luận văn -...

ĐHDL KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ- TP.HCM GVHD : ThS NGUYỄN NGỌC TÚ.

SVTH: TRẦN ĐỨC NHƯ HẢI. TRANG 1

Luận văn

KẾT CẤU CÔNG TRÌNH TRỤ SỞ VĂN PHÒNG

CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG SỐ 5



LỜI TRI ÂN

Em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ NGUYỄN NGỌC TÚ –Giảng viên Bộ

môn công trình – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Trường Đại học Kiến Trúc

Thành Phố Hồ Chí Minh- đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm

Luận văn Tốt Nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô trong khoa

Kỹ Thuật Công Trình Trường Đại Học Kỹ Thuật công Nghệ.

Đã luôn chỉ dạy và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành khoá học.

Do kiến thức cơ bản chưa sâu, trình độ còn hạn hẹp nên trong Đồ Án này không

tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý

báu của toàn thể quý thầy cô.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể lớp 04DXD1 cùng bạn bè thân hữu

đã giúp đỡ, động viên, góp ý cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn.

Xin cảm ơn gia đình đã động viên, khuyến khích em trong suốt quá trình làm

Luận văn Tốt Nghiệp.

Và đặc biệt con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cha,Mẹ đã dày công

nuôi dưỡng con trong suốt thời gian học tập tại trường.

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh ,Tháng 1 năm 2009.



NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài : TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG SỐ 5

Địa diểm : 137 Lê Quang Định. Quận Bình Thạnh

PHẦN 1: KIẾN TRÚC ( 0 % )

GVHD

Th.S : NGUYỄN NGỌC TÚ

PHẦN 2: KẾT CẤU ( 70 % ) GVHD

Th.S : NGUYỄN NGỌC TÚ

PHẦN 3: NỀN MÓNG ( 30 % ) GVHD

Th.S NGUYỄN NGỌC TÚ



BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH *******

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG Họ và tên SV: TRẦN ĐỨC NHƯ HẢI Lớp: 04 DXD1 Hệ đào tạo: ĐH Chính Quy Địa chỉ liên hệ: 336/24 Nguyễn Văn Luông P.12 Q.6 Tp.HCM Số ĐT: 0908514020 Tên đề tài tốt nghiệp: TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XD SỐ 5 - Ngày nhận đề tài: 22/09/2008 - Ngày nộp đề tài: 03/01/2009 1. Phần kiến trúc

Thể hiện lại các bản vẽ cơ bản của kiến trúc (mặt bằng, mặt cắt, mặt đứng,…) và viết thuyết minh giới thiệu về kiến trúc và kỹ thuật công trình. 2. Phần kết cấu ( 70 %) Tính toán và bản vẽ:

- Sàn tầng điển hình. (1 bản vẽ) - Dầm sàn tầng điển hình. (1 bản vẽ) - Cầu thang và bể nước mái. (2 bản vẽ) - Khung trục biên và khung trục giữa. (3 bản vẽ)

3. Phần nền móng ( 30 %) Tính toán và bản vẽ:

- Phương án móng cọc ép. (tính toán và 2 bản vẽ) - Phương án móng cọc khoan nhồi. ( tính toán và 2 bản vẽ )

So sánh lựa chọn phương án móng. 4. Phần thi công ( 0 %)

GVHD KẾT CẤU GVHD NỀN MÓNG

(Ký và ghi họ tên) (Ký và ghi họ tên)

ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ



MỤC LỤC Lời tri ân

Nhiệm vụ luận văn

PHẦN I: KIẾN TRÚC

I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC .......................................................................... 8

II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TP HCM

1. Mùa mưa ........................................................................................................... 9

2. Mùa khô ............................................................................................................ 9

3. Gió .................................................................................................................... 9

III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG .............................................................................. 9

IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC ............................................................. 9

PHẦN II: KẾT CẤU

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỂ CHỨA NƯỚC

I. TÍNH BẢN......................................................................................................... 12

1. Bản nắp hồ nước ................................................................................................ 12

2. Dầm nắp hồ nước............................................................................................... 14

3. Bản thành hồ nước ............................................................................................. 16

4. Bản đáy hồ nước ................................................................................................ 18

5. Dầm đáy hồ nước............................................................................................... 20

II. TÍNH CỘT HỒ NƯỚC ..................................................................................... 24

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU THANG

I. CẤU TẠO CẦU THANG .................................................................................. 26

II. TẢI TRỌNG ..................................................................................................... 26

III. NỘI LỰC......................................................................................................... 28

IV. DẦM CHIẾU NGHỈ ........................................................................................ 29

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BẢN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

1.Vật liệu ............................................................................................................... 31



2. Xác định bề dày sàn ........................................................................................... 31

3. Xác định nội lực sàn .......................................................................................... 32

4. Tính cốt thép ...................................................................................................... 35

CHƯƠNG IV: TÍNH DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

1. Mặt bằng truyền tải lên dầm............................................................................... 40

2. Sơ đồ tính .......................................................................................................... 40

3. Tải trọng tác dụng lên dầm ................................................................................ 41

4. Sơ đồ chất tải lên dầm ........................................................................................ 44

5. Xác định nội lực và tính thép ............................................................................ 45

CHƯƠNG V: TÍNH KHUNG PHẲNG

A . KHUNG TRỤC BIÊN ..................................................................................... 47

I. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG ................................................................. 47

II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ................................................................................. 52

III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ TỔ HỢP.......................................................... 58

B . KHUNG TRỤC GIỮA..................................................................................... 66

I. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG ................................................................. 66

II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ................................................................................. 71

III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG ................................................................. 77

IV. TỔ HỢP TẢI TRỌNG..................................................................................... 87

VI. CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ...................................................................... 94

PHẦN III: KẾT CẤU MÓNG

XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT......................................................... 103

I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP ....................................................................... 119

1.Chọn vật liệu, kích thước cọc và chiều sâu chôn móng ..................................... 120

2.Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc .............................................................. 124

3.Tính toán đài cọc .............................................................................................. 143

I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ................................................... 147

1.Cấu tạo ............................................................................................................. 147

2.Công nghệ ........................................................................................................ 147



3.Ưu – khuyết điểm móng cọc khoan nhồi ........................................................... 149

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG ........................................................................... 150

Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc ................................................................. 151

Tính toán móng M1 ............................................................................................. 154

Tính toán móng M2 ............................................................................................. 160

Tính toán móng M3 ............................................................................................. 164

Tính toán móng M4 ............................................................................................. 168

Tính toán đài cọc ................................................................................................. 172

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 175



PPHHẦẦNN II

KKIIẾẾNN TTRRÚÚCC



GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC : - Công trình mang tên “TRỤ SỞ VĂN PHÒNG CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG

SỐ 5” được xây dựng ở Quận Bình Thạnh, Tp Hồ Chí Minh . - Chức năng sử dụng của công trình là văn phòng làm việc và căn hộ cho thuê . - Công trình có tổng cộng 10 tầng. Tổng chiều cao của công trình là 36.35 m . Khu vực

xây dựng rộng, trống, công trình đứng riêng lẻ . Mặt đứng chính của công trình hướng về phía Đông Bắc , xung quanh được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình .

- Kích thước mặt bằng sử dụng 25.5m17.8 m. MẶT ĐỨNG CHÍNH CÔNG TRÌNH

( TAÀNG TREÄT )

( TAÀNG 1 )

( TAÀNG 2 )

( TAÀNG 3 )

( TAÀNG 4 )

( TAÀNG 5 )

( TAÀNG 6 )

( TAÀNG 7 )

( TAÀNG 8 )

( TAÀNG HOÄI TRÖÔØNG )

( TAÀNG SAÂN THÖÔÏNG )

( TAÀNG MAÙI )



II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TPHCM : đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt.

1. Mùa mưa : từ tháng 5 đến tháng 11 có Nhiệt độ trung bình : 25oC Nhiệt độ thấp nhất : 20oC Nhiệt độ cao nhất : 36oC Lượng mưa trung bình : 274.4 mm (tháng 4) Lượng mưa cao nhất : 638 mm (tháng 5) Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11) Độ ẩm tương đối trung bình : 48.5% Độ ẩm tương đối thấp nhất : 79% Độ ẩm tương đối cao nhất : 100% Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày đêm

2. Mùa khô : Nhiệt độ trung bình : 27oC Nhiệt độ cao nhất : 40oC

3. Gió : - Trong mùa khô :

Gió Đông Nam : chiếm 30% - 40% Gió Đông : chiếm 20% - 30%

- Trong mùa mưa : Gió Tây Nam : chiếm 66%

- Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình : 2,15 m/s - Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 , ngoài ra còn có gió Đông Bắc

thổi nhẹ - Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão .

III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG : - Tầng trệt với chức năng chính là nơi để xe, đặt máy bơm nước, máy phát điện .

Ngoài ra còn bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy … Hệ thống xử lý nước thải được đặt ở góc của tầng trệt.

- Tầng 1 được sử dụng làm phòng làm việc . Ngoài ra còn có đại sảnh và căn tin chung . Chiều cao tầng là 3.6 m .

- Các tầng trên được sử dụng làm văn phòng và căn hộ cho thuê . Chiều cao tầng là 3,35m.

- Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ, tay vịn bằng hợp kim .



IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC : - Hệ thống điện : hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn , có

hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết . - Hệ thống cấp nước : nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết

hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái . Từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình .

- Hệ thống thoát nước : Nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh , sau đó tập trung tại các ống thu nước

chính bố trí thông tầng . Nước được tập trung ở tầng trệt , được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố .

- Hệ thống thoát rác : Ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng trệt, sau đó

có xe đến vận chuyển đi . - Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng : Các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí

ở hầu hết các phòng . Có hệ thống máy lạnh điều hòa nhiệt độ . Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo .

- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy : Tại mỗi tầng đếu được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp

đặt hệ thống báo khói tự động . Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt. Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2. Các tầng lầu đều có từ hai cầu thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ. Bên cạnh đó mặt bằng mái còn có hồ nước lớn phòng cháy chữa cháy.



PPHHẦẦNN IIII

KKẾẾTT CCẤẤUU



CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BỂ NƯỚC MÁI

LOÃ THAÊM (600x600)

BAÛN THAØNH

BAÛN ÑAÙY

BAÛN NAÉP

HÌNH DẠNG BỂ NƯỚC MÁI (BỂ THẤP) VẬT LIỆU: - Bê tông Mác 300 : Rn =130 (KG/cm2) ; Rk =10 (KG/cm2); - Thép loại CII có cường độ chịu kéo, nén: Ra = 2600 (KG/cm2) ; Rad = 2100 (KG/cm2); - Thép loại CI có cường độ chịu kéo, nén : Ra = 2000 (KG/cm2) ; Rad = 1600 (KG/cm2); I)TÍNH BẢN NẮP HỒ:

Bản nắp đổ toàn khối, chọn sơ bộ bề dày bản nắp là hbn = 8 cm để thiết kế .

1) Tải trọng : Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân nắp hồ : gtt = 1.1 0.08 2500 = 220 (KG/m2) Hoạt tải sửa chữa : ptt = 1.3 75 = 97.5 (KG/m2)

tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp : qtt = 220 + 97.5 = 317.5 (KG/m2)

2) Sơ đồ tính :

Ta có : 9.21.3

9

1

2 ll > 2

Bản nắp thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính.



1.3) Nội lực : 3) Nội lực :

Nội lực được tính theo bản loại dầm Tải trọng tác dụng lên dải bản 1m là:

qb = qtt.b = 317.51 = 317.5 (KG/m ).

- Moment âm tại gối : Mg = 317.5121.3 2

= 254 (KG.m).

- Moment dương tại nhịp : Mnh = 317.5241.3 2

= 127 (KG.m).

4) Tính thép : Chọn ao = 2 cm => ho = h – ao = 8 – 2 = 6 (cm).

+ Thép ở nhịp :

A = 20hbR

M

n

nh

= 26100130

12700

= 0.027

A 211 = 0.027

Fa = a

on

RhbR =

26006100130027.0 = 0.81 (cm2).

Chọn Ф 8a200 ; ( Fa = 2.5 cm2 ) Hàm lượng cốt thép : µ = 0.41 (%) µ > µmin = 0.1(%) => Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép.

+ Thép ở gối :

A = 20hbR

M

n

g

= 26100130

25400

= 0.054

A 211 = 0.056

Fa = a

on

RhbR =

26006100130056.0 = 1.68 (cm2).

Chọn Ф 8a200 ; ( Fa = 2.5 cm2 )

M g 9000

Mg Mnh

M g Mnh

b = 1m

3100



5).Bố trí cột thép xung quanh miệng lỗ thăm hô: Ta chọn kích thước lỗ thăm hồ nước mái là: 60 x 60 cm nhằm đảm bảo cho một người có thể vào được trong hồ để làm vệ sinh hay sửa chữa. Hàm lượng cốt thép tăng cường trên miệng lỗ thăm hồ là 2.5 cm2 . Bố trí cốt thép gia cường xung quanh Lỗ Thăm 4Ф10 theo 2 phương. II)TÍNH HỆ DẦM NẮP HỒ: 1)Sơ đồ bố trí hệ dầm nắp :

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp hồ : DN 1 : chọn (bh) = (0.3 0.5) m DN 2 : chọn (bh) = ( 0.2 0.3) m

2)Tải Trọng : Tải trọng tác dụng lên dầm nắp gồm có : - Trọng lượng bản thân dầm DN1: gd = n..bd.(hd-hb) = 1.1×2500×0.3×0.5 = 412.5 (KG/m) - Trọng lượng bản thân dầm DN2: gd = n..bd.(hd-hb) = 1.1×2500×0.2×0.3 = 165 (KG/m) - Tải trọng do bản nắp truyền vào :

q = qtt = 317.5 (KG/m2) + Qui đổi tải hình thang về thành tải phân bố đều trên dầm nắp DN1:

gqđ1 = q.2L .(1-22+3) = 317.5×1.55 ×

32 )

921.3()

921.3(21

xx = 466 (KG/m)

( Trong đó = 172.018

1.32

.

2

1 LL )

+ Qui đổi tải hình tam giác về thành tải phân bố đều trên dầm nắp DN2:

gqđ2 = 85 ×q×

2L =

85 ×317.5×1.55= 308 (KG/m).

Vậy : -Tổng tải trọng tác dụng trên DN1: qDN1 = gd + gqđ1 = 412.5 +466 = 878.5 (KG/m) -Tổng tải trọng tác dụng trên DN2: qDN2 = gd + gqđ2 = 165 +308 = 473 (KG/m)



3)Xác Định Nội Lực : *Tính cho dầm nắp DN1 Moment lớn nhất :

88958

95.8788

22

qLM (KG.m)

Lực cắt tại gối :

39532

95.8782

qLQ (KG)

*Tính cho dầm nắp DN2

Moment lớn nhất :

5688

1.34738

22

qLM (KG.m)

Lực cắt tại gối :

7332

1.34732

qLQ (KG)

Mmax = 8895 (KGm)

q = 878.5 KG/m

9000

Qmax = 3953 (KG) BIỂU ĐỒ MOMENT VÀ LỰC CẮT DẦM NẮP DN1

Mmax = 568 (KGm)

q = 473 KG/m

3100

Qmax = 733 (KG)

BIỂU ĐỒ MOMENT VÀ LỰC CẮT DẦM NẮP DN2



4) Tính Thép : Tính cốt thép dọc :

A = 20hbR

M

n ; A 211 ; Fa =

a

on

RhbR

Bảng Tính Thép Cho Dầm DN1,DN2 :

M

(KG.m) b(m) a(m) h0(m) α

Fa

(cm2) Chọn Thép

Fa chọn (cm2)

DN1 8895 0.3 0.05 0.45 0.112 0.119 8.03 320 9.42 0.55 DN2 568 0.2 0.04 0.26 0.032 0.033 0.9 212 2.26 0.305 (Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép). Tính cốt thép đai : Dầm nắp DN1 : Kiểm tra điều kiện tính toán :

Qbo = 0.5b4.(1+n)Rbr.b.ho= 0.5x1.5x0,12 x30x45 =14800 (KG) Ta thấy Qbo= 14800 (KG) > Q = 3953 (KG) Vậy không cần kiểm tra cốt đai mà ta sẽ đặt theo cấu tạo Ф8a200. trong đoạn

25.24

L

m gần gối tựa đặt Ф8a100.

Dầm nắp DN2 : Qbo = 0.5b4.(1+n)Rbr.b.ho= 0.5x1.5x0,12 x20 x26 =4680 (KG) Ta thấy Qbo= 4680 (KG) > Q = 733 (KG) Vậy không cần kiểm tra cốt đai mà ta sẽ đặt theo cấu tạo Ф8a200.

III)TÍNH BẢN THÀNH HỒ: Mỗi bản thành hồ làm việc như một bản liên kết ngàm với dầm đáy và hai bản thành thẳng góc với nó. Còn cạnh thứ tư được xem là tựa đơn.

Chọn sơ bộ chiều dày bản thành hồ là 12 cm để thiết kế . 1. Tải trọng :

Áp lực nước phân bố hình tam giác . Áp lực nước lớn nhất ở đáy hồ : qn

tt = nh = 1.11000 1.5 = 1650 (KG/m2) Tải trọng gió : xem gió tác dụng phân bố đều lên thành hồ .

Pđ= n.W0.k.c.(1m) = 1.2×83×1.463×0.8 = 116.6 (KG/m2). Ph= n.W0.k.c.(1m) = 1.2×83×1.463×0.6 = 87.4 (KG/m2).

Vì gió hút nguy hiểm hơn gió đẩy nên: Tổng tải trọng tác động lên bản thành : q=1650+87.4 = 1737.4 (KG/m2)



Để đơn giản trong tính toán, ta bỏ qua trọng lượng bản thân của bản thành. Xem bản thành như cấu kiện chịu uốn chỉ chịu tải tác dụng theo phương ngang gồm áp lực ngang của nước và gió hút. 2.Tính bản thành theo phương cạnh dài : Kích thước (9m×1.5m); 2.1 . Sơ đồ tính :

Bản làm việc theo kiểu bản một phương với 65.1

9

2

1 ll > 2 ; Bản thành thuộc loại bản

dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính.

Sơ đồ tính : dầm một đầu ngàm , một đầu khớp chịu tải phân bố tam giác . Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành hồ :

Hồ đầy nước, không có gió . Hồ đầy nước, có gió đẩy . Hồ đầy nước, có gió hút . Hồ không có nước , có gió đẩy (hút) .

Tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với áp lực của nước lên thành hồ và gió hút nguy hiểm hơn gió đẩy vì nó có phương cùng chiều với áp lực nước, ta thấy trường hợp nguy hiểm nhất cho thành hồ là : Hồ đầy nước + gió hút . Ta có biểu đồ Moment sau:



2.2. Nội lực : Vậy: - Moment ở mặt ngàm:

15

5.14.1737 2ngM = 261 (KG.m)

- Moment ở nhịp:

66.33

5.14.1737 2nhM = 116 (KG.m)

2.3. Tính thép : Moment tại mặt ngàm lớn hơn nên dùng Mng để tính cốt thép cho thành bể ; dự kiến

đặt thép 2 lớp chịu cả Mnhịp (thiên về an toàn và để dễ thi công) . Chọn ao = 2 cm => ho = h – ao = 12 – 2 = 10 (cm).

Bảng Tính Thép Cho Thành Hồ : M

(KG.m) ho

(m) A α Fa

(cm2) Chọn Fa chọn (cm2) %

261 0.1 0.02 0.02 1.0 Ф8 a200 2.5 0.19 Vậy chọn Ф8 a200 bố trí theo phương cạnh ngắn.

Theo phương cạnh dài thép cấu tạo chọn Ф6 a200. 3.Tính bản thành theo phương cạnh ngắn : Kích thước (3.1m×1.5m);

Bản làm việc theo kiểu bản một phương với 1.25.11.3

2

1 ll > 2 ; Bản thành thuộc loại

bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. Cắt một dải bản có bề rộng b =1m theo phương cạnh ngắn để tính.

Tương tự tính toán như đối với bản thành theo phương cạnh dài. Chọn Ф8 a200, Fa = 2.5 (cm2), = 0.19%. µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép). Thép cấu tạo chọn Ф6 a200. IV)TÍNH BẢN ĐÁY HỒ: Sơ bộ chọn chiều dày bản đáy là 15 cm để thiết kế .

DÑ2DÑ2

DÑ1

DÑ1

BẢN ĐÁY HỒ NƯỚC



1) Tải trọng : 1.1. Tĩnh tải : Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo:

STT Vật liệu Chiều dày (m)

(KG/m3)

n Tĩnh tải tính toán (KG/m2)

1 Lớp gạch lát 0.012 2000 1.1 26.4 2 Lớp vữa lót 0.015 1800 1.2 32.4 3 Lớp chống thấm 0.01 2000 1.1 22 4 Bản đáy BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 5 Lớp vữa trát 0.01 1800 1.2 21.6 Tổng cộng 0.2 gtt =515

Vậy tĩnh tải tính toán gtt = 515 (KG/m2)

1.2. Hoạt tải : Tải trọng do bơm nước ( cao 1.5 m ) ptt = n h = 1.1 1000 1.5 = 1650 (KG/m2).

Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy : q = ptt + gtt = 1650 + 515 = 2165 (KG/m2).

2) Sơ đồ tính :

Ta có : 2

1

ll

= 1.3

9 = 2.9 > 2 .

Bản đáy thuộc loại bản dầm làm việc một phương theo phương cạnh ngắn. cắt một dải

bản rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính. Sơ đồ tính bản đáy

M g 9000

Mg Mnh

M g Mnh

b = 1m

3100



3) Nội lực : Tải trọng tác dụng lên dải bản rộng b = 1m là:

qb = q.b = 21.651 = 2165 (KG/m) .

- Moment âm tại gối : Mg = 2165121,3 2

= 1730 (KG.m)

- Moment dương tại nhịp : Mnh = 2165241,3 2

= 870 (KG.m)

4) Tính thép : Chọn ao = 1.5 cm => ho = h – ao = 15 – 1.5 = 13.5 (cm).

+ Thép ở nhịp :

A = 20hbR

M

n

nh

= 25,13100130

87000

= 0,037

A 211 = 0.038

Fa = a

on

RhbR =

26005.13100130038.0 = 2.57 (cm2).

Chọn Ф10 a200 ; (Fa = 3.92 cm2 , = 0.29 %). µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn)

+ Thép ở gối :

A = 20hbR

M

n

g

= 25,13100130

173000

= 0.056

A 211 = 0.057

Fa = a

on

RhbR =

26005.13100130057.0 = 3.85 (cm2).

Chọn Ф10 a150 ; (Fa = 5.23 cm2 , = 0,38 %). µ > µmin = 0.1% (Thỏa mãn) V)TÍNH HỆ DẦM ĐÁY HỒ: Sơ đồ bố trí hệ dầm đáy :



Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy hồ : DĐ 1 : chọn (bh) = (0.3 0.6) m DĐ 2 : chọn (bh) = (0.2 0.3) m

Dầm Đáy DĐ1 : tải trọng: + tải trọng phân bố từ bản đáy vào dầm : q1 =0.521653.1 = 3356 (KG/m) + TLBT dầm : g = 1.10.30.62500 = 495 (KG/m) + Trọng lượng thành hồ : qth = 1.10.121.52500 = 619 (KG/m) Tổng tải tác dụng lên dầm : q = 3356 + 495 + 619 = 4470 (KG/m) Xác định nội lực trong dầm đáy DĐ1 :

M = 8

2ql =

4470

892

= 45258 (KG.m)

Q = ql/2 = 4470 × 9/2 = 20115 (KG)

Mmax = 45258 (KGm)

q = 4470 KG/m

9000

Qmax = 20115 (KG)

Tính cốt thép:

Giả thiết : ho = 60 – 6 = 54 cm .

Tính : A = 20hbR

M

n = 25430130

4525800

= 0.294

A 211 = 0.358

Fa = a

on

RhbR =

26005430130358.0 = 29.01 (cm2).



Chọn 6Ф 25 có Fa = 29.45 (cm2) 5430

45.29%

o

a

hbF

= 1.82 %

So sánh với max = %94.22600

130588.0

s

bR

RR > % = 1.82 % > min = 0.1%

Kiểm tra lại : ho = 60 – 4 = 56 (cm) > ho giả thiết thỏa . Tính cốt đai : Số Liệu : Ta có Lực cắt: QA = ql/2 = 4470 × 9/2 = 20115 (KG); Bê tông Mác 300: Rb =130 (KG/cm2) ; Rbt =10 (KG/cm2); Cốt thép CI có Rsw = 1750 (KG/cm2) ; Dự kiến chọn 8 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ;Asw = 0.503×2 = 1.006 cm2; Bêtông nặng có các hệ số φb2 = 2; φb3 = 0.6; φb4 = 1.5; β = 0.01; Tiết diện chữ nhật nên φf = 0; không có lực dọc nên φn = 0. Điều kiện tính toán : Qbo = 0.5 φb4(1+ φn) Rbtbho =0.5×1.5×10×30×56 = 15120 (KG) QA = 20115(KG) > Qbo nên cần phải tính cốt đai. Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính : Giả thiết φw1 =1.05; φb1 = 1 - βRb = 0.825; Qbt = 0.3 φw1 φb1 Rbbho = 0.3×1.05×0.825×130×30×56 = 74220 (KG) Thỏa mãn điều kiện QA< Qbt Đồng thời QA< 0.7Qbt = 51950 (KG). Tính Cốt Thép Đai : Mb = φb2(1+ φf+ φn) Rbtbho

2 = 2×12×30×562 = 22580 (KG.m).

