TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC
Đặc điểm công trình
Công trình gồm 18 tầng và 1 tầng hầm bao gồm: 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại, 16 tầng phòng ở, 1 tầng thượng
Chiều cao mỗi tầng điển hình là 3.4m
Chiều cao 57.8 m tính từ mặt đất Diện tích 1 sàn tầng điển hình là 2134 m 2
Diện tích sàn khu xây dựng là 2147 m 2
Cấp công trình: Cấp II (theo phụ lục F, TCVN 9386-2012) e
Hình 1.1 Hình ảnh về công trình
Phân khu chức năng
Tầng hầm chủ yếu được sử dụng để đậu xe và lắp đặt các thiết bị như máy bơm nước, máy phát điện, bể phốt ngầm và bể sinh hoạt cung cấp nước cho công trình Ngoài ra, tầng hầm còn được bố trí một số kho phụ, phòng bảo vệ, cùng với các phòng kỹ thuật điện, nước, chữa cháy và khu vực dự trữ lương thực.
Tầng 1 được sử dụng dùng làm siêu thị Chiều cao tầng là 3.4 m
Tầng 2-17 chung cư, mỗi tầng có 12 căn hộ loại 1 và 12 căn hộ loại 2 Chiều cao tầng là 3.4m
Tầng mái: có hệ thống thoát nước mưa cho công trình và 2 hồ nước sinh hoạt; hệ thống thu lôi chống sét
Công trình có 2 thang bộ cho các tầng hầm tầng 1 và 4 thang máy, 2 thang bộ cho các tầng 1 - 18.
Đánh giá kiến trúc
Công trình có 1 tầng hầm ở cao độ -3.00m so với cốt cao độ mặt đất tự nhiên
Tổng chiều cao tòa nhà 57.8m
Bảng 1.1 Cao độ từng tầng
Tầng Cao độ Tầng Cao độ
Mặt bằng xây dựng có hình dáng tổng thể đơn giản, không có kiến trúc hình cung tròn mà thẳng góc
Bao gồm: Không gian làm việc (ở); Không gian giao thông (có kể đến hệ thống thoát hiểm); Không gian kỹ thuật
Công năng: Tầng 1: Siêu thị
Tầng 2– 17: Phòng ở Tầng 18(mái): Tầng kĩ thuật
Không gian giao thông: Lối đi lại sảnh thuận rộng ( > 2.8 m), hai bên có thang máy, thuận tiện đi lại, di chuyển đồ vật cồng kềnh hay chờ thang máy
Bố trí lối thoát hiểm, thang bộ:
Thang bộ thoát hiểm được bố trí nhiều xung quanh thang máy, đảm bảo thời gian di chuyển từ văn phòng đến thang không quá dài trong trường hợp khẩn cấp Lối vào thang bộ dễ dàng tìm kiếm, giúp người sử dụng nhanh chóng tiếp cận khi cần thiết.
Đối với tầng 2 - 17, sử dụng làm căn hộ, bố trí thang ở 2 giữa tòa nhà và không khó tìm
TỔNG QUAN KẾT CẤU
Cơ sở tính toán
Các tiêu chuẩn và quy chuẩn viện dẫn:
TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế
TCXD 229: 1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải gió
TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất
TCVN 5574: 2012 Kết cấu Bê Tông và Bê Tông toàn khối
TCXDVN 198:1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối TCVN 9362: 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
Để hỗ trợ quá trình tính toán hiệu quả và đa dạng, bên cạnh các tài liệu trong nước, cần tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài, đặc biệt đối với những cấu kiện chưa được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế trong nước như thiết kế vách cứng và lõi cứng.
Cùng với đó là các sách, tại liệu chuyên ngành và các bài báo khoa học được đăng tải chính thống của nhiều tác giả khác nhau.
Một số hệ kết cấu
2.2.1 Hệ kết cấu đứng (tham khảo TCVN 198:1997, mục 2.3 Lựa chọn hệ kết cấu)
Hệ kết cấu xây dựng bao gồm nhiều loại như hệ khung, hệ tường (vách cứng), hệ lõi cứng chịu lực, hệ khung giằng (khung và vách cứng) chịu lực, hệ kết cấu đặc biệt, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp Mỗi loại kết cấu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn
Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, điều này dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.
Chiều cao nhà lớn, nhưng không gian sử dụng bị thu hẹp
Chọn hệ kết cấu cho công trình
Cấu trúc bao gồm các dầm vuông góc, chia bản sàn thành các ô nhỏ với bốn cạnh và nhịp ngắn Để đảm bảo tính ổn định, khoảng cách giữa các dầm không được vượt quá 2m.
Việc giảm bớt số lượng cột bên trong giúp tiết kiệm không gian sử dụng và tạo nên kiến trúc đẹp mắt, phù hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian rộng lớn như hội trường và câu lạc bộ.
Không tiết kiệm, thi công phức tạp
Khi diện tích sàn quá lớn, việc bố trí thêm các dầm chính là cần thiết Để đảm bảo độ võng không vượt quá giới hạn cho phép, chiều cao của dầm chính cần phải được thiết kế lớn.
2.2.2.3 Hệ sàn không dầm không ứng lực trước
Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột hoặc vách
Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình
Tiết kiệm được không gian sử dụng Thích hợp với công trình có khẩu độ vừa
Dễ phân chia không gian
Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước…
Phương án thi công này nhanh hơn so với phương án sàn dầm, do không cần gia công cốt pha và cốt thép dầm Việc lắp dựng ván khuôn và cốt pha cũng trở nên đơn giản hơn.
Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành
Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với phương án sàn có dầm
Trong phương án thiết kế này, các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung, dẫn đến độ cứng thấp hơn nhiều so với phương án sàn dầm Điều này làm cho khả năng chịu lực theo phương ngang của phương án này kém hơn, với tải trọng ngang chủ yếu do vách chịu và tải trọng đứng do cột đảm nhận.
Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn
2.2.2.4 Hệ sàn không dầm ứng lực trước
Phương án sàn không dầm ứng lực trước không chỉ giữ lại các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm mà còn khắc phục một số nhược điểm của phương án này, mang lại hiệu quả và độ bền cao hơn cho công trình.
Giảm chiều dày sàn khiến giảm khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng
Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho nhà thỏa mãn về yêu cầu sử dụng bình thường
Sơ đồ chịu lực được tối ưu hóa nhờ việc bố trí cốt thép ứng lực trước phù hợp với biểu đồ mômen do tải trọng tĩnh gây ra, từ đó giúp tiết kiệm lượng cốt thép sử dụng.
Mặc dù sàn không dầm thông thường có nhiều ưu điểm, nhưng việc lựa chọn phương án này cũng gặp phải một số khó khăn nhất định.
Thiết bị thi công ngày càng phức tạp, đòi hỏi sự chính xác trong việc chế tạo và lắp đặt cốt thép, từ đó nâng cao yêu cầu về tay nghề của người thi công.
Thiết bị giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được
2.2.3 Chọn hệ kết cấu cho công trình
Do tính chất của công trình là nhà cao tầng với nhịp lớn, đồng thời để đảm bảo tính thẩm mỹ cho các căn hộ, giải pháp kết cấu chính được lựa chọn cho công trình là rất quan trọng.
Kết cấu sàn sườn toàn khối loại bản dầm được áp dụng phổ biến trong các công trình chung cư hiện nay nhờ vào tính dễ dàng trong thiết kế và thi công Công nghệ sử dụng trong phương án này không quá phức tạp, mang lại hiệu quả cao cho dự án.
Kết cấu công trình theo phương đứng bao gồm khung cột và vách đỡ cho các bản sàn từ tầng hầm 1 đến tầng 18, trong đó hệ thống vách không chỉ hỗ trợ tải trọng mà còn chịu lực tác động ngang lên công trình.
