(Đồ án tốt nghiệp) tòa nhà thương mại gam

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Công trình sử dụng điện từ hai nguồn chính: lưới điện Thành Phố và máy phát điện riêng Toàn bộ đường dây điện được lắp đặt ngầm trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Đặc biệt, hệ thống này phải đảm bảo an toàn, không đi qua các khu vực ẩm ướt, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa khi cần thiết.

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD

Nguồn nước cấp được lựa chọn là nguồn nước chung cho toàn thành phố, được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng nước của người dân, đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn cho nguồn nước.

Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế để dẫn nước từ mái xuống dưới qua các ống nhựa, tập trung tại những điểm thu nước nhiều nhất, sau đó chảy vào rãnh thu nước quanh nhà và cuối cùng là hệ thống thoát nước chung của thành phố Đối với nước thải sinh hoạt, nước từ khu vệ sinh sẽ được dẫn đến bể tự hoại để xử lý trước khi vào hệ thống thoát nước chung Đường ống dẫn cần phải kín, không bị rò rỉ và đảm bảo độ dốc phù hợp để hiệu quả thoát nước được tối ưu.

Kết hợp ánh sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế nội thất, với các phòng được trang bị hệ thống cửa giúp tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài Sự kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo đảm bảo không gian luôn được chiếu sáng đầy đủ và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng.

Chiếu sáng nhân tạo: Được tạo ra từ hệ thống điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kết điện chiếu sáng trong công trình dân dụng.

Bốn mặt của công trình đều có bancol thông gió chiếu sáng cho các phòng Ngoài ra còn bố trí máy điều hòa ở các phòng.

Công trình BTCT được thiết kế với tường ngăn bằng gạch rỗng, có khả năng cách âm và cách nhiệt hiệu quả Mỗi tầng đều được lắp đặt biển chỉ dẫn về phòng và hướng dẫn phòng cháy chữa cháy Dọc hành lang, các hộp chống cháy được bố trí với bình khí CO2 để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được lắp đặt trên mái nhà, kết hợp với hệ thống dây nối đất bằng đồng, giúp giảm thiểu tối đa nguy cơ bị sét đánh.

Rác thải từ mỗi tầng được thu gom và đưa vào gen rác, sau đó chuyển xuống gian rác nằm ở tầng hầm Gian rác được thiết kế kín đáo và kỹ lưỡng nhằm ngăn ngừa mùi hôi và ô nhiễm môi trường, đồng thời có bộ phận giúp đưa rác ra ngoài một cách hiệu quả.

TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU

2.1.1 Nguyên tắc thiết kế cơ bản

Trong quá trình thiết kế, việc tạo ra sơ đồ kết cấu, xác định kích thước tiết diện và bố trí cốt thép là rất quan trọng để đảm bảo độ bền, độ ổn định và độ cứng không gian của toàn bộ công trình Đảm bảo khả năng chịu lực là yếu tố cần thiết không chỉ trong giai đoạn xây dựng mà còn trong suốt quá trình sử dụng công trình.

Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, cần đảm bảo tuân thủ các yêu cầu tính toán theo hai nhóm trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I) và trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II).

Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (THGH I): nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu :

 Không bị phá hoại do tải trọng và tác động.

 Không bị mất ổn định về hình dáng và vị trí.

 Không bị phá hoại về kết cấu bị mỏi.

 Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng của môi trường.

Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (THGH II): nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế :

 Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt.

 Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

2.2.1 Bê tông và cốt thép

Bảng 2.1 Vật liệu sử dụng công trình

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.2.2 Lớp bê tông bảo vệ

Bảng 2.2 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Đối với các loại kết cấu có cốt thép dọc chịu lực, bao gồm không ứng lực trước, ứng lực trước, và ứng lực trước kéo trên bệ, chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải lớn hơn hoặc bằng đường kính của cốt thép hoặc dây cáp, và không được nhỏ hơn mức quy định.

1 Trong bản và tường có chiều dày trên 100mm

2 Trong dầm và dầm sườn có chiều cao ≥ 250mm

5 Toàn khối khi có lớp bê tông lót

6 Toàn khối khi không có lớp bê tông lót

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép đai, cốt thép phân bố và cốt thép cấu tạo phải đảm bảo không nhỏ hơn đường kính của các cốt thép này, đồng thời không được nhỏ hơn các tiêu chuẩn quy định.

1 Khi chiều cao tiết diện cấu kiện nhỏ hơn 250mm

2 Khi chiều cao tiết diện cấu kiện từ 250mm trở lên

CHÚ THÍCH: giá trị trong ngoặc ( ) cho kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ướt.

(trích TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - điều 8.3).

2.3.1 Hệ kết cấu chịu lực chính

Căn cứ vào quy mô công trình (16 tầng nổi và 2 hầm),địa điểm xây dựng tại Quận 3 (tra cứu TCVN

9386:2012 và TCVN 2737-1995) công trình cấp II, loại địa hình C và áp lực gió W o = 83daN/m 2

Trong vùng gió IIA, sinh viên áp dụng giải pháp hệ khung - vách bằng bê tông cốt thép (BTCT) đổ toàn khối Hệ thống thang bộ và thang máy được thiết kế như lõi trung tâm, đảm bảo tính bền vững và chắc chắn cho công trình Giải pháp khung vách BTCT với dầm đổ toàn khối, bố trí dầm trên đầu cột và gác qua vách cứng mang lại sự ổn định cho cấu trúc.

2.3.2 Hệ kết cấu theo phương ngang

Sàn phẳng đổ toàn khối

Công trình có chiều dài nhịp lớn từ 8.0m đến 10.6m và cao 16 tầng Việc lựa chọn phương án dầm sàn bê tông cốt thép truyền thống sẽ hạn chế không gian so với sàn sườn đổ toàn khối.

Cấu tạo kết cấu sàn tương tự như sàn phẳng nhưng giữa các đầu cột có thể bố trí thêm hệ dầm, làm tăng ổn định cho sàn

2.3.3 Hệ kết cấu theo phương đứng

Cột và vách cứng đóng vai trò là kết cấu chịu lực chính trong công trình Do đó, việc lựa chọn phương án cột và kích thước phù hợp là yếu tố quyết định đến khả năng chịu lực của toàn bộ kết cấu.

Phương án chọn cột,vách bê tông cốt thép

SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KẾT CẤU

Ưu điểm: được sử dụng phổ biến,thi công đơn giản

2.4 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KẾT CẤU

Vậy chọn kích thước: Dầm tầng điển hình b d = 300mm, h d = 600mm.

Dầm tầng hầm b d = 500mm, h d = 700mm.