C* = A

b

QM2 =

15.2018.2252 = 2.245 (m)

C* > 2ho = 2×0.56 = 1.12 (m).

Ta lấy C = C* = 2.245 (m) và Co = 2ho = 1.12 (m) ứng với tải trọng phân bố.

Qb = C

M b = 245.2

22580 = 10058 (KG).

Qbmin = φb3(1+ φf + φn) Rbtbho = 0.6×12×30×56= 12096 (KG). qsw1 = (QA – Qb)/Co = (20115-10058)/1.12 = 8979 (KG/m). qsw2 = Qbmin/2ho = 12096/1.12 = 10800 (KG/m). Lấy qsw = 108 (KG/cm). Stt = RswAsw/ qsw = 17.5×1.006/1.08 = 16.3 (cm)

Ta có: Smax = Q

hbR obtnb2

4 )1( = 84.2 (cm)



Đặt theo cấu tạo chọn cốt đai 8, Sct = 20 cm. S = min(Stt , Smax , Sct ) = 16 cm.

Bố trí : Đặt cốt đai 8 với S = 10 cm trong đoạn 25.24

L

m gần gối tựa và

S = 20 cm trong đoạn còn lại. Dầm Đáy DĐ2 :

tải trọng: + trọng lượng bản thân dầm : g = 1.10.30.2×2500 = 165 (KG/m) ; + trọng lượng thành hồ : qth = 1.10.121.52500 = 495 (KG/m) ; Tổng tải tác dụng lên dầm : q = 165 + 495 = 660 (KG/m).

Xác định nội lực trong dầm đáy DĐ2 :

M = 8

2ql =

660

81.3 2

= 793 (KG.m)

Q = ql/2 = 660 21.3

= 1023 (KG)

Mmax = 793 (KGm)

q = 660 KG/m

3100

Qmax = 1023 (KG)

Tính cốt thép:

Giả thiết : ho = 30 – 4 = 26 (cm) .

Tính : A= 20hbR

M

n = 22620130

79300

= 0.045

A 211 = 0.046

Fa = a

on

RhbR =

26002620130046.0 = 1.20 (cm2).



Chọn 2Ф12 có Fa = 2.26 (cm2) 2620

26.2%

o

a

hbF

= 0.43 %

So sánh với max = %94.22600

130588.0

s

bR

RR > % = 0.43 % > min = 0.1%

Tính cốt đai : Cốt thép đai nhóm thép CI. Chọn 8 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ; Rad = 1600 (KG/cm2) . Chọn khoảng cách giữa các cốt đai: u = 200 mm. Tính :

unfRbhRQ dad

okdb28 =

20283.021626201.08 2

= 6990 (KG)

Vì Q = 1023(KG) < Qdb = 6990 (KG) nên cốt đai đã chọn đủ chịu lực cắt. VI)TÍNH TOÁN CỘT HỒ NƯỚC : Hồ nước có 4 cột nằm ở 4 góc.Giả thiết chọn cột có tiết diện 30x30(cm). Tải trọng tác dụng lên cột bao gồm : + Trọng lượng bản thân cột . gc= n..hc.bc=1,1×2500×0.3×0.3×2.1= 520 (KG). + Tải trọng do các bộ phận hồ nước truyền vào.

Khối lượng do bản nắp: gbn = 9×3.1×220 = 6138 (KG).

Khối lượng do bản thành: gbt = 2×(9+3.1)×0.15×1.5×2500×1.1= 14974 (KG).

Khối lượng do bản đáy + áp lực nước: gbđ+nuoc = 9×3.1×(515+1650)= 60404 (KG).

Khối lượng các dầm : gDN1 = 2×9×412.5= 7425 (KG). gDN2 = 2×3.1×165= 1023 (KG). gDD1 = 2×9×495 = 8910 (KG). gDD2 = 2×3.1×165= 1023 (KG).

N = 520+6138+14974+60404+7425+1023+8910+1023 = 100420 (KG) Vậy tải trọng tác dụng lên mỗi cột là :

N = 251054

1004204

N (KG)

Kiểm ta khả năng chịu nén của cột: Rnxbcxhc=130×30×30= 117000 (KG) > N =25105 (KG). So với lực nén tại chân cột ta thấy chỉ bêtông đã đủ khả năng chịu lực nén. Nên thép ta sẽ chọn theo cấu tạo : 4 Ф16, cốt đai Ф 8a200.



CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CẦU THANG

1 3 5 7 9 11

22 20 18 16 14 12

A'

A

TÖÔØNG

BAÄC THANG

CHI TIEÁT BAÄC THANG

MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH VẬT LIỆU:

Cầu thang thiết kế bằng BTCT. - Bêtông Mac 300 : Cường độ nén Rn = 130 (KG/cm2).. - Cốt thép CII có cường độ: Ra = 2600 (KG/cm2) ; Rad = 2100 (KG/cm2) ;



I. CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH :

ÑAÙ HOA CÖÔNG DAØY 20mmVÖÕA XI MAÊNG DAØY 20mmBAÄC THANG XAÂY GAÏCHBAÛN BTCT DAØY 150mmVÖÕA TRAÙC DAØY 15mm

ÑAÙ HOA CÖÔNG DAØY 20mmVÖÕA XI MAÊNG DAØY 20mm

BAÛN BTCT DAØY 150mmVÖÕA TRAÙC DAØY 15mm

BAÛN THANG

CHIEÁU NGHÆ

BAÄC THANG XAÂY GAÏCH

Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản , Chiều cao tầng điển hình là 3.35m. Chọn bề dày bản thang là hb =15 cm.

Cấu tạo một bậc thang : l = 1200 mm, b = 300 mm, h =150 mm, gồm 22 bậc thang, được xây bằng gạch đinh .

Bậc thang lát đá hoa cương : = 2400 (KG/m3)

II . TẢI TRỌNG : 1. Chiếu nghĩ :

Tĩnh tải : gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo. được xác định theo bảng sau :

STT Vật liệu Chiều dày (m)

(KG/m3)

n Tĩnh tải tính toán gtt (KG/m2)

1 Lớp đá hoa cương

0.02 2400 1.1 52.8

2 Lớp vữa lót 0.02 1800 1.2 43.2 3 Bản BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 4 Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng 0.205 540.9

Vậy tĩnh tải tính toán gtt = 540.9 (KG/m2)



Hoạt tải: pt t = 120 3 = 360 (KG/m2) * Tổng tải tác dụng lên bề rộng bản chiếu nghĩ : q1=(pt t+g t t) = 540.9 + 360 = 901(KG/m2)

2. Bản thang :

2.1. Tĩnh tải : Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương bản nghiêng δitd : Lớp đá hoa cương:

δ1td = 026.03.0

0.866×02.0)15.03.0(

(m)

Lớp vữa xi măng:

δ2td = 026.03.0

0.866×02.0)15.03.0(

(m)

Lớp bậc thang:

δ3td = 065.020.866×15.0

(m)

STT

Vật liệu

Chiều dày (m)

(KG/m3)

n Tĩnh tải tính toán gtt (KG/m2)

1 Lớp đá hoa cương 0.026 2400 1.1 68.6 2 Lớp vữa lót 0.026 1800 1.2 56.2 3 Lớp bậc thang 0.065 1800 1.1 128.7 4 Bản BTCT 0.15 2500 1.1 412.5 5 Lớp vữa lát 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng

0.15 698.4

Theo phương đứng là :

gtt = 806866.0

4.698 (KG/m2)

Trọng lượng của lan can là glc = 30 KG/m, quy tải lan can trên đơn vị m2 bản thang:

glc = 252.1

30 (KG/m2)

Hoạt tải: ptt = 120 3 =360 (KG/m2)

* Tổng tải tác dụng lên bề rộng bản thang : q2=(pt t+g t t+glc) = 360 + 806 + 25 = 1191 (KG/m2) Ta chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ: (bxh) = (200x300). Nhịp tính toán bản thang: L0 = L1+L2 = 1.2 + 3.4 = 4.6 (m).



III. NỘI LỰC : Cắt một dãy có bề rộng b = 1m để tính. Xét tỷ số hd/hs = 300/150 = 2 < 3 nên liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ

được xem là liên kết khớp. Chọn sơ đồ tính toán đơn giản nhất của vế 1 và vế 2 thể hiện như sau :

q = 901 KG/m

q = 1191 KG/m

Mmax

Mmax

3400 1200

q = 901 KG/m

q = 1191 KG/m

3400 1200

A

B C

DxRA

RBRC

RD

VẾ 1 VẾ 2

Tính vế 1:

∑M/B = 0 <=> RA = 30872.14.3

22.101.9)

24.32.1(4.3

866.091.11 2

xx (KG)

RB = (866.091.11 x 3.4 + 9.01x 1.2) – 3087 = 2670 (KG)

Xét một tiết diện bất kỳ, cách gối tựa A một đoạn là x, tính moment tại tiết diện đó:

Mx = RAcosα.x – 9.012

2x

Moment lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện: ‘‘đạo hàm của moment là lực cắt và lực cắt đó phải bằng không’’.

Lấy đạo hàm của Mx theo x và cho đạo hàm đó bằng không, tìm được x:

Q = RAcosα – 9.01x = 0

x = 97.201.9

630.87x0.86 (m)



Thay x vừa tìm được vào Mx tính được Mmax :

Mmax = RAcosα.x – 9.012

2x = 30.87x0.866x2.97 – 9.01x2.972/2 = 3966 (KG.m)

Tính cốt thép :

Moment ở nhịp : Mnh = 0.7Mmax = 2776 (KG.m)

Moment ở gối : Mg = 0.4Mmax = 1586 (KG.m)

Từ M ta tính được :

A = 20hbR

M

b ; A 211 ; Fa = a

on

RhbR ;

Với b = 100 cm; ho = h – ao = 15-1.5 = 13.5 cm; Ra = 2600 KG/cm2.

Tiết diện M

(KG.m) A α Fa

(cm2) Chọn Fa chọn

(cm2) %

Nhịp 2776 0.117 0.125 8.44 Ф14a150 10.26 0.76 Gối 1586 0.067 0.069 4.65 Ф10a150 5.23 0.38

Tính Vế 2 tương tự ta được kết quả như trên.

IV. TÍNH DẦM CHIẾU NGHỈ :

Ta chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ: (bxh) = ( 200×300 ).

1.Tải trọng tác dụng lên dầm: Tải trọng tác dụng gồm : -Trọng lượng bản thân dầm : gd = bd (hd –hs)nγ = 0.2(0.3-0.15)1.1x2500 = 82.5 (KG/m) -Trọng lượng tường xây trên dầm : gt = bthtnγt = 0.2x1.7x1.1x1800 = 673 (KG/m) -Do bản thang truyền vào, là phản lực của các gối tựa tại B và tại D của vế 1 và vế 2 được quy về dạng phân bố đều : Vế 1 : RB/m ; Vế 2 : RD/m

- Tổng trọng lượng tác dụng lên dầm :

q = gd + gt + RB = 82.5+673+2670 = 3405 (KG/m)



2. Nội lực :

Mmax = 3580 (KGm)

q = 3405 KG/m

2900

Qmax = 4937 (KG)

3.Tính cốt thép : 3.1. Tính cốt thép dọc : Dùng bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) ; Rk = 10 (KG/cm2) Dùng thép CII có Ra = 2600 (KG/cm2) , Rad = 2100 (KG/cm2) Lấy lớp bảo vệ abv=2 cm ; giả thiết a = 3cm ho = 30 – 3= 27 (cm) Tính dầm theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật 200 300

A = 20hbR

M

b = 22720130

358000

= 0,188

A 211 = 0.210

Fa = a

on

RhbR =

26002720130210.0 = 5.67 (cm2)

Chọn 2 20 (Fa = 6.28 cm2) với = 1.04% > min%

Tính lại ho : ho = 30 – ( 2 + 22 ) = 27 cm = ho

gt .

3.2. Tính cốt thép ngang : Cốt thép đai nhóm thép CI. Chọn 6 làm cốt đai ; cốt đai 2 nhánh n=2 ; Rad = 1600 (KG/cm2) . Chọn khoảng cách giữa các cốt đai: u = 150 mm. Tính :

unfRbhRQ dad

okdb28 =

15283.021627201.08 2

= 8390 (KG)

Vì Q = 4937(KG) < Qdb = 8390 (KG) nên cốt đai đã chọn đủ chịu lực cắt.



CHƯƠNG III : TÍNH SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Dùng phương án sàn BTCT đổ tại chỗ với phương án là sàn có dầm . 1.Vật liệu :

Bêtông mác 300 : Rn =130 (KG/cm2) ; Rk = 10 (KG/cm2) Thép sàn loại C II : Ra = 2600 (KG/cm2) .

MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.Xác định bề dày sàn (hs) : quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang,do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau:

Tải trọng ngang truyền vào các kết cấu chịu lực chính là khung thông qua sàn. Sàn không bị rung động , dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất...)

ảnh hưởng đến công năng sử dụng.



Trên sàn , hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn .

Sơ bộ chọn bề dày sàn : hs = 10 cm 3. Xác định nội lực sàn : 3.1.Tĩnh tải :

Các lớp cấu tạo sàn (KG/m3)

gtc (KG/m2)

HSVT n

gtt (KG/m2)

1. Gạch men Ceramic (1 cm) 2. Vữa lót sàn (2 cm) 3. Bản BTCT ( 10 cm ) 4. Vữa trát trần (1 cm) 5. Đường ống thiết bị

2000 1800 2500 1800

0.01 2000 = 20 0.02 1800 = 36

0.1 2500= 250 0.01 1800 = 18

50

1.2 1.2 1.1 1.2 1.1

24 43.2 275 21.6 55

Trọng lượng bản thân kết cấu sàn : gttsàn = 418.8(KG/m2).

.Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn :

Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn . Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100 ; gtc

t = 180 (KG/m2). Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200 ; gtc

t = 330 (KG/m2). Các khung nhôm + kính : gtc = 3 (KG/m2) .



BẢNG KẾT QUẢ TRỌNG LƯỢNG TƯỜNG QUY ĐỔI

Ô sàn Diện tích

sàn Diện tích tường trên

sàn Tải trọng tiêu chuẩn

HSVT (n) gtt

t

m2 m2 KG/m2 KG/m2 1 20.4 30.48 330 1.1 542.365 2 20.15 13.4 330 1.1 241.340 3 6.89 17.8 330 1.1 937.794 4 9.14 40.87 330 1.1 1623.174 5 16.1 25.1 330 1.1 565.919 6 18.98 60.3 330 1.1 1153.261 7 7.28 0 330 1.1 0 8 22.4 0 330 1.1 0 9 22.12 0 330 1.1 0 10 18.76 0 330 1.1 0 11 6.89 0 330 1.1 0 12 21.2 0 330 1.1 0 13 20.89 0 330 1.1 0 14 17.76 25.1 330 1.1 513.024 15 5.2 13.4 330 1.1 935.423 16 5.14 13.4 330 1.1 946.342

3.2. Hoạt tải : dựa vào công năng của các ô sàn ; tra trong tiêu chuẩn 2737-1995 ta có Ptc ứng với các ô sàn, sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải cho sàn.

Hệ số giảm tải : = 0.4 + 0.6

9A

;

với A : diện tích chịu tải > 9 (m2). với A : diện tích chịu tải < 9 (m2) thì xem như A = 9m2. Lúc đó = 1.



BẢNG KẾT QUẢ HOẠT TẢI TÍNH TOÁN SÀN Ô

sàn Chức năng

Diện tích ptc Ptt pttsàn

m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 1 Văn Phòng 20.4 200 240 0.79853 191.647 2 Văn Phòng 20.15 200 240 0.80099 192.238 3 WC 6.89 200 240 1 240 4 Sảnh Cầu Thang 9.14 200 360 0.99538 358.337 5 Sảnh Cầu Thang 16.1 200 360 0.84860 305.496 6 Sảnh Cầu Thang 18.98 200 360 0.81317 292.741 7 Văn Phòng 7.28 200 240 1 240 8 Văn Phòng 22.4 200 240 0.78032 187.277 9 Văn Phòng 22.12 200 240 0.78272 187.853 10 Văn Phòng 18.76 200 240 0.81558 195.739 11 Văn Phòng 6.89 200 240 1 240 12 Văn Phòng 21.2 200 240 0.79094 189.826 13 Văn Phòng 20.89 200 240 0.80159 192.382 14 Văn Phòng 17.76 200 240 0.82712 198.509 15 Ban Công 5.2 200 240 1 240 16 Ban Công 5.14 200 240 1 240



BẢNG KẾT QUẢ TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI SÀN Tĩnh tải tính toán Gtt

sàn Pttsàn Tổng tải sàn

Ô Sàn KG/m2 KG/m2 KG/m2 KG/m2 TLBT Tường quy đổi 1 418.8 542.365 961.165 191.647 1152.812 2 418.8 241.340 660.140 192.238 852.378 3 418.8 937.794 1356.594 240 1596.594 4 418.8 1623.174 2041.974 358.337 2400.311 5 418.8 565.919 984.719 305.496 1290.215 6 418.8 1153.261 1572.061 292.741 1864.802 7 418.8 0 418.8 240 658.8 8 418.8 0 418.8 187.277 606.077 9 418.8 0 418.8 187.853 606.653

10 418.8 0 418.8 195.739 614.539 11 418.8 0 418.8 240 658.8 12 418.8 0 418.8 189.826 608.626 13 418.8 0 418.8 192.382 611.182 14 418.8 513.024 931.824 198.509 1130.333 15 418.8 935.423 1354.223 240 1594.223 16 418.8 946.342 1365.142 240 1605.142

4.Tính cốt thép : 4.1.Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh : Vì các ô bản nằm kề nhau có diện tích tương đối nhau.Nên ta tính các ô bản theo sơ đồ bản liên tục có 4 cạnh ngàm. Các bản làm việc theo 2 phương ( L2 / L1 < 2 ) ; liên kết ngàm 4 cạnh và tải phân bố đều.

L1

L2

L1

L2

MI MIM1

M2

MI

MII

MII

M2

M1

MII

MI

MII

MOMENT TRONG CÁC Ô BẢN CHỊU LỰC THEO 2 PHƯƠNG



*Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số α1; α2; β1; β2. M1 = α1 qs l1 l2 ; M2 = α2 qs l1 l2 ; MI = β1 qs l1 l2 ; MII = β2 qs l1 l2 ;

Giả thiết : a = 2 cm ; ho = hs-a = 10-2 = 8 cm . Các công thức tính toán :

A = 20hbR

M

b ; A 211 ; Fa = a

on

RhbR ;

Dựa vào tỷ số L2/L1 < 2 ta có các ô bản chịu lực theo 2 phương : Ô bản 1, 2, 3, 4, 8, 9,10,12, 13, 14.

BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC SÀN Ô qs α1 α2 β2 β2 M1 M2 M I MI I KG/m2 KG.m KG.m KG.m KG.m 1 1152.812 0.0207 0.0133 0.0473 0.0303 475.1 312.8 1112.4 712.6 2 852.378 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 357.2 211.2 815.6 482.5 3 1596.594 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 196.9 196.9 458.7 458.7 4 2400.311 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 456.5 269.9 1042.4 616.7 8 606.077 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 285.1 145.3 642.2 325.8 9 606.653 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 281.8 143.6 634.7 322.1 10 614.539 0.0200 0.0069 0.0438 0.0152 230.6 079.5 504.9 175.2 12 608.626 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 268.4 158.7 612.9 362.6 13 611.182 0.0210 0.0115 0.0474 0.0262 268.7 142.7 606.5 335.2 14 1130.333 0.0205 0.0080 0.0452 0.0177 411.4 160.6 907.1 355.2

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M1

Ô h0 A α Fa Chọn thép Fa chọn (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%) 1 475.1 0.08 0.0571 0.0588 2.353 Φ8 a200 2.52 0.315 2 357.2 0.08 0.0429 0.0439 1.754 Φ8 a200 2.52 0.315 3 196.9 0.08 0.0237 0.0240 0.958 Φ8 a200 2.52 0.315 4 456.5 0.08 0.0549 0.0565 2.258 Φ8 a200 2.52 0.315 8 285.1 0.08 0.0343 0.0349 1.396 Φ8 a200 2.52 0.315 9 281.8 0.08 0.0339 0.0345 1.379 Φ8 a200 2.52 0.315

10 230.6 0.08 0.0277 0.0281 1.124 Φ8 a200 2.52 0.315 12 268.4 0.08 0.0323 0.0328 1.312 Φ8 a200 2.52 0.315 13 268.7 0.08 0.0323 0.0328 1.312 Φ8 a200 2.52 0.315 14 411.4 0.08 0.0494 0.0507 2.029 Φ8 a200 2.52 0.315



BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M2

Ô 2 h0 A α Fa Chọn thép Fa chọn (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%) 1 312.8 0.08 0.0376 0.0383 1.533 Φ6 a150 1.890 0.236 2 211.2 0.08 0.0254 0.0257 1.029 Φ6 a150 1.890 0.236 3 196.9 0.08 0.0237 0.0240 0.958 Φ6 a150 1.890 0.236 4 269.9 0.08 0.0324 0.0330 1.319 Φ6 a150 1.890 0.236 8 145.3 0.08 0.0175 0.0176 0.705 Φ6 a150 1.890 0.236 9 143.6 0.08 0.0173 0.0174 0.696 Φ6 a150 1.890 0.236

10 079.5 0.08 0.0172 0.0173 0.692 Φ6 a150 1.890 0.236 12 158.7 0.08 0.0191 0.0193 0.770 Φ6 a150 1.890 0.236 13 142.7 0.08 0.0172 0.0173 0.692 Φ6 a150 1.890 0.236 14 160.6 0.08 0.0193 0.0195 0.780 Φ6 a150 1.890 0.236

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO MI

Ô I h0 A α Fa Chọn thép Fa chọn (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%) 1 1112.4 0.08 0.1337 0.1441 5.763 Φ10 a130 6.04 0.755 2 815.6 0.08 0.0980 0.1034 4.135 Φ10 a130 6.04 0.654 3 458.7 0.08 0.0551 0.0567 2.270 Φ10 a200 3.93 0.491 4 1042.4 0.08 0.1253 0.1343 5.372 Φ10 a130 6.04 0.755 8 642.2 0.08 0.0772 0.0804 3.217 Φ10 a200 3.93 0.491 9 634.7 0.08 0.0763 0.0794 3.178 Φ10 a200 3.93 0.491

10 504.9 0.08 0.0729 0.0758 3.031 Φ10 a200 3.93 0.491 12 612.9 0.08 0.0737 0.0766 3.064 Φ10 a200 3.93 0.491 13 606.5 0.08 0.0729 0.0758 3.031 Φ10 a200 3.93 0.491 14 907.1 0.08 0.1090 0.1157 4.629 Φ10 a150 5.23 0.654



BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO MI I

Ô II h0 A α Fa Chọn thép Fa chọn (KG.m) (m) (cm2) (cm2) (%) 1 712.6 0.08 0.0856 0.0897 3.587 Φ8 a150 3.35 0.419 2 482.5 0.08 0.0580 0.0598 2.392 Φ8 a150 3.35 0.419 3 458.7 0.08 0.0551 0.0567 2.268 Φ8 a150 3.35 0.419 4 616.7 0.08 0.0741 0.0771 3.084 Φ8 a150 3.35 0.419 8 325.8 0.08 0.0392 0.0399 1.598 Φ8 a200 2.52 0.315 9 322.1 0.08 0.0387 0.0395 1.580 Φ8 a200 2.52 0.315 10 175.2 0.08 0.0211 0.0213 0.851 Φ8 a200 2.52 0.315 12 362.6 0.08 0.0436 0.0446 1.784 Φ8 a200 2.52 0.315 13 335.2 0.08 0.0403 0.0411 1.645 Φ8 a200 2.52 0.315 14 355.2 0.08 0.0427 0.0436 1.746 Φ8 a200 2.52 0.315

4.2. Tính cốt thép các ô bản loại bản dầm :

SƠ ĐỒ TÍNH CÁC Ô BẢN CHỊU LỰC THEO 1 PHƯƠNG

Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b=1m để tính như dầm có 2 đầu ngàm.