Móng thiết kế là móng cọc khoan nhồi
Tầng hầm sử dụng tường vây làm hệ chịu lực
Vật liệu sử dụng
Sử dụng bê tông cấp độ bền B25
Cường độ chịu nén dọc trục: Rb = 14.5 MPa
Cường độ chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.05 MPa
Mô đun đàn hồi: Eb = 30000 MPa
Sử dụng bê tông cấp độ bền B30
Cường độ chịu nén dọc trục: Rb = 17 MPa
Cường độ chịu kéo dọc trục: Rbt = 1.2 MPa
Mô đun đàn hồi: Eb = 32500 MPa
Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ < 10)
Cường độ chịu nén Rsc = 225 MPa
Cường độ chịu kéo Rs = 225 MPa
Cường độ tính toán cốt ngang Rsw = 175 MPa
Mô đun đàn hồi Es = 210000 MPa
Cốt thộp loại AII (đối với cốt thộp cú ỉ ≥10)
Cường độ chịu nén Rsc = 280 MPa
Cường độ chịu kéo Rs = 280 MPa
Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa
Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ ≥10)
Cường độ chịu nén Rsc = 365 MPa
Cường độ chịu kéo Rs = 365 MPa
Mô đun đàn hồi Es = 200000 MPa
Sàn Gạch: Loại đặc: γ = 18(kN/m3), loại rỗng: γ = 15(kN/m3) Gạch lát nền Ceramic: γ = 20 (kN/m3)
THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Mặt bằng sàn tầng điển hình
Hình 3.1 Mặt bằng kiến trúc sàn tầng điển hình
P.NG? P.NG? P.NG? P.NG? P.NG? P.NG?
P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH
P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH P.KHÁCH
P.AN P.AN P.AN P.AN P.AN P.AN
P.AN P.AN P.AN P.AN P.AN P.AN
TOILET TOILET TOILET TOILET TOILET TOILET
TOILET TOILET TOILET TOILET TOILET TOILET
SÂN PHOI SÂN PHOI SÂN PHOI
SÂN PHOI SÂN PHOI SÂN PHOI
Sơ bộ kích thước tiết diện
Sơ bộ kích thước sàn:
Chiều dày bản sàn được xác định sơ bộ theo công thức: h =D×L b m (3.1)
Trong đó: D là hệ số xét đến tải trọng tác dụng lên sàn, m là hệ số phụ thuộc vào dạng bản sàn, L là chiều dài nhịp tính toán
Xác định sơ bộ kích thước của dầm:
Chọn dầm có chiều cao hdc = 700 (mm)
Chọn bề rộng dầm bd = 350 (mm)
Vậy dầm L = 8m có tiết diện b x h = 350x700 (mm)
Tương tự như trên ta có tiết diện dầm chính là 350x700(mm), 300x600(mm); tiết diện dầm phụ là 200x400(mm), 200x300(mm)
Tải trọng tác dụng lên sàn
Bảng 3.1 Tĩnh tải tác dụng lên sàn tầng điển hình
STT Các lớp cấu tạo sàn
Tải trọng tính toán (KN/m 2 )
Bảng 3.2 Tĩnh tải tác dụng lên sàn nhà vệ sinh
STT Các lớp cấu tạo sàn
Tải trọng tính toán (KN/m 2 )
Bảng 3.3 Tĩnh tải phân bố trên diện tích ô sàn Ô sàn L1(m) L2(m)
Ta có thể quy tải tường về tải phân bố đều tác dụng lên sàn
Công thức chung quy tải tường về dạng phân bố đều: q tuong Q / S t
Trong đó: Qt là tổng trọng lượng trong ô sàn xét đến,
Ta có bảng thể hiện tải trọng của tường quy về tải phân bố đều lên sàn: Ô sàn
Bảng 3.4 Tải tường phân bố đều trên các ô sàn
Tùy thuộc vào công năng sử dụng của các phòng, các ô sàn sẽ chịu các hoạt tải khác nhau Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, hoạt tải tác dụng lên các ô sàn được phân loại rõ ràng.
Bảng 3.5 Hoạt tải tác dụng lên sàn công trình
Chức năng phòng P tc (KN/m 2 ) n P tt (KN/m 2 )
Hệ số tin cậy cho tải trọng phân phối đều trên sàn và cầu thanh được xác định là 1.3 khi tải trọng tiêu chuẩn nhỏ hơn 200 daN/m2, và 1.2 khi tải trọng tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 200 daN/m2, theo quy định tại Mục 4.3.3 của TCVN 2737-1995.
Tính toán nội lực và chuyển vị
Sử dụng chương trình SAFE của hãng CSI để phân tích và tính toán nội lực
Sau khi mô hình khung và tiến hành phân tích Ta xuất kết quả từ ETABS vào SAFE
Từ ETABS, ta chọn Menu File -> Export -> Story as SAFE v.12
Sau khi xuất kết quả Mở SAFE và Import file vừa xuất từ ETABS
Khi xuất sàn từ ETABS qua để tính toán sàn, có những ưu điểm mới so với mô hình sàn một cách thông thường Cụ thể như sau:
Mô hình sàn từ ETABS mang các tải trọng từ bản thân sàn đó có, đồng thời có cả tải trọng của phía trên sàn truyền xuống
Các tải ngang của công trình cũng được mang theo, do đó thể hiện chính xác sự làm việc chịu tải của sàn
Khi phân tích từ ETABS, hệ cột và vách sẽ có sự chuyển vị, dẫn đến việc chuyển vị của sàn nhỏ hơn so với mô hình thông thường Ngoài ra, tại các liên kết giữa cột, vách và sàn, có ngàm tại vị trí này, giúp giảm độ võng và độ phồng của sàn dưới tác động của tải trọng đứng.
3.4.1 Mô hình dàn từ ETABS chuyển qua SAFE
Kết quả phân tích độ võng sàn dưới tác dụng của tải trọng dài hạn Phương pháp này được trình bày ở mục 3.3 - PHỤ LỤC 3
Hình 3.2 Kết quả độ võng sàn tầng điển hình
Theo kết quả mô hình sàn trong Safe V12, độ võng lớn nhất của sàn đạt -13.5 mm Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012, độ võng của sàn cần được kiểm tra theo điều kiện f ≤ fgh, trong đó fgh là độ võng giới hạn được quy định trong bản C.1, phụ lục C của tiêu chuẩn này.
250 Ô sàn lớn nhất có kích thước 8mx8m gh
Kết quả kiểm tra cho thấy f < fgh, do đó sàn đáp ứng điều kiện về độ võng Kết luận cho thấy cả độ võng tức thời và độ võng dài hạn đều được đảm bảo, chứng tỏ phương án bố trí hệ kết cấu là hợp lý.
3.4.2 Phân tích nội lực của sàn
Khi phân tích sàn, chương trình chỉ cung cấp kết quả là ứng suất của sàn Để xác định nội lực cho từng dải sàn và phục vụ cho việc tính toán thiết kế, ta sử dụng chức năng chia dải sàn STRIP có sẵn trong chương trình Chức năng này gom các giá trị ứng suất thành nội lực, tương tự như một bản dầm có bề rộng bằng bề rộng của dải STRIP đó.
Khi chia STRIP, cần chú ý phân chia các giá trị lực sao cho chúng tương đối gần nhau trong một dải STRIP Việc này dựa vào dải màu hiển thị moment M11 và M22 của bản sàn, từ đó ta sẽ chia các dải STRIP theo các vùng màu tương đồng.
Hình 3.3 Chia dải strip cho sàn theo phương X
Hình 3.4 Chia dải strip cho sàn theo phương Y
Hình 3.5 Moment strip theo phương X
Hình 3.6 Moment strip theo phương Y
3.4.3 Tính toán và bố trí cốt thép
Cốt thép sàn AII → Rs = 280 MPa
Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s
Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau: min max
àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1% àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa b max R s
Do khối lượng tính toán lớn, việc sử dụng chương trình tính toán là cần thiết để giải quyết nhanh bài toán Sinh viên có thể áp dụng Excel kết hợp với VBA để thực hiện tính toán thép sàn hiệu quả.
