TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
Sự cần thiết đầu tư
Đà Nẵng, thành phố nổi tiếng ở miền trung Tây Nguyên, thu hút đông đảo du khách nhờ nhiều danh lam thắng cảnh và khu di tích Do nhu cầu tăng cao, việc xây dựng các chung cư lớn như "Chung cư Hòa Xuân" là cần thiết để phục vụ khách du lịch và giải quyết các vấn đề về lưu trú.
Công trình tọa lạc tại vị trí thoáng đãng và đẹp mắt, không chỉ tạo điểm nhấn nổi bật mà còn mang đến sự hài hòa và hợp lý, tạo cảm giác thân thiện cho mọi du khách khi ghé thăm chung cư này.
Hiện trạng và nội dung xây dựng
*Khái quát về vị trí xây dựng công trình
Khu đất xây dựng công trình có diện tích 821,3 m 2 trên khu đất có 1940 m 2 tại trục đường Hai Bà Trưng
+ Phía Đông giáp đường Trần Phú, phía Nam giáp đường Phan Bội Châu
+ Các phía còn lại là công trình lân cận
Đà Nẵng có khí hậu nhiệt đới gió mùa với những đặc điểm riêng do ảnh hưởng của tiểu vùng khí hậu cao nguyên phía Tây dãy Trường Sơn Năm được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 với lượng mưa chiếm 87% tổng lượng mưa năm, và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chỉ chiếm 13% lượng mưa cả năm.
*Các điều kiện địa chất thủy văn
Kết quả khảo sát cho thấy đất nền bao gồm nhiều lớp đất khác nhau Với độ dốc lớp nhỏ và chiều dày đồng đều, có thể coi nền đất tại mọi điểm của công trình có cấu tạo và chiều dày tương tự như mặt cắt địa chất điển hình.
+ Lớp đất 4: Cát hạt trung 6,8 m
+ Lớp đất 5: Cát thô lẫn cuội sỏi.
Nội dung quy mô công trình
Diện tích xây dựng là 821,3 m 2 , diện tích còn lại dùng làm hệ thống khuôn viên, cây xanh và giao thông nội bộ
Công trình gồm 10 tầng, có tổng chiều cao là 34,85 (m) kể từ mặt đất có cốt -0,75
Tầng 1 là khu vực để xe,hướng dẫn Từ tầng 2 đến tầng 9 là sàn tầng điển hình gồm các phòng ở của khách Tầng 10 là tầng mái Để kho đồ cần thiết.
Giải pháp thiết kế công trình
*Thiết kế tổng mặt bằng
Dựa trên đặc điểm mặt bằng khu đất và yêu cầu công trình theo tiêu chuẩn quy phạm nhà nước, thiết kế tổng mặt bằng cần phải phù hợp với công năng sử dụng của từng loại công trình và dây chuyền công nghệ Điều này giúp xác định rõ ràng các phân khu chức năng, đồng thời đảm bảo tính khoa học, thẩm mỹ và phù hợp với quy hoạch đô thị đã được phê duyệt.
Bố cục và khoảng cách kiến trúc đảm bảo các yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn, khoảng cách ly vệ sinh
Mặt trước công trình được thiết kế thông thoáng, tạo điều kiện thuận lợi cho du khách tiếp cận dễ dàng Bãi đậu xe bên trong cũng hỗ trợ việc di chuyển của khách, mang lại trải nghiệm thuận tiện khi tham quan.
Giao thông nội bộ trong công trình kết nối với các tuyến đường công cộng, đảm bảo sự lưu thông thuận lợi bên ngoài Tại các điểm giao cắt giữa đường nội bộ và đường công cộng, cũng như giữa lối đi bộ và lối ra vào công trình, được lắp đặt các biển báo để hướng dẫn người tham gia giao thông.
Công trình được bao quanh bởi các đường vành đai cùng với những khoảng sân rộng, giúp xe cứu hỏa dễ dàng tiếp cận và xử lý các sự cố một cách hiệu quả.
Công trình có mặt chính hướng ra trục đường chính vào trung tâm thành phố, với nhiều cổng vào tại ngã tư nhằm đảm bảo tầm nhìn cho phương tiện giao thông Với quy mô 9 tầng, công trình sẽ tạo điểm nhấn kiến trúc cho tuyến đường chính Nhà chính được thiết kế với lưới cột lớn, mang lại không gian làm việc linh hoạt và dễ dàng bố trí công năng sử dụng Chiều cao hợp lý của các tầng là 3,6 m, trong đó tầng 1 có chiều cao 3,9 m.
Mặt bằng công trình được thiết kế hợp lý với dây chuyền công năng sử dụng liên hoàn, tạo sự tiện lợi cho người sử dụng Hai thang máy được bố trí ở hai đầu công trình, giúp việc di chuyển dễ dàng, trong khi hai thang bộ nằm cạnh thang máy để đảm bảo an toàn thoát hiểm trong trường hợp có sự cố xảy ra.
Công trình lớn tại Đà Nẵng nổi bật với thiết kế kiến trúc hiện đại, kết hợp giữa các khối lớn và cửa kính, cùng với lớp sơn màu tinh tế, tạo nên vẻ hoành tráng và ấn tượng cho công trình.
Công trình được bao quanh bởi hệ thống tường và cửa kính, mang đến vẻ đẹp kiến trúc hiện đại và sang trọng Các góc lồi lõm trên mặt bằng kiến trúc tạo nên hình khối độc đáo, giúp công trình trở nên nổi bật và không đơn điệu.
Công trình được thiết kế 9 tầng với kết cấu khung BTCT chịu lực, tường bao che, mái bằng phía trên có chống thấm, chống nóng theo đúng qui phạm
1.4.1.4 Vật liệu xây dựng chính
Công trình sử dụng hệ khung bê tông cốt thép chịu lực, kết hợp với tường bao che và cửa kính, cùng với các vách ngăn gạch giữa các phòng Không gian lớn của các phòng cho phép linh hoạt trong việc phân chia bằng hệ vách ngăn nhẹ.