Dựa vào tỷ số L2/L1 > 2 ta có các ô bản chịu lực theo 1 phương : Ô bản 5, 6, 7, 11, 15, 16.

+ Moment:

Tại gối: M- = 12. 2

1Lqb

Tại nhịp : M+ = 24. 2

1Lqb

Trong đó: qs = (Gttsàn + Ptt

sàn).b



Cách tính thép tương tự như sàn bản kê. Giả thiết : a = 2 cm ; ho = hs-a = 10-2 = 8 cm .

Các công thức tính toán :

A = 20hbR

M

b ; A 211 ; Fa = a

on

RhbR ;

BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO Ô BẢN DẦM

BẢNG TÍNH THÉP CHO NHỊP:

Ô qs Ln Mnh A α Fa Fa chọn (KG/m2) (m) (KG.m) (cm2) 5 1290.215 2.3 284.38 0.034 0.035 1.391 Φ8 a200

6 1864.802 2.3 411.03 0.049 0.051 2.027 Φ8 a200

7 658.8 1.3 46.39 0.006 0.006 0.224 Φ8 a200

11 658.8 1.3 46.39 0.006 0.006 0.224 Φ8 a200 15 1594.223 1.3 112.26 0.013 0.014 0.543 Φ6 a150 16 1605.142 1.3 113.03 0.014 0.014 0.543 Φ6 a150

BẢNG TÍNH THÉP CHO GỐI:

Ô qs Ln Mg A α Fa Fa chọn (KG/m2) (m) (KG.m) (cm2) 5 1290.215 2.3 568.76 0.068 0.071 2.835 Φ8 a150

6 1864.802 2.3 822.06 0.099 0.104 4.169 Φ8 a100

7 658.8 1.3 92.78 0.011 0.011 0.449 Φ8 a200

11 658.8 1.3 92.78 0.011 0.011 0.449 Φ8 a200

15 1594.223 1.3 224.52 0.027 0.027 1.094 Φ8 a200

16 1605.142 1.3 226.06 0.027 0.027 1.094 Φ8 a200



CHƯƠNG IV TÍNH DẦM SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

DẦM DỌC TRỤC C ( Từ khung trục 1 đến khung trục 4 )

1. Mặt bằng truyền tải lên dầm:

B

C

D

1 2 3 4

2. Sơ đồ tính:

1 2 3 4

Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp. hd = (1/10 ÷1/13)L = (0.9÷0.69), chọn hd = 0.8 m = 80 cm, chọn bd = 40 cm. Dầm phụ chọn hd = 50 cm, chọn bd = 30 cm.



3. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm: Tải trọng tác dụng lên dầm bao gồm:

Trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính.

Xác định trọng lượng bản thân dầm:

Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m) Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm : Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác được quy về tải phân bố đều tương đương như sau :

gtđ = 85 gs 2

B (KG/m); Ptđ = 85 Ps 2

B (KG/m);

Tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang được quy về tải phân bố đều tương đương như sau :

gtđ = gs 21L (1 - 2β2 + β3) (KG/m); Ptđ = Ps 2

1L (1 - 2β2 + β3) (KG/m);

Trong đó:

gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 418.8 (KG/m) Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 300 (KG/m)

β = 2

1

2LL

Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm: Dầm 1-2; 3-4: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 8,9,12,13 dạng tam giác truyền vào:

gtđ = 2(85 × 418.8×

24 ) + 2(

85 × 418.8×

295.3 ) = 1047+1034 = 2081 (KG/m);

Trọng lượng bản thân dầm: Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m); q1-2 = q3-4 = 2081+770 = 2851 (KG/m);



Tải tập trung Tải tập trung do dầm phụ truyền lên. Tải truyền vào dầm phụ có dạng hình thang, xem dầm phụ là dầm đơn giản, lực tập trung chính là phản lực gối tựa của dầm phụ. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm : Do sàn, do trọng lượng bản thân dầm phụ. Tải do 2 ô sàn 8-9 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 418.8×24

(1 - 2×0.362 + 0.363) 2= 1319 (KG);

β = 2

1

2LL =

6.524

= 0.36

Tải do 2 ô sàn 12-13 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 418.8×24

(1 - 2×0.382 + 0.383) 2= 1283 (KG);

β = 2

1

2LL =

3.524

= 0.38

Trọng lượng bản thân dầm phụ : Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) gd = 330×10.9 = 3597 (KG) P1-2 = P3-4 = 1319 + 1283 + 3597 = 6199 (KG). Dầm 2-3: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 10-14 dạng tam giác truyền vào:

gtđ = 4(85 × 418.8×

235.3 ) = 1754 (KG/m);

Trọng lượng bản thân dầm: Dầm 40×80 0.4(0.8-0.1)×2500×1.1 = 770 (KG/m); q2-3 = 1754+770 = 2524 (KG/m); Tải tập trung Tải tập trung do dầm phụ truyền lên. Tải truyền vào dầm phụ có dạng hình thang, xem dầm phụ là dầm đơn giản, lực tập trung chính là phản lực gối tựa của dầm phụ. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ gồm : Do sàn, do trọng lượng bản thân dầm phụ. Tải do 2 ô sàn 10 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 418.8×235.3 (1 - 2×0.32 + 0.33) 2= 1188 (KG);

β = 2

1

2LL =

6.5235.3

= 0.3



Tải do 2 ô sàn 14 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 418.8×235.3 (1 - 2×0.322 + 0.323) 2= 1162 (KG);

β = 2

1

2LL =

3.5235.3

= 0.32

Trọng lượng bản thân dầm phụ : Dầm 30×50 0.3(0.5-0.1)×2500×1.1 = 330 (KG/m) gd = 330×10.9 = 3597 (KG) P2-3 = 1188 + 1162 + 3597 = 5947 (KG). Xác định hoạt tải tác dụng lên dầm: Dầm 1-2; 3-4: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 8,9,12,13 dạng tam giác truyền vào:

gtđ = 2(85 × 300×

24 ) + 2(

85 × 300×

295.3 ) = 750+741 = 1491 (KG/m);

Tải tập trung Tải do 2 ô sàn 8-9 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 300×24

(1 - 2×0.362 + 0.363) 2= 1185 (KG);

β = 2

1

2LL =

6.524

= 0.36

Tải do 2 ô sàn 12-13 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 300×24

(1 - 2×0.382 + 0.383) 2= 919 (KG);

β = 2

1

2LL =

3.524

= 0.38

P1-2 = P3-4 = 1185 + 919 = 2104 (KG). Dầm 2-3: Tải phân bố đều Tải do ô sàn 10-14 dạng tam giác truyền vào:

gtđ = 4(85 × 300×

235.3 ) = 1256 (KG/m);

Tải tập trung Tải do 2 ô sàn 10 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 300×235.3 (1 - 2×0.32 + 0.33) 2= 851 (KG);

β = 2

1

2LL =

6.5235.3

= 0.3



Tải do 2 ô sàn 14 dạng hình thang truyền vào:

gtđ = 300×235.3 (1 - 2×0.322 + 0.323) 2= 832 (KG);

β = 2

1

2LL =

3.5235.3

= 0.32

P2-3 = 851 + 832 = 1683 (KG).

4. Sơ đồ chất tải trên dầm dọc trục C: Các trường hợp chất tải lên dầm:

Trường hợp 1: Tĩnh Tải

1 2 3 4

Trường hợp 2: Hoạt Tải 1

1 2 3 4


1 2 3 4




1 2 3 4


1 2 3 4

5. Xác định nội lực trong dầm, Tổ hợp nội lực và tính thép: Dùng phần mềm SAP 2000 tính nội lực. Các cấu trúc tổ hợp: Cấu trúc 1: TH1 – TH2 Hệ số 1 1 Cấu trúc 2: TH1 – TH3 Hệ số 1 1 Cấu trúc 3: TH1 – TH4 Hệ số 1 1 Cấu trúc 4: TH1 – TH5 Hệ số 1 1 Cấu trúc 5: TH1 – TH2 – TH3 – TH4 – TH5 Hệ số 1 1 1 1 1



BIỂU ĐỒ BAO MOMENT

BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT Bảng chọn cốt thép dầm trục C

Vị trí M (T.m)

b (cm)

h (cm)

a (cm)

ho (cm)

Fa (cm2)

Chọn thép Fa Chọn

µ%

Gối 1 -2.8 40 80 5 75 1.44 4Φ25 19.63 0.1

Nhịp 1-2 50.80 40 80 5 75 28.82 6Φ25 29.45 0.96 Gối 2 -48.28 40 80 5 75 27.24 6Φ25 29.45 0.91

Nhịp 2-3 9.90 40 80 5 75 5.17 2Φ25 9.82 0.17 Gối 3 -44.02 40 80 5 75 24.59 4Φ25+2Φ22 27.23 0.82

Nhịp 3-4 50.80 40 80 5 75 28.82 6Φ25 29.45 0.96

Gối 4 -2.8 40 80 5 75 1.44 4Φ25 19.63 0.1



CHƯƠNG V : TÍNH KHUNG PHẲNG

A.TÍNH KHUNG TRỤC BIÊN CƠ SỞ TÍNH TOÁN :

Tính nội lực khung dựa trên các nguyên tắc của môn cơ kết cấu, vì khung là1 hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, cho nên muốn xác định các phản lực tại liên các kết phải lập nhiều phương trình (số phương trình phụ thuộc vào số bậc siêu tĩnh) thành hệ phương trình và giải hệ phương trình đó sẽ cho kết quả là giá trị của các phản lực cần tìm. Từ kết quả các phản lực tìm được, sẽ tính được nội lực trong khung. Đây là 1 công việc khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn công việc này trở nên đơn giản hơn rất nhiều

Các tải trọng tính toán dựa vào các tiêu chuẩn thiết kế của VN (Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995). Cách tổ hợp tải trọng cũng dựa trên TCVN 2737-1995.

Việc tính toán cốt thép trong khung dựa vào lý thuyết tính toán của các giáo trình về kết cấu BTCT I/ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG PHẲNG:

1.Cột: Xác định tiết diện cột khung trục 1:

Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức:

Fc = 2.1nR

N

Trong đó:

- FC : Diện tích tiết diện cột. - Nội lực truyền xuống cột:

TLBTpgSNNn

issi

1dầm ( ngang, dọc trong S) +TLBT tường (trong S) +TLBT

cột truyền xuống - Rn : Cường độ chịu nén của Bêtông. (Bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) - S : Diện tích truyền tải vào cột. - gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. (gs = 420 KG/m2) - Ps : Hoạt tải phân bố đều. (Ps = 240 KG/m2)

Thay đổi tiết diện cột tại các tầng 1,4,6,8.



Cột A : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : 2.9×4.5×(420+240) = 8613 (KG)

Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×14.8 = 4884 (KG)

Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152(KG)

Nội lực truyền xuống cột : NA= 3×(8613+4884+10152) = 70947 (KG) Diện tích tiết diện cột :

Fc = 2.1nR

N = 2.1130

70947 = 655 (cm2)

Chọn Fc = 20x40 = 800 (cm2 )

Tầng 6,7 : Nội lực truyền xuống cột :

NA= 5×(8613+4884+10152) = 118245 (KG) Diện tích tiết diện cột :

Fc = 2.1nR

N = 2.1130

118245 = 1092 (cm2)

Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

165543 = 1528 (cm2)

Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 )

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

236490 = 2183 (cm2)

Chọn Fc = 40x60 = 2400 (cm2 )



Cột B : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(2.9×4.5)+(3×1.5)+(3×4.5)]×(420+240) = 20493 (KG)


Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×9 = 10152 (KG)


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

112527 = 1039 (cm2)

Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

187545 = 1731 (cm2)

Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

262563 = 2424 (cm2)

Chọn Fc = 40x60 = 2400 (cm2 )

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

375090 = 3462 (cm2)

Chọn Fc = 50x70 = 3500 (cm2 )



Cột C : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(6×1.5)+(6×4.5)]×(420+240) = 23760 (KG)




Fc = 2.1nR

N = 2.1130

124161 = 1146 (cm2)

Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

206935 = 1910 (cm2)

Chọn Fc = 30x70 =2100 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

289709 = 2674 (cm2)

Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2 )

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

413870 = 3820 (cm2)

Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2 )



Cột D : Tầng 8,9,10 :





Fc = 2.1nR

N = 2.1130

85005 = 785 (cm2)

Chọn Fc = 20x40 = 800 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

141675 = 1308 (cm2)

Chọn Fc = 30x50 = 1500 (cm2 )



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

198345 = 1831 (cm2)

Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2 )

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

283350 = 2616 (cm2)

Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2 )



Chọn tiết diện cột theo tính toán:

Vị trí Tầng 8,9,10 Tầng 6,7 Tầng 4,5 Tầng 1,2,3 Cổ cột

A 200x400 300x500 300x600 400x700 400x700

B 250x500 300x600 400x700 500x800 500x800

C 250x500 300x600 400x700 500x800 500x800

D 200x400 300x500 300x600 400x700 400x700

2.Dầm: Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp.

Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức :

Lhd

101

131

= (0.46 ÷ 0.6) Chọn hd = 0.5m = 50cm, chọn bd = 30cm.

- Các dầm khung chọn sơ bộ (3050) cm. - Các dầm Consol chọn sơ bộ (3050) cm. II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM KHUNG( Dầm trục 1).

1 2

A

B

C

D

Mặt bằng truyền tải lên dầm khung trục 1



Tải trọng tác dụng vào khung bao gồm:

Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính. Tải do trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm được xem như tải phân bố đều trên dầm. Tải trọng do trọng lượng bản thân cột được quy về tải tập trung tại chân cột.

Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm: Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang.

- Đối với dạng tam giác quy về tải phân bố đều tương đương như sau:

gtđ = 85 gs 2

B (KG/m); Ptđ = 85 Ps 2

B (KG/m);

- Đối với dạng hình thang quy về tải phân bố đều tương đương như sau :


1L (1 - 2β2 + β3) (KG/m);

Trong đó:

- gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 420 (KG/m) - Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m)

- β = 2

1

2LL

Tĩnh tải : Tải trọng từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo sơ đồ truyền tải như trên mặt bằng sàn. Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn gs , trọng lượng bản thân dầm gd , trọng lượng tường xây trên dầm gt . gs = 420 (KG/m2) gd = b(h – hs)n.γb = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500 = 330 (KG/m) gt = bt.ht.n.γt = 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800 = 1128 (KG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ1 = 85 gs×5.8 =

85 ×420×5.8 = 1522.5 (KG/m)

Nhịp BC và nhịp CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 6 gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ2 = 85 gs×6 =

85 ×420×6 = 1575 (KG/m)



Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm là: Nhịp AB: G1 = gd + gt + gtđ1 = 330 + 1128 + 1522.5 = 2980.5 (KG/m) Nhịp BC: G2 = gd + gt + gtđ2 = 330 + 1128 + 1575 = 3033 (KG/m) Nhịp CD: G3 = gd + gt + gtđ2 = 330 + 1128 + 1575 = 3033 (KG/m) Hoạt tải : Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m2)

Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8Ps(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

Ptđ1 = 85 Ps×5.8 =

85 ×240×5.8 = 870 (KG/m)


Ptđ2 = 85 Ps×6 =

85 ×240×6 = 900 (KG/m)

Xác định lực tập trung tại các nút: Tại A Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×9] + [0.25×(0.4 – 0.1) ×1.1×2500×16.5] = 12066 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×21 = 23700 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 400×700) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.4×0.7×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (5.8×2.9×420)/4 = 1766 (KG) Tổng tĩnh tải : GA = gd + gt + gc + Gs = 12066 + 23700 + 3685 + 1766 = 41217 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PA = S×Ps = (5.8×2.9×240)/4 = 1009 (KG)



Tại B Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 500×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.5×0.8×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/4 + (5.8×2.9×420)/4 = 3656 (KG) Tổng tĩnh tải : GB = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 8465 + 3685 + 3656 = 40350 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PB = S×Ps = (5.8×2.9×240)/4 + (6×3×240)/4 = 2089 (KG) Tại C Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×0 = 0 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 500×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.5×0.8×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/2 = 3780 (KG) Tổng tĩnh tải : GC = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 0 + 3685 + 3780 = 32009 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PC = S×Ps = (6×3×240)/2 = 2160 (KG) Tại D Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D : gd = b(h – hs)n.γbL = 0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×25.5 = 24544 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 400×700) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.4×0.7×1.1×2500×3.35 = 3685 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (6×3×420)/4 = 1890 (KG) Tổng tĩnh tải : GD = gd + gt + gc + Gs = 24544 + 8465 + 3685 + 1890 = 38584 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PD = S×Ps = (6×3×240)/4 = 1080 (KG)



SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM

SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM

3. Xác định hoạt tải gió tác dụng lên khung Vì công trình có độ cao nhỏ hơn 40m nên không tính tải tác dụng của phần gió động mà chỉ tính tải tác dụng của phần gió tĩnh.

Gió đẩy Cường độ tính gió đẩy được xác định theo công thức : W = Wo . k . c . n . B ( KG/m ) Trong đó :

- Wo : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (TCVN 2737 - 1995). Công trình được xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh nên thuộc dạng địa hình IIA. Có áp lực gió tiêu chuẩn là 95 KG/m2, giá trị của áp lực gió Wo được giảm đi 12 (KG/m2). Wo = 95 – 12 = 83 (KG/m2 ).



- K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình (bảng 5 – TCVN 2737 -1995).

- n : hệ số vượt tải ( n = 1.2) - c : hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình ( c = +0.8) - B : bề rộng đón gió của khung ( B = 4.5m)

Gió hút

Cường độ tính gió hút được xác định theo công thức : W’ = Wo . k . c’ . n . B ( KG/m ) Trong đó : c’ = -0.6 còn các hệ số khác lấy như gió đẩy. Áp lực gió thay đổi tăng dần theo độ cao, dể đơn giản hơn trong khoảng chiều cao 2 tầng xem như áp lực gió phân bố đều. BẢNG TÍNH HOẠT TẢI GIÓ TÁC DỤNG LÊN KHUNG

Z

(m) k

Wo c c’ n B (m)

W (KG/m )

W’ (KG/m )

6.2 1.125 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 403.38 302.54 12.9 1.222 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 438.16 328.62 19.6 1.285 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 460.75 345.56 26.3 1.334 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 478.32 358.74 33 1.379 83 +0.8 -0.6 1.2 4.5 494.45 370.84

Lực tập trung đặt tại đầu nút khung (ở độ cao 33m) do gió tác dụng lên tường lan can mái (tường cao 0.9m) - Gió đẩy : W = 83 × 1.379 × 0.8 × 1.2 × 4.5 × 0.9 = 445 ( KG )

- Gió hút : W = 83 × 1.379 × 0.6 × 1.2 × 4.5 × 0.9 = 333.75 ( KG )



III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ CẤU TRÚC TỔ HỢP: Ở khung biên ta chỉ xét trường hợp tải : Tĩnh tải và Hoạt tải chất đầy.

Dùng phần mềm SAP 2000 tính nội lực.

SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KHUNG



SƠ ĐỒ HOẠT TẢI CHẤT ĐẦY TÁC DỤNG LÊN KHUNG



ÑOÙN GIOÙ KHUAÁT GIOÙ

TẢI TRỌNG GIÓ TRÁI



ÑOÙN GIOÙKHUAÁT GIOÙ

TẢI TRỌNG GIÓ PHẢI



BIỂU ĐỒ MOMENT UỐN KHUNG TRỤC 1



BIỂU ĐỒ LỰC CẮT KHUNG TRỤC 1



BIỂU ĐỒ LỰC DỌC KHUNG TRỤC 1



Các cấu trúc tổ hợp: Cấu trúc 1: Tĩnh tải – Hoạt tải Hệ số 1 1 Cấu trúc 2: Tĩnh tải – Gió trái Hệ số 1 1 Cấu trúc 3: Tĩnh tải – Gió phải Hệ số 1 1 Cấu trúc 4: Tĩnh tải – Hoạt tải – Gió trái Hệ số 1 0.9 0.9 Cấu trúc 5: Tĩnh tải – Hoạt tải – Gió phải Hệ số 1 0.9 0.9 Cấu trúc 6: Cấu trúc 1– Cấu trúc 2 – Cấu trúc 3 – Cấu trúc 4 – Cấu trúc 5.



B.TÍNH KHUNG TRỤC GIỮA (Trục 2) CƠ SỞ TÍNH TOÁN :

Tính nội lực khung dựa trên các nguyên tắc của môn cơ kết cấu, vì khung là1 hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, cho nên muốn xác định các phản lực tại liên các kết phải lập nhiều phương trình (số phương trình phụ thuộc vào số bậc siêu tĩnh) thành hệ phương trình và giải hệ phương trình đó sẽ cho kết quả là giá trị của các phản lực cần tìm. Từ kết quả các phản lực tìm được, sẽ tính được nội lực trong khung. Đây là 1 công việc khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn công việc này trở nên đơn giản hơn rất nhiều

Các tải trọng tính toán dựa vào các tiêu chuẩn thiết kế của VN (Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995). Cách tổ hợp tải trọng cũng dựa trên TCVN 2737-1995.

Việc tính toán cốt thép trong khung dựa vào lý thuyết tính toán của các giáo trình về kết cấu BTCT I/ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG PHẲNG:

1.Cột: Xác định tiết diện cột khung trục giữa: Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức:

Fc = 2.1nR

N

Trong đó: - FC : Diện tích tiết diện cột. - Nội lực truyền xuống cột:

n

issi pgSNN

1+TLBT dầm ( ngang, dọc trong S) +TLBT tường (trong S)

+TLBTcột truyền xuống - Rn : Cường độ chịu nén của Bêtông. (Bêtông mác 300 có Rn = 130 (KG/cm2) - S : Diện tích truyền tải vào cột. - gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. (gs = 420 KG/m2) - Ps : Hoạt tải phân bố đều. (Ps = 240 KG/m2)

Thay đổi tiết diện cột tại các tầng 1,4,6,8.



Cột A : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : (2.9×7.5)×(420+240) = 14355 (KG)


Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×16.5 = 18622(KG)


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

121011 = 1117 (cm2)

Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

201685 = 1862 (cm2)

Chọn Fc = 35x60 = 2100 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

282359 = 2606 (cm2)

Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2)

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

400337 = 3695 (cm2)

Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2)



Cột B : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(2.9×4.5)+(2.9×3.75)+(3×3.75)+(3×4.5)]×(420+240) = 32126 (KG)


Tải trọng do tường tác dụng lên dầm truyền vào : gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×11.8 = 13317 (KG)


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

164346 = 1517 (cm2)

Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

273910 = 2528 (cm2)

Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

383474 = 3540 (cm2)

Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2)

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

547820 = 5057 (cm2)

Chọn Fc = 60x90 = 5400 (cm2)



Cột C : Tầng 8,9,10 :





Fc = 2.1nR

N = 2.1130

166854 = 1540 (cm2)

Chọn Fc = 30x60 = 1800 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

278090 = 2567 (cm2)

Chọn Fc = 40x70 = 2800 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

389326 = 3594 (cm2)

Chọn Fc = 50x80 = 4000 (cm2)

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

556180 = 5134 (cm2)

Chọn Fc = 60x90 = 5400 (cm2)



Cột D : Tầng 8,9,10 :

Tải trọng do sàn tác dụng vào dầm truyền vào là : [(4.5×4.5)+(3×3.75)]×(420+240) = 20790 (KG)

Trọng lượng bản thâm dầm truyền vào : gd = b(h – hs)n.γb.L = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×24 = 7920 (KG)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

136917 = 1264 (cm2)

Chọn Fc = 25x50 = 1250 (cm2)

Tầng 6,7 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

228195 = 2106 (cm2)

Chọn Fc = 35x60 = 2100 (cm2)



Fc = 2.1nR

N = 2.1130

319473 = 2949 (cm2)

Chọn Fc = 45x70 = 3150 (cm2)

Tầng 1,2,3 :


Fc = 2.1nR

N = 2.1130

456390 = 4213 (cm2)

Chọn Fc = 55x80 = 4400 (cm2)



Chọn tiết diện cột theo tính toán:

Vị trí Tầng 8,9,10 Tầng 6,7 Tầng 4,5 Tầng 1,2,3 Cổ cột

A 250x500 350x600 450x700 550x800 550x800

B 300x600 400x700 500x800 600x900 600x900

C 300x600 400x700 500x800 600x900 600x900

D 250x500 350x600 450x700 550x800 550x800

2.Dầm: Chọn sơ bộ tiết diện dầm theo kích thước nhịp.

Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức :

Lhd

101

131

= (0.46 ÷ 0.6) Chọn hd = 0.5m = 50cm, chọn bd = 30cm.