Kết quả tính thép sàn tầng điển hình :
Bảng 3.6 Kết quả tính thép sàn tầng điển hình Ô bản Dải Vị trí
THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH
Mặt bằng cầu thang tầng điển hình
Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình
Hình 4.2 Các lớp cấu tạo cầu thang
Sơ bộ kích thước bản thang
Cầu thang điển hình của công trình là loại cầu thang 2 vế dạng bản Bản thang rộng 1.1 m
Cầu thang có tất cả 20 bậc, mỗi vế có 10 bậc
Chọn chiều cao mỗi bậc là: 170(mm)
→ Chiều cao mỗi vế thang: 10 × 170 = 1700(mm)
Chọn bề rộng bậc thang là 280(mm)
Chọn sơ bộ chiều dày bản thang là : 0 4220 150 180
→ Chọn chiều dày bản thang hb0(mm)
Tải trọng cầu thang
Góc nghiêng của bản thang nghiêng:
Bảng 4.1 Tĩnh tải bản thang nghiêng
Tổng trọng lượng theo phương nghiêng qnghiêng 6.699
Bảng 4.2 Tĩnh tải bản chiếu nghỉ
Hoạt tải được lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là ptc = 3 kN/m2, hệ số vượt tải lấy bằng 1.2
Bản thang nghiêng: c tc 2 p p cos 3 0.8752.625 (kN / m ) pnghiêng = n p tc cosα 1 m = 1.2 3 0.855 1 = 3.078 (KN/m)
Bản chiếu nghỉ: tt tc 2 p n p 1.2 3 3.6 (kN / m )
Tải trọng tiêu chuẩn: q tc g tc p tc
Tải trọng tính toán: q tt g tt p tt
Bảng 4.3 Tổng tải trọng tác dụng lên cầu thang
STT Loại bản Tải trọng tính toán
Tính toán nội lực và chuyển vị
Chọn bản thang bề dày 120mm, mô hình bằng phần mềm ETABS 9.7.4
Quy bản thang về thành dạng tải phân bố đều theo chiều dài
22 Hình 4.3 Tải trọng tiêu chuẩn cầu thang
Hình 4.4 Biểu đồ moment bản thang
Hình 4.5 Biểu đồ phản lực gối tựa cầu thang
Tính thép cầu thang
4.5.1 Tính thép cho bản thang và chiếu nghỉ
Xem bản thang như một dầm đơn giản có bề rộng b = 1000 (mm) và chiều cao chính bằng bề dày bản thang h = 120 (mm)
Áp dụng công thức tính toán: b o m 2 m s b o s
Hàm lượng cốt thép: cốt thép tính toán ra được và hàm lượng bố trí thì phải thỏa điều kiện sau: min max
àmin: tỷ lệ cốt thộp tối thiểu, thường lấy àmin = 0.1% àmax: tỷ lệ cốt thộp tối đa b max R s
Bảng 4.4 Bảng tính toán cốt thép cầu thang
Vế thang Ô bản Tiết diện
4.5.2 Tính thép cho dầm chiếu tới
Dầm chiếu tới là dầm một nhịp lo = 2.8 (m), hai đầu ngàm vào vách
Tải trọng bản thân dầm :
Tải trọng do ô sàn L1L2 = 1.3m 2.8m truyền vào:
Tải trọng do sàn truyền vào phân bố lên dầm cầu thang dưới dạng hình thang qs = qct L1 = 8.338 1.3 = 10.84 (KN/m)
Tải trọng tập trung từ vế thang tác động lên dầm chiếu tới được quy về tải phân bố đều dọc theo chiều dài dầm, với công thức tính là qvethang = B/b * 0.74/1 * 0.74 (kN/m) Phản lực gối tựa mà mô hình vế thang xuất ra từ ETABS sẽ giúp xác định tải trọng này.
Với B : là phản lực gối tựa tại dầm chiếu tới 24.74(KN) b : là bề rộng 1m của vế thang tác dụng lên dầm
Hình 4.6 Sơ đồ tải trọng đứng lên dầm chiếu tới
4.5.2.2 Nội lực trong dầm chiếu tới
Hình 4.8 Biểu đồ lực cắt V22 Chọn a5mm suy ra h0 = hd – a = 300 - 35 = 265 mm ; b = 200 mm m 2 b o
Kiểm tra hàm lượng : min =0.05%< s o
R Bảng 4.5 Bảng tính toán cốt thép cho dầm chiếu tới
4.5.2.3 Thiết kế cốt đai cho dầm chiếu tới
Chọn cốt thép đai 6,khoảng cách cốt đai s 0mm,số nhánh n=2
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:
Kiểm tra điều kiện khả năng chịu ứng suất nén chính:
Vậy cốt đai bố trí đủ khả năng chịu lực
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ KHUNG
Tổng quan
Công trình thiết kế: CHUNG CƯ CAO TẦNG SUNRISE gồm 17 tầng, 1 tầng mái và 1 tầng hầm
Calculating spatial frame and wall systems is highly complex, which is why the project utilizes ETABS (Extended Three-Dimensional Analysis of Building Systems) software developed by CSI for analysis and design.
Sơ bộ kích thước tiết diện
Mô hình khung, gán tải trọng, nhập tải trọng
Tính toán tải trọng động và gán vào mô hình
Tính toán kiểm tra tiết diện
Tính toán và thể hiện bản vẽ thép
Sơ bộ kích thước cấu kiện
Vật liệu sử dụng như trình bày tại mục 2.4 - CHƯƠNG 2
5.2.2 Xác định sơ bộ kích thước tiết diện
Khi chọn tiết diện cột, cần xem xét sự kết hợp với kiến trúc công trình, đồng thời dựa vào nội lực và hàm lượng thép yêu cầu để lựa chọn tiết diện một cách hợp lý, hiệu quả và kinh tế.
Công trình sử dụng hệ cột từ tầng hầm đến tầng 17 với tính chất đối xứng, cho phép lựa chọn sơ bộ tiết diện cho các cột như sau: 1A, 2A, 3A, 4A, 1B, 2B, 3B, 1C, 2C, 3C.
Bảng 5.1 Bảng chọn sơ bộ tiết diện cột
Chọn tiết diện b (cm) h (cm) Hầm
Chọn tiết diện b (cm) h (cm)
Chọn tiết diện b (cm) h (cm)
Vách cứng là kết cấu chịu lực ngang chính, nhằm ngăn chặn mất ổn định theo phương ngoài mặt phẳng Để đảm bảo tính ổn định, bề dày bụng vách cần đạt tối thiểu 300 mm cho toàn bộ công trình.
Bề dày sàn chọn sàn dày 120 mm
Công trình có nhịp lớn L = 8m và chiều cao tầng điển hình 3.4m Để đảm bảo chiều cao sử dụng hợp lý, kích thước dầm chính được chọn là 700x350(mm), trong khi dầm phụ có kích thước lần lượt là 400x200(mm) và 300x200(mm).
Hình 5.9 Mặt bằng bố trí cột,dầm tầng điển hình
Trọng lượng bản thân kết cấu được phần mềm ETABS tự tính toán
Tĩnh tải các lớp hoàn thiện và tường: Xem Mục 3.3 - CHƯƠNG 3
Tải trọng ngang tác dụng lên công trình
Theo TCVN 2737 : 1995 và TCXD 229 : 1999: Gió nguy hiểm nhất là gió vuông góc với mặt đón gió
Công trình cao 57.8 m > 40 m nên cần tính đến thành phần động của gió
Tải trọng gió bao gồm hai thành phần: gió tĩnh và gió động
Theo TCVN 9386:2012, phụ lục F, các công trình nhà cao tầng tại Thành phố Thủ Dầu Một, thuộc khu vực IIA, cần phải được tính toán để đánh giá ảnh hưởng của động đất do có gia tốc nền.
5.3.1 Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió
Tải trọng gió tĩnh được tính toán theo TCVN 2737 : 1995, mục 6 Tải trọng gió
Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió W có độ cao Z so với mốc chuẩn xác định theo công thức
Giá trị của áp lực gió (Wo) được xác định theo bản đồ phân vùng trong Phụ lục D, điều 6.3 TCVN 2737:1995 Hệ số k phản ánh sự thay đổi của áp lực gió theo cao độ, được trình bày trong Bảng 5 – TCVN 2737:1995 Hệ số c đại diện cho độ tin cậy của tải trọng gió, có thông tin trong Bảng 6 – TCVN 2737:1995 Công trình được xây dựng tại thành phố Thủ Dầu Một.
Áp lực gió: Wo = 0.83(kN/m 2 )
Bảng 5.2 Thành phần tĩnh của Tải trọng gió:
5.3.2 Tính toán thành phần động của tải trọng gió
Công trình có chiều cao 66.3m, vượt quá 40m, do đó cần phải tính toán thành phần động của gió Để thực hiện việc này, việc xác định tần số dao động riêng của công trình là điều cần thiết.
5.3.2.1 Thiết lập sơ đồ tính toán động lực học và các bước tính
Sơ đồ tính toán là hệ thanh công xôn hữu hạn điểm tập trung khối lượng
Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có như không đổi
Vị trí các điểm tập trung khối lượng đặt tại cao trình sàn
Giá trị khối lượng tập trung được tính bằng tổng khối lượng của kết cấu, trọng lượng các lớp cấu tạo sàn và hoạt tải tham gia vào công trình để xác định thành phần động của gió Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229-1999, hệ số chiết giảm khối lượng đối với hoạt tải được cho phép là 0.5 (theo bảng 1, TCXD 229-1999).
Khai báo Mass Source trong mô hình: Tĩnh tải + 0.5 Hoạt tải
Việc tính toán dao động riêng là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hỗ trợ từ phần mềm chuyên dụng Trong đồ án này, chúng tôi đã sử dụng phần mềm ETABS để phân tích các dạng dao động của mô hình.
