Thiết kế công trính chung cư A4 Phan Xích Long

PHẦN 1: KIẾN TRÚC THUYẾT MINH PHẦN KIẾN TRÚC I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH. 1. Chức năng của công trình. Công trình chung cư do một tổ chức đầu tư, công trình được xây dựng trên nền đất cũ của phường 2&7 Q.PHÚ NHUẬN . Đây là công trình nằm trong kế hoạch đầu tư và phát triển của tổng công ty. Công trình làm căn hộ bán và cho thuê. 2. Nhiệm vụ của công trình. Hiện nay trong thành phố diện tích đất để xây dựng ngày càng hạn hẹp, vì thế rất khó khăn cho các người dân có thu nhập thấp có thể mua đất nói riêng và nhà ở nói chung ngay trong lòng thành phố, nhất là các phố chính gần trung tâm. Vì thế sự ra đời của công trình góp phần giải quyết vấn đề thiếu thốn về nhà làm việc cho các công ty và doanh nghiệp. Hơn nữa đây là công trình do tổng công ty làm chủ đầu tư, việc cho thuê và bán căn hộ sẽ đem lại lợi nhuận cho tổng công ty. 3. Vị trí quy mô công trình. - Công trình nằm ở phường 2&7.PHÚ NHUẬN,4 phía đều giáp với nhà dân xung quanh khu vực. - Diện tích đất xây dựng công trình là 1500m2, trong đó diện tích đất xây dựng là 1350m2. Công trình có 10 tầng thuật. các kích thước khác của công trình: Chiều cao nhà: 37m Chiều rộng nhà: 61.2m Chiều cao tầng: 3.2m Riêng tầng 1 cao 4.5m. II. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH. 1.Giải pháp mặt bằng. - Công năng chính của công trình là thõa mãn về nhu cầu văn nhà ở cho dân . Vì vậy mặt bằng của công trình được bố trí hợp để đáp ứng tối đa công năng của công trình. - Công trình có 1 tầng bố trí làm chỗ để xe, phòng kỹ thuật điện, phòng điều hòa trung tâm, phòng an ninh. Các khu được tách rời nhau bằng tường xây đảm bảo cách ly riêng biệt. - Tầng 1 có bố trí văn phòng quản lý toàn bộ ngôi nhà, các khu được cách rời nhau bởi một sảnh ở giữa có xây cách ly riêng biệt. Diện tích mặt bằng để xây dựng từ tầng 2đến tầng 10 là 1450m2. - Từ tầng 1 đến tầng 10 được dành để cho thuê và bán. Mặt bằng thu hẹp lại là 1080m2. Các tầng đều tận dụng diện tích thừa ở phần mái tầng trên nó làm lan can có mái che, trồng cây cảnh tạo sự thông thoáng cho công trình. Tất cả các công trình đều có khu vệ sinh chung được bố trí phía trong vách thang máy, gần thang máy và thang bộ. Phía trước nhà được bao quanh bằng của kính, phía sau nhà - Tầng kỹ thuật là tầng bố trí phòng điều khiển thang máy, phòng thang máy đặt ngay trên hai thang máy phía dưới. Xung quanh tầng chỉ có cửa sổ và cửa vào phòng kỹ thuật. - Mái nhà đổ bê tông cốt thép, có tường chắn mái xung quanh bằng bê tong. * Ngoài ra trong tất cả các tầng, phía trong vách thang máy có bố trí các phòng kỹ thuật như điện nước, phòng điều hòa, phòng thu rác chung cho cả tầng và khu vệ sinh chung. Việc bố trí các khu kỹ thuật gần hệ thống thang máy và thang bộ cung như khu vệ sinh là rất hợp lý, thuận tiện cho quá trình vận chuyển và xử lý. 2.Giải pháp mặt đứng. - Công trình nằm gần trung tâm thành phố, là nơi tập trung đông dân cư nên giải pháp mặt đừng là rất quan trọng ảnh hưởng đến mỹ quan chung của khu phố, mặt khác nó cũng là yếu tố thu hút đối với khách hàng đặc biệt đối với người cóthu nhập thấp có chổ ở. - Toàn bộ công trình bao bọc bằng các tường cột và của kính và cửa sổ bằng kính màu. Giải pháp này rất thích hợp với công năng cho căn hộ của công trình. Việc lắp kính màu làm cho công trình chở nên đẹp và sang trọng. Hơn nữa với khí hậu Việt Nam rất nắng nóng về mùa hè nên lắp kính màu sẽ giảm khả năng hấp thụ ánh sáng làm mát mẻ khu vực trong nhà. - Từ tầng 2 đến tầng 10 mặt bằng được mở rộng ra, tạo độ cong ở góc, xung quanh có vách kính bao che tạo cho công trình sự mềm mại và làm cho công trình đẹp hơn. - Sự chênh lệch giữa chiều cao và chiều rộng là không lớn nên nhìn mặt dứng công trình rất chắc chắn. 3.Giải pháp mặt cắt. - Việc lựa chọn giải pháp mặt cắt phải lựa chọn dựa trên giải pháp mặt bằng và mặt đứng đã chọn, mặt cắt phải hợp khối với mặt bằng và mặt đứng. - Do chiều rộng của nhà lớn nên chiều cao của nhà cũng cần tương đối lớn, vì thế chiều cao nhà và các cấu kiện cũng phải tương ứng, thống nhất với công năng của tầng. - Tầng 2-10 dùng làm căn hộ nên chiều cao 3.2m là hợp lý, với hệ thống dầm bẹt và trần giả hiện đại tạo sự thông thoáng rộng rãi cho căn phòng. Ngoài vách kính còn bố trí cửa sổ bao quanh, chiều cao cửa sổ là 1.8m và chiều cao cửa là 2.2m cân đối với chiều cao tầng. 4 .Giải pháp kết cấu móng. - Đây là công trình cao tầng nên tải trọng tác dụng lên công trình là rất lớn như tải trọng bản than, tải trọng gió, động đất. Vì thế giải pháp móng quyết định đến khả năng chịu lực của công trình. Việc lựa chọn phương án móng phải dựa vào số liệu địa chất, vị trí công trình. - Các lớp địa chất của công trình khảo sát được như sau: +, Lớp 1: đất lấp dầy 0.4m +, Cát nhỏ chặt vừa dày 16.3m +, Lớp 3: cát hạt nhỏ chặt vừa dày 8.8m +, Lớp 4: Cát pha Lớp 2: Đất sét pha dẻo mềm dày 8.2m +, Lớp 5: Sét pha dẻo cứng dày 6.4m +, Lớp 6: Cát hạt trung chặt dày 14.2m +, Lớp 7: Cuội sỏi Theo số liệu địa chất lớp cuội sỏi nằm ở độ sâu 54.3m. Mặt khác công trình nằm trong long thành phố, xung quanh là nhà dân và đường phố nên lựa chọn phương án móng cọc khoan nhồi. 5.Giải pháp kết cấu phần thân. Ở nước ta: là nước nhiệt đới hàng năm thường có mưa bão theo mùa với cấp độ lớn, vì thế tải trọng gió tác dụng lên công trình xây dựng đặc biệt là nhà cao tầng là rất lớn. Vì thế khi thiết kế ngoài tải trọng bản than còn phải xét tới tải trọng gió, tải trọng động đất. Với nhà bê tông cốt thép thì kết cấu khung là kết cấu được ứng dụng nhiều nhất vì khă năng chịu lực tốt và dễ thi công. Khả năng chịu tải trọng thẳng đứng của kết cấu khung là rất tốt, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang của nhà là không lớn do độ cứng của nhà theo phương ngang là bé. Vì vậy để công trình chịu lực theo hai phương đều tốt ta chọn kết cấu khung vách cho công trình. Lợi dụng vách để bố trí thang máy và thang bộ. Sự kết hợp giữa khung và vách của công trình sẽ hạn chế biến dạng ngang. Hệ thống lưới cột được bố trí bao quanh công trình, với bước cột lờn nhất là 4.5m. Vách được bố trí giữa công trình tạo độ cứng chung cho toàn công trình. 6.Giải pháp kết cấu sàn. Với kết cấu khung vách đã chọn thì giải pháp kết câu sàn được chọn là sàn sườn toàn khối, chủ yếu là bản kê bốn cạnh. Kích thước ô sàn lớn nhất là 6x4.5m. III. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA CÔNG TRÌNH. 1.Giải pháp giao thông cho công trình. 1.1. Giao thông theo phương ngang. Tầng trệt: mặt bằng tầng rộng nên việc đi lại là rất dễ, có hành lang dẫn thẳng đến thang máy và thang bộ. Tầng 2-10 mặt bằng để trống chưa bố trí, nhưng tất cả các tầng đều có hệ thống hành lang dẫn từ thang máy thang bộ vào trong tầng. 1.2. Giao thông theo phương đứng. Công trình có 4 thang máy và 1 thang bộ được bố trí ở giữa mặt bằng công trình bắt đầu từ tầng hầm thuận tiện cho việc đi lại trong công trình. Ba thang máy đều có kích thước giống nhau là 2.3x2.1m. Thang bộ có ba vế, trong đó hai vế 1 và vế hai mỗi vế rộng 1.5m với 8 bậc thang còn vế thứ ba có bốn bật đảm bảo độ rộng đủ đi lại. Ngoài ra phía sau nhà có bố trí thang thoát hiểm bằng sắt hai vế, mỗi vế rộng 0.9m với 10 bậc thang nhằm thoát hiểm kịp thời khi gặp sự cố. Ngoài ra phía ngoài công trình còn có bậc thang dẫn từ mặt đất lên tầng 1, được bố trí trước cửa ra vào. 2.Giải pháp chiếu sáng cho công trình. Chiếu sáng tự nhiên là rất quan trọng, tuy nhiên do mặt bằng rộng nên cần thiết phải thiết kế tốt các biện pháp chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo chiếu sáng tốt cho toàn công trình. 2.1.Chiếu sáng tự nhiên. Tầng 2-10 được bao bọc xung quanh bằng kính nên có thể tận dụng được ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên do thời tiết nước ta rất nóng, có nhiều nắng về mùa hè, sử dụng kính màu và có hệ thống rèm che nắng cho các tầng. 2.2. Chiếu sáng nhân tạo. Chiếu sáng nhân tạo được thực hiện qua hệ thống đèn đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu về chiếu sáng cho công trình. Đèn được bố trí đều trong các phòng ngay trong hệ thống trần giả. Ngoài ra tại các vị trí giao thông đi lại trong tầng cũng như hành lang cầu thang, phía ngoài công trình: cổng công trình cũng được bố trí đầy đủ phục vụ cho việc đi lại kiểm tra, bảo vệ công trình. 3.Giải pháp thông gió cho công trình. Giải pháp thông gió có kết hợp thông gió tự nhiên và thông gió nhân tạo. thông gió tự nhiên thực hiện qua các cửa ra vào và cửa sổ tại các tầng. thông gió nhân tạo nhờ máy điều hòa đặt tại các tầng, mỗi tầng có một phòng kỹ thuật quản lý điều hòa cho công trình. 4.Giải pháp cứu hỏa,thoát nạn. Đối với nhà cao tầng do chiều cao lớn nên khi gặp sự cố, đặc biệt là hỏa hoạn cần sơ tán người ra khỏi nhà gặp rất nhiều khó khăn và mất thời gian vì vậy phải nghiên cứu kỹ lưỡng về giải pháp thoát nạn cho mọi người trong công trình. Để thực hiện việc này hệ thống thang bộ được đặt giữa công trình thuận tiện cho mọi người di chuyển, đảm bảo khoảng cách không quá xa khi di chuyển. Phía sau công trình bố trí thang sắt thoát hiểm đủ rộng để thoát nạn khi gặp sự cố. Một vấn đề cần quan tâm nữa ngoài việc thoát nạn đó là việc khắc phục và sử lý sự cố. Bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang. 5.Giải pháp cấp thoát nước cho công trình. 5.1.Giải pháp cấp nước cho công trình. Nguồn nước cấp cho công trình được lấy từ mạng cấp nước thành phố. Phía ngoài công trình bố trí 3 bể nước mái có dung tích 48m3 bể được ngăn thành hai nữa đều nhau và một bên dùng để chứa nước sinh hoạt chung cho công trình còn một bên dùng để chứa nước phòng cháy chữa cháy cho công trình lúc gập sự cố. Nguồn nước thành phố được dồn tập trung vào bể rồi từ bể chuyển tới các tầng. 5.2. Giải pháp thoát nước cho công trình. - Hệ thống thoát nước mưa: trên mái và tầng 10 có tạng máng thoát nước, ở cuối máng thoát nước có phễu thu nước dẫn nước xuống rãnh thoát nước dưới đất. - Đường thoát nước thải: được tập trung về một vị trí từ các ống nhánh sau đó đưa xuống dưới. Việc thoát nước được tập trung dễ dàng nhờ việc bố trí các khu vệ sinh hợp khối theo các tầng. Hệ thống thoát phân được tập trung tại bể phốt của công trình để xử lý, sau đó được thải ra hệ thống thải của thành phố. 6.Giải pháp cấp điện cho công trình. Nguồn điện cấp cho công trình được lấy từ mạng điện thành phố, nguồn điện tiêu thụ của công trình là nguồn 3 pha 4 dây 380/220V. Trước khi dẫn điện vào công trình lắp một đồng hồ tổng, tại mỗi tầng bố trí các đồng hồ điện riêng. Để đề phòng thành phố mất điện hoặc mất điện theo khu vực bố trí thêm máy phát điện đặt ở tầng 1 đủ cung cấp cho tòa nhà. 7.Các giải pháp kỹ thuật khác. - Tại mỗi tầng bố trí phòng rác chung cho cả tầng, trong đó có đường ống đổ rác thông suốt xuống tầng 1. phòng rác được đặt hợp khối với các phòng kỹ thuật khác, gần với khu vệ sinh. Kết luận: Công trình chung cư A4 PHAN XÍCH LONG sẽ đáp ứng đấy đủ nhu cầu về sử dụng cũng như nhu cầu thẩm mỹ của người dân, những doanh nghiệp khó tính nhất. Công trình hoàn thành sẽ phục vụ một diện tích lớn căn hộ giải quyết vấn đề nhà ở cho thành phố. Đồng thời công trình góp phần tạo nên vẻ đẹp hiện đại của những tòa nhà cao tầng trong long thành phố. PHẦN 2: KẾT CẤU CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN DẦM SÀN ĐIỂN HÌNH I. