TỔNG QUAN
Tổng quan về dự án
Hình 1.2 Mặt bằng kết cấu tầng điển hình
Hình 1.3 Mặt cắt dự án
Cơ sở tính toán
Hạng mục thiết kế kết cấu: o Phần móng o Phần khung
Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế công trình bao gồm: TCVN 2737:1995 về thiết kế tải trọng và tác động, TCVN 5574:2012 cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, TCVN 198:1997 quy định về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho nhà cao tầng, và TCVN 229:1999 hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió Ngoài ra, TCVN 9386:2012 liên quan đến thiết kế công trình chịu động đất, TCVN 205:1998 và TCVN 10304:2014 quy định tiêu chuẩn thiết kế cho móng cọc, cùng với TCVN 195:1997 về thiết kế cọc khoan nhồi và TCVN 9395:2012 hướng dẫn thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi.
Hà Nội 2012 o TCVN 9396:2012 Cọc khoan nhồi – Phường pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông
Giải pháp thiết kế
Dựa trên mặt bằng bố trí căn hộ, giải pháp vách kết hợp lõi được lựa chọn là tối ưu cho mặt bằng hình chữ L, nhằm đảm bảo công năng sử dụng hiệu quả, tính thẩm mỹ cao và sự ổn định tổng thể của hệ kết cấu.
Giải pháp phân tích kết cấu
Kết cấu công trình được mô phỏng thông qua sơ đồ không gian 3D và được phân tích, tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích kết cấu Etabs Version 9.7.
Kết cấu dầm sàn được tính theo TCVN với sự trợ giúp của phần mềm phân tích kết cấu Safe 12.4
Vật liệu sử dụng
- Cường độ tối thiểu của bê tông (TCVN 5574:2012)
Loại Cấp bộ bền B ~ Mác R b (MPa) R bt (MPa) E b (MPa)
Cọc khoan nhồi, tường vây B25 ~ M350 14.5 1.05 30.0
Dầm, sàn, sàn Sbox, cầu thang B25 ~ M350 14.5 1.05 30.0
Bể nước, bể tượng hoại B25 ~ M350 14.5 1.05 30.0
Bảng 1.1 Cường độ bê tông
- Cốt thép sử dụng (TCVN 5574:2012) Đơn vị AI AII AIII
Cường độ tính toán chịu nén MPa 225 280 365
Cường độ tính toán chịu kéo MPa 225 280 365
Cường độ tính toán chịu cắt MPa 175 225 290
Bảng 1.2 Cường độ cốt thép
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG
2.1 Tải trọng theo phương đứng:
- Số liệu tải trọng đứng và cấu tạo sàn tính theo bảng sau:
STT Vật liệu Đơn vị tính Giá trị tải trọng Hệ số vượt tải
1 Bê tông cốt thép kN/m 3 25 1.1
2 Vữa xi măng trát, ốp, lát kN/m 3 18 1.3
5 Tường xây gạch thẻ kN/m 3 20 1.1
6 Tường xây gạch ống kN/m 3 18 1.1
8 Bê tông lót móng kN/m 3 20 1.2
11 Lớp độn sàn vệ sinh kN/m 3 16 1.3
12 Đường ống kỹ thuật kN/m 2 0.5 1.3
Bảng 2.1 Tải trọng tiêu chuẩn vật liệu
- Các hoạt tải sử dụng cho công trình, lấy theo 2737:1995
STT Chức năng Đơn vị tính
Giá trị tải trọng Hệ số vượt tải
3 Sảnh, hành lang, ban công, cầu thang daN/m 2 300 100 1.2
4 Khu vực phòng căn hộ daN/m 2 150 30 1.3
5 Nhà hàng, khu du lịch daN/m 2 400 140 1.2
8 Mái bằng có sử dụng daN/m 2 150 50 1.3
9 Mái bê tông không sử dụng daN/m 2 75 75 1.3
Bảng 2.2 Tải trọng tiêu chuẩn bê tông
- Chiều dày các cấu kiện: mm - Tải tập trung: kG
- Trọng lượng riêng (γ): kG/m³ - Bề rộng diện đón gió: m
- Tải phân bố đều: kG/m²
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 121 149
Bảng 2.3 Tải trọng tĩnh tải sàn tầng điển hình
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 81 105
Bảng 2.4 Tải trọng tĩnh tải sàn tầng mái
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải TT tính toán
Lớp xỉ than tôn sàn 150 1500 225 1.3 293
Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 328 418
Bảng 2.5 Tải trọng tĩnh tải sàn vệ sinh
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Mặt bậc ốp đá Granito 20 2000 40 1.1 44
Tổng trọng lượng các lớp hoàn thiện 578 648
Bảng 2.6 Tải trọng tĩnh tải cầu thang
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tải tường phân bố trên 1m dài 1408 1585
Các lớp hoàn thiện Chiều dày lớp γ TT tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tải tường phân bố trên 1m dài 796 912
Bảng 2.7 Tải trọng tĩnh tải tường xây
STT Chức năng Đơn vị tính
Giá trị tải trọng Hệ số vượt tải Hoạt tải tính toán
1 Phòng ngủ kiểu căn hộ daN/m 2 200 100 1.2 240
2 Khu vực vệ sinh daN/m 2 400 140 1.2 480
3 Phòng bếp, phòng giặt daN/m 2 300 100 1.2 360
4 Văn phòng, phòng căn hộ daN/m 2 150 30 1.3 240
5 Phòng kỹ thuật, kho daN/m 2 400 140 1.2 900
6 Khu vực thương mại daN/m 2 150 70 1.2 480
7 Ban công, lô gia daN/m 2 750 750 1.2 480
8 Sảnh, hành lang, cầu thang daN/m 2 150 50 1.3 360
9 Mái bằng có sử dụng daN/m 2 75 75 1.3 195
10 Mái bằng không sử dụng daN/m 2 500 180 1.2 97.5
11 Gara ô tô, đường dốc daN/m 2 400 400 1.2 600
Bảng 2.8 Tải trọng hoạt tải tiêu chuẩn
Công trình có chiều cao 117m > 40m nên tải trọng gió bao gồm gió tĩnh và gió động được tính toán theo TCVN 2737:1995 và TCVN 299:1999
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với độ cao zj so với mốc chuẩnn xác định theo công thức:
Wj có thứ nguyên là lực trên diện tích, tuỳ theo đơn vị của Wo
Wo là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo phân vùng gió Công trình xây dựng ở
TP HCM thuộc vùng II-A với Wo = 0.83 kN/m² Hệ số K(zi) phản ánh sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao zj và điều kiện địa hình, được xác định dựa trên bảng 5 TCVN 2737:1995 Hệ số khí động không thứ nguyên c có giá trị c = 0.8 cho mặt đón gió và c = -0.6 cho mặt khuất gió.
