TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
Giới thiệu về công trình
Công trình mang tên: Cao Ốc Văn Phòng cho thuê Hoàng Gia – Tam Kỳ, Quảng Nam
Công trình xây dựng nằm trên: Đường Hùng Vương, thành phố Tam kỳ, tỉnh
Công trình xây dựng cao 83,40m, gồm 21 tầng nổi và 1 tầng ngầm với mặt bằng tầng hầm hình chữ nhật kích thước 30x43m² Nhà xe được bố trí trong tầng hầm.
Các giải pháp kiến trúc công trình
Công trình đƣợc xây dựng mới hoàn toàn trên khu đất, chức năng của công trình là văn phòng cho thuê
1.2.2 Giải pháp mặt bằng tổng thể
Việc bố trí tổng mặt công trình phụ thuộc vào vị trí, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất Hệ thống bãi đậu xe được thiết kế dưới tầng ngầm nhằm phục vụ nhu cầu đậu xe của nhân viên văn phòng, với cổng chính mở ra mặt đường lớn.
Công trình được thiết kế với mặt trước và mặt sau bằng tường ngoài ốp đá và kính, trong đó hệ thống cửa kính rộng giúp tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên Hai mặt chính của công trình được trang trí bằng hệ lam kết hợp bê tông và kim loại, không chỉ có chức năng che nắng mà còn nâng cao tính thẩm mỹ cho toàn bộ công trình.
1.2.4 Giải pháp thiết kế kết cấu
Tòa nhà được thiết kế với kết cấu khung và lõi vách cứng, kết hợp sàn bê tông cốt thép, đảm bảo tính ổn định cho các khu vực chịu tải trọng lớn Nền móng được thi công bằng cọc khoan nhồi, tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành để đảm bảo an toàn và ổn định cho toàn bộ hệ kết cấu Tường bao xung quanh được xây bằng gạch đặc và sử dụng hệ khung nhôm kính để bao che toàn bộ tòa nhà.
Các giải pháp kỹ thuật công trình
Công trình sử dụng nguồn điện từ hệ thống điện thành phố và được trang bị một máy phát điện dự trữ Điều này đảm bảo rằng tất cả các thiết bị trong tòa nhà vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi xảy ra sự cố cắt điện đột ngột.
Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời khi thi công)
Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước thành phố, được dẫn vào bể chứa ở tầng hầm và sau đó tự động bơm đến từng phòng qua hệ thống bơm tại tầng hầm Nước thải từ công trình được đưa về hệ thống thoát nước chung của thành phố, trong khi nước mưa từ mái được dẫn xuống qua hệ thống ống thoát đứng.
1.3.3 Hệ thống giao thông nội bộ
Giữa các phòng và các tầng được liên hệ với nhau bằng phương tiện giao thông theo phương ngang và phương thẳng đứng:
- Phương tiện giao thông nằm ngang là các hành lang giữa rộng 2,8 m
Phương tiện giao thông thẳng đứng bao gồm 2 cầu thang bộ và 2 cầu thang máy, mỗi lồng thang có kích thước 2050x2100 mm và được trang bị đối trọng, với vận tốc di chuyển đạt 4m/s Hai cầu thang máy được bố trí ở giữa nhà, trong khi hai cầu thang bộ được đặt một bên cạnh thang máy và một ở đầu hồi, đảm bảo cự ly an toàn thoát hiểm trong trường hợp có sự cố.
1.3.4 H ệ thống thông gió, chiếu sáng
Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, việc thông gió và chiếu sáng trở nên rất quan trọng Tất cả các phòng đều tiếp xúc với thiên nhiên thông qua cửa sổ và cửa đi được lắp kính khung nhôm, kết hợp với hệ lam che nắng, giúp tạo không gian thoáng mát và đảm bảo ánh sáng tự nhiên cho các phòng.
1.3.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy
Các đầu báo khói và báo nhiệt được lắp đặt tại các khu vực như tầng hầm, kho, sảnh, hành lang, cũng như trong các phòng kỹ thuật và phòng điều khiển thang máy để đảm bảo an toàn cháy nổ.
Các thiết bị báo động như nút báo động khẩn cấp và chuông báo động cần được lắp đặt tại tất cả các khu vực công cộng, đảm bảo dễ nhìn và dễ thấy, nhằm truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm xảy ra hỏa hoạn Hệ thống báo nhiệt, báo khói và dập lửa cũng nên được trang bị cho toàn bộ công trình để đảm bảo an toàn tối đa.
Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới nhất và dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax được bọc ba lớp cách điện Giải pháp này không chỉ đảm bảo mỹ quan cho công trình mà còn cách ly hoàn toàn dòng sét ra khỏi công trình.
Sử dụng kỹ thuật nối đất hình tia kiểu chân chim giúp đảm bảo tổng trở đất thấp, từ đó giảm nguy cơ điện thế bước gây hại cho con người và thiết bị Điện trở nối đất của hệ thống chống sét được thiết kế không vượt quá 10Ω, trong khi đó, hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị cần được thực hiện độc lập và có điện trở không lớn hơn 4Ω.
Nước thải của công trình được xử lí trước khi đẩy ra hệ thống thoát nước của Thành Phố
Sàn tầng hầm được thiết kế với độ dốc 1% giúp dẫn nước về các mương và hố ga Rác thải hàng ngày được công ty môi trường và đô thị thu gom và vận chuyển đến bãi rác thành phố Công trình còn có ống thả rác với cửa tự động đóng tại các tầng.
Kết luận và kiến nghị
Công trình được xây dựng tại trung tâm thành phố, phù hợp với quy hoạch tổng thể và có kiến trúc hiện đại, đẹp mắt Việc đưa công trình vào sử dụng không chỉ mang lại lợi ích cho nhiều công ty mà còn góp phần củng cố nền kinh tế Việt Nam, giúp đất nước hòa nhập với nền kinh tế toàn cầu.
Hệ kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối của dự án CAO ỐC VĂN PHÕNG CHO THUÊ HOÀNG GIA đảm bảo khả năng chịu tải trọng đứng và ngang tốt, góp phần vào tính khả thi và sự cần thiết của dự án Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho sự phát triển kinh tế của thành phố Tam Kỳ mà còn cho cả đất nước.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
2 Tính toán cầu thang bộ tầng 2
Chữ ký GVHD: TS ĐINH THỊ NHƢ THẢO
Sơ đồ phân chia ô sàn
Hình 2.1 Sơ đồ phân chia ô sàn
Nếu sàn liên kết với dầm giữa, nó được coi là ngàm, trong khi nếu không có dầm dưới sàn, thì được xem là tự do Khi sàn liên kết với dầm biên, nó được đánh giá là khớp, nhưng để đảm bảo an toàn, cần bố trí cốt thép ở biên ngàm cho cả biên khớp Trong trường hợp dầm biên lớn, có thể xem nó như là ngàm.
2 l l -Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm
2 l l -Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh
Trong đó: l 1 -kích thước theo phương cạnh ngắn l 2 -kích thước theo phương cạnh dài l 2 /l 1 ≥ 2 : bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé : Bản loại dầm
Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bảng sau:
SÀN Kich thước Tỷ số
Các số liệu tính toán của vật liệu
Bêtông cấp độ bền: B25 có Rb = 14,5 MPa, = 2500 daN/m 3
R bk =1,05 Mpa Cốt thộp ỉ ≤ 8 dựng thộp CI, A-I cú R s = R sc = 225MPa
Cốt thộp ỉ > 8 dựng thộp CII, A-II cú R s = R sc = 280MPa
Chọn chiều dày của bản sàn
Do sự đa dạng về kích thước và tải trọng của các ô bản, chiều dày của bản sàn cũng khác nhau Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc thi công và tính toán, chúng ta cần thống nhất chọn một chiều dày nhất định.
1 loại chiều dày bản sàn
Chiều dày của bản đƣợc chọn theo công thức: h b m
Hệ số D dao động từ 0,8 đến 1,4 phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản Hệ số m, phản ánh sự liên kết của bản, có giá trị từ 35 đến 45 đối với bản kê bốn cạnh và từ 30 đến 35 đối với bản loại dầm Cạnh ngắn l của ô bản là cạnh theo phương chịu lực.
Chiều dày của bản phải thoả mãn điều kiện cấu tạo: h b h min = 6 cm đối với sàn nhà dân dụng
Và thuận tiện cho thi công thì hb nên chọn là bội số của 10mm
SÀN Kich thước l1(m) h b (mm) h b chọn (mm) max min
Cấu tạo các lớp mặt sàn
Cấu tạo các lớp sàn nhà: a)
Cấu tạo các lớp sàn vệ sinh: b)
Tải trọng tác dụng lên sàn
Tĩnh tải tác dụng lên sàn là tải trọng phân bố đều do trọng lượng của các lớp cấu tạo sàn truyền vào Để tính toán tĩnh tải, cần căn cứ vào các lớp cấu tạo sàn tại mỗi ô sàn cụ thể và tham khảo bảng tải trọng tính toán (TCVN 2737-1995) của các vật liệu thành phần.
Ta có công thức tính: g tt = Σγ i δ i n i
Trong đó γ i , δ i , n i lần lƣợt là trọng lƣợng riêng, bề dày, hệ số vƣợt tải của lớp cấu tạo thứ i trên sàn
Hệ số vƣợt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995
Ta tiến hành xác định tĩnh tải riêng cho từng ô sàn
Từ đó ta lập bảng tải trọng tác dụng lên các sàn nhƣ sau:
Gạch lát nền dày 10 mm Vữa lót mác 75 dày 15mm Sàn BTCT dày 120mm Vữa trát trần M75 dày 15mm
Hệ khung xương thép trần giả
Tên cấu kiện Lớp vật liệu Chiều dày Trọng lƣợng riêng g tc Hệ số tin cậy n g tt
5 Hệ khung xương thép trần giả
5 Các đường ống kĩ thuật
Bảng 2.3 Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn: b)
Tải trọng từ tường ngăn và cửa ván gỗ (panô) trên các ô sàn được phân bố đều, với tường ngăn có độ dày 100mm hoặc 200mm được xây bằng gạch rỗng có trọng lượng riêng là t = 1500 daN/m³ Đối với cửa, trọng lượng đơn vị của 1m² là c = 30 daN/m².
Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt s g t = t ( t c ) t t c c c i n S S n S
S t (m 2 ): diện tích bao quanh tường
S c (m 2 ): diện tích cửa n t ,n c : hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa.(n t =1,1;n c =1,3)
t (m): chiều dày của mảng tường
t = 1500(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường
c = 30(daN/m 2 ): trọng lƣợng của 1m 2 cửa
S i (m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán
Ta có bảng tính tĩnh tải trên các ô sàn :
Sàn Kích thước Diện tích Kích thước tường S t S c g ttt-s g stt g tt l1(m) l2(m) (m 2 ) l(m) h(m) b(m) (m 2 ) (m 2 ) (daN/m 2 ) (daN/m 2 ) (daN/m 2 )
Bảng 3.4 Tĩnh tải tường tác dụng lên sàn
Hoạt tải: c) Ở đây, tùy thuộc vào công năng của các ô sàn, tra TCVN 2737-1995, bảng 3 mục 4.3.1
Chức năng phòng ptc (daN/m2) n ptt (daN/m2)
Bảng 3.5 Hoạt tải tác dụng lên sàn
- Hoạt tải lên từng ô sàn: trong cùng ô sàn có nhiều giá trị hoạt tải khác nhau thì dựa trên diện tích mà quy đổi hoạt tải tương đương: p tt = (p 1 x s 1 + p 2 x s 2 + …)/s
P 1 , P 2 : hoạt tải tính toán của sàn ban công, vê sinh,…
S; S 1 ; S 2 : lần lƣợt là diện tích cùa cả ô sàn, của sàn vệ sinh, sàn ban công…
Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên các ô sàn: d)
SÀN Tĩnh tải g Hoạt tải p Tổng
Tính toán nội lực và cốt thép cho các ô sàn
Xác định nội lực trên các ô sàn: a)
Để xác định nội lực trong kết cấu bêtông cốt thép, cần lập bản kê bốn cạnh Từ tỷ số l2/l1 và loại liên kết, tra bảng để tìm các hệ số αi và βi Sau đó, tiến hành tính toán nội lực theo các công thức đã nêu trong tài liệu.
M 2 = α 2 (g tt +p tt ).l 1 l 2 + Mômen gối: MI = β 1 (g tt +p tt ).l 1 l 2
M II = β 2 (g tt + p tt ).l 1 l 2, trong đó q tt = g tt + p tt là tổng tải trọng tác dụng lên sàn Kích thước cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản lần lượt là l 1 và l 2 Các hệ số α 1, α 2, β 1, β 2 được tra cứu từ bảng (Phụ lục 17 - Kết cấu bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản).
Cắt lấy 1m dải bản theo phương cạnh ngắn l 1 và xem như 1 dầm:
Tải trọng tác dụng lên dầm đƣợc xác định nhƣ sau: q = g + p; = g + 0.5p và = 0.5p
Tuỳ theo liên kết của cạnh bản mà ta có 3 dạng sơ đồ tính sau:
- Nếu bản dầm 2 đầu ngàm: M nh + ; M g
- Nếu bản dầm 1 đầu ngàm 1 đầu khớp:M nh =
- Nếu bản dầm 2 đầu khớp: M nh = + ; M g
Tính toán và bố trí cốt thép cho sàn: b)
- Sàn dùng bêtông cấp độ bền: B25 có R b = 14,5Mpa
- Cốt thép CI, A-I có R s = 225MPa
Cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật với bề rộng 1m và chiều cao h được xác định là h b Chiều cao làm việc của tiết diện (h b) là khoảng cách từ trọng tâm A s đến mép vùng nén Độ dày lớp đệm (a 0) được tính bằng khoảng cách từ trọng tâm của A s đến mép chịu kéo, với công thức a 0 = c + 0,5..
0 c: Chiều dày lớp bảo vệ lấy nhƣ sau: Với bê tông nặng c ≥ đồng thời c ≥ c0
Với bản có: h ≤ 100mm lấy c 0 = 10mm h > 100mm lấy c 0 = 15mm
Giả thiết a 0 Với bản thường chọn a 0 = 15÷20mm Khi h khá lớn (h > 150mm) có thể chọn a 0 = 25÷30mm Tính h 0 = h - a 0
: Đặc trƣng tính chất biến dạng của vùng bê tông chịu nén, = - 0,008.R b
= 0,85 đối với bê tông nặng
sc,u : ứng suất giới hạn của cốt thép trong vùng bê tông chịu nén, sc,u = 400Mpa
Kiểm tra điều kiện hạn chế: ≤ R
Khi điều kiện hạn chế đƣợc thỏa mãn, tính = 1 - 0,5.
Tính diện tích cốt thép:
Tính tỷ lệ cốt thép :
Để đảm bảo điều kiện ≥ min = 0,1%, cần kiểm tra giá trị Nếu < min, điều này cho thấy h quá lớn so với yêu cầu Trong trường hợp này, nên giảm bớt h để tính toán lại Nếu không thể giảm h, cần chọn As với giá trị tối thiểu bằng min b.h 0.
Sau khi lựa chọn và bố trí cốt thép, cần thực hiện tính toán lại các giá trị a0 và h0 Nếu h0 không nhỏ hơn giá trị đã dùng trong tính toán, kết quả sẽ đảm bảo an toàn Ngược lại, nếu h0 nhỏ hơn giá trị đã sử dụng một cách đáng kể, cần tiến hành tính toán lại Giá trị μ hợp lý nằm trong khoảng 0,3% đến 0,9%.
Cấu tạo cốt thép chịu lực: c) Đường kính nên chọn ≤ h/10 Để chọn khoảng cách a có thể tra bảng hoặc tính toán nhƣ sau:
Tính a s là diện tích thanh thép, từ a s và A s tính a
Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính đƣợc Nên chọn a là bội số của 10mm để thuận tiện cho thi công
Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau: a min ≤ a ≤ a max Thường lấy a min = 70mm
Khi h ≤ 150mm thì lấy a max = 200mm
Khi h > 150mm lấy a max = min(1,5.h và 400)
-Kết quả tính toán nội lực và cốt thép cho ô sàn đƣợc thể hiện ở bảng
Cấp độ bền bê tông : B25 R b = 14,5 MPa
Cốt thép tính ra đƣợc bố trí theo yêu cầu qui định Việc bố trí cốt thép xem bản vẽ KC
Kết quả tính toán đƣợc thể hiện qua bảng sau:
Bố trí cốt thép trong sàn bảng kê:
Bố trí cố thép trong sàn bảng dầm:
TÍNH DẦM D1 TRỤC 2’ , DẦM D2 TRỤC 1’
Tính dầm D1 tầng 2
Sơ đồ tính hệ dầm là dầm liên tục 2 nhịp và 1 đầu thừa với các gối tựa là các dầm chính
Hình 4.1 Sơ đồ tính toán dầm D1
3.2.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm:
+ Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp dựa vào công thức sau : h = ( 1
16)l d Trong đó l d là nhịp của dầm đang xét
+ Bề rộng tiết diện dầm b chọn trong khoảng (0,3 ÷ 0,5)h
+ Chọn bd = (0,3 ÷ 0,5).550 = (165 ÷ 275) mm Chọn b d = 250 (mm)
+ Vậy ta chọn : Tiết diện 250x550mm cho tất cả các nhịp dầm
3.2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm:
+ + Trọng lƣợng bản thân dầm và lớp vữa trát
Phần dầm giao nhau với sàn đƣợc tính vào trọng lƣợng bản thân sàn, do đó trọng lƣợng bản thân dầm chỉ tính phần không giao nhau với sàn
- Trọng lƣợng phần bêtông : q bt = n bt ( h - h b ).b = 1,1.25,0.(0,55 - 0,12).0,25 = 2,96kN/m
- Trọng lƣợng phần vữa trát hai mặt dày 15mm: q tr =n. tr (b+2(h-h b )) =1,3.16.0,015.(0,25 +2.(0,55- 0,12)) = 0,35kN/m
Vậy : trọng lƣợng bản thân dầm q 1 = q bt + q tr = 2,96 + 0,35 = 3,31kN/m
+ + Tải trọng do sàn truyền vào
Tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố trên diện chịu tải:
Hình 4.2 Sơ đồ truyền tải lên dầm D1 trục 2’
Gọi g s là tải trọng từ các ô sàn truyền vào dầm Đối với bản kê 4 cạnh, tải trọng truyền vào dầm theo sơ đồ hình thang và tam giác được quy đổi thành tải trọng phân bố đều.
Đối với sàn loại dầm, chiều dài cạnh ngắn được ký hiệu là l1, trong khi chiều dài cạnh dài được ký hiệu là l2 Tải trọng từ sàn chỉ được truyền vào dầm theo phương cạnh dài, trong khi dầm theo phương cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn.
