cốt thép cọc lấy 1020 cĩ Fthép=0.0031m2 Dùng thép AII cĩ Ra=Ra’=2600kg/cm2=28000T/m2 Chọn chiều sâu đặt đài cọc =3.2 m so với mặt đất tư nhiên. Khoảng cách đài cọc đến sàn tầng hầm la 0 m.Do cơng trình cĩ tầng hầm và tường chắn. 9.7.1. Tính sức chịu tải theo vật liệu Sức chịu tải theo vật liệu của cọc tính theo TCXD 195 – 1997. Pvl= RuFb+RanFa trong đĩ: Fb – là diện tích tiết diện ngang bê tơng trong cọc, (m2); Ru – cường độ tính tốn của bêtơng cọc khoan nhồi, (T/m2), xác định như sau: Đối với cọc đổ bêtơng dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru = nhưng khơng lớn hơn 600 T/m2. Fa – là diện tích cốt thép dọc trong cọc; Ra – cường độ tính tốn của cốt thép xác định như sau: Đối với cốt thép nhỏ hơn f 28, khơng nhỏ hơn 22000 T/m2. Dùng bêtơng Mac 300 và cốt thép AII nên Ru = =666.6667 T/m2, Lấy Ru = 600 T/m2. Rc = =20000 T/m2. Chọn cọc cĩ đường kính d = 0.8m, cĩ Fb = =0.5026 (m2). Chọn cốt dọc là 16f20, cĩ Fa =0.050272 (cm2). Pvl = 600(0.5026-0.050272) +2200*0.050272=578.829(T). Tính sức chịu tải theo cường độ của đất Sức chịu tải của cọc theo đất nền đươc tính theo phụ lục B trong TCXD 195 : 1997 Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo cơng thức: Qu = Asfs + Apqp trong đĩ: As – là diện tích xung quanh cọc (m2); fs – ma sát bên tác dụng lên cọc (T/m2); Ap – là diện tích tiết diện ngang ở mũi cọc (m2); qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m2); Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo cơng thức: Qa = trong đĩ : Qu = Asfs – Sức chịu tải cực hạn của cọc (T) FS – hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2.5 ¸ 3.0 Cơng thức chung tính tốn lực ma sát bên tác dụng lên cọc là: fs = ca + s’htanja trong đĩ: ca – là lực dính giữa đất và thân cọc, (T/m2); với cọc bê tơng cốt thép ca=c, với c là lực dính của đất nền; ja – gĩc ma sát giữa cọc và đất nền, với cọc bê tơng cốt thép ja = j; j là gĩc ma sát trong của đất nền; s’h – ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuơng gĩc với mặt bên cọc, (T/m2); s’h = Kss’v trong đĩ: s’v – là ứng suất hữu hiệu theo phương đứng trong đất do trong lương bản thân của đất (T/m2); Ks – là hệ số áp lực ngang phụ thuộc vào loại đất và phương pháp hạ cọc, được xác định như sau: Ks = (1-sinj) Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc tính theo cơng thức: qp = cNc + s’vpNq + g’dpNg trong đĩ: c – là lực dính của đất (T/m2); s’vp – Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu mũi cọc do trong lượng bản thân đất (T/m2); g’ – trọng lượng thể tích cĩ hiệu của đất ở độ sâu mũi cọc (T/m3); Nc, Nq,Ng - hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào gĩc ma sát trong của đất, hình dạng mũi cọc và phương pháp thi cơng cọc; Xác định sức