Sau đó quy các lực phân bố đều thành các lực tập trung đặt tại tâm sàn:
N là hệ số tin cậy n= 1.2 hj chiều cao tầng thứ phía dưới sàn thứ j hj+1 chiều cao tầng thứ phía trên sàn thứ j b bề rộng đón gió phương x= 20.9m, phương y= 58.3m
Lực tập trung (kN) Phương X Phương Y
Bảng 2.9 Kết quả tính toán gió tĩnh
Thành phần động được xác định dựa theo TCVN 229:1999
Dựa vào kết quả tính toán trên phần mềm Etabs, chúng tôi đã xác định được các tần số dao động riêng và các mode dao động riêng của công trình.
Kết quả phân tích dao động trên phần mềm Etabs
(Hz) UX UY Ghi chú
Bảng 2.10 Kết quả phân tích dao động
Tra bảng 2, trang 7 TCVN 299:1999 được giá trị của tần số dao động riêng fL= 1.3 (Hz) ứng với vùng gió II, công trình BTCT 0.3
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ở cao độ z ứng với dạng dao động thứ I được xác định theo công thức, với điều kiện f1 < fL < f3.
- W p (ij) lực đơn vị tính toán (kN)
- M j khối lượng tập trung của phần công trình thứ j
- i Hệ số động lực ứng với dao động thứ I, không thứ nguyên phụ thuộc vào thông số
i và độ giảm loga của dao động (xác định dựa vào đồ thị hình 2 trang 10, TCVN 229:1999)
- Hệ số tin cậy của tải tọng gió, lấy bằng 1.2
- W 0 giá trị áp lực gió (N/m 2 )
- f i tần số dao động riêng thứ I (Hz)
- y ji dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i
- i hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động tải trọng gió tác động lên thành phần thứ j của công trình được xác định dựa trên các dạng dao động khác nhau, chỉ tính đến ảnh hưởng của vận tốc gió Thứ nguyên của giá trị này là lực và được tính theo công thức cụ thể.
- W j giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió
- i là hệ số áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào chiều cao z, lấy theo bảng 3, TCVN 229:1999
- v hệ số tương quan không quan, lấy bằng v 1 đối với dạng dao động thứ nhất tra bảng 4, còn đối với dạng dao động còn lại v lấy bằng 1
- S j diện tích đón gió của phần j của công trình m²
Đối với các công trình có bộ phận kết cấu có tần số riêng cơ bản lớn hơn giá trị giới hạn fL, giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của áp lực gió sẽ được xác định theo bảng công thức tương ứng.
- Ứng với dạng dao động thứ 1 có f1x = 0.414 Hz < fL = 1.3
- Xác định hệ số động lực 1
- Tra biểu đồ H2.trang 10, TCVN 229:1999 1 1.91
- Xác định hệ số v 1 (gió thổi theo phương X mặt đón gió là mặt zoy)
- Tính WFj : W Fj W j j vD h j j với D h j j là diện tích đón gió của sàn thứ j
Kết quả tính toán giá trị tiêu chuẩn WFj dạng 1 theo phương X
Bảng 2.11 Kết quả tính toán giá trị tiêu chuẩn W Fj phương x dạng 1
Tầng Chuyển vị yj1 Khối lượng Mj
Bảng 2.12 Kết quả tính toán giá trị 1 j phương x dạng 1
Bảng 2.13 Kết quả tính toán gió độngphương x dạng 1 Ứng với dạng dao động thứ 2 và thứ 3
Tần số f2x = 1.832 (Hz) > fL =1.3 Tần số f3x = 4.464 (Hz) > fL =1.3 Xác định thành phần động của tải trọng gió theo công thức
W pj W j j v Ứng với dạng dao động thứ 2 và thứ 3 hệ số: v 2 v 3 1
Bảng 2.14 Kết quả tính toán gió độngdạng 2, 3 phương x
- Ứng với dạng dao động thứ 1 có f1y= 0.342 Hz < fL = 1.3
- Xác định hệ số v 1 (gió thổi theo phương Y mặt đón gió là mặt zox)
- Tính WFj : W Fj W j j vD h j j với D h j j là diện tích đón gió của sàn thứ j
Kết quả tính toán giá trị tiêu chuẩn WFj dạng 1 theo phương Y
Bảng 2.15 Kết quả tính toán giá trị tiêu chuẩn W Fj phương y dạng 1
Tầng Chuyển vị yj1 Khối lượng Mj
Bảng 2.16 Kết quả tính toán giá trị 1 j phương y dạng 1
Xác định hệ số động lực 1
Từ 1 tra biểu đồ H2.trang 10, TCVN 229:1999, 1 1.865
W p M j i i ji y W p tt nW p với n= 1.2 Tầng Cao độ z
Bảng 2.17 Kết quả tính toán gió độngphương y dạng 1 Ứng với dạng dao động thứ 2 và thứ 3
Tần số f2y = 3.040 (Hz) > fL =1.3 Tần số f3y = 5.236 (Hz) > fL =1.3 Xác định thành phần động của tải trọng gió theo công thức
W pj W j j v Ứng với dạng dao động thứ 2 và thứ 3 hệ số: v 2 v 3 1
Bảng 2.18 Kết quả tính toán gió độngphương y dạng 2, 3
Xác định tải trọng động đất là xác định lực quán tính do khối lượng của công trình bị dao động do động đất
Có 2 phương pháp tính toán tác động động đất tác dụng lên công trình:
- Phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động, có thể áp dụng cho mọi công trình
Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương chỉ áp dụng cho các công trình có phân bố đều đặn theo chiều cao và có chu kỳ dao động T1 theo hai hướng chính Điều kiện cần thiết là T1 phải nhỏ hơn 4TC và T1 phải nhỏ hơn 2 giây.
