GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Công trình
- Tên công trình: KÍ TÚC XÁ A1- HÀ NAM
Địa điểm xây dựng
- Vị trí: công trình được xậy dựng tại Huyện Duy Tiên - Tỉnh Hà Nam
- Hiện trạng mặt bằng: công trình nằm ngay trên mặt bằng nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật tư, máy móc thiết bị thi công
- Loại công trình và chức năng:
+ Công trình cấp I, bậc chịu lửa cấp I
- Quy mô và các đặc điểm khác:
+ Công trình cao 5 tầng với chiều cao 19,5m và diện tích xây dựng 850m 2 , tổng diện tích sàn 594 m 2
- Hệ thống hạ tầng kỹ thuật bao gồm:
+ Hệ thống sân, đường, vườn hoa
+ Hệ thống cấp điện ngoài nhà
+ Hệ thống cấp nước ngoài
+ Hệ thống cáp truyền hình, điện thoại, Internet.
Phương án thiết kế kiến trúc công trình
Công trình gồm 5 tầng, 1 tầng áp mái Trong đó mặt bằng các tầng của công trình được tổ chức như sau:
Tầng Diện tích sàn Công năng
Tầng 1 610 m 2 Sảnh tầng+hành lang,phòng ở ,wc
Tầng 2-5 594m 2 hành lang,phòng ở ,wc ,thang bộ
Tầng áp mái 594 m 2 Bể nước
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
+ Khu vực ban quản lý, trực, bảo vệ, được bố trí gần sảnh ra vào, cầu thang thuận lợi cho việc quản lý, bảo vệ, giao thông trong nhà
+ Công trình được bố trí các phòng ban và hệ thống đi lại di chuyển đối xứng sang
Trục nhà được thiết kế với sảnh chính ở giữa, nhằm tối ưu hóa năng suất làm việc của các phòng ban và tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển trong tòa nhà Bên cạnh đó, chiều cao công trình cũng được chú trọng để đảm bảo không gian thoáng đãng và tiện nghi cho người sử dụng.
Tổng chiều cao công trình: 19,5 m.
Phương án thiết kế kết cấu công trình
- Hệ móng công trình sử dụng kết cấu móng cọc chống vào lớp đất tốt dựa theo báo cáo địa chất
Căn cứ vào tính chất sử dụng, qui mô và tải trọng công trình, nhịp khung có kích thước điển hình khoảng 4,2 m với bước khung lớn nhất là 4,2 m Tòa nhà có tổng số 5 tầng, mỗi tầng cao 3,3 m và tầng mái cao 3 m Thiết kế sử dụng phương án kết cấu khung, lõi BTCT đổ toàn khối, kết hợp các dầm chính và phụ nhằm tăng độ cứng tổng thể tại các tầng, chịu lực phân bố từ các tường xây trên sàn, đồng thời tăng độ cứng công trình theo phương ngang, đáp ứng yêu cầu kiến trúc.
Các cột được thiết kế với kích thước tiết diện thay đổi theo chiều cao, trong khi mác bêtông giữ nguyên, nhằm tối ưu khả năng chịu lực và thuận lợi cho quá trình thi công.
Hệ thống kỹ thuật chính trong công trình
Các phòng và hệ thống giao thông chính trên các tầng được thiết kế để tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên thông qua cửa kính bên ngoài Bên cạnh đó, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được lắp đặt hợp lý, đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cho tất cả các khu vực cần thiết.
Tuyến điện trung thế 15 KV được lắp đặt qua ống dẫn ngầm dưới đất và kết nối với trạm biến thế của công trình Bên cạnh đó, công trình còn trang bị một máy phát điện chạy bằng Diesel để cung cấp điện dự phòng Khi nguồn điện chính bị mất vì bất kỳ lý do nào, máy phát điện sẽ tự động hoạt động để đảm bảo cung cấp điện cho các trường hợp khẩn cấp.
+ Các hệ thống phòng cháy, chữa cháy
+ Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ
+ Biến áp điện và hệ thống cáp, hệ thống thang máy c Hệ thống điện lạnh và thông gió
- Sử dụng hệ thống điều hoà không khí cho từng căn hộ và sử dụng thông gió tự nhiên d Hệ thống cấp thoát nước
- Hệ thống cấp nước sinh hoạt :
Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được tiếp nhận vào bể ngầm tại tầng hầm của công trình Sau đó, nước được bơm lên téc nước trên mái và quá trình bơm được điều khiển hoàn toàn tự động Từ téc trên mái, nước sẽ chảy qua các ống đến vị trí cần thiết trong công trình.
- Hệ thống thoát nước và sử lý nước thải công trình:
Nước mưa từ mái công trình, ban công và logia, cùng với nước thải sinh hoạt, được thu gom vào sê-nô và chuyển đến bể xử lý nước thải Sau khi xử lý, nước sẽ được thoát ra và đưa vào ống thoát chung của thành phố Hệ thống này cũng bao gồm các biện pháp phòng cháy, chữa cháy hiệu quả.
Thiết bị phát hiện báo cháy được lắp đặt tại mỗi tầng và phòng cũng như khu vực công cộng, đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình Hệ thống báo cháy có đồng hồ và đèn báo, giúp phòng quản lý và bảo vệ nhận tín hiệu kịp thời để kiểm soát và khống chế hoả hoạn hiệu quả.
Nước được cung cấp từ bể nước PCCC và bể nước sinh hoạt ở tầng hầm, cũng như từ téc nước trên mái Hệ thống cứu hỏa bao gồm máy bơm xăng lưu động, bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo cửa thoát hiểm và đèn báo khẩn cấp được lắp đặt tại tất cả các tầng.
Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm sử dụng loại cửa tự sập để ngăn khói xâm nhập Bên trong lồng thang được trang bị hệ thống điện chiếu sáng tự động và hệ thống thông gió động lực, giúp hút gió ra khỏi buồng thang máy, đảm bảo an toàn và tránh ngạt.
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN HỒNG SƠN
SINH VIÊN THỰC HIỆN : MAI VĂN HẢI
- THỂ HIỆN CÁC MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG 2, TẦNG ĐIỂN HÌNH, TẦNG MÁI
- THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
- THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TRỤC 6,7
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG
Vật liệu xây cần có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt
Nhà cao tầng thường phải chịu tải trọng lớn, nhưng việc sử dụng các vật liệu nhẹ có thể giảm đáng kể cả tải trọng đứng và tải trọng ngang do lực quán tính.
Vật liệu có tính biến dạng cao Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung cho tính năng chịu lực thấp
Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng rất tốt khi chịu các tải trọng lặp lại (động đất, gió bão)
Vật liệu có tính liền khối cao rất quan trọng trong các công trình chịu tải trọng lặp lại, giúp ngăn chặn việc tách rời các bộ phận của công trình.
Vật liệu dễ chế tạo và giá thành hợp lí
Hiện nay, tại Việt Nam, vật liệu bê tông cốt thép và thép đang được các nhà thiết kế ưa chuộng trong xây dựng kết cấu nhà cao tầng.
2.2 Hình dạng công trình và sơ đồ bố trí kết cấu
2.2.1 Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ kết cấu
Nhà cao tầng nên có mặt bằng đơn giản, ưu tiên hình dạng đối xứng để tối ưu hóa thiết kế Nếu không thể sử dụng hình dạng đối xứng, công trình cần được chia thành các phần khác nhau, mỗi phần nên có hình dạng đơn giản để đảm bảo tính thẩm mỹ và chức năng.
Các bộ phận chịu lực chính của nhà cao tầng, như vách lõi, cần được bố trí đối xứng để đảm bảo tính ổn định Nếu không thể bố trí vách lõi đối xứng, cần áp dụng các biện pháp đặc biệt để chống xoắn cho công trình theo phương đứng.
Hệ thống kết cấu phải được thiết kế sao cho tải trọng được truyền đạt một cách rõ ràng và nhanh chóng từ các kết cấu đến móng công trình.
Nên tránh sử dụng các sơ đồ kết cấu có cánh mỏng và dạng công xon theo phương ngang, vì những loại kết cấu này dễ bị hư hại khi chịu tác động của động đất và gió bão.
2.2.2Theo phương đứng Độ cứng của kết cấu theo phương thẳng đứng cần phải được thiết kết giảm dần lên phía trên
Cần tránh sự thay đổi đột ngột về độ cứng của hệ kết cấu, như việc thực hiện thông tầng hoặc giảm chiều cao cột, cũng như thiết kế dạng hẫng chân và giật cấp.
Trong những trường hợp đặc biệt, người thiết kế cần thực hiện các biện pháp tích cực để gia cường độ cứng của hệ kết cấu, nhằm ngăn chặn sự hư hại tại các khu vực yếu.