Tường ngoài nhà được sơn 03 nước (1 nước lót, sau đó sơn 2 nước màu)
Các khu vực vệ sinh: nền lát gạch chống trơn 250x250, tường ốp gạch men granite 250x400, thiết bị dùng xí bệt, lavabo, vòi,…chất lượng tốt
Ngoài ra, các vật liệu hoàn thiện khác như gạch lát nền granite 400x400, đá granite 1000x1000 ở tầng 1, gạch ốp chân tường Ngăn chia khu vệ sinh bằng tấm compac HPL
Hiện nay, việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng ngày càng phổ biến ở cả Việt Nam và trên thế giới Đặc biệt, trong xây dựng nhà cao tầng, bê tông cốt thép được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.
Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép (BTCT) thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải như nhau
Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt
Dễ dàng tạo được hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc
Công trình được xây bằng bêtông cốt thép
1.4.2.1.Giới thiệu và mô tả kết cấu
Dự án bao gồm Nhà làm việc chính cùng với các hạng mục phụ trợ như Nhà bảo vệ, Nhà để xe, Nhà cho trạm biến áp, Bể nước, Tường rào cổng ngõ, Trạm bơm, và hệ thống sân đường Ngoài ra, còn có hệ thống cấp thoát nước và chiếu sáng cả trong và ngoài nhà.
Cấp công trình: Cấp III
Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang Để tăng độ cứng cho nhà khi chịu tải ngang do gió, việc kết hợp cầu thang máy được thực hiện nhằm nâng cao độ cứng cho công trình.
Kích thước của công trình theo Hồ sơ Kiến trúc cơ sở
Chiều cao công trình tính đến mái là 34,1m, kể đến thành phần tĩnh và của tải trọng gió
+ Các hạng mục phụ trợ:
Bao gồm các công trình Cấp IV
Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, chủ yếu chịu tải trọng đứng, trong khi tải trọng ngang tác động vào công trình là không đáng kể.
Hệ kết cấu chịu lực chính là hệ khung thép, chịu toàn bộ tải trọng đứng của công trình, móng bằng Bê tông cốt thép
Kích thước của công trình theo Hồ sơ kiến trúc cơ sở
1.4.2.2.Lựa chọn phương án kết cấu
+ Phương án kết cấu móng:
Nhà làm việc chính có quy mô 9 tầng, không có tầng hầm, với mặt bằng thi công thuận tiện và khả năng chịu tải trọng gió cũng như động đất Sau khi so sánh các phương án móng, giải pháp móng cọc được lựa chọn vì đáp ứng tốt các yếu tố kiến trúc, độ bền vững, tiết kiệm và thuận lợi trong thi công Dựa trên hồ sơ khoan khảo sát địa chất, phương án móng cọc khoan nhồi đã được chọn.
Đối với các hạng mục phụ trợ, công trình cấp IV với một tầng và tải trọng ngang không đáng kể, phương án thiết kế móng đơn được lựa chọn là phù hợp.
+ Phương án kết cấu khung:
Tính toán các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật
K0 là tỷ lệ giữa diện tích xây dựng công trình và diện tích lô đất, được tính bằng phần trăm (%) Diện tích xây dựng được xác định theo hình chiếu mặt bằng của mái công trình.
Trong đó: SXD = 821,3 m 2 là diện tích xây dựng công trình theo hình chiếu mặt bằng mái công trình
SLD = 1940m 2 là diện tích lô đất
1.5.2.Hệ số sử dụng đất
HSD là tỉ số của tổng diện tích sàn toàn công trình trên diện tích lô đất
Trong đó: SS 7840,76 m 2 là tổng diện tích sàn toàn công trình không bao gồm diện tích sàn tầng hầm và mái
Hệ số sử dụng đất là 4,04 không vượt quá 5 Điều này phù hợp với TCXDVN
THIẾT KẾ SÀN TẦNG 5
Xác định tải trọng
• Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động - tiêu chuẩn thiết kế
• Hệ số tin cậy lấy theo bảng 1 TCVN 2737-1995
• Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo lấy theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình “ (PGS.TS Vũ Mạnh Hùng)
2.2.1.1.Trọng lượng các lớp sàn
- LÓT VỮA XI MĂNG MÁC 75 DÀY 15
- LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC 75 DÀY 15
Hình 2.2 Cấu tạo sàn tầng 5
Dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có: g tc = . (kG/m 2 ): tĩnh tải tiêu chuẩn tt g s = g tc n (kG/m 2 ): tĩnh tải tính toán
Trong đó: (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vật liệu n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737-1995 Sàn dày 0,1m:
STT Các lớp cấu tạo δ
Tải trọng tính toán các sàn
2.2.1.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn
Tải trọng 1m 2 cửa (ở đây dùng cửa kính pano gỗ):
0,3 1,1 0,33 / g c = = KN m Ô sàn Tổng diện tích tường S t
Tổng tải tác dụng Tải trọng phân bố lên sàn
Bảng 2.4 Tĩnh tải ô sàn tầng 5
Theo TCVN 2737:1995, tải trọng ô sàn được xác định dựa trên công năng sử dụng, với hệ số độ tin cậy n được quy định như sau: nếu p_tc < 2 KN/m² thì n = 1,3; nếu p_tc ≥ 2 KN/m² thì n = 1,2 Trong quá trình tính toán cho dầm chính, dầm phụ, bản sàn, cột và móng, tải trọng toàn phần trong bảng 3 có thể được giảm khi diện tích A > A1 = 9m².
Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình
Bảng 2.5 Hoạt tải ô sàn tầng 5 Ô bản Chức năng sử dụng
Diện tích sàn (m2) ptc(K N/m2) HSGTψA1 ptc sau nhân(KN/m2)HSVT(KN/m2)ptt(KN/ m2)
Tĩnh tải tác dụng lên sàn (KN/m 2 )
Hoạt tải tính toán (KN/m 2 )
Tải trọng bản thân BTCT và các lớp cấu tạo
Tải trọng bản thân tường ngăn + cửa
Bảng: Tổng hợp tải trọng tác dụng vào sàn
Xác định nội lực
Dùng phần mềm SAFE 2016 để tính toán nội lực của từng dải sàn (strip)
Các bước lập mô hình tính toán hệ sàn phẳng bằng phần mềm SAFE 2016:
Bước 1: Thiết lập hệ lưới (hệ trục định vị), chọn hệ đơn vị kN-m
Bước 2: Khai báo vật liệu gồm:
Bê tông sàn cấp độ bền B25, trọng lượng riêng 25kN/m3, modul đàn hồi E0000MPa
Thép bản sàn dùng thép: Trọng lượng riêng 78,5kN/m3, modul đàn hồi E!0000MPa
Bước 3: Khai báo tiết diện :
- Tiết diện sàn dày 100mm Tiết diện dầm gồm: dầm 300x700mm và dầm 250x500 mm
- Tiết diện cột gồm: cột 600x400mm và cột 550x400mm Tiết diện vách dày 300mm
Bước 4: Định nghĩa tải trọng gồm:
Bước 5: Định nghĩa tổ hợp tải trọng
Tổ hợp cuối cùng=Linear Add của Tỉnh tải*1+Hoạt tải*1
Bước 6: Vẽ dựng mô hình sàn
2.5.2 Đặt tải trọng vào sàn
Tải trọng đã được tính toán ở các mục trước nên ở mục này ta không tính toán lại mà chỉ lấy kết quả để khai báo vào phần mềm
TT đặt tất cả các ô sàn tương ứng
HT được chia thành hai trường hợp đặt tải là HT1 và HT2, với cách bố trí xen kẽ tạo ra momen dương lớn hơn so với trường hợp HT tác dụng lên toàn bộ mặt phẳng sàn Điều này dẫn đến kết quả tính toán có xu hướng an toàn hơn.
2.5.3 Khai báo và vẽ các dải bản (strip)
Vẽ các dải strip bản theo hai phương pháp: MS (Middle strip - dải giữa nhịp) và CS (Column strip - dải trên cột) Bề rộng của các strip được xác định như hình minh họa.
Trong kết cấu sàn sườn, nội lực trong dải giữa nhịp thường lớn hơn dải trên cột, vì vậy có thể chỉ cần tính toán nội lực và cốt thép cho dải giữa nhịp Tuy nhiên, để đảm bảo tính chính xác, thuyết minh này đã thực hiện việc vẽ và tính toán cả hai dải, từ đó so sánh nội lực giữa các loại dải bản.
- Phương X là các strip A gồm MSA và CSA xen kẽ
- Phương Y là các strip B gồm MSB và CSB xen kẽ
Quy ước chiều vẽ các strip:
- Strip phương X: vẽ từ trái sang phải
- Strip phương Y: vẽ từ trên xuống dưới
- Hình: Mô hình không gian sàn tầng 5 trên phần mềm SAFE
16 Hình: Strip theo phương X (Strip A)
17 Hình: Strip theo phương Y (Strip B)
18 Hình: Biểu đồ moment của các strip A
Hình: Biểu đồ moment của các strip B
Tính toán cốt thép sàn
Kết quả từ chương trình SAFE cho thấy nội lực ở dải Middle strip lớn hơn nhiều so với dải Column Strip Do đó, chúng ta sẽ sử dụng nội lực của dải Middle strip để thực hiện tính toán và bố trí cốt thép cho cả dải Middle strip và dải Column strip tương ứng.
Lý thuyết tính toán cốt thép cho từng dải cấu kiện chịu uốn với bề rộng 1m, cụ thể là dải Middle strip, được thực hiện bằng cách lấy moment của dải chia cho bề rộng này.
20 dải, ta được moment trong các dải theo đơn vị bề rộng b gọi là moment đơn vị, ký hiệu là M Các bước tính thép bản:
Dùng bê tông cấp độ bền B30, đá 1x2: Rb = 17,0 MPa ; Rbt=1,2 MPa
Thép bản sàn dùng thép:
- ỉ6 dựng thộp AI: Rs = Rsc = 225 MPa
- ỉ ≥ 8 dựng thộp AII: Rs = Rsc = 280 MPa
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ:
- abv = 15mm đối với sàn có chiều dày > 100mm → a = 20mm
- abv = 10mm đối với sàn có chiều dày ≤ 100mm → a = 15mm
(m) (k N.m) (k N.m/m) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m) m TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)
BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN TẦNG 5 THEO CÁC DẢI BẢN
Cấp bền BT : Cốt thộp ỉ ≤ CI, A-I
The data presents various measurements across multiple categories, with MSA7 G2 showing a value of -9.730, while MSA8 G3 records -8.380 MSA8 N34 and MSA9 N12 have positive values of 4.710 and 4.670, respectively MSA9 G2 and G3 report negative values of -7.400 and -7.670, while MSA9 N34 shows a positive 4.760 MSA10 N12 and G2 indicate values of 4.780 and -9.900, respectively MSA11 N12 and G2 have values of 4.920 and -10.100, while MSA11 G3 is at -9.280 The data continues with MSB11 NAB at 3.650, MSB11 GB at -4.210, and MSB11 NBC at 4.070 MSB11 GC and GE show -10.490 and -9.960, respectively The subsequent entries include MSB12 NAB at 3.730, MSB12 GB at -10.020, and MSB12 NBC at 4.070 MSB12 GC and GE report values of -8.610 and -8.550 The final entries include MSB13 GE at -8.420, MSB14 NEF at 3.730, and MSB15 NBC at 10.100, with MSB15 GC and GE at -6.250 and -7.930, respectively.