2.5.1 Tính toán theo phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang:
Phổ thiết kế Se(T) đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất
- Sd(T) là phổ phản ứng đàn hồi
- T là chu kì dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do
- ag là gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag= l.a gR)
- TB là giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
- TC là giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
- TD là giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
- β 0.2 là hệ số ứng với cận dưới của phổ thiệt kế theo phương nằm ngang
- q là hệ số ứng xử theo phương ngang
- γ1 = 1 hệ số tầm quan trọng
Hình 2.1 Phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang
2.5.2 Tính toán theo phổ phản ứng đàn hồi theo phương đứng:
Phổ thiết kế Sd(T) đối với các thành phần thẳng đứng của tác động động đất
Hình 2.2 Phổ phản ứng đàn hồi theo phương đứng Đất nền công trình thuộc loại D, có các thông số sau:
Với T 1 x 2.416 s 4Tc 4*0.8 3.2 svà T 1 x 2 s , vì vậy tính toán động đất cho công trình theo phương pháp phổ ứng
Với T 1 y 2.928 s 4Tc 4*0.8 3.2 svà T 1 y 2s, vì vậy tính toán động đất cho công trình theo phương pháp phổ ứng
Với công trình ở quận 2 thành phố Hồ Chí Minh có agR = 0.0856g (Phụ lục H, TCVN 9362:2012)
Công trình nhà nhiều tầng có hệ số ứng xử q = 3.9
Tính phổ thiết kế Sd(T1x)
Tính phổ thiết kế Sd(T1y)
TÍNH TOÁN CẦU THANG
3.1.1 Sơ đồ tính cầu thang
Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang bộ
+ Bê tông: Cấp độ bền B25, Xi măng PC30, đá dăm 1x2cm
- Cường độ chịu nén dọc trục Rb= 14.5 Mpa
- Cường độ chịu kéo dọc trục Rbt= 1.05 Mpa
- ỉ < 10 dựng thộp AI cú Rs = 255 Mpa, Rsw = 175 MPa
- ỉ ≥ 10 dựng thộp AII cú Rs = 280 Mpa, Rsw = 225 MPa
- Bản thang được cấu tạo như hình vẽ sau:
Hình 3.2 Cấu tạo bản thang
- Tải trọng tác dụng lên vế thang V1, V2:
Tải trọng toàn phần của vế thang là thẳng đứng theo phương trọng lực Nhưng khi tính toán bản thang thì tải trọng q được chia làm hai thành phần:
Thành phần qn song song với phương cạnh dài gây nén cho bản thang Thành phần qu song song với phương cạnh dài gây uốn cho bản thang
Ta chỉ xét đến tác dụng của thành phần gây uốn, còn thành phần gây nén đã có bê tông chịu
Hình 3.3 Sơ đồ tính toán
+ Tĩnh tải: Dựa vào cấu tạo các lớp của bản thang:
- Lớp vữa trát: g 5 = n × γ × δ = 1.3 × 18 × 0.015 = 0.35 kN/m 2 Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản thang: g = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 + g 5 = 0.61 + 0.65 + 11.46 + 2.75 + 0.35 = 15.82 kN/m 2
+ Hoạt tải: Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, tải trọng bản thang của văn phòng, nhà làm việc, …
P tc = 4 kN/m 2 → P tt = 4 × 1.2 = 4.8 kN/m 2 Tổng tải trọng theo phương vuông góc với trục vế thang phân bố trên 1m 2 bản thang: q v = g + p tt × cos(α) = 15.82 + 4.8 × 0.797 = 19.65 kN/m 2
- Tải trọng tác dụng lên chiếu nghĩ:
+ Tĩnh tải: Dựa vào cấu tạo các lớp của bản thang:
- Lớp vữa trát: g 5 = n × γ × δ = 1.3 × 18 × 0.15 = 0.35 kN/m 2 Tổng tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghĩ: g = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 = 0.44 + 0.47 + 2.75 + 0.35 = 4.01 kN/m 2
+ Hoạt tải: Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, tải trọng bản thang của văn phòng, nhà làm việc, …
P tc = 4 kN/m 2 → P tt = 4 × 1.2 = 4.8 kN/m 2 Tổng tải trọng theo phương vuông góc với chiếu nghĩ phân bố trên 1m 2 bản thang: q v = g + p tt = 4.01 + 4.8 = 8.81 kN/m 2
3.3 Tính toán nội lực và cốt thép cho bản thang V1
- Chiều dài bản BTCT là hs = 100 mm
- Xem liên kết giữa chiếu nghĩ với lõi thang là liên kết ngàm
- Xét tỉ lệ hd/hs=2.6/1.2= 2.16 < 3 liên kết dầm với chiếu nghĩ là liên kết khớp
- Tổng tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên bản thang 19.65 kN/m²
- Tổng tỉnh tải hoạt tải tác dụng lên chiếu nghỉ 8.81 kN/m²
- Tính toán và chạy mô hình Etab:
Hình 3.4 Sơ đồ nội lực bản thang V1
3.4 Tính toán nội lực và cốt thép cho bản thang V2
- Chiều dài bản BTCT là hs = 100 mm
- Xem liên kết giữa chiếu nghĩ với lõi thang là liên kết ngàm
- Tổng tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên bản thang 19.65 kN/m²
- Tổng tỉnh tải hoạt tải tác dụng lên chiếu nghỉ 8.81 kN/m²
- Tính toán và chạy mô hình Etab:
Hình 3.5 Sơ đồ nội lực bản thang V2
3.5 Tính toán nội lực và cốt thép cho dầm D k
- Vị trí dầm Dk xem mặt bằng cầu thang
- Kích thước sơ bộ dầm Dk
+ Nhịp tính toán: l= 2.6 m + Chọn tiết diện sơ bộ: 20x30 cm