2.3 Lựa chọn giải pháp kết cấu
2.3.1 Cơ sở để tính toán kết cấu
- Căn cứ vào: Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu, tải trọng của công trình Được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn
Em lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình
2.3.1 Hệ kết cấu chịu lực
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Công trình gồm có 5 tầng, chiều cao tính từ cốt 0,00 đến đỉnh mái tum là 19.5 m Mặt bằng công trình hình hình chữ nhật
Kết cấu dùng để tính toán có thể là: hệ kết cấu vách cứng và lõi,hệ kết cấu hỗn hợp khung-vách
2.3.2.1 Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng
Hệ kết cấu vách cứng được bố trí theo một hoặc hai phương, hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng, cho phép chịu lực ngang tốt, thường được áp dụng cho công trình cao trên 20 tầng Tuy nhiên, hệ thống vách cứng cũng tạo ra sự cản trở trong việc tạo không gian rộng rãi cho công trình.
2.3.2.2 Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng)
Hệ khung lõi chịu lực là giải pháp hiệu quả cho các công trình cao tầng với mặt bằng hình chữ nhật hoặc vuông, có thể đặt lõi bên trong hoặc bên ngoài Các tầng được gối trực tiếp lên tường lõi hoặc qua cột trung gian Kết cấu khung giằng được hình thành từ sự kết hợp giữa hệ khung và vách cứng, thường xuất hiện tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, và tường biên với nhiều tầng liên tục Hệ khung được bố trí ở các khu vực còn lại trong ngôi nhà.
Hệ kết cấu khung-giằng là giải pháp tối ưu cho nhiều công trình cao tầng, đặc biệt hiệu quả cho các tòa nhà lên đến 40 tầng, được thiết kế cho khu vực có động đất không vượt quá cấp 7.
Sau khi phân tích các đặc điểm của các hệ kết cấu chịu lực và yêu cầu kiến trúc của công trình, tôi đã quyết định chọn hệ kết cấu khung chịu lực Hệ kết cấu khung có những đặc điểm nổi bật, bao gồm khả năng chịu lực tốt, linh hoạt trong thiết kế và thi công, cũng như đáp ứng hiệu quả các tiêu chuẩn an toàn và thẩm mỹ cho công trình.
Biến dạng của kết cấu khung là biến dạng cắt, biến dạng tương đối giữa các tầng bên trên nhỏ, bên dưới lớn
Phương pháp tính toán hệ kết cấu
Sơ đồ tính là hình ảnh đơn giản hoá của công trình, giúp thực hiện khả năng tính toán các kết cấu phức tạp Với cách tính thủ công, người thiết kế sử dụng sơ đồ tính toán đơn giản và chia cắt kết cấu thành các phần nhỏ hơn, bỏ qua các liên kết không gian Vật liệu được giả định làm việc trong giai đoạn đàn hồi theo định luật Hooke Hiện nay, nhờ sự phát triển của máy tính điện tử, phương pháp tính toán công trình đã có sự thay đổi quan trọng, từ khuynh hướng đơn giản hoá sang tổng quát hoá Khối lượng tính toán số học không còn là trở ngại, cho phép sử dụng các sơ đồ tính sát thực tế hơn, xét đến sự làm việc phức tạp của kết cấu và các mối quan hệ không gian khác nhau Đồ án này sử dụng sơ đồ tính toán chưa biến dạng (sơ đồ đàn hồi) để đảm bảo độ chính xác và phù hợp với khả năng tính toán hiện nay.
Ta tính toán kết cấu cho ngôi nhà theo sơ đồ khung không gian làm việc theo 2 phương
Chiều cao các tầng: Tầng 1: 3,3m; Tầng 2-5 cao 3,3 m; Tầng mái 3m
Hệ kết cấu sử dụng sàn BTCT toàn khối với dầm phụ bố trí theo phương ngang trong mỗi ô bản chính, giúp tăng cường độ cứng và giảm chiều dày tính toán của sàn Tiết diện của sàn được thay đổi theo chiều cao nhằm tối ưu hóa chi phí và đáp ứng yêu cầu về độ cứng.
2.4 Phương pháp tính toán hệ kết cấu
Tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn dựa vào phần mềm Etabs V17.0.1
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN SƠ BỘ CHO CÁC CẤU KIỆN
Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: hb= l. m
Trong đó: D = (0,8 1,4) là hệ số phụ thuộc tải trọng, lấy D = 1 m: là hệ số phụ thuộc loại bản
40 45 m= với bản kê bốn cạnh l : là chiều dài cạnh ngắn
Sơ bộ kích thước sàn tầng điển hình, tầng mái:
Để đảm bảo độ cứng cho các ô sàn làm việc bình thường với khoảng cách tối đa giữa các cột là 6m, tôi đã lựa chọn giải pháp sử dụng sàn sườn toàn khối Kích thước lớn nhất của ô sàn là 4,2 x 3m.
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 thi công và tính toán, cần thống nhất chọn một chiều dày bản sàn.
Do yêu cầu về cấu tạo và kiến trúc chọn sơ bộ kích thước bản sàn là 12cm Chọn sơ bộ kích thước dầm
3.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm
- Chiều cao tiết diện dầm được chọn theo công thức: d d h = 1 l m
- Chiều rộng dầm được chọn theo công thức: b=(0,3 0,5 h )
Hệ số md cho dầm chính dao động từ 8 đến 12, trong khi đối với dầm phụ, hệ số m d nằm trong khoảng 12 đến 20 Để thuận tiện cho quá trình thi công, nên hạn chế số lượng loại tiết diện dầm được sử dụng.
Ngoài ra cần thiết kế tiết diện dầm cột để đảm bảo các yêu cầu kháng chấn:
Trong đó: bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm hw là chiều cao dầm
- Kích thước tiết diện ngang của cột 1/10 chiều dài cột (chiều cao tầng)
- Độ lệch tâm trục dầm và trục cộtbc/4 (bc là cạnh cột vuông góc với trục dầm)
Nhịp dầm lớn nhất là: ld = 6m
3.2.2 Các dầm phụ trên mặt bằng
Nhịp dầm lớn nhất là ld = 4,2m
3.3 Chọn sơ bộ kích thước cột
Ta có công thức xác định tiết diện sơ bộ cột :
A – Diện tích tiết diện cột
N – Lực nén được tính toán gần đúng theo công thức: N =m s q.F a
Diện tích mặt sàn (Fa) truyền tải trọng lên cột được xác định bởi số sàn phía trên (ms) và tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn (q) Tải trọng này bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, cũng như trọng lượng của dầm và cột, được phân bố đều trên sàn Để đơn giản hóa tính toán, theo kinh nghiệm, tải trọng phân bố đều lên sàn được tính là q = 13 (kN/m²).
Rb – Cường độ chịu nén của vật liệu, bêtông có cấp bền B25 cóR bn =14,5 ( MPa ) k: Hệ số k = 0 , 9 1 , 1: chịu nén đúng tâm k = 1 , 2 1 , 5: chịu nén lệch tâm
- Diện truyền tải lớn nhất là:
- Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b ,5MPa500kN m/ 2
- Chọn sơ bộ tiết diện cột : 300x500mm
- Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh
Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh được hạn chế:
= h , đối với cột nhà 0 b = 31 l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l Cột biên tầng 2 có l 0 = 3, 3.0,7 = 2, 64(m) 0 2,64 0
= b = = Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định
Diện truyền tải lớn nhất là F a = 2,1 1, 2 x + 2,1 3 x = 8,82 ( ) m 2
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b ,5MPa500kN m/ 2
Chọn sơ bộ tiết diện cột : 300x300mm
Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh
Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh được hạn chế như sau:
, đối với cột nhà λ0b = 31 l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l Cột biên tầng 2 có l 0 = 3, 3.0,7 = 2, 31(m) 0 2,31 0
= b = = Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định
Diện truyền tải lớn nhất là F a = 2,1 1, 2 x = 2,52 ( ) m 2
Bê tông cột sử dụng bêtông cấp bền B25 có R b ,5MPa500kN m/ 2
Chọn sơ bộ tiết diện cột : 300x300mm
Kiểm tra điều kiện cột về độ mảnh
Kích thước cột phải đảm bảo điều kiện ổn định Độ mảnh được hạn chế như sau:
, đối với cột nhà λ0b = 31 l0 : Chiều dài tính toán của cấu kiện, đối với cột đầu ngàm đầu khớp: l0 = 0,7l Cột biên tầng 2 có l 0 = 3, 3.0,7 = 2, 31(m) 0 2,31 0
= b = = Vậy cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định.
