Thiết kế trụ sở văn phòng công ty cổ phần xây dựng số 5

LỜI TRI ÂN Em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ NGUYỄN NGỌC TÚ –Giảng viên Bộ môn công trình – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Trường Đại học Kiến Trúc Thành Phố Hồ Chí Minh- đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm Luận văn Tốt Nghiệp. em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô trong khoa kỹ thuật công trình Trường Đại học Kỹ Thuật công Nghệ. Đã luôn chỉ dạy và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành khoá học. Do kiến thức cơ bản chưa sâu, trình độ còn hạn hẹp nên trong Đồ Án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của toàn thể quý thầy cô. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể lớp 04DXD1 cùng bạn bè thân hữu đã giúp đỡ, động viên, góp ý cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn. Xin cảm ơn gia đình đã động viên, khuyến khích em trong suốt quá trình làm Luận văn Tốt Nghiệp. Và đặc biệt con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cha,Mẹ đã dày công nuôi dưỡng con trong suốt thời gian học tập tại trường. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh ,Tháng 1 năm 2009. NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài : TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG SỐ 5 Địa diểm : 137 Lê Quang Định. Quận Bình Thạnh PHẦN 1: KIẾN TRÚC ( 0 % ) GVHD Th.S : NGUYỄN NGỌC TÚ PHẦN 2: KẾT CẤU ( 70 % ) GVHD Th.S : NGUYỄN NGỌC TÚ PHẦN 3: NỀN MÓNG ( 30 % ) GVHD Th.S NGUYỄN NGỌC TÚ BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH ******* –— –— –— PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG Họ và tên SV: TRẦN ĐỨC NHƯ HẢI Lớp: 04 DXD1 Hệ đào tạo: ĐH Chính Quy Địa chỉ liên hệ: 336/24 Nguyễn Văn Luông P.12 Q.6 Tp.HCM Số ĐT: 0908514020 Tên đề tài tốt nghiệp: TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XD SỐ 5 - Ngày nhận đề tài: 22/09/2008 - Ngày nộp đề tài: 03/01/2009 1. Phần kiến trúc Thể hiện lại các bản vẽ cơ bản của kiến trúc (mặt bằng, mặt cắt, mặt đứng,…) và viết thuyết minh giới thiệu về kiến trúc và kỹ thuật công trình. 2. Phần kết cấu ( 70 %) Tính toán và bản vẽ: Sàn tầng điển hình. (1 bản vẽ) Dầm sàn tầng điển hình. (1 bản vẽ) Cầu thang và bể nước mái. (2 bản vẽ) Khung trục biên và khung trục giữa. (3 bản vẽ) 3. Phần nền móng ( 30 %) Tính toán và bản vẽ: Phương án móng cọc ép. (tính toán và 2 bản vẽ) Phương án móng cọc khoan nhồi. ( tính toán và 2 bản vẽ ) So sánh lựa chọn phương án móng. 4. Phần thi công ( 0 %) GVHD KẾT CẤU GVHD NỀN MÓNG (Ký và ghi họ tên) (Ký và ghi họ tên) ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ MỤC LỤC Lời tri ân Nhiệm vụ luận văn PHẦN I: KIẾN TRÚC I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC 8 II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TP HCM 1. Mùa mưa 9 2. Mùa khô 9 3. Gió 9 III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG 9 IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC 9 PHẦN II: KẾT CẤU CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỂ CHỨA NƯỚC I. TÍNH BẢN 12 1. Bản nắp hồ nước 12 2. Dầm nắp hồ nước 14 3. Bản thành hồ nước 16 4. Bản đáy hồ nước 18 5. Dầm đáy hồ nước 20 II. TÍNH CỘT HỒ NƯỚC 24 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU THANG I. CẤU TẠO CẦU THANG 26 II. TẢI TRỌNG 26 III. NỘI LỰC 28 IV. DẦM CHIẾU NGHỈ 29 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1.Vật liệu 31 2. Xác định bề dày sàn 31 3. Xác định nội lực sàn 32 4. Tính cốt thép 35 CHƯƠNG IV: TÍNH DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1. Mặt bằng truyền tải lên dầm 40 2. Sơ đồ tính 40 3. Tải trọng tác dụng lên dầm 41 4. Sơ đồ chất tải lên dầm 44 5. Xác định nội lực và tính thép 45 CHƯƠNG V: TÍNH KHUNG PHẲNG A . KHUNG TRỤC BIÊN 47 I. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG 47 II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 52 III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ TỔ HỢP 58 B . KHUNG TRỤC GIỮA 66 I. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG 66 II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 71 III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG 77 IV. TỔ HỢP TẢI TRỌNG 87 VI. CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 94 PHẦN III: KẾT CẤU MÓNG XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 103 I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 119 1.Chọn vật liệu, kích thước cọc và chiều sâu chôn móng 120 2.Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc 124 3.Tính toán đài cọc 143 I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 147 1.Cấu tạo 147 2.Công nghệ 147 3.Ưu – khuyết điểm móng cọc khoan nhồi 149 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG 150 Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc 151 Tính toán móng M1 154 Tính toán móng M2 160 Tính toán móng M3 164 Tính toán móng M4 168 Tính toán đài cọc 172 TÀI LIỆU THAM KHẢO 175 PHẦN I KIẾN TRÚC GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC : - Công trình mang tên “TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG SỐ 5” được xây dựng ở Quận Bình Thạnh, Tp Hồ Chí Minh . - Chức năng sử dụng của công trình là văn phòng làm việc và căn hộ cho thuê . - Công trình có tổng cộng 10 tầng. Tổng chiều cao của công trình là 36.35 m . Khu vực xây dựng rộng, trống, công trình đứng riêng lẻ . Mặt đứng chính của công trình hướng về phía Đông Bắc , xung quanh được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình . - Kích thước mặt bằng sử dụng 25.5m´17.8 m. MẶT ĐỨNG CHÍNH CÔNG TRÌNH II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TPHCM : đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt. 1. Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có Nhiệt độ trung bình : 25oC Nhiệt độ thấp nhất : 20oC Nhiệt độ cao nhất : 36oC Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4) Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5) Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11) Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5% Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79% Độ ẩm tương đối cao nhất : 100% Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm 2. Mùa khô : Nhiệt độ trung bình : 27oC Nhiệt độ cao nhất : 40oC 3. Gió : - Trong mùa khô : Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40% Gió Đông : chiếm 20% - 30% - Trong mùa mưa : Gió Tây Nam : chiếm 66% - Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình : 2,15 m/s - Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 , ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ - Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão . III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG : - Tầng trệt với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện . Ngoài ra còn bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy … Hệ thống xử lý nước thải được đặt ở góc của tầng trệt. - Tầng 1 được sử dụng làm phòng làm việc . Ngoài ra còn có đại sảnh và căn tin chung . Chiều cao tầng là 3.6 m . - Các tầng trên được sử dụng làm văn phòng và căn hộ cho thuê . Chiều cao tầng là 3,35m. - Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ, tay vịn bằng hợp kim . IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC : - Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn , có hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết . - Hệ thống cấp nước : nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái . Từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình . - Hệ thống thoát nước : Nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh , sau đó tập trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng . Nước được tập trung ở tầng trệt , được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố . - Hệ thống thoát rác : Ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng trệt, sau đó có xe đến vận chuyển đi . - Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng : Các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng . Có hệ thống máy lạnh điều hòa nhiệt độ . Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo . - Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : Tại mỗi tầng đếu được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động . Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt. Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2. Các tầng lầu đều có từ hai cầu thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ. Bên cạnh đó mặt bằng mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy. PHẦN II KẾT CẤU CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI HÌNH DẠNG BỂ NƯỚC MÁI (BỂ THẤP) VẬT LIỆU: - Bê tông Mác 300 : Rn =130 (KG/cm2) ; Rk =10 (KG/cm2); - Thép loại CII có cường độ chịu kéo, nén: Ra = 2600 (KG/cm2) ; Rad = 2100 (KG/cm2); - Thép loại CI có cường độ chịu kéo, nén : Ra = 2000 (KG/cm2) ; Rad = 1600 (KG/cm2); I)TÍNH BẢN NẮP HỒ: Bản nắp đổ toàn khối, chọn sơ bộ bề dày bản nắp là hbn = 8 cm để thiết kế . 1) Tải trọng : Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân nắp hồ : gtt = 1.1 ´ 0.08 ´ 2500 = 220 (KG/m2) Hoạt tải sửa chữa : ptt = 1.3 ´ 75 = 97.5 (KG/m2) Þ tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp : qtt = 220 + 97.5 = 317.5 (KG/m2) 2) Sơ đồ tính : Ta có : > 2 Bản nắp thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính. M g 9000 Mg Mnh M g Mnh b = 1m 3100 1.3) Nội lực : 3) Nội lực : ¨Nội lực được tính theo bản loại dầm Tải trọng tác dụng lên dải bản 1m là: qb = qtt.b = 317.51 = 317.5 (KG/m ). - Moment âm tại gối : Mg = 317.5 = 254 (KG.m). - Moment dương tại nhịp : Mnh = 317.5 = 127 (KG.m). 4) Tính thép : Chọn ao = 2 cm => ho = h – ao = 8 – 2 = 6 (cm). + Thép ở nhịp : A = = = 0.027 = 0.027 Fa = = = 0.81 (cm2). Chọn Ф 8a200 ; ( Fa = 2.5 cm2 ) ¨ Hàm lượng cốt thép : µ = 0.41 (%) µ > µmin = 0.1(%) => Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép. + Thép ở gối : A = = = 0.054 = 0.056 Fa = = = 1.68 (cm2). Chọn Ф 8a200 ; ( Fa = 2.5 cm2 ) 5).Bố trí cột thép xung quanh miệng lỗ thăm hồ: Ta chọn kích thước lỗ thăm hồ nước mái là: 60 x 60 cm nhằm đảm bảo cho một người có thể vào được trong hồ để làm vệ sinh hay sửa chữa. Hàm lượng cốt thép tăng cường trên miệng lỗ thăm hồ là 2.5 cm2 . ¨ Bố trí cốt thép gia cường xung quanh Lỗ Thăm 4Ф10 theo 2 phương. II)TÍNH HỆ DẦM NẮP HỒ: 1)Sơ đồ bố trí hệ dầm nắp : Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp hồ : ¨ DN 1 : chọn (b´h) = (0.3 ´ 0.5) m ¨ DN 2 : chọn (b´h) = ( 0.2 ´ 0.3) m 2)Tải Trọng : Tải trọng tác dụng lên dầm nắp gồm có : - Trọng lượng bản thân dầm DN1: gd = n.g.bd.(hd-hb) = 1.1×2500×0.3×0.5 = 412.5 (KG/m) - Trọng lượng bản thân dầm DN2: gd = n.g.bd.(hd-hb) = 1.1×2500×0.2×0.3 = 165 (KG/m) - Tải trọng do bản nắp truyền vào : q = qtt = 317.5 (KG/m2) + Qui đổi tải hình thang về thành tải phân bố đều trên dầm nắp DN1: gqđ1 = q..