Kết quả tải trọng tĩnh tải do các ô sàn truyền vào dầm D1:
Kích thước Tải trọng β Dạng tải Quy đổi q 1 l 1 l 2 gs(kN/m2) (kN/m) (kN/m)
Tại console dầm chịu tải trọng tường truyền vào có giá trị được tính gần đúng như sau: + Trọng lượng do tường truyền vào:
S t (m 2 ): diện tích bao quanh tường n t ,n c : hệ số độ tin cậy đối với tường (n t =1,1)
t (m): chiều dày của mảng tường
t = 15 (kN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường
=>Tải trọng tường phân bố đều trên dầm: q = 19.8
1.5 ,2 kN/m Ngoài ra đầu console còn chịu tải trọng tập trung do dầm bo truyền vào đƣợc tính gần đúng nhƣ sau:
+ Trọng lƣợng bản thân dầm bo:
Trọng lƣợng phần bêtông : q bt = n bt ( h - h b ).b = 1,1.25,0.(0,55 - 0,12).0,25 = 2,96kN/m g s l 1 / 2 q td l 1 l 1 l 1 / 2 g s l 1 / 2 q td l 2 l 2
Trọng lƣợng phần vữa trát hai mặt dày 15mm: q tr =n. tr .(b+2(h-h b )) =1,3.16.0,015.(0,25 +2.(0,55- 0,12)) = 0,35kN/m => = 2,96+0,35=3,31 kN/m
+ Tĩnh tải sàn truyền vào dầm bo:
2 =3,459 kN/m + Trọng lượng do tường truyền vào dầm bo:
Vậy tải trọng tường phân bố đều trên dầm là : q = 56.1
4, 25,2 kN/m =>Tải tập trung tại đầu dầm console là:
Hoạt tải tác dụng vào dầm D1 là do sàn truyền vào và do dầm phụ truyền vào
+ Hoạt tải do sàn truyền vào dầm D1:
Cách xác định nhƣ phần tĩnh tải nhƣng thay g s (tĩnh tải sàn) bằng p s (hoạt tải sàn):
Kích thước Tải trọng β Dạng tải Quy đổi q 1 l 1 l 2 ps(kN/m2) (kN/m) (kN/m)
Lực tập trung truyền vào đầu dầm console:
Kết quả tổng hợp tải trọng sàn tác dụng lên dầm D1
Nhịp dầm Tĩnh Tải (kN/m) Hoạt Tải q1 q2 q3 Tổng (kN/m)
3.2.4 Xác định nội lực dầm D1:
Sử dụng phần mêm sap 2000 để chạy nội lực cho dầm D1
Sơ đồ tải trọng của dầm: a)
Sơ đồ nội lực của dầm: b)
Xác định: M max = M TT + M HT Q max = Q TT + Q HT
M min = M TT + M HT Q min = Q TT + Q HT
- M max, M min lần lƣợt là mômen lớn nhất và nhỏ nhất tại tiết diện cần tìm
- Q max, Q min lần lƣợt là lực cắt lớn nhất và nhỏ nhất tại tiết diện cần tìm
- M TT ,Q TT : là mômen và lực cắt tương ứng với trường hợp tải trọng tĩnh tải gây ra tại tiết diện cần tìm
- , M HT : lần lượt là tổng mômen uốn có giá trị dương và âm do các trường hợp hoạt tải gây ra tại tiết diện cần tìm
- , Q HT : lần lượt là tổng lực cắt có giá trị dương và âm do các trường hợp hoạt tải gây ra tại tiết diện cần tìm
- Khi tổ hợp mômen trong một nhịp của dầm, ta chỉ cần xác định giá trị M max ,
M min tại vị trí: gối trái, giữa nhịp, gối phải
- Khi tổ hợp lực cắt trong 1 nhịp của dầm thì ta cần xác định giá trị Q max , Q min tại vị trớ : gối trỏi, ,1/4 nhịp, ắ nhịp, gối phải
Cấp độ bền của bê tông là B25, cốt thép nhóm AII
Tra bảng phụ lục ta có:
Giả thiết a = 4cm: h o = h –a = 55 – 4 = 51cm a Đối với các tiết diện ở gần gối, tính cốt thép nhƣ tiết diện chữ nhật
Tính diện tích cốt thép As:
và phải bảo đảm min =0,05% b Đối với các tiết diện ở giữa nhịp:
Dầm và sàn đổ toàn khối liên kết chặt chẽ với nhau, do đó, việc tính toán dầm được thực hiện theo cấu kiện có tiết diện chữ T Cường độ của dầm được xác định trên tiết diện thẳng góc, với cánh nằm trong vùng nén.
+ h o = h - a: chiều cao tính toán tiết diện
+ Bề rộng b ' f của cánh không đƣợc vƣợt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn b ' f = 2.S c + b
S c : độ vươn của cánh, S c là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
mm với l o là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau
Chọn S c = 500 mm để tính toán cho tiết diện chữ T
Vậy bề rộng cánh của mỗi tiết diện có giá trị nhƣ sau: h b
Tiết diện Độ vươn cánh S c Bề rộng cánh b ' f
+ Xác định môment ứng với trường hợp trục trung hoà qua mép dưới của cánh và mép trên của sườn: M f R b h ' f b ' f (h o 0,5.h ' f )
So sánh với nội lực tiết diện do ngoại lực gây nên:
- Nếu M max M f : trục trung hoà qua cánh, tính toán nhƣ tiết diện chữ nhật (b ' f xh)
- Nếu M max M f : trục trung hoà qua sườn, tính toán như tiết diện chữ T
* Tính toán cốt thép cho trường hợp M max M f : với tiết diện tính toán (b xh) ' f
+ Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế:
M R Đối với bêtông cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực A II tra bảng có:
+ Diện tích cốt thép cần thiết: o s
+ Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện A s chon A s TT
+ Nếu m R : Xảy ra hiện tƣợng phá hoại giòn tăng diện tích tiết diện hoặc tính toán cốt kép
* Trường hợp M > M f : trục trung hoà qua sườn, tính toán theo tiết diện chữ T
- Xác định môment tiết diện:
- Tính toán và kiểm tra điều kiện hạn chế:
Diện tích cốt thép cần thiết: s min
TT b s + Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện A s chon A s TT
+ Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:
A ; điều kiện: min max với min = 0,05% và max = 0,595.14,5 3, 08%
Hàm lƣợng cốt thép hợp lý trong dầm (%) = 0,8%1,5%
Để tính toán cốt thép đai trong dầm, cần sử dụng lực cắt lớn nhất trong dầm nhằm kiểm tra cốt đai cho toàn bộ dầm Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu được áp dụng là 6 với khoảng cách s = 150mm.
Q max = 150,5 kN tại tiết diện 2-2 nhịp 2
Tĩnh tải tại nhịp này có giá trị sau khi quy đổi là: g = 16,888 kN/m
Hoạt tải tại nhịp này có giá trị sau khi quy đổi là: p = 13,196 kN/m
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo:
Gỉa thiết hàm lƣợng cốt đai tối thiểu: 6, s = 150mm
0, 3. w b R b h b o = 0,3.1,005.0,885.14,5.250.510 = 493297NI3,297kN>Q max vậy đã thoả mãn điều kiện trên
f= 0 vì tiết diện là chữ nhật
n= 0 vì không có lực nén hoặc lực kéo
bt= 2 đối với bê tông nặng
kN Q max = 150,5kN thì b b sw M
,16kN/m kiểm tra điều kiện o o b sw q h
Lấy giá trị q lớn để tính cốt thép:
Chọn đai 6 hai nhánh, tính khoảng cách ở gần gối tựa s sw sw sw q
Do đó phải chọn cốt đai theo cấu tạo tối thiểu: khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao tiết diện h nhƣ sau
+ Khi h450mm thì lấy không lớn hơn h/2 và không lớn hơn 150mm
+ Khi h>450mm thì lấy không lớn hơn h/3 và không lớn hơn 500mm
+ Trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện lớn hơn 300mm thì lấy không lớn hơn 3/4h và không lớn hơn 500mm
Chọn cốt đai theo cấu tạo nhƣ sau:
+ Ở khu vực gần gối tựa: 6, hai nhánh, s = 150mm
+ Ở khu vực giữa dầm : 6, hai nhánh, s = 200mm
Tính chiều dài khu vực gần gối tựa: l1 không đƣợc nhỏ hơn l/4.
Tính dầm D2 (trục B) tầng 5
Sơ đồ tính hệ dầm là dầm liên tục 4 nhịp, gối tựa là các dầm chính
Hình 4.3 Sơ đồ tính toán dầm D2
3.3.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm:
+ Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp dựa vào công thức sau : h = ( 1
16)l d Trong đó l d là nhịp của dầm đang xét
+ Bề rộng tiết diện dầm b chọn trong khoảng (0,3 ÷ 0,5)h
+ Vậy ta chọn : Tiết diện 250x550mm cho tất cả các nhịp dầm
3.3.3 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm:
- Trọng lƣợng phần bêtông : q bt = n bt ( h - h b ).b = 1,1.25,0.(0,55 - 0,12).0,25 = 2,96kN/m
- Trọng lƣợng phần vữa trát hai mặt dày 15mm: q tr =n. tr (b+2(h-h b )) =1,3.16.0,015.(0,25 +2.(0,55- 0,12)) = 0,35kN/m
Vậy : trọng lƣợng bản thân dầm q 1 = q bt + q tr = 2,96 + 0,35 = 3,31kN/m
+ Tải trọng do sàn truyền vào
Tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố trên diện chịu tải:
Hình 4.4 Sơ đồ truyền tải lên dầm D2 trục 1’
Kết quả tải trọng do sàn truyền lên dầm
Kích thước Tải trọng β Dạng tải Quy đổi q 1 l 1 l 2 gs(kN/m2) (kN/m) (kN/m)
+ Hoạt tải do sàn truyền vào dầm D2
Kết quả hoạt tải sàn tác dụng lên dầm D2
Kích thước Tải trọng β Dạng tải Quy đổi q 1 l 1 l 2 ps(kN/m2) (kN/m) (kN/m)
Kết quả tổng hợp tải trọng sàn tác dụng lên dầm D2
Nhịp dầm Tĩnh Tải (kN/m) Hoạt Tải q1 q2 q3 Tổng (kN/m)
Tiến hành chạy nội lực bằng phần mềm sap 2000 nhƣ dầm D2
Ta có kết quả tổ hợp môment dầm D2
Sơ đồ tải trọng của dầm: a)
Sơ đồ nội lực của dầm: b)
3.3.5 Tính toán cốt thép dọc:
Cấp độ bền của bê tông là B25, cốt thép nhóm AII
Tra bảng phụ lục ta có:
Giả thiết a = 4cm: h o = h –a = 55 – 4 = 51cm a Đối với các tiết diện ở gần gối, tính cốt thép nhƣ tiết diện chữ nhật
Tính diện tích cốt thép A s :
và phải bảo đảm min =0,05% b Đối với các tiết diện ở giữa nhịp:
Vì dầm và sàn đổ toàn khối với nhau nên ta tính toán dầm theo cấu kiện có tiết diện chữ T theo h b
M cường độ trên tiết diện thẳng góc có cánh nằm trong vùng nén
+ h o = h - a: chiều cao tính toán tiết diện
+ Bề rộng b ' f của cánh không đƣợc vƣợt quá giới hạn nhất định để đảm bảo cánh cùng tham gia chịu lực cùng với sườn b ' f = 2.S c + b
S c : độ vươn của cánh, S c là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
mm với l o là khoảng cách thông thuỷ giữa hai dầm song song nhau
Chọn S c = 500 mm để tính toán cho tiết diện chữ T
Vậy bề rộng cánh của mỗi tiết diện có giá trị nhƣ sau:
Tiết diện Độ vươn cánh S c Bề rộng cánh b ' f
+ Xác định môment ứng với trường hợp trục trung hoà qua mép dưới của cánh và mép trên của sườn: M f R b h ' f b ' f (h o 0,5.h ' f )
So sánh với nội lực tiết diện do ngoại lực gây nên:
- Nếu M max M f : trục trung hoà qua cánh, tính toán nhƣ tiết diện chữ nhật (b ' f xh)
- Nếu M max M f : trục trung hoà qua sườn, tính toán như tiết diện chữ T
* Tính toán cốt thép cho trường hợp M max M f : với tiết diện tính toán (b xh) ' f
+ Xác định và kiểm tra điều kiện hạn chế:
M R Đối với bêtông cấp độ bền B25, cốt thép chịu lực A II tra bảng có:
+ Diện tích cốt thép cần thiết: o s
+ Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện A s chon A s TT
+ Nếu m R : Xảy ra hiện tƣợng phá hoại giòn tăng diện tích tiết diện hoặc tính toán cốt kép
* Trường hợp M > M f : trục trung hoà qua sườn, tính toán theo tiết diện chữ T
- Xác định môment tiết diện:
- Tính toán và kiểm tra điều kiện hạn chế:
Diện tích cốt thép cần thiết: A s TT A s min
+ Chọn đường kính cốt thép có tổng diện tích tiết diện A s chon A s TT
+ Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:
A ; điều kiện: min max với min = 0,05% và max = 0,595.14,5 3, 08%
Hàm lƣợng cốt thép hợp lý trong dầm (%) = 0,8%1,5%
3.3.6 Tính toán cốt thép ngang:
Để tính toán cốt thép đai trong dầm, cần sử dụng lực cắt lớn nhất để kiểm tra cốt đai cho toàn bộ dầm Giả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu được áp dụng là: 6, với khoảng cách s = 150mm.