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG LÊN CÔNG TRÌNH
4.1 Tĩnh tải tác dụng lên công trình
Trọng lượng các lớp kiến trúc được bổ sung thành tải trọng phân bố đều trên mặt kết cấu theo phương tác dụng lực
Bảng 4.1 Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn
Sàn Các lớp cấu tạo
Tổng TL lớp hoàn thiện 0.805
Tổng TL lớp hoàn thiện 5.9
3 Lớp BT xỉ tạo dốc 0.1 18 1.8 1.3 2.34
Tổng TL lớp hoàn thiện 3,65
Tĩnh tải dầm, cột, do máy tính tự dồn dựa trên vật liệu và tiết diện
Bảng 4.1.1 Trọng lượng tường gạch đặc dày 220mm
Các lớp (m) ( kN / m 3 ) g tc ( kN / m 2 ) n g tt ( kN / m 2 )
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Bảng 4.1.3 Trọng lượng tường gạch rỗng dày 110mm
Các lớp (m) ( kN / m 3 ) g tt ( kN / m 2 ) n g tt ( kN / m 2 )
Trọng lượng tường tác dụng lên mỗi tầng có kể đến trường hợp tường có lỗ cửa và tường không có lỗ cửa, được thể hiện ở bảng sau:
Tầng ht (m) Loại tường Đặc điểm gtt
220 gạch đặc không có lỗ cửa 5.058 16.69 có lỗ cửa 4.046 13.35
110 gạch rỗng không có lỗ cửa 2.396 7.91 có lỗ cửa 1.917 6.33
Tải trọng từ tường và vách ngăn nhẹ được phân bổ lên các dầm liên quan, hoặc có thể tạo dầm ảo trong ETABS để gán tải tại các vị trí có tường.
Theo TCVN 2737 – 2020 hoạt tải của một số loại ô sàn trong công trình:
Bảng 4.2 Hoạt tải sử dụng
Phòng các chức năng TTTC dài hạn gtc
Sảnh, hành lang, cầu thang 100 300 1.2 360
Mái bằng có sử dụng 50 150 1.3 195
Mái bêtông không có người sử dụng 75 75 1.3 98
(Trong đó không kể đến sự giảm tải của các ô sàn trong bảng 3 TCVN 2737 – 2020)
4.3 Xác định tải trọng gió
Xác định áp lực tiêu chuẩn của tải trọng gió:
Căn cứ vào vị trí xây dựng công trình tại huyện Duy Tiên – Hà Nam
- Căn cứ vào TCVN 2737-2020 về tải trọng và tác động (Tiêu chuẩn thiết kế )
Ta có địa điểm xây dựng thuộc vùng III-B có W0 = 125 kN/m 2
Căn cứ vào độ cao của công trình, các tiêu chuẩn thiết kế Thành phần gió tĩnh
Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió được xác định theo công thức:
W tc = 0 (kN/m 2 ) Giá trị tính toán của phần gió tĩnh được xác định theo công thức: tt
+ γ: hệ số độ tin cậy, γ = 1,2
+ Công trình được xây dựng ở nội thành Hà Nam thuộc vùng áp lực gió III-B, có W0
= 1,25 (kN/m 2 ) (giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió phụ lục D và điều 6.4TCVN2737-2020), dạng địa hình B
+ k - hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5-TCVN- 2737-20
+ C-hệ số khí động lấy theo bảng 6-TCVN-2737-95
Thành phần gió tĩnh tác dụng theo phương OX, OY coi là lực phân bố đều tại mức sàn các tầng qiđ= Wiđ tt.hi (T/m) qih= Wih tt.hi (T/m)
Trong đó: hi : tổng chiều cao tầng phía trên và phía dưới mức sàn
Wđ tt : giá trị tính toán thành phần tĩnh gió đẩy
Giá trị tính toán thành phần tĩnh gió hút (qih) và gió đẩy (qiđ) là rất quan trọng trong thiết kế công trình Tải trọng gió qui về phân bố đều tại mức sàn các tầng phía gió đẩy (qiđ) và gió hút (qih) cần được xác định chính xác Ngoài ra, cao độ mức sàn so với cos tự nhiên (zi) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán tải trọng gió.
Tính toán chi tiết gió tĩnh được thể hiện trong bảng sau:
Dựa vào phần mềm Etabs 2016 tính toán tải trọng các cấu kiện của nhà Việc tính toán và báo các kết quả do máy tính thực hiện
Các trường hợp tải trọng :
Wo (daN/m 2 ) cđ ch qđ
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Các tổ hợp tải trọng:
TH2,3:TT+(GX+ HOẶC GX-)
TH4,5:TT+(GY+ HOẶC GY-)
TH6,7:TT+0.9HT+0.9(GX+ HOẶC GX-)
TH8,9:TT+0.9HT+0.9(GY+ HOẶC GY-)
TH10:ENV(TH1,TH2,TH3,TH4,TH5,TH6,TH7,TH8,TH9)
5.MÔ HÌNH KẾT CẦU BẰNG PHẦN MỀM ETAB VÀ GÁN TẢI TRỌNG
Mô hình kết cấu trên ETAB
Tĩnh tải lên mô hình
Hoạt tải lên mô hình
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN KHUNG TRỤC 2
Hình 5.1 SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TRỤC 2
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Bảng tổ hợp tính toán (Các bảng tổ hợp NL cột và phần phụ lục)
TCVN 5574 - 2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép
Hồ sơ kiến trúc công trình
Khi tính toán thép cho công trình, cần xem xét giá trị nội lực từ tải trọng tác dụng theo hai phương, bao gồm mômen, lực dọc và lực cắt Thép cột được thiết kế dựa trên giá trị nội lực nguy hiểm từ hai phương này Để tính toán thép dọc, cần chú ý đến mômen và lực dọc, trong khi lực cắt sẽ được sử dụng để tính toán cốt ngang Nếu bê tông cột đủ khả năng chịu lực cắt, cốt đai chỉ cần được bố trí theo yêu cầu cấu tạo.
Phương pháp gần đúng được sử dụng để tính toán cốt thép bằng cách chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương Nguyên tắc của phương pháp này được quy định trong tiêu chuẩn BS 8110 của Anh và ACI 318 của Mỹ, áp dụng cho tiết diện có cạnh Cx, Cy Điều kiện áp dụng phương pháp gần đúng này cần được tuân thủ để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế.
- Tỷ số phải thỏa mãn điều kiện: 0,5 < < 2, cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn
- Tiết diện chịu nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên , Sau khi xét uốn dọc theo hai phương, tính được hệ số Mômen gia tăng :
, Điều kiện đưa về tính toán theo phương x hoặc theo phương y được cho trong bảng sau:
Bảng 7.1 Bảng điều kiện tính toán cột theo phương x, y
Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện x 1 y 1 x y
Kí hiệu h = Cx, b = Cy h = Cy, b = Cx
Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính ho = h - a; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu
Rn, Ra, Ra’, như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng
Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là a, tính ho = h - a; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu
Rb, Rs, Rsc, như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng
Chiều cao vùng bêtông chịu nén:
Hệ số chuyển đổi mo:
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Khi tính mô men tương đương cho nén lệch tâm, cần chú ý đến độ lệch tâm hình học và độ lệch ngẫu nhiên, trong đó độ lệch ngẫu nhiên được xác định bằng công thức ea = max(2cm, h/30) Đối với kết cấu siêu tĩnh, độ lệch tâm ban đầu được tính là e0 = max(e1, ea) Cuối cùng, độ lệch tâm tổng quát được tính bằng công thức e = e0 + 0,5h - a.
Để phân biệt các trường hợp tính toán, ta dựa vào độ lệch tâm và giá trị Trường hợp 1 là khi nén lệch tâm rất nhỏ, trong đó tính toán gần như tương đương với nén đúng tâm.
- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:
- Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
- Khi 14 lấy = 1; khi 14
C C nên ta tính toán theo phương y
=>M1 = Mx1 = Mx = 1,06(kN.m) ; M2 = My1 = My = 51,34(kN.m);
Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng
Chiều cao vùng bêtông chịu nén:
=b R = Hệ số chuyển đổi mo: Với x 1 50mm R h 0 (1,5mm nên
Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):
= + b = + = kN.m Độ lệch tâm hình học:
Độ lệch ngẫu nhiên được tính bằng công thức eay = max(lox/60, h/30) dẫn đến giá trị 49 mm Tương tự, eax = max(loy/60, b/30) cũng cho kết quả 49 mm Tổng độ lệch ea được xác định bằng ea = eay + 0,2eax, cho ra giá trị 58,8 mm Cuối cùng, độ lệch tâm ban đầu cho kết cấu siêu tĩnh được tính là e0 = max(e1, ea), kết quả là 58,8 mm.