Chọn chiều dày của sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng Có thể chọn chiều dày bản sàn xác định sơ bộ theo công thức : h s = mD

 D = 0,8 ÷ 1, 4 phụ thuộc vào tải trọng

 Với ô bản liên kết bốn cạnh, chịu uốn 2 phương m = 40 ÷45

 L n là nhịp theo phương cạnh ngắn

Chọn chiều dày sàn tầng điển hình và sàn tầng hầm: hs 0(mm)

Kích thước tiết diện cột được xác định trong giai đoạn thiết kế cơ sở, thường dựa vào kinh nghiệm thiết kế và các kết cấu tương tự Ngoài ra, có thể thực hiện tính toán sơ bộ dựa trên lực nén để đưa ra lựa chọn phù hợp.

N được xác định một cách gần đúng Diện tích tiết diện cột là A:

Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông.(17MPa-B30)

N: lực nén, được tính gần đúng như sau N = ms.q.Fs

Diện tích mặt sàn (Fs) truyền tải trọng lên cột được xác định bởi số sàn (ms) phía trên Tải trọng tương đương (q) tính trên mỗi mét vuông mặt sàn bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời, cùng với trọng lượng của tường, dầm, cột, được phân bố đều trên sàn Đối với nhà có bề dày sàn từ 15 đến 20 cm, với tường, dầm, cột có kích thước trung bình hoặc lớn, giá trị q dao động từ 15 đến 18 kN/m2 Hệ số k được sử dụng để xem xét ảnh hưởng của các yếu tố khác như momen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột.

Kích thước tiết diện cột được chọn sơ bộ trong bảng sau:

Bảng 2.3 Sơ bộ kích thước cột

 Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa:

Sân thượngTầng 16Tầng 15Tầng 14Tầng 13Tầng 12Tầng 11Tầng 10Tầng 9Tầng 8Tầng 7

 Bảng sơ bộ tiết diện cột biên:

Sân thượngTầng 16Tầng 15Tầng 14Tầng 13Tầng 12Tầng 11Tầng 10Tầng 9Tầng 8Tầng 7Tầng 6Tầng 5

Tầng 4 Tầng 3 Tầng 2 Tầng 1 Tầng trệt

 Bảng sơ bội tiết diện cột góc:

Sân thượngTầng 16Tầng 15Tầng 14Tầng 13Tầng 12Tầng 11Tầng 10Tầng 9Tầng 8Tầng 7Tầng 6Tầng 5Tầng 4Tầng 3Tầng 2Tầng 1Tầng trệt

Chiều dày vách của lõi cứng được xác định dựa trên chiều cao và số tầng của tòa nhà, đồng thời phải tuân thủ các quy định tại điều 3.4.1 - TCXD 198:1997.

Chiều dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng.

Vách cứng có chiều cao từ móng đến mái, đảm bảo độ cứng đồng nhất trên toàn bộ chiều cao của lõi Do đó, chiều dày của vách cứng sẽ không thay đổi suốt chiều cao của ngôi nhà.

Xác định sơ bộ bề rộng của vách

Chọn sơ bộ chiều dày vách của lõi cứng là 300mm (thỏa các điều kiện trên).

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1.PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Hình 3.1.Mô hình sàn SAFE

 Phương án kết cấu được trình bày ở mục 2.3.

3.2.THÔNG SỐ VẬT LIỆU VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

 Vật liệu sử dụng được trình bày ở mục 2.2.

 Kích thước sơ bộ được trình bày ở mục 2.4.

Phân tích biểu đồ màu:

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD Chia dãy trip

Hình 3.4.Dãy strip theo phương X

Hình 3.5.Dãy strip theo phương Y

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD Kết quả nội lực:

3.4.1 Lý thuyết tính toán Điều kiện kiểm tra chọc thủng cho sàn là

F cot : là lực nén thủng do cột cot  1

:là hệ số,lấy đối với: bê tông nặng là 1.0, bê tông hạt nhỏ là 0.85, bê tông nhẹ là 0.8 q: là tải trọng tính toán q = g + p = 25 × 0, 2 × 1,1 + 3 × 1, 2 = 9,1(kN / m 2 )

R bt : cường độ chịu kéo tính toán của bêtông; R bt =1.2 MPa. u m là chu vi trung bình của mặt đâm thủng: um = 2 ( 2h 0 + b c + h c

) h 0 là chiều dày hữu ích của bản sàn tại đầu cột.

3.4.2 Vị trí tại cột giữa (C3 80x90)

Hình 3.8.Tháp chọc thủng cột tại vị trí giữa um = 2× ( 2× 0,18 + 0,9 + 0,8) = 4,12m cot C3 

Vế phải của bất phương trình (1) là: α R bt u m h = 1 × 1, 2 × 10 3 × 4,12 × 0,18 = 889, 92 kN > F C2 = 727, 468 kN Vậy sàn không bị chọc thủng.

3.4.3 Vị trí tại cột biên (C2 70x70)

Hình 3.9.Tháp chọc thủng cột tại vị trí biên um = 2× ( 2× 0,18 + 0,7 + 0,7) = 3,52 m

Vế phải của bất phương trình (1) là: α R bt u m h = 1 × 1, 2 × 10 3 × 3, 52 × 0,18 = 760, 32 kN > F cot C2 = 361, 50 kN Vậy sàn không bị chọc thủng.

3.4.4 Vị trí tại góc vách W1

Hình 3.10.Tháp chọc thủng vách tại vị trí góc um = 2 × ( 2 × 0,18 + 0, 3 + 3, 0 ) = 7, 32m

Vế phải của bất phương trình (1) là: α R bt u m h = 1 × 1, 2 × 10 3 × 7, 32 × 0,18 = 1581,12 kN > F W1 = 170, 38 kN

Vậy sàn không bị chọc thủng.

3.5.KIỂM TRA ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI

Kết quả từ phân tích mô hình Safe ta tìm được chuyển vị lớn nhất của ô sàn là -27,58 (mm) tại vị trí có toạ độ ( 63,140,0 )

Theo tiêu chuẩn 5574-2012, độ võng cho phép của sàn [f] = L/250 với ( L > 7.5 m )

Nhận xét: f max = 27,58 mm < [ f ] = L/250 = 8000/250 = 32 ( mm ) với L là chiều dài nhịp

Hình 3.11.Độ võng đàn hồi của sàn

3.6.TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: a = 20 mm, bề dày sàn: h = 200 mm

Chiều cao tính toán của sàn: h 0 = 200 − 20 0mm

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kết quả tính toán lực thép sàn theo phương X Ô sàn STRIP Vị trí

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết quả tính toán lực thép sàn theo phương Y Ô sàn STRIP Vị trí

3.7.KIỂM TRA ĐỘ VÕNG DÀI HẠN Độ võng dài hạn của sàn: f = f 1 − f 2 + f 3

 f 1 : độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

 f 2 : độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

 f3 : độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

Theo TCVN 5574-2012, trong mục 4.2.11, chú thích 2 quy định rằng khi chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời, độ võng của dầm hoặc bản không được vượt quá 1/150 nhịp Cụ thể, với f = f1 − f2 + f3 = 2.78 cm, giá trị này nhỏ hơn [f] = L / 150 = 8000 / 150 = 53.33 mm.