- Các dầm khung chọn sơ bộ (3050) cm. - Các dầm Consol chọn sơ bộ (3050) cm. II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM KHUNG ( Dầm trục 2).

Mặt bằng truyền tải lên dầm khung trục 2



Tải trọng tác dụng vào khung bao gồm:

Tải phân bố do bản sàn truyền vào dầm, được quy về tải phân bố đều. Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính. Tải do trọng lượng bản thân dầm là tải phân bố đều. Tải trọng bản thân tường trên dầm được xem như tải phân bố đều trên dầm. Tải trọng do trọng lượng bản thân cột được quy về tải tập trung tại chân cột.

Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định gần đúng theo diện truyền tải như trên mặt bằng sàn bao gồm: Tải do sàn truyền vào dầm có dạng tam giác hoặc hình thang.

- Đối với dạng tam giác quy về tải phân bố đều tương đương như sau:

gtđ = 85 gs 2

B (KG/m); Ptđ = 85 Ps 2

B (KG/m);

- Đối với dạng hình thang quy về tải phân bố đều tương đương như sau :


1L (1 - 2β2 + β3) (KG/m);

Trong đó:

- gs : Tĩnh tải do các lớp cấu tạo sàn. gs = 420 (KG/m) - Ps : Hoạt tải phân bố đều. Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m)

- β = 2

1

2LL

Tải trọng phân bố đều: Tĩnh tải : Tải trọng từ sàn truyền vào dầm xác định gần đúng theo sơ đồ truyền tải như trên mặt bằng sàn. Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn gs , trọng lượng bản thân dầm gd , trọng lượng tường xây trên dầm gt . gs = 420 (KG/m2) gd = b(h – hs)n.γb = 0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500 = 330 (KG/m) gt = bt.ht.n.γt = 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800 = 1128 (KG/m) Tải trọng do sàn truyền vào: Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ1 = 85 gs×2.9 =

85 ×420×2.9 = 761 (KG/m)

Nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ2 = gs 21L (1 - 2β2 + β3) = 420×

28.5 ×(1 - 2×0.322 + 0.323) = 1009 (KG/m)



Nhịp AB có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 5.8gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ3 = 85 gs×5.8 =

85 ×420×5.8 = 1522.5 (KG/m)


gtđ4 = (85 gs×6 ) × 2=

85 ×420×6 ×2= 3150 (KG/m)

Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm là: Nhịp AB: G1 = gd + gt + gtđ1 + gtđ2 + gtđ3= 330 + 1128 + 761 + 1009 +1522.5 = 4750.5 (KG/m) Nhịp BC: G2 = gd + gt + gtđ4 = 330 + 1128 + 3150 = 4608 (KG/m) Nhịp CD: G3 = gd + gt + gtđ4 = 330 + 1128 + 3150 = 4608 (KG/m) Hoạt tải : Hoạt tải do sàn truyền vào: Ps = 200×1.2 = 240 (KG/m2)


Ptđ1 = 85 Ps×5.8 =

85 ×240×5.8 = 870 (KG/m)


Ptđ2 = 85 Ps×5.8 =

85 ×240×2.9 = 435 (KG/m)

Nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

Ptđ3 = Ps 21L (1 - 2β2 + β3) = 240×

28.5 ×(1 - 2×0.322 + 0.323) = 576 (KG/m)

Tổng hoạt tải tác dụng lên nhịp AB là: Ptđ = Ptđ1 + Ptđ2 + Ptđ3 = 870 + 435 + 576 = 1881 (KG/m) Nhịp BC và nhịp CD có dạng tam giác, trị số lớn nhất là 6 gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

Ptđ2 = 2(85 Ps×6) =

85 ×240×6×2 = 1800 (KG/m)



Xác định lực tập trung tại các nút: Tại A Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục A : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×4.5] + [0.25×(0.4 – 0.1) ×1.1×2500×3.75] = 5105 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×11.15 = 12584 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 550×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.55×0.8×1.1×2500×3.35 = 4054 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (7.1×2.9)×420 = 8648 (KG) Tổng tĩnh tải : GA = gd + gt + gc + Gs = 5105 + 12584 + 4054 + 8648 = 30391 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PA = S×Ps = (7.1×2.9)×240 = 4942 (KG)

Tải tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính AB: Tại A’ Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm phụ : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×3.75] = 1238 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×3.75 = 4232 (KG) Nhịp 2-3 có dạng hình thang, trị số lớn nhất là 2.9gs(KG/m). chuyển sang tải phân bố đều tương đương là:

gtđ = gs 21L (1 - 2β2 + β3) = 420×

29.2 ×(1 - 2×0.192 + 0.193) = 596 (KG/m)

Do sàn : Gs = Ptđ × 3.75 = 2235 (KG) Tổng tĩnh tải : GA = gd + gt + Gs = 1238 + 4232 + 2235 = 7705 (KG) Hoạt tải:

ptđ = ps 21L (1 - 2β2 + β3) = 240×

29.2 ×(1 - 2×0.192 + 0.193) = 365 (KG/m)

Do sàn : P = Ptđ × 3.75 = 1369 (KG) Tại B Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục B : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×7.1] + [0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×5.9] = 8781(KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG)



Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 600×900) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.6×0.9×1.1×2500×3.35 = 4975 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (7.1×5.9)×420 = 17594 (KG) Tổng tĩnh tải : GB = gd + gt + gc + Gs = 8781 + 8465 + 4975 + 17594 = 39815 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PB = S×Ps = (7.1×5.9)×240 = 10054 (KG) Tại C Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục C : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×7.1] + [0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×6] = 8925 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 600×900) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.6×0.9×1.1×2500×3.35 = 4975 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (7.1×6)×420 = 17892 (KG) Tổng tĩnh tải : GC = gd + gt + gc + Gs = 8925 + 8465 + 4975 + 17892 = 40257 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PC = S×Ps = (7.1×6)×240 = 10224 (KG) Tại D Tĩnh tải: Do trọng lượng bản thân dầm dọc trục D : gd = b(h – hs)n.γbL = [0.5×(0.8 – 0.1) ×1.1×2500×7.1] + [0.3×(0.5 – 0.1) ×1.1×2500×4.5]= 8319 (KG) Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc: gt = bt.ht.n.γt .L= 0.2×(3.35 – 0.5) 1.1×1800×7.5 = 8465 (KG) Do trọng lượng bản thân cột (Giả thiết tiết diện ngang cột là 550×800) gc = bc.hc.n.γb .Lc = 0.55×0.8×1.1×2500×3.35 = 4054 (KG) Do sàn : Gs = S×gs = (7.1×4.5)×420= 10419 (KG) Tổng tĩnh tải : GD = gd + gt + gc + Gs = 8319 + 8465 + 4054 + 10419 = 31257 (KG) Hoạt tải: Do sàn : PD = S×Ps = (7.1×4.5)×240= 7668 (KG)



SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM

SƠ ĐỒ TẢI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM

3. Xác định hoạt tải gió tác dụng lên khung Vì công trình có độ cao nhỏ hơn 40m nên không tính tải tác dụng của phần gió động mà chỉ tính tải tác dụng của phần gió tĩnh.

Gió đẩy Cường độ tính gió đẩy được xác định theo công thức : W = Wo . k . c . n . B (KG/m) Trong đó :

- Wo : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng theo địa danh hành chính (TCVN 2737 - 1995). Công trình được xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh nên thuộc dạng địa hình IIA. Có áp lực gió tiêu chuẩn là 95 KG/m2, giá trị của áp lực gió Wo được giảm đi 12 KG/m2. Wo = 95 – 12 = 83 KG/m2 .

- K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình (bảng 5 – TCVN 2737 -1995).



- n : hệ số vượt tải ( n = 1.2) - c : hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình ( c = +0.8) - B : bề rộng đón gió của khung ( B = 8.25m) Gió hút

Cường độ tính gió hút được xác định theo công thức : W’ = Wo . k . c’ . n . B (KG/m) Trong đó : c’ = -0.6 còn các hệ số khác lấy như gió đẩy. Áp lực gió thay đổi tăng dần theo độ cao, dể đơn giản hơn trong khoảng chiều cao 2 tầng xem như áp lực gió phân bố đều. BẢNG TÍNH HOẠT TẢI GIÓ TÁC DỤNG LÊN KHUNG

Z

(m) k

Wo c c’ n B (m)

W (KG/m)

W’ (KG/m)

6.2 1.125 83 +0.8 -0.6 1.2 8.25 739.53 554.65 12.9 1.222 83 +0.8 -0.6 1.2 8.25 803.29 602.47 19.6 1.285 83 +0.8 -0.6 1.2 8.25 844.71 633.53 26.3 1.334 83 +0.8 -0.6 1.2 8.25 876.92 657.69 33 1.379 83 +0.8 -0.6 1.2 8.25 906.50 679.87

Lực tập trung đặt tại đầu nút khung (ở độ cao 33m) do gió tác dụng lên tường lan can mái (tường cao 0.9m) - Gió đẩy : W = 83 × 1.379 × 0.8 × 1.2 × 8.25 × 0.9 = 815.85 (KG) - Gió hút : W = 83 × 1.379 × 0.6 × 1.2 × 8.25 × 0.9 = 611.89 (KG)

III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG:

Ở khung giữa ta xét các trường hợp tải lên khumg 3 nhịp: - TH1 : Tĩnh Tải chất đầy. - TH2 : Hoạt Tải toàn phần đặt ở tầng lẻ. - TH3 : Hoạt Tải toàn phần đặt ở tầng chẵn. - TH4 : Hoạt Tải toàn phần đặt cách tầng cách nhịp. - TH5 : Ngược lại của TH4. - TH6 : Hoạt Tải toàn phần liền nhịp. - TH7 : Ngược lại của TH6. - TH8 : Gió Trái. - TH9 : Gió Phải.

Dùng phần mềm SAP 2000 tính nội lực.



TH1 : TĨNH TẢI :



TH2 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT Ở TẦNG LẺ:



TH3 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT Ở TẦNG CHẴN:



TH4 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT CÁCH NHỊP CÁCH TẦNG:



TH5 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN ĐẶT CÁCH NHỊP CÁCH TẦNG: (NGƯỢC LẠI CỦA TH4)



TH6 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN LIỀN NHỊP:



TH7 : HOẠT TẢI TOÀN PHẦN LIỀN NHỊP: (NGƯỢC LẠI CỦA TH6)



TH8 : TẢI TRỌNG GIÓ TRÁI:

ÑOÙN GIOÙ KHUAÁT GIOÙ



TH9 : TẢI TRỌNG GIÓ PHẢI:

ÑOÙN GIOÙKHUAÁT GIOÙ



IV. TỔ HỢP TẢI TRỌNG: Theo TCVN 2737-1995. Tải trọng được chia thành:

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) là tải trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và kết cấu bao che.

Tải trọng tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) (hoạt tải) tùy theo thời gian tác dụng của chúng. 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 dài hạn gồm có : khối lượng vách ngăn tạm thời, thiết bị vật

dụng sử dụng thường xuyên, … - Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm khối lượng người, tải trọng tác dụng lên sàn nhà,

tải trọng gió, …

Tải trọng đặc biệt gồm có : tải trọng động đất, tải trọng do cháy nổ, …

Tổ hợp tải trọng gồm tổ hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt. - Tổ hợp tải trọng cơ bản (TỔ HỢP CHÍNH) : Có một tải trọng tạm thời thì giá trị

tải trọng tạm thời được lấy toàn bộ tức gồm tải trọng thường xuyên và một tải trọng tạm thời. Hệ số tổ hợp lấy bằng 1.

- Tổ hợp tải trọng đặc biệt (TỔ HỢP PHỤ) : Có từ hai tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của các tải trọng tạm thời hoặc các nội lực tương ứng của chúng phải được nhân với hệ số tổ hợp như sau : Tải trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp bằng 0,9.

- Tránh trường hợp trùng lặp hoạt tải ngắn hạn, cũng như khi đã kể gió trái thì không có gió phải và ngược lại. Các cấu trúc tổ hợp:

TỔ HỢP CHÍNH:

Cấu trúc TH1 – TH2

Hệ số 1 1 Cấu trúc TH1 – TH3




Hệ số 1 1



Cấu trúc TH1 – TH7 Hệ số 1 1



Cấu trúc TH1 – TH2 – TH3 Hệ số 1 1 1

TỔ HỢP PHỤ:

Cấu trúc TH1 – TH2 – TH8

Hệ số 1 0,9 0,9 Cấu trúc TH1 – TH2 – TH9











Hệ số 1 0,9 0,9 Cấu trúc TH1 – TH2 – TH3 – TH8

Hệ số 1 0,9 0,9 0.9 Cấu trúc TH1 – TH2 – TH3 – TH9

Hệ số 1 0,9 0,9 0.9



TIẾT DIỆN CỘT VÀ DẦM KHUNG TRỤC 2:



BIỂU ĐỒ MOMENT UỐN KHUNG TRỤC 2



BIỂU ĐỒ LỰC CẮT KHUNG TRỤC 2:



BIỂU ĐỒ LỰC DỌC KHUNG TRỤC 2:



SƠ ĐỒ PHẦN TỬ CỘT VÀ DẦM KHUNG TRỤC 2



VI. CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP KHUNG: BẢNG CHỌN CỐT THÉP DẦM Phần tử Tiết diện Mặt cắt Fa 1 Fa 2 Chọn thép Fa chọn μ%

b(m) h(m) (m) (cm2) (cm2) (cm2) 0.3 0.5 0.0 22.58 6Φ22 22.806 2.53

41 0.3 0.5 2.9 8.78 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 5.8 18.86 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 17.80 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

42 0.3 0.5 3.0 5.72 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 19.05 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 20.58 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

43 0.3 0.5 3.0 6.23 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 21.34 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 21.12 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

44 0.3 0.5 2.9 7.41 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 5.8 22.72 6Φ22 22.806 2.53 0.3 0.5 0.0 20.56 6Φ22 22.806 2.53

45 0.3 0.5 3.0 8.68 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 22.67 6Φ22 22.806 2.53 0.3 0.5 0.0 16.01 6Φ22 22.806 2.53

46 0.3 0.5 3.0 7.58 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 16.39 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 18.46 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

47 0.3 0.5 2.9 6.54 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 5.8 14.74 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 15.86 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

48 0.3 0.5 3.0 4.46 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 15.80 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 15.13 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

49 0.3 0.5 3.0 6.04 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 20.90 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39



Phần tử Tiết diện Mặt cắt Fa 1 Fa 2 Chọn thép Fa chọn μ%

b(m) h(m) (m) (cm2) (cm2) (cm2) 0.3 0.5 0.0 15.63 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

50 0.3 0.5 2.9 4.18 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 5.8 16.50 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 11.98 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

51 0.3 0.5 3.0 3.66 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 13.12 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 14.56 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

52 0.3 0.5 3.0 4.27 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 14.03 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 17.91 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

53 0.3 0.5 2.9 5.79 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 5.8 19.93 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 14.21 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

54 0.3 0.5 3.0 3.82 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 13.58 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 13.89 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

55 0.3 0.5 3.0 3.86 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 19.15 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 16.19 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

56 0.3 0.5 2.9 3.60 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 5.8 11.98 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 0.0 13.64 4Φ22 15.204 1.67

57 0.3 0.5 3.0 4.29 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 13.15 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 0.0 15.27 4Φ22 15.204 1.67

58 0.3 0.5 3.0 5.70 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 19.60 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25



Phần tử Tiết diện Mặt cắt Fa 1 Fa 2 Chọn thép Fa chọn μ% b(m) h(m) (m) (cm2) (cm2) (cm2) 0.3 0.5 0.0 22.58 6Φ22 22.806 2.53

59 0.3 0.5 2.9 8.78 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 5.8 18.86 4Φ22+2Φ16 19.226 2.13 0.3 0.5 0.0 17.80 4Φ22+2Φ16 19.226 2.13

60 0.3 0.5 3.0 5.72 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 19.05 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 20.58 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

61 0.3 0.5 3.0 6.23 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54 0.3 0.5 6.0 21.34 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 21.12 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39

62 0.3 0.5 2.9 7.41 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 5.8 22.72 6Φ22 22.806 2.53 0.3 0.5 0.0 20.56 6Φ22 22.806 2.53

63 0.3 0.5 3.0 8.68 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 22.67 6Φ22 22.806 2.53 0.3 0.5 0.0 18.01 6Φ22 22.806 2.53

64 0.3 0.5 3.0 4.58 2Φ22+2Φ18 12.692 1.19 0.3 0.5 6.0 15.39 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25 0.3 0.5 0.0 17.46 4Φ22+2Φ18 20.294 2.25

65 0.3 0.5 2.9 4.54 2Φ22+2Φ18 12.692 1.19 0.3 0.5 5.8 14.74 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83 0.3 0.5 0.0 15.86 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83

66 0.3 0.5 3.0 4.46 2Φ22+2Φ18 12.692 1.19 0.3 0.5 6.0 15.80 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83 0.3 0.5 0.0 15.13 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83

67 0.3 0.5 3.0 6.04 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 20.90 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39 0.3 0.5 0.0 13.46 2Φ22+2Φ20 13.886 1.54

68 0.3 0.5 2.9 4.54 2Φ22+2Φ18 12.692 1.19 0.3 0.5 5.8 14.74 4Φ22 15.204 1.69 0.3 0.5 0.0 15.86 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83

69 0.3 0.5 3.0 4.46 2Φ22+2Φ18 12.692 1.19 0.3 0.5 6.0 15.80 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83 0.3 0.5 0.0 15.13 3Φ22+2Φ18 16.493 1.83

70 0.3 0.5 3.0 8.04 4Φ22 15.204 1.67 0.3 0.5 6.0 20.90 4Φ22+2Φ20 21.488 2.39



BẢNG CHỌN CỐT THÉP CỘT

Phần tử Tiết diện Fa1= Fa2 Chọn thép Fa chọn μ% b(m) h(m) (cm2) (cm2)

1 0.55 0.8 30.50 5Φ25+2Φ22 32.147 1.99 2 0.6 0.9 32.80 7Φ25 34.363 2.13 3 0.6 0.9 33.49 7Φ25 34.363 2.13 4 0.55 0.8 29.20 6Φ25 29.454 1.83 5 0.55 0.8 29.06 6Φ25 29.454 1.83 6 0.6 0.9 30.94 7Φ25 34.363 2.13 7 0.6 0.9 32.56 7Φ25 34.363 2.13 8 0.55 0.8 28.45 6Φ25 29.454 1.83 9 0.55 0.8 27.06 6Φ25 29.454 1.83 10 0.6 0.9 31.50 7Φ25 34.363 2.13 11 0.6 0.9 32.42 7Φ25 34.363 2.13 12 0.55 0.8 26.95 6Φ25 29.454 1.83 13 0.45 0.7 20.56 6Φ22 22.806 1.64 14 0.5 0.8 24.35 4Φ25+2Φ20 25.92 1.85 15 0.5 0.8 23.18 4Φ25+2Φ20 25.92 1.85 16 0.45 0.7 20.38 6Φ22 22.806 1.64 17 0.45 0.7 21.26 6Φ22 22.806 1.64 18 0.5 0.8 24.17 4Φ25+2Φ20 25.92 1.85 19 0.5 0.8 22.96 4Φ25+2Φ20 25.92 1.85 20 0.45 0.7 19.45 6Φ22 22.806 1.64



Phần tử Tiết diện Fa1= Fa2 Chọn thép Fa chọn μ% b(m) h(m) (cm2) (cm2)

21 0.35 0.6 18.64 6Φ20 18.852 1.24 22 0.4 0.7 21.39 6Φ22 22.806 1.64 23 0.4 0.7 19.86 6Φ22 22.806 1.64 24 0.35 0.6 17.80 6Φ20 18.852 1.24 25 0.35 0.6 17.25 6Φ20 18.852 1.24 26 0.4 0.7 22.05 6Φ22 22.806 1.64 27 0.4 0.7 20.58 6Φ22 22.806 1.64 28 0.35 0.6 16.97 6Φ20 18.852 1.24 29 0.25 0.5 17.54 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96 30 0.3 0.6 18.32 6Φ20 18.852 1.24 31 0.3 0.6 16.75 6Φ20 18.852 1.24 32 0.25 0.5 16.24 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96 33 0.25 0.5 15.76 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96 34 0.3 0.6 17.96 6Φ20 18.852 1.24 35 0.3 0.6 18.24 6Φ20 18.852 1.24 36 0.25 0.5 14.95 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96 37 0.25 0.5 16.21 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96 38 0.3 0.6 15.39 6Φ20 18.852 1.24 39 0.3 0.6 17.46 6Φ20 18.852 1.24 40 0.25 0.5 14.38 4Φ20+2Φ18 17.658 0.96



KIỂM TRA MỘT SỐ TIẾT DIỆN CỘT DẦM KHUNG KHI DÙNG PHẦN MỀM TÍNH THÉP Khung dùng Bê tông mác 300 có: Rn = 130 (KG/cm2) Rk = 10 (KG/cm2) αo = 0.58 Thép nhóm CII có: Rn = Rk = 2600 (KG/cm2)

KIỂM TRA TIẾT DIỆN CỘT KHUNG: Chọn phần tử 25 với cặp nội lực : M = 13233 (KG.m) N = 243130 (KG) Tiết diện 35 x 60 (cm) Kiểm tra độ mảnh : λ1 = λ2 = lo/b = 420/35 = 12 Suy ra : φ = 0.96 Độ lệch tâm ban đầu: eo = eo1 + eng

eo1 = NM

=

24313013233 = 0.054 m = 5.4 (cm)

eng = 2 (cm)

eo = 5.4 + 2 = 7.4 (cm)

Độ lệch tâm tính toán:

E = ηeo + 2h - α = 0.96 × 7.4 +

260 - 4 = 28.1 (cm)

Xác định trường hợp lệch tâm :

x = bR

N

n =

35130243130

= 63.15 > αoho = 0.58 × 56 = 32.48 : lệch tâm bé.

Tính cốt thép dọc:

ηeo = 0.96×7.4 = 7.104 < 0.2ho = 0.2 ×56 = 11.2

x = h – (1.8+ohh5.0

+ 1.4 αo) ηeo = 60 – (1.8+

56605.0

+ 1.4 ×0.58) 7.104 = 27.58



Fa = Fa’ = )446(2600

)58.275.056(58.27351301.28243130

= 15.86 (cm2)

Kiểm tra µ% :

µ% = 100o

a

bhF = 100

563586.15

= 0.81%

kết quả giải bằng phần mềm tính thép là 17.25 (cm2)

Sai số : 25.17

86.1525.17

×100 = 8.05%

KIỂM TRA TIẾT DIỆN DẦM KHUNG :

Chọn phần tử 41 để kiểm tra Kích thước tiết diện 30x50

Nội lực tính toán: M1gối = 15616 (KG.m) M nhịp = 3134 (KG.m) M2gối = 13285 (KG.m) Tính thép ở gối: ho = h – a = 50 – 4 = 46 (cm)

Gối 1 :

A = 246301301561600

= 0.189

α = 1 - 205.0189.021 Fa =

26004630130205.0

= 23.22 (cm2)

Kết quả giải bằng phần mềm tính thép là 22.58 (cm2)

Sai số : 22.23

58.2222.23

×100 = 4.43%

Gối 2 :

A = 246301301325800

= 0.161

α = 1 - 176.0161.021 Fa =

26004630130176.0

= 18.88 (cm2)

Tương đương kết quả giải bằng phần mềm tính thép là 18.86 cm2 Kiểm tra µ% :

µ% = 100o

a

bhF = 100

463088.18

= 2.10%



Tính thép ở nhịp: M = 3134 (KG.m) . Tính theo tiết diện chữ T có hc = hs = 10 (cm).

C ≤ ol21 = 3.5

21 = 2.65

C ≤ nhl61 = 8.5

61 = 0.9

Chọn C = 0.9 (m) b’c = 30 + 2 × 90 = 183 (cm).

Xác định trục trung hòa: Mc = Rn . b’c . h’c (ho – 0.5 h’c) = 130 × 183 × 10 (46 – 0.5 ×10) = 9753900 (KG.cm) Mc = 97539 (KG.m) > M = 3134 (KG.m) Nên trục trung hòa qua cánh, tính theo tiết diện hình chữ nhật lớn : 183 x 50 (cm)

A = 246183130313400

= 0.019

α = 1 - 021.0019.021 Fa =

260046183130021.0

= 8.838 (cm2)

Tương đương kết quả giải bằng phần mềm tính thép là 8.78 (cm2) Tính cốt đai cho dầm : Chọn phần tử 41 tại gối để kiểm tra Qmax = 11108 (KG)

Tính cốt đai: Kiểm tra kích thước tiết diện dầm:

Ko.Rn.b.ho = 0.35 × 130 × 30(50 – 4) = 62790 (KG) > Qmax = 11108 (KG) Nên không thay đổi kích thước tiết diện dầm. K1.Rk.b.ho = 0.6 × 10 × 30(50 – 4) = 8280 (KG) < Qmax = 11108 (KG) Nên cần tính cốt đai. Chọn cốt đai Φ8, số nhánh cốt đai n = 2, có Fad = 0.503 (cm2).

umax = max

25.1Q

bhR ok

=

111084630105.1 2 = 38.5 (cm)

uct = hd/2 = 50/2 = 25 (cm)

utt = dadok nfR

QbhR2max

28 = 503.02160011108

46301082

2

= 29.75 (cm)

Chọn u = 100 (mm) bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm, đoạn còn lại lấy u = 200 (mm).

qd = unfR dad =

10503.021600 = 160.96 (KG/m)

Qdb = dk qbhR 208 = 96.1604630108 2 = 28590 (KG) > Qmax = 11108 (KG)

Vậy cốt đai đã chọn đủ khả năng chịu lực cắt.