Hình 5.1 Mô hình tổng thể công trình trong ETABS
Theo TCXD 229:1999, chỉ cần tính toán thành phần động của tải trọng gió dựa trên dạng dao động đầu tiên Tần số dao động riêng cơ bản thứ s phải thỏa mãn bất đẳng thức: s L s 1 f < f < f +.
Theo bảng 2 TCXD 229:1999, đối với kết cấu bê tông cốt thép, giá trị fL được xác định là 1.3 Hz khi lấy δ = 0.3 Cột và vách được ngàm chắc chắn với móng.
Gió động của công trình được phân tích theo hai phương X và Y, trong đó chỉ xem xét dạng dao động có chuyển vị lớn hơn Để tính toán thành phần động của gió, cần thực hiện các bước cụ thể sau đây.
Bước 1: Xác định tần số dao động riêng
Phần mềm EATABS đã được sử dụng để khảo sát 12 mode dao động đầu tiên, cho ra kết quả về chu kỳ và tần số của các dạng dao động Bảng 5.3 trình bày tần số và chu kỳ khi phân tích dao động dưới tác động của gió.
Mode Chu kỳ(s) Tần số
Hệ khung bê tông cốt thép có độ cứng =0.3 và được xây dựng tại vùng áp lực gió IIA Theo bảng 2 của TCVN 229:1999, giá trị giới hạn của tần số dao động riêng là f L = 1.3 Hz.
- Ta có 4 mode đầu tiên có tần số f4=1.07045< fL = 1.3 < f5=1.34723 nên việc xác định thành phần động của gió chỉ xét đến 4 mode đầu tiên
Căn cứ vào bảng chuyển vị của các Diagphragm tại mỗi mode ( Bảng phụ lục) ta đánh giá dạng dao động theo các phương như sau:
Bảng 5.4 Tần số khi phân tích dao động tính gió động
Mode Tần số(Hz) Chú thích Dạng dao động
Công trình này có tính phức tạp cao, dẫn đến các mode dao động không chỉ dao động theo một phương mà còn có sự tham gia của dao động xoắn (dao động dạng couple) Trong quá trình tính toán gió động, đồ án đã bỏ qua ảnh hưởng của dao động xoắn.
Bước 2: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh (mục 6 Tải trọng gió TCVN 2737:1995)
Bước 3: Xác định giá trị thành phần động của tải gió tác dụng lên công trình (mục 4.2 TCVN 229:1999)
Để tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió, cần xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió, với thứ nguyên là lực Giá trị này được xác định theo công thức cụ thể.
Giá trị 1 theo bảng 4, TCXD 229:1999 phụ thuộc vào hai tham số và Để xác định hai thông số này (mặt ZOX), cần tham khảo bảng 5, TCXD 229:1999 Các thông số D và H được xác định như hình minh họa, trong đó mặt màu đen là mặt đón gió.
Hình 5.2 Hệ tọa độ khi xác định hệ số không gian
Xác định các hệ số: n ji Fj j 1 i n
1999) Với y ji : Chuyển vị ngang tương đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động i, không thứ nguyên Xác định từ Etabs
Bước 4: Xác định hệ số động lực ( i ) ứng với dạng dao động thứ 1 dựa vào hệ số ( i ) và đường số 1, Hình 2, TCXD 229:1999
Bước 5: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió: p( ji) j i i ji
Bước 6: Gía trị tính toán thành phần động của tải trọng gió có xét đến ảnh hưởng xung vận tốc gió và lực quán tính tt p( ji) p( ji)
W W với 1.2: hệ số tin cậy đối với tải trọng gió
1: Hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng Bảng 6, TCXD 299-1999, lấy 50 năm
Bảng 5.5 Các thành phần động của gió theo phương X
Tầng h tầng (m) B(m) Mj (T) ξ y ji W Fj
(KN/m 2 ) y ij ×W Fj y ji2 ×M j Ψ n Wp jitt
Bảng 5.6 Các thành phần động của gió theo phương Y
Tầng h tầng (m) B(m) Mj (T) ξ y ji W Fj
(KN/m 2 ) y ij ×W Fj y ji 2 ×M j Ψ n Wp ji tt
5.3.2.2 Nội lực và chuyển vị do tải trọng gió
Nội lực cho thành phần tĩnh và động của tải gíó xác định như sau: s t d 2 i i 1
X: Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị ở đây ta xem là tải trọng tổng hợp của 2 thành phần tĩnh và động
X : Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh t của tải trọng gió gây ra, ở đây ta xem là tải thành phần tĩnh
Moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc và chuyển vị là các yếu tố do thành phần động của tải trọng gió gây ra khi xảy ra dao động ở dạng thứ i Trong bối cảnh này, chúng ta xem xét tải thành phần động.
s: số dạng dao động tính toán
Tầng W x (KN) W y (KN) Wp x (KN) Wp y (KN) GX(KN) GY(KN)
Bảng 5.7 Bảng tổng hợp gió theo 2 phương
5.3.3 Tính toán thành phần động đất
5.3.3.1 Khái quát Động đất được xem như là một trong những yêu cầu bắt buộc không thể thiếu và là yêu cầu quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm ở phân vùng về động đất phải tính toán tải trọng động đất
Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386 : 2012 (Thiết kế công trình chịu động đất)
Theo TCVN 9386 : 2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ dao động
Với chu kì T1(x) = 2.88 Không thỏa mãn yêu cầu phương pháp tĩnh lực ngang tương đương:
(điều 4.3.3.2 TCVN 9386 : 2012) Nên trong đồ án này tải trọng động đất sẽ được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (điều 4.3.3.3 TCVN 9386 : 2012)
Việc tính toán tải trọng động đất được thực hiện theo TCVN 9386 : 2012 và sự trợ giúp của phần mềm ETABS
Phương pháp phân tích phổ phản ứng
Tổ hợp tải trọng
Vì đồ án chỉ phân tích trong giai đoạn đàn hồi tuyến tính, nên giá trị tải trọng tỉ lệ thuận với nội lực Do đó, để đơn giản hóa tính toán, tổ hợp nội lực được thay thế bằng tổ hợp tải trọng, và kết quả vẫn đảm bảo tính chính xác trong giai đoạn đàn hồi.