Hình 3.12.Độ võng dài hạn của sàn

3.8.KIỂM TRA NỨT THEO TCVN 5574-2012

3.8.1 Kiểm tra khả năng xảy ra khe nứt

Giá trị moment gây ra tại ô sàn có thể có vết nứt: Mu,14 kN.m

- Moment chống nứt của tiết diện đang xét

- Trong đó Momen kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có xét đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo:

W pl =2 ( I ' bo + αI so + αI so ' ) + S bo h − x

- Tỷ số mô đun đàn hồi thép,mô đun đàn hồi bêtông

- Diện tích cốt thép bố trí trong vùng chịu kéo α '  ' =1− 1−2×α' = 0.16

- Diện tích tiết diện ngang quy đổi khi coi vật liệu đàn hồi

- Chiều cao tương đối của vùng chịu nén x= bh 2 + 2αA s h

- Moment quán tính đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu nénred

- Moment tĩnh đối với trục trung hòa của tiết diện vùng bê tông chịu kéo

- Moment quán tính đối với trục trung hòa của diện tích cốt thép chịu lực

Mcr =R bt.ser Wpl = 1.8 × 25.04 × 10 6 = 45.07 kN.m

Kết luận M cr = 45, 07 kN.m < M = 65, 33 kN.m

Vậy bê tông tại vùng chịu kéo của tiết diện có khe nứt hình thành

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012, sàn được phân loại với cấp chống nứt 3 và bề rộng khe nứt tối đa cho phép là 0.3 mm.

- Sàn được tính theo cấu kiện chịu uốn Vết nứt được tính theo sự hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện.

- Theo TCVN 5574-2012 bề rộng khe nứt được xác định theo công thức: a = δϕ η σ s

 : Hệ số lấy đối với:

+ Cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm: 1.0

Cấu kiện chịu kéo có hệ số 1.2 1 ϕ 1 = 1, áp dụng cho tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên cùng tải trọng tạm thời dài hạn Hệ số η được xác định như sau:

+ Với cốt thép thanh có gờ: 1.0

+ Với thanh thép tròn trơn: 1.3 + Với cốt thép sợi có gờ hoặc cáp: 1.2

+ Với cốt thép trơn: 1.4 ϕ: đường kính cốt thép (mm)

 s: Ứng suất trong các thanh cốt thép chịu kéo lớp ngoài cùng tính theo công thức: σ = M

M: Momen tiêu chuẩn tác dụng lên thành hồ trong 1m chiều rộng

Diện tích cốt thép z được xác định là khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt của hợp lực trong vùng chịu nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt, và được tính bằng h.

GVHD Lê Trung Kiên đã trình bày đồ án tốt nghiệp KTXD với công thức h’ f = 2a’ hoặc h’ f = 0 Công thức này áp dụng cho cấu kiện có tiết diện chữ nhật hoặc chữ T, trong đó cốt thép S’ có vai trò quan trọng trong vùng chịu kéo.

Chiều cao vùng chịu nén tương đối của bê tông được tính như sau: ξ β +

Trong công thức, số hạng thứ 2 sẽ được lấy dấu “+” khi có lực nén trước và dấu “-” khi có lực kéo trước Tuy nhiên, vì tính toán cho cấu kiện chịu uốn, số hạng thứ 2 này sẽ bằng 0.

 : Hệ số lấy như sau:

 Đối với bê tông nặng và bê tông nhẹ: 1.8

 Đối với bê tông hạt nhỏ: 1.6

 Đối với bê tông rỗng và bê tông tồ ong: 1.4 δ ' =

Độ lệch tâm của lực Ntot so với trọng tâm của tiết diện cốt thép S được biểu thị bằng es,tot, tương ứng với moment M Trong trường hợp cấu kiện chịu uốn, giá trị es,tot được xác định là 0.

 f : Được xác định theo công thức: ϕf Trong đó: h ' f = 0

: Diện tích cốt thép căng trước (A s ' = 0) b ' f : Phần chiều cao chịu nén của cánh tiết diện chữ I, T (b ' f = 0)

Hệ số đặc trưng trạng thái đàn hồi-dẻo của bê tông trong vùng chịu nén bị ảnh hưởng bởi độ ẩm môi trường và các đặc tính của tải trọng trong thời gian dài.

Khi tác dụng ngắn hạn của tải trọng: Đối với mọi loại bê tông ν = 0.45 h 0 (mm) δ

Ta có σcr = 0.24(mm) < [ σ cr ]= 0.3(mm) ⇒

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Cầu thang bộ đóng vai trò là phương tiện giao thông thứ hai trong các công trình xây dựng Không chỉ là một yếu tố chức năng, cầu thang còn mang lại giá trị nghệ thuật kiến trúc, góp phần nâng cao tính thẩm mỹ cho toàn bộ công trình.

- Cầu thang tầng điển hình của công trình là dạng cầu thang bản 2 vế.

- Theo sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 3- Võ Bá Tầm ta chọn:

+ Chiều cao và chiều rộng: h b = 175 mm; l b = 300 mm

+ Góc nghiêng cầu thang: tg α = h b = 175

- Tổng số bậc thang là 20 bậc, chiều dày bản thang chọn h b 0 mm

- Kích thước dầm thang (dầm chiếu tới) sơ bộ: h dt

Chọn kích thước dầm thang bxh = 200x400 (mm)

Hình 4.1.Mặt bằng kiến trúc cầu thang

Hình 4.2.Mặt bằng kết cấu cầu thang

Hình 4.3.Mặt cắt đứng cầu thang

Bảng 4.1 Giá trị tĩnh tải hoàn thiện bản chiếu nghỉ

4.2.1.2 Bản thang (phần bản nghiêng)

- Đối với lớp đá hoa cương và lớp vữa xi măng:

- Đối với bậc thang gạch: h δ td

Trong đó: l b , h b lần lượt là chiều rộng và chiều cao bậc thang

là độ dốc cầu thang δ i là chiều dày lớp cấu tạo

NGUYỄN THANH BÌNH - 15149003 Page | 36 GVHD LÊ TRUNG KIÊN

Bảng 4.2 Giá trị tỉnh tải hoàn thiện bản thang

Tải trọng tác dụng lên bản thang g’ 2 có phương thẳng góc với trục của bản nghiêng

 Tải trọng tác dụng theo phương đứng là: q tc 2 q tt 2

- Hoạt tải tiêu chuẩn: ptc = 3.00 kN / m 2

- Hoạt tải tính toán: ptt = n × ptc = 1.2× 3.00 = 3.60 kN / m 2

Theo Bảng 4 Mục 4.2.11 TCVN 5574-2012 độ võng của bản thang được kiểm tra theo điều kiện: f < fgh

Với nhịp bản thang: L = 4, 95m < 5m → f gh = 200L

Ta có độ võng của bản thang từ phần mềm SAP 2000:

Hình 4.1.Độ võng thang ở bản nghiêng

- Ta xem cầu thang như một dầm đơn giản, cắt một dải rộng 1m dọc theo bản cần thang b x h = 1.x 0.15 m 2

- Thiết lập mô hình bằng phần mềm SAP 2000, ta chọn sơ đồ tính có 2 đầu ngàm

Hình 4.4.Sơ đồ tính bản thang

Hình 4.5.Mô hình cầu thang SAP 2000 4.4.2 Xác định nội lực

Hình 4.6.Biểu đồ moment bản thang

Hình 4.7.Biểu đồ lực cắt bản thang 4.5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP BẢN THANG

- Bản thang chịu lực dọc theo 1 phương, tính toán cốt thép cho dải bản 1m như cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn.