Q max = 168,92 kN tại tiết diện 2-2 nhịp 2
Tĩnh tải tại nhịp này có giá trị sau khi quy đổi là: g = 20,198 kN/m
Hoạt tải tại nhịp này có giá trị sau khi quy đổi là: p = 13,196 kN/m
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo:
Gỉa thiết hàm lƣợng cốt đai tối thiểu: 6, s = 150mm
0, 3. w b R b h b o = 0,3.1,005.0,885.14,5.250.510 = 493297NI3,297kN>Q max vậy đã thoả mãn điều kiện trên
Tính Mb theo điều kiện
f= 0 vì tiết diện là chữ nhật
n= 0 vì không có lực nén hoặc lực kéo
bt= 2 đối với bê tông nặng
kN Q max = 168,92kN thì b b sw M
%,67kN/m kiểm tra điều kiện o o b sw q h
Lấy giá trị q lớn để tính cốt thép:
Chọn đai 6 hai nhánh, tính khoảng cách ở gần gối tựa s sw sw sw q
Do đó phải chọn cốt đai theo cấu tạo tối thiểu: khoảng cách cốt thép ngang phụ thuộc vào chiều cao tiết diện h nhƣ sau
+ Khi h450mm thì lấy không lớn hơn h/2 và không lớn hơn 150mm
+ Khi h>450mm thì lấy không lớn hơn h/3 và không lớn hơn 500mm
+ Trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện lớn hơn 300mm thì lấy không lớn hơn 3/4h và không lớn hơn 500mm
Chọn cốt đai theo cấu tạo nhƣ sau:
+ Ở khu vực gần gối tựa: 6, hai nhánh, s = 150mm
+ Ở khu vực giữa dầm : 6, hai nhánh, s = 200mm
Tính chiều dài khu vực gần gối tựa: l 1 không đƣợc nhỏ hơn l/4.
THIẾT CẦU THANG BỘ TẦNG 2
Mặt bằng cầu thang
Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng 2 Cầu thang công trình thuộc dạng cầu thang 2 vế, vế 1 có 15 bậc có kích thước b% cm, h cm.Góc nghiêng của cầu thang
Phân tích sự làm việc của cầu thang
- Ô1, Ô2 (bản thang) liên kết ở 4 cạnh: vách, cốn CT1 (hoặc CT2), dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm chính
- Bản chiếu nghỉ liên kết ở 4 cạnh: vách, tường, dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm chiếu nghỉ 2(DCN2)
- Cốn CT1, CT2: liên kết ở hai đầu, gối lên dầm chiếu nghỉ 1(DCN1) và dầm chính
- Dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1), liên kết hai đầu gối lên vách (ngàm) và tường ( khớp)
- Dầm chiếu nghỉ 2 (DCN2), liên kết hai đầu gối lên vách (ngàm) và tường (khớp) Chọn sơ bộ chiều dày bản thang:
10 16 10 16 h s B mm(B: Bề rộng cầu thang)
Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang:
=> Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ,dầm chiếu tới: b x h = 200 x 300 (mm x mm) Do cốn thang chịu tải trọng nhỏ nên kích thước tiết diện ngang lấy: b c = (100 ÷ 150)mm; h c = (250 ÷ 300)mm
=> Ta chọn kích thước cốn thang như sau: b c x h c = 100 x250 (mm x mm).
Tính bản thang
Bản thang tính toán tương tự ô sàn, tùy thuộc vào tỉ số l 2 /l 1 mà ta tính bản theo bản kê
4 cạnh hay bản loại dầm
Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l 2 ) : l 2 = 3,5
0,86 4,07 (m) Xác định sơ đồ làm việc của bản :
3.01 2 1,35 l l tính theo bản loại dầm
- Lớp đá granite dày 20mm
- Lớp vữa lót dày 20mm
- Lớp vữa liên kết dày 20mm
- Lớp vữa trát dày 15mm
Hình 3.2 Cấu tạo các lớp vật liệu cầu thang Tĩnh tải đƣợc tính theo công thức:
+ Trong đó: (daN/m 3 ): trọng lƣợng riêng của lớp vật liệu thứ i
+ i (m): chiều dày của lớp thứ i
+ n i : hệ số tin cậy của lớp thứ i
+ Lớp vữa lót dày 20mm:
=> Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang: g tt bt = g 1 g 2 g 3 g 4 g 5 g 6 S7,54 (daN m/ 2 )
Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 là p tc = 300 (daN/m2)
Vậy hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1,2x300 = 360 (daN/m2)
+ Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1m 2 bản thang theo chiều nghiêng:
2 cos 537, 54 360.0, 86 847,14 daN m tt tt tt bt bt bt q g p
+ Tổng tải trọng tác dụng vuông góc lên 1m 2 bản thang là:
4.2.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép :
Sơ đồ tính toán dải bản Ô1 được mô phỏng như một dầm đơn giản với hai đầu khớp, trong khi Ô2 được coi như dầm đơn giản với một đầu ngàm và một đầu khớp Dải bản rộng 1m được cắt theo phương cạnh ngắn và được xem như một dầm đơn Chiều cao của dầm được xác định là h = hb = 0,08m Kết quả tính toán cốt thép cho Ô1 và Ô2 được trình bày trong bảng dưới đây.
Tính sàn chiếu nghỉ
4.3.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ :
-Lát gạch granite dày 10mm
-Vữa xi măng lót dày 20mm
-Vữa trát trần dày 15mm
Hình 3.3 Cấu tạo bản chiếu nghỉ
Tên CK Vật liệu δ hay bxh γ n g tt Tổng tải trọng mm (daN/m 3) (daN/m 2) (daN/m 2)
Bản chiếu nghỉ Đá granite 10 2000 1,1 22
Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 300 (daN/m 2 ).Vậy hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1,2x300 = 360 (daN/m 2 )
4.3.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép :
3200 3.2 2 1000 l l tính theo bản loại dầm Kết quả tính toán cốt thép nhƣ bảng sau:
Tính toán các cốn C1 và C2
Cốn là dầm đơn giản với chiều dài nhịp l c = 3,5/0,86=4,07 m, 2 đầu liên kết khớp với dầm chính ( hoặc dầm chiếu tới ) và dầm chiếu nghỉ
Hình 3.4 Sơ đồ tính cốn thang
Chiều cao cốn h chọn theo nhịp : h c = l c
Có l c = 4070 (mm), ta chọn m d = 15 ( m d : là hệ số = (12 20) )
H c = 4070/15 = 271 (mm) Chọn tiết diện cốn là 100x250 (mm)
+ Trọng lƣợng phần bê tông:
+ Trọng lƣợng phần vữa trát:
+ Trọng lƣợng lan can, tay vịn:g lc = 1,2.20= 24 (daN/m)
+ Tải trọng do bản thang Ô1 truyền vào ( Bản thang là sàn bản dầm )
+ Trong đó : q bt = 847,14 (daN/m 2 ) đã tính ở Ô1 l 1 =1,35 (m) là chiều dài cạnh ngắn của bản Ô1
+ Tổng tải trọng tác dụng thẳng đứng lên cốn thang: q c = g bt +g vt +q lc +q bt +q s-d = 46,8+13,7+24+571,82e6,32 (daN/m)
Hình 3.6 Xác định nội lực cốn thang Nhịp tính toán: l c = l 2 = 3,5/0,86=4,07 (m)
Chọn vật liệu liệu làm cốn:
- Bêtông B25 có: R b = 14,5(MPa) = 145(daN/cm 2 )
- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: R S = R SC = 225(MPa) = 2250(daN/cm 2 )
- Cốt thép ≥ 10: dùng thép CII có: R S = R SC = 280(MPa) = 2800(daN/cm 2 ) Chọn a= 2,5 cm, chiều cao làm việc của dầm: h o = h–a= 25-2,5",5 (cm)
Tính thép chịu momen dương M max 68,7 (daN.m):
Với bê tông B25, thép CII có R 0,418 ; m 0,155 R 0, 418 Thỏa điều kiện
Từ α m nội suy ta đƣợc δ =0,915; 2
Chọn 1ỉ18 cú As = 2,54(cm 2 ) làm thộp chịu lực, cốt thộp chịu momen õm đặt theo cấu tạo, chọn 1ỉ12
Tính cốt đai: Q max 48,6 (daN)
Giả thuyết hàm lƣợng cốt đai tối thiểu: 6, n = 1 nhánh
*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm: Điếu điện: Q max ≤0,3.φ sw1 φ bt R b b.h o φw1 = 1 + 5.α.μ w 1,3; w A w 28, 3 0, 0018
0,3φsw1.φbt.R b b.h o =0,3.1,063.0,855.145.10.22,5955(daN) >Q max 48,6 (daN)
Vậy, bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
*Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
Nếu Q max nhỏ hơn hoặc bằng Q b min, không cần tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo Q b min được xác định là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông, với công thức Q b min = 0,6.(1 + 0 + 0).10,5.10.22,5, cho kết quả là 1417,5 daN.