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM SÀN. 1.Xác định kích thước dầm. - Chiều cao dầm chọn sơ bộ theo công thức: hd = ld: nhịp dầm đang xét. md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng. md = 12÷16 Đối với dầm chính md = 16÷20 Đối với dầm phụ - Bề rộng dầm chọn sơ bộ theo công thức bd = (0.25÷0.5)hd - Chiều cao dầm chọn sơ bộ trong bảng sau: Chiều dày bản sàn: 10cm. Dầm phụ sơ bộ chọn kích thước 20´35cm. Dầm chính sơ bộ chọn kích thước 25´40cm (ứng với nhịp 4,2m và 4,0 m); 25´50cm (ứng với nhịp 6m). Hệ dầm được bố trí như hình vẽ. Bản được xem như ngàm lên dầm khung, dầm phụ .Có một số ô được xem là kê lên dầm môi . 2.Xác định chiều dày bản sàn. Chiều dày bản sàn chọn sơ bộ theo công thức: hS = l: độ dài cạnh ngắn của sàn. D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng mS = 30÷35 đối với bản dầm mS = 40÷45 đối với bản kê 4 cạnh. Chiều dày sàn chọn trong bảng sau: ký hiệu ô sàn cạnh ngắn ln cạnh dài ld tỉ số ln/ld loại sàn hệ số ms chiều dày sàn chọn mm S1 3600 4500 1.25 sàn 2 phương 0.8 45 64.00 100 S2 3000 4500 1.5 sàn 2 phương 0.8 45 53.33 100 S3 3000 3500 1.167 sàn 2 phương 0.8 45 53.33 100 S4 3600 5200 1.444 sàn 2 phương 0.8 45 64.00 100 S5 2000 3600 1.8 sàn 2 phương 0.8 45 35.56 100 S6 2000 3600 1.8 sàn 2 phương 0.8 45 35.56 100 S7 3600 4500 1.25 sàn 2 phương 0.8 45 64.00 100 S8 4500 6000 1.333 sàn 2 phương 0.8 45 80.00 100 S9 1800 2000 1.111 sàn 2 phương 0.8 45 32.00 100 S10 3600 6500 1.806 sàn 2 phương 0.8 45 64.00 100 S11 1100 4500 4.091 sàn 1 phương 0.8 35 25.14 100 S12 1500 3600 2.4 sàn 1 phương 0.8 35 34.29 100 S13 1500 4500 3 sàn 1 phương 0.8 35 34.29 100 Và hS = 10 cm, chọn hO = 1.5 cm. Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (vệ sinh, mái…) cấu tạo sàn có thêm lớp chống thấm. *Nguyên tắc phân chia các ô sàn: - Bố trí các dầm chính đi qua các cột nằm trên các trục chính - Bố trí dầm phụ vào hai vị trí: + Bố trí ngay dưới tường xây ( nến ô sàn nhịp >4m), nếu ô sàn nhịp<4m xây trực tiếp tấm tường lên đó mà không cần dầm phụ. + Ô bản không có tường xây chia ô bản lớn thành các ô bản nhỏ. Để giảm quá trình tính toán, mặt khác nghiêng về an toàn thì các ô sàn có diện tích thay đổi không quá 30% ta sẽ cho chúng cùng một loại ô. Lấy ô sàn có diện tích lớn nhất và hoạt tải lớn nhất để tính nội lực, sau đó bố trí cốt thép cho tất cả các ô sàn nằm trong nhóm đó nhờ vào kết quả tìm được của ô bản được chọn tính. II.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN. 1.Tải trọng thường xuyên. Các lớp cấu tạo sàn: - Gạch lát nền dày 1cm. - vữa lót sàn dày 2 cm. - Bản BTCT dày 15 cm. - Vữa trát trần dày 1 cm. - Trọng lượng bản thân sàn: gS = ∑γi x ni x δi (daN/m2). 2.Một số tải trọng khác. Tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn Bảng 1 : phòng ngủ,phòng bếp, phòng khách, ban công Stt Thành phần cấu tạo sàn hi (m) gi (KG/m3 ) n gi (KG/m2 ) 1 Lớp gạch cremic 0.01 1800 1.2 21.6 2 Vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2 3 Đan bê tông cốt thép dày 0.1 2500 1.1 275 4 Vữa trát trần 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng Gtt 371.8 Để tiện cho việc tính toán ta chọn Gtt=372 (KG/m2) B ảng 2 : Phòng vệ sinh Stt Thành phần cấu tạo hi (m) gi (KG/m3 ) n gi (KG/m2 ) 1 Lớp gạch nhám 0.02 1800 1.2 43.2 2 Vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2 3 Đam BTCT dày 0.1 2500 1.1 275 4 Vữa trát trấn 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng Gtt 393.8 Để tiện cho việc tính toán ta chọn Gtt=394 (KG/m2) Hoạt tải: ptt = ptc x n. Giá trị hoạt tải s ử dụng và hệ số tin cậy lấy theo TCVN 2737-1995 Bảng 3 : Hoạt tải tác động TT Loại phòng Hoạt tải (KG/cm2) ptc n ptt 1 2 3 -phòng ng ủ, phòng khách -Phòng v ệ sinh, bếp -Ban công 150 150 200 1,2 1,2 1,2 180 180 240 III.CÔNG THỨC TÍNH TOÁN. 1.Sàn bản kê 4 cạnh. Khi L2/L1 £ 2. thuộc loại bản kê 4 cạnh, bản làm việc theo hai phương. - Tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi: tùy theo điều kiện liên kết bản với các tường hay dầm bê tông cốt thép xung quanh mà chọn sơ đồ tính bản cho thích hợp ( có 11 ô bản) + Mô men (+) lớn nhất ở giữa bản. M1 = mi1 x p (KGm/m) M2 = mi2 x p (KGm/m) + Mô men âm lớn nhất ở gối MI = ki1 x p (KGm/m) MII = ki2 x p (KGm/m) Mi1,mi2, ki1, ki2 : hệ số tra bảng. Các công thức tính toán: * Ở nhịp: Theo phương cạnh ngắn: A1= γ1 = Fa1= m1 = Theo phương cạnh dài: A2= Γ2 = Fa2= m2 = * Ở gối Theo phương cạnh ngắn: AI= γI = FaI= mI = Theo phương cạnh dài: AII= γII= FaII= mII = 2.Sàn bản dầm. Khi a = L2/L1 > 2 bản thuộc loại bản dầm làm việc theo phương cạnh ngắn. Cắt dải bản có bề rộng b = 1m ra để tính. Tải trọng tác dụng lên sàn: q = gtt + ptt Trường hợp 1: Hai đầu ngàm Mgối = - kgm Mnhịp = kgm Trường hợp 2: Một đầu ngàm một đầu tự do Mgối = - ( kgm) Mnhịp = (kgm) Trường hợp 3: Dạng consle Mgối = - (kgm) IV.TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ĐỘ VÕNG. 1.Tính momen sàn 1 và 2 phương. Momen sàn 1 phương. Sàn 18 là ban công tính như consle, các sàn còn lại tính với hai đầu là ngàm. tính tải trọng tác dụng lên từng ô sàn: STT Chức năng ptc (daN/m2) n ptt (daN/m2) gS kg/m2 qS kg/m2 S1 P. NGỦ 150 1.2 180 372 552 S2 P.KHÁCH 150 1.2 180 372 552 S3 P. NGỦ 150 1.2 180 372 552 S4 P.KHÁCH 150 1.2 180 372 552 S5 P.BẾP 150 1.2 180 372 552 S6 P.VỆ SINH 150 1.2 180 394 574 S7 P.BẾP 150 1.2 180 372 552 S8 Ô. TH,MÁY 150 1.2 180 372 552 S9 P.VỆ SINH 150 1.2 180 394 574 S10 Ô TRỐNG 150 1.2 180 372 552 S11 B.CÔNG 200 1.2 240 372 612 S12 P.VỆ SINH 150 1.2 180 394 574 S13 B.CÔNG 200 1.2 240 372 612 Momen tác dụng lên sàn 1 phương: STT q (kg/m2) l (m) Mn kgm/m Mg kgm/m S11 612 1.1 30.855 -61.710 S13 612 1.5 57.375 -114.750 Momen tác dụng lên sàn bản kê 4 cạnh: STT q (kg/m2) ln (m) ld (m) ld/ln mi1 mi2 ki1 ki2 S1 552 3.6 4.5 1.25 0.044 0.0282 0.05 0.037 S2 552 3 4.5 1.50 0.048 0.0214 0.05 0.021 S3 552 3 3.5 1.17 0.041 0.0314 0.05 0.035 S4 552 3.6 5.2 1.44 0.048 0.0225 0.05 0.022 S5 552 2 3.6 1.80 0.049 0.0148 0.04 0.013 S6 574 2 3.6 1.80 0.049 0.0148 0.04 0.013 S7 552 3.6 4.5 1.25 0.044 0.0282 0.05 0.037 S8 552 4.5 6 1.33 0.046 0.0261 0.05 0.026 S9 574 1.8 2 1.11 0.04 0.033 0.05 0.037 S10 552 2 3.6 1.80 0.049 0.0148 0.04 0.013 S12 574 1.5 3 2 0.047 0.0118 0.04 0.009 2.Tính cốt thép sàn. Tính toán cốt thép cho sàn. Giả thiết ho = 2cm Để tránh phá hoại giòn nên phải bảo đảm m = ³ mmin. hoặc m = ³ mmin Theo TCVN mmin = 0,05%, thường lấy mmin = 0,1%. Hợp lý nhất khi m = 0,3% ¸ 0,9% đối với sàn.[Sàn BTCT toàn khối. Trường Đại Học Xây Dựng. GS. PTS Nguyễn Đình Cống. NXB KHKT. Hà Nội 1996] Bảng tính thép sàn 1 phương. STT Ký hiệu Momen ho A a Fa cm2 Fa chọn Dt m % Kết luận S11 mn 30.855 8 0.004 0.004 0.149 f6 a200 1.4 0.89 Thỏa mg 61.71 8 0.009 0.009 0.298 f6 a200 1.4 0.79 Thỏa S13 mn 57.375 8 0.008 0.008 0.277 f6 a200 1.4 0.80 Thỏa mg 114.75 8 0.016 0.016 0.556 f6 a200 1.4 0.60 Thỏa Bảng tính thép sàn 2 phương STT Tiết diện Momen ho A a Fa cm2 Fa chọn dt m % Kết luận S1 Nh L1 393.466 8 0.056 0.058 1.948 f6 a140 2.02 0.0358 Thỏa Nh L2 252.176 8 0.036 0.036 1.235 f6 a200 1.4 0.1179 Thỏa G L1 422.976 8 0.060 0.062 2.099 f8 a200 2.5 0.1606 Thỏa G L2 328.186 8 0.047 0.048 1.616 f8 a200 2.5 0.3534 Thỏa S2 Nh L1 357.696 8 0.051 0.052 1.766 f6 a140 2.02 0.1259 Thỏa Nh L2 159.473 8 0.023 0.023 0.776 f6 a200 1.4 0.446 Thỏa G L1 345.773 8 0.049 0.050 1.705 f8 a200 2.5 0.3179 Thỏa G L2 153.511 8 0.022 0.022 0.746 f8 a200 2.5 0.7015 Thỏa S3 Nh L1 239.954 8 0.034 0.035 1.174 f6 a200 1.4 0.1614 Thỏa Nh L2 181.994 8 0.026 0.026 0.887 f6 a200 1.4 0.3667 Thỏa G L1 267.196 8 0.038 0.039 1.310 f8 a200 2.5 0.476 Thỏa G L2 202.28 8 0.029 0.029 0.987 f8 a200 2.5 0.6052 Thỏa S4 Nh L1 490.838 8 0.070 0.072 2.448 f8 a200 2.5 0.0207 Thỏa Nh L2 232.502 8 0.033 0.034 1.137 f6 a200 1.4 0.1879 Thỏa G L1 484.638 8 0.069 0.071 2.416 f8 a200 2.5 0.0335 Thỏa G L2 230.436 8 0.033 0.033 1.127 f8 a200 2.5 0.5494 Thỏa S5 Nh L1 192.758 8 0.027 0.028 0.940 f6 a200 1.4 0.3287 Thỏa Nh L2 58.821 8 0.008 0.008 0.284 f6 a200 1.4 0.7972 Thỏa G L1 168.117 8 0.024 0.024 0.818 f8 a200 2.5 0.6727 Thỏa G L2 52.065 8 0.007 0.007 0.251 f8 a200 2.5 0.8995 Thỏa S6 Nh L1 200.441 8 0.028 0.029 0.978 f6 a200 1.4 0.3016 Thỏa Nh L2 61.165 8 0.009 0.009 0.295 f6 a200 1.4 0.789 Thỏa G L1 174.817 8 0.025 0.025 0.851 f8 a200 2.5 0.6595 Thỏa G L2 54.14 8 0.008 0.008 0.261 f8 a200 2.5 0.8955 Thỏa S7 Nh L1 393.466 8 0.056 0.058 1.948 f6 a140 2 0.0261 Thỏa Nh L2 202.176 8 0.029 0.029 0.986 f6 a200 1.4 0.2954 Thỏa G L1 422.976 8 0.060 0.062 2.099 f8 a200 2.5 0.1606 Thỏa G L2 328.186 8 0.047 0.048 1.616 f8 a200 2.5 0.3534 Thỏa S8 Nh L1 680.367 8 0.097 0.102 3.446 f8 a140 3.6 0.0426 Thỏa Nh L2 383.994 8 0.055 0.056 1.899 f6 a140 2.02 0.0597 Thỏa G L1 706.45 8 0.100 0.106 3.586 f8 a140 3.6 0.0038 Thỏa G L2 390.485 8 0.055 0.057 1.933 f8 a200 2.5 0.227 Thỏa S9 Nh L1 52.499 8 0.007 0.007 0.253 f6 a200 1.4 0.819 Thỏa Nh L2 68.191 8 0.010 0.010 0.329 f6 a200 1.4 0.7647 Thỏa G L1 92.918 8 0.013 0.013 0.450 f8 a200 2.5 0.8201 Thỏa G L2 76.87 8 0.011 0.011 0.372 f6 a200 2.5 0.8514 Thỏa S10 Nh L1 192.758 8 0.027 0.028 0.940 f6 a200 3 0.6867 Thỏa Nh L2 58.821 8 0.008 0.008 0.284 f8 a200 1.4 0.7972 Thỏa G L1 168.117 8 0.024 0.024 0.818 f8 a200 2.5 0.6727 Thỏa G L2 52.065 8 0.007 0.007 0.251 f8 a200 2.5 0.8995 Thỏa S12 Nh L1 112.176 8 0.016 0.016 0.544 f8 a170 3 0.8188 Thỏa Nh L2 30.497 8 0.004 0.004 0.147 f6 a200 1.4 0.895 Thỏa G L1 101.254 8 0.014 0.014 0.490 f8 a200 2.5 0.8039 Thỏa G L2 23.989 8 0.003 0.003 0.116 f8 a200 2.5 0.9 Thỏa 3.Tính toán và kiểm tra độ võng sán. Tính toán về biến dạng cần phân biệt 2 trường hợp, 1 là khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt và hai là bê tông vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành. Đồ án này chỉ xác định độ võng f của sàn theo trường hợp 1. Điều kiện về độ võng: f < [f] – TCVN5574-1991 Chọn ô sàn có diện tích lớn nhất để tính. Diện tích lớn nhất là 6000X4500. [f] = = = 18 Độ võng của sàn tính theo công thức. f = bxMxCxl2/B Trong đó: C = 2: hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến M = = = 298.08 kg.m b = 1/384 B = kd x Eb x Jth Kd = 0.85 hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến. Eb = 2.9x105 (daN/cm2) Jth = = m4 Þ B = = 0.0073 F = =2756.22 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ I.Tải trọng : 1.Tĩnh tải : - Sơ bô chọn chiều dày bản cầu thang la : h=12cm ( g = 2500 kg/m3) n=1.1. - Lớp vữa trát trần : h=1.5cm ( g = 1800 kg/m3) n=1.2. - Lớp vữa lót : h=2cm ( g = 1800 kg/m3) n=1.2. - Lớp gạch bông : h=2cm ( g = 1800 kg/m3) n=1.2. - Lớp gạch xây bậc thang : h=2cm ( g = 1600 