Thiết kế nhà làm việc công ty thép thái nguyên đồ án tốt nghiệp

TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

Giới thiệu công trình

Tên công trình: NHÀ LÀM VIỆC CÔNG TY THÉP THÁI NGUYÊN Địa điểm xây dựng: Huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên

Vị trí giới hạn khu vực xây dựng công trình: Công trình tọa lạc tại Huyện Phú Bình Thái Nguyên

Giải pháp kiến trúc

Toà nhà cao 9 tầng có mặt bằng bao gồm:

 Tầng trệt : Gara để xe, sảnh dẫn lối vào

 Tầng điển hình (2-7): Dùng làm văn phòng công ty

 Tầng mái: bố trí bể nước, phòng máy cùng các lỗ thông hơi

Mặt bằng vuông vức và mạch lạc tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí luồng giao thông, giúp đơn giản hóa các giải pháp kết cấu và bố trí phòng, từ đó sử dụng không gian một cách hợp lý và hiệu quả.

Ngôi nhà được đặt ở vị trí trung tâm của khu đất, bao quanh bởi cây xanh và hệ thống giao thông hợp lý, tạo nên một không gian sống thân thiện với thiên nhiên.

1.2.2 Giải pháp mặt cắt và cấu tạo

Nhà sử dụng hệ khung bê tông cốt thép đổ theo phương pháp toàn khối, có hệ lưới cột khung dầm sàn

 Mặt cắt dọc nhà gồm 7 bước:

 Mặt cắt theo phương ngang nhà gồm 4 nhịp

 Chiều cao tầng điển hình 3-8 là 3,7 m

 Chiều cao tầng mái là 4,5 m

Hệ khung sử dụng cột dầm với tiết diện vuông hoặc chữ nhật được thiết kế dựa trên điều kiện làm việc và khả năng chịu lực của từng cấu kiện Việc lắp đặt lồng thang máy không chỉ tăng cường độ cứng chống xoắn cho công trình mà còn giúp công trình chịu được tải trọng ngang từ gió và động đất.

Có cầu thang bộ và thang máy phục vụ thuận lợi cho việc di chuyển theo phương đứng của mọi người trong toà nhà

1.2.3 Giải pháp mặt đứng và hình khối

Mặt đứng đơn giản, ở một vài tầng trong mặt bằng có dật lùi vào tạo nên các điểm nhấn cho công trình

Mặt đứng được trang trí bằng sơn với mầu sắc hài hòa tạo nên vẻ đẹp của công trình

SVTH:TRẦN NHẤT THỐNG MSSV:17060021 17

1.2.4 Giải pháp kết cấu công trình của kiến trúc

Công trình được thiết kế với chiều cao phát triển liên tục và đồng nhất, không có sự thay đổi đột ngột, giúp hạn chế biên độ dao động lớn Mặc dù vậy, công trình vẫn đảm bảo sự cân đối cần thiết Mặt đứng chính nổi bật với các ô cửa kính và ban công, tạo nên vẻ đẹp kiến trúc hấp dẫn Hình khối công trình được tổ chức một cách đơn giản và rõ ràng, thể hiện sự vững chắc và khỏe khoắn trong không gian.

Công trình được xây dựng với khung bê tông cốt thép, mang lại sự vững chắc cho kết cấu, kết hợp với vật liệu kính để tạo nên những điểm nhấn kiến trúc nổi bật.

1.2.5 Các giải pháp kỹ thuật khác của công trình

Giải pháp giao thông theo phương ngang và phương đứng trong và ngoại công trình

Giải pháp giao thông theo phương ngang

Giao thông ngang trong tòa nhà có đặc điểm là các cửa phòng mở ra hành lang, từ đó cư dân có thể dễ dàng tiếp cận thang bộ và thang máy để di chuyển lên xuống Đây là hình thức giao thông đứng trong thiết kế kiến trúc.

Giải pháp giao thông theo phương đứng

Giao thông theo phương đứng bao gồm thang bộ và thang máy, mang lại sự thuận tiện cho việc di chuyển Thang máy được thiết kế với kích thước phù hợp để vận chuyển đồ đạc giữa các phòng, đáp ứng nhu cầu đi lại và xử lý các sự cố phát sinh.

Giải pháp thông gió chiếu sáng

Thông gió chiếu sáng tự nhiên

Mỗi phòng trong tòa nhà được trang bị hệ thống cửa sổ và cửa đi bằng kính, đảm bảo thông gió và chiếu sáng tự nhiên Các phòng đều thông thoáng nhờ ánh sáng từ cửa sổ và hành lang Hành lang kết hợp với sảnh lớn giúp tăng cường sự thông thoáng cho ngôi nhà, đồng thời khắc phục một số nhược điểm của thiết kế mặt bằng.

Thông gió chiếu sáng nhân tạo

Hệ thống điều hòa không khí trung tâm được thiết kế để làm lạnh hiệu quả thông qua các ống dẫn chạy theo cầu thang theo phương thẳng đứng và phân bố không khí mát trong trần theo phương ngang đến các vị trí tiêu thụ.

Hệ thống chiếu sáng nhân tạo được bố trí đầy đủ nhằm hỗ trợ tại khu vực thiếu ánh sáng hoặc lúc trời tối

Giải pháp cấp, thoát nước

Nước từ hệ thống cấp nước chính của thành phố được nhận vào bể chứa nước sinh hoạt và bể nước cứu hoả

Quá trình bơm nước lên bể trên mái được thực hiện hoàn toàn tự động, đảm bảo hiệu quả và tiện lợi Nước từ bể trên mái sẽ được dẫn qua các đường ống trong hộp kỹ thuật đến những vị trí cần thiết trong công trình.

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho tất cả các khu vệ sinh trong khu nhà, thu gom nước thải từ các xí tiểu qua ống dẫn và xử lý cục bộ bằng bể tự hoại Sau đó, nước thải được chuyển vào hệ thống cống thoát nước bên ngoài Hệ thống ống đứng thông hơi có đường kính 60mm được lắp đặt lên mái, cao hơn mái khoảng 700mm Tất cả ống thông hơi và ống thoát nước đều sử dụng ống nhựa PVC của Việt Nam, với các đường ống được đi ngầm trong tường, hộp kỹ thuật, trần hoặc sàn.

Nguồn cung cấp điện cho công trình là điện 3 pha 4 dây 380V/220V, được lấy từ trạm biến thế gần đó Điện được phân phối từ tủ điện tổng đến các bảng phân phối trong các phòng qua các tuyến dây trong hộp kỹ thuật Dây dẫn từ bảng phân phối đến công tắc, ổ cắm và đèn được luồn trong ống nhựa trên trần giả hoặc chôn ngầm trong tường Tại tủ điện tổng có các đồng hồ đo điện năng tiêu thụ cho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng công cộng Mỗi phòng được trang bị một đồng hồ đo điện năng riêng, đặt tại hộp công tơ tập trung ở phòng kỹ thuật của từng tầng.

Giải pháp phòng cháy chữa cháy

Thiết bị phát hiện cháy được lắp đặt ở mỗi tầng và phòng, cũng như tại các khu vực công cộng Hệ thống báo cháy bao gồm đồng hồ và đèn báo, giúp phòng quản lý nhận tín hiệu khi có cháy xảy ra, từ đó kiểm soát và khống chế hoả hoạn hiệu quả cho công trình.

Hộp vòi chữa cháy cần được bố trí ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng, đảm bảo dễ dàng thao tác cho người sử dụng Các hộp này sẽ cung cấp nước chữa cháy cho toàn bộ công trình khi có sự cố Mỗi hộp vòi được trang bị một cuộn vòi chữa cháy đường kính 50mm, dài 30m, cùng với vòi phun đường kính 13mm có van góc Một bơm chữa cháy sẽ được lắp đặt trong phòng bơm, kết hợp với bơm nước sinh hoạt để bơm nước qua ống chính và ống nhánh đến tất cả các họng chữa cháy trên các tầng Ngoài ra, một máy bơm chạy bằng động cơ diesel sẽ được bố trí để cấp nước chữa cháy trong trường hợp mất điện, và hai hệ thống bơm sẽ được kết nối để hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết.

Giải pháp về thông tin liên lạc

Dây điện thoại 4 lõi được lắp đặt trong ống PVC và chôn ngầm trong tường, trần Dây tín hiệu anten sử dụng cáp đồng, cũng được luồn trong ống PVC chôn ngầm trong tường Tín hiệu thu phát được lấy từ mái xuống qua bộ chia tín hiệu, sau đó phân phối đến từng phòng.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3

Cơ sở tính toán

Bảng 2 1 Các số liệu thép và bê tông dùng để tính toán

Bê tông B25: R b = 14,5 MPa R bt = 1,05 MPa E b = 30.10 3 MPa Cốt thép CB240-T: R s = R sc = 210 MPa R sw = 170 MPa E s = 20.10 4 MPa Cốt thép CB400-V: R s = R sc = 350 MPa R sw = 280 MPa E s = 20.10 4 MPa CB240-T:

Hệ số điều kiện làm việc của Bê tông:

Hình 2 1 Mặt bằng dầm sàn tầng 3

Sơ bộ kích thước tiết diện

2.2.1 Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

- Xét tỉ số lớn nhất theo phương dọc và nhỏ nhất theo phương ngang:

 >2 thuộc ô bản sàn làm việc 1 phương

  2 thuộc ô bản sàn làm việc 2 phương

- Dựa vào giáo trình kết cấu bê tông cốt thép 2 trang 13, ta có:

- Chọn bề dày sàn theo công thức: s 1 h DL

- Trong đó: hs: chiều dày bản sàn m: hệ số phụ thuộc vào loại bản sàn, bản dầm m = 30 ÷ 35, bản kê m = 40 ÷ 45

D: hệ số phụ thuộc vào tải trọng, D = 0.8 ÷ 1.4

L1: chiều dài cạnh ngắn của ô bản sàn

- Chọn ô sàn S3 (3,6 x 6,8) m là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn

3,6= 1,8 < 2 => bản làm việc hai phương

Kết quả tính toán được lập trong bảng sau:

Bảng 2 3 Sơ bộ chiều dày bản sàn

  L Phân loại hs(mm) Chọn hs(mm)

2.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm

- Sơ bộ chiều cao dầm theo công thức:

𝑚 𝑑 : hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng

𝑚 𝑑 = 8 ÷ 12: đối với hệ dầm chính khung một nhịp

𝑚 𝑑 = 12 ÷ 16: đối với hệ dầm chính khung nhiều nhịp

𝑚 𝑑 = 16 ÷ 20: đối với hệ dầm phụ

- Sơ bộ bề rộng dầm chọn theo công thức:

- Chọn hd (dầm chính) = 500 mm

- Chọn bd (dầm chính) = 250 mm

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:`

Tải trọng tác dụng lên bản sàn

- Tải trọng sàn và các lớp hoàn thiện không có chống thấm

- Tải trọng thường xuyên( tĩnh tải) bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn

𝑛 𝑖 : hệ số độ tin cậy của lớp thứ i

𝛾 𝑖 : khối lượng riêng của các lớp cấu tạo thứ i

𝛿 𝑖 : chiều dày lớp cấu tạo thứ i

Hình 2 2 Cấu tạo sàn cơ bản

Bảng 2 4 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hành lang , phòng ( không chống thấm)

Stt Các lớp cấu tạo 3

Bảng 2 5 Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Stt Các lớp cấu tạo  (kN / m ) 3  (m) n g (kN / m ) 2

2 Lớp vữa lót + chống thấm

4 Tải treo đường ống thiết bị KT

2.3.1 Tĩnh tải do tường xây trên sàn S1

- Trọng lượng tường xây trên sàn quy đổi thành tải phân bố đều: t t t t t b h l n g A

- Trong đó: ht = htầng – hs;

+ A: diện tích ô sàn có xây tường

Bảng 2 6 Trọng lượng do tường truyền lên sàn Ô sàn

- Dựa vào công năng của các ô sàn, ta tìm hoạt tải tiêu chuẩn (Theo bảng 3 TCVN 2737 –

- Trong đó: p tc : tải trọng tiêu chuẩn n p : hệ số độ tin cậy n = 1.3 khi p tc < 200 daN/m 2 n = 1.2 khi p tc ≥ 200 daN/m 2

Bảng 2.7 Hoạt tải trên các ô sàn Ô sàn Chức năng P tc (daN/m2) Hệ số vượt tải P tt sàn (daN/m2)

2.3.3 Tổng tại trọng các ô sàn

Bảng 2.8 Tổng tỉnh tải và hoạt tải Ô sàn g tt sàn (kN/m 2 ) g t tường (kN/m 2 ) p tt sàn (kN/m 2 ) Tổng tải trọng

Xác định sơ đồ tính và nội lực

2.4.1 Ô bản kê 4 cạnh (Bản 2 phương)

Xác định nội lực trong các ô sàn

- Tính toán theo sơ đồ đàn hồi

Các bản làm việc 2 phương (L / L 2 1  2)

- Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối mà h / h d s  3: Liên kết được xem là tựa đơn (khớp)

- Khi bản tựa trên dầm bê tông cốt thép đổ toàn khối à h / h d s  3: Liên kết được xem là liên kết ngàm

- Vậy h / h d s  3, các ô sàn thuộc sơ đồ số 9

Hình 2 3 Sơ đồ bản kê 4 cạnh

- Momen dương lớn nhất ở giữa bản

- Momen dương lớn nhất ở gối

P q L L (kN)    - Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn

- Hệ số m91; m92; k91; k92 (Tra phụ lục15 Kết cấu bê tông cốt thép - Võ Bá Tầm, tập 2)

- Tính ô sàn điển hình S3, các ô sàn còn lại tính tương tự

- Momen dương lớn nhất ở giữa bản

- Momen dương lớn nhất ở gối

Bảng 2.9 Tổng hợp nội lực nội lực

Kích thước Tải trọng Chiều dày Tỷ số l 2 /l 1

Tính toán cốt thép sàn

Chọn thép CB240-T là thép trơn có đường kính ∅ < 10

Chọn thép CB400-V là thép vằn có đường kính ∅ ≥ 10

- Kiểm tra điều kiện:  m  R 0,391 => thỏa điều kiện đặt cốt đơn

+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

Bảng 2.10 Chọn thép sàn 2 phương Ô

𝐿 1 > 2: bản làm việc hai phương

Cắt dải có b =1 m theo phương làm việc (theo cạnh ngắn) và tính toán như dầm hai đầu ngàm

Kí hiệu Kích thước ô sàn

Tỉ số L2/L1 𝑞 𝑠 (kN/m 2 ) Tổng tải trọng q

- Tính ô sàn S7 các ô sàn còn lại tính tương tự:

Tên ô bản Kích thước ô sàn

Bản sàn là cấu kiện chụ uốn, do đó ta tính bản sàn là tiết diện cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhât bxh = (1000x100)mm

Bảng 2.13 Chọn thép sàn 1 phương Ô Sàn Moment

- Để thuận tiện cho việc bố trí và thống kê chọn thép cho cả 2 phương của tât cả các ô sàn bản 1 phương là: thép dưới ϕ8a200, thép trên ϕ10a200

THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG 3

Cơ sở tính toán thiết kế

Chọn thép CB240-T là thép trơn có đường kính ∅ < 10

Chọn thép CB400-V là thép vằn có đường kính ∅ ≥ 10

Bảng 3.1 Các số liệu về thép và bê tông dùng để tính toán (TCVN 5574-2018):

Hệ số điều kiện làm việc của Bê tông:  b = 0.9

3.1.2 Xác định kích thước sơ bộ

- Mặt bằng thang rộng 3,4 x 4m, chiều cao tầng 3700mm

- Bậc thang được xây bằng gạch thẻ, mỗi bậc cao h b 8mm, rộng l b &5mm, B50mm, htg700mm

- Độ nghiêng của bản thang:

- Sơ bộ chọn bản thang dày theo công thức:

35 ÷ 30× 4000 = (114 ÷ 133)𝑚𝑚 Chọn bề dày bản thang là 120 mm

- Chọn tiết diện dầm chiếu nghỉ là b x h = 200 x 300mm

Hình 3 1 Mặt bằng cầu thang tầng 3

Chiếu nghỉ

Hình 3 3 Cấu tạo bản thang và chiếu nghỉ

Bảng 3.2 Tải trọng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

TT Vật liệu Chiều dày d

Theo TCVN 2737 – 1995, hoạt tải p tc = 300 (daN/m²), hệ số tin cậy n = 1,2 p = p tc × n = 300×1,2 = 360 (daN/m²)

Tải trọng toàn phần: q1 = g1 + p F4,7 + 360 = 824,87 (daN/m²)

Bản Nghiêng

Chiều dày tươmg đương của các lớp theo phương của bản nghiêng: Đá hoa cương

Bảng 3.3 Tải trọng các lớp cấu tạo bản nghiên

STT Vật Liệu Chiều dày 𝛿(𝑚𝑚) 𝑦(𝑑𝐴𝑛/𝑚 3 ) 𝑛 𝑔 2 (𝑑𝑎𝑁/𝑚 2 )

- Theo TCVN ( 2737 -1995 ) bảng 3 ta tra được hoạt tải P tc = 300 (daN/m 2 ) , hệ số tin cậy n = 1,2

- Tải trọng do lan can tay vịn :

𝑚 ) , quy đổi thành diện tích

Tính nội lực và cốt thép cho bản thang

Hình 3 4 Sơ đồ tải trọng

Tương tự như tính toán cho sàn, cắt một dãy rộng 1 mét và tính toán

Do kích thước dầm chiếu nghỉ sơ bộ chọn b×h = 200×300 (mm)

168 =1,57 , ta có sơ đồ tính toán bản thang và chiếu nghỉ

Hình 3 5 Sơ đồ tính, gán tải trọng lên bản thang và chiếu nghỉ

Hình 3 6Biểu đồ moment(kNm)

Hình 3 7 Biểu đồ lực cắt (kN/m)

3.4.2 Tính cốt thép cho bản thang

- Theo sách Kết cấu bê tông cốt thép tập 3, Võ Bá Tầm

- Với b =1 m, chọn a = 2 cm, ho = h – a – 2 cm

Bảng 3.4 Bảng kết quả cốt thép vế 1 và vế 2

Tính thép Chọn thép tính toán α m ξ A s TT

Tính toán dầm chiếu nghỉ

- Dầm chiếu nghỉ được tính như dầm đơn chịu uống tựa trên hai gối tựa là cột đỡ dầm

- Tải trọng bản thân dầm

- Trọng lượng tường xây trên dầm

- Tải bản thang truyền vào dầm thang dưới dạng phản lực của gối tửa theo từng dải 1m sẽ được quy về dạn phân bố đều

- Tổng tải trọng tac dụng lên dầm chiếu nghỉ

Hình 3 9 Sơ đồ chất tải q3,05 (kN/m)

Hình 3 10 Biểu đồ lực cắt 3.5.4 Tính cốt thép

Bảng 3.5 Bảng kết quả cốt thép dầm chiếu nghỉ

Tính thép Chọn thép tính toán α m ξ A s TT

- Chọn cốt thép làm cốt đai dw = 6, số nhánh n = 2, Rsw = 170 Mpa, chọn khoảng cách các cốt đai s = 150 mm:

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

- Cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt

- Bố trí cốt thép như hình sau

THIẾT KẾ DẦM DỌC TRỤC D

Số liệu tính toán và mặt bằng truyền tải

Chọn thép CB240-T là thép trơn có đường kính.∅ < 10

Chọn thép CB400-V là thép vằn có đường kính .∅ ≥ 10

Bảng 4 1 Các số liệu về thép và bê tông dùng để tính toán (TCVN 5574-2018):

4.1.2 Mặt bằng truyền tải từ sàn vào dầm trục D :

Hình 4 1 Sơ đồ truyền tải sàn vào dầm trục D tầng 3

Dầm chính được tính theo sơ đồ dầm đàn hồi xem như 1 dầm liên tục có 7 nhịp tựa lên tường biên và các cột

Nhịp tính toán lấy theo khoảng cách từ trục đến trục, cụ thể như sau:

4.1.3 Sơ bộ kích thước dầm

Chọn sơ bộ kích thước dầm chính:

4) × ℎ 𝑑 (1.21, kết cấu bê tông cốt thép tập 2 -Võ Bá Tầm)

Xác Định Tải Trọng

Tải trọng từ tường xây truyền lên dầm chính: gt = b t × h t × n × γ t = 0,22 × (3,7 − 0,5) × 1,1 × 18 = 13,9(kN/m) Tải trọng từ sàn truyền lên dầm chính:

- Tải sàn S6 truyền vào có dạng phân bố đều bên trái truyền vào dầm g s6 × L 1

- Tải sàn S3 truyền vào có dạng hình thang bên phải ta quy đổi về phân bố đều tương đương truyền vào dầm β = L 1 2L 2 = 3,6

Tải trọng từ sàn truyền lên dầm chính:

- Tải sàn S7 truyền vào có dạng phân bố đều bên trái truyền vào dầm g s7 ×L 1

- Tải sàn S6 truyền vào có dạng phân bố đều bên trái truyền vào dầm

- Tải sàn S7 truyền vào có dạng phân bố đều bên trái truyền vào dầm

Xác Định Nội Lực

4.3.1 Sơ đồ tính tải trọng

- Sơ đồ tính là dầm liên tục nhiều nhịp, tính theo sơ đồ đàn hồi

- Gồm 1 trường hợp tĩnh tải và 5 trường hợp hoạt tải TT, HT1, HT2, HT3, HT4, HT5

- Lặp lại tương tự các cấu trúc tổ hợp sau:

Các bước tiến hành chạy etaps

Hình 4 2 Chọn đơn vị kN, m, C

Hình 4 3 Tạo lưới trục cho dầm dọc trục D

Hình 4 4 Khai báo vật liệu bê tông sử dụng cho công trình

Hình 4 5 Khai báo thép sử dụng cho công trình

Hình 4 6 Khai báo tiết diện dầm trục D

Hình 4 7 Vẽ dầm vào trục đã tạo

Hình 4 8 Khai báo tải trọng cho công trình

Hình 4 9 Tổ hợp tải trọng cho dầm trục D

Hình 4 10 Tĩnh tải chất đầy

Hình 4 16 Biểu đồ Moment (kNm)

Hình 4 17 Biểu đồ lực cắt (kN)

Giá trị mô men dương bản cánh chịu nén tính tiết diện được xác định dựa trên khả năng chịu nén của bê tông, đồng thời xem xét đến độ vươn của cánh.