Các trường hợp tải trọng
(1) Tĩnh tải chất đầy (TT)
(3) Gió X( tĩnh + động) theo phương X (GX)
(4) Gió Y( tĩnh + động) theo phương Y (GY)
(5) Động đất theo phương X (DX)
(6) Động đất theo phương Y (DY)
(7) Động đất theo phương Z (DZ)
Khi khai báo các trường hợp tải thì TT khai báo hệ số Self Weiht là 1.1, các trường hợp tải còn lại khai báo hệ số Self Weiht là 0
Bảng 5.8 Tổ hợp tải trọng
STT Tên tổ hợp Ký hiệu Nội dung tổ hợp
1 Tổ hợp 1 COMB1 TT+HT
2 Tổ hợp 2 COMB2 TT+GX
3 Tổ hợp3 COMB3 TT-GX
4 Tổ hợp 4 COMB4 TT+GY
5 Tổ hợp 5 COMB5 TT-GY
STT Tên tổ hợp Ký hiệu Nội dung tổ hợp
6 Tổ hợp 6 COMB6 TT+0.9HT+0.9GX
7 Tổ hợp 7 COMB7 TT+0.9HT-0.9GX
8 Tổ hợp 8 COMB8 TT+0.9HT+0.9GY
9 Tổ hợp 9 COMB9 TT+0.9HT-0.9GY
10 Tổ hợp 10 COMB10 TT+0.7GX+0.7GY
11 Tổ hợp 11 COMB11 TT+0.7GX-0.7GY
12 Tổ hợp 12 COMB12 TT-0.7GX+0.7GY
13 Tổ hợp 13 COMB13 TT-0.7GX-0.7GY
14 Tổ hợp 14 COMB14 TT+0.9HT+0.63GX+0.63GY
15 Tổ hợp 15 COMB15 TT+0.9HT+0.63GX-0.63GY
16 Tổ hợp 16 COMB16 TT+0.9HT-0.63GX+0.63GY
17 Tổ hợp 17 COMB317 TT+0.9HT-0.63GX-0.63GY
18 Tổ hợp 18 COMB18 TT+DX
19 Tổ hợp 19 COMB19 TT-DX
20 Tổ hợp 20 COMB20 TT+DY
21 Tổ hợp 21 COMB21 TT-DY
22 Tổ hợp 22 COMB22 TT+DZ
23 Tổ hợp 23 COMB23 TT-DZ
24 Tổ hợp 24 COMB24 TT+0.3HT+DX
25 Tổ hợp 25 COMB25 TT+0.3HT-DX
26 Tổ hợp 26 COMB26 TT+0.3HT+DY
27 Tổ hợp 27 COMB27 TT+0.3HT-DY
28 Tổ hợp 28 COMB28 TT+0.3HT+DZ
29 Tổ hợp 29 COMB29 TT+0.3HT-DZ
30 Tổ hợp 30 EVE1 COMB1+COMB2+…+COMB28+COMB29
(Thiết kế thép dầm và sàn)
STT Tên tổ hợp Ký hiệu Nội dung tổ hợp
31 Tổ hợp 31 COMB30 0.909TT+0.833HT
(Kiểm tra võng dầm và sàn)
32 Tổ hợp 32 COMB31 0.909TT+0.833GX
33 Tổ hợp 33 COMB32 0.909TT-0.833GX
34 Tổ hợp 34 COMB33 0.909TT+0.833GY
35 Tổ hợp 35 COMB34 0.909TT-0.833GY
36 Tổ hợp 36 EVE2 COMB31+…+COMB34
(kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh)
Ghi chú: Đối với các trường hợp dùng tải tính toán để thiết kế thép, khi đó tĩnh tải
(TT) cần nhân thêm hệ số vượt tải 1.1, hoạt tải (HT) và gió nhân thêm hệ số vượt tải 1.2
Kiểm tra chuyển vị đỉnh
Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh nhà là 50.6 mm
Theo TCVN 198 : 1997, kết cấu khung vách:
thỏa điều kiện chuyển vị đỉnh
Kết quả nội lực khung truc B, khung trục 4
Hình 5.4 Moment hệ khung trục B
47 Hình 5.5 Lực cắt hệ khung trục B
48 Hình 5.6 Moment hệ khung trục 4
49 Hình 5.7 Lực cắt hệ khung trục B
Tính toán thiết kế khung
5.7.1 Tính toán cốt thép dầm
Cốt thép trong dầm được xác định dựa trên cấu kiện chịu uốn, và để đơn giản hóa quá trình, chúng tôi đã phát triển một chương trình tính toán cốt thép cho dầm sử dụng dữ liệu xuất ra từ ETABS Dữ liệu này bao gồm biểu đồ bao Moment của tất cả các tổ hợp Việc tính toán được thực hiện tại ba tiết diện nguy hiểm, theo biểu đồ bao nội lực để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
Trình tự tính toán (tham khảo TCVN 5574:2012 mục 6.2.2 Tính toán tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện)
Theo mục 6.2.2.3, R được xác định thoe công thức:
Hợp lí: 0.8% ≤ 1 ≤ 1.5% Thông thường với dầm lấy min = 0.1%; max = 3%
Ví dụ tính toán: Story 4, B840, bxh = 350x700mm, M3g = 237.80 kN.m
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s min max o
Do tính toán thép dầm có khối lượng mặt cắt lớn, việc sử dụng các chương trình tính toán hoặc bảng tính là cần thiết Trong đồ án này, sinh viên đã áp dụng bảng tính Excel cùng với lập trình VBA tự viết để thực hiện các phép tính cho thép dầm.
(cm²) μ (%) Bố trí A sbố trí
(cm²) μ (%) Bố trí A sbố trí
(cm²) μ (%) Bố trí A sbố trí
(cm²) μ (%) Bố trí A sbố trí
(cm²) μ (%) Bố trí A sbố trí
Bảng 5.9 Bảng tính dầm tầng điển hình story 4
5.7.1.2 Tính toán khả năng chịu cắt của dầm
Tính toán thép đai cho cấu kiện dầm:
Dầm B1005, tầng 4, Vmax = 212.83 kN tiết diện 700x350mm
Khả năng chịu cắt của bê tông:
Qbt < Qmax = 212.83 kN Chọn thộp đai 2 nhỏnh ỉ8a150 cú
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:
Nhận xét Q = 381.22 kN > Qmax = 212.83 kN thỏa điều kiện về độ bền s s w1 b nE A 2 200000 50.26
Qbt 2.28 kN > Qmax = 212.83 kN => cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt Đoạn giữa bố trí 8a250
5.7.1.3 Neo và nối cốt thép
Khoảng cách các thanh cốt thép:
t ≥ (max, 30) đối với cốt thép đặt trên
t ≥ (max, 25) đối với cốt thép đặt dưới
Cốt thép chịu momen âm: lan ≥ 30
Cốt thép chịu momen dương: lan ≥ 10
Cốt thép chịu momen âm ở gối:
Tiết diện (1/2)L: Ac ≥ (2 thanh, 1/3As)
Tiết diện (1/3)L: Số còn lại
Tiết diện (1/3)L: Ac ≥ (2 thanh, 1/3As)
Tiết diện (1/4)L: Số còn lại
Cốt thép chịu momen dương ở nhịp: tiết diện cắt cách gối tựa một đoạn a≤1/6L
Khi nối cốt thép bằng phương pháp nối chồng thì chiều dài đoạn nối như sau:
Nối trong vùng chịu kéo: Lan3 ≥ 30
Nối trong vùng chịu nén: Lan2 ≥ 20
5.7.2 Cấu tạo kháng chấn cho dầm
Theo TCVN 9386:2012, điều 5.4.2.2, lực cắt thiết kế trong các dầm kháng chấn chính phải được xác định dựa trên quy tắc thiết kế khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng Điều này dựa vào sự cân bằng của dầm dưới tác động của tải trọng ngang và moment đầu mút Mi,d, với i=1,2 tương ứng với các tiết diện đầu mút của dầm, nhằm đảm bảo khả năng hình thành khớp dẻo dưới tác động của tải trọng động đất.
Thiết kế cho các khớp dẻo thường được hình thành tại các đầu mút của dầm hoặc trong các cấu kiện thẳng đứng nối vào nút liên kết dầm Tại tiết diện đầu mút thứ i, cần tính toán hai giá trị của lực cắt tác dụng: giá trị lớn nhất VEd,max,i và giá trị nhỏ nhất VEd,min,i, tương ứng với moment dương lớn nhất và moment âm lớn nhất Mi,d tại đầu mút mà chúng có thể phát triển tại các đầu mút 1 và 2 của dầm.
Giá trị đầu mút Mi,d có thể được xác định như sau:
Hệ số Rd được sử dụng để tính toán khả năng gia tăng cường độ của thép do biến cứng, và trong trường hợp dầm thuộc loại cấp dẻo kết cấu trung bình, giá trị của hệ số này có thể được xác định là 1.
M Rd,i là giá trị thiết kế khả năng chịu moment uốn của dầm tại đầu mút thứ i, tương ứng với chiều moment uốn do dao động của tác động động đất Giá trị lực cắt lớn nhất tại đầu mút dầm được xác định theo các phương pháp cụ thể.
Tại vị trí đầu mút dầm, nơi dầm tựa gián tiếp lên một dầm khác, moment đầu mút dầm Mi,d có thể được xác định dựa trên moment tác dụng tại tiết diện đầu mút dầm trong thiết kế chịu động đất, thay vì tạo thành khung cùng với các cấu kiện thẳng đứng.
Hình 5.8 Giá trị thiết kế của khả năng chịu cắt trong dầm
Phạm vi giới hạn của vùng kháng chấn chính được xác định là các vùng có chiều dài tối đa lcr = hw, trong đó hw là chiều cao của dầm Vùng này tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột, cũng như từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong thiết kế chịu động đất, và được coi là vùng tới hạn.
Hình 5.9 Cốt thép ngang trong vùng tới hạn dầm
Theo TCVN 9386:2012, điều 5.4.3.1.2 quy định rằng để đảm bảo độ dẻo cho cấu trúc cục bộ, cốt đai phải được bố trí tại các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, đáp ứng các điều kiện cụ thể.
Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6
Khoảng cách s của các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá w bw bL s min h ; 24d ; 225;8d
Trong đó: dbL – đường kính thanh thép dọc nhỏ nhất (tính bằng mm); hw – chiều cao tiết diện của dầm (tính bằng mm)
Cốt đai đầu tiên phải được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50mm
Trong khoảng cách 3hd (hd là chiều cao tiết diện của dầm) từ mép cột, cần đặt các đai dày hơn ở khu vực giữa dầm Khoảng cách giữa các đai phải nhỏ hơn giá trị tính toán theo yêu cầu chịu cắt, không lớn hơn 0.25hd và không vượt quá 8 đường kính cốt thép dọc Ngoài ra, khoảng cách này cũng không được vượt quá 150mm.