(1-2b2+b3) = 317.5×1.55 × = 466 (KG/m) ( Trong đó b=) + Qui đổi tải hình tam giác về thành tải phân bố đều trên dầm nắp DN2: gqđ2 = ×q× = ×317.5×1.55= 308 (KG/m). Vậy : -Tổng tải trọng tác dụng trên DN1: qDN1 = gd + gqđ1 = 412.5 +466 = 878.5 (KG/m) -Tổng tải trọng tác dụng trên DN2: qDN2 = gd + gqđ2 = 165 +308 = 473 (KG/m) 3)Xác Định Nội Lực : *Tính cho dầm nắp DN1 Moment lớn nhất : (KG.m) Lực cắt tại gối : (KG) *Tính cho dầm nắp DN2 Moment lớn nhất : (KG.m) Lực cắt tại gối : (KG) BIỂU ĐỒ MOMENT VÀ LỰC CẮT DẦM NẮP DN1 BIỂU ĐỒ MOMENT VÀ LỰC CẮT DẦM NẮP DN2 4) Tính Thép : Tính cốt thép dọc : A = ; ; Fa = Bảng Tính Thép Cho Dầm DN1,DN2 : M(KG.m) b(m) a(m) h0(m) A α Fa (cm2) Chọn Thép Fa chọn (cm2) m% DN1 8895 0.3 0.05 0.45 0.112 0.119 8.03 3f20 9.42 0.55 DN2 568 0.2 0.04 0.26 0.032 0.033 0.9 2f12 2.26 0.305 (Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép). Tính cốt thép đai : Dầm nắp DN1 : Kiểm tra điều kiện tính toán : Qbo = 0.5jb4.(1+jn)Rbr.b.ho= 0.5x1.5x0,12 x30x45 =14800 (KG) Ta thấy Qbo= 14800 (KG) > Q = 3953 (KG) Vậy không cần kiểm tra cốt đai mà ta sẽ đặt theo cấu tạo Ф8a200. trong đoạn m gần gối tựa đặt Ф8a100. Dầm nắp DN2 : Qbo = 0.5jb4.(1+jn)Rbr.b.ho= 0.5x1.5x0,12 x20 x26 =4680 (KG) Ta thấy Qbo= 4680 (KG) > Q = 733 (KG) Vậy không cần kiểm tra cốt đai mà ta sẽ đặt theo cấu tạo Ф8a200. III)TÍNH BẢN THÀNH HỒ: ¨ Mỗi bản thành hồ làm việc như một bản liên kết ngàm với dầm đáy và hai bản thành thẳng góc với nó. Còn cạnh thứ tư được xem là tựa đơn. Chọn sơ bộ chiều dày bản thành hồ là 12 cm để thiết kế . 1. Tải trọng : Áp lực nước phân bố hình tam giác . Áp lực nước lớn nhất ở đáy hồ : qntt = n´g´h = 1.1´1000´ 1.5 = 1650 (KG/m2) Tải trọng gió : xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ . Pđ= n.W0.k.c.(1m) = 1.2×83×1.463×0.8 = 116.6 (KG/m2). Ph= n.W0.k.c.(1m) = 1.2×83×1.463×0.6 = 87.4 (KG/m2). Vì gió hút nguy hiểm hơn gió đẩy nên: Tổng tải trọng tác động lên bản thành : q=1650+87.4 = 1737.4 (KG/m2) ¨ Để đơn giản trong tính toán, ta bỏ qua trọng lượng bản thân của bản thành. Xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và gió hút. 2.Tính bản thành theo phương cạnh dài : Kích thước (9m×1.5m); 2.1 . Sơ đồ tính : Bản làm việc theo kiểu bản một phương với > 2 ; Bản thành thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính. Sơ đồ tính : dầm một đầu ngàm , một đầu khớp chịu tải phân bố tam giác . Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành hồ : ¨ Hồ đầy nước, không có gió . ¨ Hồ đầy nước, có gió đẩy . ¨ Hồ đầy nước, có gió hút . ¨ Hồ không có nước , có gió đẩy (hút) . Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ và gió hút nguy hiểm hơn gió đẩy vì nó có phương cùng chiều với áp lực nước, ta thấy trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là : Hồ đầy nước + gió hút . Ta có biểu đồ Moment sau: 2.2. Nội lực : Vậy: - Moment ở mặt ngàm: = 261 (KG.m) Moment ở nhịp: = 116 (KG.m) 2.3. Tính thép : Moment tại mặt ngàm lớn hơn nên dùng Mng để tính cốt thép cho thành bể ; dự kiến đặt thép 2 lớp chịu cả Mnhịp (thiên về an toàn và để dễ thi công) . Chọn ao = 2 cm => ho = h – ao = 12 – 2 = 10 (cm). Bảng Tính Thép Cho Thành Hồ : M (KG.m) ho (m) A α Fa (cm2) Chọn Fa chọn (cm2) m% 261 0.1 0.02 0.02 1.0 Ф8 a200 2.5 0.19 Vậy chọn Ф8 a200 bố trí theo phương cạnh ngắn. Theo phương cạnh dài thép cấu tạo chọn Ф6 a200. 3.Tính bản thành theo phương cạnh ngắn : Kích thước (3.1m×1.5m); Bản làm việc theo kiểu bản một phương với > 2 ; Bản thành thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b =1m theo phương cạnh ngắn để tính. ¨ Tương tự tính toán như đối với bản thành theo phương cạnh dài. Chọn Ф8 a200, Fa = 2.5 (cm2), m = 0.19%. µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép). Thép cấu tạo chọn Ф6 a200. IV)TÍNH BẢN ĐÁY HỒ: Sơ bộ chọn chiều dày bản đáy là 15 cm để thiết kế . BẢN ĐÁY HỒ NƯỚC 1) Tải trọng : 1.1. Tĩnh tải : Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo: STT Vật liệu Chiều dày (m) g (KG/m3) n Tĩnh tải tính toán (KG/m2) 1 Lớp gạch lát 0.012 2000 1.1 26.4 2 Lớp vữa lót 0.015 1800 1.2 32.4 3 Lớp chống thấm 0.01 2000 1.1 22 4 Bản đáy BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 5 Lớp vữa trát 0.01 1800 1.2 21.6 Tổng cộng 0.2 gtt =515 Vậy tĩnh tải tính toán gtt = 515 (KG/m2) 1.2. Hoạt tải : Tải trọng do bơm nước ( cao 1.5 m ) ptt = n ´ g ´ h = 1.1 ´ 1000 ´ 1.5 = 1650 (KG/m2). ¨ Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy : q = ptt + gtt = 1650 + 515 = 2165 (KG/m2). 2) Sơ đồ tính : Ta có : = = 2.9 > 2 . Bản đáy thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. cắt một dải bản rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính. M g 9000 Mg Mnh M g Mnh b = 1m 3100 Sơ đồ tính bản đáy 3) Nội lực : ¨ Tải trọng tác dụng lên dải bản rộng b = 1m là: qb = q.b = 21.651 = 2165 (KG/m) . - Moment âm tại gối : Mg = 2165 = 1730 (KG.m) - Moment dương tại nhịp : Mnh = 2165 = 870 (KG.m) 4) Tính thép : ¨ Chọn ao = 1.5 cm => ho = h – ao = 15 – 1.5 = 13.5 (cm). + Thép ở nhịp : A = = = 0,037 = 0.038 Fa = = = 2.57 (cm2). Chọn Ф10 a200 ; (Fa = 3.92 cm2 , = 0.29 %). µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn) + Thép ở gối : A = = = 0.056 = 0.057 Fa = = = 3.85 (cm2). Chọn Ф10 a150 ; (Fa = 5.23 cm2 , = 0,38 %). µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn) V)TÍNH HỆ DẦM ĐÁY HỒ: Sơ đồ bố trí hệ dầm đáy : Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy hồ : ¨ DĐ 1 : chọn (b´h) = (0.3 ´ 0.6) m ¨ DĐ 2 : chọn (b´h) = (0.2 ´ 0.3) m ¨Dầm Đáy DĐ1 : tải trọng: + tải trọng phân bố từ bản đáy vào dầm : q1 =0.5´2165´3.1 = 3356 (KG/m) + TLBT dầm : g = 1.1´0.3´0.6´2500 = 495 (KG/m) + Trọng lượng thành hồ : qth = 1.1´0.12´1.5´2500 = 619 (KG/m) Tổng tải tác dụng lên dầm : q = 3356 + 495 + 619 = 4470 (KG/m) Xác định nội lực trong dầm đáy DĐ1 : M = = 4470 = 45258 (KG.m) Q = ql/2 = 4470 × 9/2 = 20115 (KG) Tính cốt thép: Giả thiết : ho = 60 – 6 = 54 cm . Tính : A = = = 0.294 = 0.358 Fa = = = 29.01 (cm2). Chọn 6Ф 25 có Fa = 29.45 (cm2) Þ = 1.82 % So sánh với mmax = > m% = 1.82 % > mmin = 0.1% Kiểm tra lại : ho = 60 – 4 = 56 (cm) > ho Þ giả thiết thỏa . Tính cốt đai : ¨ Số Liệu : Ta có Lực cắt: QA = ql/2 = 4470 × 9/2 = 20115 (KG); Bê tông Mác 300: Rb =130 (KG/cm2) ; Rbt =10 (KG/cm2); Cốt thép CI có Rsw = 1750 (KG/cm2) ; Dự kiến chọn 8 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ;Asw = 0.503×2 = 1.006 cm2; Bêtông nặng có các hệ số φb2 = 2; φb3 = 0.6; φb4 = 1.5; β = 0.01; Tiết diện chữ nhật nên φf = 0; không có lực dọc nên φn = 0. ¨ Điều kiện tính toán : Qbo = 0.5 φb4(1+ φn) Rbtbho =0.5×1.5×10×30×56 = 15120 (KG) QA = 20115(KG) > Qbo nên cần phải tính cốt đai. ¨ Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính : Giả thiết φw1 =1.05; φb1 = 1 - βRb = 0.825; Qbt = 0.3 φw1 φb1 Rbbho = 0.3×1.05×0.825×130×30×56 = 74220 (KG) Thỏa mãn điều kiện QA< Qbt Đồng thời QA< 0.7Qbt = 51950 (KG). ¨ Tính Cốt Thép Đai : Mb = φb2(1+ φf+ φn) Rbtbho2 = 2×12×30×562 = 22580 (KG.m). C* = = = 2.245 (m) C* > 2ho = 2×0.56 = 1.12 (m). Ta lấy C = C* = 2.245 (m) và Co = 2ho = 1.12 (m) ứng với tải trọng phân bố. Qb = = = 10058 (KG). Qbmin = φb3(1+ φf + φn) Rbtbho = 0.6×12×30×56= 12096 (KG). qsw1 = (QA – Qb)/Co = (20115-10058)/1.12 = 8979 (KG/m). qsw2 = Qbmin/2ho = 12096/1.12 = 10800 (KG/m). Lấy qsw = 108 (KG/cm). Stt = RswAsw/ qsw = 17.5×1.006/1.08 = 16.3 (cm) Ta có: Smax = = 84.2 (cm) Đặt theo cấu tạo chọn cốt đai 8, Sct = 20 cm. S = min(Stt , Smax , Sct ) = 16 cm. ¨ Bố trí : Đặt cốt đai 8 với S = 10 cm trong đoạn m gần gối tựa và S = 20 cm trong đoạn còn lại. ¨Dầm Đáy DĐ2 : tải trọng: + trọng lượng bản thân dầm : g = 1.1´0.3´0.2×2500 = 165 (KG/m) ; + trọng lượng thành hồ : qth = 1.1´0.12´1.5´2500 = 495 (KG/m) ; Tổng tải tác dụng lên dầm : q = 165 + 495 = 660 (KG/m). Xác định nội lực trong dầm đáy DĐ2 : M = = 660 = 793 (KG.m) Q = ql/2 = 660 = 1023 (KG) Tính cốt thép: Giả thiết : ho = 30 – 4 = 26 (cm) . Tính : A= = = 0.045 = 0.046 Fa = = = 1.20 (cm2). Chọn 2Ф12 có Fa = 2.26 (cm2) Þ = 0.43 % So sánh với mmax = > m% = 0.43 % > mmin = 0.1% Tính cốt đai : Cốt thép đai nhóm thép CI. Chọn 8 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ; Rad = 1600 (KG/cm2) . Chọn khoảng cách giữa các cốt đai: u = 200 mm. Tính : = = 6990 (KG) Vì Q = 1023(KG) < Qdb = 6990 (KG) nên cốt đai đã chọn đủ chịu lực cắt. VI)TÍNH TOÁN CỘT HỒ NƯỚC : Hồ nước có 4 cột nằm ở 4 góc.Giả thiết chọn cột có tiết diện 30x30(cm). Tải trọng tác dụng lên cột bao gồm : + Trọng lượng bản thân cột . gc= n.g.hc.bc=1,1×2500×0.3×0.3×2.1= 520 (KG). + Tải trọng do các bộ phận hồ nước truyền vào. Khối lượng do bản nắp: gbn = 9×3.1×220 = 6138 (KG). Khối lượng do bản thành: gbt = 2×(9+3.1)×0.15×1.5×2500×1.1= 14974 (KG). Khối lượng do bản đáy + áp lực nước: gbđ+nuoc = 9×3.1×(515+1650)= 60404 (KG). Khối lượng các dầm : gDN1 = 2×9×412.5= 7425 (KG). gDN2 = 2×3.1×165= 1023 (KG). gDD1 = 2×9×495 = 8910 (KG). gDD2 = 2×3.1×165= 1023 (KG). Þå N = 520+6138+14974+60404+7425+1023+8910+1023 = 100420 (KG) Vậy tải trọng tác dụng lên mỗi cột là : Þ N = (KG) Kiểm ta khả năng chịu nén của cột: Rnxbcxhc=130×30×30= 117000 (KG) > N =25105 (KG). So với lực nén tại chân cột ta thấy chỉ bêtông đã đủ khả năng chịu lực nén. Nên thép ta sẽ chọn theo cấu tạo : 4 Ф16, cốt đai Ф 8a200. CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CẦU THANG MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH VẬT LIỆU: Cầu thang thiết kế bằng BTCT. - Bêtông Mac 300 : Cường độ nén Rn = 130 (KG/cm2).. - Cốt thép CII có cường độ: Ra = 2600 (KG/cm2) ; Rad = 2100 (KG/cm2) ; I. CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH : Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản , Chiều cao tầng điển hình là 3.35m. Chọn bề dày bản thang là hb =15 cm. Cấu tạo một bậc thang : l = 1200 mm, b = 300 mm, h =150 mm, gồm 22 bậc thang, được xây bằng gạch đinh . Bậc thang lát đá hoa cương : g = 2400 (KG/m3) II . TẢI TRỌNG : Chiếu nghĩ : Tĩnh tải : gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. được xác định theo bảng sau : STT Vật liệu Chiều dày (m) g (KG/m3) n Tĩnh tải tính toán gtt (KG/m2) 1 Lớp đá hoa cương 0.02 2400 1.1 52.8 2 Lớp vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2 3 Bản BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 4 Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 0.205 540.9 Vậy tĩnh tải tính toán gtt = 540.9 (KG/m2) Hoạt tải: pt t = 120 ´ 3 = 360 (KG/m2) * Tổng tải tác dụng lên bề rộng bản chiếu nghĩ : q1=(pt t+g t t) = 540.9 + 360 = 901(KG/m2) Bản thang : 2.1. Tĩnh tải : Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng δitd : Lớp đá hoa cương: δ1td = (m) Lớp vữa xi măng: δ2td = (m) Lớp bậc thang: δ3td = (m) STT Vật liệu Chiều dày (m) g (KG/m3) n Tĩnh tải tính toán gtt (KG/m2) 1 Lớp đá hoa cương 0.026 2400 1.1 68.6 2 