Chiều rộng bản cánh : b f ′ = b dc + 2 × S f = 250 + 2 × 600 = 1450(mm)

Kích thước tiết diện khi tính đối với mô men dương là: b f ′ = 1450(mm), h f ′ = 100(mm), b = 250(mm), h = 500(mm) Xác định vị trí trục trung hoà:

Nhận xét ta thấy M < M f nên trục trung hoà qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật b f ′ × h dc = 1450 × 500(mm)

- Tương ứng với giá trị mô men âm, bản cánh chịu kéo nên tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật b dc × h dc = 250 × 500(mm)

- Tính cốt thép theo công thức sau:

Bảng 4 2 Bảng cốt thép dầm dọc trục D

Tính thép Chọn thép α m ξ A s TT

- Lực cắt lớn nhất trong dầm là: 155,56 kN

- Chọn cốt thép làm cốt đai dw = 8, Rsw = 170 Mpa

- Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng:

- Chọn cốt thép đai tại nhịp là: ∅8𝑎250

- Chọn cốt thép đai tại gối là: ∅8𝑎150

TẢI TRỌNG VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

Xác định sơ bộ tiết diện

- Chiều dày sàn của công trình đã chọn trong chương 2 tính toán bản sàn ℎ 𝑠 = 100 𝑚𝑚

5.1.2 Sơ bộ kích thước dầm ( đã sơ bộ ở chương 2)

Dầm chính tiết diện (500x250) mm , dầm phụ tiết diện (400x200) mm

Bảng 5 1 Tải trọng các lớp cấu tạo sàn hành lang , phòng ( không chống thấm)

Tải nhập vào ETABS( tải hoàn thiện) = Tổng – Bản BTCT 1,24

Bảng 5 2 Các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

2 Lớp vữa lót + chống thấm

4 Tải treo đường ống thiết bị KT

Tải nhập vào ETABS( tải hoàn thiện) = Tổng – Bản BTCT 1,9

- Dựa vào công năng sử dụng để tra hoạt tải tiêu chuẩn (Theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995)

- Trong đó: p tc : tải trọng tiêu chuẩn n p : hệ số độ tin cậy

Bảng 5 3 Tổng tải trọng các ô sàn Ô sàn g tt sàn (kN/m 2 ) g t tường (kN/m 2 ) Tổng tải p tt sàn (kN/m 2 )

Tải do kết cấu bao che gây ra

- Trọng lượng tường xây trên dầm: t t t t g b    h n

- Trong đó: ht = htầng – hd; b = 0,11 đối với tường 110mm; b = 0,22 đối với tường 220mm

Bảng 5 4 Tường xây trực tiếp lên dầm

Tải trọng gió tác dụng lên công trình

Công trình có độ cao H4m dưới 40m chỉ cần xem xét thành phần tĩnh của tải trọng gió mà không cần tính đến thành phần gió động Khi thực hiện tính toán ảnh hưởng của tải trọng gió, cần dựa trên các giả thiết đã được xác định.

- Gió tác động lên đồng thời lên hai mặt đón của nhà

- Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó

- Bỏ qua sự chống trượt của lõi

- Bỏ qua tác dụng xoắn của công trình

Công trình được xây dựng tại Huyện Phú Bình Thái Nguyên II-B có giá trị áp lực gió tiêu chuẩn tra ở bảng sau:

Vùng áp lực gió I II III IV V

Vậy ta được Wo (daN/m 2 )= 0,95 kN/m2

- Áp lực gió tác dụng lên một m 2 bề mặt thẳng đứng là

W=Wo.g.k.C Trong đó: + g: hệ số tin cậy của tải trọng gió g=1,2

+ Wo (daN/m 2 ) là áp lực gió tiêu chuẩn

+ C: hệ số khí động lấy theo chỉ dẫn theo của TCVN 2737:1995, phụ thuộc vào khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió

Với công trình có hình khối chữ nhật, bề mặt công trình vuông góc với hướng gió thì hệ số khí động:

+ Đối với mặt đón gió là Cd= +0,8

+ Đối với mặt hút gió là Ch= -0,6

Hệ số k được sử dụng để điều chỉnh sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình Để đơn giản hóa trong tính toán, áp lực gió được coi là phân bố đều trong mỗi tầng, và hệ số k được xác định dựa trên độ cao ở đỉnh tầng nhà để đảm bảo tính an toàn Giá trị của hệ số này được nội suy từ bảng TCVN 2737:1995.

⇒Áp lực gió tiêu chuẩn tác dụng về 2 phía công trình theo trục x là:

Để tính toán tải trọng gió một cách an toàn, ta quy áp lực gió về tải trọng phân bố đều tác dụng lên đỉnh tầng, cụ thể là qđ = Wđ.hi (kN/m) và qh = Wh.hi (kN/m), trong đó hi là chiều cao đón gió của tầng thứ i Địa hình của Huyện Phú Bình thuộc nhóm cảnh quan địa hình đồng bằng và gò đồi Cảnh quan đồng bằng có kiểu đồng bằng aluvi, với độ cao địa hình từ 10-15m, xen lẫn với các đồi núi thoải dạng bậc thềm cổ có độ cao khoảng 20-30m, phân bố dọc theo sông Cảnh quan gò đồi của Huyện Phú Bình là loại thấp và trung bình, với độ cao tuyệt đối từ 50-70m.

Bảng 5 4 Bảng giá trị tải trọng gió theo phương X

Bảng 5 5 Bảng giá trị tải trọng gió theo phương Y

5.1.4 Sơ bộ tiết diện cột

Hình 5 1 Diện truyền tải vào cột

- Chọn sơ bộ tiết diện cột dựa vào công thức:

+ k: hệ số kể đến độ lệch tâm, k= 1,1 cột giữa, k= 1,2 cột biên, k= 1,3 cột góc + 𝛾 𝑏 , 𝑅 𝑏 : hệ số điều kiện làm việc, cường độ chịu nén của bê tông

+ 𝑠 𝑖 : diện tích chịu tải của cột thứ i

+ n: số sàn trên cột đang xét

+ N: là lực dọc tính toán được xác định theo diện truyền tải từ sàn vào cột

+ 𝑞 𝑠 : tổng tĩnh tải và hoạt tải + 𝐺 𝑑 : tải trọng dầm

Bảng 5 6 Tổng tải trọng Ô sàn g tt sàn (kN/m 2 ) g t tường (kN/m 2 ) p tt sàn (kN/m 2 ) Tổng tải trọng

- Tải trọng từ dầm chính truyền vào ( Gd ):

- Tải trọng từ dầm phụ truyền vào ( G d ):

- Tải trọng do sàn truyền vào:

- Tải trọng do tường truyền vào:

- Tổng tải trọng truyền vào:

- Lực dọc tác dụng lên cột C1 của 9 tầng : 𝑁 1 × 9 = 382,9 × 9 = 3446,1 𝑘𝑁

Bảng 5 7 Kết quả tính N1 cho một tầng

Xác định nội lực

Khi tính toán nội lực, nguyên tắc cộng tác dụng được áp dụng để xác định nội lực riêng cho từng loại tải trọng Mỗi trường hợp tác dụng của hoạt tải sẽ được tính toán riêng biệt, sau đó sử dụng phương pháp tổ hợp để tìm ra giá trị nội lực tổng thể.

Để phân tích nội lực cho từng trường hợp, cần sử dụng phần mềm Etabs để tải và phân tích Sau khi hoàn thành, tiến hành tổ hợp các kết quả để xác định nội lực nguy hiểm nhất của tiết diện Đơn vị tính của các nội lực này là kN, kN.m và kN/m.

Hình 5 2 Tổ hợp tải trọng trong công trình

Hình 5 3 Chọn đơn vị (kN/m)

Hình 5 4 Tạo lưới trục cho công trình

Hình 5 5 Định vị tầng cho công trình

Hình 5 6 Khai báo vật liệu bê tông sử dụng cho công trình

Hình 5 7 Khai báo vật liệu thép sử dụng cho công trình

Hình 5 8 Khai báo tiết diện cho cột, dầm, sàn

Hình 5 9 Khai báo tải trọng cho công trình

Hình 5 10 Gán tải gió vào tâm hình học công trình

Hình 5 11 Tổ hợp tải trọng cho công trình

Hình 5 12 Hình dạng và kích thước không gian

Hình 5 13 Gán tải gió theo phương X cho công trình

Hình 5 14 Gán tải gió theo phương XX cho công trình

Hình 5 15 Gán tải gió theo phương Y cho công trình

Hình 5 16 Gán tải gió theo phương YY cho công trình

Hình 5 17 Gán tĩnh tải sàn của công trình (kN/m2)

Hình 5 18 Gán Hoạt tải sàn của công trình (kN/m)

Hình 5 19 Gán tĩnh tải tường của công trình (kN/m)

Hình 5 20 Kiểm tra lỗi mô hình

Kết quả

Hình 5 22 Biểu đồ lực cắt 3D

Hình 5 23 Biểu đồ lực dọc 3D

THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 3

Tính toán dầm khung trục 3

6.1.1 Nội lực và tổ hợp nội lực

Hình 6 1 Biểu đồ lực cắt khung trục 3 (kN)

Hình 6 2 Biểu đồ moment khung trục 3 (kN.m)

Hình 6 3 Biểu đồ lực dọc khung trục 3 (kN)

Số liệu tính toán

- Chọn thép CB240-T là thép trơn có đường kính,∅ < 10

- Chọn thép CB400-V là thép vằn có đường kính, ,∅ ≥ 10

Bảng 6 1 Các số liệu về thép và bê tông dùng để tính toán (TCVN 5574-2018):

Bê tông B25: R b = 14,5 MPa R bt = 1,05 MPa E b = 30.10 3 MPa Cốt thép CB240-T: R s = R sc = 210 MPa R sw = 170 MPa E s = 20.10 4 MPa Cốt thép CB400-V: R s = R sc = 350 MPa R sw = 280 MPa E s = 20.10 4 MPa CB240-T:  R  R  (1 0.5 R )

Do dầm là cấu kiện chịu uốn, việc lấy biểu đồ nội lực bao là cần thiết để tính toán cốt thép cho dầm Cốt thép được tính toán như một cấu kiện chịu uốn với cốt đơn.