MSB15 NEF 1.00 3.840 3.840 155 20 135 0.015 0.993 1.35 0.10% 8 372 150 3.35MSB16 NAB 1.00 4.470 4.470 156 20 136 0.017 0.992 1.47 0.11% 8 341 150 3.35MSB16 GB 1.00 -10.210 -10.210 157 20 137 0.038 0.981 3.38 0.25% 8 149 150 3.35MSB17 NAB 1.00 3.750 3.750 158 20 138 0.014 0.993 1.38 0.10% 8 364 150 3.35MSB18 NAB 1.00 3.750 3.750 159 20 139 0.013 0.993 1.39 0.10% 8 362 150 3.35MSb20 NCD 1.00 2.640 2.640 160 20 140 0.009 0.995 1.40 0.10% 8 359 150 3.35
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG 5
Cấu tạo cầu thang
Hình 4.1 Mặt bằng cầu thang
- Ô1, Ô3: bản thang liên kết ở 4 cạnh: tường , cốn C1 (hoặc C2), dầm chiếu nghỉ DCN, và dầm chiếu tới DCT
- Ô2: bản chiếu nghỉ liên kết 4 cạnh: tường, dầm chiếu nghỉ DCN
- Cốn C1, C2: liên kết ở hai đầu gối lên dầm chiếu nghỉ DCN và dầm chiếu tới DCT
- Dầm chiếu nghỉ DCN có 2 đầu gối lên tường xây chịu lực
Do đó tính toán cầu thang bộ tầng 2 bao gồm:
Tính bản thang, bản chiếu nghỉ
Tính dầm chiếu nghỉ DCN, dầm chiếu tới DCT
Chiều dày bản thang BTCT để đơn giản ta chọn giống nhau cả 2 vế, chọn sơ bộ:
Với Lo300mm là nhịp tính toán của bản thang hs = l mm m
Cầu thang công trình được thiết kế dạng cầu thang 2 vế với cốn, bao gồm 12 bậc ở mỗi vế Kích thước chiều cao mỗi bậc là h0 mm và bề rộng bậc là b00 mm Góc nghiêng của bản thang so với mặt phẳng ngang là α.
Tính bản thang
Bản thang tính toán tương tự ô sàn với 4 biên là liên kết khớp, và việc lựa chọn cách tính bản sẽ phụ thuộc vào tỉ số l2/l1 Từ đó, ta có thể xác định bản theo bản kê 4 cạnh hoặc loại dầm.
- Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l2) :
Xét tỷ số: l2/l1 = 3,69/1,6 = 2,3>2 tính ô sàn theo bản dầm
- Lớp đá granite dày 20mm
- Lớp vữa lót dày 20mm
- Lớp vữa liên kết dày 20mm
- Lớp vữa trát dày 15mm
Hình 4.2 Cấu tạo các lớp vật liệu cầu thang
+ Lớp đá granite dày 20mm:
+ Lớp vữa lót dày 20mm:
+ Lớp vữa liên kết dày 20mm: g = n.γ.δ 4 =1,1.16.0,02 = 0,416 kN/m 2
+ Lớp vữa trát mặt dưới dày 15mm: g = n.γ.δ 6 = 1,3.16.0,015 = 0,312 kN/m 2
Tổng cộng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6 g =0,767+0,557+1,44+0416+2,2+0,312 = 5,692 kN/m 2
Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 3,0 (kN/m 2 ) p = n.p tc =1,2.300=3,60 kN/m 2
Tổng tải trọng theo thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang theo chiều nghiêng qb = g + p.cosα = 5,692 + 3,3.0,894 = 8,642 kN/m 2
Tổng tải trọng tác dụng vuông góc lên 1m 2 bản thang là q * = qb cosα = 8,642.0,894 = 7,725(kN/m 2 )
3.2.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép
Bản thang Ô1,Ô3 tính theo bản dầm, tương tự bản sàn, ta có kết quả như sau:
Bảng 4.1: Bảng tính nội lực và tính thép bản thang Ô1 và Ô3
Tính bản chiếu nghỉ
(m) (m) (N/m 2 )(N/m 2 )(mm)(mm) (mm) (cm 2 /m)m TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)
3.3.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ
- Lát đá granite dày 20mm
-Vữa xi măng lót dày 20mm
-Vữa trát trần dày 15mm
Hình 4.3 Cấu tạo bản chiều nghỉ
+ Lớp đá granite dày 20mm: g =n γ δ = 1 1 1 1 1,1.26.0,02 = 0,572 kN/m 2
+ Lớp vữa liên kết: g = n γ δ = 2 2 2 2 1,3.16.0,02 = 0,416 kN/m 2
+ Lớp vữa trát mặt dưới: g = n γ δ = 4 4 4 4 1,3.16.0,015=0,312 kN/m 2
Tổng cộng tĩnh tải: g = g1 + g2 + g3 + g4.= 0,572 + 0,416 + 2,2+ 0,312 = 3,5 kN/m 2
Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 3,0 (kN/m 2 ) p = n.p tc =1,2.3,0 = 3,60 kN/m 2
Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản: qb = g + p =3,5+3,60 = 7,1 kN/m 2
3.3.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép
Xét tỉ số l2/l1 = 3,5/2,0= 1,758: dùng thép CII có: RS = RSC = 280(MPa) = 280.10 3 (kN/m 2 )
Chọn a= 2,5 cm, chiều cao làm việc của dầm: ho= h–a= 30-2,5',5 (cm)
Tính thép chịu momen dương Mmax= 12,98(kN.m)
Với bê tông B25, thép CII có αR=0.418
Chọn 1ỉ12 cú As = 1,131 (cm 2 ) làm thộp chịu lực, cốt thộp ở trờn đặt theo cấu tạo, chọn 1ỉ12 cú As = 1,131 ( cm 2 )
3.4.4.2 Cốt thép đai Sách GS.Nguyễn Đình Cống.tr49.Tập 1
Tính cốt đai: Qmax = 13,68 (kN)
Chọn sơ bộ theo điều kiện cấu tạo:
+Đoạn gần gối tựa: (≤1/4) h≤450 thì sct=min(h/2, 150) h>450 thì sct=min(h/3, 300) +Đoạn giữa nhịp: h≤300 thì sct=min(h/2, 150) h>300 thì sct=min(3/4h, 500) Chọn được bước đai s0 ở đoạn 1/4 gối s 0 ở nhịp
*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm: Điếu kiện: Qmax≤0,3.φsw1.φbt.Rb.b.ho Giả thiết hàm lượng côt đai tối thiểu: 6 n=2 nhánh, s 0mm
Diện tích tiết diện ngang của các nhánh đai (Asw) được đo bằng cm², nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng Chiều rộng của tiết diện chữ nhật được ký hiệu là b (cm), trong khi s (cm) là khoảng cách giữa các cốt đai theo chiều dọc của cấu kiện.
b 1 - hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực, b 1 = 1 − R b với bê tông nặng =0,01
Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính
*Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:Sách GS.Nguyễn Đình Cống
Qmax=2,5.Rbtbho=2,5.10500.0,08.0,275W,75 kN ≥ Qmax,68 kN
Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ đặt theo cấu tạo.