chống cắt giữa đất và mặt bên cọc: Đáy mĩng đặt tại độ sâu 3.2 m tính từ mặt đất. Ứng suất cĩ hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu đáy mĩng tính từ sàn tầng hầm: s’đm= = 0.9507´0.7+0.9877´1.4 = 2.0484 T/ m2 Bảng 9.3: Tính Các Giá Trị Ma Sát Hơng Của Cọc STT Lớp Z (m) gI (T/m3) jI(o) Ca (T/m2) hi (m) sv (T/m2) fsi (T/m2) fsihi (T/m) (T/m) 1 5 0.9877 28.9572 0 1.5 3.1838 0.9088 1.3631 1.3631 2 7 0.9877 28.9572 0 2 4.9123 1.4021 2.8042 4.1673 3 10 0.9877 28.9572 0 3 7.3815 2.1069 6.3208 10.4881 4 12 0.9877 28.9572 0 2 9.8508 2.8117 5.6235 16.1116 5 14 0.9474 27.937 0 2 11.7859 3.3219 6.6438 22.7554 6 16 0.9474 27.937 0 2 13.6807 3.8559 7.7119 30.4673 7 18 0.9474 27.937 0 2 15.5755 4.3900 8.7800 39.2473 8 20.3 0.9474 27.937 0 2.3 17.6124 4.9641 11.417 50.6647 9 22 0.9474 27.937 0 1.7 19.5072 5.4982 9.3469 60.0116 10 24 0.9929 30.0373 0 2 21.3054 6.1526 12.305 72.3169 11 26 0.9929 30.0373 0 2 23.2912 6.7261 13.452 85.7691 12 28 0.9929 30.0373 0 2 25.2770 7.2996 14.599 100.3682 13 30 0.9929 30.0373 0 2 27.2628 116.1143 U:chu vi cọc =*0.8=2.513 (m) Qs =u=2.513*116.1143=364.5989 (T) Thành phần sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc Xác định theo phương pháp Terzaghi qp = 1.3*c*Nc +hNq + 0.6 Rp N trong đĩ Rp =0.5(m) bán kính tiết diện ngang cọc; h: chiều sâu đặt mũi cọc =27.55(m); với n=300 Tra bảng trong TCVN 205 Nc=34.242, Nq=19.981, N=9. 1.1x0.74+2.1x1.059+0.951x1.5+0.964x20.3+2x2=21.57 (T/m2) qp=1.3*0*34.242 + 0.9929*36.1* 19.981 + 0.6*0.9929 *0.5*9.7 = 719.08(T/m2) Qp=0.7854x719.08=564.765(T) 9.7.4. Sức chịu tải cho phép của cọc Qa= với FSs=2, FSp=3 (FSs, FSp: là hệ số an tồn theo TCVN 205) Qa==300.55(T) Ta thấy Qa =300.55(T) < Pvl =578.829(T). lấy giá trị sức chịu tải dọc trục của cọc theo cường độ đẩt nền Qa =300.55(T) để tính Xác định số lượng cọc và chọn sơ bộ diện tích mĩng Chọn số lượng cọc: ncọc=1.4x==5.58 chọn 6 cọc khoảng cách giữa các tim cọc là 3D =2.4(m) thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là: Diện tích đài cọc: Fđ =4*6.4=25.6 (m2) Hình 9.5:Bố trí cọc trong đài x1 = x3= x5 = -1.2 (m) x2 = x4= x6 = 1.2 (m) xi2 = 8.64 (m2) y1 = y2= 2.4 (m) y3 =y4= 0 (m) y5 =y6 = -2.4 (m) yi2 = 23.04 (m2) `Kiểm tra lực tác dụng lên cọc : Trọng lượng của đài và đất trên đài =nFđ hm =1.1*25.6*1,45*2.2=89.8(T). Lực dọc tính tốn tại tâm đáy đài Qđ=1198.5+89.8=1288.3(T) Moment tính tốn được xác định tương ứng tại trọng tâm diện tích đáy đài =+*1.4=35.9(T.m) =+1.4*1.4=17.56(T.m) Tải trọng tác dụng lên cọc P(max,min)= =185.163.742.44 Pmax=191.34(T) < Qa=370.55 (T) (Thỏa điều kiện sức chịu tải của cọc) Pmin=178.98(T) > 0 Khơng cần kiểm tra điều kiện sức chống nhổ của cọc. Vậy cọc đủ khả năng chịu lực Kích thước mĩng khối