kg/m3) n=1.1. + Kích thước của bản thang : 2hb+lb = 60 ¸65 cm + Chọn h = 15 cm Þ b=60-2x16=28 ¸62.5 cm ch 1.1. Thành phần cấu tạo của các lớp bậc cầu thang - Chiều dày tương đương lớp thứ i theo phương của bản nghiêng dtdi Gbn = å gi x ngi =å ditd x gi x ngi + Chiều dày tương đương của lớp gạch bông : dtd1 = = =0.027 m + Chiều dày tương đương của lớp vữa : dtd2 = = =0.027 m + Chiều dày tương đương của lớp vữa : dtd2 = = = 0.067 m Vậy tải trọng của các lớp cấu tạo bật thang là: STT Thành phần cấu tạo hi (m) gi(Kg/m3) HSVT n gi (kg/m2) 1 Lớp gạch bông 0.027 1800 1.2 58.32 2 Lớp vữa lót 0.027 1800 1.2 58.32 3 Bật thang 0.067 1600 1.2 128.64 4 Đan BTCT dày 0.1 2500 1.1 275 5 Lớp vữa trát trần 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 552.68 Trọng bật thang theo phương thẳng đứng: g2 = = = 620.988 (kg/m2). - Trọng lượng của lan can :glc = 30 (kg/m) ,quy tải lan can trên đơn vị m2 bản thang. glc=30/1.2=25 (kg/m2) 1.2. Thành phần cấu tạo của các lớp bản chiếu nghĩ Trọng lượng bản thân bản thang tính theo công thức sau: G bn = å gi x ngi =å di x gi x ngi Vậy tải trọng của các lớp cấu tạo bản thang là: STT Thành phần cấu tạo hi (m) gi(Kg/m3) HSVT n gi (kg/m2) 1 Lớp gạch bông 0.02 1800 1.2 43.2 2 Lớp vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2 4 Đan BTCT dày 0.12 2500 1.1 330 5 Lớp vữa trát trần 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 448.8 Þ Tải trọng tính toán trên 1m dài cầu thang là: -Do bậc thang : g1 = 552.68 Kg/m . -Do bản chiếu nghĩ : g12 = 448.8 Kg/m 2.Hoạt tải : Tra theo qui phạm TCVN 2737-1995 : ptc = 400 kg/m2 và np =1.2. Þ ptt = n.ptc = 1,2.400 = 480 kg/m2. Tổng tải tác dụng lên cầu thang là: Bật thang : q ‘2 = g2 + p + glc = 620.988 + 480 +25 = 1125.988 kg/m2 Chiếu nghĩ :q ‘1 = g2 + p= 448.8 + 480= 928.8 kg/m2 = 928.8 kg/m2 II.Tính nội lực: 1.Sơ đồ tính. Cắt dãy bản có bề rộng b = 1m ra để tính. Ta có tải trọng tác dụng trên 1m dài: + Bật thang: q2 = q ‘2 x l = 1125.988 x1.5 = 1688.98 kg/m + Chiếu nghĩ; q1 = = = 1558.389 kg/m Xét tỷ số hd/ hs = á 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghĩ được xem là liên kết khớp ,từ đó ta có sơ đồ tính như hình vẽ dưới đây. Q5=Q6 = = =844.49 KG Q2 = = =3802.926Kg Q1= = =3601.597 Kg Tương tự như vế cầu thang 1 ta cũng có sơ đồ tính như sau cho vế cầu thang thứ 3. Sơ đồ tính của vế cầu thang thứ 3 như sau: Giải tương tự như vế 1 ta cũng có các phản lực như sau: Q3 = 3601.597 Kg Q4 =3802.926Kg 2.Giải tìm nội lực. Từ các sơ đồ tính như trên cộng với các số liệu vừa tính được ở trên.Muốn có các giá trị mô mem và lực cắt cực đại ở giữa nhịp ta dùng chương trình SAP2000 để tính và từ đó ta sẽ có các kết quả cần tìm. Ta có biểu đồ mô mem của vế thứ nhất và thứ 2 ,3 như hình vẽ : Ta tiến hành giải và tìm nội lực lớn nhất ở các sơ đồ tính. + Đối với vế thứ 3 : Mmax1 = = =810.7Kgm = 0.81Tm + Đối với vế thứ 2và vế 1: Mô mem lớn nhất xuất hiện ở vi trí x sau. X= = = 2.13 m Vậy mô mem lớn nhất ở sơ đồ vế 1 và vế 2. Mmax2 = = = 3840 Kgm=3.84 Tm III.Tính cốt thép : -Vật liệu: +Chọn bê tông mac 250 có( Rn =110 Kg/cm2 ). +Chọn cốt thép AII (Ra =2600 Kg/cm2 ). -Với Mmax2 và các công thức sau ta sẽ có bảng thống thống kê và chọn thép như sau: Các công thức tính toán như sau: A =; α = Fa = b=100 STT Momen ho A a Fa cm2 Fa chọn dt m % Kết luận 1 3.84 10 0.3491 0.451 19.065 f14a80 19.23 0.01 Thỏa 2 0.81 10 0.0736 0.077 3.239 f8a200 3.5 0.07 Thỏa Để tránh phá hoại giòn nên phải bảo đảm m = ³ mmin. hoặc m = ³ mmin Theo TCVN mmin = 0,05%, thường lấy mmin = 0,1%. Hợp lý nhất khi m = 0,3% ¸ 0,9% đối với sàn.[Sàn BTCT toàn khối. Trường Đại Học Xây Dựng. GS. PTS Nguyễn Đình Cống. NXB KHKT. Hà Nội 1996]. IV .Tính dầm gãy : 1.Sơ đồ tính 2.Tải trọng. Chọn kích thước dầm là 20x30 : Trọng lượng bản của dầm là : gd = bxhxgxd = 0.2x0.3x2500x1.1= 165 Kg/m Chỗ dầm cong g'd = = = 185 Kg/m Trọng lượng tường xây trên dầm là: gt = btxhtxgtxdt = 0.2x1.75x1.2x1600 = 672 Kg/m Tải do cầu thang truyền lên dầm gãy là: gg = == 2535.284 Kg/m Tổng tải trọng tryền lên dầm là: q3 = gd + gt + gg = 165+672+2535.284 = 3372.284 Kg/m. q4 = g'd + gt = 185+672= 857 Kg/m. 3.Nội lực : Ta dùng chương trình SAP 2000 để giải cho sơ đồ này ,và cho ta kết quả sau: + Phản lực gối tựa : V1=V2= 5.69 T + Mô mem lớn nhất tại gối là : Mmax1= 3.5Tm + Mô mem lớn nhất ở nhịp là: Mmax2 = 1.31Tm + Lực cắt lớn nhất Qmax = V1=V2= 5.69 Tm =6590 Kg/m Kiểm tra khả chụi cắt của lực cắt Qmax theo công thức sau: Qmax á Kox Rn xb x ho = 0.35x110x20x26 = 20020 Kg =20.02T > 5.69T Vậy không cần tính cốt đai , mà bố trí cốt đai theo cấu tao -Vật liệu: +Chọn bê tông mac 250 có( Rn =110 Kg/cm2 ). +Chọn cốt thép AII (Ra =2600 Kg/cm2 ). -Với Mmax1 và các công thức sau ta sẽ có bảng thống thống kê và chọn thép như sau: Các công thức tính toán như sau: A = = = 0.235 α = = =0.272 Fa = = = 5.98 cm2 Chọn thép : Chọn 3F16 có diện tích (Fa =6.03cm2). Còn tại vị trí Mmax2=1.31 T do nội lực nhỏ nên ta chọn thép theo cấu tạo.Chọn thép :Chọn 2F 16 c ó Fa= 3.54 cm2 để bố trí cho đoạn nhịp đó . Để tránh phá hoại giòn nên phải bảo đảm m = ³ mmin. hoặc m = ³ mmin Theo TCVN mmin = 0,05%, thường lấy mmin = 0,1%. Hợp lý nhất khi m = 0,3%-0,9%[ [Sàn BTCT toàn khối. Trường Đại Học Xây Dựng. GS. PTS Nguyễn Đình Cống. NXB KHKT. Hà Nội 1996]. mmin = 0,1%. <m = < mmax = 0,9% Mà m có giá tri bằng (6.03-5.98)/6.03 =0.8% CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI I . Tính đáy hồ và nắp hồ: 1. Tải trọng : Sơ bộ chọn chiều dày đáy hồ 15 cm Þ Tải trọng do bản thân là : gbt = n.h.gbt =1,1.0,15.2500 = 412,5 kg/m2 » 413 kg/m2; - Hoạt tải do nước chứa trong hồ là : p = n.H.gn = 1,2.2,0.1000= 2400 kg/m2 Þ Tổng tải trọng tác động lên đáy hồ là : q = 413 + 2400= 2813 kg/m2= 2,81 T/m2. -Chọn chiều dày nắp là 8cm Þ gbt = n.h.gbt =1,1.0,08.2500 = 220 kg/m2 ; Hoạt tải trên nắp hồ : p = n.H.gn = 1,2.150 = 180 kg/m2 Þ Tổng tải trọng tác động lên nắp hồ là : q = 220 + 180 = 400 kg/m2 = 0,4 T/m2. 2. Nội lực : Bản đáy có 2 ô . Bản đáy có kích thướt: L1´ L2 =3m.4m Þ là loại bản kê 4 cạnh, thuộc loại ô bản số 9 . Ta tìm nội lực bằng cách tra bảng các hệ số : Ta có = = 1,33 Þ m91 = 0,021 ; m92 = 0,015 ; k91 = 0,0474 ; k92 = 0,0262. P = q.l1l2 = 2,81.3.4= 33,750 T. Þ M1 = m91 . p= 0,021.33,75 = 708 Tm ; M2 = m92.p = 0,015.33,75= 388 Tm MI = k91.p = 0,047 . 33,75= 1600 Tm ; MII = 0,0262.33,75 = 884 Tm . 3. Tính cốt thép : Chọn vật liệu là : Bêtông mac 300 (Rn = 130 kg/cm2 ) , cốt thép A1 ( Ra = 2300 kg/cm2 ) . A =; Với h0 = h – a = 15 –2 = 13 cm α = Fa = Þ chọn và bố trí thép . Bảng chọn thép đáy hồ ; STT M ( Tm ) A a Fa (cm2 ) 1 0,708 0,054 0,056 4,11 cm2 ( f 8 a120 ) 2 0,388 0,018 0,018 1,32 ( f 6 a200 ) I 1,60 0,073 0,076 5,58 ( f 8 a90 ) II 0,884 0,040 0,041 3,01 ( f 6 a100 ) - Bản nắp hồ : Bản nắp chịu tải trọng nhỏ nên nội lực nhỏ .Ta bố trí thép theo cấu tạo:f 6 a200 là được . II. TÍNH THÀNH HỒ : 1 . Tải trọng : Thành hồ chịu tải trọng là áp lực ngang của nước ,có giá trị lớn nhất là : q = ngn h = 1,2.1000.2,0 = 2400 kg/m2 = 2,4 T/m2 . Chọn chiều dày thành hồ là h = 10 cm Þ h0 = 10 – 2 = 8 cm . 2. Nội lực : Bể thuộc loại bể thấp ( H = 2m < 2a = 2.4m = 8m ; a < 3b = 9m ).Ta dùng SAP2000 để tìm nội lực của thành bể .kết quả nội lực như sau : 2.1 . Thành bên : a = 4m ; H= 2m ( 3 đầu ngàm và 1 đầu tựa đơn ). M1 = 0,26 Tm ; M2 = 0,10 Tm ; MI = 0,58 Tm ; MII = 0,35 Tm . 2.2.Thành trước của hồ : a = 3m ; H = 2m ( 3 đầu ngàm và 1 đầu tựa đơn ). M1 = 0,20 Tm ; M2 = 0,12 Tm ; MI = 0,50 Tm ; MII 0,33 Tm . 3.Tính thép : 3.1.Thành bên : Ta tính A =; Với h0 = h – a = 12 –2 = 10 cm α = Fa = Þ chọn và bố trí thép . Bảng chọn thép thành bên của hồ M ( Tm ) A a Fa (cm2 ) 1 0,26 0,031 0,032 1,45 ( f 6 a200 ) 2 0,10 - - Cấu tạo ( f 6 a200 ) I 0,58 0,070 0,073 3,27 ( f 6 a80 ) II 0,35 0,042 0,043 1,94 ( f 6 a140 ) 3.2.Thành trước : ._. Bảng chọn thép thành trước của hồ M ( Tm ) A a Fa (cm2 ) 1 0,20 0,024 0,024 1,1 cm2 ( f 6 a200 ) 2 0,12 _ _ Cấu tạo ( f 6 a200 ) I 0,50 0,06 0,062 2,8 ( f 6 a100 ) II 0,33 0,040 0,041 1,85 ( f 6 a140 ) III.TÍNH DẦM NẮP Vì dầm nắp không chụi lực lớn nên ta chỉ cần chọn theo cấu tạo là đủ chọn kích thước của dầm nắp là:bxh=25x35cm. IV.TÍNH DẦM ĐÁY : Vật liệu chọn thép A2 ( Ra = 2800 kg/cm2) ; bêtông mac 300 ( Rn = 130 kg/cm2 ) . 1. Dầm D3 : 1.1. Tải trọng : Chọn kích thướt dầm là 25´ 40cm Trọng lượng bản thân dầm là : gd = 0,25x0,4x2500x1,1 = 275 kg/m . -Trọng lượng vách ngăn trên dầm là : gt = 2500x0,12x2,0x1,2 = 720 kg/m. -Tải từ sàn truyền lên dầm là : Theo sơ đồ truyền tải ta có q1 = 2813.3.0,76 = 6403 kg/m. -Tổng tải trọng truyền lên dầm là : q = gd + gt + q1 = 275 + 720+6403 = 7398 kg/m .s 1.2 .Nội lực và tính cốt thép: -Mômen lớn nhất xuất hiện tại nhịp là : Mmax1 = = 14,7 Tm . -Lực cắt lớn nhất Qmax = V1 = 14,7 T. K1Rkbh0 = 0,6x10x25x40 = 5250 kg < Qmax < K0Rnbh0 = 0,35x130x25x40 = 39812 kg Þ cần tính cốt đai . -Ta có Mmax1 = 14,7 Tm : A = = = 0,37 α = = =0.48 Þ Fa = = = 19,4 cm2 Þ chọn 8 f18 ( Fa = 20,36 cm2 ) . -Tại gối ta lấy F’a = 0,3Fa = 0,3.20,36 = 6,1 cm2 Þ chọn 3f18 để bố trí. -Chọn đai 2 nhánh f 8 ,thép A2 để tính : Bước đai : Utt = = = 25 cm. Umax = = = 31cm . Uct < 15cm . Þ chọn bước đai là 15 cm bố trí tại vị trí gối .Tại nhịp bố trí U <= 3/4h = 30cm . 2.Tính dầm D2 : 1.1.Tải trọng : Chọn kích thướt dầm là 25´ 35 cm -Trọng lượng bản thân dầm là : gd = 0,25.0,35.2500.1,1 = 240 kg/m . -Trọng lượng thành bể trên dầm là : gt = 2500.0,12.2,0.1,2 = 720 kg/m. -Tải từ sàn truyền lên dầm là : Theo sơ đồ truyền tải ta có q1 = 2813.1,5.0,75 = 3200 kg/m. -Tổng tải trọng truyền lên dầm là : q = gd + gt + q1 = 240 + 720+3200 = 4160 kg/m. 1.2. Nội lực và tính cốt thép: -Mômen lớn nhất xuất hiện tại gối là : Mmax1 = = 5,23 Tm . -Lực cắt lớn nhất Qmax = V1 = 8,44 T. K0Rnbh0 = 0,35.130.25.30 = 34125 kg > Qmax > K0Rnbh0 = 0,6.10.25.30 = 4500 kg Þ cần tính cốt đai. -Ta có Mmax1 = 5,23 Tm : A = = = 0,18 α = = =0.2 Þ Fa = = = 6,96 cm2 Þ chọn 3 f18 ( Fa = 7,63 cm2 ) . -Tại nhịp có Mmax2 = 2,62 Tm : A = = = 0,09 α = = =0.1 Þ Fa = = = 3,5 cm2 Þ chọn 3 f14 ( Fa = 4,01 cm2 ) . -Chọn đai 2 nhánh f 8 ,thép A2 để tính : Bước đai : Utt = = = 55 cm. Umax = = = 40 cm . Uct <= 15 cm . Þ chọn bước đai là U = 15 cm bố trí tại vị trí gối .Tại nhịp bố trí U <= 3/4h = 25 cm . 