- Chọn moment ở nhịp gối và nhịp lớn nhất tính và bố trí cho cả bản thang

 Bê tông cấp độ bền B30: R b = 17MPa; R bt = 1.2MPa

 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: γ b =1

Bảng 4.3 Bảng tính cốt thép bản thang

4.5.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt cho bản thang

Kết quả phân tích nội lực cho thấy lực cắt lớn nhất trong bản thang đạt giá trị Q = 17.93 kN Sinh viên đã sử dụng giá trị này để kiểm tra khả năng chịu cắt của bản thang.

- Bê tông không bị phá hoại do ứng suất nén chính :

- Khả năng chịu cắt của bêtông :

Q bbt = 0,6γ b R bt bh 0 = 0,6 × 0.9 × 1.2 × 1000 × 1 × 0.135 = 87.48 kN >17.93kN

Vậy bản thang đủ khả năng chịu cắt

4.6 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM THANG ( DẦM CHIẾU TỚI)

Chọn dầm chiếu tới có kích thước b × h = 200 × 400 (mm)

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới bao gồm: lực do 2 bản thang truyền vào:

Hình 4.8.Biểu đồ phản lực gối tựa của bản thang

Tải trọng bản thân dầm chiếu tới: q bt = hbγ b n = (0.4 − 0.15) × 0.2 × 25× 1.1 = 1.1kN / m

Vậy tải trọng tác dụng vào dầm thang gồm q bt và phản lực q = R 1 + q bt = 45.41 + 1.1 = 46.51kN / m

4.6.2 Sơ đồ tính và nội lực dầm thang

Hình 4.9.Sơ đồ tính dầm chiếu tới

Hình 4.10.Biểu đồ moment dầm chiếu tới

Hình 4.11.Biểu đồ lực cắt dầm chiếu tới 4.6.3 Tính toán cốt thép dầm chiếu tới

 Bê tông cấp độ bền B30: R b = 17MPa; R bt = 1.2MPa

 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: γ b =1

Bảng 4.4 Bảng tính cốt thép dầm chiếu tới

Chọn cốt thép làm cốt đai: d sw = 8,số nhánh n = 2,R sw = 175 MPa,chọn khoảng cách các cốt đai s = 150mm q sw = R sw × n × A s w = 175 × 2 × 50.26

150 = 117.27 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông

Qwb = 8 × (1 + ϕn + ϕf ) γ b Rbt bh0 2 qsw = 148.55 > Qmax = 79.07 kN

(Tiết diện chữ nhật ϕ n = 0 ,cấu kiện không có lực dọc ϕ f = 0 )

Kiểm tra khả năng chống nén vỡ bê tông: ϕb ϕ =1+5Es nA w1 E

Vậy cốt đai đã đủ khả năng chịu cắt.

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KHUNG 5.1 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Hình 5.1.Mô hình khung ETABS

 Phương án kết cấu được trình bày ở mục 2.3.

5.2 THÔNG SỐ VẬT LIỆU VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

 Kích thước sơ bộ được trình bày ở mục 2.4.

Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên)

Là tải trọng tác dụng không đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình.

 Khối lượng bản thân các thành phần nhà và công trình, gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che.

 Khối lượng và áp lực của đất do lấp hoặc đắp.

Bảng 5.1 Tải trọng sàn tầng điển hình

Bảng 5.2 Tải trọng sàn mái,sàn vệ sinh

Quy tải trọng phần tường 200 về tải trọng sàn điển hình:

 Tổng chiều dài tường 200 trên 1 ô sàn tầng điển hình: L 200 = 27 m

 Tổng trọng lượng tường 200 trên 1 ô sàn tầng điển hình:

 Tổng diện tính sàn tầng: Ssàn=9 x 10 = 90(m 2 )

Tải trọng tường quy về phân bố đều lên sàn: q tc t q tt t = q tc t × 1.2 = 3.13× 1.2 = 3.76 kN / m 2

Quy tải trọng phần tường 100 về tải trọng sàn tầng điển hình:

 Tổng chiều dài tường 100 trên 1 ô sàn tầng điển hình: L 100 = 21.2m

 Tổng trọng lượng tường 100 trên 1 ô sàn tầng điển hình:

 Tải trọng tường quy về phân bố đều lên sàn: q tc t q tt t = q tc t × 1.2 = 1.22 × 1.2 = 1.44 kN / m 2

Hoạt tải (tải trọng tạm thời)

Tải trọng tạm thời là các tải trọng có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng.

Tải trọng tạm thời được chia làm hai loại: tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn.

Giá trị của hoạt tải được xác định dựa trên chức năng sử dụng của từng loại phòng Hệ số độ tin cậy n cho tải trọng phân bố đều được tra cứu theo bảng 3 trong TCVN 2737 - 1995.

Hệ số Mass Source: 100%TT,50%HT

Sử dụng phần mềm Etabs khảo sát với 12 mode dao động của công trình

Bảng 5.5 Khối lượng, tọa độ tâm khối lượng và tâm cứng từng tầng

Bảng 5.6 Kết quả mode dao động gió

Thành phần tĩnh tiêu chuẩn của gió được xác định theo công thức:

 W 0 : áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng trong TCVN 2739:1995 Công trình xây dựng tại vị trí TP.HCM nên thuộc phân vùng IIA (W 0 =0.83 kN/m2)

 c: hệ số khí động lấy theo Bảng 6 TCVN 2739-1995 c = 0.8 đối với mặt đón gió c = 0.6 đối với mặt khuất gió

 k(zj): hệ số kể đến sự thay đổi gió theo độ cao, giá trị k(zj) phụ thuộc vào dạng địa hình k ( zj) =1.844

Thành phần tĩnh tính toán của gió được xác định theo công thức

WT tt = β× n × Wj tc × h × L Trong đó:

 n=1.2 hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió

 β=1.2 hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian 50 năm theo bảng 12 TCVN

 h là chiều cao diện tích đón gió

 L là bề rộng đón gió

Bảng 5.7 Thành phần gió tĩnh tác động công trình theo phương X và phương Y

Chiều cao công trình h = 67.0(m) cao hơn 40(m) nên kể đến thành phần động của tải trọng gió.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Lý thuyết tính toán

Cột cấu kiện được phân thành hai loại chính: cột chịu nén đúng tâm và cột chịu nén lệch tâm Trong đó, nén lệch tâm xiên là trường hợp phổ biến trong kết cấu công trình, thường xảy ra khi có lực tác động không đồng tâm lên cột.