PPHHẦẦNN IIIIII

NNỀỀNN &&

MMÓÓNNGG



XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT : Nguyên tắc chung:

- Ta thống kê xử lý số liệu địa chất dựa vào tiêu chuẩn TCXD74-1987- Đất Xây Dựng

Theo TCXD74-1987-Đất Xây Dựng,phương pháp chỉnh lý thống kê được sử dụng để chỉnh lý kết quả xác định các đặc trưng sau : o Đặc trưng vật lý của đất ở tất cả các dạng o Đặc trưng độ bền :góc đơn vị ,góc ma sát trong của đất và cường độ kháng nén tức thời khi nén một trục của đất o Mođun biến dạng của đất .

- Chỉnh lí thống kê các đặt trưng cơ lí của đất được sử sụng để tính toán các trị tiêu chuẩn và trị tính toán cần thiết cho thiết kế nền ,móng nhà và công trình .

- Chỉnh lí thống kê các đặc trưng của đất đựoc sử dụng đối với đất ở các khu xây dựng, những khoảng riêng biệt của khu xây dựng hoặc ở từng nền nhà và công trình

- Trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực dính kết đơn vị và góc ma sát trong của đất) là giá trị trung bình số học các kết quả xác địng riêng biệt .Trị tiêu chuẩn lực dính kết đơn vị và góc ma sát trong là thông số của quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực pháp tuyến theo phương pháp bình phương nhỏ nhất .

- Những trị tính toán các đặc trưng của đất được sử dụng trong tính toán nền và móng lay bằng tỷ số của trị tiêu chuẩn trong hệ số an toàn theo từng loại đất.

- Các giá trị riêng của các đặc trưng của đất ,đá phải được xác định theo mỗt phương pháp thống nhất.

- Phân chia sơ bộ đất-đá mặt bằng xây dựng thành các đơ nguyên địa chất công trình có xét đến tuổi, nguồn gốc ,những đặc điểm kết cấu kiến trúc và tên gọi của đất đá.

- Phải kiểm tra sự đúng đắn của việc phân chia các đơn nguyên địa chất công trình trên sơ sở đáng giá tính biến đổi theo không gian bằng các chỉ tiêu tính toán sau đây: o Đối với đất hòn lớn :dùng thành phần hạt,có bổ sung thêm độ ẩm chung và độ ẩm của đất nhét(đối với đất hòn lớn có đất nhét là sét) o Đối với đất cát :dùng thành phần hạt, hệ số rỗng và bổ sung thêm độ ẩm đối với cát hạt bụi o Đối với đất sét :dùng các đặc trưng tính dẻo (các giới hạn dẻo,giới hạn chảy và chỉ số dẻo),hệ số rỗng và độ ẩm.

Việc phân loại đất tuân thủ theo các quy phạm Việt Nam như sau : o Đất rời được phân loại theo phần trăm thành phần hạt o Đất dính được phân loại theo chỉ số dẻo và phần trăm (%) thành phần như sau :



Trạng thái của đất được phân loại theo độ sệt như sau : Độ sệt B Trạng thái B>1 Chảy 1>B>0.75 Dẻo chảy 0.75>B>0.50 Dẻo mềm 0.50>B>0.25 Dẻo cứng 0.25>B>0 Nửa cứng B<0 Cứng

Độ sệt dùng phân loại trạng thái của đất Công tác khảo sát địa chất:

a. Bố trí các điểm khảo sát o Theo TCXD74-1987-Đất Xây Dựng đây là giai đoạn khảo sát cho thiết kế kỹ thuật nên cự ly giữa các điểm khảo sát phải nhỏ hơn hoặc bằng 30m. o Các điểm khảo sát được bố trí theo chu vi móng và trong phạm vi công trình. o Trong quá trình khảo sát ,cần tiến hành khảo sát địa chất thông qua các loại hố khoan sau đây : _ Loại 1 : Hố khoan thăm dò :chỉ lấy mẫu đất xem ,không nguyên dạng ,chủ yếu để xác định cấu tạo địa tầng _ Loại 2 :Hố khoan kỹ thuật :mục đích lấy các mẫu nguyên dạng để thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lí của đất _ Loại 3 :Hố xuyên :có thể dùng xuyên tĩnh (CPT) hoặc xuyên tiêu chuẩn (SPT) để xác định sức kháng đầu mũi xuyên tĩnh qu,ma sát thành fs và chỉ số SPT của đất là N.

b. Sơ đồ bố trí hố khoan oo Với địa chất công trình được khảo sát bởi 6 hố khoan :BH1,BH2,BH3,BH4,BH5,BH6 .Trong phạm vi đồ án này chỉ khảo sát 3 hố khoan BH1,BH2,BH4.

1. Kết quả khảo sát địa chất công trình Căn cứ vào kết quả khoan khảo sát tại các hố khoan ,mặc cắt địa chất công trình được thể hiện bằng hình vẽ sau: o Độ sâu khảo sát :30m o Cao trình : 0.00 m (mặt bằng khi khoan)

Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu: - 4,8 m so với mặt đất tự nhiên.



Ñaát ñaép,xaø baàn

Seùt pha caùt ,xaùm traéng-naâu ñoû

-xaùm naâu-xaùm vaøngCaùt pha ,xaùm traéng

Chaët vöøa

Deûo cöùng ,nöûa cöùng

27.00m

A

1

2

A

1

2

Mặt cắt địa chất công trình qua hố khoan BH1-BH4

2

1

A

2

1

A

30.00m


Chaët vöøa

Caùt pha caùt ,xaùm traéng -xaùm naâu-xaùm vaøng

-naâu ñoûSeùt pha ,xaùm traéng

Ñaát ñaép,xaø baàn

Mặt cắt địa chất công trình qua hố khoan BH1-BH2



4. Phương pháp xử lý số liệu địa chất: (Theo TCXD 74-1987-Đất Xây Dựng) a. Trị tiêu chuẩn o Trị tiêu chuẩn Atc của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực dính kết đơn vị Ctc và góc ma sát trong tc) là giá trị trung bình số học A các kết quả xác định riêng biệt và được tính theo công thức:

Atc = A = n

An

1ii

Trong đó : - Ai=trị số riêng của chỉ tiêu cần xác định. - n: Số lượng trị số riêng đưa vào tập hợp thống kê

o Trị tiêu chuẩn của lực dính kết đơn vị Ctc và góc ma sát trong tc là các thông số tìm được bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất từ quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực pháp tuyến đối với tập hợp toàn bộ các trị số thí nghiệm trong đơn nguyên địa chất công trình : .p tg C trong đó : -sức chống cắt, (kG/cm2)

p -áp lực pháp tuyến trên mẫu đất , (kG/cm2) -góc ma sát trong (o) C-lực dính kết đơn vị (kG/cm2)

o Trị tiêu chuẩn Ctc và tc được tính theo công thức :

Ctc =

n

1i

n

1i

n

1i

n

1iiii

2ii ppp1 ...

tgtc =

n

1i

n

1i

n

1iiiii ppn1 ...

= n.2

2

1 1

n n

i ii i

p p

b. Trị tính toán o Theo trị tính toán các đặt trưng Att của đất được xác định theo công thức :

d

tctt A

AK

o trong đó : Atc-trị tiêu chuẩn các đặt trưng; Kd-hệ số an toàn về đất.

Với các đặc trưng ngoài C, , g lấy Kd=1 : Att =Atc Với các đặc trưng C, , g thì Kd được tính theo biểu thức :

11dK



trong đó : r là chỉ số độ chính xác khi đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất .Dấu ở trước đại lượng r được lấy sao cho đảm bảo được độ tin cậy lớn nhất khi tính toán nền móng .

Ứng với C và tg : .t ;

Ứng với : .tn

.

trong đó : t -hệ số tra bảng tuỳ thuộc xác suất tin cậy a ( a =0.95:tính nền theo sức chịu tải ; a =0.85 tính nền theo biến dạng ) và phụ thuộc vào số bậc tự do của tập hợp thống kê (n-2) khi xác định trị tính toán C và tg ;(n-1) khi xác định trị tính toán các đặc trưng khác .

- hệ số biến đổi đặc trưng : A

- sai số otàn phương trung bình của đặc trưng o Đối với C và tg :

2

1

1 .n

C ii

t p

tg tn

2

1

12

. ( . )n

tci i

it p tg C

n

o Đối với : 2

1

11

. ( )n

tci

in

o Từ các biểu thức tính toán trên,trị tính toán các đặc trưng của đất được viết lại như sau :

Đối với C và tg : .tt tcA A t

Đối với : .tt tc tA A

n

5. Xử lý thông kê số liệu địa chất các lớp đất:

a. Lớp A : Lớp đất đắp

Không tính toán

b. Lớp 1 : Lớp sét pha cát xám trắng-nâu đỏ o Trị tiêu chuẩn và tính toán của các chỉ tiêu cơ lý (trừ C và )

Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau :



Hố khoan

Số thứ tự

mẫu n

Số hiệu mẫu

Độ sâu lấy

mẫu

Giới hạn chảy Wch

Giới hạn dẻo Wd

Độ sệt B

Độ ẩm W

Dung trọng

gw

Tỷ trọng

D

Độ bảo hòa

G e0-0.5

e0.5-

1.0 e1.0-

2.0 e2.0-

4.0 e4.0-

8.0 (gtc-gi)2 gtc-gi

(m) (%) (%) (%) (T/m3) (%) 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

BH1

1 BH1-

1 2-2.4 45.3 17.5 0.14 21.5 2.04 2.64 96.0 0.01856 0.1363

2 BH1-

2 4-4.4 47.5 18.9 0.10 21.7 2.02 2.63 93.0 0.895 0.842 0.816 0.798 0.774 0.01351 0.1163

3 BH1-

3 6-6.4 40.7 15.3 0.18 19.8 1.99 2.65 86.0 0.00744 0.0862

BH2

4 BH2-

1 2-2.3 33.7 14.6 0.35 21.4 2.05 2.62 96.0 0.02139 0.1463

5 BH2-

2 4-4.3 33.1 15.4 0.28 20.4 2.05 2.64 93.0 0.931 0.862 0.827 0.782 0.717 0.02139 0.1463

6 BH2-

3 6-6.3 32.4 14.3 0.26 19.0 2.03 2.63 89.0 0.01594 0.1263

BH4 7 BH4-

1 2-2.4 77 34 1.18 83.1 1.48 2.67 96.3 0.17956 0.4238

8 BH4-

2 4-4.4 62 34 0.84 57.1 1.57 2.65 91.6 0.11139 0.3338

Tổng cộng 371.7 164 3.33 263.9 15.23 21.13 740.9 1.826 1.704 1.643 1.580 1.491 0.38919 Trị trung bình 46.46 20.50 0.42 32.98 1.90 2.64 92.61 0.913 0.852 0.822 0.790 0.746

Các chỉ tiêu cơ lý (trừ C , ) của lớp đất thứ 1



Trị tính toán n-1 sg a ta gtc gtt (T/m3) (T/m3)

Theo TTGH I 7 0.236 0.95 1.90 1.90 1.745 Theo TTGH II 0.85 1.12 1.810

Trị tính toán của lớp đất 1

o Mođun biến dạng của lớp đất được tính theo công thức sau :

+ Hệ số nén lún : 21

1

( / )i ii

i i

a cm kGp p

+ Mođun biến dạng : 21 . . ( / )oi K

i

E m kG cma

trong đó : -hệ số rỗng của mẫu đất ứng với từng cấp áp lực p-cấp áp lực (kG/cm2)

-hệ số phụ thuộc vào hệ số biến dạng ngang và đuợc lấy theo từng loại đất như sau : Cát 0 8. ; Cát pha 0 74. ; Sét 0 4. ; Sét pha

0 62. mk-hệ số chuyển đổi Mođun biến dạng ,tra bảng phụ lục 5-TCXD74-1987


Hố khoan

Số thứ tự

mẫu

Số hiệu mẫu

Độ sâu lấy

mẫu

Hệ số nén lún a (cm2/kG) ứng với từng cấp áp lực pi

(kG/cm2)

Mođun biến dạng E (kG/cm2) ứng với từng cấp áp lực pi

(kG/cm2)

(m) 0.5 1 2 4 0.5 1 2 4

BH1

1 BH1-1 2-2.4 2 BH1-2 4-4.4 0.106 0.026 0.009 0.006 17.9 82.0 241.1 413.3

3 BH1-3 6-6.4

BH2

4 BH2-1 2-2.3 5 BH2-2 4-4.3 0.138 0.035 0.023 0.016 15.9 75.7 96.4 152.6

6 BH2-3 6-6.3

BH4

7 BH4-1 2-2.4

8 BH4-2 4-4.4

Tổng cộng 33.8 157.7 337.6 565.9 Trị trung bình 16.9 78.8 168.8 283.0

Mođun biến dạng E của lớp đất 1



o Trị tiêu chuẩn và tính toán của các chỉ tiêu C và Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau :

Hố khoa

n

Số thứ tự mẫu

n

Số hiệu mẫu

Cấp áp lực pi

(kG/cm2)

Cường độ kháng cắt

ti (kG/cm2)

pi 2 ti.pi

(pi.tgφtc +Ctc- ti)2

1 2 3 4 5 6 7 8

BH1

1 BH1-1

1 0.501 1 0.501 0.00035 2 2 0.72 4 1.44 0.00004 3 3 0.996 9 2.988 0.00264 4

BH1-2 1 0.581 1 0.581 0.00977

5 2 0.714 4 1.428 0.00000 6 3 1.073 9 3.219 0.01647 7

BH1-3 1 0.505 1 0.505 0.00052

8 2 0.652 4 1.304 0.00377 9 3 0.996 9 2.988 0.00264

BH2

10 BH2-1

1 0.482 1 0.482 0.00000 11 2 0.682 4 1.364 0.00099 12 3 0.861 9 2.583 0.00700 13

BH2-2 1 0.448 1 0.448 0.00117

14 2 0.573 4 1.146 0.01972 15 3 0.914 9 2.742 0.00094 16

BH2-3 1 0.482 1 0.482 0.00000

17 2 0.69 4 1.38 0.00055 18 3 0.918 9 2.754 0.00071

BH4

19 BH4-1

1 0.505 1 0.505 0.00052 20 2 0.707 4 1.414 0.00004 21 3 1.052 9 3.156 0.01152 22

BH4-2 1 0.52 1 0.52 0.00143

23 2 0.636 4 1.272 0.00599 24 3 0.914 9 2.742 0.00094

Tổng 48 17.122 112 37.944 0.08772 D 384.00

tgjtc 0.2313 jtc(độ) 13.019

Ctc(kG/cm2) 0.2509 st 0.0631 sc 0.0341 stgj 0.0158



Trị tính toán a n-2 ta Ctt

(kG/cm2) tgφtt φtt(độ)

Theo TTGH I 0.95 22 1.9 0.186 0.201 11.378 Theo TTGH

II 0.85 22 1.12 0.213 0.214 12.054

Chỉ tiêu C,φ của lớp đất 1

c. Lớp 2: Cát pha xám trắng-xám nâu-xám vàng,chặt vừa o Trị tiêu chuẩn và tính toán của các chỉ tiêu cơ lý (trừ C và )




Hố khoan

Số thứ tự

mẫu n

Số hiệu mẫu

Độ sâu lấy

mẫu



Độ sệt B

Độ ẩm W

Dung trọng

gw Tỷ

trọng D

Độ bảo hòa

G e0-0.5 e0.5-1.0 e1.0-2.0 e2.0-4.0 e4.0-8.0 (gtc-gi)2 gtc-gi

(m) (%) (%) (%) (T/m3) (%)

1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

BH1

1 BH1-4 8-8.4 15.48 2.09 2.66 88 0.00003 0.0056 2 BH1-5 10-10.4 17.19 2.10 2.67 93 0.00002 0.0044

3 BH1-6 12-12.4 16.20 2.13 2.67 94 0.440 0.431 0.421 0.410 0.397 0.00118 0.0344

4 BH1-7 14-14.4 15.63 2.09 2.66 89 0.00003 0.0056 5 BH1-8 16-16.4 14.35 2.15 2.68 90 0.00295 0.0544

6 BH1-9 18-18.4 14.48 2.10 2.67 84 0.443 0.435 0.423 0.408 0.391 0.00002 0.0044

7 BH1-10 20-20.4 12.57 2.14 2.66 84 0.00197 0.0444 8 BH1-11 22-22.4 15.51 2.12 2.67 92 0.00059 0.0244

9 BH1-12 24-24.4 13.56 2.13 2.67 86 0.00118 0.0344

10 BH1-13 26-26.4 15.06 2.10 2.68 87.0 0.00002 0.0044 11 BH1-14 28-28.4 12.56 2.12 2.66 81.0 0.386 0.372 0.356 0.338 0.318 0.00059 0.0244

12 BH1-15 30-30.4 12.48 2.15 2.67 84.0 0.00295 0.0544

BH2

13 BH2-4 8-8.3 17.41 2.04 2.68 86.0 0.00310 0.0556 14 BH2-5 10-10.3 18.29 2.05 2.67 90.0 0.00208 0.0456

15 BH2-6 12-12.3 15.55 2.03 2.67 80.0 0.00431 0.0656

16 BH2-7 14-14.3 19.66 2.05 2.67 94.0 0.00208 0.0456 17 BH2-8 16-16.3 19.48 2.06 2.67 94.0 0.520 0.507 0.493 0.477 0.460 0.00127 0.0356

18 BH2-9 18-18.3 17.23 2.03 2.68 84.0 0.00431 0.0656

19 BH2-10 20-20.3 14.61 2.13 2.67 90.0 0.00118 0.0344 20 BH2-11 22-22.3 16.22 2.13 2.68 94.0 0.00118 0.0344

21 BH2-12 24-24.3 13.61 2.10 2.66 83.0 0.416 0.403 0.389 0.369 0.345 0.00002 0.0044



22 BH2-13 26-26.3 15.68 2.08 2.66 87.0 0.00024 0.0156 23 BH2-14 28-28.3 16.72 2.05 2.67 86.0 0.00208 0.0456

24 BH2-15 30-30.3 18.35 2.10 2.65 98.0 0.00002 0.0044

BH4

25 BH4-3 6-6.4 17.34 2.00 2.67 81.0 0.00915 0.0956

26 BH4-4 8-8.4 16.35 2.01 2.67 80.0 0.397 0.377 0.353 0.327 0.297 0.00733 0.0856

27 BH4-5 10-10.4 15.25 2.09 2.67 86.0 0.00003 0.0056

28 BH4-6 12-12.4 13.74 2.11 2.66 85.0 0.00021 0.0144

29 BH4-7 14-14.4 16.08 2.15 2.66 98.0 0.00295 0.0544

30 BH4-8 16-16.4 16.88 2.06 2.67 87.0 0.00127 0.0356

31 BH4-9 18-18.4 15.08 2.08 2.67 85.0 0.00024 0.0156

32 BH4-10 20-20.4 13.93 2.10 2.65 84.0 0.00002 0.0044

33 BH4-11 22-22.4 15.67 2.09 2.66 89.0 0.00003 0.0056

34 BH4-12 24-24.4 16.67 2.13 2.66 98.0 0.00118 0.0344

35 BH4-13 26-26.4 15.68 2.09 2.67 88.0 0.00003 0.0056

36 BH4-14 28-28.4 13.53 2.13 2.66 87.0 0.00118 0.0344

37 BH4-15 30-30.4 16.53 2.14 2.65 100.0 0.416 0.410 0.402 0.387 0.369 0.00197 0.0444

38 BH4-16 32-32.4 14.32 2.12 2.65 88.0 0.00059 0.0244

39 BH4-17 34-34.4 12.91 2.16 2.65 88.0 0.00414 0.0644 Tổng cộng 607.8 81.73 103.97 3442 3.018 2.935 2.837 2.716 2.577 0.063759 1.2717949

Trị trung bình 15.59 2.10 2.67 88.26 0.43 0.42 0.41 0.39 0.37 _

Các chỉ tiêu cơ lý (trừ C , ) của lớp đất 2



Trị tính toán n-1 sg a ta gtc gtt

(T/m3) (T/m3) Theo TTGH I

38 0.041 0.95 1.68 2.10 2.085 Theo TTGH II 0.85 1.05 2.089

Trị tính toán của lớp đất 2

Hố khoa

n

Số thứ tự

mẫu

Số hiệu mẫu

Độ sâu lấy

mẫu

Hệ số nén lún a (cm2/kG) ứng với từng cấp áp lực pi (kG/cm2)

Mođun biến dạng E (kG/cm2) ứng với từng cấp áp lực pi

(kG/cm2) (m) 0.5 1 2 4 0.5 1 2 4

BH1

1 BH1-4 8-8.4 2 BH1-5 10-10.4 3 BH1-6 12-12.4 0.018 0.01 0.0055 0.003 164.4 296.0 538.2 910.8 4 BH1-7 14-14.4 5 BH1-8 16-16.4 6 BH1-9 18-18.4 0.016 0.012 0.0075 0.004 185.0 246.7 394.7 696.5 7 BH1-10 20-20.4 8 BH1-11 22-22.4 9 BH1-12 24-24.4

10 BH1-13 26-26.4 11 BH1-14 28-28.4 0.028 0.016 0.009 0.005 105.7 185.0 328.9 592.0 12 BH1-15 30-30.4

BH2

13 BH2-4 8-8.3 14 BH2-5 10-10.3 15 BH2-6 12-12.3 16 BH2-7 14-14.3 17 BH2-8 16-16.3 0.026 0.014 0.008 0.004 113.8 211.4 370.0 696.5 18 BH2-9 18-18.3 19 BH2-10 20-20.3 20 BH2-11 22-22.3 21 BH2-12 24-24.3 0.026 0.014 0.01 0.006 113.8 211.4 296.0 493.3 22 BH2-13 26-26.3 23 BH2-14 28-28.3 24 BH2-15 30-30.3

BH4 25 BH4-3 6-6.4 26 BH4-4 8-8.4 0.04 0.024 0.013 0.008 74.0 123.3 227.7 394.7 27 BH4-5 10-10.4



28 BH4-6 12-12.4 29 BH4-7 14-14.4 30 BH4-8 16-16.4 31 BH4-9 18-18.4 32 BH4-10 20-20.4 33 BH4-11 22-22.4 34 BH4-12 24-24.4 35 BH4-13 26-26.4 36 BH4-14 28-28.4 37 BH4-15 30-30.4 0.012 0.008 0.0075 0.005 246.7 370.0 394.7 657.8 38 BH4-16 32-32.4 39 BH4-17 34-34.4

Tổng cộng 1003.5 1643.9 2550.1 4441.5 Trị trung bình 143.4 234.8 364.3 634.5

Mođun biến dạng E của lớp đất 2

o Trị tiêu chuẩn và tính toán của các chỉ tiêu C và


Hố khoa

n

Số thứ tự

mẫu n

Số hiệu mẫu

Cấp áp lực pi

(kG/cm2

)