Lớp vữa lót 0.026 1800 1.2 56.2 3 Lớp bậc thang 0.065 1800 1.1 128.7 4 Bản BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 5 Lớp vữa lát 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 0.15 698.4 Theo phương đứng là : gtt = (KG/m2) Trọng lượng của lan can là glc = 30 KG/m, quy tải lan can trên đơn vị m2 bản thang: glc = (KG/m2) Hoạt tải: ptt = 120 ´ 3 =360 (KG/m2) * Tổng tải tác dụng lên bề rộng bản thang : q2=(pt t+g t t+glc) = 360 + 806 + 25 = 1191 (KG/m2) Ta chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ: (bxh) = (200x300). Nhịp tính toán bản thang: L0 = L1+L2 = 1.2 + 3.4 = 4.6 (m). III. NỘI LỰC : Cắt một dãy có bề rộng b = 1m để tính. Xét tỷ số hd/hs = 300/150 = 2 < 3 nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết khớp. Chọn sơ đồ tính toán đơn giản nhất của vế 1 và vế 2 thể hiện như sau : VẾ 1 VẾ 2 Tính vế 1: ∑M/B = 0 RA = (KG) RB = (x 3.4 + 9.01x 1.2) – 3087 = 2670 (KG) Xét một tiết diện bất kỳ, cách gối tựa A một đoạn là x, tính moment tại tiết diện đó: Mx = RAcosα.x – 9.01 Moment lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện: ‘‘đạo hàm của moment là lực cắt và lực cắt đó phải bằng không’’. Lấy đạo hàm của Mx theo x và cho đạo hàm đó bằng không, tìm được x: Q = RAcosα – 9.01x = 0 x = (m) Thay x vừa tìm được vào Mx tính được Mmax : Mmax = RAcosα.x – 9.01 = 30.87x0.866x2.97 – 9.01x2.972/2 = 3966 (KG.m) Tính cốt thép : Moment ở nhịp : Mnh = 0.7Mmax = 2776 (KG.m) Moment ở gối : Mg = 0.4Mmax = 1586 (KG.m) Từ M ta tính được : A = ; ; Fa = ; Với b = 100 cm; ho = h – ao = 15-1.5 = 13.5 cm; Ra = 2600 KG/cm2. Tiết diện M (KG.m) A α Fa (cm2) Chọn Fa chọn (cm2) m% Nhịp 2776 0.117 0.125 8.44 Ф14a150 10.26 0.76 Gối 1586 0.067 0.069 4.65 Ф10a150 5.23 0.38 Tính Vế 2 tương tự ta được kết quả như trên. IV. Tính dẦm CHIẾU NGHỈ : Ta chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ: (bxh) = ( 200×300 ). 1.Tải trọng tác dụng lên dầm: Tải trọng tác dụng gồm : -Trọng lượng bản thân dầm : gd = bd (hd –hs)nγ = 0.2(0.3-0.15)1.1x2500 = 82.5 (KG/m) -Trọng lượng tường xây trên dầm : gt = bthtnγt = 0.2x1.7x1.1x1800 = 673 (KG/m) -Do bản thang truyền vào, là phản lực của các gối tựa tại B và tại D của vế 1 và vế 2 được quy về dạng phân bố đều : Vế 1 : RB/m ; Vế 2 : RD/m Tổng trọng lượng tác dụng lên dầm : q = gd + gt + RB = 82.5+673+2670 = 3405 (KG/m) 2. Nội lực : 3.Tính cốt thép : 3.1. Tính cốt thép dọc : Dùng bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) ; Rk = 10 (KG/cm2) Dùng thép CII có Ra = 2600 (KG/cm2) , Rad = 2100 (KG/cm2) Lấy lớp bảo vệ abv=2 cm ; giả thiết a = 3cm ® ho = 30 – 3= 27 (cm) Tính dầm theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật 200 ´ 300 A = = = 0,188 = 0.210 Fa = = = 5.67 (cm2) Chọn 220 (Fa = 6.28 cm2) với = 1.04% > Tính lại ho : ho = 30 – ( 2 + ) = 27 cm = hogt . 3.2. Tính cốt thép ngang : Cốt thép đai nhóm thép CI. Chọn 6 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ; Rad = 1600 (KG/cm2) . Chọn khoảng cách giữa các cốt đai: u = 150 mm. Tính : = = 8390 (KG) Vì Q = 4937(KG) < Qdb = 8390 (KG) nên cốt đai đã chọn đủ chịu lực cắt. CHƯƠNG III : TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Dùng phương án sàn BTCT đổ tại chỗ với phương án là sàn có dầm . 1.Vật liệu : Bêtông mác 300 : Rn =130 (KG/cm2) ; Rk = 10 (KG/cm2) Thép sàn loại C II : Ra = 2600 (KG/cm2) . MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.Xác định bề dày sàn (hs) : quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang,do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau: Tải trọng ngang truyền vào các kết cấu chịu lực chính là khung thông qua sàn. Sàn không bị rung động , dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất...) ảnh hưởng đến công năng sử dụng. Trên sàn , hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn . Sơ bộ chọn bề dày sàn : hs = 10 cm 3. Xác định nội lực sàn : 3.1.Tĩnh tải : Các lớp cấu tạo sàn g (KG/m3) gtc (KG/m2) HSVT n gtt (KG/m2) Gạch men Ceramic (1 cm) Vữa lót sàn (2 cm) Bản BTCT ( 10 cm ) Vữa trát trần (1 cm) Đường ống thiết bị 2000 1800 2500 1800 0.01 ´2000 = 20 0.02 ´ 1800 = 36 0.1 ´ 2500= 250 0.01 ´ 1800 = 18 50 1.2 1.2 1.1 1.2 1.1 24 43.2 275 21.6 55 ® Trọng lượng bản thân kết cấu sàn : gttsàn = 418.8(KG/m2). *.Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn : Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn . Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100 ; gtct = 180 (KG/m2). Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200 ; gtct = 330 (KG/m2). Các khung nhôm + kính : gtc = 3 (KG/m2) . BẢNG KẾT QUẢ TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG QUY ĐỔI Ô sàn Diện tích sàn Diện tích tường trên sàn Tải trọng tiêu chuẩn HSVT (n) gttt m2 m2 KG/m2 KG/m2 1 20.4 30.48 330 1.1 542.365 2 20.15 13.4 330 1.1 241.340 3 6.89 17.8 330 1.1 937.794 4 9.14 40.87 330 1.1 1623.174 5 16.1 25.1 330 1.1 565.919 6 18.98 60.3 330 1.1 1153.261 7 7.28 0 330 1.1 0 8 22.4 0 330 1.1 0 9 22.12 0 330 1.1 0 10 18.76 0 330 1.1 0 11 6.89 0 330 1.1 0 12 21.2 0 330 1.1 0 13 20.89 0 330 1.1 0 14 17.76 25.1 330 1.1 513.024 15 5.2 13.4 330 1.1 935.423 16 5.14 13.4 330 1.1 946.342 3.2. Hoạt tải : dựa vào công năng của các ô sàn ; tra trong tiêu chuẩn 2737-1995 ta có Ptc ứng với các ô sàn, sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải cho sàn. Hệ số giảm tải : y = 0.4 + ; với A : diện tích chịu tải > 9 (m2). với A : diện tích chịu tải < 9 (m2) thì xem như A = 9m2. Lúc đó y = 1. BẢNG KẾT QUẢ HOẠT TẢI TÍNH TOÁN SÀN Ô sàn Chức năng Diện tích ptc Ptt y pttsàn m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 1 Văn Phòng 20.4 200 240 0.79853 191.647 2 Văn Phòng 20.15 200 240 0.80099 192.238 3 WC 6.89 200 240 1 240 4 Sảnh Cầu Thang 9.14 200 360 0.99538 358.337 5 Sảnh Cầu Thang 16.1 200 360 0.84860 305.496 6 Sảnh Cầu Thang 18.98 200 360 0.81317 292.741 7 Văn Phòng 7.28 200 240 1 240 8 Văn Phòng 22.4 200 240 0.78032 187.277 9 Văn Phòng 22.12 200 240 0.78272 187.853 10 Văn Phòng 18.76 200 240 0.81558 195.739 11 Văn Phòng 6.89 200 240 1 240 12 Văn Phòng 21.2 200 240 0.79094 189.826 13 Văn Phòng 20.89 200 240 0.80159 192.382 14 Văn Phòng 17.76 200 240 0.82712 198.509 15 Ban Công 5.2 200 240 1 240 16 Ban Công 5.14 200 240 1 240 BẢNG KẾT QUẢ TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI SÀN Tĩnh tải tính toán Gttsàn Pttsàn Tổng tải sàn Ô Sàn KG/m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 TLBT Tường quy đổi 1 418.8 542.365 961.165 191.647 1152.812 2 418.8 241.340 660.140 192.238 852.378 3 418.8 937.794 1356.594 240 1596.594 4 418.8 1623.174 2041.974 358.337 2400.311 5 418.8 565.919 984.719 305.496 1290.215 6 418.8 1153.261 1572.061 292.741 1864.802 7 418.8 0 418.8 240 658.8 8 418.8 0 418.8 187.277 606.077 9 418.8 0 418.8 187.853 606.653 10 418.8 0 418.8 195.739 614.539 11 418.8 0 418.8 240 658.8 12 418.8 0 418.8 189.826 608.626 13 418.8 0 418.8 192.382 611.182 14 418.8 513.024 931.824 198.509 1130.333 15 418.8 935.423 1354.223 240 1594.223 16 418.8 946.342 1365.142 240 1605.142 4.Tính cốt thép : 4.1.Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh : Vì các ô bản nằm kề nhau có diện tích tương đối nhau.Nên ta tính các ô bản theo sơ đồ bản liên tục có 4 cạnh ngàm. Các bản làm việc theo 2 phương ( L2 / L1 < 2 ) ; liên kết ngàm 4 cạnh và tải phân bố đều. MOMENT TRONG CÁC Ô BẢN CHỊU LỰC THEO 2 PHƯƠNG *Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số α1; α2; β1; β2. M1 = α1 ´ qs ´ l1 ´ l2 ; M2 = α2 ´ qs ´ l1 ´ l2 ; MI = β1 ´ qs ´ l1 ´ l2 ; MII = β2 ´ qs ´ l1 ´ l2 ; Giả thiết : a = 2 cm ; ® ho = hs-a = 10-2 = 8 cm . Các công thức tính toán : A = ; ; Fa = ; Dựa vào tỷ số L2/L1 < 2 ta có các ô bản chịu lực theo 2 phương : Ô bản 1, 2, 3, 4, 8, 9,10,12, 13, 14. BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC SÀN Ô qs α1 α2 β2 β2 M1 M2 M I MI I KG/m2 KG.m KG.m KG.m KG.m 1 1152.812 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 475.1 312.8 1112.4 712.6 2 852.378 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 357.2 211.2 815.6 482.5 3 1596.594 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 196.9 196.9 458.7 458.7 4 2400.311 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 456.5 269.9 1042.4 616.7 8 606.077 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 285.1 145.3 642.2 325.8 9 606.653 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 281.8 143.6 634.7 322.1 10 614.539 0.0200 0.0069 0.0438 0.0152 230.6 079.5 504.9 175.2 12 608.626 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 268.4 158.7 612.9 362.6 13 611.182 0.0210 0.0115 0.0474 0.0262 268.7 142.7 606.5 335.2 14 1130.333 0.0205 0.0080 0.0452 0.0177 411.4 160.6 907.1 355.2 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M1 Ô M1 h0  A α  Fa Chọn thép Fa chọn m % (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%)  1 475.1 0.08 0.0571 0.0588 2.353 Φ8 a200  2.52   0.315 2 357.2 0.08 0.0429 0.0439 1.754 Φ8 a200  2.52   0.315 3 196.9 0.08 0.0237 0.0240 0.958 Φ8 a200  2.52   0.315 4 456.5 0.08 0.0549 0.0565 2.258 Φ8 a200  2.52   0.315 8 285.1 0.08 0.0343 0.0349 ._. 1.396 Φ8 a200  2.52   0.315 9 281.8 0.08 0.0339 0.0345 1.379 Φ8 a200  2.52   0.315 10 230.6 0.08 0.0277 0.0281 1.124 Φ8 a200  2.52   0.315 12 268.4 0.08 0.0323 0.0328 1.312 Φ8 a200  2.52   0.315 13 268.7 0.08 0.0323 0.0328 1.312 Φ8 a200  2.52   0.315 14 411.4 0.08 0.0494 0.0507 2.029 Φ8 a200  2.52   0.315 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M2 Ô M2 h0  A  α Fa Chọn thép Fa chọn m % (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%)  1 312.8 0.08 0.0376 0.0383 1.533 Φ6 a150 1.890   0.236 2 211.2 0.08 0.0254 0.0257 1.029 Φ6 a150 1.890   0.236 3 196.9 0.08 0.0237 0.0240 0.958 Φ6 a150 1.890   0.236 4 269.9 0.08 0.0324 0.0330 1.319 Φ6 a150 1.890   0.236 8 145.3 0.08 0.0175 0.0176 0.705 Φ6 a150 1.890   0.236 9 143.6 0.08 0.0173 0.0174 0.696 Φ6 a150 1.890   0.236 10 079.5 0.08 0.0172 0.0173 0.692 Φ6 a150 1.890   0.236 12 158.7 0.08 0.0191 0.0193 0.770 Φ6 a150 1.890   0.236 13 142.7 0.08 0.0172 0.0173 0.692 Φ6 a150 1.890   0.236 14 160.6 0.08 0.0193 0.0195 0.780 Φ6 a150 1.890   0.236 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO MI Ô MI h0  A  α Fa Chọn thép Fa chọn m % (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%)  1 1112.4 0.08 0.1337 0.1441 5.763 Φ10 a130  6.04  0.755 2 815.6 0.08 0.0980 0.1034 4.135 Φ10 a130  6.04  0.654 3 458.7 0.08 0.0551 0.0567 2.270 Φ10 a200  3.93  0.491 4 1042.4 0.08 0.1253 0.1343 5.372 Φ10 a130  6.04  0.755 8 642.2 0.08 0.0772 0.0804 3.217 Φ10 a200  3.93  0.491 9 634.7 0.08 0.0763 0.0794 3.178 Φ10 a200  3.93  0.491 10 504.9 0.08 0.0729 0.0758 3.031 Φ10 a200  3.93  0.491 12 612.9 0.08 0.0737 0.0766 3.064 Φ10 a200  3.93  0.491 13 606.5 0.08 0.0729 0.0758 3.031 Φ10 a200  3.93  0.491 14 907.1 0.08 0.1090 0.1157 4.629 