Lực dọc N không nằm trong mặt phẳng đối xứng nào.

Hoặc khi lực dọc N tác dụng đúng tâm, kết hợp với momen M mà mặt phẳng tác dụng của nó không trùng với mặt phẳng đối xứng nào.

Khi thiết kế thường sử dụng 1 trong 3 phương pháp sau:

 Thứ nhất, là tính riêng cho từng trường hợp lệch tâm phẳng và bố trí thép cho mỗi phương.

Phương pháp tính gần đúng này chuyển đổi bài toán lệch tâm xiên thành bài toán lệch tâm phẳng tương đương, đồng thời bố trí đều theo chu vi cột.

 Thứ ba, dùng phương pháp biểu đồ tương tác.

Trong 3 phương pháp trên thì 2 phương pháp đầu là phương pháp tính gần đúng Còn phương pháp thứ 3 là phương pháp phản ánh đúng thực tế khả năng chịu lực của cấu kiện.Trong đồ án, sinh viên chọn phương án 2 để tính toán cốt thép dọc trong cột.

Nội lực cột nén lệch tâm xiên

Các thành phần nội lực cần kiểm tra của cột nén lệch tâm xiên gồm:

Lực dọc N (kéo hoặc nén); Lực cắt Qx, Qy; Momen Mx, My.

Cột được thiết kế với thép đối xứng, vì vậy không cần xem xét dấu của mô men và lực cắt Cốt thép dọc được bố trí liên tục dọc theo chiều dài cột, do đó việc xác định vị trí lấy nội lực không quá quan trọng Để tính toán lượng thép cần thiết cho cột, cần xác định các bộ ba nội lực nguy hiểm.

Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng; (1)

Có M x lớn nhất và N, M y tương ứng; (2)

Có M y lớn nhất và N, M x tương ứng; (3)

Có độ lệch tâm e lx = M x hoặc e ly = M y

Trong 5 trường hợp trên thì 3 trường hợp đầu có thể dễ dàng tìm được, trường hợp (4), (5) là khó xác định được Do đó để đơn giản có thể tính toán cho 3 trường hợp đầu.

Lực cắt thường không quyết định đến khả năng chịu lực của cột, do đó, bộ nội lực với lực cắt lớn nhất được sử dụng để kiểm tra khả năng chịu cắt của cột.

Tính toán cốt thép dọc

Cốt thép dọc cho cột nén lệch tâm xiên được xác định theo phương pháp gần đúng trong mục 5.6 “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS Nguyễn Đình Cống Phương pháp này chuyển đổi tình huống nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương, từ đó tính toán lượng cốt thép cần thiết.

Xét tiết diện có cạnh C x ,C y Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng 0.5 ≤ C x

2 C ≤ y cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (cạnh b là cạnh vuông góc với cạnh uốn).

Quy trình tính toán như sau:

 Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên 0.5 ≤ C x

 Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương.

Chiều dài tính toán: lox = ψ x l;loy = ψyl ,đối với nhà cao tầng lấy ψ x Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e ax Độ mảnh theo 2 phương: λx

 Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

 Nếu λ x ≤ 28 → η x = 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc).

Ncr là lực dọc tới hạn, được tính theo TCVN với nhiều yếu tố ảnh hưởng, tuy nhiên việc tính toán khá phức tạp Trong đồ án, sinh viên sẽ áp dụng công thức thực nghiệm do GS Nguyễn Đình Cống đề xuất để tính giá trị Ncr.

Trong đó: θ – hệ số xét đến độ lệch tâm

1.5eox + Cx x12 Theo phương Y : Tương tự như phương X

Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y

 Tính toán diện tích thép

Tính toán tương tự bài toán lệch tâm phẳng đặt thép đối xứng.

Xác định độ lệch tâm từ phân tích tĩnh học kết cấu e 1

Xác định sơ bộ chiều cao vùng nén x 1 theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x = N

1 R b b Xác định hệ số chuyển đổi m 0 :

Xác định momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):

M = M 1 + m 0 M 2 hb Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên tương đương: e 1 =

MN Xác định độ lệch tâm e 0 , độ lệch tâm tính toán e

Với kết cấu siêu tĩnh: e 0 = max(e a ,e 1 ) Độ lệch tâm tính toán: e = e 0 + h

 Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp

≤ 0.3 → Nén lệch tâm rất bé ,tính toán gần như nén đúng tâm h

Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: γe Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: ϕ e = ϕ + ( 1 − ϕ ) ε

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc γ e N

> 0.3 và x 1 > ξ R h 0 → nén lệch tâm bé h0

Xác định lại chiều cao vùng nén x theo công thức sau:

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc

Hệ số k xét đến việc tính toán cốt thép toàn bộ Lấy k = 0.4

> 0.3 và x 1 ≤ ξ R h 0 → nén lệch tâm lớn h0

Diện tích toàn bộ cốt thép dọc

Kiểm tra hàm lượng thép trong cột

Theo độ mảnh cột thông thường: Độ mảnh λ b ≤ 5

Nhưng khụng vượt quỏ à max = 3.0%

Cốt thép được đặt theo chu vi trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ theo cạnh h.

Tính toán cốt thép đai

Trong thực hành tính toán, thép đai cột thường không được tính toán dựa trên lực cắt trong cột do giá trị này thường rất nhỏ so với yêu cầu bố trí đai theo cấu tạo Thay vào đó, việc bố trí thép đai thường dựa vào tỷ lệ giữa đường kính thép dọc, hàm lượng thép, kích thước cột và các yêu cầu kháng chấn khi có thiết kế động đất.

Cốt đai trong cấu kiện nén lệch tâm trình tự tính toán giống như đối với dầm, cần thêm vào thành phần ϕ n ở các công thức tính khoảng cách đai:

Trong đó ϕ n - hệ số xét ảnh hưởng của nén lực dọc N ϕn = 0.1

Theo TCVN 198:1999 Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối Đường kính cốt thép đai: d d khung với mật độ như vùng nút.

Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l 1 :

 Khoảng cách cốt đai trong vùng này: s ≤ { 6d thep doc ,

100mm} Tại các vùng còn lại s ≤ { b c ,12d thep doc }

Trong các nút khung phải dùng đai kín cho cả dầm và cột với khoảng cách không vượt quá 200

Tính toán cột cụ thể

Kích thước cột C22 tại vị trí tầng 14 sau khi điều chỉnh tiết diện theo nội lực tính toán:

Ta chọn tổ hợp nội lực có lực dọc (N) lớn nhất của cột C22 tại tầng 14 xuất từ excel để tính toán:

Ta chọn tổ hợp lực tại vị trí đầu tiên để tính toán ví dụ cho cột C17.

