Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu : 140 (T). Số đoạn cọc ép tổng cộng: 1770 đoạn cọc. Tiết diện cọc 350x350, sức chịu tải thiết kế mỗi cọc : Ptk = 80T. Chọn khả năng ép của máy : Để đảm bảo cho cọc được ép đạt được giá trị SCT thiết kế Ptk giá trị lực ép cọc trong giai đoạn cuối – giai đoạn cọc gần đạt độ sâu thiết kế phải đạt từ (1.5÷2)Ptk, vì vậy lực ép nhỏ nhất của máy phải thỏa mãn điều kiện này:
Trang 12.2 Tải trọng gió:
Do công trình có chiều cao trên 40m nên ngoài thành phần tĩnh ta còn phải kể đến thành phần động của gió
Trớc hết ta phải thiết lập sơ đồ tính toán động lực để xác định thành phần
động
Công trình đợc mô hình thành một thanh consol có khối lợng phân
bố m, độ cứng EJ, ngàm vào móng Sử dụng chơng trình Sap2000, tính toán đợc tần số dao động riêng Ta đi Xác định độ cứng EJ
Thay các khung thực của công trình bằng các vách cứng tơng
đ-ơng( có cùng chiều cao, cùng chuyển vị ngang ở đỉnh hoặc ở cao trình gần 0,8H khi chịu cùng tải trọng ngang) Bằng cách này, ta có độ cứng chống uốn của công trình là: EJ = Σ EJi
Với EJi là độ cứng chống uốn của vách cứng thứ i đối với hệ trục toạ
độ đi qua trọng tâm của nó
Các bớc tính toán:
* Tính toán chuyển khung về vách cứng tơng đơng
+ Tính chuyển vị tải đỉnh khung khi có lực tập trung P = 1 (T) tác dụng vào( có 6 loại khung K4 , K5 , K5’ , K6 , K8 , K8’ )
Trang 2
Ta có chuyển vị của các khung là:
K4 = 0,0734
K5 = 2,571x10-3
K5’ = 0,0961
K6 = 2,21x10-3
K8’ = 0,1049
K8 = 2,126x10-3
- So sánh chuyển vị của khung với 1 thanh consol có cùng chiều cao, cùng chịu lực P = 1 (T), ta đợc mômem quán tính J của khung:
∆=
EJ
Pl
3
3
→ J =
∆
E
Pl
3
3
Bêtông mác 250# có E = 2,65x106 (T/m2)
J4 =
0734 , 0 10 65 , 2 3
8 , 44
6
3
x
10 571 , 2 10 65 , 2 3
8 , 44
−
x x x
J5’ =
0961 , 0 10 65 , 2 3
8 , 44
6
3
x
10 21 , 2 10 65 , 2 3
8 , 44
−
x x x
J8’ =
1049 , 0 10 65 , 2 3
8 , 44
6
3
x
10 126 , 2 10 65 , 2 3
8 , 44
−
x x x
Mômen quán tính của công trình:
Jxct = ΣJxi = 2xJ4 + J5’ + J5 + 2xJ6 + J8’ + J8
= 2x0,154 + 4,4 + 0,1177 + 2x5,12 + 0,1078 + 5,32 = 20,5 m4
Suy ra khi tính toán gió động coi công trình nh một thanh consol có kích thớc: 3,94x3,94 (m)
Xác định tâm cứng của công trình theo công thức:
Trang 3xtc =
∑
∑
xi
xi i
J
J x
ytc =
∑
∑
yi
yi i
J
J y
Chọn trục ban đầu là trục hình học của nhà, ta có kết quả sau:
→ Xtc = 1020,,357493 = 0,505(m)
Công trinh ở đây gần nh đối xứng qua trục x → Ytc = 0
→ Đờng hợp lực của tải trọng gió trùng với tâm hình học và cách tâm cứng 1 khoảng lệch tâm bé là e = 0,505 m Nên việc phân phối tải ngang đến khung trục 6 không cần kể đến thành phần xoắn và đợc xác
định theo công thức:
T =
xtc
xi
J
J
xTy =
493 , 20
12 , 5 = 0,25xTy
Thành phần tĩnh:
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió Wt ở độ cao z:
Wt = 1,2W0kc
+ Công trình ở Lạng Sơn → gió thuộc vùng IA → W0 = 65 kg/m2
Do công trình của ta thuộc vùng IA nên khi xét đén ảnh hởng của gió bão thì đợc đánh giá yếu giá trị áp lực gió W0 đợc giảm đi 10 kg/m2 Nên W0 = 65 - 10 = 55 kg/m2
+ c: hệ số khí động học
- c = 0,8 đối với vùng gió đẩy
- c = -0,6 đối với vùng gió hút
+ k: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (công trình ở Lạng Sơn nên dạng địa hình là dạng C).