Tính toán dầm chiếu nghỉ Dcn
Dầm chiếu nghỉ là dầm đơn giản có 2 đầu khớp kê lên tường và vách
Sơ đồ tính như hình dưới:
Hình 4.6 Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ Dcn
3.5.2 Chọn kích thước tiết diện
Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp hd = (1/md).ld
Có ld = 3500 (mm), ta chọn md= 12 ( md: là hệ số = (12 20) ) hd500/12 = 291,6 (mm) Chọn tiết diện Dcn là 20x30 (cm)
3.5.3.1 Tải trọng phân bố đều
Trọng lượng phần bê tông được tính bằng công thức gbt = n.γ.b.(hd-hb) = 1,1.25.0,2.(0,3-0,09) = 1,155 (kN/m) Trong khi đó, trọng lượng phần vữa trát được xác định qua công thức gvt = n.γ.δ.(b+2hd-2hb) = 1,3.16.0,015.(0,2+2.0,3-2.0,09) = 0,193 (kN/m) Tải trọng do bản chiếu nghỉ truyền vào có hình dạng hình thang, phù hợp với thiết kế bản loại kê 4 cạnh.
l q4=0 Do bản thang là loại dầm
Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:
3.5.3.2 Tải trọng tập trung do cốn (C1; C2)
3.5.5.1 Tính cốt thép dọc chịu momen dương
Chọn chiều dày lớp BT bảo vệ a = 2,5 cm → h0 = h – a = 30 – 2,5 = 27,5 cm
Chọn 2ỉ14 cú As = 3,08 (cm 2 ) làm thộp chịu lực 0 , 56 %
3.5.5.2 Tính cốt thép dọc chịu momen âm
Dầm chỉ chịu uốn nờn thộp đặt theo cấu tạo Chon 2ỉ14.
Tính toán dầm chiếu tới Dct
Dầm chiếu tới nằm trong phần dầm sàn.
THIẾT KẾ KHUNG TRỤC B
Sơ lược các hệ kết cấu chịu lực của công trình
*Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng)
Hệ thống khung và vách liên kết qua kết cấu sàn, trong đó hệ sàn liền khối đóng vai trò quan trọng Hệ thống vách chủ yếu chịu tải trọng ngang, trong khi khung được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này giúp tối ưu hóa cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đồng thời đáp ứng yêu cầu kiến trúc.
Hệ kết cấu khung - giằng là lựa chọn tối ưu cho nhiều công trình cao tầng, đặc biệt hiệu quả cho các tòa nhà lên đến 40 tầng Tuy nhiên, nếu công trình nằm trong khu vực có động đất cấp 8, chiều cao tối đa nên giới hạn ở 30 tầng, và đối với vùng động đất cấp 9, con số này giảm xuống còn 20 tầng.
Giải pháp kết cấu cho công trình
Công trình sử dụng giải pháp kết cấu hệ khung giằng (khung và vách cứng) làm hệ chịu lực cho công trình
Xem các cột đựợc ngàm chặt ở mặt đài móng.
Chọn sơ bộ kích thước sàn
- Chọn chiều dày bản theo công thức:
Chiều dày sàn đã chọn ở phần tính sàn là 100 mm
Diện tích tiết diện cột Ađược chọn sơ bộ theo công thức:
𝑅 𝑏 𝑁 + Rb: cường độ chịu nén của bêtông
+ Với bê tông có cấp độ bền B25 thì Rb500(kN/m 2 )
+ kt: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột
▪ Với cột biên ta lấy kt = 1,3
▪ Với cột giữa nhà ta lấy kt = 1,2
▪ Với cột góc nhà ta lấy kt = 1,5
+ N: lực nén được tính toán gần đúng như sau:
+ mS: số sàn phía trên tiết diện đang xét
+ FS: diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
+ q: tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế q = 10÷12 (kN/m 2 )
Từ đó, ta có bảng chọn sơ bộ tiết diện cột như sau:
Bảng 5.2 Bảng chọn sơ bộ tiết diện cột
Bảng sơ bộ tiết diện cột biên trục A-2 và D-2
Tầng n Fxq(m2) N(kN) k Ftt(m2) b(m) h(m) Fc(m2)
Bảng sơ bộ tiết diện cột giữa trục 2-B và 3-B
Tầng n Fxq(m2) N(kN) k Ftt(m2) b(m) h(m) Fc(m2)
Chọn sơ bộ tiết diện dầm
Chiều dày sàn đã chọn ở phần tính sàn là 100mm
BẢNG TÍNH TOÁN LỰC CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM KHUNG
Tầng Nhịp L(m) h sơ bộ (m) h chọn (m) b sơ bộ (m) b chọn (m)
Bảng 5.1 chọn sơ bộ tiết diện dầm khung
Chọn sơ bộ kích thước tiết diện vách
Theo TCVN 198-1997[7], quy định độ dày vách không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau: 150mm và ht /20 = 180mm (với ht: là chiều cao tầng điển hình)
Sơ bộ chọn tiết vách dày 300 mm.
Tải trọng tác dụng vào công trình
Các bước tính toán tải trọng ô sàn tầng 2-9 và kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau
Tĩnh tải tác dụng lên sàn (KN/m 2 )
Hoạt tải tính toán (KN/m 2 )
Tải trọng bản thân BTCT và các lớp cấu tạo
Tải trọng bản thân tường ngăn + cửa
Tĩnh tải tính toán trừ phân betong
Bảng: Tổng hợp tải trọng tác dụng vào sàn tâng (2-9)
- Hoạt tải tâng mái lấy p tc = 0.75 (kN/m 2 ) với np=1.3 suy ra p tt =1.3x0.75=0.975(kN/m 2 )
- Tải trọng của tường, cửa nằm trên dầm truyền về dầm:
37 Đối với các mảng tường có cửa, ta quy toàn bộ tải trọng của tường-cửa về dầm dưới tường theo công thức:
+ St(m 2 ): diện tích tường bao quanh
+ nt, nc , nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát (nt=1,1; nc=1,3)
+ gt= 1,5 kN/m 2 : trọng lượng của 1m 2 tường 100 xây bằng gạch rỗng
+ gt = 3,0 kN/m 2 : trọng lượng riêng của tường 220 xây bằng gạch rỗng
+ gc= 0,15 (kN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa khung nhôm
Tải trọng tường-cửa truyền lên hệ dầm các tầng như sau:
Bảng 1-10 Tải trọng tường truyền vào dầm tầng 2-9
Tên dầm l d Loại tường l t h t S t S c gtt
4.6.1 Xác định các tải trọng theo phương ngang: a Tải trọng gió tĩnh:
Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:
+ Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng
Công trình xây dựng tại TP Đà Nẵng thuộc vùng II.B với trọng số Wo = 0.95 (kN/m²) Hệ số khí động c được xác định cho công trình có các mặt xung quanh phẳng và theo phương thẳng đứng, dựa trên bảng TCVN 2737-1995.