Trong khu vực giữa dầm, khoảng cách giữa các đai chọn cần nhỏ hơn 0.5hd, không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc và không vượt quá 300mm.
Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45 o và với chiều dài móc là 10dbw
Theo các quy định đã nêu, cố thép đai được đặt trong khoảng L/4 tính từ mép dầm, với khoảng cách 8a150 ở đoạn đầu và 8a250 ở đoạn giữa, nhằm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về kháng chấn và khả năng chịu cắt của cấu kiện.
5.7.3 Tính toán cốt thép cột
Do giới hạn về số trang nên lý thuyết các bước tính cột được cho ở Phục lục 5-5.3.1 trang 30
L0x=L0y=ψxL=0.7x3400#80 mm Độ lệch tâm tĩnh học:
11.565 4510.77 y N y e M Độ lệch tâm ngẫu nhiên theo phương X, Y:
Tính toán độ mảnh theo hai phương:
Tính hệ số uốn dọc x, y: 1
Với Ncr là lực dọc tới hạn
Suy ra tính theo phương X : h = Cx P0mm; b = Cy`0mm
M1 = Mx10.49 kNm ; M2 = My1T.206 kNm ea = eax + 0.2eay.66667+0.2x20 66667
Tính theo trường hợp nén lệch tâm rất bé
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
1 C5 COMB7 -7796.83 -225.43 44.54 600 700 LTRB 70.90 1.84 18ỉ 25 88.36 2.29 HAM C5 COMB1 -8256.34 -68.50 12.96 600 700 LTRB 79.34 2.06 18ỉ 25 88.36 2.29
1 C6 COMB1 -14760.98 18.94 80.73 800 900 LTRB 152.12 2.24 22ỉ 32 176.93 2.95 HAM C6 COMB1 -15488.62 -14.88 14.64 800 900 LTRB 175.89 2.61 22ỉ 32 176.93 2.62
1 C7 COMB17 -13766.60 -91.92 -72.94 800 900 LTRB 123.22 1.83 24ỉ 28 147.78 2.19 HAM C7 COMB1 -14491.62 -18.12 15.85 800 900 LTRB 145.40 2.15 24ỉ 28 147.78 2.19
BẢNG 5.10 KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỘT KHUNG TRỤC B
1 C12 COMB9 -9978.93 54.59 2.63 600 800 LTRB 107.96 2.45 20ỉ 28 123.15 2.80 HAM C12 COMB9 -10548.85 -10.19 -224.11 600 800 LTRB 122.63 2.73 20ỉ 28 123.15 2.74
BẢNG 5.11 KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỘT KHUNG TRỤC 4
Trong các nút khung, cần sử dụng đai kín cho cả dầm và cột Theo TCXD (198:1997), đường kính cốt đai không được nhỏ hơn 1 lần đường kính cốt dọc và phải lớn hơn hoặc bằng 8mm Đai phải được bố trí liên tục qua nút khung với mật độ tương tự như vùng nút khung.
Chọn cốt đai trong cột thỏa
Trong vùng nút khung, từ điểm cách mép trên đến mép dưới của dầm, cần bố trí cốt đai dày hơn với khoảng cách tối đa không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và không vượt quá 100mm Yêu cầu chiều dài này phải lớn hơn hoặc bằng chiều cao tiết diện cột, lớn hơn hoặc bằng 1/6 chiều cao thông thủy của tầng và tối thiểu là 450mm.
Bố trí cốt đai cho cột thỏa
- Uđai Utt ; Uđai Umax; Uđai Uctạo; Uctạo 20ỉdọc
- Trong khoảng cỏch nối cột là 30ỉ,bước đai trong đoạn nối Ucấutạo như sau :
- Uctạo b cạnh ngắn của cột = 30cm
Vậy bố trớ ỉ8a100 cho vựng nỳt khung và ỉ8a200 cho cỏc vựng cũn lại
5.7.3.4 Cấu tạo kháng chấn cho cột
Tổng hàm lượng cốt thép dọc 1 không được nhỏ hơn 0.01 và không được vượt quá 0.04 Trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng
Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép góc dọc theo mỗi mặt cột để đảm bảo tính toàn vẹn của nút dầm - cột
Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ hai tiết diện đầu mút của cột kháng chấn chính phải được xem như là các vùng tới hạn
Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, chiều dài của vùng tới hạn lcr (tính bằng m) có thể được tính toán từ biểu thức sau đây:
Trong đó: hc là kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột (tính bằng m) lcl là chiều dài thông thủy của cột (tính bằng m)
Nếu tỷ lệ lcl/hc lớn hơn 3, toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính cần được xem như một vùng tới hạn và phải được bố trí cốt thép theo các quy định hiện hành.
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG
Số liệu địa chất công trình
Theo khảo sát địa chất, từ cao trình tự nhiên đến độ sâu hố khoan 71.7m, mức nước ngầm (MNN) là -1.5m Địa tầng tại khu vực xây dựng được chia thành nhiều lớp khác nhau.
Lớp 1: Bụi hữu cơ lẫn cát, xám xanh đen, trạng thái chảy / Very soft, blackish blue grey, Organic silt with sand, dày 2.7m
Lớp 2: Cát pha sét, vàng, kết cấu rời rạc, dày 9m
Lớp 3 Cát pha sét, bụi, vàng, kết cấu chặt vừa/ dense, yellow, Silty, clayey sand, dày 60m
Hình 6.1 Địa chất móng cọc
Bảng 6.1 Đặc trưng cơ lí đất nền
Lực dính c (kN/m 2 ) Độ sệt
Phương án cọc khoan nhồi
Chọn cọc có đường kính: 1.2m
Sơ bộ chiều cao đài cọc: hđài = 2.5m
Chọn đầu cọc đập vỡ 0.8m và 0.2m cọc ngàm vào đài
Chọn chiều dài cọc: Lcọc = 45m
Chiều dài của cọc nằm trong đất là: L = Lcọc – (0.8+0.2) = 45 – (0.8+0.2) = 44m
Cao độ đặt đài móng tính từ mặt đất tự nhiên: -5.5m
Suy ra: Cao độ mũ cọc tính từ mặt đất tự nhiên: 44 + 5.5 = 49.5m
Chu vi tiết diện cọc: u = π x 1.2 = 3.770m
Diện tích tiết diện ngang cọc: Ab = π x 1.2 2 /4 = 1.131m 2
Thép dọc trong cọc: chọn cốt thép AIII 1625, As = 0.0079m 2
6.2.2 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi
6.2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
( ' ) vl cb cb b b sc st
Trong đó: γcb = 0.85: Hệ số điều kiện làm việc (mục 7.1.9 TCVN
10304:2014); γ’cb = 0.7: Hệ số kể đến thi công cọc (mục 7.1.9 TCVN 10304:2014); φ: Hệ số kể đến uốc dọc;
Chiều dài làm việc của cọc được xác định theo điều 7.1.8 TCVN 10304:2014, cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất Khi tính toán theo cường độ vật liệu, chiều dài này được tính từ tiết diện nằm cách đáy đài một khoảng ll, được xác định theo công thức cụ thể.
Trong đó: lo: là chiều dài đoạn cọc kể tư đáy đài cao tới cao độ san nền Ở đây là cọc đài thấp nên : lo = 0
Hệ số biến dạng: 5 p c b kb
(Theo phụ lục A TCVN 10304:2014) Trong đó: γc = 3: Hệ số làm việc bp = 1.2+ 1= 2.2m (cọc có đường kính d 0.8)
I = 1.2 4 /12 = 0.173 (m 4 ) Xác định hệ số k, được tính trung bình qua các lớp đất (bảng A.1 TCVN 10304:2014)
Bảng 6.2 Hệ số tỉ lệ từng lớp đất
Lớp Tên lớp đất Chiều dày
Bụi hữu cơ lẫn cát, xám xanh đen, trạng thái chảy
2 Cát pha sét, vàng, kết cấu rời rạc 9 0.6 12000
3 Cát pha sét, bụi, vàng, kết cấu chặt vừa 60 0.346 12000
Xác định độ mảnh của cọc: 1 7.27
1 (0.85 0.7 17000 1.131 365000 0.0079) 14323.565( ) vl cb cb b b sc st
6.2.2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (Mục 7.2.3 TCVN 10304:2014)
Sức chịu tải trọng nén Rc,u của cọc treo hạ bằng phương pháp ép được xác định dựa trên tổng sức kháng của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc.