Cường độ kháng cắt

ti (kG/cm2)

pi 2 ti.pi

(pi.tgjtc

+Ctc- ti)2

1 2 3 4 5 6 7 8

BH1

1 BH1-4

1 0.588 1 0.588 0.00393 2 2 0.867 4 1.734 0.02888 3 3 1.581 9 4.743 0.00105 4

BH1-7 1 0.591 1 0.591 0.00431

5 2 0.956 4 1.912 0.00655 6 3 1.619 9 4.857 0.00496 7

BH1-10 1 0.552 1 0.552 0.00071

8 2 0.996 4 1.992 0.00168 9 3 1.648 9 4.944 0.00989

10 BH1-13

1 0.581 1 0.581 0.00310 11 2 0.924 4 1.848 0.01276 12 3 1.667 9 5.001 0.01403

BH2 13

BH2-4 1 0.591 1 0.591 0.00431

14 2 0.876 4 1.752 0.02590 15 3 1.543 9 4.629 0.00003



16 BH2-7

1 0.549 1 0.549 0.00056 17 2 0.895 4 1.79 0.02015 18 3 1.534 9 4.602 0.00021 19

BH2-10 1 0.619 1 0.619 0.00878

20 2 0.954 4 1.908 0.00688 21 3 1.623 9 4.869 0.00554 22

BH2-13 1 0.610 1 0.61 0.00717

23 2 0.895 4 1.79 0.02015 24 3 1.682 9 5.046 0.01780

BH4

25 BH4-4

1 0.543 1 0.543 0.00031 26 2 0.901 4 1.802 0.01848 27 3 1.534 9 4.602 0.00021 28

BH4-7 1 0.600 1 0.6 0.00558

29 2 0.939 4 1.878 0.00959 30 3 1.574 9 4.722 0.00065 31

BH4-10 1 0.539 1 0.539 0.00019

32 2 0.949 4 1.898 0.00773 33 3 1.570 9 4.71 0.00046 34

BH4-13 1 0.596 1 0.596 0.00500

35 2 0.981 4 1.962 0.00313 36 3 1.663 9 4.989 0.01309 Tổng 72 37.33 168 86.939 0.27376

D 864.00 tgjtc 0.5116

jtc(độ) 27.093 Ctc(kG/cm2) 0.014

st 0.0897 sc 0.0396 stgj 0.0183

Trị tính toán a n-2 ta Ctt

(kG/cm2)

tgφtt φtt(độ)

Theo TTGH I 0.95 34 1.69 0.081 0.48 25.67

Theo TTGH II 0.85 34 1.05 0.055 0.49 26.21

Chỉ tiêu C,φ của lớp đất 2



d. Tổng hợp chỉ tiêu các lớp đất

Lớp đất



Độ sệt B

Độ ẩm W

Tỷ trọng

D

dung trọng

đẩy nổi (T/m3)

Góc ma sát trong φ°

Lực dính đơn vị C (kG/cm2)

(%) (%) (%) gdnII φtt

I φttII Ctt

I CttII

1 46.46 20.50 0.42 32.98 2.64 0.846 11.378 12.054 0.186 0.213 2 0.15 15.59 2.67 1.129 25.670 26.213 0.081 0.055

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu của các lớp đất

6. Nhận xét điều kiện kỹ thuật địa chất công trình: Theo kết quả khảo sát địa chất và xử lý thống kê , đưa ra một số nhận định sau

đây: o Lớp A : Lớp đất đắp (dày 1.0m) o Lớp 1 : Sét pha cát xám trắng –nâu đỏ,dẻo cứng-nửa cứng (dày 5.5m ) có thể đặt đài móng trong lớp đất này o Lớp 2: Cát pha xám trắng-xám vàng-xám nâu ,chặt vừa (dày 23.5m,hệ số nén lún nhỏ)



1.00

-1.00

-3.00

-6.20

-9.40

-12.60

-15.80

-19.00

-22.20

-25.40

-26.80 -26.80

-25.40

-22.20

-19.00

-15.80

-12.60

-9.40

-6.20

-3.00

-1.00


Seùt pha caùt , xaùm traéng

-naâu ñoû

-xaùm naâu-xaùm vaøng

Caùt pha ,xaùm traéng

Chaët vöøa

Ñaát ñaép,xaø baàn A

2

1.00

-28.20

-29.60

-31.00

-28.20

-29.60

-31.00

+0.000 (MÑTN)

- 2.500

- 29.000

1

MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH



I. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 1. Khái quát về móng cọc ép:

a. Cấu tạo: o Cọc ép cọc được chế tạo sẵn ở xưởng hoặc ở công trường với các module được thiết kế ép bằng các giàn ép xuống độ sâu thiết kế. Với các cọc có độ sâu lớn, người ta có thể nối nhiều cọc bằng mối nối hàn. Độ sâu giới hạn của cọc ép là 50m. b. Ưu điểm của cọc ép o Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động và môi trường xung quanh. o Công nghệ thi công đơn giản, mất không nhiều thời gian, giá thành thấp. o Có thể dễ dàng kiểm tra được chất lượng cọc c. Nhược điểm o Chịu được tải trọng không cao, không có khả năng sử dụng trong các công trình có tải trọng lớn. o Lượng thép dùng trong cấu tạo cọc có khối lượng lớn. o Khi thi công dễ gặp trở ngại khi phải các mặt cắt địa chất phức tạp, có cường độ lớn, và trong trường hợp nay phải dùng đến biện pháp khoan dẫn, làm tăng thời gian và chi phí thi công.

2. Trình tự các công các thiết kế móng cọc ép: a. Tải trọng tác dụng lên móng o Tải trọng tác dụng lên móng là tải trọng tại chân cột ở móng tương ứng.Do trong quá trình tính toán khung không kể đến tải tác dụng do bản thân sàn tầng trệt,tải bản thân tường tầng trệt và đà kiềng ,không kể đến hoạt tải tầng trệt nên để tính toán móng cho chính xác ,ngoài tải trọng tại chân cột tác dụng lên móng ,ta cộng thêm với các tải vừa sinh ra ở trên . o Ta tính toán móng cọc ép cho khung trục 1 và 2 ,nghĩa là tính toán móng dưới các cột C1A, C1B, C1C, C1D, C2A, C2B, C2C, C2D. o Với mặt bằng dầm sàn tầng trệt như trên ,dùng qui tắc truyền tải sàn lên cột. Coi như tải truyền hoàn toàn lên cột . Lấy hoạt tải tầng trệt là p = 800kG/cm2, ta có :

SÀN Dày (cm)

Tải trọng tiêu chuẩn (T/m3)

Hệ số vượt tải n

Tải trọng tính toán (T/m2)

Gạch lót sàn 1 1.8 1.1 0.020 Vữa lót 4 1.6 1.3 0.083

Sàn BTCT 15 2.5 1.1 0.413 Tĩnh tải : 0.653 Hoạt tải : 0.8 1.2 0.960

Tải trọng sàn tầng trệt



A

B

C

D

1 2 3 4

A

B

C

DM1

M2

M2

M1

M3

M4

M4

M3

o Tĩnh tải do Tường tầng trệt tác dụng lên đà kiềng pt =1.1x0.2x1.8x2.6=1.03 (T/m)

` V2(T) M3(T.m) Nmax (T)

C1A,C1D 4.010 10.759 197.41 C2A,C2D 9.350 17.328 647.80 C2B,C2C 6.734 18.909 977.31 C1B,C1C 4.563 15.343 373.41

Tổ hợp nội lực tại chân cột dùng để tính móng

b. Chọn loại vật liệu, kích thước cọc và chiều sâu đặt móng o Chọn cọc có tiết diện ngang 3030 cm, FC = 0.3 x 0.3 = 0.09 m2 = 900 cm2 . o Dựa vào mặt cắt địa chất công trình ta thấy lớp đất thứ 2 là lớp đất tốt, vậy chọn cọc cắm xuống lớp đất 2.



o Chiều dài cọc 27(m) gồm 3 đoạn cọc ( một đoạn dài 9m) nối lại với nhau. Dựa vào sơ đồ cẩu cọc khi vận chuyển, sắp xếp cọc trong bãi, cẩu cọc khi đóng cọc để tính cốt thép trong cọc. Tải trọng tác dụng lên cọc chủ yếu là do trọng lượng bản thân cọc. o Tải tác dụng lên cọc: qtt = Fbtbtnkđ

trong đó : qtt – là tải trọng tính toán tác dụng lên cọc

Fbt – là diện tích tiết diện ngang của cọc n – là hệ số vượt tải, n=1.1 bt – là khối lượng riêng của bêtông, bt = 2.5 (T/m3) kđ – là hệ số động, lấy kđ = 1.5

nên q = 0.30.32.51.11.5 = 0.505 (T/m). o Biểu đồ môment trong cọc khi cẩu lắp, vận chuyển, sắp xếp trong bãi:

P

Mmax

Mmax

Mmax

Sơ đồ tính nội lực cho cọc khi vận chuyển

Ta có Mmax = 2

2qx = -2

2qx +8

)2( 2xLq

qx2 = 8

)2( 2xLq

x = )21(2

L

x = 92 1 2( )

= 1.864 m

Nên Mmax = )223(8

2

qL

Mmax =20 505 9

8 3 2 2

.( )

= 0.88 Tm

Qmax = )21(2

2

qL



Qmax = 2 0 505 92 1 2 .

( ) = 1,33 T

Khi dựng cọc:

Mmax

P

Sơ đồ tính nội lực cho cọc khi dựng cọc

Ta có: max0.505 9 3.22

2 0.706 2 0.706qLQ T

2 2

max(0.294 ) (0.294 9)0.505 1.768

2 2lM q Tm

o Tính cốt thép dọc trong cọc : Ta có Mmax = 1.768 Tm Dùng Bêtông mác 300 có Rn =130 kG/cm2, Rk =10 kG/cm2. Thép CII có Ra = 2600 kG/cm2. Chọn a = 3.5cm nên ho = 30 - 3.5 = 26.5 cm

A = 2onbhR

M = 2

176800130 35 31 5 .

= 0.039 < Ao.

= 0.5(1+ A21 )=0.5(1+ 1 2 0 039 . ) = 0.98

Fa = Fa’ = oa hR

M

= 1768000 98 2800 31 5 . .

= 2.05 cm2.

Chọn 2Ф18 có Fa = 5.09 cm2 .



o Tính cốt thép đai trong cọc Ta có Qmax = 3.22 T Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q KoRnbho

Trong đó : Ko – là hệ số lấy Ko = 0.35 với bêtông mác từ 400 trở xuống.

Rn – là cường độ chịu nén của bêtông, Rn = 130 kG/cm2. b – là bề trộng tiết diện. ho – là chiều cao có ích của tiết diện, ho = h-a.

Ta có : KoRnbho = 0.351303531.5 = 50164 kG =50,2 T

Vậy Q KoRnbho thỏa điều kiện hạn chế Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bêtông : Q K1Rkbho

Trong đó : K1 – hệ số K1 = 0.6 với dầm.

Rk – khả năng chịu cắt của bêtông, Rk =10kG/cm2. Vậy K1Rkbho = 0.6103531.5=6615kG = 6,62 T

Do Q < K1Rkbho nên ta đặt đai theo cấu tạo.

Chọn đai Ф6 có bước đai U = 100 mm ở đoạn 41 nhịp và U = 200 mm ở gữa nhịp.

o Tính thép móc cẩu:

2

21.2 0.35 9 2.5 1, 432.3a

a

nPF cmR

Trong đó: Fa: diện tích thép làm móc cẩu.

n=1.2: hệ số an toàn. P: trọng lượng bản thân của 1 cọc. Chọn thép Ф20 có Fa = 3.14cm2.

Chiều sâu chôn móng : chọn chiều sâu chôn móng là hm=2.5m so với cao độ mặt đất tự nhiên .

Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :

min4.86 3.050.7 0.7 45 0.7 45

2 . 2 1.568 3.5o o

m

Hh h tg tg

b

= 0.48 m

hm = 2.5m > 0.7hmin = 0.48 m Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp.



Vì công trình không có tầng hầm, tầng trệt có cốt ±0.000 nên lấy cao độ cổ móng là -1.500m. Sơ bộ chọn chiều cao đài cọc là hđ = 1m cho móng ở cột C1A, hđ = 1.5m cho các móng ở cột C2A; C1B; C2B. Vậy cao trình đỉnh trên cọc là -1.500 m

Chiều dài cọc L= 27m có 0.5m ngàm vào đài cọc ,vậy mũi cọc nằm ở cao trình -29.00m . c. Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc

1) Theo cường độ vật liệu: Sức chịu tải theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:

( )VL u b an aP R F R F Trong đó : Ru : cường độ tính toán của bê tông cọc Fa : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc . Fb : diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc. Ran : cường độ tính toán của cốt thép . - hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh.

với - độ mảnh của cọc, = rlo

trong đó r : bán kính của cọc tròn hoặc cạnh của cọc vuông. lo = L : chiều dài tính toán của cọc. L : chiều dài thực của cọc và là hệ số phụ thuộc vào liên kết hai đầu cọc. Do cọc xuyên qua lớp đất cát chặt vừa nên cọc được ổn định ,do đó =1

Ta có:Fa = 42.545 = 10.18 cm2, Ra = 2600 KG/cm2. Fb = 3030 – 10.18 = 889.82 cm2, Rn =130 KG/cm2.

Pvl = 1×(130889.82+10.182600) = 162038 KG = 162.04 T Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu Pvl =162.04 T



2) Theo cường độ đất nền

Ta có công thức xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục A TCXD 205-1998 có bổ sung thêm các hệ số m’,m’R và m’f

Qtc = m.(mR..qb.Ap + umf.fi.lI ) Trong đó : m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất , m=1 .

mR : hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc mR =1 mf : hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc mf =1 L = 24m chiều dài cọc dp = đường kính đáy cọc, dp =0.3 m ; u : chu vi cọc , u = 1,2 m qp : cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc Với : qP = C.NC + ’VP .Nq + .dP.N

Trong đó : C : lực dính của đất ở đầu mũi cọc C = 0.0212 ( T/m2 ) . : dung trọng đẩy nổi của lớp đất ở đầu mũi cọc = 0.928 ( T/m3 ) . dP: đường kính của cọc dP = 0.3m NC ; Nq ; N : là các hệ số chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất =

26o36’ NC = 38.79 ; Nq = 23.87 ; N = 19.7 . ’VP : ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng

lượng bản thân của đất . ’VP = (’IhI) = (0.5788.45+0.83710+0.9285.55)= 18.405 (T/m3) Sức chịu tải của đất nền dưới đầu mũi cọc : QP =AP.qP= 0.09(0.021238.79+18.40523.87+0.9280.319.7)=40.1(T) Xác định mf fi li - Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc

fi: ma sát bên cọc fi xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ sâu

trung bình của các phân lớp đất zi . Các lớp đất được chia thành các phân lớp có bề dày không quá 2m Cọc xuyên qua các lớp đất có các phân lớp như sau: Tra bảng A.2 TCVN 205:



STT LỚP ĐẤT

BỀ DÀY LÓP TÍNH TOÁN

ĐỘ SÂU TRUNG BÌNH

HỆ SỐ FI

Fi×li×mi

1 lớp đất 1 (sét

pha cát)

0.45 3.275 24.55 11.0475 2 1 4 26 26 3 1 5 28 28 4 1 6 29.8 29.8 5

lớp đất 2 (cát mịn)

1 7 43 43 6 1 8 44 44 7 1 9 45 45 8 1 10 46 46 9 1 11 47 47 10 1 12 48 48 11 1 13 49 49 12 1 14 50 50 13 1 15 51 51 14 1 16 52 52 15 1 17 53 53 16 1 18 54 54 17 1 19 55 55 18 1 20 56 56 19 1 21 57 57 20 1 22 58 58 21 1 23 59 59 22 1 24 60 60 23 1 25 61 61 24 1 26 62 62 25 1 27 63 63 26 1 28 64 64 27 1.05 29.025 65.025 68.2763

TỔNG 1340.12

tính hệ số ma sát bê các lớp đất

Sức chịu tải theo đất nền do ma sát xung quanh cọc: fili =85.614 (T/m) Sức chịu tải cực hạn ở hông cọc :

QS = 1.2 85.614 = 102.74 (T)



Theo TCXD 205 :1998 lấy FSS : hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên = 2 FSP : hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc = 3

QaĐ =102.74 40.1

2 3 = 84.77 ( T )

Vậy sức chịu tải của cọc theo đất nền là: QaĐ = 84.77 T

P = min Pvl, QaĐ = 84.77 T

d. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc Chọn khoảng cách giữa các tim cọc là : 3d = 0.9 m Phản lực đầu cọc :

2)3( dQ

pĐatt (T/m2)

Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định :

hp

NFtb

tt

tt

sb . (m2)

Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc : Nđđ = 1.1 Fsb tb h (T) Số lượng cọc trong móng :

PNkn

Trong đó : k = Hệ số xét đến ảnh hưởng của moment tác động lên cọc, lấy từ 1 1.5 ;

ở đây ta lấy k=1.15 ∑N = Ntt + Nđđ : lực dọc tác động lên cọc P : sức chịu tải của cọc.

Cột ∑N (T) k P(T) nc

Số cọc chọn

C1A 292.82 1.15 84.77 3.97 6 C1B 626.50 1.15 84.77 8.49 10 C2B 1213.7 1.15 84.77 14.46 16 C2A 868.53 1.15 84.77 11.78 12

Xác định số lượng cọc

o Diện tích trọng lượng đài cọc thực tế: - Tất cả các cọc trong các đài đều được đặt cách nhau ≥ 3d - Từ tim cọc ngoài cùng đến mép đài là 0,7d



- Từ các chi tiết trên ta có bảng diện tích đài cọc và mặt bằng bố trí các cọc trong đài cọc cho các móng như sau:

Tên cột Mx (T.m)

My (T.m)

Nmax (T)

Diện tích đáy móng

Fđ (m2) C1A 4.586 10.759 292.82 3.22 C1B 5.849 17.328 626.50 7.36 C2B 10.754 18.909 1213.7 10.24 C2A 8.834 15.343 868.53 7.36

diện tích các cọc tính toán

Mặt bằng bố trí cọc cho các móng tính toán



o Ta chọn sơ bộ chiều cao đài cọc cho tất cả các móng thiết kế là 1m ta có bảng tải trọng tính toán các đài móng là:

Tên cột Mx (T.m)

My (T.m)

Nmax (T)

Diện tích đáy

móng Fđ

(m2)

chiều cao đài

tải trọng đài

móng Nđ (T)

C1A 4.586 10.759 292.82 3.22 1 8.05 C1B 5.849 17.328 626.50 7.36 1.5 27.6 C2B 10.754 18.909 1213.7 10.24 1.5 38.4 C2A 8.834 15.343 868.53 7.36 1.5 27.6

trọng lượng của đài móng

o Do móng này chịu tải lệch tâm nên ta tính lực truyền xuống các dãy cọc biên là:

Vì trong đài móng ta có sử dụng đà giằng các móng nên ta có thể bỏ qua tác dụng của lực cắt nên sẽ không có mement do lực cắt tạo ra dưới đáy móng.

Lực truyền xuống các dãy cọc biên là:

Ptt(max,min) = 2 2

1 1

max maxy xn n

i ii i

M xN M yn x y

.

trong đó: N :tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc: bao gồm tải do cột truyền lên móng ttN cộng với trọng lượng bản thân đài Nđ

n: số lượng cọc trong móng. Mx: moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các

tiết diện cọc. My: moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết

diện cọc. x, y: tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của

móng . xi , yi: tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng.

max2 2

1 1

y xn n

i ii i

M xN M yPn x y

min2 2

1 1

y xn n

i ii i

M xN M yPn x y



Từ các công thức trên ta có bảng tải trọng tác dụng lên dãy cọc biên của từng móng là:

Tên cột

Mx (T.m)

My (T.m)

Nmax (T)

Diện tích đáy

móng Fđ

(m2)

Số lượng cọc

xmax (m)

ymax (m)

Pmax (T)

Pmin (T)

tải trọng đài

móng Nđ (T)

C1A 4.586 10.759 292.82 3.22 6 0.525 0.53 81.74 67.12 8.05 C1B 5.849 17.328 626.50 7.36 10 1.05 0.53 112.42 96.41 27.6 C2B 10.754 18.909 1213.7 10.24 16 1.575 0.9 133.55 113.46 38.4 C2A 8.834 15.343 868.53 7.36 12 1.05 0.9 120.10 100.32 27.6

Xác định khả năng chịu tải của cọc

Trọng lượng bản thân cọc là: Pc = 0,3×0,3×26,5×2,5×1,1 = 6.6 (T)

Nhìn vào bảng trên ta thấy : Pmax + Pc = 133,6 + 6.6 = 140.2 (T) < Pvl = 162.04 (T) vậy các cọc biên thỏa mãn điều kiệc chịu lực Pmin > 0 nên không cần kiểm tra cọc chịu nhổ.

Vậy các cọc đủ khả năng chịu lực. e. Kiểm tra móng theo điều kiện giới hạn thứ 2: Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ 2 bao gồm tính độ lún của nền và chuyển vị ngang của công trình do đất bị biến dạng gây nên. Về độ lún thì chỉ cần tính toán với cọc ma sát, còn với cọc chống thì biến dạng rất ít, không vượt quá giới hạn cho phép nên không cần tính toán. Tải trọng tính toán với giới hạn thứ 2 là tài trọng tiêu chuẩn và quan niệm móng cọc và đất như một móng khối qui ước và coi nó như một móng nông trên nền thiên nhiên. Độ lún của móng trong trường hợp này là do nền dưới đáy khối qui ước gây ra, còn biến dạng bản thân các cọc được bỏ qua. o Xác định kích thước khối móng quy ước:

Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điếu kiện biến dạng: độ lún của nền cọc được tính theo độ lún của nền khối quy ước có mặt cắt abcd như hình vẽ:

Vì cọc xuyên qua lớp đất thứ 1,2 nên ta có:

1 1 2 2

1 2

i itb

i

h h hh h h

12 054 4 45 26 213 22 05 23 844 45 22 05

, , , , .

, ,o



Góc truyền lực :

= 4tb = 23 84 5 96

4

, ,o

o

Chiều dài của đáy khối quy ước :LM = L + 2.Hc.tg Chiều rộng của đáy khối quy ước :BM = B + 2.Hc.tg Chiều cao khối móng quy ước : HM = Hc+ h Trong đó : L, B là khoảng cách giữa mép ngoài của các cọc theo phương chiều dài và bề rộng móng.

Hc = 26,5 là chiều dài cọc. h là chiều cao tính từ đáy móng đến mặt trên của đài móng.

Vậy với cách tính toán trên, ta có kích thước khối móng qui ước:

Móng L(m) B(m) Hc(m) tgα(o) LM(m) BM(m) HM(m)

M1 2.3 1.4 26.5 0.094 7.28 6.38 27.5 M2 3.2 2.3 26.5 0.094 8.18 7.28 27.5 M3 3.2 2.3 26.5 0.094 8.18 7.28 27.5 M4 3.2 3.2 26.5 0.094 8.18 8.18 27.5

Xác định kích thước móng khối qui ước

o Xác định trọng lượng của khối móng quy ước Trọng lượng của đất trong phạm vi từ mép dưới của đế đài trở lên:

Nđài = LM.BM.h.tb

với tb : trọng lượng riêng bêtông, lấy bằng 2,5T/m2 Trọng lượng của lớp đất thứ i (phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc chiếm chỗ )

2tci M M i iN L B n d h

với n là số lượng cọc dưới 1 móng. d là cạnh cọc. hi là chiều dày của lớp đất tương ứng

gi là trọng lượng riêng của lớp đất thứ i Trọng lượng của các cọc trong phạm vi khối móng quy ước :

2tcc c bN n d H

Với n là số lượng cọc dưới 1 móng d là cạnh cọc Hc là chiều cao cọc gb là khối lượng riêng của bêtông, lấy bằng 2.5T/m2

Suy ra trọng lượng khối móng quy ước :



tc tc tc

qu dai i cN N N N Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước :

tc tc tc

o quN N N Từ những công thức trên ta tính được lực dọc ở đáy khối qui ước.

ta có bảng sau:

Móng

hđài (cả bê tông

lót) Nđài

tc Nitc(T) Ntc

c Ntcqu Ntc

o Ntc

(m) (T) Lớp 1 Lớp 2 (T) (T) (T) (T) M1 1.1 109.67 351.02 2054.67 32.46 2547.82 244.02 2791.84 M2 1.6 126.78 406.36 2380.42 48.69 2962.26 522.09 3484.35 M3 1.6 159.92 513.58 3011.44 81.16 3766.09 1011.43 4777.52 M4 1.6 140.90 452.06 2649.39 64.93 3307.29 723.77 4031.06

Trị tiêu chuẩn lực dọc Ntc ở đáy khối qui ước

o Kiểm tra áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước :

0tc tcx x d yM M h Q

0tc tcy y d xM M h Q

với hđ là chiều cao đài móng. Độ lệch tâm e:

tc

tcx

x NMe

tc

tcy

y NM

e

Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước :

tc

minmax = )

661(. M

y

M

x

MM

tc

Le

Be

BLN

tctb =

2max mintc tc

Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước

Rm = 1 2 '. ( . . . . . )M II M II IItc

m m A B B H D cK

;

Trong đó :II, II’ : Trị tính toán thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới

đáy khối quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên



Ở đây lấy Ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lay từ thí ngiệm của các mẫu tại hiện trường

Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát no nước ,tra bảng ta được: m1 = 1.2; m2 = 1.3

Ta có II = 26.21’ tra bảng ta được : A= 0.86; B = 4.43; D = 6.96 II =2.09 (T/m3 ) Trong phạm vi từ đáy khối qui ước trở lên có 2 lớp đất 1 và 2 :

33 45 1 8 23 05 2 09 2 053 45 23 05

' , . , . . ( / )

, ,IIx x T m

cII=0.55(T/m2) Từ các công thức trên ta có bảng sau:

Qx Qy hđ Mo

tcx Mo

tcy Mtc

x Mtcy Ntc

ex (m) ey (m) (T) (T) (m) (Tm) (Tm) (Tm) (Tm) (T)

3.34167 2.26167 27.5 3.82167 8.96583 66.02 100.86 2804.33 0.0360 0.0235 16.0108 2.13917 27.5 4.87417 21.5133 63.70 461.81 3498.89 0.1320 0.0182 -16.503 -4.8156 27.5 8.96167 58.1025 141.39 511.94 4796.02 0.1067 0.0295 -10.396 -4.0893 27.5 7.36167 32.5 119.82 318.40 4047.29 0.0787 0.0296

Độ lệch tâm của móng khối qui ước

Móng Ntc BM LM stc

max stcmin stc

tb Rm (T) (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T/m2) (T/m2)

M1 2804.33 6.73 6.73 65.16 58.60 61.88 428.28 M2 3498.89 7.78 6.73 74.67 58.91 66.79 431.51 M3 4796.02 8.83 7.48 79.56 65.60 72.58 434.75 M4 4047.29 7.78 7.48 75.38 63.64 69.51 431.51

Tính ứng suất và cường độ chịu tải của móng khối qui ước Thỏa mãn điều kiện :

tcmax =79,28 T/m2 1.2Rm=1.2434,75=521,7 T/m2 tctb =72,3 Rm=434,75T/m2

Vậy ta có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố để tính lún cho nhóm cọc .

o Kiểm tra lún cho móng:

Tính ứng suất bản thân ở đáy khối quy ước :

Úng suất bản thân tại đáy lớp nền san lấp =1,7 T/m3 ((dày 1m): 1

bt = 1,71=1,7 T/m2



Ứng suất bản thân tại đáy lớp 1 =1,8 T/m3 ((dày 5,5m) có mực nước ngầm ở độ sâu 4,8m : 2

bt = 1,87 +1,83.8+0.851,7=9,985 T/m2

Ứng suất bản thân tại đáy khối quy ước =1,54 T/m3 (dày 23,05m): 3

bt = 8,085 +1,1323,05=36 T/m2

Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước: gl

z 0 = tctb - 3

bt Từ công thức trên ta có bảng ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước đối với từng móng:

Móng stc

tb sbt3 sgl

(T/m2) (T/m2) (T/m2) M1 61.60 36 25.60 M2 66.51 36 30.51 M3 72.30 36 36.30 M4 69.23 36 33.23

ứng suất gây lún tại đáy khối quy ước

Khi tính lún, chia đất thành nhiều lớp phân tố mỏng có chiều dày không quá 0.4 lần bề rộng móng.