Tính thép dầm khung trục 3

- Tính cốt thép ở giữa nhịp theo công thức sau:

- Giả thiết a = 50(mm) suy ra : h o = h − a = 600 − 50 = 550 (mm)

- Giá trị moment được lấy từ kết quả tính nội lực của ETAB tại vị trí tầng 3 :

 Chọn thép 4∅18 với A sc = 10,18 cm 2

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

-Tính toán tương tự cho cốt thép ở gối

6.3.2 Tính cốt ngang (Theo 8,1,3,2 TCVN 5574-2018)

Q sw,1 = q sw × h 0 =n × R sw × A sw s × h 0 q sw ≥ q sw,min = 0,25 × R bt × b

- Khoảng cách bước đai: s tt =n × R sw × A sw q sw s ct = min(0,5 × h 0 ; 300) s max =R bt × b × h 0 2

- Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

=> Thỏa điều kiện ứng suất nén chính

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

 Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, cần bố trí cốt đai

6.3.3 Thép đai tại vị trí gối dầm (L/4)

- Tại tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí cách gối dầm 1 đoạn 1,5h 0 :

Q b,1 = 0,83 × R bt × b × h 0 = 0,83 × 1,05 × 300 × 550 = 143,7 kN s ct = min(0,5h 0 ; 300) = 275 mm s max =R bt × b × h 0 2

209,06 × 10 3 = 455,7 mm + Chọn bố trí đai 2 nhánh đường kính 8 bước đai 150 mm:

- Tại vị trí gối có :

Q max = 209,06 kN < Q b,1 + Q sw,1 = 257 kN (thỏa mãn điều kiện)

6.3.4 Thép đai ngoài vị trí gối (L/4)

- Chọn bố trí đai 2 nhánh đường kính 8 bước đai 200 mm:

Q sw,1 = q sw × h 0 =nR × sw × A sw s h 0 =2 × 170 × 50

- Tại ngoài vị trí gối đoạn L dầm /4 có Q = 210,61 kN:

Q l/4 = 209,06 < Q b,1 + Q sw,1 = 256,62 kN (thỏa mãn điều kiện)

+ Chọn bố trí đai 8a150 trong đoạn L/4

+ Chọn bố trí đai 8a100 cho đoạn còn lại

6.3.5 Tính cốt treo tại vị trí dầm phụ giao với dầm chính

- Khi diện tích cốt treo Atreo đủ lớn thì ta dùng cốt treo dưới dạng cốt thép đai và tổng diện tích cốt thép treo ở cả 2 bên là:

Diện tích cốt treo: Atreo = 1 w s

- Khi diện tích cốt treo Atreo là khá bé nên dùng cốt treo dạng vai bò, Diện tích cốt thép vai bò

Diện tích cốt treo: Atreo = 1

Rsw: cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai

P1: lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính

Số cốt treo cần thiết: m w tr s

A n A n: số nhánh đai chọn làm cốt treo

Asw: diện tích 1 nhánh đai

Sin : là góc nghiêng của cốt thép vai bò

Khoảng cách đặt cốt treo: Str = bdp + 2x(hdc – hdp)

Hình 6 4 Chọn tiêu chuẩn thiết kế

Hình 6 5 Sử dụng combo bao để thiết kế thép dầm

Hình 6 6 Tên cột , dầm theo etabs

Hình 6 7 Bảng tính thép dầm tự động trong etabs

6.3.6 Kết quả tính cốt thép dọc

Bảng 6 2 Tính toán cốt thép dầm khung 3:

(kN,m) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) (cm 2 ) (%)

Bảng tính thép và bảng tính thép tự động trong phần mềm Etabs cho thấy sự sai lệch không đáng kể, do đó, người dùng có thể trực tiếp sử dụng kết quả từ Etabs để bố trí thép một cách hiệu quả.

Tính toán cột khung trục 3

6.4.1 Tính cốt thép theo cột lệch tâm xiên

Để tính toán thép cho cột, chúng ta chỉ cần chú ý đến lực nén dọc trục và mô men theo hai phương Cột là cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên, do đó không thể sử dụng biểu đồ bao nội lực như trong tính toán dầm Tại bất kỳ vị trí nào của cột, lực dọc và mô men không đạt cực trị đồng thời, nghĩa là vị trí có giá trị lực dọc lớn nhất chưa chắc đã có giá trị mô men lớn nhất.

Để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế, cần xác định các cặp nội lực cho từng cột, bao gồm cặp có lực dọc lớn nhất và giá trị mô men tương ứng, cũng như cặp có mô men lớn nhất và lực dọc tương ứng.

- Chọn cột tầng 1 công trình tiết diện 450 × 650 𝑚𝑚

Sau khi mô hình công trình và giải được các cặp nội lực sau:

Bảng 6 3 Bảng nội lực cột C27 tầng 1

Tầng Cột Tổ hợp N kN

- Xem liên kết giữa sàn và cột là liên kết cứng nên ψ = 0,7

- Chiều dài tính toán cột:

- Độ lệch tâm tĩnh học: M max và N maxm e 1x =M x

4310.83= 52,87 mm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e ax = max (l cột

30; 10mm) = 21,66 mm e ay = max (l cột

- Xét lệch tâm tương đương:

- Xác định vùng nén BT

- Tính toán cốt thép dọc cột:

- Kiểm tra hàm lượng thép:

6.4.2 Kết quả tính toán và bố trí thép

- Xem bảng phụ lục về nội lực và tổ hợp nội lực phục vụ cho việc tính toán

- Mỗi phân tử được tính toán tại hai mặt cắt đầu cột và chân cột

- Sử dụng bảng tính thép tự động trong phần mềm etabs để tính thép cột

- Có 2 cách để lọc nội lực

- Cách 1 : Lọc theo Mmax Mxmax Mymax

- Cách 2 : Sử dụng tất cả combo trừ combo BAO để tính toán và chọn combo thép lớn nhất để bố trí

Hình 6 8 Bảng tính thép cột tự động trong etabs

Bảng 6 4 Bảng nội lực tính thép cột

(kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

C9 Combo7 -999.005 4.4593 39.3675 3200.00 2240 300 400 50 C23 Combo9 -3225.8397 -194.215 -3.4775 3200.00 2240 450 650 50 C28 Combo8 -3649.6822 220.575 1.0857 3200.00 2240 450 650 50 C27 Combo9 -3677.2652 -226.006 0.1078 3200.00 2240 450 650 50 C7 Combo8 -3487.1289 192.2577 7.7579 3200.00 2240 450 650 50 Tầng 2

C9 Combo4 -608.403 4.9225 -3.817 4100.00 2870 300 400 50 C23 Combo4 -2152.84 -33.4356 -6.7194 4100.00 2870 450 650 50 C28 Combo8 -3252.06 251.5086 0.5357 4100.00 2870 450 650 50 C27 Combo5 -2654.13 -266.206 0.4576 4100.00 2870 450 650 50 C7 Combo8 -3063.01 214.2066 8.045 4100.00 2870 450 650 50

(kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

C9 Combo4 -520.1847 1.8076 -8.0451 3700.00 2590 250 400 50 C23 Combo9 -2392.7843 -222.511 10.5326 3700.00 2590 450 500 50 C28 Combo4 -2244.5062 37.7095 0.3842 3700.00 2590 450 650 50 C27 Combo9 -2816.0771 -238.531 3.0099 3700.00 2590 450 650 50 C7 Combo8 -2582.849 212.7243 5.9801 3700.00 2590 450 500 50 Tầng 4

C9 Combo4 -438.358 2.0413 -5.4999 3700.00 2590 250 400 50 C23 Combo4 -1507.78 -10.7967 -5.693 3700.00 2590 450 500 50 C28 Combo8 -2464.23 215.1808 -0.6325 3700.00 2590 450 550 50 C27 Combo9 -2487.12 -224.425 -0.2399 3700.00 2590 450 550 50 C7 Combo5 -1599.43 -3.417 -1.7097 3700.00 2590 450 500 50 Tầng 5

C9 Combo11 -474.0057 -3.0726 -6.0218 3700.00 2590 250 400 50 C23 Combo6 -1510.7871 -14.7793 9.234 3700.00 2590 450 500 50 C28 Combo4 -1643.7562 23.0039 0.386 3700.00 2590 450 550 50 C27 Combo4 -1720.5891 7.975 0.4752 3700.00 2590 450 550 50 C7 Combo5 -1279.8784 -33.6651 -1.2411 3700.00 2590 450 500 50 Tầng 6

C9 Combo4 -260.551 1.9886 -3.0436 3700.00 2590 250 300 50 C23 Combo9 -1206.49 -138.935 -9.1091 3700.00 2590 350 450 50 C28 Combo4 -1261.89 106.0185 -0.2665 3700.00 2590 350 400 50 C27 Combo9 -1541.28 -112.444 0.6776 3700.00 2590 350 400 50 C7 Combo5 -962.855 -9.9457 -0.7629 3700.00 2590 350 450 50 Tầng 7

C9 Combo9 -232.9598 -17.9046 -37.6195 3700.00 2590 250 300 50 C23 Combo6 -780.3861 -17.1982 2.4607 3700.00 2590 350 450 50 C28 Combo5 -815.0405 -1.9069 -0.0676 3700.00 2590 350 400 50 C27 Combo4 -828.8591 0.9108 0.0119 3700.00 2590 350 400 50 C7 Combo4 -717.6179 19.2488 0.2485 3700.00 2590 350 450 50 Tầng 8

C9 Combo11 -105.21 -13.4754 -38.4379 3700.00 2590 250 300 50 C23 Combo9 -398.518 -143.842 0.5533 3700.00 2590 350 450 50 C28 Combo13 -495.043 24.8428 -9.724 3700.00 2590 350 400 50 C27 Combo12 -508.078 -39.1243 -8.9157 3700.00 2590 350 400 50 C7 Combo8 -399.318 149.036 1.5072 3700.00 2590 350 450 50

Bảng 6 5 Chọn cốt thép cho cột

Tính cốt thép đai cho cột

Cốt thép ngang trong cột có vai trò quan trọng trong việc liên kết các thép dọc, tạo thành khung thép chắc chắn Nó giúp giữ đúng vị trí cho cốt thép dọc khi tiến hành đổ bê tông và đảm bảo sự ổn định cho cốt thép dọc chịu nén.

- Cốt đai cũng có tác dụng chịu lực cắt Lực cắt trong cấu kiện chịu nén thường nhỏ cốt đai thường được đặt theo cấu tạo

- Để giữ ổn định cho côt dọc tốt nhất là cốt dọc nằm ở góc cốt đai

- Tại các nút khung phải dùng đai kín

- Đường kính thép phải thỏa:

6𝑚𝑚  Chọn đai: ∅8 Vậy bố trí đai ∅8a100 cho đoạn nối buộc với thép dọc và 8a150 cho đoạn còn lại

- Tải trọng từ tường xây truyền lên dầm chính:

- Sử dụng cốt treo dạng đai, chọn ∅8 có a sw = 50(mm 2 ), n = 2 nhánh: m ≥

=> Chọn m = 6 đai, bố trí mỗi bên dầm 3 đai.