=> Q max 48,6 (daN) < Q bmin = 1417,5 (daN) Không cần tính lại cốt đai
Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
+ Đoạn gần gối tựa (1/4): Khi h ≤ 450 thì s ct = min (h/2, 150mm)
Chọn ỉ6 s0mm, số nhỏnh n=1, R sw 5 MPa
+ Đoạn giữa nhịp (1/2) :Khi h≤ 300 thì s ct = min (h/2, 150mm)
Chọn ỉ6 s 0mm, số nhỏnh n=1, R sw 5 MPa
Vậy với cốt đai đã đặt nhƣ trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt
Tính dầm chiếu nghỉ (DCN1)
Dầm chiếu nghỉ được coi như có 1 đầu ngàm vào vách, 1 đầu khớp kê lên tường
Hình 3.7 Sơ đồ tính dầm chiều nghỉ DCN1
4.5.2 Chọn kích thước tiết diện :
Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp : h d = 1 m d l d
Có l d = 3200 (mm), ta chọn m d = 15 ( m d : là hệ số = (12 20) )
3200 213,3( ) d 15 h mm (mm) Chọn tiết diện DCN1 là 20x30 (cm)
Tải trọng phân bố đều : a)
- Trọng lƣợng phần bê tông:
- Trọng lƣợng phần vữa trát:
- Tải trọng do bản chiếu nghỉ (sàn bản kê) truyền vào (dạng hình chữ nhật), quy về lực phân bố đều:
- Tải trọng do bản chiếu nghỉ Ô1: 1 0(daN/ m) s d g
Tổng tải trọng: + q cn 1+20+ 380P1,2(daN/m)
Tải trọng tập trung do cốn (CT1; CT2) : b)
Dầm chiếu nghỉ đƣợc tính nhƣ dầm 1 đầu ngàm 1 đầu khớp ( dùng phần mềm Sap
Hình 3.8 Tính toán nội lực dầm chiếu nghỉ (DCN1)
Chọn vật liệu nhƣ cốn thang
Chọn a=3 cm, chiều cao làm việc của dầm: h o = h–a= 30-3' (cm)
Tính thép chịu momen M22 (daN.m):
Với bê tông B25, thép CII: R = 0.418 => m 0,077 R 0, 418 Thỏa
Chọn 2 ỉ14 cú As= 3,07( cm 2 ) làm thộp chịu lực
Tính thép chịu momen M$01 (daN.m):
Với bê tông B25, thép CII: R = 0.418 => m 0,114 R 0, 418 Thỏa
Chọn 2 ỉ16 cú As= 4,02( cm 2 ) làm thộp tại gối
Tính cốt đai: Q max = 3152 (daN)
*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm: Điếu điện: Qmax≤0,3.φsw1.φ bt R b b.h o w1 1 5 w 1,3
0,3φ sw1 φ bt R b b.h o =0,3.1,063.0,855.145.20.27!349 (daN) > Q max = 3152 (daN)
*Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
NếuQ max Q b min b 3 (1 f n ).R b h bt o 0,6.(1 f n ).R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo
=> Q max 152 (daN) < Q bmin = 3402 (daN) Không cần tính lại cốt đai
Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
- Đoạn gần gối tựa (1/4): Khi h ≤ 450 thì s ct = min (h/2, 150mm)
Chọn ỉ6 s0mm, số nhỏnh n=2, R sw 5 MPa
- Đoạn giữa nhịp (1/2) :Khi h≤ 300 thì s ct = min (h/2, 150mm)
Chọn ỉ6 s 0mm, số nhỏnh n=2, R sw 5 MPa
Vậy với cốt đai đã đặt nhƣ trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt
Tại vị tri cốn C1 và C2 kê lên DCN1 cần phải có cốt treo để gia cố Cốt treo đặt dưới dạng cốt đai
Hình 3.9 Sơ đồ tính toán cốt treo
Diện tích cốt treo cần thiết là :
+ h S : khoảng cách từ vị trí đặt lực giật đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép dọc
+ h 0 : chiều cao làm việc của tiết diện
+ R SW : cường độ chịu kéo tính toán của cốt đai
- Dựng đai ỉ6 hai nhỏnh thỡ số lƣợng đai cần thiết là : 0,31
- Ta đặt mỗi bờn mộp cốn C1 ( hoặc C2) 2 đai ỉ6.
Tính dầm chiếu nghỉ ( DCN2)
4.6.1 Sơ đ tính và xác định tải trọng :
Sơ đồ tính toán cho DCN1 tương tự như DCN2, nhưng DCN2 không có tải trọng tập trung do cốn thang truyền vào; thay vào đó, tải trọng đến từ tường truyền xuống Để đơn giản hóa quá trình tính toán, ta coi tường như một mảng đặc với chiều cao h = 1,8 - 0,3 = 1,5 m Tổng tải trọng do tường tác động vào dầm sẽ được xác định dựa trên chiều cao này.
+ g tc t (daN/m 2 ) : Trọng lượng tiêu chuẩn của 1m 2 tường
+ Tường xây 20 bằng gạch ống: g tc t60 (daN/m 2 )
+ n t : hệ số tin cậy, lấy n t = 1,1
+ S t (m 2 ): diện tích mảng tường trên dầm đang xét
Tổng tải trọng: q= q cn + g t t-d = 501,2+556,87 = 1058 (daN/m)
Sơ đồ tính và nội lực DCN2 được thể hiện trong hình dưới đây( dùng phần mềm Sap 2000):
Hình 3.10 Sơ đồ tính toán, nội lực dầm chiếu nghỉ (DCN2)(q:daN/m)
Chọn vật liệu nhƣ cốn thang
Chọn a=3 cm, chiều cao làm việc của dầm: h o = h–a= 30-3' (cm)
Tính thép chịu momen M37(daN.m):
Với bê tông B25, thép CII có m 0,073 R 0, 418
Chọn 2 ỉ12 cú As= 2,26 ( cm 2 ) làm thộp chịu momen õm tại gối
Tính thép chịu momen M6(daN.m):
145.20.27 0,04 Với bê tông B25, thép CII có m 0,04 R 0, 418
Chọn 2 ỉ12 cú As= 2,26 ( cm 2 ) làm thộp chịu momen dương
Tính cốt đai: Q max = 2413 (daN), tính tương tự đối với DCN1
*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm: Điếu điện: Qmax≤0,3.φsw1.φ bt R b b.h o
0,3φsw1.φbt.R b b.h o =0,3.1,063.0,855.145.20.27!349 (daN) > Q max = 2413 (daN)
*Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
Nếu Q max Q b min b 3 (1 f n ).R b h bt o 0,6.(1 f n ).R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo
Không cần tính lại cốt đai
Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
+ Đoạn gần gối tựa (1/4).Chọn ỉ6 s0mm, số nhỏnh n=2, Rsw5 MPa
Đoạn giữa nhịp (1/2) Chọn ỉ6 s 0mm, số nhỏnh n=2, R sw 5 MPa
Vậy với cốt đai đã đặt nhƣ trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt.
1 Thiết kế biện pháp thi công ép cọc
2 Thiết kế biện pháp thi công phần thân
Chữ ký GVHD: TS LÊ KHÁNH TOÀN
CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ
THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG PHẦN NGẦM
Đặc điểm công trình
5.1.1 Đặc điểm địa chất công trình: Đặc điểm địa chất công trình:
Nền đất từ trên xuống qua khảo sát gồm các lớp sau:
2 Cát bụi chặt vừa dày 5m
- Mực nước ngầm: ở độ sâu -5,5 m so với cốt mặt đất tự nhiên của công trình
5.1.2 Kết cấu và qui mô công trình:
Công trình được xây dựng với kết cấu chịu lực bằng nhà khung bê tông cốt thép (BTCT) đổ toàn khối, bao gồm dầm, cột và sàn kết hợp với lõi cứng BTCT Toàn bộ cấu trúc tạo thành một khối thống nhất, không có khe lún, đảm bảo tính ổn định và bền vững cho công trình.
Sàn sườn đổ toàn khối cùng với dầm Dầm móng kích thước 40x60cm.
Thiết kế lựa chọn giải pháp thi công
5.2.1 Lựa chọn biện pháp thi công ép cọc
Để đảm bảo không gây chấn động và không làm ảnh hưởng đến kết cấu đất cũng như các công trình xung quanh, phương pháp ép cọc được lựa chọn cho thi công êm ái Trước tiên, cần san phẳng mặt bằng để thuận tiện cho việc di chuyển thiết bị ép và vận chuyển Quá trình ép cọc sẽ được thực hiện theo yêu cầu, trong đó cần ép âm để đạt cao trình đỉnh cọc Các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bê tông cốt thép phải được chuẩn bị sẵn để đảm bảo cọc ép đạt chiều sâu thiết kế Sau khi hoàn thành việc ép cọc, sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài cọc và hệ giằng đài cọc.