Ta tính lún trong vùng nén lún, có chiều dày được xác định như sau: 0.2 gl bt với đất nền có module biến dạng E ≥ 50 KG/cm2 0.1 gl bt với đất nền có module biến dạng E < 50 KG/cm2

Trong khối lượng đồ án này, do lớp đất tính lún có E1-2 = 234.8 KG/cm2 nên ta tính lún cho đất đến phạm vi mà tại đó 0.2 gl bt .

Công thức tính độ lún: (lấy theo TCXD 45-78)

Độ lún tổng cộng: 1 1

0.8

n n

gli zi i

i i i

S s hE

Ta có: sglzi = sgl

z=0 Koi

Ko: tra bảng phụ thuộc vào M

M

BL và

MBz2

z: chiều sâu đất kể từ đáy khối móng quy ước



Tính cho các móng: + Móng M1: đối với móng này ta chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng 0,673m ta áp dụng các công thức trên có bảng sau:

Lớp đất Điểm z (m) LM/BM 2z/BM Koi sgl

zi sbt=gh Kiểm tra

phạm vi tính lún

2

0 0 1 0 1 25.60 36 Tiếp tục 1 0.673 1 0.20 0.98 25.09 36.75 Tiếp tục 2 1.346 1 0.40 0.96 24.58 37.52 Tiếp tục 3 2.019 1 0.60 0.88 22.53 38.28 Tiếp tục 4 2.692 1 0.80 0.8 20.48 39.04 Tiếp tục 5 3.365 1 1.00 0.703 18.00 39.80 Tiếp tục 6 4.038 1 1.20 0.606 15.52 40.56 Tiếp tục 7 4.711 1 1.40 0.5275 13.51 41.32 Tiếp tục 8 5.384 1 1.60 0.449 11.50 42.08 Tiếp tục 9 6.057 1 1.80 0.3925 10.05 42.84 Tiếp tục

10 6.73 1 2.00 0.336 8.60 43.60 Dừng

Tính ứng suất sglzi và sbt cho móng M1

ÖÙNG SUAÁT BAÛN THAÂN ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN

Tính ứng suất sgl

zi và sbt cho móng M1



Tại độ sâu z = 6.73m có 0.2 gl bt do đó theo tiêu chuẩn ta chỉ cần tính lún của các lớp đất trên. Vậy giới hạn của nền lấy đến điểm 10 ở độ sâu 6.73m kể từ đáy khối móng qui ước.

Ta có bảng tính lún như sau:

Điểm z (m) Ei (T/m2)

sglzi

(T/m2) hi

(m) si

(m) 0 0 4805.274 28.60 0.673 0.0032 1 0.673 4727.988 28.03 0.673 0.0032 2 1.346 4650.703 27.46 0.673 0.0032 3 2.019 4341.561 25.17 0.673 0.0031 4 2.692 4032.419 22.88 0.673 0.0031 5 3.365 3657.585 20.11 0.673 0.0030 6 4.038 3297.683 17.33 0.673 0.0028 7 4.711 3006.911 15.09 0.673 0.0027 8 5.384 2716.139 12.84 0.673 0.0025 9 6.057 2506.858 11.23 0.673 0.0024 10 6.73 2276.823 9.61 0.673 0.0023

Độ lún tổng S= 0.0315 bảng tính lún móng M1

+ Móng M2: đối với móng này ta chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng 0,673m ta áp dụng các công thức trên có bảng sau:

lóp Điểm z (m) LM/BM 2z/BM Koi sglzi sbt=gh

Kiểm tra phạm vi tính

lún

2

0 0 1.15602 0 1 30.51 36 Tiếp tục 1 0.673 1.15602 0.20 0.983 29.99 36.76 Tiếp tục 2 1.346 1.15602 0.40 0.966 29.47 37.52 Tiếp tục 3 2.019 1.15602 0.60 0.8945 27.29 38.28 Tiếp tục 4 2.692 1.15602 0.80 0.823 25.11 39.04 Tiếp tục 5 3.365 1.15602 1.00 0.7325 22.35 39.80 Tiếp tục 6 4.038 1.15602 1.20 0.642 19.59 40.56 Tiếp tục 7 4.711 1.15602 1.40 0.565 17.24 41.32 Tiếp tục 8 5.384 1.15602 1.60 0.483 14.74 42.08 Tiếp tục 9 6.057 1.15602 1.80 0.4265 13.01 42.84 Tiếp tục

10 6.73 1.15602 2.00 0.370 11.29 43.60 Tiếp tục 11 7.403 1.15602 2.20 0.328 10.01 44.37 Tiếp tục 12 8.076 1.15602 2.40 0.286 8.73 45.13 Dừng







Tại độ sâu z = 8.076m có 0.2 gl bt do đó theo tiêu chuẩn ta chỉ cần tính lún của các lớp đất trên. Vậy giới hạn của nền lấy đến điểm 12 ở độ sâu 8.076m kể từ đáy khối móng qui ước




Điểm z (m) Ei (kG/cm2)

sglzi

(T/m2) hi

(m) si

(m) 0 0 5468.183 30.51 0.673 0.0030 1 0.673 5391.221 29.99 0.673 0.0030 2 1.346 5314.259 29.47 0.673 0.0030 3 2.019 4990.566 27.29 0.673 0.0029 4 2.692 4666.872 25.11 0.673 0.0029 5 3.365 4257.162 22.35 0.673 0.0028 6 4.038 3847.452 19.59 0.673 0.0027 7 4.711 3504.833 17.24 0.673 0.0026 8 5.384 3148.992 14.74 0.673 0.0025 9 6.057 2903.809 13.01 0.673 0.0024

10 6.73 2658.625 11.29 0.673 0.0023 11 7.403 2476.365 10.01 0.673 0.0022 12 8.076 2271.923 8.73 0.673 0.0021

Độ lún tổng S= 0.0345 bảng tính lún móng M2

+ Móng M3: đối với móng này ta chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng 0,748 m ta áp dụng các công thức trên có bảng sau:

lớp Điểm z (m) LM/BM 2z/BM Koi sglzi sbt=gh


lún

2

0 0 1.18048128 0 1 36.30 36 Tiếp tục 1 0.748 1.18048128 0.20 0.9835 35.70 36.85 Tiếp tục 2 1.496 1.18048128 0.40 0.967 35.10 37.69 Tiếp tục 3 2.244 1.18048128 0.60 0.897 32.56 38.54 Tiếp tục 4 2.992 1.18048128 0.80 0.827 30.02 39.38 Tiếp tục 5 3.74 1.18048128 1.00 0.737 26.75 40.23 Tiếp tục 6 4.488 1.18048128 1.20 0.647 23.48 41.07 Tiếp tục 7 5.236 1.18048128 1.40 0.569 20.65 41.92 Tiếp tục 8 5.984 1.18048128 1.60 0.491 17.82 42.76 Tiếp tục 9 6.732 1.18048128 1.80 0.433 15.72 43.61 Tiếp tục 10 7.48 1.18048128 2.00 0.375 13.61 44.45 Tiếp tục 11 8.228 1.18048128 2.20 0.3325 12.07 45.30 Tiếp tục 12 8.976 1.18048128 2.40 0.29 10.53 46.14 Tiếp tục 13 9.724 1.18048128 2.60 0.2595 9.42 46.99 Tiếp tục 14 10.472 1.18048128 2.80 0.229 8.31 47.83 Dừng 15 11.22 1.18048128 3.00 0.202 7.33 48.68 Dừng






Tại độ sâu z = 10.472 m có 0.2 gl bt do đó theo tiêu chuẩn ta chỉ cần tính lún của các lớp đất trên. Vậy giới hạn của nền lấy đến điểm 14 ở độ sâu 10.472m kể từ đáy khối móng qui ước. Ta có bảng tính lún như sau:

Điểm z (m) Ei (T/m2)

sglzi

(T/m2) hi

(m) si

(m) 0 0 6250.139 36.30 0.748 0.0035 1 0.748 6162.538 35.70 0.748 0.0035 2 1.496 6074.937 35.10 0.748 0.0035 3 2.244 5703.297 32.56 0.748 0.0034



4 2.992 5331.658 30.02 0.748 0.0034 5 3.74 4853.835 26.75 0.748 0.0033 6 4.488 4376.013 23.48 0.748 0.0032 7 5.236 3961.9 20.65 0.748 0.0031 8 5.984 3551.734 17.82 0.748 0.0030 9 6.732 3256.568 15.72 0.748 0.0029

10 7.48 2961.402 13.61 0.748 0.0028 11 8.228 2745.116 12.07 0.748 0.0026 12 8.976 2528.831 10.53 0.748 0.0025 13 9.724 2373.614 9.42 0.748 0.0024 14 10.472 2165.055 8.31 0.748 0.0023

tổng 0.0452

bảng tính lún móng M3

+ Móng M4: đối với móng này ta chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng 0,748 m ta áp dụng các công thức trên có bảng sau:

lớp Điểm z (m) LM/BM 2z/BM Koi sglzi sbt=gh


lún

2

0 0 1.04011 0 1 33.23 36 Tiếp tục 1 0.748 1.04011 0.20 0.981 32.60 36.85 Tiếp tục 2 1.496 1.04011 0.40 0.962 31.97 37.69 Tiếp tục 3 2.244 1.04011 0.60 0.884 29.38 38.54 Tiếp tục 4 2.992 1.04011 0.80 0.806 26.79 39.38 Tiếp tục 5 3.74 1.04011 1.00 0.71 23.60 40.23 Tiếp tục 6 4.488 1.04011 1.20 0.614 20.40 41.07 Tiếp tục 7 5.236 1.04011 1.40 0.536 17.81 41.92 Tiếp tục 8 5.984 1.04011 1.60 0.458 15.22 42.76 Tiếp tục 9 6.732 1.04011 1.80 0.401 13.33 43.61 Tiếp tục

10 7.48 1.04011 2.00 0.344 11.43 44.45 Tiếp tục 11 8.228 1.04011 2.20 0.304 10.10 45.30 Tiếp tục 12 8.976 1.04011 2.40 0.264 8.77 46.14 Dừng 13 9.724 1.04011 2.60 0.2355 7.83 46.99 Dừng








Tại độ sâu z = 8,976m có 0.2 gl bt do đó theo tiêu chuẩn ta chỉ cần tính lún của các lớp đất trên. Vậy giới hạn của nền lấy đến điểm 12 ở độ sâu 8,976m kể từ đáy khối móng qui ước.




Điểm z (m) Ei (kG/cm2)

sglzi

(T/m2) hi

(m) si

(m) 0 0 5836.017 33.23 0.748 0.0034 1 0.748 5743.012 32.60 0.748 0.0034 2 1.496 5650.007 31.97 0.748 0.0034 3 2.244 5268.195 29.38 0.748 0.0033 4 2.992 4886.384 26.79 0.748 0.0033 5 3.74 4416.462 23.60 0.748 0.0032 6 4.488 3946.541 20.40 0.748 0.0031 7 5.236 3567.974 17.81 0.748 0.0030 8 5.984 3201.989 15.22 0.748 0.0028 9 6.732 2934.538 13.33 0.748 0.0027

10 7.48 2667.088 11.43 0.748 0.0026 11 8.228 2479.403 10.10 0.748 0.0024 12 8.976 2268.554 8.77 0.748 0.0023

Độ lún tổng S= 0.0390

bảng tính lún móng M4

o Kiểm tra độ lún lệch của các móng: 1 0,002i i

sS S

l

Với Si là độ lún của móng thứ i. l là khoảng cách giữa hai tâm móng đang xét.

Từ công thức trên ta tính độ lún lệch tương đối giữa các móng:

S1 S2 S3 S4 l1-2 l2-3 l3-4 DS1-2 DS2-3 DS3-4 0.0315 0.0345 0.0452 0.0390 2.5 8 8 0.0012 0.0013 0.0008

Tính độ lún lệch tương đối giữa các móng

Tra bảng 3.5 (bảng 16 TCXD 45 – 38) đối với khung nhà bê tông cốt thép có tường chèn được : Sgh = 8 cm ; Sgh=0.002

Ta có : S1 , S2 , S3 , S4 < Sgh Vậy các móng thỏa điều kiện về lún lệch.



f. Tính Toán Đài Cọc o Kiểm tra chọc thủng của đài

Ta đập đầu cọc đi một đoạn 55cm thép cọc ta cho liên kết vào thép đài cọc Ta để lại khoảng 15cm cọc chưa đập đầu ngàm vào đài cọc.

M1M1

M2, M3, M4

SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG CÁC MÓNG Nhìn vào các hình trên ta thấy vì các đầu cọc đều nằm trong diện tích đáy tháp

chọc thủng nên không cần kiểm tra điều kiện đâm thủng đài móng.



o Tính cốt thép cho đài cọc Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2600 (KG/cm2)

Chiều cao đài 1m với M1 và 1.5m với M2, M3, M4; lớp bêtông bảo vệ 5 cm . Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc :

Y

X

I

I

II1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

II

Sơ đồ tính thép móng cọc

Moment quay quanh mặt ngàm I-I:

1

n

I i ii

M Pr

Trong đó: ri là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm I-I) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài



Moment quay quanh mặt ngàm II-II:

1

'n

II i ii

M Pr

Trong đó: r’i là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm II-II) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài Pi : Có thể nội suy từ Pmax và Pmin hoặc dùng công thức

Pi = 2 2

1 1

y i x in n

i ii i

M xN M yn x y

.

Với ix , iy là khoảng các của tâm đầu cọc đến các trục phương x va y

2n o

MAR Bh

Trong đó: B: bề rộng móng theo phương đang xét ho: chiều cao tính toán của đài móng

Từ A ta tính được A211 n oa

a

R BhFR

Tính toán cho từng đài cọc trong bảng sau:



Tính thép cho các móng theo phương X

Đài cọc

Pmax (T)

Pmin (T)

Số cọc trong 1

dãy ho(m) B(m) MII(Tm) A a

Fa’ Đường kính

Cách khoảng Fachọn

Hàm lượng

(cm2) số lượng Ф(mm) a(mm) (cm2) µ(%)

M1 82.43 67.81 3 0.85 2.3 48.83 0.020 0.020 34.87 15 20 100 47.12 0.35 M2 114.46 79.53 4 1.35 3.2 232.58 0.079 0.082 87.43 20 25 120 98.18 0.39 M3 120.64 98.46 4 1.35 3.2 256.84 0.084 0.086 96.25 20 25 120 98.18 0.39 M4 133.57 113.98 4 1.35 3.2 346.58 0.085 0.089 156.31 33 25 100 161.99 0.56

Tính thép cho các móng theo phương Y

Đài cọc

Pmax (T)

Pmin (T)

Số cọc trong 1

dãy ho(m) B(m) MI(Tm) A a

Fa Đường kính

Cách khoảng Fachọn

Hàm lượng

(cm2) số lượng Ф(mm) a(mm) (cm2) µ(%)

M1 82.43 67.81 2 0.85 1.4 37.09 0.026 0.027 29.64 15 18 150 38.17 0.24 M2 114.46 79.53 3 1.35 2.3 103.80 0.035 0.036 41.94 22 20 150 62.84 0.27 M3 120.64 98.46 3 1.35 2.3 146.32 0.065 0.066 57.65 22 20 150 62.84 0.27 M4 133.55 113.98 4 1.35 3.2 315.28 0.074 0.075 128.36 27 25 120 132.54 0.42



II. PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Theo qui phạm ta có thể coi cọc nhồi có đường kính D > 60cm là cọc nhồi đường kính lớn. Các công trình nhà cao tầng thường có tải trọng truyền xuống móng lớn, với điều kiện địa chất công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh tầng đất tốt nằm ở độ sâu lớn, lại trong vùng dân cư đông đúc, thường là xây chen cho nên cọc khoan nhồi đường kính lớn được dùng khá nhiều. Trong xây dựng cầu, cọc nhồi đường kính lớn cũng đã được ứng dụng làm móng cầu Việt Trì, cầu Mỹ Thuận …

1/ Cấu tạo: Cọc khoan nhồi là cọc được chế tạo và hạ xuống ngay tại hiện trường bằng cách khoan trong đất những lỗ cọc có độ sâu và đường kính thiết kế, sau đó đặt lồng thép và nhồi bê tông vào cọc.

2/ Công nghệ: gồm các bước cơ bản sau:

Bước 1 : công tác định vị cọc trên mặt bằng công trình ; di chuyển máy và giàn khoan vào vị trí . Cấu tạo đầu khoan gồm :

+ Thùng khoan : trên thùng khoan có cần gạt bán kính lớn hơn bán kính thùng để mở rộng miệng giếng , thùng khoan dùng để chứa đất .

+ Nắp thùng khoan : có răng để lấy đất đưa vào thùng khoan và nắp thùng khoan có thể mở ra để đổ đất ra ngoài

Bước 2 : khoan dẫn vào đất bằng cách bằng cách ấn cần khoan và xoay gầu khoan với tốc độ thấp trong khoảng 3-5 m đầu gần mặt đất . Đường kính lỗ khoan được nới rộng một ít để đặt ống vách (casing) , để ổn định vách hố khoan người ta bơm dung dịch Bentonite vào đầy hố khoan . Bước 3 : tiếp tục khoan tới độ sâu thiết kế với đường kính lỗ khoan là đường kính cọc thiết kế ( dùng thước để kiểm tra ) , để cho bùn lắng đọng từ 20 – 30 phút sau đó vét sạch đáy hố khoan , đo kiểm tra độ sâu một lần nữa . Bước 4: vận chuyển lồng thép, lồng thép được gia công sẵn tại công trường hay vận chuyển từ nơi khác đến .

+ Lồng thép được cẩu đặt vào lỗ khoan và thả xuống đúng cao trình đặt thép , cốt thép được đặt một phần hay suốt chiều dài cọc tùy theo thiết kế , nếu cốt thép có chiều dài suốt cọc thì thép được hạ từng đoạn một (ngắn hơn 6-10 m ) và liên kết các đoạn lại với nhau bằng cách hàn nối ghép đúng quy cách .

+ Lồng thép được đặt vào lỗ khoan bằng cần cẩu có quang treo bằng cáp, khi tới cao trình thiết kế lồng thép phía trên được neo cố định vào ống vách .



+ Để lồng thép khỏi dịch chuyển vị trí và không bị đẩy trồi lên khi đổ bê tông người ta dùng 3 thanh thép Ф12 hàn với lồng thép và hàn vào ống giữ vách.

Bước 5: khi cốt thép đã đặt xong , tiếp tục cẩu đặt sàn công tác phía trên ống vách sau đó đặt các ống dẫn để đổ bêtông , đường kính ống dẫn từ 20-25 cm ; ống được đặt suốt chiều dài hố khoan ; đáy ống dẫn cách đáy hố khoan 20 cm . - Trong suốt quá trình đổ bêtông , đầu dưới của ống phải luôn luôn cắm vào vữa bêtông một đoạn ít nhất là 2m . Đây là giai đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng cọc khoan nhồi . Đổ thật nhanh mẻ 6m3 hoặc 8 m3 Bêtông đầu tiên trong tối đa 2 phút sau cho Bêtông phủ nhanh đầu ống để Bêtông luôn chảy xuống dưới lớp bùn và không hòa lẫn vào dung dịch Bentonite, đồng thời đẩy dung dịch Bentonite ra ngoài, (kết hợp với việc thu hồi dung dịch Bentonite) hạn chế đi phần lớn sự xâm nhập dung dịch Bentonite vào bêtông.

- Yêu cầu mác Bêtông phải >300 cần có độ sụt 16 ÷ 18 cm còn khi bơm thì độ sụt bê tông cần đạt 13 ÷ 15 cm và sử dụng thêm các loại loại phụ gia chậm đông.

+ Sàn công tác bằng thép tấm có hai nữa nắp đậy hình bán nguyệt để cố định ống dẫn khi nối ống cũng như khi ngắt ống .

+ Ống dẫn gồm nhiều đoạn được nối với nhau bằng ren hay bulông có mũ chìm .

Bước 6 : dùng bột hóa chất Verticulite đổ vào ống dẫn để tạo màng ngăn cách dung dịch Bentonite và dung dịch trong ống dẫn . Bước 7 : khi ống dẫn được lắp xong , phễu đổ bêtông được cần cẩu lắp đặt vào phía trên miệng ống dẫn . Bước 8 : đổ bêtông cọc bằng xe tự đổ ; trước đó phải kiểm tra độ sụt của bêtông tại hiện trường để đảm bảo chất lượng của bêtông đúng như thiết kế ; bêtông với đường kính cốt liệu nhỏ hơn 25 mm và độ sụt từ 150-200 mm Bước 9: sau khi đổ bêtông đầy ống chứa thì ống chứa được nhấc lên từng đoạn ngắn để bêtông chảy từ ống ra , miệng ống vẫn phải còn ngập trong bêtông . Bước 10: đoạn cọc gần mặt đất , bêtông được đổ vào ống vách đồng thời kéo ống lên bằng cẩu . Bước 11: dung dịch Bentonite tràn lên miệng hố khoan được thu hồi và bơm vào

một bể lắng để tiếp tục cho lần khoan tiếp theo . Bước 12: Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công bằng các phương pháp như : Tiếng dội, siêu âm, khoan thăm dò, camera nhỏ truyền hình, … Nói chung các phương pháp kiểm tra đều rất tốn kém, nhưng chúng là yêu cầu bắt buộc đối với công trình. Vì nếu không nắm chắc được chất lượng cọc sẽ rất nguy hiểm cho sự làm việc của công trình sau này.



3/ Ưu điểm của cọc khoan nhồi: - Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn. Cọc khoan nhồi là có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét (không hạn chế như cọc ép), do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc. - Cọc nhồi thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công trình xung quanh. Chịu được tải trọng lớn ít làm rung động nền đất, mặt khác công trình có chiều cao khá lớn nên nó cũng giúp cho công trình giữ ổn định rất tốt. Ngoài ra giá thành cọc khoan nhồi thời gian gần đây cũng đã giảm đáng kể do máy móc thiết bị thi công ngày càng phổ biến. - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. Trong điều kiện thi công cho phép, có thể mở rộng đáy hoặc mở rộng bên thân cọc với các hình dạng khác nhau như các nước phát triển đang thử nghiệm. - Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp). - Có khả năng thi công cọc khi xuyên qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ.