qui ước Hình 9.6: Kích thước khối mĩng qui ước Xác định Chiều dài và rộng của mĩng khối qui ước aqư=a+2Ltg=3.2+2x25*tg6.320=8.74m bqư=b+2Ltg=5.6+2x25*tg6.320=11.14m Diện tích khối mĩng qui ước Fqư=8.74*11.14=97.34m2 Xác định trọng lượng mĩng khối qui ước : Thể tích của khối mĩng qui ước Vqư = 319.7898´49.5 = 15829.5975 m3. Thể tích cọc Vc = 4´0.503´25 = 50.265 (m3). Thể tích đài Vđài =4*6.4 = 25.6 (m3). Thể tích chiếm chỗ của đài cọc và cọc V= Vđài + Vc=25.6 + 50.265=75.865(m3). Thể tích đất trong khối mĩng Vđất = 38.341 * 25 – 75.865= 1065.262 (m3). Khối lượng riêng trung bình của các lớp đất trong khối mĩng qui ước gtb = =0.9776 T/m3. Khối lượng bê tơng Qbt = (75.865) ´(2.5-1) = 113.7975 (T) Khối lượng đất Qđất = 1065.262 ´0.9776 = 1041.4 (T) Trọng lượng của khối mĩng qui ước Qqu = Qbt + Qđất =113.7975 +1041.4 =1155.1975 (T) Tổng lực tác dụng lên khối mĩng qui ước: Ntc = 849.7+1155.1975 = 2004.9 (T) 9.7.9. Ứng suất lớn nhất, nhỏ nhất ở mép khối mĩng qui ước H = Lc + hd = 27.55 (m) Ứng suất trung bình dưới đáy mĩng: == 30.86 (T/m2) Moment tiêu chuẩn tại đáy khối mĩng qui ước = 0.817 + 32.586 x 27.55 = 865.4 (T.m) = 10.068 + 22.55 x 27.55 = 696.72 (T.m) == 35.235 (m3) = = 68.02 (T/m2) = = 2.108(T/m2) Xác định áp lực tiêu chuẩn của đất nền (Theo giáo trình nền mĩng của TS. CHÂU NGỌC ẨN) Rtc=(Abg’II+Bs’vp+DcII) trong đĩ : m: là hệ số làm việc lấy bằng 0.8; =1; b = Bmq; cII, : lực dính và gĩc ma sát của lớp đất bên dưới khối mĩng quy ước ; Gĩc ma sát jII = 28.9673o tra bảng ta được A=1.0595, B=5.2382, D=7.6562. Ưng suất do tải trong bản thân gây ra tại đáy khối mĩng qui ước: s’vp=0.7´0.9507+8.3´0.9853+10.3´0.9391+9.2´0.9893=27.6178 T/m2. Thay vào cơng thức RII= (1.0595´9.710´0.9893+5.2382´27.6178+0´7.6562)=205.2728 T/m2. Vậy ta cĩ stb =30.86 T/m2 < RII = 205.2728 T/m2. smax= 68.02 T/m2 <1.2RII = 246.3374 T/m2. smin= 2.108(T/m2)> 0. Thỏa điều kiện nền cịn làm việc như “vật liệu đàn hồi”. 9.8. Kiểm tra lún của mĩng khối qui ước : Độ lún của mĩng khối qui ước tính theo phương pháp cộng các lớp phân tố Áp lực bản thân đất nền ở đáy mĩng khối qui ước (2+0.74x1.1+1.015x2.1+0.951x1.5+19.3x0.964)=25.94 (T/m2) Ứng suất gây lún ở đáy mĩng khối qui ước Chia lớp đất dưới đáy dài thành nhiều lớp cĩ chiều dầy hi=2m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện thì cho phép tính lún đến độ sâu đĩ Tại vị trí z=2m kể từ mặt mĩng khối qui ước ta cĩ: Bảng9.4: tính lún cho vách Lớp PT Điểm Z (m) 2z/b l/b ko ==2 (T/m2) =* ko (T/m2) =0.9877 (T/m3) 0 0 0 1.6 1 25.94 4.92 Điều kiện 4.920.2*25.94 =5.188 Ta tính lún theo cơng thức : Sgl== (Thỏa điều kiện về tính lún ) 9.9. Kiểm tra xuyên thủng của đài 9.9.1. Kích thước tháp xuyên thủng Kích thước cột : 80 x70 (cm) Cọc ngàm vào