3. Tính dầm D1 : 1.1 . Tải trọng : Chọn kích thướt dầm là 25´ 55 cm -Trọng lượng bản thân dầm là : gd = 0,25.0,55.2500.1,1 = 343 kg/m . -Trọng lượng thành bể trên dầm là : gt = 2500.0,12.2,0.1,2 = 720 kg/m. -Tải từ sàn truyền lên dầm là : Theo sơ đồ truyền tải ta có q1 = 2813.1,5.1/2 = 2110 kg/m. -Tổng tải trọng phân bố trên dầm là : 343 + 720 +2110 = 3173 » 3,1 T . -tải trọng tập trung do dầm D3 truyền lên là : p = 14,7 T. 1.2 .Nội lực và tính cốt thép: -Mômen lớn nhất xuất hiện tại gối là : Mmax1 = + = + = 31 Tm . -Mômen tại nhịp là : Mmax2 = + = + = 26 Tm . -Lực cắt lớn nhất Qmax = V1 = 16,7 T. 56874 kg = 0,35.130.25.50 = K0Rnbh0 > Qmax > K1Rkbh0 = 0,6.10.25.50 = 7500 kg Þ cần tính cốt đai . Ta có Mmax1 = 31 Tm : A = = = 0,38 Þ Fa = = = 30 cm2 Þ chọn 8 f20 ( Fa = 31,4 cm2 ) . α = = =0.21 -Tại nhịp có Mmax2 = 26 Tm : A = M/Rnbh20 = 26.105/130.25.502 = 0,19 Þ Fa = = = 12,2 cm2 Þ chọn 4 f20 ( Fa = 12,56 cm2 ) . -Chọn đai 2 nhánh f 8 ,thép A2 để tính : Bước đai : Utt = = = 40 cm. Umax = = = 56 cm . Uct <= 18 cm . Þ chọn bước đai là U = 18 cm bố trí tại vị trí gối .Tại nhịp bố trí U <= 3/4h = 40 cm 3.Tính cốt treo : Dạng đai , chọn thép A2 Fa >= = = 4,7 cm2 Þ bố trí mỗi bên 3 đai 2 nhánh f8 . CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN KHUNG KH ÔNG GIAN I. NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG. Ngày nay , kết cấu khung bê tông cốt thép được sử dụng rộng rải và nhiều công trình dòi hỏi không gian lớn. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp , kết cấu được tạo bởi dần và cột liên kết với nhau bằng liên kết mắt cứng hoặc khớp, chúng cùng với dàn và mái tao nên một kết cấu có độ cứng lớn đối với nhà cao tầng nên dùng bê tông có cấp độ bền cao để nhầm giảm bớt đi tiết diện của cột cho công trình nhằn tạo không gian bên trong cho công trình. Hệ khung trong nhà dân dụng và công nghiệp là một hệ khung không gian nhưng có thể xem nó tạo bởi những khung phẳng nối với nhau. Tùy từng trường hợp cụ thể mà tính khung là khung phẳng hay khung không gian. Đối với mặt bằng có kích thước hình vuông hay là gần vuông, gió và các hoạt tải ngang khác có thể tác dụng lên phương bất kỳ khi đó tính khung như một hệ khung không gian, trong dầm xẽ xuất hiện các momet xoắnđáng kể và các cột chụi lệch tâm xiên. Trong cao tầng tải trọng ngang được quan tâm hàng đầu , việc xác dao động riêng trong nhà cao tầng là một yếu tố hết sức quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng . Trước đây nhười ta xác định dao động riêng của công trình bằng cách xác định tải trọng của từng tầng và đặc khối lượng đó vào trọng tâm của nhà ở từng mức sàn. II . CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM KHUNG. Khung là kết cấu siêu tĩnh bật cao. Nội lực trong khung phụ thuộc không chỉ có sơ đồ , tải trọng tác dụng mà còn phụ thuộc vào độ cứng của các cấu kiện khung. Do khi tính khung cần biết trước kích thước tiết diện của dầm và cột, viẹc chọn kích thước tốt nhất là dựa trên kinh nghiệm của nhười thiết kế trên cơ sơ kết cấu tương tự đã xây dựng. Tuy nhiên cách gần đúng được xác định như sau. Kích thước tiết diện dầm. Đối với khung nhiều nhịp . + Dầm chính :chiều cao dầm: h = ()L đối với các tầng và h>3ho chiều rộng dầm b = ()h + Dầm phụ :chiều cao dầm h = ()L chiều rộng dầm b = ()h Chiều cao của dầm chọn như chương kết cấu cụ thể như sau: + Dầm phụ thì chọn tiết diện bxh=25x35 cm + Đối với những nhịp 4 và 4.5m thì chọn dầm bxh=25x45 cm + Đối với những nhịp 6m thì chọn dầm bxh=25x50 cm Kích thước tiết diện cột. Ti trọng từ sàn truyền xuống dầm rồi dầm truyền xuống cột bất kì theo diện truyền tải từ một tầng. Gọi là diện truyền tải tầng thứ I là: Si=()xB Tải trọng tính toán gồm hoạt tải và tĩnh tãi của sàn truyền vào theo các dạng tam giác hoặc hình thang và còn thêm trọng lượng của các dầm dọc và dầm ngangtrong phạm vi diện truyền tải Si là gd và trọng lượng tường xây trên dầm dang xét gtvà trọng lượng bản thân của cột đó là gc . gd = åb x h x ngx gbx L gt = åbt x ht x ng x gt x Lt gc = bc x hc x ng x gt x Hc Lực dọc tác dụng lên chân cột của một tầng đang xét là Ni = qs x Si + gd + gt + g Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của một tầng đang xét là N = å(qs x Si + gd + gt + g) Nhưng trong thực tế vì xác định kích thước sơ bộ nên bỏ qua gd , gc . Do bỏ qua gd, gc nên tổng l ực dọc là: N = å(qs x Si x n Trong thực tế cột chụi mômem do gió nên cần tăng cường lực dọc tính toán Ntt=(1.2¸ 1.5)N Ta xem cột như nén đúng tâm. Với bê tông mác 300 có cường độ nén là :Rn =130 (Kg/m3). Diện truyền tải của cột như sau: TRỤC CỘT Ftruyền tải (m2) TRỤC CỘT Ftruyền tải (m2) TRỤC CỘT Ftruyền tải (m2) A1 4.05 B1 8.1 C1 7.65 A2 12.15 B2 16.2 C2 15.3 A3 18.9 B3 21.6 C3 18.8 A4 18.9 B4 21.6 C4 10.8 A5 12.15 B5 16.2 C5 8.1 A6 8.1 B6 16.2 C6 8.1 A7 12.15 B7 16.2 C7 11.7 A A8 6.75 B B8 8.1 C C8 7.65 A8' 12.15 B8' 13.5 C8' 11.15 A9 18.9 B9 21.6 C9 10.8 A10 12.15 B10 16.2 C10 8.1 A11 8.1 B11 16.2 C11 15.3 A12 12.15 B12 16.2 C12 8.1 A13 18.9 B13 21.6 C13 10.8 A14 18.9 B14 21.6 C14 14.4 A15 12.15 B15 16.2 C15 15.3 A16 4.05 B16 8.1 C16 7.65 D1 7.65 E1 8.1 F1 4.05 D2 15.3 E2 16.2 F2 11.07 D3 18.8 E3 21.6 F3 17.28 D4 10.8 E4 21.6 F4 17.28 D5 8.1 E5 16.2 F5 11.07 D6 8.1 E6 16.2 F6 8.1 D7 11.7 E7 16.2 F7 11.07 D D8 7.65 E E8 8.1 F F8 6.03 D8' 11.15 E8' 13.5 F8' 11.25 D9 10.8 E9 21.6 F9 17.28 D10 8.1 E10 16.2 F10 10.71 D11 15.3 E11 16.2 F11 10.8 D12 8.1 E12 16.2 F12 9.72 D13 10.8 E13 21.6 F13 17.28 D14 14.4 E14 21.6 F14 17.28 D15 15.3 E15 16.2 F15 11.07 D16 7.65 E16 8.1 F16 4.05 Tải sàn phân bố đều lấy gần đúng là qtt =1100 (KG/m2) Vì kết cấu nhà có 1 tầng trệt và 9 tầng lầu nên ta chọn cột thay đổi như sau: - Tầng trệt và tầng 1 tầng 2 có cùng một tiết diện. - Từ tầng 3 đến tầng 6 có cùng một tiết diện. - Bốn tầng còn lại ta chọn có cùng một tiết diện. Cụ thể các tiết diện các cột của các tầng như sau: * Đối với lóc 1: - Đối với cột góc: CỘT A1, A8', F1, F8' TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 11.25 1100 49500 1.2 456.923077 30 30 900 5,4,3, 11.25 1100 86625 1.2 799.615385 35 35 1225 2,1,trệt 11.25 1100 123750 1.2 1142.30769 40 40 1600 - Đối với cột biên: CỘT A1→A7, F1→F7, B1, C1, D1, E1, B8', C8', D8', E8' TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 13.5 1100 59400 1.2 548.30769 30 30 900 5,4,3, 13.5 1100 103950 1.2 959.53846 35 35 1225 2,1,trệt 13.5 1100 148500 1.2 1370.7692 40 40 1600 -Đối với cột giữa: CỘT B2→B7, C2→C7, D2→D7, E2→E7 TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 16.2 1100 71280 1.2 657.96923 35 35 1225 5,4,3, 16.2 1100 124740 1.2 1151.4462 40 40 1600 2,1,trệt 16.2 1100 178200 1.2 1644.9231 45 45 2025 * Đối với lóc 2: - Đối với cột góc: CỘT A9, A16, F9, F16 TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 11.25 1100 49500 1.2 456.923077 30 30 900 5,4,3, 11.25 1100 86625 1.2 799.615385 35 35 1225 2,1,trệt 11.25 1100 123750 1.2 1142.30769 40 40 1600 - Đối với cột biên: CỘT A10→A15, F10→F15, B9, C9, D9, E9, B16, C16, D16, E16 TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 13.5 1100 59400 1.2 548.30769 30 30 900 5,4,3, 13.5 1100 103950 1.2 959.53846 35 35 1225 2,1,trệt 13.5 1100 148500 1.2 1370.7692 40 40 1600 -Đối với cột giữa: CỘT B10→B15, C10→C15, D10→D15, E10→E15 TẦNG Ftruyền tải q N K Fc b h Fc chọn (m2) (kg/m2) (KG) (cm2) (cm) (cm) (cm2) 9,8,7,6, 16.2 1100 71280 1.2 657.96923 35 35 1225 5,4,3, 16.2 1100 124740 1.2 1151.4462 40 40 1600 2,1,trệt 16.2 1100 178200 1.2 1644.9231 45 45 2025 III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG Ta dùng phần mềm ETABS 9.04 để tính nội lực cho khung 1. Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm sàn . 1.1 . Trọng lượng bản thân cột dầm sàn : Khi nhập vào etabs ta chỉ cần nhập các số liệu của bê tông mác 300 còn các trọng lượmg bản thân của cột dầm sàn ta không cần tính mà chỉ cần nhập tiết diện đã chọn ở phần trên . E = 2.9x109 Kg/m2 g =2500 Kg/m2 V =0.2 1.2. Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo không phải bê tông. Trọng lượng bản thân của lớp cấu tạo gạch ceramic, vữa xi măng, vữa trát, tải treo, và các đường ống thiết bị kỹ thuật, lớp chống thấm tường xây trên sàn thì chúng ta khai báo riêng. Để có phần trọng lượng bản thân của lớp cấu tạo không phải bê tông thì ta lấy phần tĩnh tải của chương I trừ đi cho phần trọng lượng bản thân của lớp cấu tạo từ bê tông sẽ cho ta trọng lượng của các lớp hoàn thiện. Trọng lượng của các ô sàn của tầng điển hình: Ô sàn 1,2,3,4,5,7,8,10,11,13 6,9,12 Tải trọng 372 394 (Kg/m2) Sau khi trừ đi các lớp cấu tạo đi ta có trọng lượng bản thân của sàn: Ô sàn 1,2,3,4,5,7,8,10,11,13 6,9,12 Tải trọng 97 119 (Kg/m2) Đối với tầng thượng thì ta cộng thêm lớp chống thắm cho lớp bê tông=178(Kg/m2) 1.3. Hoạt tải tác dụng lên các sàn: Trong chương II ta đã chọn hoạt tải cho các ô sàn của tầng điển và cho các tầng thường còn lại của nhà trừ đi tầng thượng và các tầng đặckhác hình như:P.Khách, P.Ngủ, P.Bếp, P.Vệ sinh, Ban công. - Đối với P.Khách, P.Ngủ,P.Bếp, P.Vệ sinh:ptc=150(Kg/m2) . Þ ptt= ptcxn =150x1.2=180(Kg/m2) - Đối với ban công:ptc= 200(Kg/m2) . Þ ptt= ptcxn =200x1.2=240(Kg/m2) Còn các ô sàn không thuộc sàn tầng điển hình và các sàn tầng thường khác ta chọn như sau: - Đối với sàn mái:ptc= 75(Kg/m2) . Þ ptt= ptcxn =75x1.2=90(Kg/m2) - Đối với tầng thượng:ptc= 150(Kg/m2) . Þ ptt= ptcxn =150x1.2=180(Kg/m2). 1.4. Tải tường xây trên dầm: - Tường xây bao che bên ngoài bằng gạch ống dày 200:gt=300(Kg/m2) - Tường xây bao bên trong bằng gạch ống dày 100:gt=180(Kg/m2) - Chiều cao của tường ta lấy gần đúng với chiều cao của tầng h=3.2m. + Tải trọng phân bố đều của tường dày 200 trên dầm tầng lầu. q1= gtxhtxn=300x3.2x1.1=1056(Kg/m). + Tải trọng phân bố đều của tường dày 100 trên dầm tầng lầu. q1= gtxhtxn=180x3.2x1.1=633.6(Kg/m). + Tải trọng phân bố đều của tường dày 200 trên đà kiềng của tầng trệt. q1= gtxhtxn=300x4.5x1.1=1485(Kg/m). + Tải trọng phân bố đều của tường dày 100 trên đà kiềng của tầng trệt. q1= gtxhtxn=180x4.5x1.1=891(Kg/m). 2. Khai báo tải trọng cầu thang bộ và tải trọng của hồ nước mái. 2.1. Tải trọng cầu thang bộ. Ta qui đổi tải phân bố đều trên dầm sàn và dầm chiếu nghỉ, chính là lực tại gối của bản thang tính trên 1m dài. Trong phần chương III ta đã tính được các phản lực của cầu thang từ các phản lực của cầu thang chia cho 1m dài ta được lực phân bố trên sàn và dầm chiếu nghỉ. + Lực phân bố đều đặc lên dầm sàn: qs = =3601.597 (Kg/m) + Lực phân bố đều đặc lên dầm chiếu nghỉ : qcn = =3601.597 (Kg/m) 2.2. Tải bể của hồ nước mái: - Tải trọng hồ nước mái truyền lên bốn cột từ tầng mái kéo dài lên rồi cột mới truyền nội lực đó vào khung. Ta phải tính tải truyền lên mỗi cột này, tính cho trường hợp bất lợi nhất xãy ra là trường hợp bên trong hồ chứa đầy nước và có tải trọng của người sữa chữa hồ. - Tải của bể nước truyền lên cột chính là tổng phản lựccủa các dầm bể nước cộng với trọng lượng cột của bể nước. - Chọn cột đỡ bể nước có tiết diện là:bxh=25x45cm. ÞKhối lượng của mỗi cột cao 2m là:G=bxhxHxg=0.25x0.45x2x2500=562.5Kg. Trong chương III (kết cấu hồ nước mái )ta đã có các tiết diện của các dầm của thành bể từ đó ta có khối lượng của các dầm đó: - Trọng lượng của dầm nắp : +Trọng lượng dầm D1:N1’=0.25x0.35x6x2500=1312.5Kg. + Trọng lượng dầm D2:N2’=0.25x0.35x4x2500 =875Kg. +Trọng lượng dầm D3=N3’=0.25x0.35x4x2500=875Kg. -Trọng lượng của dầm đáy: + Trọng lượng dầm D1:N1=0.25x0.555x6x2500=2062.5Kg. + Trọng lượng dầm D2:=0.25x0.35x4x2500=875Kg. + Trọng lượng dầm D3:N3=0.25x0.4x4x2500=1000Kg. - Trọng lượng của dầm D3 không trực tiếp truyền lên cột được mà nó truyền gián tiếp qua dầm D1. Do dầm D3 nằm chính giữa bể và nằm giữa hai dầm D1 của bể nên dầm D3 sẽ được hai dầm D1 ở hai bên chụi mỗi nữa. Từ đó ta suy ra được trọng lượng của hai dầm D1 bằng . + Trọng lượng dầm D1 của dầm nắp: N1’’= N1’+=1312.5+=1651Kg + Trọng lượng dầm D1 của dầm đáy: N1’= N1+=2062.5+==2562.5Kg. Þ Trọng lượng của bể nước truyền lên cột. N= N1’’+ N1’+ N2’+ N2=1651+2562.5+875+875=5963.5Kg. IV. XÁC ĐỊMH TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG LÊN KHUNG. 1. Tải trọng của gió: Cao trình cao nhất của tòa nhà là 37m<40m nên theo TCVN 2737-1995 tải trọng ngang ta chỉ cần xác định phần gió tĩnh là đủ. Giá trị tính toán gió tĩnh được xác định bằng các công thức sau: =1.2x (Kg/m2) =xkxc (Kg/m2) Trong đó : =95-12=83(Kg/m2) : Áp lực gió lấy theo khu vựcII-A:TP .Hồ Chí Minh. K=f(z):Hệ số áp lực gió tăng dần theo độ cao của công trình được xác định bằng cách tra bảng 7 (TCXD229-1999) . c : Hệ số khí động (mặt đón gió c=0.8, mặt hút gió c= -0.6). - Địa điểm xây dựng thuộc địa hình c. Bảng kết quả của gió tĩnh Gió theo phương :Y Tầng Zi Kzi Wo Phía đoán gió Phía khuất gió cd Wttc Wttt cd Wttc Wttt (m) (m) (KG/m2) (KG/m2) (KG/m2) (KG/m2) (KG/m2) Trệt 4.5 0.523 83 0.8 34.7272 41.67264 0.6 26.0454 31.25448 1 7.7 0.605 83 0.8 40.172 48.2064 0.6 30.129 36.1548 2 10.9 0.674 83 0.8 44.7536 53.70432 0.6 33.5652 40.27824 3 14.1 0.726 83 0.8 48.2064 57.84768 0.6 36.1548 43.38576 4 17.3 0.768 83 0.8 50.9952 61.19424 0.6 38.2464 45.89568 5 20.5 0.806 83 0.8 53.5184 64.22208 0.6 40.1388 48.16656 6 23.7 0.833 83 0.8 55.3112 66.37344 0.6 41.4834 49.78008 7 26.9 0.862 83 0.8 57.2368 68.68416 0.6 42.9276 51.51312 8 30.1 0.898 83 0.8 59.6272 71.55264 0.6 44.7204 53.66448 9 33.3 0.916 83 0.8 60.8224 72.98688 0.6 45.6168 54.74016 Mái 35.6 0.95 83 0.8 63.08 75.696 0.6 47.31 56.772 Hồ nước 37.3 0.97 83 0.8 64.408 77.2896 0.6 48.306 57.9672 Tải trọng tính toán của thành phần gió (tải trọng ngang) tác dụng lên công trình. Chính là thành phần gió tĩnh theo phương y: Bảng trọng lượng của gió Tầng Zi Wttt Phía đoán gió Phía Khuất gió (KG/m2) Wttt S:đoán gió Tải trọng Wttt S:đoán gió Tải trọng (m) (KG/m2) (m2) (KG) (KG/m2) (m2) (KG) Hồ nước 37.3 44.76 77.2896 8 618.3168 31.254 8 250.032 Mái 35.6 42.72 75.696 100 7569.6 56.772 88 4995.936 9 33.3 39.96 72.987 80 5838.96 54.741 70.4 3853.766 8 30.1 36.12 71.553 80 5724.24 53.664 70.4 3777.946 7 26.9 32.28 68.684 80 5494.72 51.513 70.4 3626.515 6 23.7 28.44 66.373 80 5309.84 49.78 70.4 3504.512 5 20.5 24.6 64.222 80 5137.76 48.167 70.4 3390.957 4 17.3 20.76 61.194 80 4895.52 45.896 70.4 3231.078 3 14.1 16.92 57.848 80 4627.84 43.386 70.4 3054.374 2 10.9 13.08 53.704 80 4296.32 40.278 70.4 2835.571 1 7.7 9.24 48.206 80 3856.48 36.155 70.4 2545.312 Trệt 4.5 5.4 41.673 112.5 4688.21 31.254 99 3094.146 Gió theo phương :X Tầng Zi Kzi Wo Phía đoán gió Phía khuất gió cd Wttc Wttt cd Wttc Wttt (m) (m) (KG/m2) (KG/m2) (KG/m2) (KG/man2) (KG/m2) Trệt 4.5 0.523 83 0.8 34.7272 41.67264 0.6 26.0454 31.25448 1 7.7 0.605 83 0.8 40.172 48.2064 0.6 30.129 36.1548 2 10.9 0.674 83 0.8 44.7536 53.70432 0.6 33.5652 40.27824 3 14.1 0.726 83 0.8 48.2064 57.84768 0.6 36.1548 43.38576 4 17.3 0.768 83 0.8 50.9952 61.19424 0.6 38.2464 45.89568 5 20.5 0.806 83 0.8 53.5184 64.22208 0.6 40.1388 48.16656 6 23.7 0.833 83 0.8 55.3112 66.37344 0.6 41.4834 49.78008 7 26.9 0.862 83 0.8 57.2368 68.68416 0.6 42.9276 51.51312 8 30.1 0.898 83 0.8 59.6272 71.55264 0.6 44.7204 53.66448 9 33.3 0.916 83 0.8 60.8224 72.98688 0.6 45.6168 54.74016 Mái 35.6 0.95 83 0.8 63.08 75.696 0.6 47.31 56.772 Hồ nước 37.3 0.97 83 0.8 64.408 77.2896 0.6 48.306 57.9672 Tải trọng tính toán của thành phần gió (tải trọng ngang) tác dụng lên công trình. Chính là thành phần gió tĩnh theo phương X: Bảng trọng lượng của gió Tầng Zi Wttt Phía đoán gió Phía Khuất gió Tổng gió Wttt S:đoán gió Tải trọng Wttt S:đoán gió Tải trọng (m) (KG/m2) (KG/m2) (m2) (KG) (KG/m2) (m2) (KG) (T) Hồ nước 37.3 44.76 77.2896 12 927.4752 31.254 12 375.048 1.3025 Mái 35.6 42.72 75.696 57.96 4387.3402 56.772 57.96 3290.51 7.6778 9 33.3 39.96 72.987 88.32 6446.2118 54.741 88.32 4834.73 11.281 8 30.1 36.12 71.553 88.32 6319.561 53.664 88.32 4739.6 11.059 7 26.9 32.28 68.684 88.32 6066.1709 51.513 88.32 4549.63 10.616 6 23.7 28.44 66.373 88.32 5862.0634 49.78 88.32 4396.57 10.259 5 20.5 24.6 64.222 88.32 5672.087 48.167 88.32 4254.11 9.9262 4 17.3 20.76 61.194 88.32 5404.6541 45.896 88.32 4053.53 9.4582 3 14.1 16.92 57.848 88.32 5109.1354 43.386 88.32 3831.85 8.941 2 10.9 13.08 53.704 88.32 4743.1373 40.278 88.32 3557.35 8.3005 1 7.7 9.24 48.206 88.32 4257.5539 36.155 88.32 3193.21 7.4508 Trệt 4.5 5.4 41.673 124.2 5175.7866 31.254 124.2 3881.75 9.0575 Tầng Zi Wttt Phía đoán gió Phía Khuất gió Tổng gió Wttt S:đoán gió Tải trọng Wttt S:đoán gió Tải trọng (m) (KG/m2) (KG/m2) (m2) (KG) (KG/m2) (m2) (KG) (T) Hồ nước 37.3 44.76 77.2896 24 1854.9504 31.254 24 750.096 2.605 Mái 35.6 42.72 75.696 107.52 8138.8339 56.772 107.52 6104.13 14.243 9 33.3 39.96 72.987 107.52 7847.5622 54.741 107.52 5885.75 13.733 8 30.1 36.12 71.553 107.52 7693.3786 53.664 107.52 5769.95 13.463 7 26.9 32.28 68.684 107.52 7384.9037 51.513 107.52 5538.68 12.924 6 23.7 28.44 66.373 107.52 7136.425 49.78 107.52 5352.35 12.489 5 20.5 24.6 64.222 107.52 6905.1494 48.167 107.52 5178.92 12.084 4 17.3 20.76 61.194 107.52 6579.5789 45.896 107.52 4934.74 11.514 3 14.1 16.92 57.848 107.52 6219.817 43.386 107.52 4664.86 10.885 2 10.9 13.08 53.704 107.52 5774.2541 40.278 107.52 4330.69 10.105 1 7.7 9.24 48.206 107.52 5183.1091 36.155 107.52 3887.39 9.0705 Trệt 4.5 5.4 41.673 151.2 6300.9576 31.254 151.2 4725.6 11.027 2. Các trường hợp chất tải truyền lên dầm và gió. Các thành phần tải trọng. - Tĩnh tải: + Tải trọng bản thân + Tải trọng phần hoàn thiện + Tải trọng tường + Tải trọng cầu thang và bể nước Hoạt tải: + chất đầy do trong nhà nhiều tầng có tĩnh tải khá lớn so với hoạt tải và có chiều cao nhà khá lớn (dưới 40m) thì momen trong dầm và cột do hoạt tải đứng gây ra là khá bé so với so với momen do tĩnh tải và tải trọng gió gây ra. Lúc này có thể tính toán gần đúng bằng cách bỏ qua các trường hợp xếp hoạt tải đứng cách tầng , cách nhịp mà gộp lại thành toàn bộ hoạt tải chất đầy + Hoạt tải gió theo phương X :GIOX + Hoạt tải gió theo phương Y :GIOY + Hoạt tải gió theo phương -X :GIOXX + Hoạt tải gió theo phương -Y :GIOYY 3. Các trường hợp tổ hợp tải trọng: Các trường hợp tổ hợp Cấu trúc tổ hợp Tổ hợp Tải trọng Hệ số tổ hợp Bản thân 1 TT Hoàn thiện 1 Tường 1 C.T và BN 1 GIOX GIOX 1 GIOXX 1 GIOY GIOY 1 GIOYY 1 COMB1 TT 1 HTTL 1 COMB1 TT 1 HTTC 1 COMB3 TT 1 HTOL 1 COMB4 TT 1 HTOC 1 COMB5 TT 1 GIOX 1 COMB6 TT 1 GIOY 1 COMB7 TT 1 GIOXX 1 COMB8 TT 1 GIOYY 1 TT 1 COMB9 HTTL 1 HTTC 1 TT 1 COMB10 HTTC 0.9 GIOX 0.9 TT 1 COMB11 HTTC 0.9 GIOXX 0.9 TT 1 COMB12 HTTC 0.9 GIOY 0.9 TT 1 COMB13 HTTL 0.9 GIOYY 0.9 TT 1 COMB14 HTTL 0.9 GIOX 0.9 TT 1 COMB15 HTTL 0.9 GIOXX 0.9 TT 1 COMB16 HTTL 0.9 GIOY 0.9 TT 1 COMB17 HTTL 0.9 GIOYY 0.9 BAO å(COMB1…….COMB17) 1 -Từ các tổ hợp nội lực chính và tổ hợp nội lực phụ cần tìm ra các cập nội lực nguy hiểm (lớn nhất) để tính cốt thép cho cấu kiện đó: +Đối với dầm ở nhịp là Mmax còn ở gối là Mmin và Qmax +Đối với cột các cặp : Mx max,My và N tư Mymax,Mx và N tư Nmax , Mx tư và My tư +Riêng đối với chân cột cần tìm thêm Qmax để tính móng. 4. Bảng tổ hợp nội lực cho dầm cột: 4.1. Đối với lóc 1: 4.1.1. Đối với khung trục 3, E. - Ta có hình minh họa của mặt bằng và mặt cắt khung trục 3 từ kết quả của etabs. + Mặt bằng. + Mặt đứng. + Tổng thể:. - Ta có hình minh họa của mặt bằng và mặt cắt khung trục E từ kết quả của etabs. Bảng tổ hợp dầm khung trục E Tầng Nhịp Vị trí M +max M -min Q 10 Biên Đầu nhịp -10.26 9.9498 Giữa nhịp 0.0088 Cuối nhịp -0.644 A-B Đầu nhịp -11.71 9.503 Giữa nhịp 1.6479 Cuối nhịp -4.682 B-C Đầu nhịp -4.854 -5.722 Giữa nhịp 2.2848 Cuối nhịp -4.529 C-D Đầu nhịp -4.273 -6.074 Giữa nhịp 2.2655 Cuối nhịp -4.273 D-E Đầu nhịp -5 -6.948 Giữa nhịp 2.8 Cuối nhịp -5 E-F Đầu nhịp -11.62 -9.272 Giữa nhịp 0.9805 Cuối nhịp -11.62 Biên Đầu nhịp -10.97 8.5108 Giữa nhịp 0.012 Cuối nhịp -0.137 9 Biên Đầu nhịp -12.23 11.669 Giữa nhịp 0.0274 Cuối nhịp -0.792 A-B Đầu nhịp -14.03 11.426 Giữa nhịp 2.9286 Cuối nhịp -2.166 B-C Đầu nhịp -6.057 6.5303 Giữa nhịp 2.9006 Cuối nhịp -4.266 C-D Đầu nhịp -5.118 -7.048 Giữa nhịp 2.5925 Cuối nhịp -5.118 D-E Đầu nhịp -6.45 -8.229 Giữa nhịp 3.2606 Cuối nhịp -6.45 E-F Đầu nhịp -13.82 -11.17 Giữa nhịp 2.2915 Cuối nhịp -13.82 Biên Đầu nhịp -13.14 10.129 Giữa nhịp 0.0347 Cuối nhịp -0.242 8 Biên Đầu nhịp -12.2 11.658 Giữa nhịp 0.0466 Cuối nhịp -0.803 A-B Đầu nhịp -13.45 11.004 Giữa nhịp 2.8346 Cuối nhịp -3.483 B-C Đầu nhịp -6.386 6.6924 Giữa nhịp 2.8865 Cuối nhịp -4.964 C-D Đầu nhịp -5.527 -7.292 Giữa nhịp 2.5904 Cuối nhịp -5.527 D-E Đầu nhịp -6.748 -8.401 Giữa nhịp 3.3308 Cuối nhịp -6.748 E-F Đầu nhịp -13.26 -10.76 Giữa nhịp 2.1502 Cuối nhịp -13.26 Biên Đầu nhịp -13.1 10.116 Giữa nhịp 0.0598 Cuối nhịp -0.218 7 Biên Đầu nhịp -12.17 11.653 Giữa nhịp 0.0622 Cuối nhịp -0.816 A-B Đầu nhịp -12.67 10.63 Giữa nhịp 2.7025 Cuối nhịp -5.043 B-C Đầu nhịp -6.767 6.9188 Giữa nhịp 3.0556 Cuối nhịp -5.492 C-D Đầu nhịp -5.935 -7.544 Giữa nhịp 2.5992 Cuối nhịp -5.935 D-E Đầu nhịp -7.112 -8.627 Giữa nhịp 3.4692 Cuối nhịp -7.112 E-F Đầu nhịp -12.48 -10.39 Giữa nhịp 2.0061 Cuối nhịp -12.48 Biên Đầu nhịp -13.06 10.11 Giữa nhịp 0.0803 Cuối nhịp -0.189 6 Biên Đầu nhịp -11.78 11.571 Giữa nhịp 0.1057 Cuối nhịp -0.851 A-B Đầu nhịp -12.31 11.008 Giữa nhịp 3.7738 Cuối nhịp -3.869 B-C Đầu nhịp -6.824 7.0814 Giữa nhịp 3.2908 Cuối nhịp -5.38 C-D Đầu nhịp -5.869 -7.668 Giữa nhịp 2.6869 Cuối nhịp -5.869 D-E Đầu nhịp -7.087 -8.751 Giữa nhịp 3.6073 Cuối nhịp -7.087 E-F Đầu nhịp -12.16 -10.83 Giữa nhịp 3.281 Cuối nhịp -12.16 Biên Đầu nhịp -12.78 10.141 Giữa nhịp 0.1378 Cuối nhịp -0.235 5 Biên Đầu nhịp -11.86 11.568 Giữa nhịp 0.1413 Cuối nhịp -0.867 A-B Đầu nhịp -12.31 11.227 Giữa nhịp 4.3208 Cuối nhịp -3.814 B-C Đầu nhịp -7.045 7.2061 Giữa nhịp 3.4045 Cuối nhịp -5.609 C-D Đầu nhịp -6.074 -7.813 Giữa nhịp 2.7864 Cuối nhịp -6.074 D-E Đầu nhịp -7.332 -8.902 Giữa nhịp 3.6915 Cuối nhịp -7.332 E-F Đầu nhịp -12.2 -11.08 Giữa nhịp 4.0352 Cuối nhịp -12.2 Biên Đầu nhịp -12.88 10.213 Giữa nhịp 0.1852 Cuối nhịp -0.257 4 Biên Đầu nhịp -11.8 11.566 Giữa nhịp 0.1606 Cuối nhịp -0.872 A-B Đầu nhịp -11.24 10.66 Giữa nhịp 4.026 Cuối nhịp -5.938 B-C Đầu nhịp -7.264 -7.365 Giữa nhịp 3.4825 Cuối nhịp -6.151 C-D Đầu nhịp -6.381 -8 Giữa nhịp 3.1799 Cuối nhịp -6.381 D-E Đầu nhịp -7.545 -9.051 Giữa nhịp 3.7788 Cuối nhịp -7.545 E-F Đầu nhịp -11.13 -10.5 Giữa nhịp 3.4857 Cuối nhịp -11.13 Biên Đầu nhịp -12.81 10.205 Giữa nhịp 0.2112 Cuối nhịp -0.216 3 Biên Đầu nhịp -11.25 11.42 Giữa nhịp 0.2051 Cuối nhịp -0.885 A-B Đầu nhịp -10.25 10.477 Giữa nhịp 4.3517 Cuối nhịp -7.171 B-C Đầu nhịp -7.257 -7.546 Giữa nhịp 3.6261 Cuối nhịp -6.286 C-D Đầu nhịp -6.37 -8.147 Giữa nhịp 3.6422 Cuối nhịp -6.37 D-E Đầu nhịp -7.454 -9.162 Giữa nhịp 