Φ10 a150  5.23  0.654 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO MI I Ô MII h0  A  α Fa Chọn thép Fa chọn m % (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%)  1 712.6 0.08 0.0856 0.0897 3.587 Φ8 a150  3.35   0.419 2 482.5 0.08 0.0580 0.0598 2.392 Φ8 a150  3.35   0.419 3 458.7 0.08 0.0551 0.0567 2.268 Φ8 a150  3.35   0.419 4 616.7 0.08 0.0741 0.0771 3.084 Φ8 a150  3.35   0.419 8 325.8 0.08 0.0392 0.0399 1.598 Φ8 a200  2.52   0.315 9 322.1 0.08 0.0387 0.0395 1.580 Φ8 a200  2.52   0.315 10 175.2 0.08 0.0211 0.0213 0.851 Φ8 a200  2.52   0.315 12 362.6 0.08 0.0436 0.0446 1.784 Φ8 a200  2.52   0.315 13 335.2 0.08 0.0403 0.0411 1.645 Φ8 a200  2.52   0.315 14 355.2 0.08 0.0427 0.0436 1.746 Φ8 a200  2.52   0.315 4.2. Tính cốt thép các ô bản loại bản dầm : SƠ ĐỒ TÍNH CÁC Ô BẢN CHỊU LỰC THEO 1 PHƯƠNG Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b=1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm. Dựa vào tỷ số L2/L1 > 2 ta có các ô bản chịu lực theo 1 phương : Ô bản 5, 6, 7, 11, 15, 16. + Moment: Tại gối: M- = Tại nhịp : M+ = Trong đó: qs = (Gttsàn + Pttsàn).b Cách tính thép tương tự như sàn bản kê. Giả thiết : a = 2 cm ; ® ho = hs-a = 10-2 = 8 cm . Các công thức tính toán : A = ; ; Fa = ; BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO Ô BẢN DẦM BẢNG TÍNH THÉP CHO NHỊP: Ô qs Ln Mnh  A α  Fa Fa chọn  (KG/m2) (m) (KG.m) (cm2) 5 1290.215 2.3 284.38 0.034 0.035 1.391 Φ8 a200  6 1864.802 2.3 411.03 0.049 0.051 2.027 Φ8 a200  7 658.8 1.3 46.39 0.006 0.006 0.224 Φ8 a200  11 658.8 1.3 46.39 0.006 0.006 0.224 Φ8 a200  15 1594.223 1.3 112.26 0.013 0.014 0.543 Φ6 a150  16 1605.142 1.3 113.03 0.014 0.014 0.543 Φ6 a150  BẢNG TÍNH THÉP CHO GỐI: Ô qs Ln Mg  A α  Fa Fa chọn  (KG/m2) (m) (KG.m) (cm2) 5 1290.215 2.3 568.76 0.068 0.071 2.835 Φ8 a150 6 1864.802 2.3 822.06 0.099 0.104 4.169 Φ8 a100  7 658.8 1.3 92.78 0.011 0.011 0.449 Φ8 a200  11 658.8 1.3 92.78 0.011 0.011 0.449 Φ8 a200  15 1594.223 1.3 224.52 0.027 0.027 1.094 Φ8 a200  16 1605.142 1.3 226.06 0.027 0.027 1.094 Φ8 a200  CHƯƠNG IV TÍNH DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH DẦM DỌC TRỤC C ( Từ khung trục 1 đến khung trục 4 ) Mặt bằng truyền tải lên dầm: Sơ đồ tính: Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp. hd = (1/10 ÷1/13)L = (0.9÷0.69), chọn hd = 0.8 m = 80 cm, chọn bd = 40 cm. Dầm phụ chọn hd = 50 cm, chọn bd = 30 cm. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm: Tải trọng tác dụng lên dầm bao gồm: Trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính. Xác định trọng lượng bản thân dầm: Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m) Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm : Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác được quy về tải phân bố đều tương đương như sau : gtđ = gs (KG/m); Ptđ = Ps (KG/m); Tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang được quy về tải phân bố đều tương đương như sau : gtđ = gs(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Ptđ = Ps(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Trong đó: gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 418.8 (KG/m) Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 300 (KG/m) β = Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm: Dầm 1-2; 3-4: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 8,9,12,13 dạng tam giác truyền vào: gtđ = 2(× 418.8×) + 2(× 418.8×) = 1047+1034 = 2081 (KG/m); Trọng lượng bản thân dầm: Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m); q1-2 = q3-4 = 2081+770 = 2851 (KG/m); Tải tập trung Tải tập trung do dầm phụ truyền lên. Tải truyền vào dầm phụ có dạng hình thang, xem dầm phụ là dầm đơn giản, lực tập trung chính là phản lực gối tựa của dầm phụ. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm : Do sàn, do trọng lượng bản thân dầm phụ. Tải do 2 ô sàn 8-9 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 418.8×(1 - 2×0.362 + 0.363) 2= 1319 (KG); β = = = 0.36 Tải do 2 ô sàn 12-13 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 418.8×(1 - 2×0.382 + 0.383) 2= 1283 (KG); β = = = 0.38 Trọng lượng bản thân dầm phụ : Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) gd = 330×10.9 = 3597 (KG) P1-2 = P3-4 = 1319 + 1283 + 3597 = 6199 (KG). Dầm 2-3: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 10-14 dạng tam giác truyền vào: gtđ = 4(× 418.8×) = 1754 (KG/m); Trọng lượng bản thân dầm: Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m); q2-3 = 1754+770 = 2524 (KG/m); Tải tập trung Tải tập trung do dầm phụ truyền lên. Tải truyền vào dầm phụ có dạng hình thang, xem dầm phụ là dầm đơn giản, lực tập trung chính là phản lực gối tựa của dầm phụ. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm : Do sàn, do trọng lượng bản thân dầm phụ. Tải do 2 ô sàn 10 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 418.8×(1 - 2×0.32 + 0.33) 2= 1188 (KG); β = = = 0.3 Tải do 2 ô sàn 14 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 418.8×(1 - 2×0.322 + 0.323) 2= 1162 (KG); β = = = 0.32 Trọng lượng bản thân dầm phụ : Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) gd = 330×10.9 = 3597 (KG) P2-3 = 1188 + 1162 + 3597 = 5947 (KG). Xác định hoạt tải tác dụng lên dầm: Dầm 1-2; 3-4: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 8,9,12,13 dạng tam giác truyền vào: gtđ = 2(× 300×) + 2(× 300×) = 750+741 = 1491 (KG/m); Tải tập trung Tải do 2 ô sàn 8-9 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 300×(1 - 2×0.362 + 0.363) 2= 1185 (KG); β = = = 0.36 Tải do 2 ô sàn 12-13 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 300×(1 - 2×0.382 + 0.383) 2= 919 (KG); β = = = 0.38 P1-2 = P3-4 = 1185 + 919 = 2104 (KG). Dầm 2-3: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 10-14 dạng tam giác truyền vào: gtđ = 4(× 300×) = 1256 (KG/m); Tải tập trung Tải do 2 ô sàn 10 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 300×(1 - 2×0.32 + 0.33) 2= 851 (KG); β = = = 0.3 Tải do 2 ô sàn 14 dạng hình thang truyền vào: gtđ = 300×(1 - 2×0.322 + 0.323) 2= 832 (KG); β = = = 0.32 P2-3 = 851 + 832 = 1683 (KG). Sơ đồ chất tải trên dầm dọc trục C: Các trường hợp chất tải lên dầm: Trường hợp 1: Tĩnh Tải Trường hợp 2: Hoạt Tải 1 Trường hợp 3: Hoạt Tải 2 Trường hợp 4: Hoạt Tải 3 Trường hợp 5: Hoạt Tải 4 Xác định nội lực trong dầm, Tổ hợp nội lực và tính thép: Dùng phần mềm SAP 2000 tính nội lực. Các cấu trúc tổ hợp: Cấu trúc 1: TH1 – TH2 Hệ số 1 1 Cấu trúc 2: TH1 – TH3 Hệ số 1 1 Cấu trúc 3: TH1 – TH4 Hệ số 1 1 Cấu trúc 4: TH1 – TH5 Hệ số 1 1 Cấu trúc 5: TH1 – TH2 – TH3 – TH4 – TH5 Hệ số 1 1 1 1 1 BIỂU ĐỒ BAO MOMENT BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT Bảng chọn cốt thép dầm trục C Vị trí M (T.m) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Fa (cm2) Chọn thép Fa Chọn µ% Gối 1 -2.8 40 80 5 75 1.44 4Φ25 19.63 0.1 Nhịp 1-2 50.80 40 80 5 75 28.82 6Φ25 29.45 0.96 Gối 2 -48.28 40 80 5 75 27.24 6Φ25 29.45 0.91 Nhịp 2-3 9.90 40 80 5 75 5.17 2Φ25 9.82 0.17 Gối 3 -44.02 40 80 5 75 24.59 4Φ25+2Φ22 27.23 0.82 Nhịp 3-4 50.80 40 80 5 75 28.82 6Φ25 29.45 0.96 Gối 4 -2.8 40 80 5 75 1.44 4Φ25 19.63 0.1 CHƯƠNG V : TÍNH KHUNG PHẲNG A.TÍNH KHUNG TRỤC BIÊN CƠ SỞ TÍNH TOÁN : Tính nội lực khung dựa trên các nguyên tắc của môn cơ kết cấu, vì khung là1 hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, cho nên muốn xác định các phản lực tại liên các kết phải lập nhiều phương trình (số phương trình phụ thuộc vào số bậc siêu tĩnh) thành hệ phương trình và giải hệ phương trình đó sẽ cho kết quả là giá trị của các phản lực cần tìm. Từ kết quả các phản lực tìm được, sẽ tính được nội lực trong khung. Đây là 1 công việc khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn công việc này trở nên đơn giản hơn rất nhiều Các tải trọng tính toán dựa vào các tiêu chuẩn thiết kế của VN (Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995). Cách tổ hợp tải trọng cũng dựa trên TCVN 2737-1995. Việc tính toán cốt thép trong khung dựa vào lý thuyết tính toán của các giáo trình về kết cấu BTCT I/ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG PHẲNG: 1.Cột: Xác định tiết diện cột khung trục 1: Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức: Fc = Trong đó: FC : Diện tích tiết diện cột. Nội lực truyền xuống cột: dầm ( ngang, dọc trong S) +TLBT tường (trong S) +TLBT cột truyền xuống Rn : Cường độ chịu nén của Bêtông. (Bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) S : Diện tích truyền tải vào cột. gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. (gs = 420 KG/m2) Ps : Hoạt tải phân bố đều. (Ps = 240 KG/m2) Thay đổi tiết diện cột tại các tầng 1,4,6,8. Cột A : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : 2.9×4.5×(420+240) = 8613 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×14.8 = 4884 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152(KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(8613+4884+10152) = 70947 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 655 (cm2) Chọn Fc = 20x40 = 800 (cm2 ) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(8613+4884+10152) = 118245 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1092 (cm2) Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 ) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(8613+4884+10152) = 165543 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1528 (cm2) Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 ) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(8613+4884+10152) = 236490 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2183 (cm2) Chọn Fc = 40x60 = 2400 (cm2 ) Cột B : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(2.9×4.5)+(3×1.5)+(3×4.5)]×(420+240) = 20493 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×20.8 = 6864 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(20493+6864+10152) = 112527 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1039 (cm2) Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 ) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(20493+6864+10152) = 187545 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1731 (cm2) Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 ) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(20493+6864+10152) = 262563 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2424 (cm2) Chọn Fc = 40x60 = 2400 (cm2 ) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(20493+6864+10152) = 375090 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 3462 (cm2) Chọn Fc = 50x70 = 3500 (cm2 ) Cột C : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(6×1.5)+(6×4.5)]×(420+240) = 23760 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×22.65 = 7475 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(23760+7475+10152) = 124161 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1146 (cm2) Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 ) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(23760+7475+10152) = 206935 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1910 (cm2) Chọn Fc = 30x70 =2100 (cm2 ) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(23760+7475+10152) = 289709 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2674 (cm2) Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2 ) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(23760+7475+10152) = 413870 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 3820 (cm2) Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2 ) Cột D : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(3×1.65)+(3×4.5)]×(420+240) = 12177 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×18.2 = 6006 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(12177+6006+10152) = 85005 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 785 (cm2) Chọn Fc = 20x40 = 800 (cm2 ) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(12177+6006+10152) = 141675 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1308 (cm2) Chọn Fc = 30x50 = 1500 (cm2 ) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(12177+6006+10152) = 198345 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1831 (cm2) Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 ) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(12177+6006+10152) = 283350 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2616 (cm2) Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2 ) Chọn tiết diện cột theo tính toán: Vị trí Tầng 8,9,10 Tầng 6,7 Tầng 4,5 Tầng 1,2,3 Cổ cột A 200x400 300x500 300x600 400x700 400x700 B 250x500 300x600 400x700 500x800 500x800 C 250x500 300x600 400x700 500x800 500x800 D 200x400 300x500 300x600 400x700 400x700 2.Dầm: Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp. Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức : = (0.46 ÷ 0.6) Chọn hd = 0.5m = 50cm, chọn bd = 30cm. - Các dầm khung chọn sơ bộ (3050) cm. - Các dầm Consol chọn sơ bộ (3050) cm. II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM KHUNG( Dầm trục 1). Mặt bằng truyền tải lên dầm khung trục 1 Tải trọng tác dụng vào khung bao gồm: Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính. Tải do trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm được xem như tải phân bố đều trên dầm. Tải trọng do trọng lượng bản thân cột được quy về tải tập trung tại chân cột. Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm: Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang. Đối với dạng tam giác quy về tải phân bố đều tương đương như sau: gtđ = gs (KG/m); Ptđ = Ps (KG/m); Đối với dạng hình thang quy về tải phân bố đều tương đương như sau : gtđ = gs(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Ptđ = Ps(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Trong đó: gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 420 (KG/m) Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m) β = Tĩnh tải : Tải trọng từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo sơ đồ truyền tải như trên mặt bằng sàn. Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn gs , trọng lượng bản thân dầm gd , trọng lượng tường xây trên dầm gt . gs = 420 (KG/m2) gd = b(h – hs)n.γb = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500 = 330 (KG/m) gt = bt.ht.n.γt = 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800 = 1128 (KG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ1 = gs×5.8 = ×420×5.8 = 1522.5 (KG/m) Nhịp BC và nhịp CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 6 gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ2 = gs×6 = ×420×6 = 1575 (KG/m) Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm là: Nhịp AB: G1 = gd + gt + gtđ1 = 330 + 1128 + 1522.5 = 2980.5 (KG/m) Nhịp BC: G2 = gd + gt + gtđ2 = 330 + 1128 + 1575 = 3033 (KG/m) Nhịp CD: G3 = gd + gt + gtđ2 = 330 + 1128 + 1575 = 3033 (KG/m) Hoạt tải : Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m2) Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8Ps(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: Ptđ1 = Ps×5.8 = ×240×5.8 = 870 (KG/m) Nhịp BC và nhịp CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 6 gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: Ptđ2 = Ps×6 = ×240×6 = 900 (KG/m) Xác định lực tập trung tại các nút: Tại A Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×9] + [0.25×(0.4 – 0.1) ×1.1×2500×16.5] = 12066 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×21 = 23700 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 400×700) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.4×0.7×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (5.8×2.9×420)/4 = 1766 (KG) Tổng tĩnh tải : GA = gd + gt + gc + Gs = 12066 + 23700 + 3685 + 1766 = 41217 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PA = S×Ps = (5.8×2.9×240)/4 = 1009 (KG) Tại B Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 500×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.5×0.8×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/4 + (5.8×2.9×420)/4 = 3656 (KG) Tổng tĩnh tải : GB = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 8465 + 3685 + 3656 = 40350 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PB = S×Ps = (5.8×2.9×240)/4 + (6×3×240)/4 = 2089 (KG) Tại C Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×0 = 0 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 500×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.5×0.8×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/2 = 3780 (KG) Tổng tĩnh tải : GC = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 0 + 3685 + 3780 = 32009 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PC = S×Ps = (6×3×240)/2 = 2160 (KG) Tại D Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 400×700) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.4×0.7×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/4 = 1890 (KG) Tổng tĩnh tải : GD = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 8465 + 3685 + 1890 = 38584 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PD = S×Ps = (6×3×240)/4 = 1080 (KG) SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM Xác định hoạt tải gió tác dụng lên khung Vì công trình có độ cao nhỏ hơn 40m nên không tính tải tác dụng của phần gió động mà chỉ tính tải tác dụng của phần gió tĩnh. Gió đẩy Cường độ tính gió đẩy được xác định theo công thức : W = Wo . k . c . n . B ( KG/m ) Trong đó : Wo : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (TCVN 2737 - 1995). Công trình được xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh nên thuộc dạng địa hình IIA. Có áp lực gió tiêu chuẩn là 95 KG/m2, giá trị của áp lực gió Wo được giảm đi 12 (KG/m2). Wo = 95 – 12 = 83 (KG/m2 ). K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình (bảng 5 – TCVN 2737 -1995). n : hệ số vượt tải ( n = 1.2) c : hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình ( c = +0.8) B : bề rộng đón gió của khung ( B = 4.5m) Gió hút Cường độ tính gió hút được xác định theo công thức : W’ = Wo . k . c’ . n . B ( KG/m ) Trong đó : c’ = -0.6 còn các hệ số khác lấy như gió đẩy. Áp lực gió thay đổi tăng dần theo độ cao, dể đơn giản hơn trong khoảng chiều cao 2 tầng xem như áp lực gió phân bố đều. BẢNG TÍNH HOẠT TẢI GIÓ TÁC DỤNG LÊN KHUNG Z (m) k Wo c c’ n B (m) W (KG/m ) W’ (KG/m ) 6.2 1.125 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 403.38 302.54 12.9 1.222 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 438.16 328.62 19.6 1.285 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 460.75 345.56 26.3 1.334 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 478.32 358.74 33 1.379 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 494.45 370.84 Lực tập trung đặt tại đầu nút khung (ở độ cao 33m) do gió tác dụng lên tường lan can mái (tường cao 0.9m) Gió đẩy : W = 83 × 1.379 × 0.8 × 1.2 × 4.5 × 0.9 = 445 ( KG ) Gió hút : W = 83 × 1.379 × 0.6 × 1.2 × 4.5 × 0.9 = 333.75 ( KG ) III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ CẤU TRÚC TỔ HỢP: Ở khung biên ta chỉ xét trường hợp tải : Tĩnh tải và Hoạt tải chất đầy. Dùng phần mềm SAP 2000 tính nội lực. SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KHUNG SƠ ĐỒ HOẠT TẢI CHẤT ĐẦY TÁC DỤNG LÊN KHUNG TẢI TRỌNG GIÓ TRÁI TẢI TRỌNG GIÓ PHẢI BIỂU ĐỒ MOMENT UỐN KHUNG TRỤC 1 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT KHUNG TRỤC 1 BIỂU ĐỒ LỰC DỌC KHUNG TRỤC 1 Các cấu trúc tổ hợp: Cấu trúc 1: Tĩnh tải – Hoạt tải Hệ số 1 1 Cấu trúc 2: Tĩnh tải – Gió trái Hệ số 1 1 Cấu trúc 3: Tĩnh tải – Gió phải Hệ số 1 1 Cấu trúc 4: Tĩnh tải – Hoạt tải – Gió trái Hệ số 1 0.9 0.9 Cấu trúc 5: Tĩnh tải – Hoạt tải – Gió phải Hệ số 1 0.9 0.9 Cấu trúc 6: Cấu trúc 1– Cấu trúc 2 – Cấu trúc 3 – Cấu trúc 4 – Cấu trúc 5. B.TÍNH KHUNG TRỤC GIỮA (Trục 2) CƠ SỞ TÍNH TOÁN : Tính nội lực khung dựa trên các nguyên tắc của môn cơ kết cấu, vì khung là1 hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, cho nên muốn xác định các phản lực tại liên các kết phải lập nhiều phương trình (số phương trình phụ thuộc vào số bậc siêu tĩnh) thành hệ phương trình và giải hệ phương trình đó sẽ cho kết quả là giá trị của các phản lực cần tìm. Từ kết quả các phản lực tìm được, sẽ tính được nội lực trong khung. Đây là 1 công việc khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn công việc này trở nên đơn giản hơn rất nhiều Các tải trọng tính toán dựa vào các tiêu chuẩn thiết kế của VN (Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995). Cách tổ hợp tải trọng cũng dựa trên TCVN 2737-1995. Việc tính toán cốt thép trong khung dựa vào lý thuyết tính toán của các giáo trình về kết cấu BTCT I/ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG PHẲNG: 1.Cột: Xác định tiết diện cột khung trục giữa: Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức: Fc = Trong đó: FC : Diện tích tiết diện cột. Nội lực truyền xuống cột: +TLBT dầm ( ngang, dọc trong S) +TLBT tường (trong S) +TLBTcột truyền xuống Rn : Cường độ chịu nén của Bêtông. (Bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) S : Diện tích truyền tải vào cột. gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. (gs = 420 KG/m2) Ps : Hoạt tải phân bố đều. (Ps = 240 KG/m2) Thay đổi tiết diện cột tại các tầng 1,4,6,8. Cột A : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : (2.9×7.5)×(420+240) = 14355 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×22.3 = 7360 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×16.5 = 18622(KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(14355+7360+18622) = 121011 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1117 (cm2) Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(14355+7360+18622) = 