Trang 43 10,2 0.663 35.01 26.25
Thành phần động:
Sau khi dùng chơng trình SAP2000 phân tích dao động ta thu đợc 3 dạng dao động theo phơng X lần lợt nh sau:
T1= 1,24 → f1= 0,806
T2= 0,439 → f2= 2,277
T3= 0,249 → f3 =4,014
Tra bảng ta có tần số giới hạn của công trình là: fl = 1,1 (Hz)
Công trính có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thoả mãn bất đẳng thức:
fs< fl < fs+1 thì đợc tính toán thành phần gió động với dạng dao động đầu tiên và xác định theo công thức:
Wki = Mkξiϕiyki kg/m2
+Mk: Khối lợng phần công trình thứ k mà trọng tâm của nó có độ cao zk so với mặt móng
+ξi: Hệ số động lực phụ thuộc vào εi :
εi =
i
0
940f
W 10γ
γ = 1,2: hệ số độ tin cậy
W0 = 55 kg/m2
fi: tần số dao động công trình
+yi
k : Dịch chuyển ngang của trọng tâm phần k ứng với dạng dao
động riêng đang tính
+ϕi : hệ số tính theo công thức:
ϕi =
( )
∑
∑
2
i k k
r k
k i pk
y M
y W
r: Σ số phần công trình đợc chia ra
Wpk: thành phần động của gió
Trang 5Wpk = Wtζυ
ζ : hệ số áp lực động của gió ở độ cao z
υ : hệ số không gian phụ thuộc tiết diện đón (hút) gió
υ phụ thuộc tham số ρ và χ
a) Xác định phần công trình thứ k mà trọng tâm của nó có độ cao zk so với mặt móng (Mk):
M2= ( 27,8x18,8 + 6,0x8,43 - 3,54x5,7 - 2,64x4,7 - 4,64x2,64 -
2,12x2,35)x(0,397 + 0,2)+ 7x
4
9 ,
0 2
x
π x2,5x5,1 + 9x0,92x2,5x5,1 + 4x0,22x0,3x2,5x5,1 + 7x0,222x2,5x5,1 + 0,9x0,4x2,5x5,1 +
4x0,3x0,75x2,5x27,8 + 4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 5x0,22x0,35x2,5x18,8 + 0,22x0,35x2,5x5,7 + 0,22x0,35x2,5x2,64 + 2x0,22x0,35x2,5x5,4 +
(18,8x2 + 27,8 + 4,48x2 + 2,64x4 + 2,1x2 + 21 + 3,98x2 + 5,2)x5,1x0,45 + (14,2 + 13,2 + 3,87 + 3,31 + 6,58 + 2,58x2) x5,1x0,252 + (22,6 + 8,6 + 6,72x2)x5,1x0,05
= 282,27 + 56,77 + 92,94 + 3,366 + 4,32 + 62,55+ 42,3 + 18,1 + 1,1 + 0,51 + 2,08 + 282,93 + 57,37 + 6,26 = 912,86 ( T)
M3 = ( 27,8x24,2 - 49,82)x(0,397 + 0,25) + 7x
4
9 ,
0 2
x
π x2,5x3,45 +
9x0,92x2,5x3,45 + 4x0,22x0,3x2,5x3,45 + 7x0,222x2,5x3,45 +
0,9x0,4x2,5x3,45 + 4x0,3x0,75x2,5x27,8 + 2x0,3x0,75x2,5x24,2 +2x 0,3x0,75x2,5x18,8 + 0,22x0,35x2,5x27,8 + 5x0,22x0,35x2,5x24,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + ( 9,83 + 9,88 + 8x2 + 4,48 + 2,64x2 + 5,4 + 2 + 4x13,61)x2,9x0,45 + (4x2,79 + 7,6x2 + 1,94x3 + 7,6 + 11,4 + 3,8)x2,9x0,05
= 403,04 + 38,4 + 62,87 + 9,75 + 2,27 + 2,91 + 2,61 + 62,55 + 27,22 + 21,15 + 5,35 + 23,3 + 2,01 + 6,08 + 140,04 + 7,97 + 20 = 837,53 (T)
M4 = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,397 + 0,1) + 4x
4
7
,
0 2
x
π x2,5x3,15 + 12x0,72x2,5x3,15 + 4x0,22x0,3x2,5x3,15 +
7x0,222x2,5x3,15 + 0,9x0,4x2,5x3,15 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 +