3.8931 Cuối nhịp -7.454 E-F Đầu nhịp -10.16 -10.35 Giữa nhịp 3.8609 Cuối nhịp -10.16 Biên Đầu nhịp -12.33 10.131 Giữa nhịp 0.2744 Cuối nhịp -0.217 2 Biên Đầu nhịp -11.25 11.402 Giữa nhịp 0.2651 Cuối nhịp -0.888 A-B Đầu nhịp -10.16 10.546 Giữa nhịp 4.7391 Cuối nhịp -8.603 B-C Đầu nhịp -7.673 -7.831 Giữa nhịp 4.0872 Cuối nhịp -6.898 C-D Đầu nhịp -6.894 -8.461 Giữa nhịp 4.3581 Cuối nhịp -6.894 D-E Đầu nhịp -7.933 -9.453 Giữa nhịp 4.0529 Cuối nhịp -7.933 E-F Đầu nhịp -10.09 -10.43 Giữa nhịp 4.1261 Cuối nhịp -10.09 Biên Đầu nhịp -12.34 10.17 Giữa nhịp 0.3573 Cuối nhịp -0.219 1 Biên Đầu nhịp -11.21 11.447 Giữa nhịp 0.3527 Cuối nhịp -0.89 A-B Đầu nhịp -12.36 10.534 Giữa nhịp 6.5042 Cuối nhịp -12.36 B-C Đầu nhịp -8.935 -8.63 Giữa nhịp 5.8109 Cuối nhịp -8.574 C-D Đầu nhịp -8.4 -9.386 Giữa nhịp 6.1777 Cuối nhịp -8.4 D-E Đầu nhịp -9.259 -10.25 Giữa nhịp 5.7343 Cuối nhịp -9.259 E-F Đầu nhịp -10.15 -10.4 Giữa nhịp 5.4748 Cuối nhịp -10.15 Biên Đầu nhịp -12.29 10.181 Giữa nhịp 0.4736 Cuối nhịp -0.182 Bảng tổ hợp dầm khung trục 3 : tầng nhịp vị trí M +max M -min Q 10 1 _ 2 Đầu nhịp -6.32 7.8308 Giữa nhịp 3.0271 Cuối nhịp -0.081 2 _ 3 Đầu nhịp -4.521 -5.706 Giữa nhịp 0.8373 Cuối nhịp -4.521 3 _ 4 Đầu nhịp -14.8 16.59 Giữa nhịp 17.741 Cuối nhịp -14.41 4 _ 5 Đầu nhịp -4.494 5.8967 Giữa nhịp 1.1213 Cuối nhịp -2.542 5 _ 6 Đầu nhịp -2.953 5.3228 Giữa nhịp 1.9561 Cuối nhịp -2.672 6 _ 7 Đầu nhịp -3.014 5.2497 Giữa nhịp 1.8157 Cuối nhịp -2.901 7 _ 8 Đầu nhịp -6.166 -7.89 Giữa nhịp 3.0914 Cuối nhịp -6.166 9 1 _ 2 Đầu nhịp -6.981 8.59 Giữa nhịp 3.1456 Cuối nhịp -0.281 2 _ 3 Đầu nhịp -5.32 -6.984 Giữa nhịp 1.7406 Cuối nhịp -5.32 3 _ 4 Đầu nhịp -18.18 18.585 Giữa nhịp 18.343 Cuối nhịp -17.66 4 _ 5 Đầu nhịp -5.994 7.5409 Giữa nhịp 2.0576 Cuối nhịp -1.086 5 _ 6 Đầu nhịp -3.613 6.165 Giữa nhịp 2.1809 Cuối nhịp -3.033 6 _ 7 Đầu nhịp -3.645 -6.206 Giữa nhịp 2.1829 Cuối nhịp -3.645 7 _ 8 Đầu nhịp -6.965 -8.715 Giữa nhịp 3.2221 Cuối nhịp -6.965 8 1 _ 2 Đầu nhịp -6.938 8.4447 Giữa nhịp 3.1734 Cuối nhịp -0.552 2 _ 3 Đầu nhịp -5.502 -7.026 Giữa nhịp 1.6127 Cuối nhịp -5.502 3 _ 4 Đầu nhịp -18.19 18.416 Giữa nhịp 18.346 Cuối nhịp -17.71 4 _ 5 Đầu nhịp -6.019 7.4951 Giữa nhịp 1.9377 Cuối nhịp -1.95 5 _ 6 Đầu nhịp -3.933 6.3883 Giữa nhịp 2.1938 Cuối nhịp -3.401 6 _ 7 Đầu nhịp -3.937 -6.389 Giữa nhịp 2.1584 Cuối nhịp -3.937 7 _ 8 Đầu nhịp -6.918 -8.557 Giữa nhịp 3.2443 Cuối nhịp -6.918 7 1 _ 2 Đầu nhịp -6.807 8.389 Giữa nhịp 3.1487 Cuối nhịp -0.79 2 _ 3 Đầu nhịp -5.623 -7.096 Giữa nhịp 1.6387 Cuối nhịp -5.623 3 _ 4 Đầu nhịp -18.33 18.214 Giữa nhịp 18.117 Cuối nhịp -17.89 4 _ 5 Đầu nhịp -6.067 7.5105 Giữa nhịp 1.9331 Cuối nhịp -2.588 5 _ 6 Đầu nhịp -4.244 6.604 Giữa nhịp 2.2055 Cuối nhịp -3.75._. do kháng mũi của cọc. Vậy sức kháng mũi của cọc là: - Sức chụi tải của đất mặt bên của cọc: Trong đó: + ca : Lực dính giữa cọc và đất. Lấy ca = (0.7÷1)c + ja : Góc ma sát giữa cọc và đất ja = (0.7÷1)j + s’z : Ứng suất do trọng lượng đất dính giữa các lớp đất =å(g’ixZi) + Ks : Hệ số áp lực ngang=(1.2÷1.4)x(1-sinj) * Đối với lớp thứ nhất: + L1=8.9m + Z1=2.75m + = å (g’ixZi) = 1.461x4.45= 2.051 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin4o25’)=1.1998. + ca=0.8c=0.8x0.095=0.076 (KG/cm2)= 0.76(T/m2). ja=0.8j=0.8x4o25’=3.56o=3o56’ * Đối với lớp thứ hai: + L1=12.8m + Z1=10.85m + = å (g’ixZi) = 1.931x10.85=20.95135 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin12o32’)=1.0179. + ca=0.8c=0.8x0.286=0.2288 (KG/cm2) = 2.288(T/m2). + ja=0.8j=0.8x12o32’=10o. * Đối với lớp thứ ba: + L1=24m + Z1=18.4m + = å (g’ixZi) = 1.878x18.4= 34.5552(T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin10o27’)=1.0642. + ca=0.8c=0.8x0.174=0.1392 (KG/cm2) = 1.392(T/m2).. + ja=0.8j=0.8x10o27’=8.36o=8o36’ * Đối với lớp thứ tư: + L1=25m + Z1=24.5m + = å (g’ixZi) = 1.947x24.5=47.7015 (Kg/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin28o25’)=0.68135 + ca=0.8c=0.8x0.027=0.0216 (KG/cm2) = 0.261(T/m2). + ja=0.8j=0.8x28o25’=22.76o=23o16’ Vậy khả năng chụi tải do ma sát giữa đất và thành cọc. Vậy khả năng chụi tải của cọc theo phụ lục B: Khả năng chụi tải sử dụng thiết kế của cọc được lấy theo Qu. với hệ số an toàn Qp=3, Qs=2. So sánh Qa với Pvl ta có: Qa < Pvl .Vậy cọc đóng được. - Xác định sơ bộ số lượng cọc: n≥ Trong đó: μ: Hệ số kể đến momem lệch tâm chọn μ=1.4. Vậy số cọc trong 1 móng là: n≥ Vậy ta chọn số lượng cọc trong 1 móng là :n=9 cọc 3.1.3 Kiểm tra điều kiện sử dụng lực tác dụng lên trên đầu cọc. Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3D. - Từ số lượng cọc ta chọn được chiều dài và chều rộng của đài móng theo số lượng của cọc đã chọn ở trên. + Bđ= 8D=8x0.3=2.4(m). + Lđ= 8D=8x0.4=2.4(m). - Ta bố trí cọc như hình vẽ: + Xác định các tọa độ cho các vị trí của cọc X1=X4=X7=-0.9(m). X3=X6=X6=0.9(m). X2=X5=X8=0(m). Y1=Y2=Y3 =0.9(m). Y4=Y5=Y6=0(m). Y7=Y8=Y9=-0.9(m). + Tổng bình phương tọa độ theo phương X, phương Y - Lực tác dụng lên đài cọc. + Khối móng quy ước. Trong đó: * H: độ sâu của mũi cọc. * gtb: dung trọng tự nhiên của các lớp đất. Dung trọng trung bình tự nhiên của các lớp đất. Vậy khối móng quy ước: + Lực tại đầu cọc - Nội lực tác dụng lên các vị trí khác nhau của 9 cọc: Trong đó : n số cọc Vì momem ở đầu cọc nhỏ nên ta có thể tính nội lực tác dụng lên các vị trí của cọc như sau: + Nội lực tác dụng lên các cọc 1, 3, 4, 6, 7, 9. + Nội lực tác dụng lên các cọc 2, 5, 8 3.1.4 Kiểm tra áp lực nền dưới mũi cọc. - Góc ma sát trong trung bình bên hông cọc : - Từ kích thước biên ngoài của cọc L’, B’ ta xác định các cạnh Lm, Bm theo góc nghiêng jtb/4 + Kích thước bên ngoài cọc: L’=7D=7x0.3=2.1(m). B’=7D=7x0.3=2.1(m). + Xác định các kích thước của móng theo jtb/4 + Khối móng quy ước: - Tổng phản lực tác dụng lên đài cọc là: - Vì momem nho nên ta có thể bỏ qua độ lệch tâm e - Áp lực trung bình - Áp lực lớn nhất nhỏ nhất. - Nhưng tại vì momem nho ta có thể bỏ qua do đó không còn ex , ey nữa do đó ta có thể coi giá trị Pmax, min =Ptb=28.27(T/m2) - Cường độ tiêu chuẩn tại mũi cọc. Trong đó: + m1, m2 :là các hệ số. + Ktc : Hệ số an toàn. + γ’I xZm : Ứng suất bản than tại mũi cọc. + γ”II :Dung trọng đẩy nổi của đất tại mũi cọc. + A, B, D:các hệ số tra bảng phụ thuộc vào φ. - Dung trọng đẩy nổi của mũi cọc. - Ứng suất bản thân tại mũi cọc. - Với φ =28o25’ tra bảng ta có các giá trị A, B, D. + A=1.02 + B=5.08 + D=7.53 Vậy cường độ tiêu chuẩn là.m * Để móng đảm bảo cho sức chụi tải của cọc thì. 3.1.5. Tính độ lún dưới mũi cọc. - Độ lún được tính với ứng suất trung bình. - Để tính lún cho đất dưới mũi cọc thì ta chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều lớp nhỏ. Mỗi lớp ta chia khoảng từ 1đến 3m. Ta chia lớp đất thứ 4 thành nhiều lớp mỗi lớp có chiều dày 1m ra để tính lún. - khi tính lún ta tính cho khối móng quy ước tại mũi cọc. Lm=Bm=6.86m. - Tỷ số - Ứng suất gây lún tại lớp thứ nhất. - Ta chia lớp đất thứ tư thành 9 lớp riêng lớp đầu tiên là 0.9m, còn các lớp còn lại là 1m. - Ứng suất do trọng lượng bản thân từ lớp thứ 2 trở đi ta tính như sau. + + + + + + + + + - Ứng suất gây lún + Tại lớp thứ nhất. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.9856. Þ Độ lún của lớp thứ nhất là. + Tại lớp thứ hai. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.9456. Þ Độ lún của lớp thứ hai là. + Tại lớp thứ ba. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.8285. Þ Độ lún của lớp thứ ba là. + Tại lớp thứ tư. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.6953. Þ Độ lún của lớp thứ tư là. + Tại lớp thứ năm. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.5653. Þ Độ lún của lớp thứ năm là. + Tại lớp thứ sáu. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.4491. Þ Độ lún của lớp thứ sáu là. + Tại lớp thứ bảy. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.3688. Þ Độ lún của lớp thứ bảy là. + Tại lớp thứ tám. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.3338. Þ Độ lún của lớp thứ tám là. + Tại lớp thứ chín. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.2644. Þ Độ lún của lớp thứ chín là. - Để đảm độ lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc thì phải thỏa mãn điều kiện ngừng lún sau. Vậy thảo mãn về điều kiện gây lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc vậy lớp đất thứ tư ngừng lún ở lớp thứ 9. Và độ sâu ngừng lún là h=8.5m. 3.1.6. Mo đun biến dạng của đất nền. Trong đó: + mk:Hệ số rỗng ε tra theo ( TCVN 40) vì B<1 và lớp đất thứ tư là loại đất cát pha nên ta chọn mk tương ứng với ε= 0.9 mk=1. + βo=0.74 + Tra bảng 1.3 ta có ao=0.0017(m2/T). Vậy mô đun biến dạng của đất nền. Ta chọn mô đun biến dạng Eo=800(m2/T). - Ứng suất gây lún trung bình cho từng lớp đất. -Độ lún tại tâm móng được tính theo công thức. - Để đảm bảo độ lún thì. Vậy thỏa mãn về độ lún. 3.1.7. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng và cấu tạo và tính toán đài cọc. -Chọn ho của đài cọc theo diều kiện tuyệt đối cứng. Bđ=Lđ=2.4-0.2=2.2(m) - Chiều cao của đài cọc. Vậy ta chọn ho=1(m). Theo tính toán ở mục 3.1.4 ta có Pmax=28.29(T). - Vì cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng nên ta không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng của cọc. - Đài cọc vuông ta cần tính thép cho đài cọc và bố trí thép theo 2 phương. - Khi tính momem ta xem như đài cọc là 1 thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. - Momem do các cọc theo phương x dương truyền vào ngang mặt ngoài của cột ta lấy khoảng cách tính từ tâm của cọc cho đến mép ngoài của cột. l = 12-0.225-0.3=0.675(m). Vậy momem bằng - Tính thép cho đài cọc. - Chọn cốt thép. Chọn 8̣Φ22 có F=30.408(cm2). 3.1.7. Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp. 3.1.7.1. Kiểm tra cọc khi vận chuyển. - Trọng lượng riêng của cọc trên 1m dài : Trong đó : + n= 1.1: Hệ số vượt tải + γ :Dung trọng riêng của cọc. + Fc : Diện tích của cọc. Vậy của cọc trên 1m dài. - Chọn vị trí đặc móc cẩu cách hai đầu mút của cọc là chiều dài của cọc vậy chiều dài của 2 đầu tự do là + Momem ở hai đầu tự do là. + Momem ở giữa cột là. - Tính và kiểm tra lại so với cốt thép ban đầu. + Đối với momem M1 + Đối với momem M2 Ta có Fa<10.18 (cm2) 3.1.7.2. Kiểm tra khi cẩu lấp. Khi dựng cọc thì một đầu cọc được tì xuống đất còn 1 đầu dựng ngược lên trên như hình vẽ. - Momem trong khi dựng cọc + + - Tính và kiểm tra lại so với cốt thép ban đầu. + Đối với momem M3 + Đối với momem M4 Ta có Fa<10.18 (cm2) Vậy cọc được bảo đảm trong quá trình vận chuyển và cẩu lấ B.2. TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI. I. KHÁI QUÁT VỀ CỌC KHOAN NHỒI. -Những ưu điểm của cọc khoan nhồi : +Cọc khoan nhồi có sức chịu tải lớn do có đường kính lớn và độ sâu lớn +Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh , thích hợp xây chen ở các đô thị , khắc phục được nhược điểm của loại cọc đóng trong điều kiện này +Có khả năng mỡ rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa +Lượng cốt thép bố trí trong cọc nhồi thường í hơn trong cọc đóng +Có khả năng thi công qua các lớp đất cứng -Nhược điểm của cọc khoan nhồi +Khó kiểm tra chất lượng cọc khi đổ bê tông +Đòi hỏi thiết bi , đội ngủ thi công chuyên nghiệp +Dể bị sập thành hố khoan Với sự phân tích trên ta thấy phương án cọc khoan nhồi là hợp lý hơn cả cho nhà có tải trọng lớn do đó rong đồ án này chọn phương án thiết kế cọc khoan nhồi, và cọc ép. II. TIÊU CHUẨN ĐỂ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI. Theo TCXD 205:1998 , cọc và móng cọc được thiết kế theo các trạng thái giới hạn . Trạng thái giới hạn của móng cọc được phân thành hai nhóm : -Nhóm thứ nhất gồm các tính toán: + Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền + Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc + Độ ổn định của của cọc và móng - Nhóm thứ hai gồm các tính toán: +Độ lún của nền cọc và móng +chuyển vị ngang của cọc và móng +Hình thành vết nứt trong cọc và đài cọc bằng be tông cốt thép III. CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC. - Bê tông và bê tông đài chọn bê tông có cường độ Mac 300 có cường độ ( Rn=130 Kg/cm2, Rb=17Mpa ). - Thép đài cọc và cọc chọn thép AII có cường độ (Ra=2800Kg/cm2). - Diện tích cốt thép chọn sơ bộ 12Ø16 có As=2413.2mm2 có hàm lượng μ=0.512%( thỏa theo TCXD 205:1998 μ>0.4 0.65%) IV. TÍNH TOÁN CHO CÁC MÓNG: IV.1. TÍNH MÓNG M1(3-F): 1. Tải trọng: - Từ bảng tổ hợp nội lực ta có cập nội lực: + Ntt = 529.5( T) . + = e-14 (T.m ) + = 2e-16 (T.m ) + Qtc = 1.046 (T). - Vì momem hai phương, = e-14 (T.m ), = 2e-16 (T.m ), rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua trong quá trình tính toán ta chỉ tính nội lực cho hai giá trị, lực dọc Ntt = 529.5( T), và lực cắt Qtc = 1.046 (T) là đủ. - Khi tính thành phần tải trọng tiêu chuẩn ta chỉ tính thành phần lực dọc và lực cắt mà thôi. + Ntc = = = 460.174 ( T ). + Qtc = = =0.9096 ( T ). 2.Chọn sơ bộ kích thước của cọc. Chọn cọc có đường kính cọc 0.6m mũi cọc cấm vào lớp đất thứ tư và chiều sâu chôn cọc là 25 m 2.1. Chọn chiều sâu chôn đài móng Trong đó ta chọn bề rộng sơ bộ của móng là Bm=2m. Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài móng là hđm =2m. 2.2. Chọn chiều cao của đài cọc. Trong đó ho là chiều cao có ích từ tim móng đến mặt trên của móng. Chọn chiều cao lớp bảo vệ cho cốt thép là ao=0.15cm. Vậy chiều cao của đài cọc thực sự là hđc. Vậy chọn chiều cao của đài cọc :hđc =1m 3. Xác định sức chụi tải của cọc và chọn cọc trong móng. 3.1. Xác định sức chụi tải của cọc. 3.1.1. Sức chụi tải của cọc theo vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc, P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : P= (RuA+RanFa) Trong đó: - Ru:Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . +Đối với cọc đổ bê tông trong lỗ khoan khô , nhưng không lớn hơn 70 kg/cm2 Dùng bê tông B30 nên Ru= 60 kg/cm2 - A:Diện tích tiết diện ngang của cọc , - Fa:Diện tích tiết diện cốt thépdọc trục, Fa=24.132mm2 - Ran:Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, nhưng không lớn hơn 2000(kg/cm2) -Rc:Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép AII có Rc=4000(kg/cm2) , Ran=2200 (kg/cm2) P=60x2826+2200x24.132)=222650.4(kg)=2226.50(KN)=222.65(T) 3.1.2 Sức chụi tải của cọc theo đất nền. - Khả năng chụi tải cực hạn của cọc đơn. Trong đó: + qp : khả năng chụi tải mũi cọc (tra bảng 4.4 sách nền móng Lê Anh Hoàng ). + Fsi : khả năng bám trượt xung quanh cọc. + Fc : Tiết diện cọc. + Li , u : Chiều dài phân đoạn và chu vi cọc. - Sức chụi tải của đất mặt bên của cọc: Trong đó: + ca : Lực dính giữa cọc và đất. Lấy ca = (0.7÷1)c + ja : Góc ma sát giữa cọc và đất ja = (0.7÷1)j + s’z : Ứng suất do trọng lượng đất dính giữa các lớp đất =å(g’ixZi) + Ks : Hệ số áp lực ngang=(1.2÷1.4)x(1-sinj) * Đối với lớp thứ nhất: + L1=8.9m + Z1=2.75m + = å (g’ixZi) = 1.461x4.45= 2.051 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin4o25’)=1.1998. + ca=0.8c=0.8x0.095=0.076 (KG/cm2)= 0.76(T/m2). ja=0.8j=0.8x4o25’=3.56o=3o56’ * Đối với lớp thứ hai: + L1=12.8m + Z1=10.85m + = å (g’ixZi) = 1.931x10.85=20.95135 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin12o32’)=1.0179. + ca=0.8c=0.8x0.286=0.2288 (KG/cm2) = 2.288(T/m2). + ja=0.8j=0.8x12o32’=10o. * Đối với lớp thứ ba: + L1=24m + Z1=18.4m + = å (g’ixZi) = 1.878x18.4= 34.5552(T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin10o27’)=1.0642. + ca=0.8c=0.8x0.174=0.1392 (KG/cm2) = 1.392(T/m2).. + ja=0.8j=0.8x10o27’=8.36o=8o36’ * Đối với lớp thứ tư: + L1=25m + Z1=24.5m + = å (g’ixZi) = 1.947x24.5=47.7015 (Kg/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin28o25’)=0.68135 + ca=0.8c=0.8x0.027=0.0216 (KG/cm2) = 0.261(T/m2). + ja=0.8j=0.8x28o25’=22.76o=23o16’ Vậy khả năng chụi tải do ma sát giữa đất và thành cọc. - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc ,qp, tính theo công thức: qp=0.75β(γI’ dpAok +α γILBok) Trong đó β, Aok, α , Bok-Hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A 6 phụ lục A TCVN-205:1998 γI’-Trị tính toán của trọng lượng thể tích đất,KN/m3,ở phía dưới mũi cọc (khi đất no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước) γI-Trị tính toán trung bình (theo các lớp đất) của trọng lượng thể tích đất,KN/m3,nằm phía trên mũi cọc (khi đất no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước) + dp-đường kính tiết diện cọc + L-Chiều dài cọc, m - Ta có mũi cọc đặt vào lớp 4 có φ=27.3o Aok=18.37 Bok=34.705 α =0.548 β=0.23 Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc. Vậy cường độ chụi tải của đất tại mũi cọc: Vậy khả năng chụi tải của cọc: -Xác định sức chịu tải cho phép của cọc Khả năng chụi tải sử dụng thiết kế của cọc được lấy theo Qu. với hệ số an toàn Qp=3, Qs=2. - Xác định sơ bộ số lượng cọc: n≥ Trong đó: μ: Hệ số kể đến momem lệch tâm chọn μ=1.4. - Chọn pc≥Qa vậy ta chọn pc=2400(KN/m2)=240(T/m2) Vậy số cọc trong 1 móng là: n≥ Vậy ta chọn số lượng cọc trong 1 móng là :n=4 cọc - Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3D. X1=X3= -1.5(m). X2=X4 =1.5(m). Y1 =Y2 =1.5(m). Y3=Y4=-1.5(m). + Tổng bình phương tọa độ theo phương X, phương Y - Trọng lượng thực tế của đài và đất trên đài - Tải trọng công trình tác dụng lên 1 đầu cọc bất kỳ tính theo công thức: Vì momem ở đầu cọc nhỏ nên ta có thể tính nội lực tác dụng lên các vị trí của cọc như sau: -Trọng lượng bản thân cọc -Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc theo công thức: Ta có: -Vậy cọc thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc và cọc không bị nhổ 3.1.4. Tính độ lún dưới mũi cọc. 3.1.4.1. Kiểm tra độ lún móng cọc - Kiểm tra độ lún móng cọc cơ bản được dựa trên việc tính toán của khối móng quy ước , khối móng này được xác định như sau: - Từ mép ngoài của cọc biên kẻ đường xiên góc là góc ma sát trung bình của các lớp đất có chiều dày hi bên hông chiều dài L của cọc: - Góc ma sát trong trung bình bên hông cọc : - Diện tích của khối móng quy ước là: - Trong đó: B1,L1 là khoảng cách 2 mép cọc biên tính trên bề rộng và bề dài của đài cọc , với khoảng cách của 2 cọc là 3D thì + Do đài cọc có hình vuông nên ta có B1=L1=(3n-2)xD , với n-số lượng cọc Vậy B1=L1=(3x2-2)x0.6=2.4m - Trọng lượng của móng khối quy ước. - Tổng tải trọng đứng tác dụng lên khối móng quy ước - Tính độ lệch tâm. ; - Vì momem lệch tâm nhỏ nên ta có thể bỏ qua do đó xem móng như nén đúng tâm. - Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước trung bình -Ứng suất lớn nhất dưới đáy khối móng quy ước : - Với Lm,Bm - chiều dài và chiều rộng khối móng quy ước - Điều kiện cho bước tính toán độ lún Pmax1.2Rtc Với Rtc-khả năng chịu tải của nền tại mũi cọc , tính Rtc tại độ sâu Zm=40m với cạnh Bm=4.5m Trong đó: +m1,m2-Lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền , tra bảng 15 TCXD: (45-78) m1=1.2,m2=1.1 +ktc-Hệ số tin cậy ,ktc=1 +A,B,D-Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong φ. + Với φ =28o25’ tra bảng ta có các giá trị A, B, D. A=1.02 B=5.08 D=7.53 +γI’-Trị trung bình (theo từng lớp đất) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên chiều sâu đặt móng , ta có: +γII’-Trọng lượng thể tích của đất nằm dưới đáy móng +cII-Trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng -Vậy Ta có 45.287<132.572x1.2=159.085ÞPmax<1.2Rtc (thỏa) do đó có thể tính độ lún của móng cọc theo quan niệm lớp biến dạng lớp biến dạng tuyến tính có chiều dày hữu hạn 3.1.4.2. Tính độ lún dưới cọc của móng . - Độ lún được tính với ứng suất trung bình. - Để tính lún cho đất dưới mũi cọc thì ta chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều lớp nhỏ. Mỗi lớp ta chia khoảng từ 1đến 3m. Ta chia lớp đất thứ 4 thành nhiều lớp mỗi lớp có chiều dày 1m ra để tính lún. - khi tính lún ta tính cho khối móng quy ước tại mũi cọc. Lm=Bm=4.5m. - Tỷ số - Ứng suất gây lún tại lớp thứ nhất. - Ta chia lớp đất thứ tư thành 9 lớp riêng lớp đầu tiên là 0.9m, còn các lớp còn lại là 1m. - Ứng suất do trọng lượng bản thân từ lớp thứ 2 trở đi ta tính như sau. + + + + + + + + + - Ứng suất gây lún + Tại lớp thứ nhất. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.9778. Þ Độ lún của lớp thứ nhất là. + Tại lớp thứ hai. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k02= 0.88. Þ Độ lún của lớp thứ hai là. + Tại lớp thứ ba. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k03= 0.6527. Þ Độ lún của lớp thứ ba là. + Tại lớp thứ tư. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k04= 0.4684. Þ Độ lún của lớp thứ tư là. + Tại lớp thứ năm. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k05= 0.34. Þ Độ lún của lớp thứ năm là. + Tại lớp thứ sáu. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k06= 0.2712. Þ Độ lún của lớp thứ sáu là. + Tại lớp thứ bảy. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k07= 0.1912. Þ Độ lún của lớp thứ bảy là. + Tại lớp thứ tám. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k08= 0.1501. Þ Độ lún của lớp thứ tám là. + Tại lớp thứ chín. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k09= 0.1212. Þ Độ lún của lớp thứ chín là. - Để đảm độ lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc thì phải thỏa mãn điều kiện ngừng lún sau. Vậy thảo mãn về điều kiện gây lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc vậy lớp đất thứ tư ngừng lún ở lớp thứ 7. Và độ sâu ngừng lún là h=6.5m. 3.1.5 Tính kết cấu cho đài. 3.1.5.1. Chọn chiều cao đài cọc - Chọn ho của đài cọc theo điều kiện tuyệt đối cứng theo công thức sau: Trong đó: +Bđ: Chiều rộng của đài , Bđ=2.4(m) +bc: Chiều rộng của cột , bc=0.4(m) Vậy chiều cao của đài cọc là: - Đoạn cọc ngàm vào đài = 0.15(m), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép đài=0.05(m). Vậy chiều cao thực tế của đài cọc là: hđ=1+0.15+0.05=1.2(m) - Khi chọn ho theo điều kiện tuyệt đối cứng thì đài cọc không bị xuyên thủng 3.1.5.2. Tính cốt thép cho đài cọc. Thép cho đài cọc để chịu mô men uốn . Người ta coi cánh đài được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài mặt ngàm qua chân cột - Tính thép theo phương L Trong đó: + ai: Cánh tay đòn từ mép cột các cọc +pi: Phản lực tại đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài Vậy momem theo 1 phương rồi bố trí đều cho 2 phương. - Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu ML - Chọn thép cho đài:10Φ22 có diện tích Fa=38.01(cm2). Ta bố trí thép cho cả hai phương của đài. IV.2. TÍNH MÓNG M2(3-E): 1. Tải trọng: - Từ bảng tổ hợp nội lực ta có cập nội lực: + Ntt = 548( T) . + = 4.996ee-16 (T.m ) + = 3e-16 (T.m ) + Qtt = 1.272(T). - Vì momem hai phương, = 4.996ee-16 (T.m ), = 3e-16 (T.m ), rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua trong quá trình tính toán ta chỉ tính nội lực cho hai giá trị, lực dọc Ntt = 548( T), và lực cắt Qtc = 1.272(T) là đủ. - Khi tính thành phần tải trọng tiêu chuẩn ta chỉ tính thành phần lực dọc và lực cắt mà thôi. + Ntc = = = 476.52 ( T ). + Qtc = = =1.106 ( T ). 