Sơ đồ quy trình ép cọc
LẮP ĐẶT ĐỐI TRỌNG LẮP ĐẶT GIÁ ÉP ĐƢA CỌC VÀO VỊ TRÍ
P = Pep/3 ĐẠT YÊU CẦU L, V, SAI SỐ
Tổ chức thi công ép cọc
5.2.2.1 Xác định máy ép cọc
Các thông số của cọc ép a)
- Theo thiết kế thì cọc có các thông số sau :
+ Sức chịu tải của cọc (theo nền đất) : P = 926 (kN)
+ Cấp độ bền bê tông cọc B20 : R b = 11.5MPa; R bt = 1.05MPa
+ Cốt thộp dọc trong cọc dựng 4ỉ18 cú: A S = 10,18 cm 2 ; R s = R sc = 280 MPa + Chiều dài cọc:L = 21 m, chia làm 3 đoạn :mỗi đoạn 7m,d = 0,35 m
d => thõa mãn yêu cầu + Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
+ Tiết diện cọc có sai số không quá 2%
+ Chiều dài cọc có sai số không quá 1%
+ Mặt đầu cọc phẳng và vuông góc với trục cọc độ nghiêng < 1%
Xác định lực ép cần thiết của máy ép b)
Lực ép nhỏ nhất: P (ép)min = k.P c
Lực ép lớn nhất : P(ép)max = P vl 93,79 kN
Vậy lực ép cần thiết của máy ép trong khoảng: 1389 kN P ép 1693,79 kN
Các tiêu chuẩn của máy ép cần thõa mãn c)
+ Lực nén danh định lớn nhất của máy không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất
P épmax (P épmax bằng 0,8 - 0,9 trọng lƣợng đối tải, nhỏ hơn lực gây nứt cho cọc)
+ Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép
+ Chuyển động pittông phải đều và khống chế đƣợc tốc độ ép cọc
+ Thiết bị ép cọc phải bảo đảm điều kiện để vận hành theo đúng qui định về an toàn lao động khi thi công
+ Chỉ nên huy động khoảng (0,7 0,8) khả năng tối đa của thiết bị Nên chọn máy ép có lực ép cần thiết là : Pép= 1693,79/0,75 = 2258,4 (kN)
Chọn máy ép cọc ZYJ240－Static Pile Driver có các thông số kỹ thuật sau:
- Lực ép danh định lớn nhất: 240 T
- Tiết diện cọc ép đến: 50cm
5.2.2.2 Tính toán đối trọng theo 2 điều kiện
Chống nhổ và chống lật
Xét trường hợp bất lợi nhất khi ép cọc ngoài cùng tại vị trí đặt giá ép
+ Tính theo điều kiện chống nhổ
Q P épmax = 1693,79 kN + Tính theo điều kiện chống lật
Kiểm tra lật tại điểm A
Kiểm tra lật tại điểm B
Q=max[1693,79 ; 1537,78 ; 2357,9] Chọn Q#57,9 kN Đối trọng được chia ra làm nhiều đối trọng kích thước 1x1x3m trọng lượng mỗi đối trọng thành phần là :Pđt =1x1x3x25ukN
Số lƣợng đối trọng cần thiết: nđt max 2357,9 31, 44 đt 75
Vậy ta bố trí khối đối trọng gồm 32 khối, mỗi bên đặt 16 khối như hình dưới
Cấu tạo máy ép cọc 1.Khung trong di động 6 Bản đế
2.Khung ngoài di động 7.Dầm cánh
4.Kích thuỷ lực 9.Thanh giằng
5.2.2.3 Chọn cần trục phục vụ công tác ép cọc
Dùng 1 máy cẩu để tiến hành cẩu cọc để đặt vào giá ép đồng thời cẩu giá ép và đối trọng phục vụ cho công tác ép cọc
Tính toán các thông số làm việc của máy cẩu khi cẩu lắp cọc:
+ Trọng lƣợng giá ép: 35 kN < Pđt = 75 kN
+ Trọng lƣợng cọc : Q c =0,35x0,35x7x 25x1,1 = 23,58 (kN) < P đt = 75 kN
Sức nâng yêu cầu : Q Q ck Q tr 75 0 , 5 75 , 5 kN
+ Chiều cao puly đầu cần : H = H m + h 4 = 16,2 + 1,5 = 17,7 m
+ Chiều dài tay cần tối thiểu : Lmin sinm ax h c
+Tầm với gần nhất của cần trục :
R min = L min cosmax + r = 16.77xcos75 o +1.5 = 5.84 m
Do việc sử dụng phương án ép cọc trước, mặt bằng được tạo ra tương đối bằng phẳng và dễ di chuyển Khi thi công ép cọc, cần trục cần phải di chuyển linh hoạt trên toàn bộ mặt bằng, vì vậy lựa chọn cần trục tự hành bánh lốp là hợp lý Dựa trên các yếu tố này, chúng tôi đã chọn cần trục tự hành bánh lốp KX-5361 với tay cần dài 20m.
Kiểm tra các thông số kỹ thuật khi cẩu lắp:
Chọn R = 9 m, tra biểu đồ tính năng với L = 20m, R = 9 m có:
=> Thoả mãn các điều kiện yêu cầu
Chiều cao lắp đặt cấu kiện bao gồm khung đế và đối trọng, với khoảng cách an toàn điều chỉnh từ 0,5 đến 1 mét Chiều cao cấu kiệu lắp ghép và chiều cao thiết bị treo buộc cũng cần được xác định rõ ràng Đặc biệt, chiều cao puly đầu cần được quy định là 1,5 mét để đảm bảo an toàn trong quá trình lắp đặt.
5.2.2.4 Tính toán thiết bị treo buộc: a) Chọn dây cáp khi cẩu khung đế:
Trọng lƣợng khung đế: 35 kN = 3T
Chọn góc nghiêng nhánh dây so với phương thẳng đứng = 45 o
Nội lực xuất hiện trong nhánh dây :
Lực kéo đứt dây cáp : R = k.S = 8x12,3= 98,7 (kN) (k=8 cho dây cẩu bị uốn cong do buộc vật)
Chọn cáp mềm cấu trúc (6x19x1) có đường kính D= 20mm, cường độ chịu kéo 140 kG/cm 2 , lực làm đứt cáp là 17,95T
Chọn dây cáp cẩu lắp đối trọng: b) l= 1833 1 , 83 ( )
Chọn dây cáp có R k.S O =6.5318Kn
Chọn cáp mềm cấu trúc (6x19x1) có đường kính 20mm
Chọn dây cáp khi cẩu lắp cọc: c)
Sơ đồ cẩu cọc (xem hình vẽ)
Trọng lƣợng cọc : 0,35x0,35x7x25!,43kN=SO
Chọn dây cáp trên với l=3m
Với k là hệ số an toàn:
Lấy k = 6 (vì cáp có móc để treo vào móc của cọc) k=8 (khi móc vào 4 điểm, dây cẩu bị uốn cong do buộc vật)
5.2.2.5 Vận chuyển cọc từ bãi đúc cọc đến mặt bằng thi công
Cọc được vận chuyển từ nhà máy đến công trường và được chuyển giao theo từng đợt đến khu vực thi công móng, nhằm đảm bảo quá trình ép cọc diễn ra liên tục và hiệu quả.
5.2.2.6 Lập tiến độ thi công ép cọc
+ Bốc xếp cọc vào vị trí
+ Lắp đối trọng và giá ép
+ Lắp cọc vào khung dẫn
- Mỗi đợt ép 1 khu vực cọc, dàn đỡ cố định, xi lanh di chuyển đến các vị trí cọc
- Thời gian bốc xếp lắp dựng các cấu kiện lấy theo chu kỳ hoạt động của máy khi bốc xếp cấu kiện :
Thời gian cẩu một cấu kiệu được ký hiệu là t ckc, trong khi thời gian treo buộc cấu kiệu là t m, chỉ mất 1 phút Độ cao nâng cấu kiệu khỏi cao trình đặt cấu kiện là h n, với giá trị là 1,5m Để tính độ cao nâng hạ cấu kiệu vào vị trí, ta có h h = h n + h x, trong đó h x là độ cao bổ sung, với h h tổng cộng là 3,5m.
Chiều cao thùng xe được xác định là 2m (h x), góc quay tay cần khi bốc xếp là 0,5 vòng (i), vận tốc nâng hạ cấu kiệu là 2m/phút (v n, v h), vận tốc quay tay cần là 2 vòng/phút (v q), thời gian tháo dây treo buộc là 1 phút (t t), và thời gian kê chằn cấu kiệu (t o) cũng cần được tính toán.
Thời gian bốc xếp cọc từ xe vận chuyển d) Độ cao nâng hạ cấu kiệu h h =h x +h n = 2+1,5= 3,5m
(Với h x là chiều cao thùng xe)
Thời gian kê chằn cấu kiệu lấy to=2 phút t ckc = (phút/cấu kiện) t ckc t o h h q n n m t t v h v i v t h 2
Tổng cộng số cọc cho công trình là 260, mỗi cọc đƣợc chia làm 3 đoạn, vậy tổng cộng có 780 đoạn cọc 7m
Thời gian cẩu lắp giá ép e)
Vận tốc nâng hạ cấu kiện lấy v n =v h =1m/phút Độ cao nâng giá ép khỏi cao trình h n , h h = 1m
Thời gian kê chằn điều chỉnh giá ép lấy to0 phút t ckc = 1 1 2 0, 5 1 1 30 34
Thời gian bốc xếp đối trọng lên giá ép và dở đối trọng ra khỏi giá ép f) Độ cao nâng, hạ đối trọng lấy trung bình h h = 4m
Thời gian kê chằn cấu kiệu lấy to=3 phút t ckc =1 1, 5 2 0, 5 4 1 3 8, 25
Ta có 28 khối : t ckc =8,25x32&4 (phút)
Thời gian cẩu lắp cọc vào khung dẫn g) Độ cao nâng cọc khỏi cao trình : hn=h h = 8,2m
Thời gian điều chỉnh cọc vào khung dẩn lấy to=5 phút t ckc =1 8, 2 2 0, 5 8, 2 1 5 16
Thời gian cẩu lắp cọc dẫn vào khung dẫn h) Độ cao nâng cọc khỏi cao trình : hn= h h = 8,2m
Thời gian điều chỉnh cọc vào khung dẩn lấy t o =2 phút t ckc =1 8, 2 2 0, 5 8.2 1 2 13
Cọc có chiều dài 21m gồm 3 đoạn cọc, mỗi đoạn cọc dài 7m ; vận tốc ép cọc trung bình: 1,5 cm/s Vậy thời gian cần thiết để ép 1 đoạn cọc: t = 7 100 7,8 1,5 60x
Thời gian ép cho ba đoạn cọc là 24 phút, trong khi thời gian nối cột là 10 phút Đối với đoạn cọc dẫn, cần ép xuống 0,85m, thời gian cần thiết để thực hiện là t = 0,85 * 100 * 1.