+ k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.Công trinh loại B ít che chắn
+ z: cao độ, zt và m phụ thuộc vào bảng”
+ n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2
- Tải trọng quy về thành các lực tập trung tại tâm hình học của từng sàn theo các phương xác định theo công thức: Wi (WĐ+WH).Sj
- Với Si là diện tích đón gió của từng tầng theo phương đang xét:
+ Bx(y) là kích thước nhà theo phương X và Y
+ By5.1m (tính gió phương X), Bx#.4m (tính gió phương Y)
+ hj là chiều cao tầng j
- Bảng 1-8 Tải trọng gió tĩnh phương X
39 tt Tải trọng gió theo phương X
(m) z(m) W0 n kj Phía đón gió(GTX)
(kN/m 2 ) (kN/m 2 ) WjX(KN) WjXX(kN)
Bảng 1-9 Tải trọng gió tĩnh theo phương Y tt Tải trọng gió theo phương Y
(m) z(m) W0 n kj Phía đón gió(GTY)
(kN/m 2 ) (kN/m 2 ) WjY(KN) WjYY(kN)
4.7 Tính toán cốt thép dầm
4.7.1 Tổ hợp nội lực cho dầm
Ta khai báo vào phần mềm các trường hợp tải trọng:
- GTX: Gió tĩnh theo phương OX (từ trái sang phải)
- GTXX: Gió tĩnh theo phương OX (từ phải sang trái)
- GTY: Gió tĩnh theo phương OY (từ trước ra sau)
- GTYY: Gió tĩnh theo phương OY (từ sau ra trước)
- GDX: Gió động dạng dao động đầu tiên theo phương OX
- GDXX: Gió động dạng dao động đầu tiên theo ngược phương OX
- GDY: Gió động dạng dao động đầu tiên theo phương OY
- GDYY: Gió động dạng dao động đầu tiên theo ngược phương OY
Ta khai báo vào phần mềm các tổ hợp tải trọng:
Khi đã có nội lực dầm khung, ta tiến hành tổ hợp và chọn ra tổ hợp nguy hiểm nhất để tính:
- Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải và một hoạt tải
- Tổ hợp cơ bản 2: gồm tĩnh tải và hai hoạt tải, các hoạt tải nhân với hệ số 0,9
Ta có các tổ hợp sau:
Bài viết này trình bày các số liệu thống kê liên quan đến M m in/M m ax b h b' f h' f a M f h o A S TT μ TT F a ch m với các chỉ số như diện tích (c m²) và tỷ lệ phần trăm (%) Các dữ liệu được phân loại theo ba nhóm: Trên, Dưới và C Tạo, với các giá trị cụ thể cho từng nhóm Các chỉ số này bao gồm các thông số như 30, 70, 150, và các giá trị khác nhau cho từng trường hợp, cho thấy sự biến động của các chỉ số này trong một khoảng thời gian nhất định Các kết quả này có thể được sử dụng để phân tích xu hướng và đưa ra các quyết định trong lĩnh vực liên quan.
T di ện Cố t th ép
Bảng dữ liệu trên cung cấp thông tin về các chỉ số khác nhau liên quan đến các mẫu thử nghiệm, bao gồm các giá trị tối thiểu và tối đa, cũng như tỷ lệ phần trăm tương ứng Các chỉ số như C Tạo và C N được ghi lại với các giá trị khác nhau tùy thuộc vào từng điều kiện, cho thấy sự biến đổi trong các phép đo Đặc biệt, các giá trị dưới và trên được phân chia rõ ràng, cho phép phân tích sự khác biệt giữa các nhóm Việc theo dõi các chỉ số này có thể giúp đánh giá hiệu suất và chất lượng của các mẫu trong nghiên cứu.
T di ện Cố t th ép
Bài viết này trình bày các chỉ số và thông số liên quan đến các giá trị đo lường khác nhau trong một nghiên cứu Các dữ liệu được phân loại theo các tiêu chí như chiều cao, diện tích, và tỷ lệ phần trăm, với các giá trị cụ thể cho từng nhóm Ví dụ, các chỉ số như M m in, M m ax, và các giá trị dưới và trên có thể được tìm thấy trong bảng Các thông số này có thể được sử dụng để phân tích và so sánh các kết quả trong nghiên cứu Việc hiểu rõ các thông số này là rất quan trọng để đưa ra các kết luận chính xác và đáng tin cậy.
T di ện Cố t th ép
Dưới đây là những thông tin quan trọng từ bài viết: Các chỉ số về mức độ tối đa và tối thiểu của các tham số như M m in, M m ax, và các giá trị liên quan đến b h b', f h', f a, M f h o A S TT μ TT F cho thấy sự biến đổi trong các điều kiện khác nhau Các số liệu từ 14 đến 28 cm² và tỷ lệ phần trăm từ 0.00% đến 11.2% thể hiện sự phân bố và hiệu suất của các yếu tố này Các giá trị như C Tạo và C.N cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các nhóm trên và dưới, với các chỉ số cụ thể như 2.10, 0.11%, và 0.27% Các kết quả này cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu quả và khả năng hoạt động trong các điều kiện khác nhau, hỗ trợ cho việc phân tích và tối ưu hóa quy trình.