2.Chọn sơ bộ kích thước của cọc. Chọn cọc có đường kính cọc 0.6m mũi cọc cấm vào lớp đất thứ tư và chiều sâu chôn cọc là 25 m 2.1. Chọn chiều sâu chôn đài móng Trong đó ta chọn bề rộng sơ bộ của móng là Bm=2m. Vậy ta chọn chiều sâu chôn đài móng là hđm =2m. 2.2. Chọn chiều cao của đài cọc. Trong đó ho là chiều cao có ích từ tim móng đến mặt trên của móng. Chọn chiều cao lớp bảo vệ cho cốt thép là ao=0.15cm. Vậy chiều cao của đài cọc thực sự là hđc. Vậy chọn chiều cao của đài cọc :hđc =1m 3. Xác định sức chụi tải của cọc và chọn cọc trong móng. 3.1. Xác định sức chụi tải của cọc. 3.1.1. Sức chụi tải của cọc theo vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc, P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : P= (RuA+RanFa) Trong đó: - Ru:Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . +Đối với cọc đổ bê tông trong lỗ khoan khô , nhưng không lớn hơn 70 kg/cm2 Dùng bê tông B30 nên Ru= 60 kg/cm2 - A:Diện tích tiết diện ngang của cọc , - Fa:Diện tích tiết diện cốt thépdọc trục, Fa=24.132mm2 - Ran:Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, nhưng không lớn hơn 2000(kg/cm2) -Rc:Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép AII có Rc=4000(kg/cm2) , Ran=2200 (kg/cm2) P=60x2826+2200x24.132)=222650.4(kg)=2226.50(KN)=222.65(T) 3.1.2 Sức chụi tải của cọc theo đất nền. - Khả năng chụi tải cực hạn của cọc đơn. Trong đó: + qp : khả năng chụi tải mũi cọc (tra bảng 4.4 sách nền móng Lê Anh Hoàng ). + Fsi : khả năng bám trượt xung quanh cọc. + Fc : Tiết diện cọc. + Li , u : Chiều dài phân đoạn và chu vi cọc. - Sức chụi tải của đất mặt bên của cọc: Trong đó: + ca : Lực dính giữa cọc và đất. Lấy ca = (0.7÷1)c + ja : Góc ma sát giữa cọc và đất ja = (0.7÷1)j + s’z : Ứng suất do trọng lượng đất dính giữa các lớp đất =å(g’ixZi) + Ks : Hệ số áp lực ngang=(1.2÷1.4)x(1-sinj) * Đối với lớp thứ nhất: + L1=8.9m + Z1=2.75m + = å (g’ixZi) = 1.461x4.45= 2.051 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin4o25’)=1.1998. + ca=0.8c=0.8x0.095=0.076 (KG/cm2)= 0.76(T/m2). ja=0.8j=0.8x4o25’=3.56o=3o56’ * Đối với lớp thứ hai: + L1=12.8m + Z1=10.85m + = å (g’ixZi) = 1.931x10.85=20.95135 (T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin12o32’)=1.0179. + ca=0.8c=0.8x0.286=0.2288 (KG/cm2) = 2.288(T/m2). + ja=0.8j=0.8x12o32’=10o. * Đối với lớp thứ ba: + L1=24m + Z1=18.4m + = å (g’ixZi) = 1.878x18.4= 34.5552(T/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin10o27’)=1.0642. + ca=0.8c=0.8x0.174=0.1392 (KG/cm2) = 1.392(T/m2).. + ja=0.8j=0.8x10o27’=8.36o=8o36’ * Đối với lớp thứ tư: + L1=25m + Z1=24.5m + = å (g’ixZi) = 1.947x24.5=47.7015 (Kg/m2). + Ks=(1.2÷1.4)x(1-sinj) = 1.3x(1-sin28o25’)=0.68135 + ca=0.8c=0.8x0.027=0.0216 (KG/cm2) = 0.261(T/m2). + ja=0.8j=0.8x28o25’=22.76o=23o16’ Vậy khả năng chụi tải do ma sát giữa đất và thành cọc. - Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc ,qp, tính theo công thức: qp=0.75β(γI’ dpAok +α γILBok) Trong đó β, Aok, α , Bok-Hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A 6 phụ lục A TCVN-205:1998 γI’-Trị tính toán của trọng lượng thể tích đất,KN/m3,ở phía dưới mũi cọc (khi đất no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước) γI-Trị tính toán trung bình (theo các lớp đất) của trọng lượng thể tích đất,KN/m3,nằm phía trên mũi cọc (khi đất no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước) + dp-đường kính tiết diện cọc + L-Chiều dài cọc, m - Ta có mũi cọc đặt vào lớp 4 có φ=27.3o Aok=18.37 Bok=34.705 α =0.548 β=0.23 Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc. Vậy cường độ chụi tải của đất tại mũi cọc: Vậy khả năng chụi tải của cọc: -Xác định sức chịu tải cho phép của cọc Khả năng chụi tải sử dụng thiết kế của cọc được lấy theo Qu. với hệ số an toàn Qp=3, Qs=2. - Xác định sơ bộ số lượng cọc: n≥ Trong đó: μ: Hệ số kể đến momem lệch tâm chọn μ=1.4. - Chọn pc≥Qa vậy ta chọn pc=2400(KN/m2)=240(T/m2) Vậy số cọc trong 1 móng là: n≥ Vậy ta chọn số lượng cọc trong 1 móng là :n=4 cọc - Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3D. X1=X3= -1.5(m). X2=X4 =1.5(m). Y1 =Y2 =1.5(m). Y3=Y4=-1.5(m). + Tổng bình phương tọa độ theo phương X, phương Y - Trọng lượng thực tế của đài và đất trên đài - Tải trọng công trình tác dụng lên 1 đầu cọc bất kỳ tính theo công thức: Vì momem ở đầu cọc nhỏ nên ta có thể tính nội lực tác dụng lên các vị trí của cọc như sau: -Trọng lượng bản thân cọc -Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc theo công thức: Ta có: -Vậy cọc thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc và cọc không bị nhổ 3.1.4. Tính độ lún dưới mũi cọc. 3.1.4.1. Kiểm tra độ lún móng cọc - Kiểm tra độ lún móng cọc cơ bản được dựa trên việc tính toán của khối móng quy ước , khối móng này được xác định như sau: - Từ mép ngoài của cọc biên kẻ đường xiên góc là góc ma sát trung bình của các lớp đất có chiều dày hi bên hông chiều dài L của cọc: - Góc ma sát trong trung bình bên hông cọc : - Diện tích của khối móng quy ước là: - Trong đó: B1,L1 là khoảng cách 2 mép cọc biên tính trên bề rộng và bề dài của đài cọc , với khoảng cách của 2 cọc là 3D thì + Do đài cọc có hình vuông nên ta có B1=L1=(3n-2)xD , với n-số lượng cọc Vậy B1=L1=(3x2-2)x0.6=2.4m - Trọng lượng của móng khối quy ước. - Tổng tải trọng đứng tác dụng lên khối móng quy ước - Tính độ lệch tâm. ; - Vì momem lệch tâm nhỏ nên ta có thể bỏ qua do đó xem móng như nén đúng tâm. - Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước trung bình -Ứng suất lớn nhất dưới đáy khối móng quy ước : - Với Lm,Bm - chiều dài và chiều rộng khối móng quy ước - Điều kiện cho bước tính toán độ lún Pmax1.2Rtc Với Rtc-khả năng chịu tải của nền tại mũi cọc , tính Rtc tại độ sâu Zm=40m với cạnh Bm=4.5m Trong đó: +m1,m2-Lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền , tra bảng 15 TCXD: (45-78) m1=1.2,m2=1.1 +ktc-Hệ số tin cậy ,ktc=1 +A,B,D-Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong φ. + Với φ =28o25’ tra bảng ta có các giá trị A, B, D. A=1.02 B=5.08 D=7.53 +γI’-Trị trung bình (theo từng lớp đất) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên chiều sâu đặt móng , ta có: +γII’-Trọng lượng thể tích của đất nằm dưới đáy móng +cII-Trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng -Vậy Ta có 46.182<132.572x1.2=159.085ÞPmax<1.2Rtc (thỏa) do đó có thể tính độ lún của móng cọc theo quan niệm lớp biến dạng lớp biến dạng tuyến tính có chiều dày hữu hạn 3.1.4.2. Tính độ lún dưới cọc của móng . - Độ lún được tính với ứng suất trung bình. - Để tính lún cho đất dưới mũi cọc thì ta chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều lớp nhỏ. Mỗi lớp ta chia khoảng từ 1đến 3m. Ta chia lớp đất thứ 4 thành nhiều lớp mỗi lớp có chiều dày 1m ra để tính lún. - khi tính lún ta tính cho khối móng quy ước tại mũi cọc. Lm=Bm=4.5m. - Tỷ số - Ứng suất gây lún tại lớp thứ nhất. - Ta chia lớp đất thứ tư thành 9 lớp riêng lớp đầu tiên là 0.9m, còn các lớp còn lại là 1m. - Ứng suất do trọng lượng bản thân từ lớp thứ 2 trở đi ta tính như sau. + + + + + + + + + - Ứng suất gây lún + Tại lớp thứ nhất. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k01= 0.9778. Þ Độ lún của lớp thứ nhất là. + Tại lớp thứ hai. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k02= 0.88. Þ Độ lún của lớp thứ hai là. + Tại lớp thứ ba. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k03= 0.6527. Þ Độ lún của lớp thứ ba là. + Tại lớp thứ tư. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k04= 0.4684. Þ Độ lún của lớp thứ tư là. + Tại lớp thứ năm. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k05= 0.34. Þ Độ lún của lớp thứ năm là. + Tại lớp thứ sáu. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k06= 0.2712. Þ Độ lún của lớp thứ sáu là. + Tại lớp thứ bảy. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k07= 0.1912. Þ Độ lún của lớp thứ bảy là. + Tại lớp thứ tám. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k08= 0.1501. Þ Độ lún của lớp thứ tám là. + Tại lớp thứ chín. Ta có tỷ số Tra bảng nội suy ta có k09= 0.1212. Þ Độ lún của lớp thứ chín là. - Để đảm độ lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc thì phải thỏa mãn điều kiện ngừng lún sau. Vậy thảo mãn về điều kiện gây lún cho lớp đất thứ tư dưới mũi cọc vậy lớp đất thứ tư ngừng lún ở lớp thứ 6. Và độ sâu ngừng lún là h=5.5m. 3.1.5 Tính kết cấu cho đài. 3.1.5.1. Chọn chiều cao đài cọc - Chọn ho của đài cọc theo điều kiện tuyệt đối cứng theo công thức sau: Trong đó: +Bđ: Chiều rộng của đài , Bđ=2.4(m) +bc: Chiều rộng của cột , bc=0.4(m) Vậy chiều cao của đài cọc là: - Đoạn cọc ngàm vào đài = 0.15(m), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép đài=0.05(m). Vậy chiều cao thực tế của đài cọc là: hđ=1+0.15+0.05=1.2(m) - Khi chọn ho theo điều kiện tuyệt đối cứng thì đài cọc không bị xuyên thủng 3.1.5.2. Tính cốt thép cho đài cọc. Thép cho đài cọc để chịu mô men uốn . Người ta coi cánh đài được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột và bị uốn bởi phản lực các đầu cọc nằm ngoài mặt ngàm qua chân cột - Tính thép theo phương L Trong đó: + ai: Cánh tay đòn từ mép cột các cọc +pi: Phản lực tại đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài Vậy momem theo 1 phương rồi bố trí đều cho 2 phương. - Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu ML - Chọn thép cho đài:10Φ22 có diện tích Fa=38.01(cm2). Ta bố trí thép cho cả hai phương của đài. V. Nhận xét và chọn phương án cho móng: Cọc ép Cọc khoan nhồi Khối lượng BT đài cọc 5.76(m3) 5.76(m3) Khối lượng CT đài cọc 121.632(cm2) 152.04(cm2) Khối lượng BT cọc 19.44(m3) 26.5644(m3) Khối lượng CT cọc 183.24(cm2) 96.528(cm2) Ưu điểm : Khuyết điểm : Biện pháp thi công dễ dàng, thí nghiệm nén tĩnh tương đối đơn giản, khối lượng bêtông nhỏ. Khối lượng thép trong cọc lớn, thi công qua lớp cát có chiều dày lớn thì gặp khó khăn . Sức chịu tải lớn, lượng thép trong cọc nhỏ, khả năng chịu tải ngang lớn . Biện pháp thi công phức tạp, biện pháp kiểm tra chất lượng cọc gặp nhiều khó khăn, dễ xảy ra hiện tượng trong quá trình thi công đổ bêtông dưới nước. Với một số ưu khuyết điểm kể trên, ta chọn phương án cọc ép BTCT là hợp lý. ._.