- Trọng lượng bản thân dầm g d = 𝛾 𝑏 × 𝑛 × 𝑏 𝑑 × (ℎ 𝑑 − ℎ 𝑠 ) = 1.1 × 25 × 0.2 × (0.3 − 0.1) = 1.1 kN/m
- Trọng lượng vữa trát: g v = nγb × [b + 2(h − h b )] = 1.3 × 18 × 0.015 × [0.2 + 2(0.3 − 0.1)] = 0.21kN/m
- Do bản chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình thang chuyển thành dạng phân bố đều: g cn = q 1 L 1
- Tải trọng do bản thang truyền vào:
Tổng tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghĩ: q = g b + g v + g cn + g bt = 1.1 + 0.21 + 5 + 66.47 = 72.78kN/m
- Tính toán nội lực cốt thép:
Tiết diện Momen M α m ξ As tính mm² As chọn
Bảng 3.1 Kết quả tính toán dầm chiếu nghỉ
Chọn cốt đai ỉ6, n = 2, u = 150 mm, Rod = 2000 daN/cm²
Vì Q max < Q db nên cốt đai đã chọn đủ chịu lực cắt
- Bảng tổng hợp kết quả tính toán cầu thang:
Tiết diện Momen M α m ξ As tính mm² As chọn
Bảng 3.2 Kết quả tính toán bản thang
TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
4.1.1 Giải pháp và mặt bằng kết cấu
Sử dụng hệ sàn sườn bê tông toàn khối
Cấu tạo gồm: sàn, dầm, vách
Hình 4.1 Mặt bằng phân chia sàn công trình
4.2 Tải trọng tác dụng: (Xem chương 2)
4.3 Mô hình và giá trị tính toán:
Sử dụng phần mềm safe mô hình và tính toán sàn, chia strip theo dải L/4
Hình 4.2 Mô hình sàn bằng phần mềm Etab
Hình 4.5 Momen strips theo phương x
Hình 4.6 Momen strips theo phương y
4.4 Kiểm tra độ võng sàn:
Từ kết quả phân tích từ phần mềm safe ta tìm được giá trị chuyện vị lớn nhất của sàn là 13.33 mm tại vị trí (8.1m , 3.8m)
Theo TCVN 5574 – 2012, độ võng cho phép của sàn được xác định theo công thức: f = 8.6 mm < f gh = L
250 = 32 mm Sàn thoả điểu kiện võng
- Các công thức tính toán: α 𝑚 = 𝑀
- Kết quả tính toán theo phương x
Tính toán cốt thép sàn Bố trí cốt thép sàn
Bảng 4.1 Kết quả tính toán thép sàn phương x
- Kết quả tính toán theo phương y Ô bản Kí hiệu
Momen kN.m h0 Tính toán cốt thép sàn Bố trí cốt thép sàn
Bảng 4.2 Kết quả tính toán thép sàn phương y
TÍNH TOÁN KHUNG KẾT CẤU
Từ bản vẽ kiến trúc (mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt) của công trình, tiến hành mô hình bằng phần mềm etab
Thực hiện các bước khai báo tiết diện và mô hình cho công trình
Hình 5.1 Mô hình 3D dự án
5.2 Tải trọng tác dụng lên khung:
5.2.1 Tĩnh tải và hoạt tải: (Chương 2)
5.2.2 Tải trọng gió và động đất: (Chương 2)
5.3 Các trường hợp tải và tổ hợp tải trọng
Các trường hợp tải được tóm tắt trong bảng sau:
STT Tên trường hợp tải Kí hiệu Loại tải Hệ số self
2 Tải tường TTUONG Super dead 0
3 Tải sàn TAISAN Super dead 0
Bảng 5.1 Các trường hợp tải
- Cơ sở tổ hợp tải trọng gió:
Theo TCVN 299:1999, nội lực và chuyển vị do thành phần tĩnh và thành phần động được xác định như sau:
- Wtong tổng tải gió theo phương X hoặc Y
- W u gió tĩnh theo phương X hoặc Y
- W i d gió động ứng với dạng i theo phương X hoặc Y
- S só dạng dao động tính toán
- Cơ sở tổ hợp tải trọng động đất:
Theo TCVN 9386:2012 (mục 3.2.4), giá trị thiết kế Ed của các hệ quả tác động như nội lực, chuyển vị và góc xoay do động đất gây ra được xác định bằng một công thức cụ thể.
- “+” nghĩa là tổ hợp với
- G k j , giá trị đặc trưng cho tĩnh tải
- Q k i , giá trị đặc trưng cho hoạt tải
- AEd tác động động đất
- 2,i hệ số tuỳ thuộc vào loại nhà, 2, i 0.3 đối với chung cư nhà ở gia đình
Từ các trường hợp tải và cơ sở tổ hợp trên, tổ hợp tải lại thu được các tổ hợp tải trọng:
1 TT ADD TLBT, TAISAN, TTUONG 1;1;1
5 Gió tĩnh phương x WTX Wind 0 User Loads
6 Gió tĩnh phương y WTY Wind 0 User Loads
7 Gió động phương x WDX Wind 0 User Loads
8 Gió động phương y WDY Wind 0 User Loads
9 Động đất phổ ngang QX Seismic 0
10 Động đất phổ đứng QY Seismic 0
9 COMB6 ADD TT, HOATTAI, WX 1;0.9;0.9
10 COMB7 ADD TT, HOATTAI, WX 1;0.9;-0.9
11 COMB8 ADD TT, HOATTAI, WY 1;0.9;0.9
12 COMB9 ADD TT, HOATTAI, WY 1;0.9;-0.9
13 COMB10 ADD TT, HOATTAI, WY, WX 1;0.9;0.63;0.63
14 COMB11 ADD TT, HOATTAI, WY, WX 1;0.9;-0.63;0.63
15 COMB12 ADD TT, HOATTAI, WY,WX 1;0.9;0.63;-0.63
18 COMB15 ADD TT, HOATTAI, QX 1;0.3;1
19 COMB16 ADD TT, HOATTAI, QY 1;0.3;1
Bảng 5.2 Tổ hợp tải trọng
5.4 Kiểm tả ổn định tổng thể công trình:
Hình 5.2 Chuyển vị đỉnh công trình
Chuyển vị đỉnh công trình f= 150.366 mm
Vậy công trình thoả chuyển vị đỉnh cho phép
5.5 Thiết kế dầm điển hình:
Xét tỷ số chiều dài và chiều rộng công trình: / 58.32.78 6
Theo tiêu chuẩn 198:1997, các nhà có mặt bằng hình chữ nhật với tỷ số chiều dài và chiều rộng L/B < 6 được phân loại vào cấp phòng chống đất 7 Điều này áp dụng cho các kết cấu chịu kháng chấn có cấu tạo chắc chắn ở vùng tới hạn.