T di ện Cố t th ép
Bài viết này trình bày các dữ liệu liên quan đến các chỉ số và thông số kỹ thuật, bao gồm các giá trị tối thiểu, tối đa, và tỷ lệ phần trăm của các biến số khác nhau Các thông số được phân loại theo các mức độ khác nhau, từ trên đến dưới, với các giá trị cụ thể cho từng trường hợp Sự phân tích này giúp hiểu rõ hơn về các xu hướng và mối quan hệ giữa các biến số trong nghiên cứu Các con số được trình bày một cách chi tiết, cho phép người đọc dễ dàng theo dõi và so sánh các dữ liệu Việc sử dụng các biểu đồ và bảng biểu cũng góp phần làm rõ nội dung và tăng tính trực quan cho bài viết.
T di ện Cố t th ép
Bài viết này trình bày các số liệu liên quan đến các chỉ số khác nhau trong một nghiên cứu Các thông số được ghi nhận bao gồm các giá trị tối thiểu, tối đa và trung bình, cùng với tỷ lệ phần trăm tương ứng Dữ liệu được phân chia thành các nhóm dựa trên các tiêu chí cụ thể, cho thấy sự biến đổi trong các chỉ số theo từng điều kiện khác nhau Mỗi nhóm có các chỉ số như C Tạo, C N và các giá trị tương ứng, phản ánh sự khác biệt trong kết quả nghiên cứu Các giá trị này có thể được sử dụng để phân tích sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.
T di ện Cố t th ép
Bảng dữ liệu trên cung cấp thông tin chi tiết về các chỉ số như M m, M m ax, b h, b' f, h' f, và các giá trị khác liên quan đến các kích thước và tỷ lệ phần trăm Các giá trị này được phân loại theo các nhóm khác nhau, bao gồm "Trên" và "Dưới", với các thông số cụ thể như chiều dài (c m), diện tích (c m²), và tỷ lệ phần trăm (%) Mỗi nhóm đều có các số liệu tương ứng cho các loại C Tạo và C N, cho thấy sự khác biệt trong các chỉ số giữa các mức độ khác nhau Dữ liệu này có thể được sử dụng để phân tích hiệu suất và tối ưu hóa trong các ứng dụng khác nhau.
T di ện Cố t th ép
Bài viết này trình bày các dữ liệu và chỉ số liên quan đến các thông số kỹ thuật, bao gồm giá trị tối đa và tối thiểu, cùng với các tỷ lệ phần trăm tương ứng Các số liệu được phân loại theo các tiêu chí như trên và dưới, với nhiều thông số như chiều dài, chiều rộng và diện tích được thể hiện bằng đơn vị cm Các chỉ số này cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu suất và khả năng của các sản phẩm hoặc dịch vụ, giúp người đọc hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động Việc phân tích các thông số này cũng có thể hỗ trợ trong việc đưa ra quyết định thông minh hơn trong lựa chọn và sử dụng sản phẩm.
T di ện Cố t th ép
Bài viết này trình bày các thông số liên quan đến hiệu suất và các chỉ số khác nhau trong một nghiên cứu Các giá trị được phân loại theo các mức trên và dưới, với các chỉ số như M m in, M m ax, và các thông số khác như C Tạo và C N Tất cả các số liệu này đều được thể hiện dưới dạng phần trăm và các đơn vị đo lường khác nhau Bảng dữ liệu cho thấy sự phân bố của các chỉ số trong các khoảng khác nhau, từ đó giúp người đọc dễ dàng nắm bắt được thông tin quan trọng và xu hướng trong nghiên cứu.
T di ện Cố t th ép
M x M y N C x C y l ox l oy M x1 m 0 Ast A st TT m s A st ch A st TT
(N.m) (N.m) (N) (cm) (cm) (m) (m) (N.m) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) 18 20 22 25 28 32 (cm 2 ) (cm 2 )
M x M y N C x C y l ox l oy M x1 m 0 Ast A st TT m s A st ch A st TT
(N.m) (N.m) (N) (cm) (cm) (m) (m) (N.m) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) 18 20 22 25 28 32 (cm 2 ) (cm 2 )
M x M y N C x C y l ox l oy M x1 m 0 Ast A st TT m s A st ch A st TT
(N.m) (N.m) (N) (cm) (cm) (m) (m) (N.m) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) 18 20 22 25 28 32 (cm 2 ) (cm 2 )
M x M y N C x C y l ox l oy M x1 m 0 Ast A st TT m s A st ch A st TT
(N.m) (N.m) (N) (cm) (cm) (m) (m) (N.m) (cm 2 ) (cm 2 ) (%) 18 20 22 25 28 32 (cm 2 ) (cm 2 )
THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC B
Điều kiện địa chất công trình
6.1.1 Địa tầng Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống như sau:
Bảng 6.1 Địa chất công trình Lớp Loại đất
(m) (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) % % % (độ) (kN/m 2 ) MPa
5 Cát thô lẫn cuội sõi ∞ 20,1 26,4 26 - - 80 38 2 40 Mực nước ngầm nằm cách mặt đất tự nhiên 3m Độ lún giới hạn S gh m
6.1.2 Đánh giá nền đất: Bảng I3- GT cơ học đất Lê Xuân Mai-Đỗ Hữu Đạo
6.1.2.1 Lớp đất 1: Sét pha, có chiều dày 6,2 m
Tra bảng 7 TCXD 45-78: vì 0,2520)
+ Mũi cọc cắm sâu vào lớp thứ 4 là 0,5 m
6.4.2.1 Các tổ hợp tải trọng tính toán (Đơn vị kN,m)
Bảng 6.2 Bảng tổ hợp nội lực tại vị trí chân cột ngàm vào đài móng
Cột N max (kN) Mx tu (kN.m) My tu (kN.m) Qx tu (kN) Qy tu (kN)
Theo bảng tổ hợp nội lực, cặp nội lực N max, M tư, Q tư tại chân cột C7 được xác định là nguy hiểm nhất Trong khi đó, chân cột C12 và C36 có nội lực nhỏ hơn, với diện tích truyền tải tương tự Do đó, móng M2 (C3) sẽ có kích thước giống như móng cột C7, còn móng M1 (C36) sẽ được thiết kế với kích thước tương tự như móng cột C12.