Vậy ta lấy thời gian để lắp, ép và rút đoạn cọc dẫn là 15 phút
Thời gian di chuyển xi lanh j)
Thời gian di chuyển xi lanh từ vị trí cọc này đến vi trí cọc khác lấy 4 phút Thời gian bốc xếp, ép cọc móng M1 :
Thời gian ép cọc móng M2 :
Tổng thời gian bốc xếp, ép cọc móng trục A :
Tổng thời gian ép cọc móng trục B :
Tổng thời gian ép cọc móng trục C :
Tổng thời gian ép cọc móng trục D :
Tổng thời gian ép cọc móng trục 5 :
Thi công công tác đất và bê tông móng
Do công trình có tầng hầm và mặt bằng rộng, việc thi công cọc được thực hiện bằng phương pháp ép cọc trước, sau đó mới đào đất để làm móng, dẫn đến khối lượng đất cần đào rất lớn Để cơ giới hóa và rút ngắn thời gian thi công, phương án đầu tiên là sử dụng máy đào toàn bộ đến cao trình dưới đáy tầng hầm (cao trình coste -3,8 m) Chiều sâu hố đào đợt 1 bằng máy là 2,6 m (tính từ cao trình coste nền thiên nhiên -1,2 m) Với diện tích khu đất xây dựng rộng rãi và lớp đất đào là đất á sét dẻo, việc đào thẳng đến cao trình coste -3,8 m với hệ số mái dốc 1:0,5 là khả thi.
Chiều rộng chân mái dốc là : B = m.h = 0,5.2,6 = 1.3m
Phần còn lại ta tiến hành đào thủ công thành từng hố móng độc lập, chiều sâu hố đào thủ công h = 1.6 m ( tức là đào đến cao trình -5,4 m)
5.3.1 Tính toán khối lƣợng công tác đào đất
5.3.1.1 Phân chia các công tác thành phần
Công tác đào móng gồm 2 công tác thành phần :
Trong đợt 1 của quá trình đào móng bằng cơ giới, chiều sâu đào được thực hiện là 2,6 m tính từ mặt đất tự nhiên, với độ sâu từ coste -1,2 m đến coste -3,8 m Đồng thời, cần thiết lập đường lên xuống cho các phương tiện thi công cơ giới khác với độ dốc 10% và bề rộng 8 m.
Đào hố móng và sửa chữa hố móng bằng phương pháp thủ công yêu cầu chiều sâu đào là 1,6 m, bắt đầu từ cao trình coste -3,8 m cho đến đáy đài cọc tại coste -5,4 m Quá trình này thực hiện từng hố móng độc lập để đảm bảo chất lượng và độ chính xác.
5.3.1.2 Tính toán khối lượng công tác đào đất
* Khối lượng đất đào bằng cơ giới:
- Làm đường lên xuống rộng 8 m, độ dốc i = 10%
tg = 153,35 m 3 Tổng khối lượng đất đào bằng máy:
Để tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công, chúng ta chỉ nên đào đất thủ công cho từng móng độc lập thay vì đào thành rãnh.
TỔNG KHỐI LƢỢNG ĐÀO THỦ CÔNG 786,75
Tổng khối lượng đào đất giằng móng là:
Vậy tổng khối lượng đất nguyên thổ phải đào:
5.3.1.3 Tính khối lượng đất lấp hố móng
Sau khi hoàn tất việc hạ cọc và đổ bêtông cho móng, sẽ tiến hành đắp đất cho hố móng Do khối lượng đất cần lấp hố móng lớn và mặt bằng thi công rộng rãi, nên sẽ có đủ lượng đất để thực hiện công việc này Đất sẽ được đắp từ cao trình đáy đài (-5,4m) đến cao trình -3,8m Khối lượng đất dư sẽ tương ứng với thể tích các kết cấu phần ngầm, được tính toán cụ thể trong bảng dưới đây.
Cấu kiện Loại CK Số lƣợng
Kích thước cấu kiện(m) Thể tích
Tổng cộng thể tích kết cấu phần ngầm: V ngầm = 293.431
- Tầng hầm, sàn tầng hầm, bê tông lót sàn tầng hầm chiếm chỗ :
Diện tích sàn tầng hầm : S= 43,25.30,25 1308.31 m 2
Tổng thể tích phần ngầm chiếm chỗ là : V 293,431+3401,61695,043 m 3
Khối lượng đất đắp là :
Với : hệ số tơi xốp cuối cùng
* Khối lượng đất phải vận chuyển đi :
5.3.2 Lựa chọn tổ hợp máy thi công công tác đất
5.3.2.1 Chọn và tính năng suất máy đào
Chọn máy đào gàu nghịch có mã hiệu EO- 3322 B 1 có các thông số kỹ thuật sau:
- Bán kính đào lớn nhất: R đàomax = 7,5 (m)
- Chiều sâu đào đất lớn nhất: H đàomax = 4,8(m)
- Chiều cao đổ đất lớn nhất: Hđổmax = 4,2 (m)
- Chu kỳ kỹ thuật : tck = 17s
- Hệ số sử dụng thời gian: Ktg = 0,75
- Hệ số qui về đất nguyên thổ: K 1 = 0,9/1,15 0,78
* Tính năng suất ca máy
+ Khi đào đổ tại chổ
- Chu kỳ đào( góc quay khi đổ đất = 90 0 ), tck s
- Số chu kì đào trong 1 giờ
-Năng suất ca của máy đào
* Khi đào đổ lên xe
- Chu kỳ đào (góc quay khi đổ đất = 90 0 ) t đck = t ck K vt = 17 1,1 = 18,7(s)
- Số chu kỳ trong 1 giờ: n ck = 3600/18,7 = 192,5
- Năng suất của máy đào:
* Thời gian đào bằng máy
=> hệ số thực hiện định mức = 11,66/11,5 = 1,01
=> hệ số thực hiện định mức = 11,58/11,5 = 1,007
- Chọn xe phối hợp để vận chuyển đất đi: Cự ly vận chuyển 12km vận tốc trung bình Vtb = 25km/h
- Thời gian đổ và dừng tránh xe lấy bằng: tđ + to = 2 + 5 = 7 phút
- Thời gian hoạt động độc lập t x = 2.l /V tb + t đ + t o = 2.12.60/25 + 7 = 64,6 phút
- Thời gian đổ đất yêu cầu: tb = tđx.tx/tđđ = 0,5x64,6/12 = 2,69 phút
- Trọng tải xe yêu cầu:
Chọn loại xe KAMAZ có trọng tải P = 8 T, Hệ số sử dụng trọng tải sẽ là: kp = 6,06/8 = 0,76
* Kiểm tra tổ hợp máy theo điều kiện về năng suất
- Chu kỳ hoạt động của xe: t ckx = 64,6 + 2,69 = 67,29 phút
- Số chuyến xe hoạt động trong 1 ca: hệ số sử dụng thời gian của xe là :
Hệ số sử dụng thời gian của xe là 0,75.1,16 = 0,87
- Năng suất vận chuyển của xe:
- Thời gian vận chuyển: chọn 10 xe 1 ca t = 4567,033/(10.20,27) = 22,53 => lấy tròn 22,5 ca
5.3.2.2.Tính nhu cầu nhân công a.Chọn tổ thợ thi công đào đất bằng thủ công
Theo định mức 1776/2005/QĐ-BXD ,chi phí thi công đào đất với đất cấp I 0,71 công/m 3 số hiệu định mức AB11400
Từ đó tính được số thợ yêu cầu:786,75x0,71 = 558,59 công
Chọn 30 thợ, số ca cần thiết để thi công đào đất bằng thủ công: n ca = 558,59/30 = 18,6ca
Hệ số tăng năng suất đạt 1,006 khi lấy 18,5 ca và 18,6/18,5 Công tác phá đầu cọc yêu cầu đập vỡ đầu cọc dài 0,6m để lộ cốt thép, đảm bảo chiều dài đoạn cọc ngàm vào đài là 15 cm.
Phương pháp phá đầu cọc bao gồm việc sử dụng máy phá hoặc choòng đục để loại bỏ phần bê tông ở đầu cọc, nhằm lộ ra cốt thép để neo vào đài móng Trước khi sử dụng máy nén khí và súng chuyên dụng, cần cắt vòng quanh chân cọc tại vị trí cốt đầu cọc để đảm bảo các đầu cọc sau khi phá sẽ bằng phẳng và phần bê tông phía dưới không bị ảnh hưởng Cốt thép lộ ra sẽ được bẻ ngang và ngàm vào đài móng, với đoạn thừa đảm bảo chiều dài neo theo yêu cầu thiết kế.
≥25d (d là đường kính cốt thép gai )
- Tính khối lƣợng công tác:
Phần bê tông đục bỏ 60 cm Khối lƣợng bê tông cần đục bỏ của 1 cọc :
- Số cọc của công trình : 260
- Khối lƣợng bê tông đập bỏ : 260.0,073 = 19,11 (m 3 )
- Biện pháp kỹ thuật thi công
+ Loại bỏ lớp bê tông bảo vệ ngoài khung cốt thép
+ Đục thành nhiều lỗ hình phễu cho rời khỏi cốt thép
+ Dùng máy khoan phá chạy áp lực dầu
+ Dùng vòi nước rửa sạch mạt đá , bụi trên đầu cọc
- Tổ chức thi công sửa đầu cọc Định mức chi phí công lao động phá đầu cọc số hiệu AG1231: 4,7công/m 3
Số công yêu cầu cho công tác phá đầu cọc: n = 19,11.4,7 = 89,817 công
Chọn 20 thợ, số ca cần thiết: n ca = 89,817/20 = 4,49 ca
Lấy 4,5 ca, hệ số thực hiện định mức là: 4,5/4,49 = 1,002
5.4.THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TÁC BÊTÔNG MÓNG 5.4.1.Tính toán khối lƣợng công tác bê tông cốt thép móng
Để tính toán tổng thể tích bê tông cho móng, cần thêm thể tích bê tông cổ móng với chiều cao 0,5m từ mặt đài Khối lượng cốt thép cho móng được xác định là 80KG/m³ bê tông móng.