= h = = Nên xảy ra trường hợp lệch tâm rất bé TH1 Coi như là đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
= + = + Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
Khi Ast < 0, bê tông có khả năng chịu nén mà không cần thêm cốt thép Tuy nhiên, chúng ta vẫn lựa chọn bố trí thép với cấu tạo mỗi bên 3 thanh thép phi 20, tương ứng với diện tích cắt ngang As2 là mm² x y 1.
A s bh = x = 4 Tính cốt đai cho cột C4 a, Kiểm tra điều kiện tính toán :
Riêng bêtông đã đủ khả năng chịu cắt, chỉ cần đặt cốt đai cấu tạo Đường kính cốt đai: d 8 và d 0,25dmin Chọn thép 8
Theo yêu cầu kháng chấn: s = min(b0/2; 175mm; 8dmin) (mục 5.4.3.2.2(11) TCVN 9386-2012) b0: kích thước cạnh nhỏ của lõi bêtông => s = min(400;175; 160)
Trong thiết kế các tầng, cần xác định tiết diện cột và đường kính cốt thép dọc để bố trí cốt thép đai phù hợp Sử dụng đai có đường kính 8mm với khoảng cách 150mm, và tiến hành kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính.
= Vậy điều kiện về ứng suất nén chính được thoả mãn được thoả mãn
5 Tính toán cốt thép dọc cột C5 tầng 1
-Chọn bêtông có cấp độ bên B25:R b ,5MPa R; bt =1, 05MPa E; b 0.10 3 MPa
Chọn thép CIII: có R s 65MPa R; sw )0MPa E; s 10 4 MPa
Với bêtông cấp độ bền B25 làm việc ở điều kiện bình thường, thép AIII có:
Cốt thép đai CI có: Rsw = 175 10 3 (kN/m 2 ).
Do các công trình cao tầng có tải trọng ngang thay đổi liên tục, việc tính toán và bố trí cốt thép cần phải đảm bảo tính đối xứng giữa hai phía, tức là As = As’.
Từ kết quả nội lực trong ETABS ta chọn ra được cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột như bảng sau:
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Bảng 7.2 Bảng giá trị nội lực cột C5 tầng 1
B (m) H (m) N (kN) Mx(kNm) My(kNm)
Kết quả tính toán trên excel cho thấy cặp nội lực nguy hiểm nhất là cặp nội lực
Nmax,thể hiện tính toán theo cặp nội lực này như sau:
Tiết diện cột: bxh = 300x300 (mm)
Chiều dài tính toán cột:
Vậy bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc =>
C C nên ta tính toán theo phương Y
=>M1 = Mx1 = Mx = 0,16 (kN.m) ; M2 = My1 = My = 25,66(kN.m);
Tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng
Chiều cao vùng bêtông chịu nén:
=b R = Hệ số chuyển đổi mo: Với x 1 3mm R h 0 0,75mm nên
Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):
= + b = + = kN.m Độ lệch tâm hình học:
= N = Độ lệch ngẫu nhiên: eax = max(lox/60, h/30) = max(294/60, 30/30) = 4,9 cm = 49 mm eay = max(loy/60, b/30) = max(294/60, 30/30) = 4,9cm Imm ea = eax + 0,2eay = 49 + 0,2.49X,8 mm x y 1
Story Column Output Case Station P V2 V3 M2 M3 m kN kN kN kN-m kN-m
TẦNG 2 C5 Comb8:TT+0.9HT+0.9GY+ 4.2 -883.8451 -0.0492 14.0141 -25.6552 0.1621TẦNG 2 C5 Comb4:TT+GY+ 4.2 -855.8293 -0.0509 15.2252 -27.6405 0.1708TẦNG 2 C5 Comb1:TT+HT 4.2 -773.2004 -0.0462 1.8476 -4.434 0.117TẦNG 2 C5 Comb6:TT+0.9HT+0.9GX 4.2 -770.5247 3.9358 1.8474 -4.4138 -6.9321TẦNG 2 C5 Comb7:TT+0.9HT+0.9GX- 4.2 -766.8072 -4.019 1.8191 -4.3758 7.15TẦNG 2 C5 Comb2:TT+GX+ 4.2 -729.9178 4.3768 1.7066 -4.0389 -7.7117TẦNG 2 C5 Comb3:TT+GX- 4.2 -725.7872 -4.4618 1.6751 -3.9967 7.9351TẦNG 2 C5 Comb9:TT+0.9HT+0.9GY- 4.2 -653.4842 -0.0449 -10.3525 16.8743 0.075TẦNG 2 C5 Comb4:TT+GY- 4.2 -599.8727 -0.0462 -11.8488 19.6146 0.074TẦNG 2 C5 Comb5:TT+GY-1 4.2 -599.8727 -0.0462 -11.8488 19.6146 0.074 Độ lệch tâm ban đầu, với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max(e1, ea) = 58,8 mm ta có : 0
Nên xảy ra trường hợp lệch tâm rất bé TH1 Coi như là đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
= + = + Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
Chọn bố trí thép 220, As = 6,28 cm 2
6 Tính cốt đai cho cột C5 a, Kiểm tra điều kiện tính toán :
Riêng bêtông đã đủ khả năng chịu cắt, chỉ cần đặt cốt đai cấu tạo Đường kính cốt đai: d 8 và d 0,25dmin Chọn thép 8
Theo yêu cầu kháng chấn: s = min(b0/2; 175mm; 8dmin) (mục 5.4.3.2.2(11) TCVN 9386-2012) b0: kích thước cạnh nhỏ của lõi bêtông => s = min(400;175; 160)
Trong quá trình thiết kế kết cấu, cần xác định cốt thép đai phù hợp với tiết diện cột và đường kính cốt thép dọc Đối với trường hợp này, có thể chọn đai với đường kính 8 mm và khoảng cách 150 mm từ thép CI b, đồng thời kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.
= − = − KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
= Vậy điều kiện về ứng suất nén chính được thoả mãn được thoả mãn
7 Bảng chọn thép dọc cho cột
Tính toán tương tự cho các cột còn lại ta có
Bảng chọn thép cho cột:
TẦNG CỘT b(mm) h(mm) H(m) Chọn
8 Bố trí cốt thép dọc
Sau khi hoàn tất việc tính toán cốt thép, bước tiếp theo là lựa chọn loại thép phù hợp và bố trí chúng trên bản vẽ Việc bố trí cốt thép phải tuân thủ các yêu cầu về cấu tạo bê tông cốt thép, theo sách KCBT1, cùng với các tiêu chuẩn kỹ thuật trong thiết kế và thi công nhà cao tầng.
Đối với các cột có hàm lượng thép thấp hoặc âm, cần thiết kế sao cho thỏa mãn điều kiện AS ≥ 1% trong các công trình yêu cầu kháng chấn Hàm lượng thép ở các tầng trên thường nhỏ, trong khi các tầng dưới có hàm lượng lớn hơn, do đó ở các tầng trên thép được bố trí theo cấu tạo Tuy nhiên, không thể giảm tiết diện cột để tránh làm thay đổi độ cứng của công trình theo phương bất lợi Cột có độ cứng lớn giúp hệ dầm phá hoại trước khi công trình bị sụp đổ, từ đó đảm bảo an toàn cho người sử dụng Việc nối cốt thép nên thực hiện bằng nối buộc với chiều dài đoạn nối phù hợp.
- l an an 18 270= mm và l an l * 0mm
- Lan 30= 30.20= 600mm Vậy chọn chiều dài đoạn nối Lan = 600mm
9 Xác định vùng tới hạn
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 45Error! Bookmark not defined 6.1 Chọn vật liệu
I Thiết kế sàn tầng điển hình
Mặt bằng kiến trúc tầng điển hình
Mặt bằng kết cấu tầng điển hình
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Chọn bêtông có cấp độ bên B25: R b ,5MPa R; bt =1,05MPa E; b 0.10 3 MPa
Chọn thép CI và CIII: có R = R = 225 M Pa s sw và R = R = 365 M Pa s sw
Với bêtông cấp độ bền B25 làm việc ở điều kiện bình thường
2 Xác định sơ đồ tính
Chiều dày sàn đã chọn ở phần xác định kích thước sơ bộ các cấu kiện: hb = 12 cm
Trên mặt bằng kết cấu tầng điển hình, các ô sàn có kích thước và sơ đồ liên kết giống nhau được ký hiệu Dựa vào số liệu, các ô sàn được phân chia thành hai loại chính.