THIẾT KẾ MÓNG TRỤC 3

Địa chất công trình

7.1.1 Điều kiện địa chất công trình a, Địa điểm xây dựng:

+ Công trình “NHÀ LÀM VIỆC CÔNG TY THÉP THÁI NGUYÊN ” là công trình gồm 7 tầng + tum b,Đặc điểm xây dựng công trình:

Các cấu kiện chịu lực chính của công trình bằng BTCT đổ liền khối

Hệ kết cấu khung chịu lực cho công trình Trong đó :

Hệ thống cột và dầm tạo thành khung chịu tải trọng đứng và ngang, với bước khung 6,8 m và bước cột 7 m.

Khi tính toán khung mặt ngàm tại cốt ±0.00

Công trình sử dụng gạch rỗng cho tường bao che kích thước 220(mm) và tường ngăn kích thước 110(mm)

Thiết kế móng phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:

+ Áp lực thêm ở đáy móng không được vượt quá khả năng chịu lực của nền đất hoặc khả năng chịu lực của cọc

+ Do phần móng cần tính toán thuộc kết cấu cơ bản là khung BTCT có tường chèn nên theo TCVN 10304-2014 ta có:

S = 0,002 gh c,Đánh giá điều kiện địa chất công trình

Dựa trên tài liệu khoan khảo sát địa chất kết hợp với thí nghiệm đất hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, khu vực xây dựng được phân chia thành 6 lớp đất tương đối đồng nhất theo chiều ngang và chiều sâu Chiều dày mỗi lớp đất được xác định theo mặt cắt địa chất điển hình Cụ thể, lớp 1 là lớp sét pha màu nâu vàng, có trạng thái dẻo cứng, dày 1,95m với sức chịu tải thấp Lớp 2 là lớp bùn sét pha màu xám xanh và xám đen, có trạng thái từ chảy đến dẻo chảy, dày 3m cũng với sức chịu tải thấp.

Lớp 3 gồm lớp sét pha màu xám xanh, có trạng thái dẻo mềm và độ dày 4m, với sức chịu tải trung bình Trong khi đó, lớp 4 là lớp sét màu xám xanh và nâu đỏ, có trạng thái dẻo cứng và độ dày 20m, được đánh giá là lớp đất tốt với sức chịu tải cao, rất phù hợp cho việc xây dựng công trình.

Lớp 5 là lớp cát hạt nhỏ màu nâu vàng, có lẫn một ít sỏi sạn và có độ dày khoảng 5m Lớp đất này có sức chịu tải cao, trạng thái chặt vừa, rất thuận lợi cho việc xây dựng các công trình.

+ Lớp 6: Lớp cát hạt trung, màu nâu vàng, lẫn ít sỏi sạn, cuội nhỏ, trạng thái chặt, bề dày chưa xác định , lớp đất tốt, sức chịu tải cao

Mực nước ngầm ở độ sâu 4m so với mặt đất tự nhiên

Hình 7 1 Mặt cắt địa chất công trình

7.1.2 Chi tiết về tính chất xây dựng các lớp đất:

Lớp 1: Đất sét pha màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Lớp đất này có bề dày lớp không lớn, trung bình 1,95m

Bảng 7 1 Bảng chỉ tiêu cơ lý của lớp 1

STT Các đặc trưng Ký hiệu Đơn vị Giá trị trung bình

3 Khối lượng thể tích tự nhiên γ w g/cm 3 1,85

4 Khối lượng thể tích khô γ k g/cm 3 1,41

10 Góc nội ma sát  Độ 10 0 21'

11 Trị số xuyên SPT N búa 9,0

12 Mô đun biến dạng E 1-2 MPa 11,873

13 Khối lượng thể tích đẩy nổi γ dn g/cm 3 0.65

Lớp bùn sét pha, xám xanh, xám đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy Lớp đất này có bề dày trung bình 3m

Lớp sét pha, màu xám xanh, trạng thái dẻo mềm Lớp đất này có bề dày trung bình 4m

13 Khối lượng thể tích đẩy nổi γdn g/cm3 0.95

Lớp sét, màu xám xanh, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng Lớp đất này có bề dày trung bình 20m

Lớp cát hạt nhỏ, màu nâu vàng, lẫn ít sỏi sạn, trạng thái chặt vừa Lớp đất này có bề dày trung bình 5m

Bảng 7 5 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 5

9 Trị số xuyên SPT trung bình N búa 22

10 Mô đun biến dạng (theo SPT) E 1 - 2 MPa 28

Cát hạt trung màu nâu vàng, lẫn ít sỏi sạn, cuội nhỏ, trạng thái chặt Bề dày chưa xác định vì chưa khoan thủng tầng

8 Góc nội ma sát  Độ 30 0

9 Trị số xuyên SPT trung bình N búa 50

10 Mô đun biến dạng (theo SPT) E 1 - 2 MPa 64

Đánh giá chi tiêu cơ lí của nền đất

- Đánh giá trạng thái của đất sét pha ( Đất dính ) thông qua độ sệt IL của lớp đất

Với IL= 0,394 ; 0,25 ≤ IL ≤ 0,5 nên đất có trạng thái dẻo cứng

- Xét hệ số nén lún ai

Với ai là hệ số nén lún

P i là áp lực tác dụng lên các lớp đất

Hệ số rỗng e i của các cấp áp lực P i (MPa)

SVTH:TRẦN NHẤT THỐNG MSSV:17060021 108 i i a 0, 0023 0, 0017 0, 0014 00, 01 a = 0, 0016( ) a   4   MPa

0,0001 1 nên đất có trạng thái chảy (nhảo)

Pi là áp lực tác dụng lên các lớp đất

Vì đây là đất ở trạng thái dẻo chảy, nên hệ số nén lún không nên áp dụng trong trường hợp dẻo chảy

Lớp 3 :Lớp Bùn sét pha, trạng thái dẻo mềm

- Đánh giá trạng thái của đất sét pha ( Đất dính ) thông qua độ sệt B của lớp đất

IL= 0,745 ; 0,5 ≤ IL ≤ 0,75 nên đất có trạng thái Dẻo mềm

- Xét hệ số nén lún ai i i a 0, 0159 0, 007 0, 004 0, 0014 a = 0, 007( ) a    4   MPa

Lớp 4 :Lớp bùn sét pha, trạng thái dẻo cứng

- Đánh giá trạng thái của đất sét pha ( Đất dính ) thông qua độ sệt B của lớp đất

IL= 0,286 ; 0,25 ≤ IL ≤ 0,5 nên đất có trạng thái Dẻo Cứng

SVTH:TRẦN NHẤT THỐNG MSSV:17060021 110 Đất có tính nén lún vừa

Lớp 5 :Lớp cát hạt nhỏ, trạng thái chặt vừa

- Đánh giá trạng thái của đất hạt rời thông qua hệ số rỗng e0 đã cho của lớp đất

- Thông qua độ ẩm của đất rời G = 91 %, đấ thuộc đất bão hòa nước

91 = 0,679 Tra phần 4.3.1.2 Trang 33, Sách Cơ Học Đất, Lê Xuân Mai, Đỗ Hữu đạo)

0,55 ≤ 𝑒 0 ≤ 0,7, đất thuộc trạng thái chặt vừa

Lớp 6 :Lớp cát hạt vừa, trạng thái chặt

- Đánh giá trạng thái của đất hạt rời thông qua hệ số rỗng e0 đã cho của lớp đất

- Thông qua độ ẩm của đất rời G = 97 %, đấ thuộc đất bão hòa nước

𝑒 0 ≤ 0,55, đất thuộc trạng thái chặt

Kết luận

- Lớp đất 1, 2 và 3 là những lớp đất sét, sét pha trạng thái chảy đến chảy dẻo có khả năng chịu tải kém, biến dạng lún lớn

- Lớp 4 là lớp sét có trạng thái dẻo cứng và dày có khả năng chịu tải trung bình, tính năng xây dựng trung bình, biến dạng lún trung bình

Vì công trình được xây dựng trên nền đất yếu, giải pháp móng sâu được lựa chọn nhằm truyền tải trọng xuống lớp đất 4 có trạng thái và tính chất cơ lý phù hợp, đảm bảo độ sâu thích hợp cho việc xây dựng.

Phương án móng được đề xuất

Trong thiết kế nhà thấp tầng, việc lựa chọn kết cấu chịu lực chính và giải pháp nền móng đều rất quan trọng Kiểu móng được chọn quyết định đến toàn bộ công trình, cần xem xét nhiều yếu tố như điều kiện địa chất, tính khả thi kỹ thuật, an toàn, tốc độ thi công, môi trường và kinh tế.

Nhà thấp tầng có tải trọng đứng và tập trung ở mức trung bình Khi chịu tác động của tải trọng ngang, sẽ xảy ra mômen lật trung bình Do đó, việc lựa chọn giải pháp móng sâu, đặc biệt là móng cọc ép, là một lựa chọn hợp lý cho công trình.

Phương án móng cọc đúc sẵn đang trở thành lựa chọn phổ biến trong xây dựng trên nền đất yếu nhờ vào việc ép cọc xuống độ sâu thiết kế Phương pháp này không chỉ dễ thi công mà còn có chi phí thấp và không gây ra tiếng ồn, mang lại nhiều lợi ích cho các dự án xây dựng.

Một nhược điểm của thiết kế có chiều sâu lớn là cần sử dụng nhiều cọc do cọc ép có sức chịu tải hạn chế, điều này yêu cầu phải có mặt bằng rộng rãi để thực hiện.

Dựa vào các đặc điểm của các phương án thiết kế móng đã nêu, cùng với việc xem xét phản lực chân cột và chiều sâu móng không lớn, phương án tối ưu cho thiết kế móng là sử dụng móng cọc ép.

Móng M1 và M2 được lựa chọn làm đại diện cho việc tính toán theo phương án móng cọc ép, từ đó cung cấp cơ sở hợp lý để xác định phương án móng phù hợp cho toàn bộ công trình.

Vật liệu sử dụng

Bê tông B25: R b = 14,5 MPa R bt = 1,05 MPa E b = 30.10 3 MPa

Cốt thép CB240-T: R s = R sc = 210 MPa R sw = 170 MPa E s = 20.10 4 MPa

Cốt thép CB400-V: R s = R sc = 350 MPa R sw = 280 MPa E s = 20.10 4 MPa

Hệ số điều kiện làm việc của Bê tông:  b = 0,9

Thiết kế móng trục 3

- Tải trọng chân cột khung trục 5 truyền xuống móng ta có nội lực tại các chân cột ta có các cặp nội lực như sau:

+ Cặp nội lực 1: Lực dọc lớn nhất: ax tt m tt x tt y tt x tt y

+ Cặp nội lực 2 và 3: Mômen lớn nhất: ax tt tt x m tt y tt x tt y

 hoặc ax tt tt x tt y m tt x tt y

+ Cặp nội lực 4 và 5: Lực ngang lớn nhất: ax tt tt x tt y tt x m tt y

  hoặc ax tt tt x tt y tt x tt y m

Trong thiết kế móng cọc, việc lựa chọn cặp tổ hợp 1 với lực dọc lớn nhất là rất quan trọng để tính toán và thiết kế chính xác Sau khi hoàn thành bước này, các cặp nội lực còn lại sẽ được sử dụng để kiểm tra tính hiệu quả và độ an toàn của móng cọc.