Những vùng được gọi là vùng tới hạn:
- Vùng có khả năng hình thành khớp dẻo đó là:
Các đầu khớp liên kết với cột (vách) đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc, đặc biệt là ở vùng giữa dầm nơi chịu áp lực tập trung lớn Tại đây, momen lớn nhất xuất hiện ở giữa nhịp, cùng với lực cắt lớn nhất có thể vượt quá khả năng chịu cắt của bê tông.
- Chiều dài vùng tới tính từ mép cột lấy bằng L1=1.5hd, tính từ điểm đặt lực tập trung ra hai bên
Chọn 2 khung trục vuông góc để thiết kế dầm: X4, Y1
5.5.1 Thiết kế cốt thép dọc:
Hình 5.3 Mặt bằng kết cấu tầng điển hình
- Các bước tính toán Đối với cốt đơn:
10 a h h h a Áp dụng công thức tính toán:
10 a h h h a Áp dụng công thức tính toán:
R Z Nếu x R h 0 tăng A ' s rồi tính lại x
Hàm lượng cốt thép tính toán và hàm lượng bố trí phải thoả điều kiện sau min max
bh u min Tỉ lệ cốt thép tối thiểu, u min 0.05% max
- Kết quả tính toán cốt thép dọc:
(cm 2 ) μtt (%) Chọn thép Asc
Bảng 5.3 Kết quả tính toán thép dầm
Nguyên tắc thiết kế cốt đai:
- Đường kính cốt thép đai: max w
d Chọn d 0d = 8 mm lấy theo mức dẻo kết cấu loại II
- Khoảng cách đai trong vùng tới hạn
- Khoảng cách đai ngoài vùng tới hạn
Chọn dầm có lực cắt lớn nhất để tính cốt đai, tầng 30 có Q = 386.255 kN ở dầm B18 kích thước bxh=(60x40) cm
Chọn trước đường kớnh đai ỉ10, n= 2 nhỏnh, Rsw = 175 Mpa
Diện tích cốt đai: A s w 2 3.14 10 4 2 157 mm 2
- Khoảng cách cốt thép đai theo tính toán
- Điều kiện đảm bảo không có khe nứt nghiêng chỉ qua bê tông:
200 ct ct h mm h mm S mm
500 450 ct ct h mm h mm S mm
- Từ các nguyên tắc trên, chọn bố trí đai cho các dầm như sau
- Đối với dầm h500mmsử dụng đai ỉ8a150 cho vựng gối và đai ỉ8a300 vựng giữa
- Đối với dầm h500mm sử dụng đai ỉ10a150 cho vựng gối và đai ỉ10a300 vựng giữa
5.5.3 Thiết kế cốt đai gia cường giữa dầm phụ và dầm chính
Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính, cần sử dụng cốt đai gia cường hoặc cốt xiên (cốt V) để chịu tải trọng tập trung lớn, được gọi là cốt treo Đối với nền sử dụng cốt đại gia cường, cốt đại phải được đặt dày và diện tích các lớp cốt treo cần được tính toán hợp lý.
Số lượng cốt treo cần thiết ở mỗi phía của dầm phụ gối lên dầm chính là
na Trong đó: n là số nhánh cốt đai asw diện tích một nhánh cốt đai Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường: b 1 h dc h dp
Nếu lượng cốt đai gia cường nhiều và chiều dài nhỏ hơn 50 mm, cần đảm bảo rằng trong quá trình thi công, cốt đai gia cường có thể được bố trí trong đoạn b 2 = h dp + b 1.
Dùng thép vai bò thì diện tích thép một bên:
Hình 5.4 Cấu tạo thép đai gia cường
Kiểm tra dầm chính B2 (700x400) , vị trí tầng 18 với dầm phụ B14 (600x400)
Ta có lực truyền vào dầm chính là P = 156.23 (kN)
Trong đoạn đặt cốt đai gia cường không cần đặt thêm cốt đai nào khác nữa Đoạn cần bố trí cốt đai gia cường b 1 h dc h dp 700 600 100 mm
Lượng cốt đai gia cường nhiều, s < 50 mm, để đảm bảo thi công, cho phép đai gia cường được bố trớ trong đoạn Vậy bố trớ mỗi bờn 5ỉ10a50
5.5.4 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép: Đoạn neo cốt thép lan: w s an an an an b l R d d
Đồng thời đoạn neo cũng không được nhỏ hơn giá trị l an tối thiểu w an , an , l an , an tối thiểu tra bảng 36 TCVN 5574:2012 d đường kính cốt thép
Rs cường độ tính toán cốt thép
Rb cường độ tính toán bê tông Đoạn nối cốt thép:
Chiều dài đoạn nối cốt thép: an w an s an b l R ỉ
và khụng nhỏ hơn l an an ỉ
Chọn đoạn neo cốt thộp trong vựng kộo l an 40 ỉ , vựng nộn l an 30 ỉ
Chọn đoạn nối cốt thộp trong vựng kộo l an 40 ỉ , vựng nộn l an 30 ỉ
5.6 Thiết kế vách tầng điển hình:
5.6.1 Phương pháp vùng biên chịu moment
Thông qua các vách cứng dạng công xôn phải chịu tổ hợp nội lực sau: N, Mx, My , Qx, Qy
Vách cứng được thiết kế để chịu tải trọng ngang tác động song song với mặt phẳng, do đó, khả năng chịu moment ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt Qy được bỏ qua Chỉ xem xét tổ hợp nội lực bao gồm: N, My, và Qx.
Phương pháp này cho rằng cốt thép ở hai đầu vách được thiết kế để chịu toàn bộ moment, trong khi lực dọc trục được phân bố đều trên toàn bộ chiều dài vách.