Các ô sàn có tỷ số các cạnh 2
1 l l 2: Ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản kê 4 cạnh)
Các ô sàn có tỷ số các cạnh 2
1 l l > 2: Ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản loại dầm)
- Ta tính toán các ô sàn theo sơ đồ đàn hồi
* Nội lực: Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương tinh toán:
Hình 6.1 Sơ đồ phân phối momen bản kê bốn cạnh
Trong bài viết này, m11 và mi1 được sử dụng để xác định mô men nhịp theo phương l1, trong khi m12 và mi2 cũng đóng vai trò tương tự Đồng thời, ki1 và ki2 là các hệ số quan trọng để xác định mô men gối theo các phương l1 và l2 Đây là nội dung chính của trường hợp 2.
Theo sơ đồ 1 - Bảng (1-19) trong sách “Sổ tay kết cấu công trình” của PGS.TS Vũ Mạnh Hùng, các giá trị m11 và m12 được tra cứu, trong khi mi1, mi2, ki1 và ki2 được tham khảo theo sơ đồ 9 - Bảng (1-19) của cùng tác giả.
1 l l > 2: Bản làm việc theo phương cạnh ngắn l1 Với những ô bản (hình a) thì mi1 = 1/24 ; ki1=1/12
Hình 6.2 minh họa ô sàn loại bản dầm trong kết cấu tầng điển hình, nơi các ô sàn có kích thước và sơ đồ liên kết giống nhau được đánh dấu bằng một ký hiệu.
3 Tải trọng tác dụng lên sàn
Tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng bản thân của bản sàn bằng bê tông cốt thép (BTCT) và trọng lượng của các lớp cấu tạo trên sàn Hoạt tải sàn được xác định theo "bảng 3 - Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang" trong TCVN 2737-1995.
Tổng tải phân bố= Tĩnh tải + Hoạt tải
Các ô sàn còn lại tính toán tương tự, ta lập thành bảng sau:
Bảng 6.1 Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên các ô sàn
STT Tên ô sàn Loại phòng
Tổng tải phân bố (kN/m2) gtt ptt qtt=gtt+ptt
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Mặt bằng phân chia ô sàn tầng điển hình
4 Tính toán cốt thép cho các ô sàn
Tính toán ô bản làm việc 2 phương (bản kê bốn cạnh)
- Tỉ số L2/L1 = 1.75 < 2 Ô1 thuộc loại bản kê 4 cạnh liên tục theo sơ đồ đàn hồi
- Mô men lớn nhất ở gối được xác định theo các công thức sau:
+ Theo phương cạnh ngắn L1: MI = K91.P
+ Theo phương cạnh dài L2: MII = K92.P
Các hệ số K91, K92 tra bảng theo sơ đồ thứ 9 (các ô sàn được ngàm ở cả 4 cạnh)
- Mô men lớn nhất ở nhịp :
Theo sách “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS - PTS Vũ Mạnh Hùng, cần tra cứu các thông số m11, mi1; m12; mi2 và tham khảo bảng theo sơ đồ 1 Đối với các mã k91, k19m91 và m92, hãy tra bảng theo sơ đồ 9 để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế kết cấu.
Xác định nội lực trong bản:
Hình 6.4 Biểu đồ phân phối momen
- Tải trọng tính toán trong bản:
- Dựa vào tỉ số l2/l1=1,75 tra bảng ta được các hệ số m và k: α11 α12 αi1 αi2 βi1 βi2
Tính thép cho ô bản: Cắt các dải bản rộng 1m dọc theo phương momenđể tính toán:
Tính thép dọc chịu momen M1
Chọn: ao= 1,5 cm cho mọi tiết diện; h0 = hb - ao = 12 – 1,5 = 10.5 (cm) l1 l2
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Kiểm tra hàm lượng thép: s min o
= = = Tính thép dọc chịu momen M2 h0 = hb - ao = 12 – 1,5 = 10,5 (cm)
Kiểm tra hàm lượng thép: s min o
= = = Tính thép dọc chịu momen MI h0 = hb - ao = 12 – 1,5 = 10,5 (cm)
Kiểm tra hàm lượng thép: s min o
= = = Tính thép dọc chịu momen MII h0 = hb - ao = 12 – 1,5 = 10,5 (cm)
Kiểm tra hàm lượng thép: s min o
= = = Tính toán các ô bản làm việc 2 phương khác
Tương tự ta cũng tính được cốt thép cho các ô sàn chữ nhật còn lại (đều là các ô sàn bản kê 4 cạnh loại 9)
Bảng tính momen sàn 2 phương:
Bảng tính thép các ô bản sàn kê 4 cạnh khác:
L2/L1 Tĩnh tải gtt kN/m 2 Φ a (mm)
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
TÍNH CẦU THANG BỘ
I LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU THANG
Nhận thấy thang được đặt cạnh lõi thang máy nên đây là loại thang hai vế Ta có thể chọn giải pháp kết cấu thang không cốn
- Bê tông cấp bền B25: Rb = 14,5 MPa; Rbt = 1,05 Mpa; Eb = 30.10 3 Mpa
+ Thép 10 nhóm CI: Rs = 225 MPa;
+ Thép > 10 nhóm CIII: Rs = 365MPa;
- Cầu thang bộ gồm 2 vế
- Chiều cao bậc 165mm, chiều rộng bậc 300mm
Cầu thang được thiết kế từ bê tông cốt thép toàn khối với các bộ phận liên kết ngàm đàn hồi Để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta coi các liên kết này như liên kết khớp và đặt thép âm tại các vị trí liên kết nhằm hạn chế bề rộng khe nứt.
Hình 5.2 Mặt bằng kết cấu thang bộ số 2
II.TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA THANG
1.1 Tải trọng tác dụng và kích thước tiết diện
- Chiều cao bậc hb5mm, chiều rộng bậc bb00mm
- Độ dốc của cầu thang: cos 2 2 2 2
- Cạnh dài ô bản thang: L2 =3000 cos = 3,355m
Bản thang không có cốn thang, chúng ta cắt một dải rộng b1 = 1m theo phương cạnh dài để thực hiện tính toán Dải bản được xem như dầm đơn giản với hai đầu tựa khớp lên hai dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.