đài 1 đoạn 15 (cm) Chiều cao làm việc của đài ho =hđ – 0.15 =1.8-0.15=1.65(m) Kích thước đáy tháp xuyên thủng lt =3.9+2*1.65 = 7.2 (m) ht =0.25 +2*1.65 =3.55 (m) Hình 9.7:Bố trí cọc trong đài 9.9.2. Kiểm tra xuyên thủng Từ hình vẽ ta thấy tháp xuyên thủng bao trùm lên tất cả các đầu cọc nên khơng cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng cột qua đài. 9.9.3. Tính thép cho mĩng : 9.9.4. Sơ đồ tính : Xem đài cọc như một dầm cơng xơn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc Hình 9.8:Bố trí cọc trong đài Moment tại ngàm xác định theo cơng thức : trong đĩ : n là số lượng cọc trong phạm vi cơngxơn; PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục I; Diện tích cốt thép tính theo cơng thức : trong đĩ : M là moment tại tiết diện đang xét; ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đĩ; Ra : cường độ tính tốn của thép; Số liệu tính tốn : bêtơng mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép AII,Ra = 2800 (KG/cm2) Chiều cao đài 1.8 m ; lớp bêtơng bảo vệ 10 cm ; cọc ngàm vào đài Moment lớn nhất tại ngàm theo phương cạnh ngắn là : M1 = ´()*= = ´´=288.8496(T.m) Diện tích cốt thép : 69.468(cm2) Chọn thép 16a190 , fa= 68.374 cm2 Moment lớn nhất tại ngàm theo phương cạnh dài là : M1 = ´(2Pmax+ P1) ==1.875 (m) P1=Pmin+( Pmax - Pmin) P1=178.98+()=190.567(T) M1 = ´(2*191.34+190.567) 1.8752=335.89 Diện tích cốt thép : 80.78(cm2) Chọn thép 18a=130, fa= 78.9 cm2 9.9.5 Tính tốn mĩng cọc chịu tác dụng lực ngang và moment theo [7] Ntt=1198.5(T) Ntc=998.75(T) 22.55(T) 39.1034(T) Lực ngang Hx, Hy tác dụng lên đầu cọc ở đáy đài: Hy (T) Hx (T) TT 6.517 - 4.5 TC 5.43 - 3.758 9.9.5.1. Tính tốn cọc chịu tải trọng ngang theo biến dạng theo điều kiện: trong đĩ: . - chuyển vị ngang (m) và gĩc xoay (radian) của đầu cọc, xác định theo tính tốn. - giá trị giới hạn cho phép của chuyển vị ngang và gĩc xoay của đầu cọc, được qui định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và cơng trình. Chuyển vị ngang (m) và gĩc xoay (radian) của đầu cọc, được xác định theo cơng thức: ; ; với: ; ; ; ; ; trong đĩ: . Eb - mơđun đàn hồi của bêtơng (M.300) Eb = 290´104 T/m2; . bc - chiều rộng qui ước của cọc, d = 0.8m lấy bc = d + 1m = 1.8m; . I - mơmen quán tính tiết diện ngang của cọc m4; . K - hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc và đặc trưng của nĩ được xác định theo Bảng G.1 - TCXD 205 : 1998. Khi tính tốn cọc chịu tải trọng ngang, thực chất cọc chỉ làm việc với một đoạn cọc cĩ chiều dài tính từ đáy của đài cọc gọi là chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang. Chiều sâu ảnh hưởng được xác định theo cơng thức thực nghiệm: m. Do đoạn cọc cĩ chiều sâu ảnh hưởng đi qua 2 lớp đất (lớp 3 và lớp 4) nên hệ số tỷ lệ K sẽ được xác định như sau: T/m4 . abd - hệ số biến dạng (1/m) . A0, B0, C0 - các hệ số khơng thứ nguyên lấy theo Bảng G.2 - TCXD 205 : 1998 phụ thuộc váo chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất m; à A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751; . dHH - chuyển vị ngang của tiết diện bởi lực H0 = QCtt = 1 m/T; . dMM - gĩc xoay của tiết diện bởi mơmen M0 = MCtt = 1 1/(Tm); . dMM - chuyển vị ngang và gĩc xoay của tiết diện bởi mơmen M0 = MCtt = 1 và lực H0 = QCtt = 1: 1/T; . - chuyển vị ngang của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); . - gĩc xoay của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); . H0 - giá trị tính tốn của lực cắt tại đầu cọc, lấy H0 = H = QCtt; . M0 - giá trị tính tốn của mơmen tại đầu cọc; M0 = Mng + QCtt´l0 - chiều dài đoạn cọc (m) từ đáy đài đến mặt đất, cọc đài thấp . Theo sơ đồ bố trí cọc trong đài, theo mỗi phương của đài đều cĩ số lượng hàng cọc là 2 hàng và chiều cao của đài cọc là hđ = 2.5m. Do đĩ cĩ thể xem cọc được ngàm cứng vào đài cọc và loại trừ khả năng xoay của đầu cọc () Tính mơmen ngàm Mng tác dụng tại vị trí cọc và đài. Tm; 9.9.5.2 . Chuyển vị ngang của tiết diện cọc m mm < 10 mm (thoả!); à vậy cọc thoả mãn điều kiện chuyển vị ngang. 9.9.5.3. Kiểm tra lại chuyển vị xoay của đầu cọc Với : (rad); à giá trị chuyển vị xoay của đầu cọc gần bằng 0, nên việc tính tốn đã làm là đúng. 9.9.6. Xác định áp lực tính tốn, mơmen uốn, lực cắt và lực dọc trong tiết diện cọc Mơmen uốn Mz (T.m), lực cắt Qz (T) và lực dọc Nz (T) trong tiết diện cọc được tính tốn theo các cơng thức sau: ; ; A3, B3, C3 và D3 A4, B4, C4 và D4 Các hệ số lấy theo Bảng G.3 - TCXD 205 : 1998 Nz = N; trong đĩ: . ze – chiều sâu tính đổi: (m); . z – chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất tính từ đáy đài cọc đối với cọc đài thấp (m); Các giá trị Mz, Qz được tính trong bảng sau: Z (m) Ze (m) A3 C3 D3 A4 C4 D4 M (T.m) Q (T) 0.00 0.0 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 1.000 -0.2451 0.112 0.24 0.1 0.000 1.000 0.100 -0.005 0.000 1.000 -0.2186 0.111 0.47 0.2 -0.001 1.000 0.200 -0.020 0.000 1.000 -0.1924 0.110 0.71 0.3 -0.005 1.000 0.300 -0.045 -0.001 1.000 -0.1669 0.107 0.95 0.4 -0.011 1.000 0.400 -0.080 -0.003 1.000 -0.1419 0.104 1.18 0.5 -0.021 0.999 0.500 -0.125 -0.008 0.999 -0.1177 0.100 1.42 0.6 -0.036 0.998 0.600 -0.180 -0.016 0.997 -0.0947 0.094 1.65 0.7 -0.057 0.996 0.699 -0.245 -0.030 0.994 -0.0732 0.089 1.89 0.8 -0.085 0.992 0.799 -0.320 -0.051 0.989 -0.0528 0.082 2.13 0.9 -0.121 0.985 0.897 -0.404 -0.082 0.980 -0.0341 0.076 2.36 1.0 -0.167 0.975 0.994 -0.499 -0.125 0.967 -0.0174 0.069 2.60 1.1 -0.222 0.960 1.090 -0.603 -0.183 0.946 -0.002 0.061 2.84 1.2 -0.287 0.938 1.183 -0.716 -0.259 0.917 0.01185 0.054 3.07 1.3 -0.365 0.907 1.273 -0.838 -0.356 0.876 0.02386 0.047 3.31 1.4 -0.455 0.866 1.358 -0.967 -0.479 0.821 0.034 0.040 3.55 1.5 -0.559 0.811 1.437 -1.105 -0.630 0.747 0.04251 0.033 3.78 1.6 -0.676 0.739 1.507 -1.248 -0.815 0.652 0.04956 0.026 4.02 1.7 -0.808 0.646 1.566 -1.396 -1.036 0.529 0.05511 0.020 4.25 1.8 -0.956 0.530 1.612 -1.547 -1.299 0.374 0.05887 0.014 4.49 1.9 -1.118 0.385 1.640 -1.699 -1.608 0.181 0.0615 0.008 4.73 2.0 -1.295 0.207 1.646 -1.848 -1.966 -0.057 0.06265 0.003 5.20 2.2 -1.693 -0.271 1.575 -2.125 -2.849 -0.692 0.06192 -0.006 5.67 2.4 -2.141 -0.941 1.352 -2.339 -3.973 -1.592 0.05556 -0.013 6.15 2.6 -2.621 -1.877 0.917 -2.437 -5.355 -2.821 0.0503 -0.017 6.62 2.8 -3.103 -3.108 0.197 -2.346 -6.990 -4.445 0.04139 -0.020 7.09 3.0 -3.541 -4.688 -0.891 -1.969 -8.840 -6.520 0.03155 -0.021 8.27 3.5 -3.919 -10.340 -5.854 1.074 -13.692 -13.826 0.00876 -0.016 9.46 4.0 -1.614 -17.919 -15.076 9.244 -15.611 -23.140 -0.0013 0.001 * SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG Các ưu khuyết điểm của hai loại phương án mĩng : * Mĩng cọc ép : Ưu điểm : giá thành rẻ so với các loại cọc khác (cùng điều kiện thi cơng giá thành mĩng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi cơng nhanh chĩng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc do sản xuất cọc từ nhà máy (cọc được đúc sẵn) , phương pháp thi cơng tương đối dễ dàng, khơng gây ảnh hưởng chấn động xung quanh khi tiến hành xây chen ở các đơ thị lớn ; cơng tác thí nghiệm nén tĩnh cọc ngồi hiện trường đơn giản . Tận dụng ma sát xung quanh cọc và sức kháng của đất dưới mũi cọc . Khuyết điểm : sức chịu tải khơng 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 cơng gặp khĩ khăn khi đi qua các tầng laterit , lớp cát lớn , thời gian ép lâu . * Mĩng cọc khoan nhồi : Ưu điểm : sức chịu tải của cọc khoan nhồi rất lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , cĩ thể mở rộng đường kính cọc 60cm ®250cm , và hạ cọc đến độ sâu 100m . Khi thi cơng khơng gây ảnh hưởng chấn động đối với cơng trình xung quanh . Cọc khoan nhồi cĩ chiều dài > 20m lượng cốt thép sẽ giảm đi đáng kể so với cọc ép . Cĩ khả năng thi cơng qua các lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà các loại cọc khác khơng thi cơng được . 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 cơng nghệ khoan tạo lỗ. Biện pháp kiểm tra chất lượng thi cơng cọc nhồi thường phức tạp và tốn kém , thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi rất phức tạp . Cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi địi hỏi trình độ kỹ thuật cao . * Tĩm lại : ta chọn phương án MĨNG ÉP làm giải pháp nền mĩng cho cơng trình vì đây là phương án kinh tế hơn . ._.