201685 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1862 (cm2) Chọn Fc = 35x60 = 2100 (cm2) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(14355+7360+18622) = 282359 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2606 (cm2) Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(14355+7360+18622) = 400337 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 3695 (cm2) Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2) Cột B : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(2.9×4.5)+(2.9×3.75)+(3×3.75)+(3×4.5)]×(420+240) = 32126 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×28.3 = 9339 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×11.8 = 13317 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(32126+9339+13317) = 164346 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1517 (cm2) Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(32126+9339+13317) = 273910 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2528 (cm2) Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(32126+9339+13317) = 383474 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 3540 (cm2) Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(32126+9339+13317) = 547820 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 5057 (cm2) Chọn Fc = 60x90 = 5400 (cm2) Cột C : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(6×3.75)+(6×4.5)]×(420+240) = 32670 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×28.5 = 9405 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×12 = 13543 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(32670+9405+13543) = 166854 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1540 (cm2) Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(32670+9405+13543) = 278090 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2567 (cm2) Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(32670+9405+13543) = 389326 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 3594 (cm2) Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(32670+9405+13543) = 556180 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 5134 (cm2) Chọn Fc = 60x90 = 5400 (cm2) Cột D : Tầng 8,9,10 : Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(4.5×4.5)+(3×3.75)]×(420+240) = 20790 (KG) Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×24 = 7920 (KG) Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×15 = 16929 (KG) Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(20790+7920+16929) = 136917 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 1264 (cm2) Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2) Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 5×(20790+7920+16929) = 228195 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2106 (cm2) Chọn Fc = 35x60 = 2100 (cm2) Tầng 4,5 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 7×(20790+7920+16929) = 319473 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 2949 (cm2) Chọn Fc = 45x70 = 3150 (cm2) Tầng 1,2,3 : Nội lực truyền xuống cột : NA= 10×(20790+7920+16929) = 456390 (KG) Diện tích tiết diện cột : Fc = = = 4213 (cm2) Chọn Fc = 55x80 = 4400 (cm2) Chọn tiết diện cột theo tính toán: Vị trí Tầng 8,9,10 Tầng 6,7 Tầng 4,5 Tầng 1,2,3 Cổ cột A 250x500 350x600 450x700 550x800 550x800 B 300x600 400x700 500x800 600x900 600x900 C 300x600 400x700 500x800 600x900 600x900 D 250x500 350x600 450x700 550x800 550x800 2.Dầm: Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp. Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức : = (0.46 ÷ 0.6) Chọn hd = 0.5m = 50cm, chọn bd = 30cm. - Các dầm khung chọn sơ bộ (3050) cm. - Các dầm Consol chọn sơ bộ (3050) cm. II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM KHUNG ( Dầm trục 2). Mặt bằng truyền tải lên dầm khung trục 2 Tải trọng tác dụng vào khung bao gồm: Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính. Tải do trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm được xem như tải phân bố đều trên dầm. Tải trọng do trọng lượng bản thân cột được quy về tải tập trung tại chân cột. Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm: Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang. Đối với dạng tam giác quy về tải phân bố đều tương đương như sau: gtđ = gs (KG/m); Ptđ = Ps (KG/m); Đối với dạng hình thang quy về tải phân bố đều tương đương như sau : gtđ = gs(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Ptđ = Ps(1 - 2β2 + β3) (KG/m); Trong đó: gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 420 (KG/m) Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m) β = Tải trọng phân bố đều: Tĩnh tải : Tải trọng từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo sơ đồ truyền tải như trên mặt bằng sàn. Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn gs , trọng lượng bản thân dầm gd , trọng lượng tường xây trên dầm gt . gs = 420 (KG/m2) gd = b(h – hs)n.γb = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500 = 330 (KG/m) gt = bt.ht.n.γt = 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800 = 1128 (KG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ1 = gs×2.9 = ×420×2.9 = 761 (KG/m) Nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ2 = gs(1 - 2β2 + β3) = 420××(1 - 2×0.322 + 0.323) = 1009 (KG/m) Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ3 = gs×5.8 = ×420×5.8 = 1522.5 (KG/m) Nhịp BC và nhịp CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 6 gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là: gtđ4 = (gs×6 ) × 2= ×420×6 ×2._.1.4 37.09 0.026 0.027 29.64 15 18 150 38.17 0.24 M2 114.46 79.53 3 1.35 2.3 103.80 0.035 0.036 41.94 22 20 150 62.84 0.27 M3 120.64 98.46 3 1.35 2.3 146.32 0.065 0.066 57.65 22 20 150 62.84 0.27 M4 133.55 113.98 4 1.35 3.2 315.28 0.074 0.075 128.36 27 25 120 132.54 0.42 Tính thép cho các móng theo phương X Đài cọc Pmax (T) Pmin (T) Số cọc trong 1 dãy ho(m) B(m) MII(Tm) A a Fa’ Đường kính Cách khoảng Fachọn Hàm lượng (cm2) số lượng Ф(mm) a(mm) (cm2) µ(%) M1 82.43 67.81 3 0.85 2.3 48.83 0.020 0.020 34.87 15 20 100 47.12 0.35 M2 114.46 79.53 4 1.35 3.2 232.58 0.079 0.082 87.43 20 25 120 98.18 0.39 M3 120.64 98.46 4 1.35 3.2 256.84 0.084 0.086 96.25 20 25 120 98.18 0.39 M4 133.57 113.98 4 1.35 3.2 346.58 0.085 0.089 156.31 33 25 100 161.99 0.56 Tính thép cho các móng theo phương Y PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Theo qui phạm ta có thể coi cọc nhồi có đường kính D > 60cm là cọc nhồi đường kính lớn. Các công trình nhà cao tầng thường có tải trọng truyền xuống móng lớn, với điều kiện địa chất công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh tầng đất tốt nằm ở độ sâu lớn, lại trong vùng dân cư đông đúc, thường là xây chen cho nên cọc khoan nhồi đường kính lớn được dùng khá nhiều. Trong xây dựng cầu, cọc nhồi đường kính lớn cũng đã được ứng dụng làm móng cầu Việt Trì, cầu Mỹ Thuận … Cấu tạo: Cọc khoan nhồi là cọc được chế tạo và hạ xuống ngay tại hiện trường bằng cách khoan trong đất những lỗ cọc có độ sâu và đường kính thiết kế, sau đó đặt lồng thép và nhồi bê tông vào cọc. Công nghệ: gồm các bước cơ bản sau: Bước 1 : công tác định vị cọc trên mặt bằng công trình ; di chuyển máy và giàn khoan vào vị trí . Cấu tạo đầu khoan gồm : Thùng khoan : trên thùng khoan có cần gạt bán kính lớn hơn bán kính thùng để mở rộng miệng giếng , thùng khoan dùng để chứa đất . Nắp thùng khoan : có răng để lấy đất đưa vào thùng khoan và nắp thùng khoan có thể mở ra để đổ đất ra ngoài Bước 2 : khoan dẫn vào đất bằng cách bằng cách ấn cần khoan và xoay gầu khoan với tốc độ thấp trong khoảng 3-5 m đầu gần mặt đất . Đường kính lỗ khoan được nới rộng một ít để đặt ống vách (casing) , để ổn định vách hố khoan người ta bơm dung dịch Bentonite vào đầy hố khoan . Bước 3 : tiếp tục khoan tới độ sâu thiết kế với đường kính lỗ khoan là đường kính cọc thiết kế ( dùng thước để kiểm tra ) , để cho bùn lắng đọng từ 20 – 30 phút sau đó vét sạch đáy hố khoan , đo kiểm tra độ sâu một lần nữa . Bước 4: vận chuyển lồng thép, lồng thép được gia công sẵn tại công trường hay vận chuyển từ nơi khác đến . Lồng thép được cẩu đặt vào lỗ khoan và thả xuống đúng cao trình đặt thép , cốt thép được đặt một phần hay suốt chiều dài cọc tùy theo thiết kế , nếu cốt thép có chiều dài suốt cọc thì thép được hạ từng đoạn một (ngắn hơn 6-10 m ) và liên kết các đoạn lại với nhau bằng cách hàn nối ghép đúng quy cách . Lồng thép được đặt vào lỗ khoan bằng cần cẩu có quang treo bằng cáp, khi tới cao trình thiết kế lồng thép phía trên được neo cố định vào ống vách . Để lồng thép khỏi dịch chuyển vị trí và không bị đẩy trồi lên khi đổ bê tông người ta dùng 3 thanh thép Ф12 hàn với lồng thép và hàn vào ống giữ vách. Bước 5: khi cốt thép đã đặt xong , tiếp tục cẩu đặt sàn công tác phía trên ống vách sau đó đặt các ống dẫn để đổ bêtông , đường kính ống dẫn từ 20-25 cm ; ống được đặt suốt chiều dài hố khoan ; đáy ống dẫn cách đáy hố khoan 20 cm . - Trong suốt quá trình đổ bêtông , đầu dưới của ống phải luôn luôn cắm vào vữa bêtông một đoạn ít nhất là 2m . Đây là giai đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng cọc khoan nhồi . Đổ thật nhanh mẻ 6m3 hoặc 8 m3 Bêtông đầu tiên trong tối đa 2 phút sau cho Bêtông phủ nhanh đầu ống để Bêtông luôn chảy xuống dưới lớp bùn và không hòa lẫn vào dung dịch Bentonite, đồng thời đẩy dung dịch Bentonite ra ngoài, (kết hợp với việc thu hồi dung dịch Bentonite) hạn chế đi phần lớn sự xâm nhập dung dịch Bentonite vào bêtông. - Yêu cầu mác Bêtông phải >300 cần có độ sụt 16 ÷ 18 cm còn khi bơm thì độ sụt bê tông cần đạt 13 ÷ 15 cm và sử dụng thêm các loại loại phụ gia chậm đông. Sàn công tác bằng thép tấm có hai nữa nắp đậy hình bán nguyệt để cố định ống dẫn khi nối ống cũng như khi ngắt ống . Ống dẫn gồm nhiều đoạn được nối với nhau bằng ren hay bulông có mũ chìm . Bước 6 : dùng bột hóa chất Verticulite đổ vào ống dẫn để tạo màng ngăn cách dung dịch Bentonite và dung dịch trong ống dẫn . Bước 7 : khi ống dẫn được lắp xong , phễu đổ bêtông được cần cẩu lắp đặt vào phía trên miệng ống dẫn . Bước 8 : đổ bêtông cọc bằng xe tự đổ ; trước đó phải kiểm tra độ sụt của bêtông tại hiện trường để đảm bảo chất lượng của bêtông đúng như thiết kế ; bêtông với đường kính cốt liệu nhỏ hơn 25 mm và độ sụt từ 150-200 mm Bước 9: sau khi đổ bêtông đầy ống chứa thì ống chứa được nhấc lên từng đoạn ngắn để bêtông chảy từ ống ra , miệng ống vẫn phải còn ngập trong bêtông . Bước 10: đoạn cọc gần mặt đất , bêtông được đổ vào ống vách đồng thời kéo ống lên bằng cẩu . Bước 11: dung dịch Bentonite tràn lên miệng hố khoan được thu hồi và bơm vào một bể lắng để tiếp tục cho lần khoan tiếp theo . Bước 12: Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công bằng các phương pháp như : Tiếng dội, siêu âm, khoan thăm dò, camera nhỏ truyền hình, … Nói chung các phương pháp kiểm tra đều rất tốn kém, nhưng chúng là yêu cầu bắt buộc đối với công trình. Vì nếu không nắm chắc được chất lượng cọc sẽ rất nguy hiểm cho sự làm việc của công trình sau này. Ưu điểm của cọc khoan nhồi: - Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn. Cọc khoan nhồi là có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét (không hạn chế như cọc ép), do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc. - Cọc nhồi thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công trình xung quanh. Chịu được tải trọng lớn ít làm rung động nền đất, mặt khác công trình có chiều cao khá lớn nên nó cũng giúp cho công trình giữ ổn định rất tốt. Ngoài ra giá thành cọc khoan nhồi thời gian gần đây cũng đã giảm đáng kể do máy móc thiết bị thi công ngày càng phổ biến. - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi công cho phép, có 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 đóng (đối với cọc đài thấp). - Có khả năng thi công cọc khi xuyên qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. Nhược điểm: Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước). Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. Chất lượng bêtông cọc thường thấp vì không được đầm. Trong thực tế gặp không ít trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng. Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc xử lý gặp rất nhiều khó khăn và rất tốn kém. Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ . Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc. Khi thi công công trình kém sạch sẽ khô ráo. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG: Dựa vào điều kiện địa chất công trình và tải trọng công trình và các phân tích trên, phương án móng cọc khoan nhồi là phương án tối ưu để thiết kế nền móng cho công trình. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG KHOAN NHỒI: CHỌN VẬT LIỆU, KÍCH THƯỚC CỌC VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG : Chọn kích thước cọc: Chọn cọc có đường kính 60cm. Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 2. Chiều dài cọc chọn 28 m, ngàm cọc vào đài 70cm, trong đó đoạn cọc chôn sâu vào đài là 15 cm, đoạn đập để lộ thép đưa vào đài cọc là 55 cm . Cốt thép trong cọc: theo qui phạm, hàm lượng cốt thép trong cọc là 0.4% ¸ 0.65%. Chọn cốt thép trong cọc theo cấu tạo: Fa = 0.5%Fcọc = 0.005×0.2826×104 = 14.13 (cm2) Chọn 9f16, Fa= 18.10 (cm2), µ = 0.64%, thép CII có Ra = 2600 (KG/cm2) Diện tích tiết diện ngang cọc: FC = 3.14×0.62/4 = 0.2826 m2 = 2826 cm2 Chọn vật liệu làm cọc: - Bê tông cọc và bêtông đài chọn Mác 300 ( Rn = 130 KG/cm2) - Thép đài và cọc chọn loại CII có Ra = 2600 (KG/cm2) Chọn chiều sâu chôn móng: Để đảm bảo móng làm việc dựa vào điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị động phía sau đài cọc ta chọn chiều sâu chôn móng là hm = 2.5m so với cao độ mặt đất tự nhiên . Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp : = 0.48 m Þ hm = 2.5m > 0.7hmin = 0.48 m Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp. Vậy chọn h = 2.5 m XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc : Pvl = m1mb(Rn Fc + mctFct Rct ) Trong đó: Rn : Cường độ chịu nén của bê tông : Rn = 130 KG/cm2 K: hệ số đồng chất của vật liệu làm cọc : k= 1 m1=0.85 (hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi) hệ số uốn dọc. mb: hệ số điều kiện làm việc m : 0.7 Fc : diện tích tiết diện ngang của cọc mct :hệ số điều kiện làm việc của cốt thép : mct =1 Rct :cường độ tính toán của thép : Ra= 2600 KG/cm2 Fct : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc : Pvl = 0,7´0.85(130´2826 + 2600´18.10 ) = 246592 (KG) Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất : Sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:(TCVN 205-1998) Pđ = m(mR.R.F + u∑mfi.fi.li) (Công thức 6.8 sách Hướng dẫn đồ án Nền và Móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng – KS Nguyễn Hữu Kháng) Trong đó: m : là hệ số điều kiện làm việc củc cọc trong đất m=1 ( đối với cọc ống d ≤ 0.8m) mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1.2 ; mf =1 . F: tiết diện ngang của cọc F = 2826 cm2 u : chu vi tiết diện ngang cọc u = pd . u = 3.14 x 0,6= 1.884 (m) R: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc , lớp 2 là lớp cát pha chặt vừa, độ sệt 0.15, độ sâu 30m so với mặt đất tự nhiên ( tra bảng 6.2 sách nền và móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng) ta được R = 86.22 KG/cm2. hi : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc khi xuyên qua các lớp đất . fi : Cường độ ma sát thành lớp đất thứ i của đất nền với bề mặt xung quanh cọc. fsi = 1.4(1-sin)tga+ca ca : lực dính giữa thân cọc và đất = c (lực dính đất- đất) :góc ma sát giữa cọc và đất nền = ( góc ma sát giữa đất và đất) :ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc. = (1-sin). : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng. fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: Pđ = m × (mR × R × F + uå mf × ¦i × li) = 1(1.2×86.22×0.2826 + 1.884×86053) = 162153 (KG) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí : Pđtt = (KG) Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998 Sức chịu tải cho phép của cọc: Qu = trong đó: Na – chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp 2, có N = 37. Fp – diện tích tiết diện mũi cọc, Fp = 0.2826 m2 a – hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc, đối với cọc nhồi thì lấy a = 15, đối với cọc đóng a = 30; Ls – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát; Ns – chỉ số SPT của lớp cát xung quanh cọc, Lc – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét; C – lực dính của đất sét; Từ đó ta có: Qu = = = 1/3[15×37×0.2826+(0.2×33×21+0.42×6.3)×3.14×0.6] = 233.91 (T) = 233910 (KG) Vậy ta có : PVL = 246592 (KG) ; Pđtt = 115824 (KG) ; Qu = 233910 (KG). Þ P = min [ Pvl, Pđtt, Qu] = 115824 (KG) TÍNH TOÁN CÁC MÓNG : SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC MÓNG TÊN CỘT V2(T) M3(T.m) Nmax (T) C1A,C1D 4.010 10.759 197.41 C2A,C2D 9.350 17.328 647.80 C2B,C2C 6.734 18.909 977.31 C1B,C1C 4.563 15.343 373.41 Tổ hợp nội lực tại chân cột dùng để tính móng MÓNG M1: Xác định kích thước đài cọc và số lượng cọc : Khi khoảng cách trung bình giữa các cọc là 3d , thì áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài là: == 115824/1.82 = 35748 KG/m2 Diện tích sơ bộ của đế đài: Trong đó: Fsb : diện tích sơ bộ của đế đài : lực dọc tính toán h: chiều sâu đặt đài (kể cả phần đất đắp thêm) n: hệ số vượt tải n =1.1 : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài cọc - Trọng lượng đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×6.53×2.5×2000 = 35915 (KG) - Xác định số lượng cọc : (cọc) => chọn 2 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.5 m. MÓNG M1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : - Diện tích thực của đế đài là : Fđ = 2.8 × 1 = 2.8 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×2.8×2.5×2000 = 15400 (KG) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Ntto + Ntttb = 197410 + 15400 = 212810 (KG) Xác định chiều cao đài : kiểm tra độ sâu chôn móng - đã kiểm tra ở phần trên. tính độ cao làm việc đài : ho ta có : Ntt = 212810 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.4+0.7+2.8+1) = 4.9 m ho = 0.58 m chọn ho = 1.05 m => hđ = 1.05 + 0.15 = 1.2 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtto + Qtto.h = 10759 + 4010×1.2 = 15571 (KG.m) Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc: Pttmax,min = Pmax = 107847 KG Pmin = 104963 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 107847 KG < Pvl = 246592 (KG) Pmax + Pc = 107847 + 21216 = 129063 ( KG) < Qu = 233910 (KG). Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 104963 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc. Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Xác định kích thước khối móng qui ước: Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất trong móng khối qui ước : = Trong đó : j2 = 80 ; l2 = 7.5m j3 = 8.30 ; l3 = 8.2m j4 = 15.4o ; l4 = 4.0m j5 = 120 ; l5 = 8.1m Þ - Chiều dài khối móng quy ước : - Chiều rộng khối móng quy ước : - Chiều cao móng khối quy ước: HM = 29.8( m) - Tính trọng lượng của móng khối qui ước: + Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Ntc1=LM×BM×h×= 6.6x4.8x2.5x2000 = 164736 KG Trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước T/m3 Trọng lượng các lớp đất trong móng khối quy ước từ đáy đài đến đáy khối móng quy ước: = 689926 KG Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc dài 28m : 28×3.14×0.62/4×2500 = 19782 (KG) Tổng trọng lượng khối qui ước: = 977990 (KG) - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước Ntc = Ntco + Ntcqu = 197410 + 977990 = 1175400 (KG) Mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: ∑ Mtc = Mtco + Qtco × Hm = 10759 + 4010 × 29.8 = 130257 (KG.m) Độ lệch tâm : 0.11 (m) - Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước: = 37102 × (1±0.1) = 40812.2 (KG/m2) = 33391.8 (KG/m2) = 37102 (KG/m2) -Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước ( Tính theo trạng thái giới hạn thứ 2) = (1,1. A.BM.g II +1,1.B.HM + 3D.CII ) . Ở đây : - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc. - gtb : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - g II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên . - Lấy ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. Tra bảng 3.1 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của GSTS Nguyễn Văn Quảng ta có m1 = 1.2; m2 = 1,0 A,B,D : các hệ số tra bảng phụ thuộc g II của đất nền dưới mũi cọc Lớp đất dưới mũi cọc có j = 12o Þ A =0.23; B = 1.91; D = 4.42 : trọng lượng riêng trung bình củacác lớp đất trong móng khối quy ước T/m3 =(x hi )/hm = 0.78 T/m3 . ctc = c4tc = 0.23 T/m2 Rtc = 1.2 x (1.1x0.23x4.6x0.894 + 1.1x1.91x29.8x0.78 + 3x4.42x0.23) Rtc = 63.5 T/m2= 63500 KG/m2 Vậy : = 40812.2 KG/m2 < 1,2 Rtc= 76200 KG/m2 = 37102 KG/m2 < Rtc = 63500 KG/m2 Áp lực dưới đáy móng đã được thỏa. Áp lực bản thân tại đáy khối quy ước : sbt=gitcxhi = 7.5x0.493+8.2x0.834+4.0x0.932+8.1x0.894 =21.5 T/m2 = 21500 KG/m2 Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước : = 37102 – 21500 = 15602 KG/m2 Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Điểm Độ sâu Z(m) LM/BM 2z/BM Ko szigl sbt 0 0 1.4 0 1 18091 21500 1 0.96 1.4 0.4 0.96 17367 22050 2 1.92 1.4 0.8 0.82 14835 22600 3 2.88 1.4 1.2 0.63 11397 23150 4 3.84 1.4 1.6 0.48 8684 23700 5 4.8 1.4 2 0.37 6694 24250 6 5.76 1.4 2.4 0.28 5065 24800 7 6.72 1.4 2.8 0.22 3980 25350 8 7.68 1.4 3.2 0.18 3256 25900 9 8.64 1.4 3.6 0.15 2714 26450 10 9.6 1.4 4 0.12 2171 27000 11 10.56 1.4 4.4 0.09 1628 27550 Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 5.76m kể từ đáy móng khối quy ước vì : Độ lún của nền : = 0.03 m = 3 cm. Tra bảng 3.5 (bảng 16 TCXD 45 – 38) đối với khung nhà bê tông cốt thép có tường chèn được : Sgh = 8 cm Ta có : S1 < Sgh Vậy móng 1 thỏa điều kiện về lún lệch. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc: SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 1 - Chiều cao đài hđ = 1.2 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.05 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng: Ld= 0.7+2×1.05 = 2.8 m Bd= 0.4+2×1.05 = 2.5 m Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 1.8 m Vì cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc thủng đài cọc. MÓNG M2: Xác định kích thước đài cọc và số lượng cọc : Khi khoảng cách trung bình giữa các cọc là 3d , thì áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài là: == 115824/1.82 = 35748 KG/m2 Diện tích sơ bộ của đế đài: Trong đó: Fsb : diện tích sơ bộ của đế đài : lực dọc tính toán h: chiều sâu đặt đài (kể cả phần đất đắp thêm) n: hệ số vượt tải n =1.1 : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài cọc - Trọng lượng đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×12.34×2.5×2000 = 67870 (KG) - Xác định số lượng cọc : (cọc) => chọn 4 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.50m. MÓNG M2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : - Diện tích thực của đế đài là : Fđ = 2.8 × 2.8 = 7.84 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×7.84×2.5×2000 = 43120 (KG) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Ntto + Ntttb = 373410 + 43120 = 416530 (KG) Xác định chiều cao đài : kiểm tra độ sâu chôn móng - đã kiểm tra ở phần trên. tính độ cao làm việc đài : ho ta có : Ntt = 416530 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.5+0.8+2.8+2.8) = 6.9 m ho = 0.81 m chọn ho = 1.05 m => hđ = 1.05 + 0.15 = 1.2 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtto + Qtto.h = 15343 + 4563×1.2 = 20819 (KG.m) Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc: Pttmax,min = Pmax = 106061 (KG) Pmin = 102205 (KG) - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 106061 (KG) < Pvl = 246592 (KG) Pmax + Pc = 106061 + 21216 = 127277 ( KG) < Qu = 233910 (KG). Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 102205 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc. Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc: SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 2 - Chiều cao đài hđ = 1.2 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.05 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng: Ld= 0.8+2×1.05 = 2.9 m Bd= 0.5+2×1.05 = 2.6 m Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 1.8 m Vì cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc thủng đài cọc. MÓNG M3: Xác định kích thước đài cọc và số lượng cọc : Khi khoảng cách trung bình giữa các cọc là 3d , thì áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài là: == 115824/1.82 = 35748 KG/m2 Diện tích sơ bộ của đế đài: Trong đó: Fsb : diện tích sơ bộ của đế đài : lực dọc tính toán h: chiều sâu đặt đài (kể cả phần đất đắp thêm) n: hệ số vượt tải n =1.1 : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài cọc - Trọng lượng đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×21.42×2.5×2000 = 117810 (KG) - Xác định số lượng cọc : (cọc) => chọn 6 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.50m. MÓNG M3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : - Diện tích thực của đế đài là : Fđ = 2.8 × 4.6 = 12.88 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×12.88×2.5×2000 = 70840 (KG) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Ntto + Ntttb = 647800 + 70840 = 718640 (KG) Xác định chiều cao đài : kiểm tra độ sâu chôn móng - đã kiểm tra ở phần trên. tính độ cao làm việc đài : ho ta có : Ntt = 718640 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.55+0.8+4.6+2.8) = 8.75 m ho = 1.09 m chọn ho = 1.35 m => hđ = 1.35 + 0.15 = 1.5 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtto + Qtto.h = 17328 + 9350 × 1.5 = 31353 (KG.m) Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc: Pttmax,min = Pmax = 125579 KG Pmin = 113967 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 125579 (KG) < Pvl = 246592 (KG) Pmax + Pc = 125579 + 21216 = 146795 ( KG) < Qu = 233910 (KG). Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 113967 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc. Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc: SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 3 Chiều cao đài hđ = 1.5 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.35 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng: Ld= 0.8+2×1.35 = 3.5 m Bd= 0.55+2×1.35 = 3.25 m Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 3.6 m Với phương cạnh ngắn cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc thủng đài cọc. Ta chỉ kiểm tra điều kiện chọc thủng của móng M3 theo phương cạnh dài: Điều kiện : ho Trong đó : Chiều cao làm việc của đài móng ho = 1.35 m Nct : Lực gây đâm thủng bằng tổng phản lực các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở một phía của đài cọc (Đối với móng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực lớn nhất). Ta có : Nct = 2×PM3max = 2 × 129891 = 259782 (KG) Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.55+0.8+2.8+4.6) = 8.75 m => 1.35 m > = 0.4 m Vậy chọn chiều cao đài cọc hđ = 1.5 m là thỏa mãn yêu cầu về chọc thủng.MÓNG M4: Xác định kích thước đài cọc và số lượng cọc : Khi khoảng cách trung bình giữa các cọc là 3d , thì áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài là: == 115824/1.82 = 35748 KG/m2 Diện tích sơ bộ của đế đài: Trong đó: Fsb : diện tích sơ bộ của đế đài : lực dọc tính toán h: chiều sâu đặt đài (kể cả phần đất đắp thêm) n: hệ số vượt tải n =1.1 : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài cọc - Trọng lượng đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×22.3×2.5×2000 = 122650 (KG) - Xác định số lượng cọc : (cọc) => chọn 9 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.50m. MÓNG M4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : - Diện tích thực của đế đài là : Fđ = 4.6 × 4.6 = 21.16 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntttb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×21.16×2.5×2000 = 116380 (KG) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Ntto + Ntttb = 977310 + 116380 = 1093690 (KG) Xác định chiều cao đài : kiểm tra độ sâu chôn móng - đã kiểm tra ở phần trên. tính độ cao làm việc đài : ho ta có : Ntt = 1093690 (KG) Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.6+0.9+4.6+4.6) = 10.7 m ho = 1.36 m chọn ho = 1.45 m => hđ = 1.45 + 0.15 = 1.6 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtto + Qtto.h = 18909 + 6734 × 1.6 = 29683 (KG.m) Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc: Pttmax,min = Pmax = 127017 KG Pmin = 116025 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 127017 (KG) < Pvl = 246592 (KG) Pmax + Pc = 127017 + 21216 = 148233 ( KG) < Qu = 233910 (KG). Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 116025 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc. Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc: SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 4 Chiều cao đài hđ = 1.6 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.45 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng: Ld= 0.9+2×1.45 = 3.8 m Bd= 0.6+2×1.45 = 3.5 m Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 3.6 m Ta kiểm tra điều kiện chọc thủng của móng M4 theo phương cạnh ngắn cổ cột: Điều kiện : ho Trong đó : Chiều cao làm việc của đài móng ho = 1.45 m Nct : Lực gây đâm thủng bằng tổng phản lực các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở một phía của đài cọc (Đối với móng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực lớn nhất). Ta có : Nct = 3×PM4max = 3 × 140299 = 420897 (KG) Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.6+0.9+4.6+4.6) = 10.7 m => 1.45 m > = 0.53 m Vậy chọn chiều cao đài cọc hđ = 1.6 m là thỏa mãn yêu cầu về chọc thủng. TÍNH CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC : Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2600 (KG/cm2) Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : Moment quay quanh mặt ngàm I-I: Trong đó: ri là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm I-I) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài . Moment quay quanh mặt ngàm II-II: Trong đó: r’i là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm II-II) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài . Ta tính được diện tích cốt thép : SƠ ĐỒ TÍNH THÉP MÓNG 1 SƠ ĐỒ TÍNH THÉP MÓNG 2 SƠ ĐỒ TÍNH THÉP MÓNG 3 SƠ ĐỒ TÍNH THÉP MÓNG 4 Đài cọc Pmax (T) Pmin (T) ho(m) MI(Tm) Fa Đường kính Fachọn Hàm lượng (cm2) số lượng Ф(mm) (cm2) µ(%) M1 107.847 104.963 1.05 18 12 36.20 0.22 M2 106.061 102.205 1.05 109.13 44.40 18 20 56.56 0.27 M3 125.579 113.967 1.35 363.69 110.12 30 22 114.03 0.29 M4 127.017 116.025 1.45 568.21 167.46 30 28 184.74 0.42 Bảng tính thép theo phương X Đài cọc Pmax (T) Pmin (T) ho(m) MII(Tm) Fa Đường kính Fachọn Hàm lượng (cm2) số lượng Ф(mm) (cm2) µ(%) M1 107.847 104.963 1.05 59.315 24.14 10 20 31.42 0.24 M2 106.061 102.205 1.05 141.87 57.74 18 22 68.42 0.37 M3 125.579 113.967 1.35 374.55 115.09 24 25 117.82 0.32 M4 127.017 116.025 1.45 631.35 186.07 38 25 186.54 0.44 Bảng tính thép theo phương Y TÀI LIỆU THAM KHẢO + THẦY VÕ BÁ TẦM - KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (TẬP 1,2,3)–NXB ĐHQG. + GS. TS. NGÔ THẾ PHONG, GS. TS. NGUYỄN ĐÌNH CỐNG - KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (TẬP 1,2,3)– NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT. + GS. TS. NGUYỄN ĐÌNH CỐNG – SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN KHỐI. – NXB XÂY DỰNG. + TS. TRỊNH KIM ĐẠM, TS. LÊ BÁ HUẾ - KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP–NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT. + PGS. PTS. VŨ MẠNH HÙNG – SỔ TAY THỰC HÀNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH. – NXB XÂY DỰNG. + GS. TS. LỀU THỌ TRÌNH- CƠ HỌC KẾT CẤU – NXB GIÁO DỤC. + GS. TS. VŨ CÔNG NGỮ - CƠ HỌC ĐẤT – NXB GIÁO DỤC. + GS.TS. NGUYỄN VĂN QUẢNG – NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG. + GS.TS. NGUYỄN VĂN QUẢNG, KS NGUYỄN HỮU KHÁNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG- NXB XÂY DỰNG. + TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG -THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP- NXB XÂY DỰNG NĂM 1999. + TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG –TCVN 2737-1995 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG NĂM 2002. + THS.BÙI ĐỨC TIỄN – CẨM NANG KẾT CẤU XÂY DỰNG - NXB XÂY DỰNG - NĂM 1999. + ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CỦA THẠC SĨ HỒ ĐÌNH THÁI HÒA. ._.