- Chiều dày bản thang sơ bộ:
Chọn hbt0mm b) Tải trọng tác dụng
- Tĩnh tải: Tải trọng các lớp quy về tải phân bố đều tác dụng theo phương vuông góc với bản thang
STT Các lớp cấu tạo g Dày d TTTC Hệ số n
TTTT (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )
- Hoạt tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ: Theo TCVN 2737:1995, giá trị hoạt tải tác dụng lên cầu thang: p = 1,23 = 3,6(kN/m 2 )
- Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản thang: q = p + g = 9,644 kN/m 2
- Tổng tải trọng tính toán tác dụng theo phương vuông góc với bản thang là q tt =q.cos =9, 644.0,894=8, 62kN m/ 2
- Tính toán bản thang theo sơ đồ đàn hồi
Do bản thang không liên kết với tường, cần coi sơ đồ làm việc của nó như một dầm đơn giản với hai đầu tựa lên hai dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
Hình 5.3 Sơ đồ tính toán bản thang
+ Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp:
(kNm) + Lực cắt lớn nhất là lực cắt ở gối tựa:
- Chiều cao làm việc của tiết diện là: ho= hb - ao = 120 - 15 = 105mm
Diện tích cốt thép yêu cầu:
Kiểm tra hàm lượng thép:
= = b h = = - Chọn thép 10a140mm có As chọn = 560 mm 2 q
- Thực tế bản sàn cầu thang vẫn xuất hiện mô men âm ở gối, do đó ta đặt cốt mũ theo cấu tạo 8a200 để chịu momen âm ở gối
- Cốt thép theo phương cạnh ngắn và phân bố phía dưới cốt mũ để cố định cho cốt mũ chọn 8a200mm
2 TÍNH TOÁN BẢN CHIẾU NGHỈ
2.1 Tải trọng tác dụng và kích thước tiết diện a) Kích thước tiết diện
- Chiều dài tính toán theo phương cạnh dài: L2 = 4,2m
- Chiều dài tính toán theo phương ngắn: L1 = 2,4m
- Chiều dày bản chiếu nghỉ sơ bộ chọn
- h: chiều dày bản chiếu nghỉ
- m - hệ số phụ thuộc vào loại bản; m = (40 45)_đối với bản kê 4 cạnh
- D = (0,8 1,4), hệ số phụ thuộc vào tải trọng
Chọn h = 100mm b) Tải trọng tác dụng
Bảng 4.1 Cấu tạo các lớp sàn chiếu nghỉ
STT Các lớp cấu tạo Dày d TTTC Hệ số n
TTTT (kN/m 3 ) (mm) (kN/m 2 ) (kN/m 2 )
Hoạt tải: Theo TCVN 2737 : 1995 , tải trọng và tác động tiêu chuẩn thiết kế, thì sàn cầu thang và chiếu nghỉ có ptc = 3,0 (kN/m 2 ), hệ số tin cậy n = 1,2
- Suy ra: hoạt tải tính toán là: p tt = 3,0 1,2 = 3,6 (kN/m 2 )
- Vậy tổng tải trọng tính toán tác dụng lên bản thang là: q tt = g tt + p tt = 4,01 + 3,60 = 7,61 (kN/m 2 )
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
2.2 Xác định nội lực và tính thép
-Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp:
- Giả thiết ao = 15 (mm) h0 = h - a0 = 100 – 15 = 85(mm)
- Tính thép theo các công thức sau:
-Diện tích cốt thép yêu cầu:
+ Kiểm tra hàm lượng thép:
= = b h = = - Chọn thép 8a200mm có As chọn = 251 mm 2
Bản chiếu tới là một phần của sàn và đã được tính toán trong phần bản sàn nên ở đây không tính toán nữa
4.1 Xác định kích thước tiết diện và tải trọng tác dụng lên dầm a) Kích thước tiết diện
- Sơ bộ chọn chiều cao dầm: 1 1 4200 (350 525)
8 12 h = = mm và phụ thuộc vào cấu tạo bậc thang nên ta chọn h = 350mm
- Chiều rộng dầm: ; chọn b = 220mm b) Tải trọng tác dụng lên dầm gồm
- Trọng lượng bản thân dầm: g1 = 0,220,35251,1 =2,1175kN/m
- Do sàn chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình chữ nhật vì bản chiếu nghỉ là bản dầm g2 =0,5L1q= 0,52,47,61= 9,132 kN/m
- Tải trọng do các bản thang truyền vào: g3 =0,5qL2 = 0,58,623,355= 14,46kN/m
- Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ là: qtt = g1 + g2 = 2,12+9,132+14,46= 25,712 kN/m
4.2 Xác định nội lực và tính thép
Hình 4.2.1 Sơ đồ tính mômen dầm chiếu nghỉ 1
- Nội lực xác định thép chịu mômen dương:
- Lực cắt lớn nhất ở gối tựa: max q L tt 25,712.4, 2
Cốt thép chịu mômen dương
- Giả thiết ao = 30 (mm) h0 = h - a0 = 350 – 30 = 320(mm)
- Tính thép theo các công thức sau:
-Diện tích cốt thép yêu cầu:
(mm 2 ) + Kiểm tra hàm lượng thép: min max
= = b h = = - Chọn thép 3 18 có As chọn = 763 mm 2
- Kiểm tra điều kiện tính toán:
- Trong đó: n =0 vì không có lực nén và lực kéo
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
- C: Chiều dài hình chiêu tiết diện nghiêng lên phương trục dầm; C=2.h0
- Suy ra: Q = 13,5kN < Qbo = 55,44kN
Bê tổng đủ khả năng chịu cắt, không cần tính toán cốt đai, chọn cấu tạo
- Xác định bước đai cấu tạo (ađ)
• Đối với đoạn đầu dầm tính từ gối tựa ra 1 đoạn 𝐿 𝑛ℎị𝑝
4 ađ= min( 150; 0,5h)0mm ( áp dụng với dầm có )
• Đôi với đoạn giữa dầm khoảng cách cốt đai được xác định như sau ađ= min( 500; 3h/4)&2,5mm Chọn ađ%0mm bố trí cho đoạn giữa dầm
Khi chọn đường kính cốt đai cấu tạo, cần lưu ý rằng đường kính tối thiểu thường được xác định là từ 10mm cho dầm có chiều cao nhỏ hơn 800mm và từ 12mm cho dầm có chiều cao lớn hơn 800mm Đối với đoạn đầu dầm, nên chọn đường kính cốt đai phù hợp, trong khi đoạn giữa dầm cũng cần được xác định theo tiêu chuẩn tương ứng.
- Nhịp dầm L = 4,2 Sơ bộ chọn chiều cao dầm:
12) 𝐿 = (0,384 ÷ 0,256) và phụ thuộc vào cấu tạo bậc thang ta chọn h = 350mm.
- Dầm chiếu tới có nhịp, kích thước giống với dầm chiếu nghỉ, hơn nữa, bản chiếu tới và bản chiếu nghỉ giống nhau
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS TRẦN THƯƠNG BÌNH SINH VIÊN THỰC HIỆN : MAI VĂN HẢI
- Đánh giá điều kiện địa chất thủy văn
- Thể hiện 1 bản vẽ kết cấu móng
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
I ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH
Tên công trình: KÍ TÚC XÁ A1-HÀ NAM
- Vị trí :DUY TIÊN - HÀ NAM
- Tổng chiều cao xây dụng công trình là 19.5m (tính đến đỉnh mái) so với cốt +0,00
- KC khung - vách chịu lực
Do đặc thù của các công trình nhà cao tầng, tải trọng đứng và mômen lật từ gió và động đất rất lớn, yêu cầu móng và nền phải có khả năng chịu lực tốt Đồng thời, cần kiểm soát độ lún và nghiêng trong giới hạn cho phép để đảm bảo tính ổn định của công trình trước tải trọng gió Điều này đặt ra những yêu cầu cao và nghiêm ngặt cho công tác thiết kế và thi công móng.
Thiết kế móng phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:
- Áp lực thêm ở đáy móng không được vượt quá khả năng chịu lực của nền đất hoặc khả năng chịu lực của cọc
- Tổng lượng lún và chênh lệch lún của móng cũng như độ nghiêng của công trình phải nhỏ hơn trị số cho phép TCVN 10304-2014 (phụ lục E)
- Đáp ứng các yêu cầu chống thấm đối với các phần ngầm của công trình
Việc thi công móng cần phải được thực hiện cẩn thận để hạn chế ảnh hưởng đến các công trình xây dựng lân cận Đồng thời, cần dự báo những tác hại có thể xảy ra đối với môi trường và áp dụng các biện pháp phòng chống hiệu quả.
II ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
1 Địa tầng chỉ tiêu cơ lý của đất
2 Lớp sét pha dẻo mềm 3.3 18.2 0.976 32.6 37.7 24.7 13 0.61 9.1 4030
4 Lớp cát hạt nhỏ chặt vừa 2.1 16.7 1.11 - - - 5.1 11520
5 Lớp cát hạt trung chặt vừa 8.6 17.2 0.988 - - - 30.8 15020
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
* Lớp 1: Lớp đất lấp, dày 2.2 m.Ta giả thiết để tính áp lực đất
=> Lớp đất có tính xây dựng kém cần đào bỏ khi thi công
* Lớp 2: Lớp sét dẻo mềm, dày 3,3m
Mô đun tổng biến dạng E = 4030(kPa) < 18000(kPa) Độ sệt:I L = 0.61 0.75 => Đất ở trạng thái dẻo mềm
Kết luận: : lớp đất có tính nén lún trung bình, cho thấy đây là lớp đất có tính chất xây dựng kém
Mô đun tổng biến dạng E = 4590(kPa) < 18000(kPa) Độ sệt:0 I L = 0.67 0.75 => Đất ở trạng thái dẻo mềm
Kết luận: lớp đất có tính nén lún trung bình, cho thấy lớp đất có tính chất xây dựng kém
* Lớp 4: Cát hạt hạt nhỏ chặt vừa dày 2.1 m
Kết luận: Nspt= 15 Mô đun tổng biến dạng E = 11520 cho thấy đây là lớp đất có tính chất xây dựng trung bình
* Lớp 5: Cát hạt trung chặt vừa 8,6 m
Kết luận: Ta có Nspt= 18 Mô đun tổng biến dạng E
020(kPa) < 18000(kPa) cho thấy đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt
Kết luận: Phương án móng cọc không chỉ giúp tiết kiệm chi phí hơn so với móng nông và đệm cát, mà còn giảm độ sâu đào hố móng nhờ đáy đài đặt trên nền cọc, từ đó tạo ra độ ổn định tốt cho công trình.
III LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG
1 Lựa chọn loại nền móng
- Quy mô công trình 5 tầng với chiều cao 19.5m tính từ cos 0.00
- Vị trí công trình nằm cạnh mặt đường nên rất thuận lợi cho vận chuyển vật tư vật liệu
- Tải trọng công trình lớn
=> Chọn giải pháp móng cọc ép
2 Giải pháp mặt bằng móng
- Lựa chọn giải pháp mặt bằng móng
+ Dưới chân cột: sử dụng giải pháp móng đơn cọc ép
+ Giằng móng chọn sơ bộ kích thước tiết diện 300x500mm
Các đài móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm lún lệch giữa các móng
1 Các giả thiết tính toán
- Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận
- Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc
Tải trọng của công trình được truyền từ đài cọc lên các cọc mà không trực tiếp truyền xuống đất giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.