R q A + u f l (Công thức 12 TCVN 10304-2014) Trong đó:
- γcq: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi có xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất γcq = 1 (Bảng 4 TCVN 10304:2014);
Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, ký hiệu là γcf, được xác định với sự xem xét đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đối với sức kháng của đất Theo TCVN 10304:2014, giá trị của γcf được quy định là 1.
- u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = 3.770(m);
- Ab: Diện tích cọc tựa lên đất, Ab = 1.131 m 2 ;
- li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”;
- fi: Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i”; (Bảng 3 TCVN 10304:2014)
Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc tại cao trình -49.5m được xác định là cát bụi chặt vừa Theo mục 7.2.3 của TCVN 10304:2014, giá trị qb được tính toán dựa trên công thức cụ thể.
- 1 ' 9.97 kN / m 3 : Dung trọng tính toán nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà)
- 1 9.97 kN / m 3 : Dung trọng tính toán nền đất trên mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà)
Các hệ số tra theo góc ma sát 22 o 38' (Bảng 6, TCVN 10304:2014) →
Kết quả xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc khoan nhồi
Bảng 6.3 Kết quả xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc khoan nhồi
Lớp Lớp phân tố Độ sâu trung bình
Z (m) l i (m) Độ sệt I L f i (kN/m²) γ cf γ cf f i l i
Vậy SCT của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền
6.2.2.3 Tính toán sức chịu tải của cọc theo SPT
Trong thiết kế hiện nay, việc tính toán sức chịu tải cọc thường dựa trên kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) bằng hai công thức phổ biến: công thức Meyerhof và công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản Sinh viên áp dụng công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản theo quy định tại Mục G3.2 TCVN 10304 – 2014.
Sức chịu tải trọng nén cực hạn:
- qb: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc,q b k N 1 p ;
- k1: Hệ số lấy k1 = 150 đối với cọc khoan nhồi;
- Np: Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d phía trên mũi cọc và 4d phía dưới mũi cọc;
- Ns,i: Chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc;
- u: Chu vi tiết diện ngang cọc;
- fi: Cường độ sức kháng của đất theo thân cọc:
Trong các lớp đất rời: f i k N 2 s,i
Trong các lớp đất dính: f i c u,i
- k2: Hệ số lấy k2 = 10/3 với cọc khoan nhồi;
- : Hệ số xác định theo trên biểu đồ Hình G.1 (TCVN 10304 – 2014); b p
Bảng 6.4 Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc
Lớp Lớp phân tố Độ sâu trung bình
Lớp Lớp phân tố Độ sâu trung bình
Sức chịu tải của cọc theo SPT: c,u 1.131 3.77 2380.00 1294
6.2.2.4 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ của đất nền
Theo phụ lục G.1, TCVN 10304:2014, sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền xác định theo công thức sau:
R q A + u f l (Công thức G.1 TCVN 10304-2014) Trong đó:
Ab: Diện tích tiết diện ngang cọc (Ab = 1.131m 2 );
u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc (u = 3.77m);
li: Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”;
qb: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, q b cN ' c q N ' b ' q
N , N ' c ' q : Các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc, tra o theo Berezantzev (1961) cho cọc khoan nhồi, xem như đất cát dưới mũi cọc thì
Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc, được xác định tại ZL = 49.5 m, có trị số tương đương với ứng suất pháp hữu hiệu theo phương đứng tại cùng cao trình này.
Hình 6.2 Biểu đồ xác định hệ số N’q theo Berezantzev (1961)
fi: Cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc Theo mục G2.2 TCVN 10304-2014, giá trị fi được xác định như sau:
Trong các lớp đất rời: f = k i i v,z tg i
Trong các lớp đất dính: f = i c u,i
k = 1- Sin i i : Hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ “i”;
v,z : Ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ “I” theo phương thẳng đứng;
i : Góc ma sát của đất và cọc, đối với cọc bê tông cốt thép thì i i ;
: Hệ số xác định theo trên biểu đồ Hình G.1 (TCVN 10304 – 2014)
Ns,i: Chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc;
Nc,i: Chỉ số SPT trong đất dính của lớp đất thứ “i” trên thân cọc;
Bảng 6.5 Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc
Zitb(m) ki v ' (kN m/ 2 ) li(m) i i v,z i f = k tg i * i f l
Vậy SCT theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:
6.2.2.5 Sức chịu tải thiết kế
Sức chịu tải của cọc ép Kết quả SCT (kN)
Theo chỉ tiêu đất nền - Điều 7.2.3 8815.704 Công thức theo SPT- Phụ lục G.3.2 12942.41 Theo cường độ đất nền - Phụ lục G.1 12983.62
Sức chịu tải đặc trưng: Rck min R cu,i 8815.704 (kN)
Sức chịu tải thiết kế:
6.2.3.1 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc
Lực dọc lớn nhất tác dụng lên móng M12: N tt = 10548.85 (kN)
Sơ bộ số lượng cọc:
Sức chịu tải cọc sử dụng: R cd 5037.55 (kN)
Do chưa tính trọng lượng đài cọc và khối đất dấp trên đài cũng như ảnh hưởng của hệ số nhóm, ta chọn số cọc là 3 cọc
Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:
Khoảng cách giữa 2 tim cọc s = 3d = 3.6 m, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = 0.85 m
Hình 6.3 Mặt bằng bố trí móng P12
Hoạt tải tầng hầm tác dụng lên đài: Q 68×6 = 64.08 kN
Tải trọng đứng tác dụng tại đáy đài:
Tính giá trị Pmax, Pmin tt tt tt x max y max max,min 2 2 coc i i
Bảng 6.6 Kết quả các giá trị Pmax, Pmin móng PC12
Vậy thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy min
P = 2693.722 kN 0 Vậy thỏa điều kiện cọc chịu nhổ
0: hệ số điều kiện làm việc (lấy bằng 1 đối với cọc đơn, bằng 1.15 trong móng nhiều cọc) n 1.15
: hệ số tầm quan trọng công trình (mục 7.1.11 TCVN 10304-2014)
6.2.3.2 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dụng mũi cọc
Khi chọn trường hợp tính toán, cần sử dụng giá trị truyền tải xuống móng tương ứng với lực dọc N max theo tiêu chuẩn Để có kết quả gần đúng, có thể lấy N bằng N tt max chia cho 1.15.
Bảng 6.7 Giá trị tiêu chuẩn tổ hợp Comb9 Móng Load N tc (kN) M tc x(kN.m) M tc y(kN.m)
12 COMB9 9172.91 -194.88 8.864 Xác định kích thước khối móng quy ước:
Góc ma sát trung bình: tb i i tb i h 21.52 5.38 h 4
Hình 6.4 Khối móng quy ước cho móng P12
Khối móng quy ước như một khối trụ hình tròn, có bán kính:
Chiều cao khối móng quy ước: Hqu = h + hđài = 44 + 2.5 = 46.5 (m),
Trọng lượng khối móng quy ước:
Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:
tc tc d qu tc tc xd x tc tc yd y
Độ lệch tâm do moment: tc xd 3 x tc d tc yd 4 y tc d
Áp lực đất dưới nền đáy móng:
88 tc 3 4 d x y max 2 qu qu qu qu tc 3 4 d x y min 2 qu qu qu qu
Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN
1 2 tc II II II 0 tc m m
Hệ số điều kiện làm việc của đất nền (m1) và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình (m2) có tác dụng qua lại với nền Theo Bảng 15 trong Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012, đối với đất mịn no nước, giá trị của m1 và m2 đều bằng 1.
ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê ktc = 1;
A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát trong II = 21 o 31’ A = 0.56, B
h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = 49.5 (m)
II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, vì lớp đất dưới mực nước ngầm nên II = 9.97 (kN/m 3 )
II’: Dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên
cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng, c = 12.9 (kN/m 2 );
ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm, ho = h – htđ;
htđ: Chiều sâu đặt móng kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm
- h1: Chiều dày lớp đất phía trên đáy móng, h1 = 44 (m);
- h2: Chiều dày của kết cầu sàn tầng hầm, h2 = 0.3 (m);
- kc: Trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, kc = 25 (kN/m 3 ); Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng là:
Kiểm tra áp lực nền dưới đáy móng:
Vì max tc min tc 2 2 tb tc
Nền dưới mũi cọc làm việc trong giai đoạn đàn hồi Do đó có thể tính móng theo mô hình bán không gian đàn hồi
6.2.3.3 Tính lún cho nhóm cọc
Chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều phân lớp dày 0.5m Tính toán ứng suất gây lún cho đến khi đạt điều kiện σi bt ≥ 5 σi gl, tại vị trí ngừng tính lún với bt qu 2.