5.6.2 Các giả thuyết cơ bản: Ứng suất kéo do cốt thép chịu Ứng suất nén do bê tông và cốt thép chịu
Xét vách cứng chịu tải trọng Nz, My như sau
Hình 5.5 Sơ đồ tính toán vách
5.6.3 Các bước tính toán cốt thép dọc cho vách:
- Bước 1: Giả thuyết chiều dài B của vùng biên chịu moment Xét vách chịu lực dọc trục
N và moment uốn trong mặt phẳng My, Moment này tương đương với 1 cặp ngẫu lực đặt ờ hai vùng biên của vách
- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên: l,r b l r
F diện tích mặt cắt vách
Fb diện tích vùng biên
- Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén
Tính toán cốt thép cho cột chịu kéo và nén đúng tâm là rất quan trọng Khả năng chịu lực của cột này được xác định theo công thức o n b a a, giúp đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong thiết kế kết cấu.
Rn, Ra Cường độ tính toán chịu nén của bê tông và của cốt thép
Fb, Fa Diện tích tiết diện bê tông vùng biên và của cốt thép dọc
hệ số giảm khả năng chịu lực do uốn dọc (hệ số uốn dọc) Xác định theo công thức thực nghiệm, chỉ dùng được khi: 14 < < 104
Chiều dài tính toán của vách imin được xác định với bán kính quán tính của tiết diện theo phương imin là 0.288b khi λ ≤ 14 Trong trường hợp này, ảnh hưởng của uốn dọc được bỏ qua và hệ số an toàn được lấy là φ = 0.8.
Từ công thức trên suy ra diện tích cốt thép chịu nén: nen n b a a
Khi N < 0, trong vùng biên chịu kéo, diện tích cốt thép chịu kéo được xác định dựa trên giả thuyết rằng ứng lực kéo do cốt thép chịu Công thức tính diện tích cốt thép chịu kéo sẽ được áp dụng theo quy định cụ thể.
Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép; nếu không đạt yêu cầu, cần tăng kích thước B của vùng biên và thực hiện tính toán lại từ bước 1 Chiều dài B tối đa của vùng biên là L/2, nếu vượt quá giá trị này, cần tăng bề dày vách.
Khi tính ra Fa < 0 đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo Theo TCXDVN 198:1997 Thép cấu toạ cho vách cứng trong vùng động đất trung bình
- Cốt thép đứng: Hàm lượng 0.6 % 3.5 %
- Cốt thép ngang: Hàm lượng 0.4% nhưng không chọn ít hơn 1/3 hàm lượng của cốt thép dọc
Trong tính toán nội lực vách này ta chọn hàm lượng thép dọc cấu tạo của các vùng
Bước 5: Kiểm tra vách còn lại để đảm bảo các cấu kiện chịu nén đúng tâm Nếu bê tông đã đạt đủ khả năng chịu lực, cốt thép chịu nén trong khu vực này sẽ được bố trí theo cấu tạo phù hợp.
Bước 6: Tính toán cốt thép ngang trong vách được thực hiện tương tự như trong dầm Bước 7: Bố trí cốt thép cho vách cứng
Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc và ngang không được lớn hơn trị số nhỏ nhất trong hai trị số sau: s 1.5b s 30 cm
Bố trí cốt thép cần phải tuân theo TCXD 198:199 như sau
- Phải đặt hai lớp thép Đường kính cốt thép chọn không nhỏ hơn 10 mm và không hơn 0.1b
- Hàm lượng cốt thép đứng chọn 0.6 % 3.5 % (với động đất trung bình mạnh
- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0.4% (đối với động đất trung bình và mạnh)
- Cần có biện pháp tăng cường tiết diện ở khu vực biên các vách cứng nếu cần
- Do moment có thể đối chiếu nên cốt thép vùng biên Fa = max(As kéo, As nen), cốt thép vùng giữa As giua
5.6.4 Các bước tính toán cốt thép ngang cho vách:
Tính toán cốt ngang trong vách được thực hiện tương tự như trong dầm
- Điều kiện tính toán b3 (1 f n ) R bh b bt o Q max 0.3 wl b1 b b R bh o
- b3 = 0.6 đối với bê tông nặng
- f = 0 hệ số xét đến ảnh hưởng của bản cánh chịu nén
hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc
- Khoảng cách giữa các cốt ngang theo tính toán trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất
2 n bt o sw sw tt 2 max
- Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt ngang tính theo bê tông chịu cắt
- Khoảng cách thiết kế của cốt ngang là tt max ct s min(s ,s ,s )
- Đường kớnh cốt ngang chọn ỉ12 và bố trớ đều hết cốt đai với khoảng cỏch s= 200 mm
- Đường kớnh cốt đai gia cường đoạn Bleft, Bright chọn ỉ8a200
5.6.5 Kết quả tính toán cốt thép vách:
Tiến hành tính thép cho vách khung trục X4, Y6 Tính toán P17, P18, P1, P2, P108, P12
- Tính toán vách P1 tầng Trệt
Nội lực tính toán: N= 12974.742 (kN), M= 2340.31 kN.m Độ mãnh trong mặt phẳng uốn:
L h bỏ qua ảnh hưởng của độ cong lấy 1
L0 Chiều dài tính toán của cấu kiện: L 0 0.7h tan g 0.7 4.75 3.325
H Chiều dài tính vách: L= 3.1 m Chọn chiều dài vùng biên B 0.2 L 0.2 3.1 0.62( ) m
Lực kéo nén ở hai đầu vùng biên:
Lực kéo nén ở hai đầu vùng biên:
Diện tích thép ở vùng biên chịu nén:
Chọn 10ỉ20 (31.41 cm²) để bố trớ cho cả hai biờn vỡ momen cú thể đổi chiều
Chọn ỉ12a200 để bố trớ cho vừng giữa theo cấu tạo
(cm) As mid (cm²) Ghi chú
TÂNG TUM P57 COMB5 Max -425.14 280.10 3.4 400 40 80 0.09 0.00 240 Cau_tao Keo
The data from STORY30 to STORY13 reveals a series of measurements using the P57 COMB9 system, highlighting significant variations in values across different stories The maximum values range from -900.51 to -9314.09, with corresponding coordinates and parameters consistently set at 3.4, 400, 40, and 80 As the stories progress, a noticeable decline in maximum values is observed, indicating a trend of decreasing performance Additionally, the minimum values, starting from -6847.55 in STORY18 to -9314.09 in STORY13, further emphasize this downward trajectory Each entry includes a consistent measurement of 240 for "Cau_tao Nen," underscoring a stable reference point amidst the fluctuating data.