Khi đánh giá cường độ nền đất và xác định độ lún của móng cọc, người ta coi móng cọc như một khối móng quy ước, bao gồm cả cọc và phần đất giữa các cọc.
- Đài cọc xem như tuyệt đối cứng
2 Nội lực xuất từ mô hình ETABS
- Nôi lực truyền xuống móng giữa từ cột giữa C4
- Nội lực truyền xuống móng biên từ cột biên C5
3 Tải trọng giằng truyền lên móng
- Tải trọng giằng + tường truyền lên các móng như sau:
4 Tổng nội lực tính toán đến mặt đài móng
Nôi lực truyền xuống móng giữa cột trục 2-C
- Nội lực truyền xuống móng biên cột trục 2-F
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
5 Lựa chọc cọc và vật liệu làm cọc
+ Bê tông cấp độ bền B20 có R b 5Mpa, R bt =0.9Mpa
+ Cốt thép chịu lực nhóm CII có R s = R sc = 280Mpa
+ Cốt thép đai nhóm AI có R s =R sc "5Mpa
+ Chọn cọc có kích thước D = 250 mm, cắm vào lớp đất thứ 5 và ngàm vào lớp đất này 1 đoạn 6,5m
+ Chọn sơ bộ đài móng cao 1m
+ Diện tích tiết diện cọc: A=0, 25x0, 25=0, 0625m 2
Khi nối cốt thép dọc, việc hàn phải tuân theo yêu cầu chịu lực Đối với lực nhổ nhỏ, cốt thép dọc cần được bố trí ở độ sâu thích hợp để lực kéo được triệt tiêu hoàn toàn qua cọc ma sát.
+ Sơ bộ chọn các kích thước :
Chiều cao đài móng là h = 1m
Chiều cao cổ móng 0,5m, đáy đài được đặt ở cos -3.650m
Chân cọc cắm vào lớp 5 với 1 đoạn 6,5m, Phần đầu cọc đập vỡ bê tông chừa cốt thép một đoạn là 100 cm
Phần cọc ngàm vào đài 20cm
Tổng chiều dài cọc tính từ đáy đài đến chân cọc là L m; tổng chiều cọc tính cả phần đập đầu cọc là L = 14m
6.1 Tính toán móng cột trục 2-C (móng M1)
6.1.2 Tính toán sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức: v b b sc s
= 1- hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, than bùn
Cọc sử dụng thép chịu lực là 418 A s = 1,018.10 -3 m 2
A b = (250x250) mm =0,0625 m 2 - diện tích tiết diện ngang của bê tông
Bê tông có cấp độ bền B20: R b = 11500 kPa
6.1.3.Tính toán sức chịu tải cọc theo sức chịu tải đất nền
Sức chịu tải trọng nén cực hạn của cọc: c,u c cq p b cf i i
c : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, c =1 q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, lấy theo bảng 2 của TCVN
10304-2014, q b = 4356 kPa u: chu vi tiết diện ngang thân cọc f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đát thứ “i” trên thân cọc, lấy theo bảng 3 của TCVN 10304-2014
Diện tích cọc (A_b) được xác định là diện tích tiếp xúc của cọc với đất, bao gồm diện tích tiết diện ngang của cọc đặc, cọc ống có bịt mũi và diện tích tiết diện ngang lớn nhất của phần cọc được mở rộng Đối với cọc ống không bịt mũi, diện tích này được tính mà không bao gồm lõi Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ "i" được ký hiệu là l_i.
Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc, ký hiệu là cq và cf, phản ánh ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng xuyên của đất Các hệ số này được xác định theo bảng 4 của TCVN 10304-2014.
Sức chịu tải cho phép của cọc là:
6.1.4.Tính toán sức chịu tải cọc theo TN 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
- Sức chịu tải cức hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản:
Rch=[qb.Ab + U∑(fcilci +fsilsi)
Lớp đất l i (m) Z i (m) Trạng thái f i (kPa)
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
+ Mũi cọc hạ vào đất cát hạt trung (lớp đất dời) nên qb = 300 Nc (chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d phía dưới và 4d phía trên mũi cọc)
+ f s,i - Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i; s,i 10 N s,i f 3
= ; với N s,i là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời thứ i c,i p L u ,i f = f c ; với:
Hệ số điều chỉnh cho cọc đóng (p) phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và giá trị trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, được xác định theo biểu đồ G.2a Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng (fL) cũng được xác định theo biểu đồ tương ứng.
Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được xác định theo công thức cu,i = 6,25 Nc,i, trong đó Nc,i là chỉ số SPT của đất dính Chiều dài đoạn cọc trong lớp đất rời thứ i được ký hiệu là ls,i, trong khi chiều dài đoạn cọc trong lớp đất dính thứ i được ký hiệu là lc,i Chu vi tiết diện ngang của cọc được tính bằng u = 4 0,25 = 1 (m), và đường kính tiết diện cọc tròn hoặc cạnh tiết diện cọc vuông là d = 0,25m.
A b - Diện tích mũi cọc; Ab = 0,25 0,25 = 0,0625(m 2 )
- Xác định ứng suất bản thân trong nền đất tự nhiên ban đầu
+ Ứng suất tại mặt đất = 0
+ Ứng suất tại đáy đài:
= 1 1 h = 18,2×1+18x2,2= 57,8kPa 1 + Ứng suất tại đáy lớp 2: 2,2x18+3,3x18,2 = 99,66 kPa
+ Ứng suất tại đáy lớp 3: 99,66+2,1x18,3 = 138,09 kPa
+ Ứng suất tại đáy lớp 4: 138,09 + 2,1x16,7 = 173,16 kPa
+ Ứng suất tại đáy lớp 4: 173,16 + = 191,6 kPa
+ Ứng suất tại mũi cọc: 191,6 + 3 9,354 = 219,66 kPa
- Xác định fci của các lớp đất dính:
+ Ứng suất hiệu quả thẳng đứng:
+ Ứng suất hiệu quả thẳng đứng:
+ Ứng suất hiệu quả thẳng đứng:
+ Ứng suất hiệu quả thẳng đứng:
Biểu đồ xác định hệ số P và f L
Sức kháng cắt/áp lực hiệu quả thẳng đứng: Cu/ v ' (Ứng suất bản thân)
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM fl: Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định theo biểu đồ (Hình bên dưới)
Tên lớp đất Đất rời Đất dính fs,i ls,i fs,i.ls,i fc,i lc,i fc,i lc,i
Kết quả sức chịu tải cực hạn của cọc đơn theo phương án chọn là:
Rch=[qb.Ab + U∑(fcilci +fsilsi)T00x0,0625+1x(172,46+495)67,8
Vậy sức chịu tải tính toán của cọc là :
P min =min(P d , P v, P spt )=P spt X3,9 Kn
6.1.5 Kiểm tra thép cọc theo điều kiện vận chuyển cẩu lắp
Hình 1.1: Sơ đồ tính khi cẩu lắp
Hình 1.2: Sơ đồ tính khi vận chuyển
Trường hợp này cọc bị uốn, tải trọng lấy bằng trọng lượng bản thân cọc trên 1m chiều dài nhân với hệ số động lực 1,5 q = 1,5.0,25.0,25.25 = 2,34 (kN/m)
Ta thấy rằng mômen lớn nhất xuất hiện khi tiến hành cẩu lắp cọc Vậy lượng thép đặt trong cọc được tính toán để chịu mômen này:
Diện tích thép dọc của cọc:
R h 28000.0,984.0,23 Vậy cốt thép dọc chịu lực ta chọn 418 là thỏa mãn
6.1.6 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho đài cọc cột 2C(C4)
- Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra là: tt tt c
- Diện tích sơ bộ đáy đài là: tt o 2 sb tt
- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài xác định đến cốt đáy đài: tt tt sb o sb d tb
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
- Số lượng cọc sơ bộ là: tt sb c tt c
Số lượng cọc thực tế chọn là nc=4 (cọc)
Theo yêu cầu: khoảng cách giữa các mép cọc 3d
Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d = 0, 175m Chọn 0,2 m
Chọn đáy đài kích thước bxh = 1.4 x 1.4 m
Bố trí đài và cọc như hình vẽ sau:
Hình 14.1: Bố trí cọc trên đài cọc
6.1.7.Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên
=> Diện tích đế đài thực tế: Fđ = 1.96(m 2 )
- Trọng lượng tính toán thực của đài:
- Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài:
- Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm tiết diện của đế đài:
MX tt = M0X tt + Q0Y tt.hđ = 51.24 + 38,75.1 = 90 (kN.m)
My tt = M0y tt + Q0x tt.hđ = 0.39 + 1,06.1 = 1,45 (kN.m)
- Trọng lượng tính toán của cọc:
Số tt cọc x i (m) y i (m) P i tt (kN)
- Kiểm tra điều kiện lực truyền lên cọc: max 526 22, 34 548, 34(kN) 583,9( ) tt tt coc tt c c
• Kiểm tra điều kiện chống nhổ:
Ptt min > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ
Mặt khác: c tt ( max tt c ) tt c c
Vậy tận dụng được khả năng chịu tải của cọc, số lượng cọc đã chọn là hợp lý
6.1.8.Kiểm tra nền móng cọc theo TTGH II
Theo quan niệm, tải trọng của móng cọc được truyền rộng hơn nhờ ma sát giữa cọc và đất xung quanh, bắt đầu từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc α = φtb/4 Độ lún của nền móng cọc được tính dựa trên độ lún của nền móng khối quy ước, với công thức i i tb i φ = φ l l.