- Kiểm tra điều kiện tính toán gần đúng cột lệch tâm xiên 0.5 ≤ C X

Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương Chiều dày tính toán l ox = loy = ψx l 0.7 × 5 = 3.5m Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

69 × 1000 = 10.76mm Độ lêch tâm tính toán: e ox = max(e ax , e1x ) = 20mm e oy = max(e ay , e1y ) = 20mm Độ mảnh theo 2 phương:

- Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:

Theo phương X: λ x = 20.25 < 28 → η = 1 (bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc)

Theo phương Y: λy = 20.25 < 28 → η = 1 (bỏ qua anh hưởng của uốn dọc)

- Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang lệch tâm phẳng tương đương theo phương X hoặc phương Y:

- Độ lệch tâm tính toán: e1 = M

N = 2819.69 55.784 × 1000 78mm ea = eax + 0.2e ay = 20 + 0.2 × 20 = 24mm eo = max(e1 , e a ) = 24mm e = eo + h

Tính toán cốt thép cột theo các trường hợp: ε e o h o

- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: γ - Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc: γN

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tính toán: à =0.4% 0 ⇒ Vùng biên chịu nén ⇒ Cột chịu nén đúng tâm

Thép vùng biên As bien = max ( A s , A sc )

B4:Tính diện tích cốt thép cho vùng bụng

B5:Tính thép đai cho vách

Quá trình tính toán cốt thép chịu cắt tương tự như đối với kết cấu dầm thông thương Công thức kiểm tra như sau:

 Q w – lực cắt của cấu kiện

 Qwb - khả năng chịu cắt riêng của bê tông

 Q sw - khả năng chịu cắt riêng của cốt thép đai

Khoảng cách cốt đai theo tính toán: s

Khoản cách cốt đai lớn nhất để đảm bảo điều kiện không có khe nứt nghiêng chỉ có bê tông: s

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:

Tuy nhiờn, lực cắt của vỏch quỏ nhỏ nờn cốt thộp ngang chọn cấu tạo ỉ10 a100 cho vựng gần gối tựa và ỉ10 a 200 cho vựng cũn lại.

Kiểm tra hàm lượng cốt thộp trong khoảng 1% đến 4% Nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và tính toán lại từ bước 1 Chiều dài tối đa của vùng biên B là L/2; nếu vượt quá giá trị này, cần tăng bề dày tường.

5.6.2.2 Tính toán chi tiết vách

Bảng 5.27 Nội lực tính toán vách P58

Bước 2: Xác định lực kéo nén trong vùng biên

B3:Tính diện tích cốt thép cho vùng biên

Kiểm tra hàm lượng à Đường kớnh cốt ngang: chọn ỉ10

Bố trí đều hết cốt đai với khoảng s = 200 mm vùng giữa vách.

Bố trí đều hết cốt đai với khoảng s = 100 mm vùng biên vách.

5.5.3 Tính toán cốt thép vách lõi thang máy bằng phương pháp ứng suất đàn hồi

Phương pháp này phân chia vách thành các phần tử nhỏ để chịu lực kéo hoặc nén tại tâm, giả định rằng ứng suất phân bố đồng đều trong mỗi phần tử Từ đó, tiến hành tính toán cốt thép cho từng phần tử một cách chính xác.

Thực chất là coi vách như những cột nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm.

B1: Xác định trục chính và momen quán tính chính trung tâm

B2: Chia vách thành những phần tử nhỏ.

B3: Tính ứng suất tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N và momen trong mặt phẳng

B4: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén.

B5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép.Nếu A sc < 0 (đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo ) nếu

A s > 0 (đặt cốt thép chịu kéo theo cấu tạo)

B6:Tính thép đai cho vách

Tính ứng suất cắt tại phần tử thứ i

Từ lực cắt của cấu kiện tính cốt đai cho vách lõi thang.

Vách lõi thang đối xứng khiến cho các phần tử từ 1 đến 12 có sự tương đồng với các phần tử từ 13 đến 24 Do đó, chỉ cần tính toán lượng thép cho một bên, bên còn lại sẽ được xác định dựa trên tính đối xứng.

5.5.4 Kết quả tính vách phẳng và vách lõi

Bảng thép vách lõi (được trình bày đầy đủ ở Phụ lục GAM CHƯƠNG 2, mục 2.3)

Bảng 5.28 Bảng tính cốt thép dọc vách

Bảng 5.29 Bảng tính cốt thép dọc phần tử 1 vách lõi thang MTM-1

Bảng 5.30 Bảng tính cốt thép dọc phần tử 2 vách lõi thang MTM-1

Bảng 5.31 Bảng tính cốt thép đai phần tử 1 vách lõi thang MTM-1

Bảng 5.32 Bảng tính cốt thép đai phần tử 2 vách lõi thang MTM-1

THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG

SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

Bảng 6.1 Bảng thống kê địa chất

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD Đất sét, màu nâu vàng - xám trắng - xám xanh - nâu đỏ trạng thái cứng Tiêu chuẩn

4 80 Đất cát trung màu nâu vàng - xám trắng - xám xanh,trạng thái chặt

Tên lớp Bề dày cao độ lớp đất đáy lớp

Hình 6.1.Hình trụ hố khoan

THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI

6.2 THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI

6.2.1 Thông số cọc khoan nhồi

Chọn đường kính cọc và chiều sâu mũi cọc phù hợp với điều kiện địa chất và tải trọng công trình là rất quan trọng Trong đồ án, sinh viên đã quyết định sử dụng đường kính cọc là 800 mm và lớp bê tông bảo vệ là 50 mm.

Cốt thộp sơ bộ trong cọc: cốt dọc 16ỉ20 (cú A s = 5026, 55 mm 2 ) cốt đai ỉ10 a200

Chọn chiều dài cọc L = 41 m (đổ toàn khối), mũi cọc cho móng được cắm sâu vào lớp đất cát mịn trạng thái chặt (lớp 2)

Cọc được ngàm vào đài 1 đoạn > 30d = 0.8m và phần đầu cọc chưa bị phá vỡ bê tông 1 đoạn 0.2mm.

Chiều dài cọc làm việc (tính từ đáy đài đến mũi cọc) là: 41 − 0,8 = 40, 2 m

Chọn chiều cao đài: h đài = 2m, đáy đài nằm ở độ sâu 7,5m so với mặt đất tự nhiên.