4/ Nhược điểm: Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng

cọc khác như cọc ép và cọc đóng. Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12

tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý.

Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đấy yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước).

Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi.

Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc.



Chất lượng bêtông cọc thường thấp vì không được đầm. Trong thực tế gặp không ít trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng.

Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc xử lý gặp rất nhiều khó khăn và rất tốn kém.

Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ . Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc.

Khi thi công công trình kém sạch sẽ khô ráo. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG: Dựa vào điều kiện địa chất công trình và tải trọng công trình và các phân tích trên, phương án móng cọc khoan nhồi là phương án tối ưu để thiết kế nền móng cho công trình. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG KHOAN NHỒI:

CHỌN VẬT LIỆU, KÍCH THƯỚC CỌC VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG :

Chọn kích thước cọc: Chọn cọc có đường kính 60cm. Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 2. Chiều dài cọc

chọn 28 m, ngàm cọc vào đài 70cm, trong đó đoạn cọc chôn sâu vào đài là 15 cm, đoạn đập để lộ thép đưa vào đài cọc là 55 cm .

Cốt thép trong cọc: theo qui phạm, hàm lượng cốt thép trong cọc là 0.4% 0.65%. Chọn cốt thép trong cọc theo cấu tạo:

Fa = 0.5%Fcọc = 0.005×0.2826×104 = 14.13 (cm2)

Chọn 916, Fa= 18.10 (cm2), µ = 0.64%, thép CII có Ra = 2600 (KG/cm2)

Diện tích tiết diện ngang cọc: FC = 3.14×0.62/4 = 0.2826 m2 = 2826 cm2

Chọn vật liệu làm cọc: - Bê tông cọc và bêtông đài chọn Mác 300 ( Rn = 130 KG/cm2)

- Thép đài và cọc chọn loại CII có Ra = 2600 (KG/cm2) Chọn chiều sâu chôn móng: Để đảm bảo móng làm việc dựa vào điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị

động phía sau đài cọc ta chọn chiều sâu chôn móng là hm = 2.5m so với cao độ mặt đất tự nhiên .

Kiểm tra điều kiện móng làm việc là móng cọc đài thấp :

min4.86 3.050.7 0.7 45 0.7 45

2 . 2 1.568 3.5o o

m

Hh h tg tg

b

= 0.48 m

hm = 2.5m > 0.7hmin = 0.48 m Vậy thỏa điều kiện tính toán theo móng cọc đài thấp.

Vậy chọn h = 2.5 m



XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :

1) Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc : Pvl = m1mb(Rn Fc + mctFct Rct ) Trong đó:

Rn : Cường độ chịu nén của bê tông : Rn = 130 KG/cm2 K: hệ số đồng chất của vật liệu làm cọc : k= 1 m1=0.85 (hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi) hệ số uốn dọc. mb: hệ số điều kiện làm việc m : 0.7 Fc : diện tích tiết diện ngang của cọc mct :hệ số điều kiện làm việc của cốt thép : mct =1 Rct :cường độ tính toán của thép : Ra= 2600 KG/cm2 Fct : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc :

Pvl = 0,70.85(1302826 + 260018.10 ) = 246592 (KG)

2) Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất :

Sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:(TCVN 205-1998) Pđ = m(mR.R.F + u∑mfi.fi.li)

(Công thức 6.8 sách Hướng dẫn đồ án Nền và Móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng – KS Nguyễn Hữu Kháng) Trong đó: m : là hệ số điều kiện làm việc củc cọc trong đất m=1 ( đối với cọc ống d ≤ 0.8m) mR ,mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3 : TCX D 205 : 1998) => mR = 1.2 ; mf =1 . F: tiết diện ngang của cọc F = 2826 cm2

u : chu vi tiết diện ngang cọc u = d . u = 3.14 x 0,6= 1.884 (m) R: cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc , lớp 2 là lớp cát pha chặt vừa, độ sệt 0.15, độ sâu 30m so với mặt đất tự nhiên ( tra bảng 6.2 sách nền và móng của GS, TS Nguyễn Văn Quảng) ta được R = 86.22 KG/cm2. hi : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc khi xuyên qua các lớp đất . fi : Cường độ ma sát thành lớp đất thứ i của đất nền với bề mặt xung quanh cọc.

fsi = 1.4(1-sin ) z tg a+ca ca : lực dính giữa thân cọc và đất = c (lực dính đất- đất) a :góc ma sát giữa cọc và đất nền = ( góc ma sát giữa đất và đất) ,

v :ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc. ,v = (1-sin a ) ,

h .



z : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương thẳng đứng. fsi : Cường độ chịu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998) Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:

Pđ = m × (mR × R × F + u mf × i × li) = 1(1.2×86.22×0.2826 + 1.884×86053) = 162153 (KG) Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí :

Pđtt = 115824

4.1162153

tc

đ

KP (KG)

3) Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT

Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn

của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998 Sức chịu tải cho phép của cọc:

Qu = 1[ (0, 2 ) ]3 a P S S u CN F N L C L d

trong đó: Na – chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp 2, có N = 37. Fp – diện tích tiết diện mũi cọc, Fp = 0.2826 m2 – hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc, đối với cọc nhồi thì lấy = 15, đối với cọc đóng = 30; Ls – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát; Ns – chỉ số SPT của lớp cát xung quanh cọc, Lc – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét; C – lực dính của đất sét; Từ đó ta có:

Qu = 1[ (0, 2 ) ]3 a P S S u CN F N L C L d =

= 1/3[15×37×0.2826+(0.2×33×21+0.42×6.3)×3.14×0.6] = 233.91 (T) = 233910 (KG) Vậy ta có : PVL = 246592 (KG) ; Pđ

tt = 115824 (KG) ; Qu = 233910 (KG).

P = min Pvl, Pđtt, Qu = 115824 (KG)



TÍNH TOÁN CÁC MÓNG :

A

B

C

D

1 2 3 4

A

B

C

DM1

M2

M2

M1

M3

M4

M4

M3

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC MÓNG

TÊN CỘT V2(T) M3(T.m) Nmax (T)

C1A,C1D 4.010 10.759 197.41 C2A,C2D 9.350 17.328 647.80 C2B,C2C 6.734 18.909 977.31 C1B,C1C 4.563 15.343 373.41

Tổ hợp nội lực tại chân cột dùng để tính móng



MÓNG M1: Xác định kích thước đài cọc và số lượng cọc : Khi khoảng cách trung bình giữa các cọc là 3d , thì áp lực tính toán giả định tác

dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc tác dụng lên đế đài là:

tb = 2)3( dPd = 115824/1.82 = 35748 KG/m2

Diện tích sơ bộ của đế đài:

0

. .

tt

sbtb tb

NFh n

Trong đó: Fsb : diện tích sơ bộ của đế đài

0ttN : lực dọc tính toán

h: chiều sâu đặt đài (kể cả phần đất đắp thêm) n: hệ số vượt tải n =1.1

tb : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài cọc 22 /tb T m

)(53.61.15.2200035748

197410 2mFtb

- Trọng lượng đài và đất trên đài : Ntt

tb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×6.53×2.5×2000 = 35915 (KG) - Xác định số lượng cọc :

01.2115824

35915197410

pNN

ntttb

tto

c (cọc)

=> chọn 2 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.5 m.



A

1

MÓNG M1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : - Diện tích thực của đế đài là :

Fđ = 2.8 × 1 = 2.8 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntt

tb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×2.8×2.5×2000 = 15400 (KG)

Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Ntt

o + Ntttb = 197410 + 15400 = 212810 (KG)

Xác định chiều cao đài : kiểm tra độ sâu chôn móng - đã kiểm tra ở phần trên. tính độ cao làm việc đài :

hotbk

tt

xbxRN

75.0

ta có : Ntt = 212810 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.4+0.7+2.8+1) = 4.9 m

ho 9.410000075.0212810

= 0.58 m

chọn ho = 1.05 m => hđ = 1.05 + 0.15 = 1.2 m



Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtt

o + Qtto.h = 10759 + 4010×1.2 = 15571 (KG.m)

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc:

Pttmax,min =

2

1

2

max

8.168.115571

2212810

n

ii

tt

c

tt

x

XMnN

Pmax = 107847 KG Pmin = 104963 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 107847 KG < Pvl = 246592 (KG)

Pmax + Pc = 107847 + 21216 = 129063 ( KG) < Qu = 233910 (KG). Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm

móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 104963 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc.

Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Xác định kích thước khối móng qui ước: Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất trong móng khối qui ước :

tbtc =

n

i

itc

i

hi

l

1

.

Trong đó : 2 = 80 ; l2 = 7.5m 3 = 8.30 ; l3 = 8.2m 4 = 15.4o ; l4 = 4.0m 5 = 120 ; l5 = 8.1m

08 7.5 8.3 8.2 15.4 4.0 12 8.1 10.327.5 8.2 4.0 8.1

tctb

x x x x

- Chiều dài khối móng quy ước : 04.2 2 27.2 2.58 6.6( )ML tg m

- Chiều rộng khối móng quy ước : 02.4 2 27.2 2.58 4.8( )MB tg m

- Chiều cao móng khối quy ước: HM = 29.8( m)



- Tính trọng lượng của móng khối qui ước: + Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Ntc

1=LM×BM×h× tb = 6.6x4.8x2.5x2000 = 164736 KG Trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước

0.493 6.9 0.834 8.2 0.932 4.0 0.894 8.1 0.786.9 8.2 4.0 8.1

dni itb

i

xh x x x xh

T/m3

Trọng lượng các lớp đất trong móng khối quy ước từ đáy đài đến đáy khối móng quy ước:

2 ( . . ). . (6.6 4.8 0.09 8) 780 27.3tcM M c cN L B F n h x = 689926 KG

Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc dài 28m : 28×3.14×0.62/4×2500 = 19782 (KG)

Tổng trọng lượng khối qui ước: 164736 689926 95535 11354 5539 10900tc

quN = 977990 (KG) - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước

Ntc = Ntco + Ntc

qu = 197410 + 977990 = 1175400 (KG) Mômen tiêu chuẩn ứng với trọng tâm móng khối quy ước là:

∑ Mtc = Mtco + Qtc

o × Hm = 10759 + 4010 × 29.8 = 130257 (KG.m) Độ lệch tâm :

1175400130257

tc

tc

NMe 0.11 (m)

- Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước:

)6.611.061(

68.311175400)61(minmax,

Le

BLNN

MM

tcqu

tcotc = 37102 × (1±0.1)

tcmax = 40812.2 (KG/m2) tcmin = 33391.8 (KG/m2) tctb = 37102 (KG/m2)

-Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước ( Tính theo trạng thái giới hạn thứ 2)

tc

tcm k

mmR 21 = (1,1. A.BM. II +1,1.B.HM'II + 3D.CII ) .

Ở đây : - A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc của đất nền dưới mũi cọc.

- tb : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước - II : trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên .



- Lấy ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. Tra bảng 3.1 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của GSTS Nguyễn Văn Quảng ta

có m1 = 1.2; m2 = 1,0 A,B,D : các hệ số tra bảng phụ thuộc II của đất nền dưới mũi cọc Lớp đất dưới mũi cọc có = 12o A =0.23; B = 1.91; D = 4.42

'II : trọng lượng riêng trung bình củacác lớp đất trong móng khối quy ước

0.493 6.9 0.834 8.2 0.932 4.0 0.894 8.1 0.786.9 8.2 4.0 8.1

dni itb

i

xh x x x xh

T/m3

'II =( dn

i x hi )/hm = 0.78 T/m3 . ctc = c4

tc = 0.23 T/m2 Rtc = 1.2 x (1.1x0.23x4.6x0.894 + 1.1x1.91x29.8x0.78 + 3x4.42x0.23) Rtc = 63.5 T/m2= 63500 KG/m2

Vậy : tcmax = 40812.2 KG/m2 < 1,2 Rtc= 76200 KG/m2

tctb = 37102 KG/m2 < Rtc = 63500 KG/m2

Áp lực dưới đáy móng đã được thỏa. Áp lực bản thân tại đáy khối quy ước : bt= i

tcxhi = 7.5x0.493+8.2x0.834+4.0x0.932+8.1x0.894 =21.5 T/m2 = 21500 KG/m2

Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước : bt

tctb

glz 0 = 37102 – 21500 = 15602 KG/m2

Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng 4.8 0.96

5 5MB

Điểm Độ sâu

Z(m) LM/BM 2z/BM Ko zi

gl bt

0 0 1.4 0 1 18091 21500 1 0.96 1.4 0.4 0.96 17367 22050 2 1.92 1.4 0.8 0.82 14835 22600 3 2.88 1.4 1.2 0.63 11397 23150 4 3.84 1.4 1.6 0.48 8684 23700 5 4.8 1.4 2 0.37 6694 24250 6 5.76 1.4 2.4 0.28 5065 24800 7 6.72 1.4 2.8 0.22 3980 25350 8 7.68 1.4 3.2 0.18 3256 25900 9 8.64 1.4 3.6 0.15 2714 26450 10 9.6 1.4 4 0.12 2171 27000 11 10.56 1.4 4.4 0.09 1628 27550



Giới hạn nền tại điểm có độ sâu 5.76m kể từ đáy móng khối quy ước vì : 5065 0.2 0.224800

gl

bt

Độ lún của nền : 11

1

0.8 0.8 0.96 18091 5065( 17367 14835 11397 8684 6694 )1600000 2 2

glzi i

i i

s hE

= 0.03 m = 3 cm. Tra bảng 3.5 (bảng 16 TCXD 45 – 38) đối với khung nhà bê tông cốt thép có tường chèn được : Sgh = 8 cm

Ta có : S1 < Sgh Vậy móng 1 thỏa điều kiện về lún lệch.

Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc:

SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 1 - Chiều cao đài hđ = 1.2 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.05 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng:

Ld= 0.7+2×1.05 = 2.8 m Bd= 0.4+2×1.05 = 2.5 m

Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 1.8 m Vì cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc

thủng đài cọc.





tb = 2)3( dPd = 115824/1.82 = 35748 KG/m2


0

. .

tt

sbtb tb

NFh n





)(34.121.15.2200035748

373410 2mFtb



81.3115824

67870373410

pNN

ntttb

tto

c (cọc)

=> chọn 4 cọc bố trí như hình vẽ (theo điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc), khoảng cách giữa các cọc là 3d = 1.8m ,khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài là 0.7d ta lấy chẵn bằng 0.50m.



B

1


Fđ = 2.8 × 2.8 = 7.84 m2 - Trọng lượng thực tế đài và đất trên đài : Ntt

tb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×7.84×2.5×2000 = 43120 (KG)


o + Ntttb = 373410 + 43120 = 416530 (KG)


hotbk

tt

xbxRN

75.0

ta có : Ntt = 416530 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.5+0.8+2.8+2.8) = 6.9 m



ho 9.610000075.0416530

= 0.81 m

chọn ho = 1.05 m => hđ = 1.05 + 0.15 = 1.2 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtt

o + Qtto.h = 15343 + 4563×1.2 = 20819 (KG.m)


Pttmax,min =

2

1

2

max

8.168.120819

4416530

n

ii

tt

c

tt

x

XMnN

Pmax = 106061 (KG) Pmin = 102205 (KG) - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 106061 (KG) < Pvl = 246592 (KG)

Pmax + Pc = 106061 + 21216 = 127277 ( KG) < Qu = 233910 (KG).

Như vậy thoả mãn điều kiện áp lực lớn nhất truyền xuống cọc xa nhất tính từ tâm móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 102205 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc.

Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch.




SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 2 - Chiều cao đài hđ = 1.2 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.05 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng:

Ld= 0.8+2×1.05 = 2.9 m Bd= 0.5+2×1.05 = 2.6 m

Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 1.8 m Vì cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc

thủng đài cọc.





tb = 2)3( dPd = 115824/1.82 = 35748 KG/m2


0

. .

tt

sbtb tb

NFh n





)(42.211.15.2200035748

647800 2mFtb



61.5115824

117810647800

pNN

ntttb

tto

c (cọc)




A

2



tb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×12.88×2.5×2000 = 70840 (KG)


o + Ntttb = 647800 + 70840 = 718640 (KG)


hotbk

tt

xbxRN

75.0

ta có : Ntt = 718640 KG Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.55+0.8+4.6+2.8) = 8.75 m

ho 75.810000075.0718640

= 1.09 m

chọn ho = 1.35 m => hđ = 1.35 + 0.15 = 1.5 m



Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtt

o + Qtto.h = 17328 + 9350 × 1.5 = 31353 (KG.m)


Pttmax,min =

2

1

2

max

8.166.331353

6718640

n

ii

tt

c

tt

x

XMnN

Pmax = 125579 KG Pmin = 113967 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 125579 (KG) < Pvl = 246592 (KG)


móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 113967 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc. Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc:

SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 3



Chiều cao đài hđ = 1.5 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.35 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng:

Ld= 0.8+2×1.35 = 3.5 m Bd= 0.55+2×1.35 = 3.25 m

Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 3.6 m Với phương cạnh ngắn cọc nằm trong phạm vi đáy tháp chọc thủng 45o nên không cần kiểm tra chọc thủng đài cọc. Ta chỉ kiểm tra điều kiện chọc thủng của móng M3 theo phương cạnh dài:

Điều kiện : hotbk

ct

bRN

75.0

Trong đó : Chiều cao làm việc của đài móng ho = 1.35 m

Nct : Lực gây đâm thủng bằng tổng phản lực các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở một phía của đài cọc (Đối với móng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực lớn nhất).

Ta có : Nct = 2×PM3max = 2 × 129891 = 259782 (KG)

Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.55+0.8+2.8+4.6) = 8.75 m

=> 1.35 m > 75.810000075.0

259782

= 0.4 m

Vậy chọn chiều cao đài cọc hđ = 1.5 m là thỏa mãn yêu cầu về chọc thủng.





tb = 2)3( dPd = 115824/1.82 = 35748 KG/m2


0

. .

tt

sbtb tb

NFh n





)(3.221.15.2200035748

977310 2mFtb



04.9115824

122650977310

pNN

ntttb

tto

c (cọc)




B

2



tb = n.Ftb.h.γtb = 1.1×21.16×2.5×2000 = 116380 (KG)


o + Ntttb = 977310 + 116380 = 1093690 (KG)




hotbk

tt

xbxRN

75.0

ta có : Ntt = 1093690 (KG) Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.6+0.9+4.6+4.6) = 10.7 m

ho 7.1010000075.01093690

= 1.36 m

chọn ho = 1.45 m => hđ = 1.45 + 0.15 = 1.6 m Kiểm tra khả năng chịu tải của đất dưới cọc: Mômen xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài : Mtt = Mtt

o + Qtto.h = 18909 + 6734 × 1.6 = 29683 (KG.m)


Pttmax,min =

2

1

2

max

8.166.329683

91093690

n

ii

tt

c

tt

x

XMnN

Pmax = 127017 KG Pmin = 116025 KG - Trọng lượng tính toán của cọc : Pc =1.1×0.2826×2500×27.3 = 21216 (KG) Kiểm tra: Pmax = 127017 (KG) < Pvl = 246592 (KG)


móng nhỏ hơn sức chịu tải cho phép và Pmin = 116025 KG > 0 nên không phải kiểm tra điều kiện chống nhổ cọc.

Kiểm tra ổn định của khối móng khối qui ước dưới mũi cọc: Tương tự như đối với móng M1: Ta có móng M2 thỏa điều kiện về lún lệch.




SƠ ĐỒ HÌNH THÁP CHỌC THỦNG MÓNG 4 Chiều cao đài hđ = 1.6 m - Chiều cao làm việc của đài: ho = hđ – 0.15 = 1.45 (m) Ta có tiết diện đáy lăng thể chọc thủng:

Ld= 0.9+2×1.45 = 3.8 m Bd= 0.6+2×1.45 = 3.5 m

Khoảng cách lớn nhất giữa các trục cọc : Lmax = 3.6 m Ta kiểm tra điều kiện chọc thủng của móng M4 theo phương cạnh ngắn cổ cột:

Điều kiện : hotbk

ct

bRN

75.0

Trong đó : Chiều cao làm việc của đài móng ho = 1.45 m

Nct : Lực gây đâm thủng bằng tổng phản lực các đầu cọc nằm ngoài tháp chọc thủng ở một phía của đài cọc (Đối với móng lệch tâm thì tính cho phía có phản lực lớn nhất).

Ta có : Nct = 3×PM4max = 3 × 140299 = 420897 (KG)

Rk= 10 KG/cm2 btb=2/2(bc+hc+Bđ+ Ld)=2/2(0.6+0.9+4.6+4.6) = 10.7 m

=> 1.45 m > 7.1010000075.0

420897

= 0.53 m

Vậy chọn chiều cao đài cọc hđ = 1.6 m là thỏa mãn yêu cầu về chọc thủng.



TÍNH CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC : Số liệu tính toán : Bêtông mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép CII Ra = 2600 (KG/cm2)

Xem đài cọc như một dầm công xôn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc :

Moment quay quanh mặt ngàm I-I:

1

n

I i ii

M Pr

Trong đó: ri là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm I-I) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài .

Moment quay quanh mặt ngàm II-II:

1

'n

II i ii

M Pr

Trong đó: r’i là khoảng cách từ mép cột(mặt ngàm II-II) tới trục cọc thứ i. Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài . Ta tính được diện tích cốt thép :

oa

a hRM

F

9.0

max

A

1

I

I

IIII

SƠ ĐỒ TÍNH THÉP MÓNG 1



B

1

I

I

IIII


A

2

I I I I

I

I

1 2 3

4 5 6




B

2

I

IIII

I


Bảng tính thép theo phương X

Bảng tính thép theo phương Y

Đài cọc

Pmax (T)

Pmin (T) ho(m) MI(Tm)

Fa Đường kính Fachọn

Hàm lượng

(cm2) số lượng Ф(mm) (cm2) µ(%)

M1 107.847 104.963 1.05 18 12 36.20 0.22 M2 106.061 102.205 1.05 109.13 44.40 18 20 56.56 0.27 M3 125.579 113.967 1.35 363.69 110.12 30 22 114.03 0.29 M4 127.017 116.025 1.45 568.21 167.46 30 28 184.74 0.42

Đài cọc

Pmax (T)

Pmin (T) ho(m) MII(Tm)

Fa Đường kính Fachọn

Hàm lượng

(cm2) số lượng Ф(mm) (cm2) µ(%)

M1 107.847 104.963 1.05 59.315 24.14 10 20 31.42 0.24 M2 106.061 102.205 1.05 141.87 57.74 18 22 68.42 0.37 M3 125.579 113.967 1.35 374.55 115.09 24 25 117.82 0.32 M4 127.017 116.025 1.45 631.35 186.07 38 25 186.54 0.44



TÀI LIỆU THAM KHẢO

+ THẦY VÕ BÁ TẦM - KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (TẬP 1,2,3)–NXB ĐHQG.

+ GS. TS. NGÔ THẾ PHONG, GS. TS. NGUYỄN ĐÌNH CỐNG - KẾT CẤU BÊ

TÔNG CỐT THÉP (TẬP 1,2,3)– NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT.

+ GS. TS. NGUYỄN ĐÌNH CỐNG – SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN KHỐI. – NXB

XÂY DỰNG.

+ TS. TRỊNH KIM ĐẠM, TS. LÊ BÁ HUẾ - KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP–NXB

KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT.

+ PGS. PTS. VŨ MẠNH HÙNG – SỔ TAY THỰC HÀNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH. –

NXB XÂY DỰNG.

+ GS. TS. LỀU THỌ TRÌNH- CƠ HỌC KẾT CẤU – NXB GIÁO DỤC.

+ GS. TS. VŨ CÔNG NGỮ - CƠ HỌC ĐẤT – NXB GIÁO DỤC.

+ GS.TS. NGUYỄN VĂN QUẢNG – NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG.

+ GS.TS. NGUYỄN VĂN QUẢNG, KS NGUYỄN HỮU KHÁNG - HƯỚNG DẪN ĐỒ

ÁN NỀN VÀ MÓNG- NXB XÂY DỰNG.

+ TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG -THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT

THÉP- NXB XÂY DỰNG NĂM 1999.

+ TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG –TCVN 2737-1995 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG

NĂM 2002.

+ THS.BÙI ĐỨC TIỄN – CẨM NANG KẾT CẤU XÂY DỰNG - NXB XÂY DỰNG -

NĂM 1999.

+ ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG

TRÌNH CỦA THẠC SĨ HỒ ĐÌNH THÁI HÒA.

luận văn -...

Documents