Chiều dài của đáy khối quy ước cạnh LM :
Bề rộng của đáy khối quy ước BM :
Chiều sâu của khối móng quy ước HM:
Xác định trọng lượng của khối móng qui ước:
+,Trọng lượng khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở lên có thể xác định theo công thức :
+ Trọng lượng khối quy ước trong phạm vi từ đế đài trở xuống:
+ Trọng lượng cọc trong phạm vi khối móng quy ước :
Trong đó : l2c= 13m: Chiều dài cọc nằm dưới đáy đài
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
= = Vậy tổng trọng lượng khối móng qui ước :
1 2 217,8 2417 81, 25 2716, 05( ) tc tc tc tc qu M M c
Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước:
Mômen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối móng quy ước:
MY tc = (MY tt + QX tt.(lc+hđ))/1,2 =( 51.24 + 38,75.(13+1)/1,2= 495 (kN.m)
MX tc= (MX tt + QY tt.(lc+hđ))/1,2 = (0.39 + 1,06.(13+1))/1,2 ,69(kN.m) Độ lệch tâm theo trục X:
= N = Độ lệch tâm theo trục Y:
= N = Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: max min
max p tc F4,62(kN/m 2 ) min p tc )5,92(KN/m 2 ) tc p tb 80,27(kN/m 2 )
+Cường độ tính toán của đất ở đáy khối móng quy ước:
Cát hạt trung II 8 ; A,B,D: phụ thuộc II ,
A = 2,11 ; B = 9,41; D = 10,8 m1 = 1,4 : do mũi cọc cắm vào cát hạt trung lẫn cuội sỏi m2 = 1 : Do công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng (nhà khung)
Ktc= 1 : các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất
: Trị tính toán thứ hai của trọng lượng riêng đất dưới đáy khối quy ước,
II’ : Trị tính toán thứ hai của trọng lượng riêng đất từ chân cọc trở lên n i i
13 h: chiều sâu tính từ đáy đài đến sàn tầng 1: h = L + h1
s: trọng lượng riêng bê tông đài s%kN/m 3
Thay vào công thức tính RM ta được:
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:
Để tính toán độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính, ta cần xem xét trường hợp đất nền từ chân cọc trở xuống có độ dày lớn Với đáy của khối quy ước có diện tích nhỏ, phương pháp cộng lún các lớp phân tố sẽ được áp dụng để thực hiện tính toán Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước cũng cần được xác định trong quá trình này.
M bt 2 z = H σ = i = 18, 2 x 2,3 2,1x18,3 2,1x16,7 6,5 17, 2 227,16(kN / m )h i + + + x Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước:
Móng được thiết kế dựa trên nguyên tắc chia nền đất thành các lớp phân tố đồng nhất với chiều dày tối đa là 0,825m, tương ứng với BM/4 (BM = 3,3m) Điều này giúp đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu tải của công trình.
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng quy ước thì ứng suất gây lún ở độ sâu zi : gl gl z K 0 z 0
+ Độ lún của lớp phân tố thứ i: gl gl gl gl zi zi-1 i zi zi-1 i i i i b.( + ).h ( + ).h
Chiều dày hi(m) Độ sâu z(m) 2z/b l/b k bt (kN/m 3 ) gl (kN/m 3 )
Tại lớp thứ 4 ta thấy 282,2 x0,2 V,44 > 55,7 nên tắt lún Độ lún của móng: S = 1,91cm < S gh = 10cm
* Kết luận: Thoả mãn điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn
6.1.9.Kiểm tra chiều cao đài a, Kiểm tra chọc thủng của cột đối với đài
Do tháp chọc thủng bao trùm lên các cọc nên không phải kiểm tra chọc thủng
→Vậy đài móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng của cột
6.1.10.Tính toán và cấu tạo thép đài
- Dùng bê tông B25 có Rb = 14,5 MPa
- Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 280 Mpa
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
- Lớp bêtông lót đáy đài dùng bêtông cấp độ bền B15 dày 100 (mm)
- Mô men tương ứng mặt ngàm I -I:
Momen tại mặt ngàm MI : MI-I = P.r2
P = (P4 +P1)x0.125=(526+524)x0.1251,25kN r2 : Khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc r2 = 0,125 m
+ Chiều cao làm việc: ho = 1000 - 200 = 800mm
+ Diện tích cốt thép để chịu mômen MI-I
Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu lực phương song song với cạnh ngắn:
Chiều dài một thanh thép dài:
Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là:
→Chọn 716 a 0mm, chiều dài của một thanh là: 1.4m
- Mô men tương ứng với mặt ngàm II - II:
MII-II = P.r1 r1 : Khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc r1 = 0,225 m
+ Chiều cao làm việc: ho = 1000 - 200 = 800mm
+ Diện tích cốt thép để chịu mômen MI-I
Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu lực phương song song với cạnh ngắn:
Chiều dài một thanh thép dài:
Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là:
→Chọn 716 a 0mm, chiều dài của một thanh là: 1.4m
Mô men tại mặt ngàm MII-II nhỏ hơn MI-I nên khi đặt thép, thép phương cạnh dài đặt trên , thép phương cạnh ngắn đặt dưới
6.2 TÍNH TOÁN MÓNG CỘT TRỤC 2-F (móng M2 )
6.2.1.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc
Tầng 1 C5 -1019 -0,05 14 25,66 0,16 Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra là
Diện tích sơ bộ đáy đài là: tt
1037 -1,1.25.3.2 p - n.γ h tb h=3.2: chiều sâu đặt đế đài kể từ cốt sàn tầng 1 n: hệ số vượt tải n = 1,1
tb%kN/m 3 : trọng lượng thể tích trung bình của đài ( do đài nằm trên mực nước ngầm nên tb%kN/m 3 )
- Trọng lượng sơ bộ của đài:
N d sb tt , =A sb tb h n tb =1,07 20 3.2 1,1 75,3( = kN);
- Lực dọc tính toán sơ bộ xác định đến cốt đế đài:
KHOA XÂY DỰNG KÍ TÚC XÁ A1 -HÀ NAM
N tt =N 0 tt +N d sb tt , 19 75,3 1094,3+ = kN;
- Số lượng cọc sơ bộ: tt c
→chọn số cọc là nc = 2 (cọc) bố trí cho móng
- Khoảng cách giữa các tim cọc 3d =0,75(m)
- Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d = 0,2 (m)
- Bố trí cọc như hình vẽ
6.2.2 Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên a, Xác định tải trọng tại đáy đài
Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:
Trọng lượng tính toán của đài:
N d tt =A tt tb h n tb =0,91 20 3, 2 1,1 64( = kN )
Lực dọc tính toán đến cốt đế đài là:
Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích các cọc tại mặt phẳng đế đài:
MX tt = M0X tt + Q0Y tt.hđ = 25,66 + 14.1 9,66 (kN.m)
My tt = M0y tt + Q0x tt.hđ = 0,16 + 0,05.1= 0,21 (kN.m) b, Xác định lực truyền lên các cọc
- Lực truyền xuống cọc được xác định theo công thức sau: ax ax ax ,min
Trong đó: nc = 2 là số lượng cọc trong móng
Xmax, Ymax: khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y, X xi, yi - khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục X, Y (xem sơ đồ bố trí cọc)
Pmin > 0 => Cọc không bị nhổ c, Kiểm tra điều kiện lực truyền lên cọc biên Điều kiện kiểm tra : P tt max + Pc