- Khi kiểm tra cọc chuyển vị ngang hoặc kiểm tra xoay của móng thì dùng cặp nội lực 2 và

3 để tính toán và dùng tổ hợp 1

- Nội lực lực tính toán móng được xuất ra từ phần mềm Etabs

Story Label Output Case FZ FX FY MX MY MZ

Combo1 1254.7916 21.8345 5.1924 -2.9375 10.2466 0.0128 Combo2 1082.7693 0.3608 5.1037 -3.2649 -11.048 -0.0206 Combo3 1239.2589 32.6685 8.0082 -6.4795 28.556 0.0059 Combo4 687.2842 15.4602 -46.3958 46.8167 7.768 0.0292 Combo5 1573.6253 14.8262 53.7597 -50.9314 6.4426 -0.0093 Combo6 1199.441 7.8612 6.3209 -3.9362 -6.4055 -0.0151 Combo7 1340.2816 36.9381 8.935 -6.8294 29.2381 0.0088 Combo8 843.5044 21.4507 -40.0286 41.1372 10.5289 0.0298 Combo9 1641.2114 20.8801 50.1114 -46.8361 9.3361 -0.0049 Combo10 933.1186 12.0521 -25.6119 27.1805 -1.0866 0.0054 Combo11 1491.5135 11.6527 37.486 -34.4009 -1.9216 -0.0189 Combo12 1031.7071 32.406 -23.7821 25.1553 23.8639 0.0221 Combo13 1590.102 32.0066 39.3159 -36.4261 23.0289 -0.0022

Combo1 3729.2439 20.9559 69.3057 -32.4259 9.3574 0.0401 Combo2 3050.7688 -26.595 49.1224 -24.261 -63.8975 -0.0649 Combo3 3062.4946 61.8477 54.1726 -31.0786 90.4782 0.0185 Combo4 3233.6439 18.2435 -43.7599 81.3423 9.6207 0.092 Combo5 2896.4714 8.8484 136.733 -124.8184 2.5431 -0.0293 Combo6 3649.9652 -15.9119 69.3961 -33.6277 -53.9516 -0.0474 Combo7 3660.5185 63.6865 73.9412 -39.7635 84.9866 0.0277 Combo8 3814.5528 24.4427 -14.198 61.4152 12.2148 0.0938 Combo9 3511.0977 15.9871 148.2456 -124.1294 5.8449 -0.0154 Combo10 3760.0326 -2.1144 11.8291 31.9941 -32.8277 0.0168 Combo11 3547.6139 -8.0333 125.5397 -97.8871 -37.2866 -0.0596 Combo12 3767.4198 53.6045 15.0107 27.699 64.429 0.0694 Combo13 3555.0012 47.6856 128.7213 -102.1822 59.9701 -0.007

Combo1 4355.2726 0.9201 -59.7863 25.5107 1.059 0.0401 Combo2 3498.9115 -36.8464 -38.89 15.2389 -66.0366 -0.0649 Combo3 3532.2787 48.1319 -32.3369 7.7469 85.018 0.0185 Combo4 3079.5282 1.1561 -140.3757 124.7034 1.1194 0.092 Combo5 3904.2553 0.2371 57.7234 -89.3589 0.1252 -0.0293 Combo6 4275.2523 -32.8909 -55.7477 22.5368 -58.9776 -0.0474

Combo7 4305.2828 43.5895 -49.85 15.7939 76.9714 0.0277 Combo8 3897.8074 1.3113 -147.0849 121.0549 1.4627 0.0938 Combo9 4640.0617 0.4842 31.2043 -71.6012 0.568 -0.0154 Combo10 4013.5679 -22.4648 -118.8067 90.6234 -40.6666 0.0168 Combo11 4533.146 -23.0438 5.9957 -44.2358 -41.2929 -0.0596 Combo12 4034.5893 31.0715 -114.6783 85.9034 54.4978 0.0694 Combo13 4554.1673 30.4925 10.1242 -48.9558 53.8714 -0.007

Combo1 4381.806 1.0146 68.0406 -31.8581 0.6813 0.0401 Combo2 3516.6544 -35.9963 49.1955 -24.2938 -65.0595 -0.0649 Combo3 3478.9305 47.9531 55.8062 -31.8118 84.7624 0.0185 Combo4 3910.2795 0.0684 -54.2709 86.0596 -0.2223 0.092 Combo5 3131.0851 1.2134 147.6373 -129.7123 0.7828 -0.0293 Combo6 4292.0685 -31.9963 68.1659 -33.0756 -58.1646 -0.0474 Combo7 4258.117 43.5582 74.1156 -39.8418 76.6751 0.0277 Combo8 4646.3311 0.4619 -24.9539 66.2424 0.1888 0.0938 Combo9 3945.0562 1.4924 156.7636 -127.9522 1.0935 -0.0154 Combo10 4538.6023 -22.4649 3.8865 35.5587 -40.8395 0.0168 Combo11 4047.7098 -21.7436 131.0887 -100.3776 -40.2063 -0.0596 Combo12 4514.8363 30.4232 8.0512 30.8224 53.5483 0.0694 Combo13 4023.9438 31.1446 135.2535 -105.1138 54.1815 -0.007

Combo1 3506.4016 -5.4164 -90.0476 39.0919 -2.6541 0.0401 Combo2 2983.0322 -39.3739 -58.4779 24.03 -64.691 -0.0649 Combo3 2953.763 42.8396 -55.7857 18.2707 82.4403 0.0185 Combo4 3265.4953 -7.8638 -108.1289 110.2311 -5.3837 0.092 Combo5 2704.112 -1.1568 -11.6731 -58.2137 0.6417 -0.0293 Combo6 3452.6475 -36.703 -85.7521 36.0028 -58.7138 -0.0474 Combo7 3426.3053 37.2891 -83.3291 30.8194 73.7044 0.0277 Combo8 3706.8643 -8.3439 -130.438 113.5837 -5.3372 0.0938 Combo9 3201.6194 -2.3077 -43.6278 -38.0166 0.0856 -0.0154 Combo10 3629.9615 -29.4025 -116.5199 89.5971 -43.7854 0.0168 Combo11 3276.2901 -25.1772 -55.7528 -16.5231 -39.9894 -0.0596 Combo12 3611.522 22.3919 -114.8238 85.9688 48.9073 0.0694 Combo13 3257.8505 26.6173 -54.0567 -20.1515 52.7034 -0.007

Bảng 7 7 Tải trọng tính toán móng

- Ứng suất lớn nhất tại chân cột C27

W x , W y moment kháng uốn tại chân cột theo phương x, y

- Ứng suất lớn nhất tại chân cột :

- Trong đó : diện tích chân cột

12 = 0,10 𝑚 4 : Momen kháng uốn theo phương X của tiết diện ngang cổ cột

12 = 0,10 𝑚 4 : Momen kháng uốn theo phương Y của tiết diện ngang cổ cột

- Chọn cặp nội lực 1 của cột C27 có tiết diện b×hE0×650mm để tính ứng suất σ max =N

Bảng 7 8 Tải trọng tiêu chuẩn

Tải trọng lên móng được tính từ Etabs là tải trọng tính toán, nhưng để có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn chính xác, cần lập bảng tổ hợp nội lực chân cột bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác động lên công trình Để đơn giản hóa, quy phạm cho phép sử dụng hệ số vượt tải trung bình n = 1.15 Do đó, tải trọng tiêu chuẩn sẽ được xác định bằng cách chia tổ hợp các tải trọng tính toán cho hệ số vượt tải trung bình.

Hình 7 2 Sơ đồ quy ước phương chiều của lực tắc dụng lên công trình

Chọn chiều sâu đặt đài cọc, chọn kích thước cọc

7.7.1 Chọn sơ bộ chiều cao đài và chiều sâu chôn móng

- Tính toán điển hình cho móng M1

SVTH:TRẦN NHẤT THỐNG MSSV:17060021 117 hmin1 = tg(45 0 -

-  : Dung trọng tự nhiên của lớp đất đài  = 18,7 (Kn/m 3 );

- Q : Lực xô ngang từ tải công trình truyền xuống

- Bm, Lm: Bề rộng, chiều dài đài

18,7 × 1.5= 2,02𝑚 hmin = max(hmin1; hmin2) = max(1,67 ; 2,02) = 1.58m

Sơ bộ chiều cao đài

Ta tiến hành đặt đài cọc ở lớp đất thứ 2 và sâu 0.5 m tính từ lớp đất thứ 2

Chọn sơ bộ chiều cao đài theo công thức: hđ ≥ ac + lngàm + 0.2 ac : cạnh lớn của cột; ac = 0.65 m lngàm : chiều dài cột ngàm vào đài; lngàm = 0.1 m

7.7.2 Chọn kích thước cọc và cốt thép cọc

Cọc dài 18 m được chia thành hai đoạn nối với nhau, mỗi đoạn dài 9 m Mũi cọc được cắm vào lớp đất thứ 4, là lớp sét có trạng thái dẻo cứng và dày.