Bảng tổng hợp khối lượng bê tông cốt thép móng
Thể tích bêtông móng(m 3 ) Thể tích bêtông lót(m 3 ) KL cốt thép (kg) Đài móng Tổng 1 CK Tổng
5.4.2 Tính toán cốp pha cho kết cấu phần ngầm
5.4.2.1 Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng
* Yêu cầu đối với ván khuôn
- Có hình dạng, kích thước phù hợp với những cấu kiện và công trình có trong bản vẽ thiết kế
- Bền vững, không biến dạng
- Chịu đƣợc tải trọng bản thân của ván khuôn, bê tông, cốt thép, trọng lƣợng của người đi lại khi đổ bê tông
- Kín khít không cho nước và vữa xi măng chảy ra
- Vận chuyển, tháo lắp dể dàng, thuận lợi
- Tạo đƣợc bề mặt bê tông phẳng, nhẵn
- An toàn khi sử dụng và sử dụng đƣợc nhiều lần
Tùy thuộc vào kích thước (dài x rộng) của từng loại móng, ván khuôn được tổ hợp từ các tấm ván khuôn cơ sở khác nhau Sau khi lựa chọn tổ hợp phù hợp, cần lấy tấm ván khuôn có kích thước lớn nhất để tiến hành tính toán kiểm tra cường độ, biến dạng và ổn định.
Ta sử dụng ván khuôn phủ phim plycore EXTRA
Bảng đặc tính kỹ thuật của tấm khuôn phẳng
Mô tả Giá trị Mô tả Giá trị
Lực tách lớp 0.85 – 2.0 Mpa Độ dày 12-12-18-21-25mm Tỷ trọng >`0
Dung sai Theo EN 315 Độ ẩm 6500Mpa Ngang thớ: > 5500Mpa Loại phim Dynea, màu nâu Cường độ uốn Dọc thớ: >& Mpa
Ngang thớ: > Mpa Định lƣợng phim >= 130g/ Số lần tái sử dụng 7-15 Lần Thời gian đun sôi không tách lớp
Loại Chiều Chiều Chiều cao sử dụng Tải trọng Trọng
77 cao ống ngoài (mm) cao ống trong (mm)
Khi kéo (kG) lƣợng (kg)
- Ống ngoài (phần cột dưới): D 1 = 60mm; = 5mm; d1 = 50mm
- Ống trong (phần cột trên) : D 1 = 42mm; = 5mm; d 1 = 32mm
Dùng hệ thống ván khuôn, cột chống này để thi công toàn bộ công trình
5.4.2.2 Tính ván khuôn đài móng
Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, ta chọn tính toán cho
1 đài móng điển hình, chọn đài móng M2
Ta chọn tổ hợp ván khuôn cho móng như sau :
+ Móng M2: Kích thước 2,5x2,5x1,2m Mỗi cạnh của đài (2,5m) sử dụng 1 tấm ván khuôn phẳng kích thước 2500x1250 x18 mm
Tổng số ván khuôn phẳng 2500x1250x18mm cho móng: 4 tấm
Xem xét ván khuôn thành móng như dầm liên chịu tải trọng phân bố đều, với các gối tựa là các sườn ngang Cần tính toán khoảng cách giữa các sườn ngang để đảm bảo điều kiện ổn định và độ võng Đồng thời, thực hiện tính toán kết cấu móng theo trạng thái giới hạn để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.
+ Áp lực ngang của bê tông với chiều cao đổ bê tông là 0,75m bằng chiều cao của chày đầm R 0 u0mm: P 1 = γ.H max = 2500x0,75 = 1875 (daN/m2)
+ Áp lực do đầm dùi gây ra: Pđầm = 200 (daN/m2)
+ Áp lực ngang do chấn động phát sinh khi đổ bê tông bằng 400 daN/m2 (TCVN 4453–1995)( phương pháp đổ bê tông trực tiếp từ vòi phun bê tông)
P 2 = max(P đầm , P đổ ) = max(200,400) = 400(daN/m2)
+ Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1m dài ván khuôn: q tc = P 1 b = 1875x1= 1875 (daN/m)
+ Tải trọng tính toán: q tt = (n.P 1 + n.P 2 ).b = (1,2x1875 + 1,3x400)x1= 2770 (daN/m)
*Tính toán và kiểm tra sườn ngang:
Sườn ngang: chọn xà gồ thép hộp 50x50x2mm có:
+ Modun đàn hồi: E=2.1x10 6 daN/cm 2
+ Modun đàn hồi của tấm ván khuôn: E = 55000 daN/cm 2
+ Momen quán tính của tấm ván khuôn: J = (100x1,8 3 )/12 = 48,6 cm 4
+ Momen kháng uốn của tấm ván khuôn: W = (2x48,6)/1,8 = 54 cm 3
Sơ đồ tính xem ván khuôn là dầm liên tục kê lên gối tựa là các sườn ngang
Kiểm tra theo điều kiện cường độ:
Với [R]0(daN/cm 2 ) là cường độ cho phép của ván khuôn gỗ
Kiểm tra theo điều kiện độ võng:
Vì cốt pha thành móng bị che khuất nên [f]= 1
Chọn 4 thanh sườn ngang khoảng cách giữa các sườn ngang là 41,5cm
Sườn đứng: chọn xà gồ thép hộp 50x50x2mm
Sơ đồ tính xem các sườn ngang là dầm liên tục kê lên gối tựa là các sườn đứng
+ Tải trọng tiêu chuẩn: qtc = P1.b= 1875x0,415= 768,75 (daN/m)
+ Tải trọng tính toán: qtt = (n.P1 + n.P2).b = (1,2x1875 + 1,3x400)x0,415 = 1135,7 (daN/m)
Kiểm tra theo điều kiện cường độ:
Kiểm tra theo điều kiện độ võng:
Chọn 3 thanh sườn đứng khoảng cách giữa các sườn đứng là 125cm
*Tính toán và kiểm tra sườn đứng và khoảng cách các cột chống xiên:
Sơ đồ tính của sườn đứng được thiết kế dưới dạng dầm đơn liên tục, được gối lên các cột chống Các sườn ngang được hỗ trợ bởi các cột chống xiên, được bố trí cách nhau 0,6m, với lsd được chọn là 0,6m.
+ Tải trọng phân bố trên chiều dài sườn đứng:
- Thanh thép hộp có kích thước 50x50x2(mm), ta có:
+ Kiểm tra điều kiện cường độ: max n R.
+ Kiểm tra điều kiện biến dạng: f max [ ]f
- Ván khuôn của thành móng có bề mặt bị che khuất:[ ] 60 0, 24( ) f 250 cm
- E: môdun đàn hồi của thép (E = 2,1x10 6 daN/cm 2 )
Vậy kích thước sườn ngang đảm bảo chịu lực và độ võng theo yêu cầu Bố trí khoảng cách giữa các cột chống xiên bằng l = 60 cm là thoả mãn
5.4.2.3 Tổ chức thi công bê tông phần ngầm
Xác định cơ cấu công trình
Quá trình thi công bêtông móng gồm các quá trình thành phần sau:
- Đổ bêtông lót đài móng
- Gia công, lắp đặt cốt thép
- Gia công, lắp dựng ván khuôn
Quá trình thi công được tổ chức theo phương pháp dây chuyền, trong đó công đoạn đổ bêtông lót đài móng được tách riêng do khối lượng ít Tổng khối lượng bê tông lót là 26,89 m³, với chi phí 1,18 công/1 m³ Chúng tôi sẽ huy động 10 công nhân để hoàn thành công việc trong vòng 3 ngày.
Quá trình đổ bêtông dầm, giằng móng ta tổ chức thành 1 dây chuyền riêng
Chia phân đoạn thi công
Do đặc điểm kiến trúc và kết cấu của công trình, móng được thiết kế dưới dạng các móng riêng biệt với ít loại khác nhau, cho phép chia thành các phân đoạn có khối lượng tương đương Khi chia phân đoạn theo các hàng móng dọc nhà, ta có tổng cộng 6 phân đoạn.
Khối lƣợng công tác các quá trình thành phần trên các phân đoạn P i, j đƣợc tập hợp trong bảng sau:
Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận
Để đảm bảo chất lượng thi công, việc đầu tiên là lựa chọn tổ thợ chuyên nghiệp cho từng quá trình thành phần Mỗi quá trình cần có một tổ thợ được tổ chức theo định mức để thực hiện công việc hiệu quả.
TT Tổ thợ chuyên nghiệp Tổng số
Theo định mức khi đổ bê tông đài cọc 0,033 ca tương ứng với 1,21 nhân công Vậy 1 ca tương ứng với: (1 / 0,033).1,21 = 36,67 (công)
Số lượng nhân công cần thiết cho các công tác như chuẩn bị, gia công, lắp đặt và tháo dỡ cầu công tác (nếu có) là rất quan trọng Việc lắp đặt và di chuyển ống bơm phải được thực hiện theo từng điều kiện thi công cụ thể Đồng thời, quá trình đổ và bảo dưỡng bê tông cần tuân thủ đúng yêu cầu kỹ thuật Tuy nhiên, trên thực tế, công tác đổ bê tông chỉ chiếm khoảng 30% tổng khối lượng công việc liên quan đến việc hoàn thiện bề mặt bê tông.
Vậy số lƣợng nhân công đổ bê tông: 0,3.36,76 (công)
Chọn tổ đội thi công đổ bê tông thương phẩm cho đài móng là 10 người
Riêng đối với công tác bê tông móng, chọn 1 máy bơm: số ca thực hiện sẽ là
46,05.0,033.30% 0, 455 (ca) Chọn 0,5 ca; hệ số vƣợt định mức 0, 455 0,91
0,5 Chi phí lao động cho các công việc theo định mức 1776 :
- Đổ bêtông móng: 1,64 công/m 3 (mã hiệu AF - 11 )
- Đổ bê tông lót: 1,42 công/ m 3
- Gia công, lắp đặt cốt thép: 8,34 công/tấn (mã hiệu