2x0,3x0,75x2,5x22,8 +4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (7,59x6 + 2,9x4 + 4,39 + 2,64x2 + 4,96 + 3,93 + 2 + 3,1x4 + 4,48x2 +
4x13,61)x3,4x0,45 + (15,09x2 + 2,79x5 + 12,98x2 + 2,79x3)x3,4x0,252 + ( 2,79x4+14,98x2 + 3x1,94)x3,4x0,05
= 229,78 + 12,12 + 46,3 + 2,07 + 2,67 +2,83 +31,27 + 25,65 + 42,3 +12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 343,94 + 67,22 + 7,98
= 851,2 (T)
M5 = M6 = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,397 + 0,1) + 4x 4
7
,
0 2
x
π x2,5x3,4 + 12x0,72x2,5x3,4 + 4x0,22x0,3x2,5x3,4 +
7x0,222x2,5x3,4 + 0,9x0,4x2,5x3,4 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 +
2x0,3x0,75x2,5x22,8 +4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (7,59x6 + 2,9x4 + 4,39 + 2,64x2 + 4,96 + 3,93 + 2 + 3,1x4 + 4,48x2 +
4x13,61)x3,4x0,45 + (15,09x2 + 2,79x5 + 12,98x2 + 2,79x3)x3,4x0,252 + ( 2,79x4+14,98x2 + 3x1,94)x3,4x0,05
= 229,78 + 13,08 + 49,98 + 2,24 + 2,88 +3,06 +31,27 + 25,65 + 42,3 +12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 343,94 + 67,22 + 7,98
Trang 6= 856,51 (T)
M7 = M8 = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,397 + 0,1) + 4x 4
5
,
0 2
x
π x2,5x3,4 + 12x0,52x2,5x3,4 + 4x0,22x0,3x2,5x3,4 +
7x0,222x2,5x3,4 + 0,9x0,4x2,5x3,4 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 +
2x0,3x0,75x2,5x22,8 +4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (7,59x6 + 2,9x4 + 4,39 + 2,64x2 + 4,96 + 3,93 + 2 + 3,1x4 + 4,48x2 +
4x13,61)x3,4x0,45 + (15,09x2 + 2,79x5 + 12,98x2 + 2,79x3)x3,4x0,252 + ( 2,79x4+14,98x2 + 3x1,94)x3,4x0,05
= 229,78 + 6,67 + 25,5 + 2,24 + 2,88 +3,06 +31,27 + 25,65 + 42,3
+12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 234,85 + 67,22 + 7,98
= 716,53(T)
M9 = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,397 + 0,1) + 4x
4
5 ,
0 2
x
π
x2,5x3,4 + 12x0,52x2,5x3,4 + 4x0,22x0,3x2,5x3,4 + 7x0,222x2,5x3,4 + 0,9x0,4x2,5x3,4 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 + 2x0,3x0,75x2,5x22,8
+4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (7,59x2 + 2,9x3 +3,3x4 + 6,08x2 + 5,29 + +3,92 + 4,48x + 4x13,61)x3,4x0,45 + ( 2,79x4+14,98x2 + 16,58 + 10,79 + 1,9 + 3,12 )x3,4x0,05
= 229,78 + 6,67 + 25,5 + 2,24 + 2,88 +3,06 +31,27 + 25,65 + 42,3
+12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 179,58 + 12,57
= 598,63(T)
M10 = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,522 + 0,25) + 4x 4
5
,
0 2
x
π x2,5x4,25 + 12x0,52x2,5x4,25 + 4x0,22x0,3x2,5x4,25 +
7x0,222x2,5x4,25 + 0,9x0,4x2,5x4,25 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 +
2x0,3x0,75x2,5x22,8 +4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (5,4 + 2,56 + 3,3x4 + 4,5x2 + 3,3x2 + 6,3x2 + 3,77 + 2,45 + 2,1x2 + 1,75 +