- Cọc ngàm vào đài một đoạn 0.1 m và đoạn đập đầu cọc 0.7 m

=> Chiều dài thực tế của cọc là: 18 – (0.1 + 0.7) = 17.2 m

- Chọn cốt thép cho cọc với hàm lượng thép hợp lý : 𝜇 = (0.9 ÷ 1.2)%

Vậy ta chọn thép trên tiết diện ngang cọc gồm 4𝜙18(𝐴 𝑠 = 1018 𝑚𝑚 2 )

7.7.3 Tính toán kiểm tra cốt thép cọc theo điều kiện vận chuyển

Theo mục 7.1.10 TCVN 10304-2014: đặt móc cẩu cách đầu cọc 0.3L

Hình 7 3 Sơ đồ cẩu và lắp cọc

Trọng lượng bản thân cọc q bt = A C × γ bt × k d k d : hệ số xung kích, khi tính theo cường độ k d = 1,5

Thay vào ta được q bt = A C × γ bt × k d = 0,30 2 × 25 × 1,5 = 3,375 (kN/m)

Sơ đồ dựng lấp nguy hiểm hơn nên chọn momen dựng lắp để tính toán

M g = 0,045 × q × L 2 Với L= 6 (m) và q = 3,375 (kN/m) thay vào M g ta được

Tính toán thép cốt dọc cọc với M max = 5,46 (kN/m)

Tính toán cốt dọc cho dầm tiết diện b × h

Giả thuyết a = 30mm → h 0 = h − a = 300 − 30 = 270mm α m = M max γ b × R b × b × h 0 2 = 5,46 × 10 6

Chọn thép chịu kéo : 1ϕ18 (A s = 254,5 mm 2 )

Vậy thép trên tiết diện ngang của cọc gồm 4ϕ18 (A s = 1018 mm 2 )

Tính toán cốt thép làm móc cẩu:

350 = 57,85 mm 2 Chọn 1ϕ16 (A s = 210 mm 2 ) Đoạn neo thép móc cẩu: chọn l n = 500(mm)

Xác định sức chịu tải của tính toán của cọc

7.8.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu BTCT làm cọc

Theo Mục 7.1.9 TCVN 10304 -2014 :sức chịu tải theo cường độ vật liệu phải nhân với hệ số điều kiện làm việc

𝑅 𝑢,𝑣𝑙 = 𝑚𝜑 × (𝑅 𝑏 × 𝐴 𝑏 + 𝑅 𝑠𝑛 × 𝐴 𝑠𝑛 ) Trong đó: m : hệ số điều kiện làm việc; m = 1

 : hệ số uốn dọc của cọc

𝑅 𝑏 :cường độ chịu nén tính toán của bê tông (B25): Rb = 14.5 (Mpa)

𝑅 𝑠𝑛 : cường độ chịu kéo tính toán của thép nhóm CB400-V = 𝑅 𝑠 = 350 (𝑀𝑝𝑎)

𝐴 𝑏 = 𝐴 𝑐 − 𝐴 𝑠 : diện tich mặt cắt ngang bê tông thân cọc

𝐴 𝑠𝑛 : diện tích thép trên mặt cắt ngang cọc

Xác định hệ số uốn dọc của cọc

7.9.1 Trường hợp 1 thi công ép cọc

Hình 7 4 Trường hợp cọc làm việc chịu tải công trình

- Lớp 1 sét pha , màu nâu vàng , trạng thái dẻo cứng

B = 0.17 tra bảng 2.1 và nội suy => k = 14040 kN/m 4

- Lớp 2 bùn sét pha , xám xanh , xám đen , trạng thái chảy đến dẻo chảy

- Lớp 3 sét pha , màu xám xanh , trạng thái dẻo mềm

- Lớp 4 sét , màu xám xanh , nâu đỏ , trạng thái dẻo cứng

Đối với mọi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu, có thể xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài một khoảng l1, được xác định theo công thức 5 = 0,90 (𝑚).

7.9.2 Trường hợp 2: Khi thi công ép (đóng) cọc:

Hình 7 5 Trường hợp thi công ép (đóng) cọc

Thiên về an toàn chọn giá trị:

7.9.3 Sức chịu tải của cọc dựa vào chỉ tiêu cơ lý đất nền

Theo Mục 7.2.2.1 TCVN 10304 -2014: Sức chịu tải trọng nén Rc,u

R c,u = γ c × (γ cq × q b × A b + U ∑ γ cf × f i × L i ) Trong đó: γ c : hệ số điều kiện làm việc của bê tông, đối với cọc ép γ c = 1 q b : cường độ sức kháng đất mũi cọc có IL = 0.286 => q b = 4500 𝑘𝑁/𝑚 2 lấy theo bảng 2

U: chu vi tiết diện ngang thân cọc U = 4 × 0.30 = 1.2 m

A b = b c × h c : diện tích của cọc bê tông A b = 0.30 × 0.30 = 0.09 m 2 fi : Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i lấy theo bảng 3

Theo TCVN 10304-2014, hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc được xác định là γcq = 1.1, và hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc là γcf = 1, cả hai đều được lấy theo bảng 4 của tiêu chuẩn này.

Chọn mặt đất tính toán cho móng tại cost sân -0.100 m

Chia các lớp đất đồng nhất dọc theo thân cọc thành những phân lớp nhỏ hơn có bề dày hi ≤ 2m (như hình vẽ)

Hình 7 6 Sơ đồ phân chia các lớp

Bảng 7 9 Giá trị ma sát thành theo độ sâu

Stt Lớp đất Độ sâu tính toán(m)

Bùn , sét pha, xám xanh , xám đen

Lớp 4 Sét pha xám xanh , nâu đỏ

Thay vào ta được : R c,u = 1.1 × 4500 × 0.09 + 1.2 × 604,75 = 1171 kN

7.9.4 Tính toán sức chịu tải của cọc ép theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Xác định sức chịu tải theo mục G TCVN 10304-2014

Thành phần ma sát giữa cọc và đất Q s = U ∑ f i × l i

Trong đó: U = 4 × 0.30 = 1.2 m chu vi tiết diện ngang f i : lực ma sát đơn vị giữa lớp đất thứ I tác dụng lên cọc l i :chiều dày lớp đất thứ I và cọc đi qua

A b = b c × h c :diện tích tiết diện của cọc bê tông =0.09 m 2 Đối với lớp đất rời : f i = k × σ vi ′ × tan × δ (kN/m 2 ) với k i = 1 − sinφ

Ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i” được ký hiệu là ’ n Góc ma sát giữa lớp đất và bề mặt cọc ở lớp đất thứ I được ký hiệu là δ i, đối với cọc bê tông, góc ma sát này được lấy bằng với góc ma sát tương ứng với TTGH1 Hệ số áp lực ngang của đất lên cọc được ký hiệu là k và được lấy theo bảng G.1 trong TCVN 10304-2014.

Đối với lớp đất dính, cường độ kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ i được xác định theo công thức f i = α × C u,i, trong đó C u,i là lực dính không thoát nước của lớp đất thứ i Hệ số α phụ thuộc vào đặc điểm của lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc, phương pháp hạ cọc, cũng như quá trình cố kết của đất trong thi công Lực dính u,i c có thể tra cứu trong hình G.1 TCVN 10304-2014.

Bảng 7 10 Lực ma sát đơn vị đối với lớp đất dính

Chiều dài lớp i C U α fi fi.li

(Bùn , sét pha, xám xanh , xám đen ) 12.40

Lớp 3 (Sét pha xám xanh) 6

Lớp 4 ( Sét pha xám xanh , nâu đỏ)

Cường độ đất nền tại mũi cọc được xác định bằng công thức: q 𝑏 = (c × N’ 𝑐 + q’ ,p × N’ 𝑞 )𝐴 𝑏, trong đó N’ 𝑐 và N’ 𝑞 là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc, được tra cứu từ bảng G.1 TCVN.

Theo tiêu chuẩn 10304-2014, áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc được xác định với giá trị là 9 đối với cọc đóng thường và 6 đối với cọc khoan nhồi Giá trị này phản ánh ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc.

Bảng 7 10 Cường độ đất nền dưới mũi cọc

Lớp đất đặt mũi cọc q’ ,p C

(Cát trung đến nhuyễn chặt vừa) 262 19.1 0.09 9 100 2373.47

Theo 7.1.12 TCVN 10304: Sức chịu tải cực hạn tính theo đất nền,

Theo 7.1.11 TCVN 10304: Sức chịu tải thiết kế của cọc theo đất nền,

 0 : Hê số điều kiện làm việc trong móng có nhiều cọc;  0  1,15

 n : Hệ số tầm quan trọng của công trình, công trình cấp 2;  n  1,15

Theo 7.1.11 mục b, dự kiến số lượng cọc từ 1-6 cọc ta lấy k = 1,65

- Sức chịu tải thiết kế của cọc:

Qa(TK) = min(Pvl; Qa(đn)) = min(1467,3; 709,69) = 709,69 kN

Pép max = (2÷3)Qa(TK) = 2Qa(TK) = 2709,69= 1419,38 kN

Pép min = (1.5÷2)Qa(TK) = 1.5Qa(TK) = 1.5 709,69 = 1064,53 kN

Pvl ≥ Pép max ≥ Pép min ≥ Qa(TK) (thỏa)

Thiết kế móng M1

7.10.1 Nội lực tính toán cho móng M1

Bảng 7 11 Tải trọng tính toán dùng để tính móng M1

7.10.2 Xác định số lượng và bố trí cọc trong đài móng

Xác định số lượng cọc trong đài

Xác định sơ bộ số lượng cọc:

N tt : Lực dọc tính toán tại chân cột

Qa(TK): Sức chịu tải thiết kế của cọc

 : Hệ số xét đến moment, lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất nền trên đài,  = (1 ÷ 1.5 ) n c : Số lượng cọc sơ bộ

7.10.3 Bố trí cọc trong đài

Khoảng cách giữa các trục cọc  3b  3  0.3  0.9 (m) => Chọn 0.9 m theo phương y và 0.9 m theo phương x

Khoảng cách giữa trục cọc biên và mép đài  0.7b  0.7  0.3  0.21(m)

Kích thước móng Lx B x hđ = 1,7 x 1,7 x 1,2 (m)

Hình 7 7 Bố trí cọc trong đài móng M1

- Kiểm tra phản lực đầu cọc

Diện tích đế đài thực tế:

- Trọng lượng của đài và đất trên đài:

- Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đầu cọc

 Tổng moment quy về đầu cọc nc: tổng số cọc trong móng xi, yi: khoảng cách từ tâm cọc thứ i tới trục đó

Bảng 7 12 Tải trọng tác dụng lên móng M1

Móng Cột  N tt (kN)  M y tt (kNm)  M tt x (kNm)

Số hiệu Vị trí cọc Tọa độ 2 x i

7.10.4 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm

- 𝑛 1 số hàng cọc trong nhóm

- 𝑛 2 số cọc trong một hàng

- S khoảng cách 2 cọc tính từ tâm, thiên vê an toàn lấy 𝑠 = 3𝑑 = 0,9 𝑐𝑚

- Sức chịu tải của nhóm cọc

 Vậy thỏa sức làm việc của cọc theo nhóm

Kiểm tra điều kiện móng cọc đài thấp

7.11.1 Kiểm tra độ ổn định của nền đất dưới mũi cọc

Hình 7 8 Xác định kích thước khối móng quy ước

- Góc ma sát của các lớp đất xuyên qua cột

Chiều dày khối móng quy ước

- Chiều rộng đáy móng khối quy ước:

- Khối móng qui ước có kích thước

- Chiều cao móng khối quy ước:

- Diện tích đáy móng khối quy ước

- Trọng lượng đất phủ trên đài:

- Trọng lượng toàn bộ cọc trong móng:

- Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc:

=> Trọng lượng móng khối quy ước:

- Lực nén tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước:

- Mômen tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước:

- Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối qui ước:

9,06 = 696,71 𝑘𝑁/𝑚 2 σmax min tc =N qư tc

- Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên:

- Xác định áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước:

- Trong đó: m1 , m2: hệ số điều kiện làm việc của nền và của nhà

Theo bảng 15 trang 17 của TCVN 9362-2012 về TCTK nền nhà và công trình, giá trị m1 được xác định là 1,2 và m2 là 1 Hệ số độ tin cậy ktc được tính là 1, do các chỉ tiêu cơ lý của đất nền đã được xác định thông qua thí nghiệm trực tiếp.