Dưới đây là các thông số quan trọng từ bài viết: Các chỉ số từ STORY1 đến STORY12 cho thấy sự giảm dần về giá trị, với STORY1 ghi nhận mức -14981.27 và STORY12 là -9812.75 Các thông số khác như P57 COMB9 Min và các giá trị liên quan đến hiệu suất như -30.69, -39.37, và -51.11 cũng được nêu rõ Ngoài ra, TÂNG TRÊT P57 COMB9 Min có giá trị -15472.99, trong khi TÂNG HÂM1 và TÂNG HÂM2 P57 COMB8 Max lần lượt có giá trị -11472.21 và -9228.69 Các thông số này cho thấy xu hướng giảm giá trị trong khi vẫn duy trì các yếu tố khác như kích thước và hiệu suất.
Bảng 5.4 Kết quả tính toán thép vách P2
- Bảng tổng hợp sau khi lọc các dữ liệu từ bảng tính vách
Story Pier Load P(kN) M 3 (kN.m) H(m) Lp(cm) Tp(cm) B Left =B Right
(cm) As mid (cm²) Ghi chú TẦNG
Bảng 5.5 Kết quả tính toán thép vách 2 trục X4, Y1
5.6.6 Kiểm tra kết quả tính toán vách từ phần mềm Etab 2016:
Lý thuyết tính cốt thép cho vách theo tiêu chuẩn BS8110 97
Tiêu chuẩn BS8110 quy định thiết kế bê tông cốt thép, trong khi phần mềm Etabs áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán cốt thép và kiểm tra khả năng chịu lực của công trình.
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÓNG
6.1 Số liệu địa chất công trình:
Căn cứ vào kết quả thống kê địa chất của hố khoan HK4
Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu 60 m, nền đất tại đây được cấu tạo gồm 4 loại đất theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:
Hình 6.1 Mặt cắt địa chất HK4
- Bảng tổng hợp thông số địa chất đất nền:
Hệ số rỗng e Độ sệt
Bảng 6.1 Kết quả thống kê địa chất
6.2 Phương án móng cọc khoan nhồi:
6.3 Tính toán sức chịu tải
6.3.1 Vật liệu sử dụng và kích thước cọc:
Sử dụng bê tông B25 có mác cường độ chịu nén M= 350 kg/cm²
Các thông số vật liệu được nêu trong bảng sau:
Bê tông B25 (Mpa) Thép CIII CI
Bảng 6.2 Thông số vật liệu
6.3.2 Kích thước và độ sâu cọc:
- Nguyên tắc chọn chiều sâu mũi cọc
Chọn lớp mũi cọc nằm trong lớp đất tốt nhằm tối ưu hóa sức chịu tải của mũi cọc, giúp truyền tải trọng từ trên xuống lớp đất tốt và giảm thiểu độ lún.
- Mũi cọc nên đặt vào lớp đất tốt và đang có xu hướng tốt dần theo độ sâu
Mũi cọc cần được ngàm vào tầng đất rắn chắc với độ sâu tối thiểu 0.5m hoặc lớp đất tốt tối thiểu 3 lần đường kính cọc, không nên tựa vào tầng đất cát rời xốp hoặc các loại đất dính có trạng thái dẻo.
Cọc có đường kính 1m cần được lắp đặt với chiều sâu mũi cọc là 54.4m so với mặt dưới đài đối với cọc lõi thang, trong khi cọc 1m được chọn với chiều sâu mũi cọc là 42.5m so với mặt dưới của móng thường, nằm trong tầng đất sét trạng thái cứng và nữa cứng.
- Đoạn đập đầu cọc 0.8m và 0.2m ngàm vào đài, chiều dài cọc nằm trong đất
Khi thiết kế công trình có tầng hầm, cần chọn cao độ mặt trên của đài móng trùng với cao độ mặt trên sàn tầng hầm để thuận tiện cho thi công Thông thường, cao độ đặt đài móng được chọn là -13.35m (với chiều cao đài 2m, mặt trên ở cao độ -11.35m) và móng lỗi thang là -18.4m (chiều cao đài 3m, mặt trên đài ở cao độ -15.4m).
- Cọc chịu tải trọng ngang hàm lượng cốt thép trong cọc khoan nhồi chọn sơ bộ theo hàm lương ≥
6.3.3 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Ru Cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi được xác định như sau: Đối với bê tông dưới mực nước ngầm: u 4.5 4.5 35 7.78 6
R u 6 MPa với R= 35 Mpa là mác bê tông B25
Cường độ tính toán cho phép của cốt thép được xác định là Ran = 220 MPa đối với thép có đường kính nhỏ hơn 28 mm, trong khi giới hạn chảy của thép CIII là Rc = 400 MPa.
Ap Diện tích tiết diện ngang của bê tông thân cọc A b 3.14 1 4 2 0.785 m 2
As Tổng diện tích cốt thép trong cọc
A A Đối với cọc chịu uốn hàm lượng cốt thép dọc trong cọc nhồi nằm trong khoảng
cb = 0.85 Hệ số điều kiện làm việc (7.1.9 TCVN 10304:2014)
cb = 0,8 Hệ số kể đến việc thi công cọc (7.1.9 TCVN 10304:2014)
Từ đó tính được sức chịu tải theo vật liệu:
6.3.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý:
Theo TCVN 10304-2014 mục 7.2.2.1, sưc chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền được tính theo công thức:
Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất được xác định với giá trị c = 1 q b, trong đó cường độ sức kháng mũi cọc đối với mũi cọc nằm trong đất dính được xác định dựa theo bảng 7 Cường độ này phụ thuộc vào chiều sâu mũi cọc h = 54.5 m và đất có độ sệt B = -0.05.
< 0 suy ra qb= 4500 u Chu vi tiết diện ngang thân cọc u 3.14 1 3.14 m
Diện tích tiết diện ngang thân cọc A p 3.14 1 4 2 0.785 m 2 cq 0.9
Cho trường hợp bê tông đổ dưới nước cf 0.6
Cọc khoan nhồi đổ bê tông dưới nước được áp dụng cho tất cả các loại đất, theo bảng 7 Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc được xác định theo bảng 3, dựa trên lớp cát hạt vừa và sét có độ sệt B nhỏ hơn 0.02.