- gl i k 0i gl (i 1) : Ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ “i”
- koi: Hệ số tra bảng C.1, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào tỉ số Lqu/Bqu và Z/Bqu gl tc 2
Không cần tính lún cho móng
6.2.3.4 Kiểm tra xuyên thủng cho đài móng P12
Hình 6.5 Mặt cắt tháp xuyên thủng móng P12
Với góc lan tỏa ứng suất 45 độ, tháp xuyên thủng được hình thành từ mép cột phủ đầu qua cọc, cho thấy đài móng có tính chất cứng tuyệt đối Điều này đảm bảo điều kiện chống nén thủng, ngăn chặn việc chọc thủng đài móng bởi cột.
6.2.3.5 Thiết kế cốt thép cho đài móng P12
Tổ hợp nguy hiểm nhất COMB16
Point Load FX FY FZ MX MY
Tính phản lực đầu cọc tt tt tt x i y i i 2 2 coc i i
Hình 6.6.Xác định moment tính thép đài móng P12
- Moment tính thép đặt nằm theo phương X
- Moment tính thép đặt nằm theo phương Y
My= P1× y 690.33×1.65= 6089.04(kNm) Chọn agt : agt.t = 50 (mm) b 0
Bảng 6.8 Kết quả tính thép móng PC12
Vị trí M h 0 α m A s_yc Bố trí cốt thép
6.2.4.1 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc
Lực dọc lớn nhất tác dụng lên móng M5: N tt = 8256.34 (kN)
Sơ bộ số lượng cọc:
Sức chịu tải cọc sử dụng: R cd 5037.55 (kN)
Do chưa tính trọng lượng đài cọc và khối đất dấp trên đài cũng như ảnh hưởng của hệ số nhóm, ta chọn số cọc là 2 cọc
Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:
Khoảng cách giữa 2 tim cọc s = 3d = 3.6 m, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s0.85 m
Hình 6.7 Mặt bằng bố trí móng P5
Trọng lượng của đài: W = V ×d d = 5.3 1.7×2.5×25 563.125 kN
Hoạt tải tầng hầm tác dụng lên đài: Q = 5.3 1.7×6 = 54.06 kN
Tải trọng đứng tác dụng tại đáy đài:
Tính giá trị Pmax, Pmin tt tt tt x max y max max,min 2 2 coc i i
Bảng 6.9 Kết quả các giá trị Pmax, Pmin móng P5
Vậy thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy min
P = 3622.121 kN 0 Vậy thỏa điều kiện cọc chịu nhổ
0: hệ số điều kiện làm việc (lấy bằng 1 đối với cọc đơn, bằng 1.15 trong móng nhiều cọc) n 1.15
: hệ số tầm quan trọng công trình (mục 7.1.11 TCVN 10304-2014)
6.2.4.2 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dụng mũi cọc
Chọn trường hợp tính toán bằng cách sử dụng giá trị truyền tải xuống móng với lực dọc N max theo tiêu chuẩn Để gần đúng, lấy N = N tt max / 1.15.
Bảng 6.10 Giá trị tiêu chuẩn tổ hợp Comb7
Móng Load N tc (kN) M tc x(kN.m) M tc y(kN.m)
Xác định kích thước khối móng quy ước:
Góc ma sát trung bình: tb i i tb i h 21.52 5.38 h 4
Hình 6.8 Khối móng quy ước cho móng PC3
Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo công thức: Aqu = Lqu Bqu qu qu
Trọng lượng khối móng quy ước: qu qu qu qu tb
Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước:
tc tc d qu tc tc xd x tc tc yd y
Độ lệch tâm do moment: tc xd 4 x tc d tc yd 3 y tc d
Bỏ qua ảnh hưởng của moment
Áp lực đất dưới nền đáy móng: tc tc d 2 tb qu
Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN
1 2 tc II II II 0 tc m m
Hệ số điều kiện làm việc của đất nền (m1) và nhà hoặc công trình (m2) có tác dụng qua lại với nền, theo Bảng 15 trong Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012, đối với đất mịn no nước, giá trị m1 và m2 đều bằng 1.
- ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các bảng thống kê ktc = 1;
- A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát trong II = 21 o 31’ A = 0.56, B = 3.25, C = 5.85;
- h: Chiều cao của khối móng quy ước, h = 49.5 (m)
- II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, vì lớp đất dưới mực nước ngầm nên II = 9.97 (kN/m 3 )
II’: Dung trọng các lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên
cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng, c = 12.9 (kN/m 2 );
ho: Chiều sâu đến nền tầng hầm, ho = h – htđ;
htđ: Chiều sâu đặt móng kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm
- h1: Chiều dày lớp đất phía trên đáy móng, h1 = 44 (m);
- h2: Chiều dày của kết cầu sàn tầng hầm, h2 = 0.3 (m);
- kc: Trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, kc = 25 (kN/m 3 ); Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng là:
Kiểm tra áp lực nền dưới đáy móng:
Với P tb tc = 516.62 (kN/m²) nhỏ hơn R tc = 1648.80 (kN/m²), nền dưới mũi cọc hoạt động trong giai đoạn đàn hồi Do đó, móng có thể được tính toán theo mô hình bán không gian đàn hồi.
6.2.4.3 Tính lún cho nhóm cọc
Chia lớp đất dưới mũi cọc thành nhiều phân lớp dày 0.5m, cần tính ứng suất gây lún cho đến khi đạt điều kiện σi bt ≥ 5 σi gl, với bt qu 2.
- gl i k 0i gl (i 1) : Ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ “i”
- koi: Hệ số tra bảng C.1, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào tỉ số Lqu/Bqu và Z/Bqu gl tc 2
Không cần tính lún cho móng
6.2.4.4 Kiểm tra xuyên thủng cho đài móng P5
Hình 6.9 Mặt cắt tháp xuyên thủng móng P5
Với góc lan tỏa ứng suất 45 độ, tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ đầu qua cọc cho thấy rằng đài móng có độ cứng tuyệt đối, đảm bảo điều kiện chống nén thủng do cột gây ra.
6.2.4.5 Thiết kế cốt thép cho đài móng P5
Tổ hợp nguy hiểm nhất COMB7
Point Load FX FY FZ MX MY
5 COMB7 133.93 -30.51 8248.03 12.338 129.539 Tính phản lực đầu cọc tt tt tt x i y i i 2 2 coc i i
Hình 6.10 Xác định moment tính thép đài móng P5
- Moment tính thép đặt nằm theo phương X
- Moment tính thép đặt nằm theo phương Y
Chọn bố trí cấu tạo ϕ14a200 (mm) Chọn agt : agt.t = 50 (mm) b 0
Bảng 6.11 Kết quả tính thép móng P5
Vị trí M h 0 α m A s_yc Bố trí cốt thép
6.2.5.1 Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc
Lực dọc lớn nhất tác dụng lên móng P6: N tt = 15488.62(kN)
Sơ bộ số lượng cọc:
Sức chịu tải cọc sử dụng: R cd 5037.55 (kN)
Do chưa tính trọng lượng đài cọc và khối đất dấp trên đài cũng như ảnh hưởng của hệ số nhóm, ta chọn số cọc là 4 cọc
Chọn kích thước đài cọc và bố trí như sau:
Khoảng cách giữa 2 tim cọc s = 3d = 3.6 m, khoảng cách từ tim cọc đến mép đài s = 0.85 m
Hình 6.11 Mặt bằng bố trí móng P6
Trọng lượng của đài: W = V ×d d = 5.3 5.3×2.5×25 1755.63 kN
Hoạt tải tầng hầm tác dụng lên đài: Q = 5.3×5.3×6 8.54 kN
Tải trọng đứng tác dụng tại đáy đài:
Tính giá trị Pmax, Pmin tt tt tt x max y max max,min 2 2 coc i i
Bảng 6.12 Kết quả các giá trị P max , P min móng P6
Vậy thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy min
P = 3544.644 kN 0 Vậy thỏa điều kiện cọc chịu nhổ
: hệ số điều kiện làm việc (lấy bằng 1 đối với cọc đơn, bằng 1.15 trong móng nhiều cọc)
: hệ số tầm quan trọng công trình (mục 7.1.11 TCVN 10304-2014)
6.2.5.2 Kiểm tra áp lực đất nền dưới tác dụng mũi cọc