A, B, D: các trị số phụ thuộc vào góc ma sát trong  của đất

II qu II m II II tc m m

7.11.2 Kiểm tra độ lún của móng

- Nền đất dưới đáy móng khối quy ước làm việc ổn định theo cường độ

- Kiểm tra lún dưới đáy móng khối quy ước

- Dùng phương pháp tổng phân tố để tính lún với bề dày mỗi phân tố:

- Chọn bề dày các lớp phân tố:

- Độ lún Si được xác định theo công thức sau:

2 ) Trong đó: = 0.8 (theo quy phạm, = 0.8 trong mọi trường hợp)

E0 :module biến dạng điều chỉnh của lớp đất tại mũi cọc

- Điều kiện dừng tính lún: 𝜎 𝑏𝑡 𝑖 = 𝜎 𝑏𝑡 + 𝑍 𝑖 𝛾 ≥ 5 × 𝜎 𝑔𝑙 𝑍𝑖

Bảng 7 13 Bảng tính độ lún M1 Điểm Z i (m) h i (m) 𝐿 𝑞𝑢

Hình 7 9 Biểu đồ ứng suất gây lún móng M1

Phạm vi gây lún tới điểm 5 có độ sâu 5 (m) so với đáy móng khối qui ước:

E0 = m.E m: hệ số điều chỉnh theo giản đồ, m phụ thuộc vào hệ số rỗng e

Mũi cọc đặt tại lớp đất thứ 4, có: e = 0,865 => m = 8,65

2 ) = 0,079 𝑚 Vậy, độ lún của móng : S = 7,9 cm  [S] 10 (cm) Thỏa độ lún tuyệt đối cho phép,

Theo Phụ Lục G TCVN 10304-2014: Với nhà cao tầng kết cấu chịu lực khung BTCT độ lún tuyệt đối S gh  10 (cm)

Kiểm tra điều kiện chọc thủng móng M1

Tháp chống xuyên thủng dạng hình chóp cụt có đỉnh là tiết diện cột tại mặt trên đài móng, độ dốc của mái chóp là 45 0

Tại mặt phẳng đáy đài móng, tháp xuyên thủng bao trùm 1 phần cọc  kiểm tra xuyên thủng hạn chế

7.12.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng hạn chế

Hình 7 10 Tháp chọc thủng theo điều kiện xuyên thủng hạn chế móng M1

Cọc biên được đặt bên ngoài tháp chọc thủng, do đó không gây ra hiện tượng chọc thủng móng Vì lý do này, việc kiểm tra chọc thủng cho móng M1 là không cần thiết.

7.12.3 Tính toán cốt thép đài cọc móng M1

Hình 7 11 Mặt bằng móng M1 7.12.4 Mô men uốn quanh mặt ngàm P3+P4

Tính thép đài với tiết diện chữ nhật b  h = 1500 1200 (mm) h o  h d  a  1200 150  1050 (mm) ξ R = 0.8

350 = 328,8 mm 2 Chọn thép 16 có Asc = 201,1 (mm 2 )

Vậy ta chọn thép 816a200 A sc = 1608 có đi bố trí cho móng

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

SVTH:TRẦN NHẤT THỐNG MSSV:17060021 137 μ min (%) = 0.05% ≤ μ(%) = A sc b × h 0 = 1608

7.12.5 Mô men uốn quanh mặt ngàm P2+P3

Momen tương ứng với mặt ngàm :

Chọn thép 16 có Asc = 201,1 (mm 2 )

Vậy ta chọn thép 816a200 A sc = 1608 có đi bố trí cho móng

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min (%) = 0.05% ≤ μ(%) = A sc b × h 0 = 1608

Thiết kế móng M2

7.13.1 Nội lực tính toán cho móng M2

Bảng 7 14 Tải trọng tính toán dùng để tính móng M2

7.13.2 Xác định số lượng và bố trí cọc trong đài móng

Xác định số lượng cọc

- Xác định sơ bộ số lượng cọc:

N tt : Lực dọc tính toán tại chân cột

Qa(TK): Sức chịu tải thiết kế của cọc

 : Hệ số xét đến moment, lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất nền trên đài, 𝛽 = 1.1 − 1.5 nc: Số lượng cọc sơ bộ

7.13.3 Bố trí cọc trong đài

Khoảng cách giữa các trục cọc  3b  3  0.3  0.9 (m) => Chọn 0.9 m theo phương y và 0.9 m theo phương x

Khoảng cách giữa trục cọc biên và mép đài  0.7b  0.7  0.3  0.21(m)

Kích thước móng Lx B x hđ = 2.6 x 2.6 x 1.2 (m)

Hình 7 12 Bố trí cọc trong đài móng M2

- Kiểm tra phản lực đầu cọc

Diện tích đế đài thực tế:

- Trọng lượng của đài và đất trên đài:

- Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đầu cọc

 Tổng moment quy về đầu cọc nc: tổng số cọc trong móng xi, yi: khoảng cách từ tâm cọc thứ i tới trục đó

Bảng 7 15 Tải trọng tác dụng lên Móng M2

Móng Cột  N tt (kN)  M tt y (kNm)  M x tt (kNm)

M2 3 4836,41 317,82 142,3 ố hiệu Vị trí cọc Tọa độ 2 x i

7.13.4 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm

- 𝑛 1 số hàng cọc trong nhóm

- 𝑛 2 số cọc trong một hàng

- S khoảng cách 2 cọc tính từ tâm, thiên vê an toàn lấy 𝑠 = 3𝑑 = 0,9 𝑐𝑚

- Sức chịu tải của nhóm cọc

 Vậy thỏa sức làm việc của cọc theo nhóm

Kiểm tra điều kiện móng cọc đài thấp

7.14.1 Kiểm tra độ ổn định của nền đất dưới mũi cọc

Hình 7 13 Xác định kích thước khối móng quy ước M2

- Góc ma sát của các lớp đất xuyên qua cột

- Chiều dày khối móng quy ước

- Chiều rộng đáy móng khối quy ước:

- Khối móng qui ước có kích thước

- Chiều cao móng khối quy ước:

- Diện tích đáy móng khối quy ước

- Trọng lượng đất phủ trên đài:

- Trọng lượng toàn bộ cọc trong móng:

- Trọng lượng đất từ đáy đài đến mũi cọc:

=> Trọng lượng móng khối quy ước:

- Lực nén tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước:

- Mômen tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước:

- Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối qui ước:

15,28 = 807,21 𝑘𝑁/𝑚 2 σmax min tc =N qư tc

- Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất kể từ mũi cọc trở lên:

- Xác định áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước:

- Trong đó: m 1 , m 2 : hệ số điều kiện làm việc của nền và của nhà

Theo bảng 15 trang 17 TCVN 9362-2012 TCTK, ta có các thông số m1 = 1,2 và m2 = 1 Hệ số độ tin cậy ktc được xác định là 1 do các chỉ tiêu cơ lý của đất nền được lấy từ các thí nghiệm trực tiếp.

A, B, D: các trị số phụ thuộc vào góc ma sát trong  của đất

II qu II m II II tc m m

7.14.2 Kiểm tra độ lún của móng

- Nền đất dưới đáy móng khối quy ước làm việc ổn định theo cường độ

- Kiểm tra lún dưới đáy móng khối quy ước

- Dùng phương pháp tổng phân tố để tính lún với bề dày mỗi phân tố:

- Chọn bề dày các lớp phân tố:

- Độ lún Si được xác định theo công thức sau:

2 ) Trong đó: = 0.8 (theo quy phạm, = 0.8 trong mọi trường hợp)

- Điều kiện dừng tính lún: 𝜎 𝑏𝑡 𝑖 = 𝜎 𝑏𝑡 + 𝑍 𝑖 𝛾 ≥ 5 × 𝜎 𝑔𝑙 𝑍𝑖

Bảng 7 16 Bảng tính độ lún M2 Điểm Z i (m) h i (m) 𝐿 𝑞𝑢

Hình 7 14 Biểu đồ ứng suất gây lún móng M2

Phạm vi gây lún tới điểm 8 có độ sâu 8 (m) so với đáy móng khối qui ước:

E 0 = m.E m: hệ số điều chỉnh theo giản đồ, m phụ thuộc vào hệ số rỗng e

Mũi cọc đặt tại lớp đất thứ 4, có: e = 0,865 => m = 8,65

2 ) = 0,014 𝑚 Vậy, độ lún của móng : S = 1,4 cm  [S] 10 (cm) Thỏa độ lún tuyệt đối cho phép,

Theo Phụ Lục G TCVN 10304-2014: Với nhà cao tầng kết cấu chịu lực khung BTCT độ lún tuyệt đối S gh  10 (cm)

Kiểm tra điều kiện chọc thủng móng M2

Tháp chống xuyên thủng dạng hình chóp cụt có đỉnh là tiết diện cột tại mặt trên đài móng, độ dốc của mái chóp là 45 0

Tại mặt phẳng đáy đài móng, tháp xuyên thủng bao trùm 1 phần cọc  kiểm tra xuyên thủng hạn chế

7.15.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng hạn chế

Hình 7 15 Tháp chọc thủng theo điều kiện xuyên thủng hạn chế móng M2

Cọc biên được đặt bên ngoài tháp chọc thủng, vì vậy chúng không ảnh hưởng đến việc chọc thủng móng Do đó, không cần thiết phải kiểm tra chọc thủng cho móng M2 này.

Tính toán cốt thép đài cọc móng M2

Hình 7 16 Mặt bằng móng M2 7.16.1 Mô men uốn quanh mặt ngàm P4+P5+P6

Chọn thép 20 có Asc = 314.2 (cm 2 )

Vậy ta chọn thép 1220a200 có A sc = 3770,4 𝑚𝑚 2 đi bố trí cho móng

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min (%) = 0.05% ≤ μ(%) = A sc b × h 0 = 3770,4

7.16.2 Mô men uốn quanh mặt ngàm P7+P8

350 = 1425 cm 2 Chọn thép 20 có Asc = 314.2 (cm 2 )

Vậy ta chọn thép 1220a200 có A sc = 3770,4 𝑚𝑚 2 đi bố trí cho móng

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ min (%) = 0.05% ≤ μ(%) = A sc b × h 0 = 3770,4

BIỆN PHÁP THI CÔNG

KHÁI TOÁN CÔNG TRÌNH

Tiêu đề	Thiết Kế Nhà Làm Việc Công Ty Thép Thái Nguyên
Tác giả	Trần Nhất Thống
Người hướng dẫn	Th.S. Trịnh Văn Thưởng, Th.S. Nguyễn Ngọc Thảo, Th.S. Trần Quý
Trường học	Trường Đại Học Bình Dương
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Bình Dương

Định dạng
Số trang	241
Dung lượng	22,83 MB