Cao độ đầu cọc (làm việc): -7,5m

6.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi

6.2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

R( VL ) = ϕ.(γcb γcb ' Rb Ab + Rs As ) Trong đó :

 γ cb = 0, 85- Kể đến việc đổ bê tông trong không gian chật hẹp của hố và ống vách;

 γ ' cb = 0, 7 - Kể đến việc khoan và đổ bê tông vào lòng hố khoan dưới dung dịch khoan hoặc dưới nước chịu áp lực dư;

 R b - Cường độ chịu nén của bê tông B 25 → R b = 14, 5Mpa ;

 A b - Diện tích tiết diện cọc, Ab = π

 A s - Diện tớch tiết diện ngang cốt thộp,chọn 16ỉ20 → As = 5, 03.10 −3 (m 2 )

 R s - Cường độ chịu nén cốt thép,cốt thép AII → R s = 280 Mpa

Theo điều 7.1.8 TCVN 10304 – 2014, hệ số uốn dọc ϕ cho phép xem xét cọc như một thanh ngàm cứng trong đất khi tính toán theo cường độ vật liệu Khoảng cách từ tiết diện cọc đến đáy đài được xác định bằng công thức l1.

 l 0 - Chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền Ở đây là cọc đài thấp nên l 0 = 0 kb

 ε = 5 γ c EI p - là hệ số biến dạng ( theo phụ lục A TCVN 10304 – 2014 )

 k - Hệ số tỷ lệ kN/m 4 được lấy phụ thuộc loại đất bao quanh cọc (bảng A.1 TCVN 10304 – 2014).

 b d = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8m Chiều rộng quy ước của cọc (đối với d ≥ 0,8m )

 γ c - Hệ số điều kiện làm việc ( cọc độc lập γ c = 0, 3 )

 E b = 32, 5.10 6 kN / m 2 ,mô dun đàn hồi của vật liệu cọc

 I = 0,1.1 4 = 0,1m 4 ,moment quán tính tiết diện ngang cọc

Xác định độ mảnh của cọc λ = D l 1

 Sức chịu tải theo vật liệu:

6.2.2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Theo mục 7.2.3.1 TCVN 10304:2014 sức chịu tải theo cơ lý của cọc khoan nhồi:

 γ c = 1- Hệ số điều kiện làm việc của cọc,cọc tựa trên lớp đất số 4 có trạng thái đất là chặt

 γ cq = 0,9 - Hệ số diệu kiện làm việc đất dưới mũi cọc Bê tông đổ dưới nước

 γ cf = 0, 9 - Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông

 A b = 0, 503(m 2 ) - Diện tích tiết diện ngang mũi cọc;

 f i - Cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ i trên thân cọc;

 l i - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp thứ i (m);

 q b - Cường độ sức kháng của đất mũi, (kN / m 2 )

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b theo mục 7.2.3.2 TCVN 10304:2014 q b = 0, 75α 4 (α 1 γ 1 ' d + α 2 α 3 γ 1 h)

Với: α 1 , α 2 , α 3 , α 4 - Là hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong tính toán của nền đất dưới mũi cọc, tra bảng 6 TCVN 10304-2014 với ϕ I = 27 ° 62 ' ta có:

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD γ 1 ' = 10, 51kN / m 3 - Dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc;

= 10, 49 kN / m 3 - Dung trọng tính toán trung bình

1 ∑ h i 40 của đất nằm trên mũi cọc; h = 42, 3 m - Là chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên hoặc mặt đất thiết kế q b = 0, 75 × 0, 29 × (19,12 × 10, 51× 0,8 + 36, 26 × 0, 55 × 10, 49 × 42,3) = 1959, 67kN / m 3

Tính sức chịu tải cực hạn do ma sát thành cọc:

Bảng 6.2 Bảng tính SCT cực hạn do ma sát thành cọc theo chỉ tiêu cơ lý

 Sức chịu tải theo cơ lý đất nền:

6.2.2.3 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền

Theo mục G.1 và G.2 trang 80 TCVN 10304:2014 sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ của cọc khoan nhồi:

 γ c = 1- Hệ số điều kiện làm việc của cọc,cọc tựa trên lớp đất số 4 có trạng thái đất là chặt

 γ cq = 0, 9 - Hệ số diệu kiện làm việc đất dưới mũi cọc Bê tông đổ dưới nước

 γ cf = 0, 9 - Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông

 q b - Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc;

 A b = 0, 503(m 2 ) - Diện tích tiết diện ngang mũi cọc;

Cường độ sức kháng không thoát nước tại lớp đất dưới mũi cọc được ký hiệu là c u, trong khi ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại mũi cọc do trọng lượng bản thân được ký hiệu là σ ' γ.p Ứng suất này có giá trị bằng ứng suất pháp hiệu quả do đất gây ra tại mũi cọc Đối với trường hợp đất dưới mũi cọc là đất rời, công thức tính toán là qb = q ' γ,p N ' q.

Cọc dưới móng ngàm vào lớp đất 2 ( đất rời): qb = q ' γ ,p N ' q

Nếu chiều sâu mũi cọc Z L + h > Z M thì, σ ' γ p lấy theo giá trị bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu mũi cọc Z M

Nếu chiều sâu mũi cọc Z L + h ≤ Z M thì, σ ' γ p lấy tại độ sâu Z L + h

Với ( Z L + h = 12 + 9, 3 = 21, 3m ) < ( Z M = 47, 5 m) Ta lấy Z L + h để tính ứng suất Theo bàng G.1 Phụ lục G TCVN10304-2014 ta có:

Z L = 0,8 × 15 = 12 m ; k = 0,8, N ' q 0 qb = q ' γ,p N q ' = 3, 5 × 19, 54 + 5,8 × 10, 06 + 12 × 10, 51 × 100 8045, 46kN / m 2 Đối với đất dính: f i = α.cu,i

Hệ số α phụ thuộc vào đặc điểm của lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc, phương pháp hạ cọc, cố kết của đất trong quá trình thi công và phương pháp xác định c u,i Để tra cứu hệ số α, có thể tham khảo biểu đồ trong Hình G.1 (theo Phụ lục A của tiêu chuẩn AS 2159 -1978) Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i” được ký hiệu là c u,i, với giá trị c u,i = 6.

Hệ số áp lực ngang của đất lên cọc được xác định bằng công thức 25 Nc,i = ki σ ' v,z tgδi, trong đó ki phụ thuộc vào loại cọc như cọc chuyển vị (đóng, ép) hoặc cọc thay thế (khoan nhồi hoặc barrette) Ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i” được ký hiệu là σ ' v,z Góc ma sát giữa đất và cọc được ký hiệu là δ i, trong đó đối với cọc bê tông, δ i được lấy bằng góc ma sát trong của đất.

Bảng 6.3 Bảng tính SCT cực hạn do ma sát theo chỉ tiêu cường độ

 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ:

6.2.2.4 Sức chịu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT

Tính theo Công thức Nhật Bản (đất rời và đất dính)

Theo mục G.3.2 trang 82 của TCVN 10304-2014

 A b = 0, 503(m 2 ) - Diện tích tiết diện ngang mũi trong cọc;

 q b - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.