13,61x4)x5,1x0,45 + (7,1 + 2,31x4 + 11,29 + 2,64 + 6,08)x5,1x0,252 + (14,98x2 + 4,62 + 5,18 + 6,08 + 1,89x2 + 2,79x4)
= 356,92 + 8,3 + 31,87 + 2,8 + 3,6 + 3,82 +31,27 + 25,65 + 42,3 +12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 266,15 + 46,72 + 15,5
= 872,07 (T)
M¸p m¸i = [22,8x21,2 + 2x(1,5x8 + 1,6x1,2) - 48,87] x (0,397 + 0,075) + [22,8x6,6]x0,1 +4x
4
5 ,
0 2
x
π x2,5x2,5 + 12x0,52x2,5x2,5 + 4x0,22x0,3x2,5x2,5 + 7x0,222x2,5x2,5 + 0,9x0,4x2,5x2,5 +
14x0,52x2,5x2,1 + 2x0,3x0,75x2,5x27,8 + 2x0,3x0,75x2,5x22,8
+4x0,3x0,75x2,5x18,8 + 3x0,22x0,35x2,5x21,2 +2x0,22x0,35x2,5x30,2+ 2x0,22x0,35x2,5x8 + 2x0,11x0,25x2,5x15,2 + 0,22x0,35x2,5x(2,12 + 5,7 + 2,64) + 4x0,22x0,35x2,5x7,9 + (22,8x2 + 6,52 + 4,56 + 7,1 + 2,32 + 2,54x5 + 4,2)x4,2x0,45 +35
= 218,22 + 4,9 + 18,75 + 1,65 + 2,12 + 2,25 + 7,25 + 36,75 +31,27 + 25,65 + 42,3 +12,24+ 11,63 + 3,08 + 2,09 + 2,01 + 6,08 + 148,93 + 35 = 612,72 (T)
Mm¸i = 22,8x8x0,272 + 2x0,22x0,35x2,5x22,8 + (7,54 + 6,19)x2x2x0,45 +14x0,52x2,5x2,1 = 49,61 + 8,78 + 24,71 + 7,25 = 90,35 (T)
Trang 7b) Xác định hệ số ϕi
ϕi =
( )
∑
∑
2
i k k
r k
k i pk
y M
y W
r: Σ số phần công trình đợc chia ra
Wpk: thành phần động của gió
Wpk = Wtζυ
ζ : hệ số áp lực động của gió ở độ cao z
υ : hệ số không gian phụ thuộc tiết diện đón (hút) gió
υ phụ thuộc tham số ρ và χ tra bảng theo mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán zoy
ta có ρ = b = 18,8m và χ = 44,8 m đợc υ = 0,762
Bảng 2 - xác định ζk , Wpk
STT Cao độz(m) k ζk
2 5,1 0.542 0.754 28.62 21.46 16.442 12.332
3 10,2 0.663 0.683 35.01 26.25 18.219 13.664
4 13,1 0.709 0.664 37.44 28.08 18.941 14.206
5 16,5 0.758 0.643 40.02 30.02 19.610 14.707
6 19,9 0.800 0.621 42.24 31.68 19.988 14.991
7 23,3 0.830 0.620 43.82 32.87 20.704 15.528
8 26,7 0.860 0.619 45.41 34.06 21.418 16.063
9 30,1 0.890 0.591 46.99 35.24 21.162 15.872
10 33,5 0.918 0.582 48.47 36.35 21.496 16.122
11 38,6 0.960 0.567 50.69 38.02 21.900 16.425
12 42,8 1.047 0.558 55.28 41.46 23.506 17.629
Bảng 3 - xác định Σ( yk Wpk )
Trang 8STT Cao độz(m) yk Wpk ykWpk
2 5,1 0.00006 16.442 12.332 0.00105 0.00079
3 10,2 0.00023 18.219 13.664 0.00426 0.00320
4 13,1 0.00037 18.941 14.206 0.00701 0.00526
5 16,5 0.00056 19.610 14.707 0.01090 0.00818
6 19,9 0.00077 19.988 14.991 0.01533 0.01150
7 23,3 0.00100 20.704 15.528 0.02064 0.01548
8 26,7 0.00124 21.418 16.063 0.02656 0.01992
9 30,1 0.00149 21.162 15.872 0.03160 0.02370
10 33,5 0.00175 21.496 16.122 0.03764 0.02823
11 38,6 0.00214 21.900 16.425 0.04689 0.03517
12 42,8 0.00246 23.506 17.629 0.05789 0.04342
Bảng 4 - Xác định ∑
=
n
k k k
m y
1
2 ) (
Trang 912 42,8 0.00246 6.07E-06 90.35 0.5480964
10.116738 Theo kết quả bảng 3,4 ta có:
ϕi =
( )
∑
∑
2
i k k
r k
k i pk
y M
y W
Phía gió đẩy: ϕi = 0,0256
Phía gió hút: ϕi = 0,0192
c) Xác định hệ số ξi
Hệ số ξi phụ thuộc vào εi
εi =
i
0
940f
W 10γ
γ = 1,2: hệ số độ tin cậy
W0 = 55 kg/m2
fi: tần số dao động công trình Với fi = 0,804
Ta có εi = 0,034 tra đồ thị xác định hệ số động lực ξ có ξ = 1,4
Từ các kết quả tính theo các bảng 2,3,4 ta có bảng 5
Bảng 5 - Xác định Wk = Mk ξϕ yk
STT Cao độz(m) yk mk(T) Wk (kg/m2)
5 16,5 0.00056 856.51 17.068 12.801
6 19,9 0.00077 856.51 23.545 17.659
7 23,3 0.00100 716.53 25.603 19.203
8 26,7 0.00124 716.53 31.844 23.883
9 30,1 0.00149 598.63 32.032 24.024
10 33,5 0.00175 873.07 54.790 41.093
11 38,6 0.00214 612.72 47.016 35.262
Bảng 6 - Xác định Wt dới dạng lực tập trung
Trang 10STT Cao độz(m) S(m2) Wt(kg/m2) Wt(kg)
2 5,1 5.1x27.8 28.62 21.46 4057.403 3043.052
3 10,2 5.1x27.8 35.01 26.25 4963.207 3722.406
4 13,1 2.9x27.8 37.44 28.08 3018.026 2263.519
5 16,5 3.4x27.8 40.02 30.02 3782.917 2837.188
6 19,9 3.4x27.8 42.24 31.68 3992.525 2994.394
7 23,3 3.4x27.8 43.82 32.87 4142.244 3106.683
8 26,7 3.4x27.8 45.41 34.06 4291.964 3218.973
9 30,1 3.4x27.8 46.99 35.24 4441.684 3331.263
10 33,5 3.4x27.8 48.47 36.35 4581.422 3436.067
11 38,6 5.1x27.8 50.69 38.02 7186.545 5389.908
12 42,8 4.2x27.8 55.28 41.46 6454.680 4841.010
Bảng 7 - Xác định Wk dới dạng lực tập trung
STT Cao độz(m) S(m2) Wk (kg/m2) Wk (kg)
2 5,1 5.1x27.8 2.094 1.570 296.871 222.653
3 10,2 5.1x27.8 7.024 5.268 995.862 746.897
4 13,1 2.9x27.8 11.292 8.469 910.326 682.745
5 16,5 3.4x27.8 17.068 12.801 1613.24 1209.93
6 19,9 3.4x27.8 23.545 17.659 2225.46 1669.09
7 23,3 3.4x27.8 25.603 19.203 2420.03 1815.02
8 26,7 3.4x27.8 31.844 23.883 3009.87 2257.4
9 30,1 3.4x27.8 32.032 24.024 3027.68 2270.76
10 33,5 3.4x27.8 54.790 41.093 5178.77 3884.08
11 38,6 5.1x27.8 47.016 35.262 6665.94 4999.46
12 42,8 4.2x27.8 7.976 5.982 931.225 698.419
Trang 11Từ 2 bảng 6,7 ta nhân kết quả với hệ số T = 0,25 (hệ số phân phối nội lực
đến khung K 6 ) ta có tải trọng gió tác dụng vào khung.
Bảng 8 - Wt, Wk tác dụng vào khung K6 trục 6
2 5,1 1014.35 760.76 74.22 55.66 1088.57 816.43
3 10,2 1240.80 930.60 248.97 186.72 1489.77 1117.33
4 13,1 754.51 565.88 227.58 170.69 982.09 736.57
5 16,5 945.73 709.30 403.31 302.48 1349.04 1011.78
6 19,9 998.13 748.60 556.36 417.27 1554.50 1165.87
7 23,3 1035.56 776.67 605.01 453.76 1640.57 1230.43
8 26,7 1072.99 804.74 752.47 564.35 1825.46 1369.09
9 30,1 1110.42 832.82 756.92 567.69 1867.34 1400.51
10 33,5 1145.36 859.02 1294.69 971.02 2440.05 1830.04
11 38,6 1796.64 1347.48 1666.49 1249.86 3463.12 2597.34
12 42,8 1613.67 1210.25 232.81 174.60 1846.48 1384.86