Dựa vào chiều sâu trung bình của các lớp đất và loại đất để tính giá trị fi
Với chiều sâu tầng hầm cách mặt đất tự nhiên là 15.4 m
Chiều cao đặt móng so với cao độ tầng hầm dưới cùng là 3m
Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:
Cao độ so với MĐ TN (m) Độ sâu
Bảng 6.3 Kết quả tính toán sức chịu tải theo cơ lý
Vậy sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý đối với móng lõi thang là:
Vậy sức chịu tải cực hạn theo chỉ tiêu cơ lý đối với móng thường là:
Sức chịu tải cho phép của đất nền:
Với k phụ thuộc vào số cọc trong đài, giả sử số cọc là 6-10, chọn k 1.65
6.3.5 Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền:
Theo TCVN 10304-2014 phụ lục G, sưc chịu tải theo cường độ đất nền được tính theo công thức: cu b b i i
Trong đó: q b Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được xác định theo công thức
Với N C ' và N q ' là hệ số sức chịu tải dưới mũi cọc
N C lấy đối với cọc khoan nhồi
N q tra bảng G.1 đối với cọc nhồi lớp cát chặt vừa
1 q p q ' p 2 là áp lực hiệu quả tại cao trình mũi cọc tại 2 vị trí cao độ mũi cọc
Từ đó suy ra cường độ sức kháng qb
Cường độ sức kháng trung bình lớp thứ i trên thân cọc Đối với lớp đất dính lớp 3, 4, 6 f i C ui , C ui 6.25 N , N là chỉ số SPT
N = 15 (lớp 3), N = 14 (lớp 4), N = 32 (lớp 6) Đối với lớp đất rời (lớp 5): f k i i v z ' , tg i , lấy k = 0.5 lấy theo bảng G1 (cọc khoan nhồi)
Bảng 6.4 Kết quả tính toán sức chịu tải theo cường độ
Vậy sức chịu tải cực hạn theo cường độ:
Sức chịu tải cho phép:
6.3.6 Sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT:
Theo TCVN 10304-2014 phụ lục G, sưc chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT được xác định theo công thức sau
Trong đó: q b - sức kháng thành của đất dưới mũi cọc được xác định như sau:
Với N p - chỉ số SPT 1D dưới mũi và 4D trên mũi f i - cường độ sức khác trung bình xác định dựa vào loại đất: Đối với đất rời: (lớp 5)
3 si si f N Đối với đất dính: (lớp 3,4,6)
(luôn thỏa) Các hệ số p tra hình G.2 phụ lục G
(kN/m 2 ) ci ci ; si si f l f l
Bảng 6.5 Kết quả tính toán sức chịu tải theo tiêu chuẩn SPT
Vậy sức chịu tải cực hạn theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn:
Sức chịu tải cho phép:
6.3.7 Sức chịu tải thiết kế:
STT Phương pháp tính sức chịu tải cọc Sức chịu tải cực hạn Rcu
Sức chịu tải cho phép
1 Sức chịu tải theo vật liệu 5146.5
2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý 6392.39
3 Sức chịu tải theo đất nền
4 Sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 8924.03
Bảng 6.6 Kết quả sức chịu tải thiết kế
Sức chịu tải cho phép của cọc lõi thang là trị số nhỏ nhất của các phương pháp:
min , ,1 , ,2 , ,3 min 5146.5;5206.7;8868.3;6304.5 5000 ca vl ca ca ca
Sức chịu tải thiết kế của cọc lõi thang chọn P tklt Q46 (kN)
Sức chịu tải cho phép của cọc lõi thường là trị số nhỏ nhất của các phương pháp:
min , ,1 , ,2 , ,3 min 5146.5;3874.17;6839.28;4462.01 3874.2 ca vl ca ca ca
Sức chịu tải thiết kế của cọc thường chọn P tklt 874.2 (kN)
6.4.1.1 Xác định số lượng cọc và bố trí:
Lực dọc lớn nhất tác dụng lên móng M1: Ntt = 19544 kN (Phụ lục)
Lực doc (kN) Momen x Momen Y
Bảng 6.7 Kết quả nội lực tính toán móng M1
Sơ bộ xác định số cọc như sau: tt coc cd
Kích thước đài và bố trí như sau:
Hình 6.2 Sơ đồ bố trí cọc móng M1
Kích thước đài: Bd × Ld × Hd = 5m × 8m × 2m
Trọng lượng đài: W = Bd × Ld × Hd × γd = 5 × 8 × 2 × 25 = 2000 (kN)
Tải trọng đứng tác dụng tại đáy đài:
MXd = MXi + FYi × Hd (kN.m)
MYd = MYi +FXi× Hd (kNm) Tính giá trị Pmax(J), Pmin(J) :
Xd max Yd max i max,min(i) 2 2 coc i i
Lực doc (kN) Momen x Momen Y Pmax(J) Pmin(J)
Pmax = 3482.19 (kN) < Rc,d = 3878.2 (kN) Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy
Pmin = 3032.81 (kN) > 0 Cọc không bị nhổ
6.4.1.2 Kiểm tra áp lực dưới mũi cọc
Sử dụng giá trị tải truyền xuống móng với giá trị lực dọc Nmax ứng với giá trị tiêu chuẩn, gần đúng lấy N tc N tt max /1.15
Móng TH Load N tc M tc x M tc y
- Xác định kích thước khối móng quy ướ:
Cọc và đất giữa các cọc hoạt động như một khối móng đồng nhất, được đặt trên lớp đất bên dưới mũi cọc Mặt truyền tải của khối móng quy ước được mở rộng hơn so với diện tích đáy đài, với góc mở theo quy định tại điều 7.4.4, TCVN 10304:2014.
Góc ma sát trung bình:
Diện tích khối móng quy ước tính theo công thức: Aqu = Lm Bm qu qu
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 lêch tâm do momen tc x xd tc d tc yd y tc d
Bỏ qua ảnh hưởng của moment Áp lực dưới nền đáy móng P max = P min = P tb tc d tc 2 tb qu
Khả năng chịu tải của khối móng:
1 2 ' tc m II m II II tc m m
1 1.2 m , m 2 1 : hệ số làm việc của đất nền và công trình tra theo loại đất sét có
IL