Mũi cọc nằm trong đất rời: q b = 150 N = 150 × 21 = 3150kN / m 2 cho cọc khoan nhồi Np - Chỉ số SPT trung bình khoảng 1d dưới mũi cọc và khoảng 4d trên mũi cọc

 l c,i , l s,i - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính,đất rời thứ “i”;

 f c,i , f s,i - Cường độ sức kháng trung bình của đất dính thứ i, đất rời thứ i: f c,i = α p f L c u ,i ; f s,i

Với: αp - Hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, xác định theo biểu đồ hình G.2.a TCVN 10304-2014 f L

- hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d, xác định theo biểu đồ hình G.2.b TCVN 10304-

2014 , f L = 1 (đối với cọc khoan nhồi) cu,i - Là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i” , cu,i = 6, 25 Nc,i

N s,i - là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i”;

Tại lớp đất thứ 1: Với c u ,1 = 106, 25 (kN / m 2 ); σ ' v = 62,11(kN / m 2 ) c u ,i = 106, 25 = 1.71 σ ' v 62,11

Tra hình G.2.a TCVN 10304-2014,ta được αp = 0, 5 f c,1

Bảng 6.4 Bảng tính SCT cực hạn của cọc theo thí nghiệm SPT

 Sức chịu tải cực hạn cọc theo công thức viện Nhật Bản:

6.2.3 Xác định sức chịu tải thiết kế

Ta chọn sức chịu tải thiết kế cho cọc khoan nhồi móng

Sức chịu tải tính toán của cọc: R

Sức chịu tải theo vật liệu: R VL = 5744, 09kN :

6.2.4 Sơ bộ số lượng cọc

Số lượng cọc được xác định theo công thức sơ bộ : n =β ∑ N

- là hệ số ảnh hưởng cảu momen lấy β = 1, 0 ÷ 1, 4

 N = N tt - là lực dọc dùng để tính toán Để thiên về an toàn chọn trường hợp có lực dọc lớn nhất để xác định số lượng cọc.

R c,d - là sức chịu tải thiết kế.

Bảng 6.5 Bảng tổng hợp móng cọc D800

Hình 6.2.Cao độ mũi cọc

6.2.5 Xác định độ cứng của cọc

Tính lún cọc đơn theo mục 7.4.2 TCVN 10304 – 2014 Độ lún cọc đơn:

 S cocdon - Độ lún cọc đơn

 N 004, 7 kN - Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc (Cột C22 có Nmax)

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD β

 Độ cứng cọc đơn: k = Độ lún của nhóm cọc từ độ lún của cọc đơn: s = s ( N i ) Độ cứng của nhóm cọc: k =

Hình 6.3.Mặt bằng bố trí cọc

Hình 6.4.Mô hình móng SAFE

 Tải trọng và tổ hợp tải trọng được trình bày ở mục 3.5

Hình 6.5.Mặt bằng đài móng M-7

6.5.1.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc

Tải trọng tác dụng lên cọc:

Bảng 6.6 Bảng giá trị Pmax và Pmin của móng M-7

C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 C26 Dùng phần mềm safe để tính lực tác dụng lên đầu cọc

Hình 6.6.Phản lực đầu cọc móng M-7 comb1 và comb4

1864, 40 ( kN ) < R c,d = 4209, 51 ( kN ) → Cọc trong đài không bị nhổ

6.5.1.2 Kiểm tra ổn định nền và độ lún dưới đáy móng khối quy ước a Kiểm tra ổn định nền

Bảng 6.8 Kiểm tra ổn định móng M-7

Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua

Chiều dài,chiều rộng và chiều cao của đáy khối móng quy ước

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước

Trọng lượng của cọc và đài

Trọng lượng các lớp đất của khối móng quy ước

Trọng lượng khối móng quy ước Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước

Khả năng chịu tải của nền dưới mũi cọc R tc b Tính độ lún dưới đáy móng khối quy ước

Hình 6.7.Khối móng quy ước móng M-7

Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày h i = 1m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σi bt ≥ 5σi gl

(vị trí ngừng tính lún) với: σ bt = σ bt + γ h

Trong đó: k 0i - Tra bảng C.1 TCVN 9362 – 2012, phụ thuộc vào tỉ số σ bt W qu

Theo mục C.1.6 TCVN 9362 – 2012, độ lún tính theo phương pháp cộng tác dụng:

 β = 0,8 - Hệ số không thứ nguyên

 h i - Chiều dày lớp đất thứ i

 E i - Mô đun biến dạng của lớp đất thứ i

Bảng 6.9 Ứng suất gây lún móng

6.5.1.3 Kiểm tra xuyên thủng móng

Theo mục 6.2.5.4 TCVN 5574 – 2012, kết cấu dạng bản chịu lực phân bố đều trên một diện tích hạn chế cần tính toán chống xuyên thủng theo điều kiện:

 F cx - Lực chống xuyên thủng;

 α - Hệ số bê tông nặng;

 R bt = 1, 2Mpa - Cường độ chịu cắt của bê tông;

 u m - Giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng;

 h 0 = 2 − 0, 05 = 1, 95 - Chiều cao làm việc của đài;

 C - Chiều dài hình chiếu mặt bên tháp xuyên thủng

Hình 6.8.Tháp xuyên thủng móng M-7

Bảng 6.10 Xuyên thủng của cột móng M-7

F xt = 9163,14kN < F cx = 23119, 20kN →Đài móng không bị xuyên thủng

6.5.1.4 Tính toán cốt thép móng cột

Lý thuyết tính toán: g gt → h0 αm = R b

Hình 6.9.Biểu đồ màu M11,M22 móng M-7 Kết quả nội lực:

Hình 6.10.Momen móng M-7 theo phương X (Comb1) và Y (Comb1)

Bảng 6.11 Kết quả tính thép móng M-7

Dùng phần mềm safe để tính lực tác dụng lên đầu cọc

Móng Load N tt M tt x M tt y

Khả năng chịu tải của nền dưới mũi cọc R tc

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD b Tính độ lún dưới đáy móng khối quy ước

Chia lớp đất dưới đáy khối móng quy ước thành nhiều lớp có chiều dày h i = 1m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σ bt W qu

0 B qu × L qu σ gl = N tc 0 B qu × L qu

F xt = 7713.17kN < F cx = 33716,87kN →Đài móng không bị xuyên thủng

6.5.2.4 Tính toán cốt thép móng vách vách phẳng

6.5.3 Thiết kế móng lõi thang MTM-1

Hình 6.17.Mặt bằng đài móng MTM-1

Bảng 6.18 Bảng giá trị Pmax và Pmin của móng MTM-1

Hình 6.18.Phản lực đầu cọc móng MTM-1 comb10

 4100, 41 ( kN ) < R c,d = 4209, 51 ( kN ) → Cọc trong đài không bị nhổ

Bảng 6.19 Nội lực móng MTM-1

Hình 6.19.Khối móng quy ước móng MTM-1

(vị trí ngừng tính lún) với: σ bt = σ bt

0i - Tra bảng C.1 TCVN 9362 – 2012, phụ thuộc vào tỉ số

GVHD LÊ TRUNG KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KTXD σ bt 0 σ gl 0

Hình 6.20.Tháp xuyên thủng móng MTM-1

F xt = 110811kN < F cx = 132022,80kN → Đài móng không bị xuyên thủng

6.5.3.4 Tính toán cốt thép móng lõi thang

Hình 6.21.Biểu đồ màu M11,M22 móng MTM-1

Hình 6.22.Momen móng MTM-1 theo phương X,Y (Comb10)

Bảng 6.23 Kết quả tính thép móng MTM-1

THIẾT KẾ MÓNG