Giải pháp liên kết hệ đài cọc:
Các đài cọc được kết nối thông qua hệ giằng, giúp truyền lực ngang giữa các đài cọc và giảm kéo giữa chúng Hệ giằng này không chỉ điều chỉnh và giảm chuyển vị lún lệch mà còn chịu một phần mômen từ cột, điều chỉnh sai lệch do cọc ép không thẳng đứng Ngoài ra, hệ giằng còn đóng vai trò là gối đỡ cho việc xây dựng tường.
Khoảng cách giữa các đài, tải trọng công trình và độ lún lệch tương đối giữa các đài là yếu tố quyết định phương pháp bố trí diện tích cốt thép trong giằng Giằng được thiết kế như một cấu kiện chịu uốn, do đó, cốt thép phải được bố trí để chịu cả mômen dương và âm Cao trình mặt trên của giằng móng nên được căn chỉnh bằng với cao trình mặt trên của đài móng.
Kích thước giằng móng được chọn là bxh0x60cm, sử dụng bê tông B25 Cốt thép được bố trí dựa trên tính toán chênh lún giữa các đài móng, dựa vào kinh nghiệm và cấu tạo.
Chọn thép dọc 420 và cốt đai 6 s150
Ta có công thức chuyển đổi tải trọng:
N tc = N tt /1,15 Q tc = Q tt /1,15 M tc = M tt /1,15
6.4.2.2.Các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn (Đơn vị kN,m)
Bảng 6.5-Tải trọng tiêu chuẩn tính móng M1
Bảng 6.6-Tải trọng tiêu chuẩn tính móng M2
6.4.3.Xác định sơ bộ kích thước đài móng (TCVN5574:2012) Để đảm bảo áp lực đất bị động của đất bên hông đài cọc cân bằng được với áp lực ngang truyền vào mặt đài từ chân cột Đây là điều kiện áp dụng cho móng cọc đài thấp (cọc chỉ chịu lực dọc do móng truyền lên):
Trong đó: h : Độ chôn sâu của đài
, :góc ma sát trong và trọng lượng thể tích tự nhiên của đất từ đáy đài trở lên
∑H:Tổng tải trọng nằm ngang b : Cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với tổng lực nằm ngang + Sơ bộ chọn kích thước:
− Chọn chiều sâu chôn đài móng là h=1,5 (M2) h=1,5(M1) so với mặt đất tự nhiên
− Chọn kích thước đài là bxh=2x2m với móng M1 và bxh=2x3,2 với móng M2
6.4.4.Kích thước cọc Để chọn kích thước cọc và chiều sâu mũi cọc hợp lý nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng công trình, cần đưa ra các phương án kích thước khác nhau để so sánh và lực chọn
Sơ bộ chọn tiết diện cọc: 35x35cm
Mũi cọc cắm sâu vào lớp cát hạt trung ( lớp 4) một đoạn 0,5m
Chiều sâu mũi cọc là 6,2+4,8+4,2+0,5,7 m
Chiều dài tính toán của cọc từ đáy đài đến mũi cọc : L tt = 15,7 – 1,6= 14,1m, cọc ngàm vào đài 0,1m Tổng chiều dài cọc là 14,1m
Cốt thộp dọc chịu lực giả thiết 4ỉ20 cú As= 12,56 cm 2
6.4.5.Sức chịu tải của cọc
1 6.4.5.1.Theo vật liệu làm cọc.TCVN 10304:2014
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:
hệ số uốn dọc, với móng cọc đài thấp không xuyên bùn thì =1
R b : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc
R s : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép
A b : Diện tích tiết diện của bê tông dọc A b 5x35cm 2 =0,1225 m 2
A s : Diện tích tiết diện của cốt thép dọc A s ,56 cm 2 ,56x10 -4 m 2
6.4.5.2.Theo nền đất ( TCVN 21-86 và TCVN 205:1998)
Xác định sức chịu tải của cọc theo phương pháp thống kê:
Giả thiết rằng ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong mỗi lớp đất, và phản lực ở mũi cọc cũng phân bố đều trên tiết diện ngang của cọc Sức chịu tải của cọc được xác định bằng công thức cụ thể.
R c,u = m.( cq q b A b + u.∑ cf f i l i ) (ct7) Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m = 1
cq : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc
cf : Hệ số điều kiện làm việc của đất xung quanh cọc
(có kể đến phương pháp hạ cọc: chọn phương pháp hạ cọc bằng cách ép rung vào đất) => cq = cf = 1
Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc được tính là A b = 35x35 = 1225 cm² Cường độ giới hạn trung bình của lớp đất tại mũi cọc, ký hiệu là q p, phụ thuộc vào loại đất và chiều sâu hạ mũi cọc, với độ sâu H = 15,7 m, tra bảng A 1 TCXD 205-1998 cho thấy q p = 805 T/m² Chu vi tiết diện ngang thân cọc được tính là u = 4.35 = 140 cm Cường độ tính toán của lớp đất thứ i mà cọc đi qua được ký hiệu là f i, theo Bảng 2 TCVN21-86, và chiều dày của lớp phân tố thứ i là l i.
Chia nền dưới đáy đài thành các lớp có bề dày ≤ 2m
Hình 6.1: Sơ đồ tính sức chịu tải của cọc
Bảng 6.7: Bảng tính toán sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải tính toán:
Sức chịu tải giới hạn của cọc dùng để tính toán:
Lớp đất Lớp phân tố li(m) zi(m) trạng thái fi(T/m2) fi.li(T/m)
Cát hạt trung (0.5m) 10 0.5 17.57 Chặt vừa 7.34 3.67
P gh = min ( P vl , P nđn ) = min(2127,93 ; 1331,14) = 1331,14 (kN)
6.4.6.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc (Tr126 Hướng dẫn ĐA móng cọc Châu Ngọc Ẩn ĐHQGHCM
6.4.6.1.Xác định số lượng cọc
Cột N max (kN) Mx tu (kN.m) My tu (kN.m) Qx tu (kN) Qy tu (kN)
Số lượng cọc trong móng được xác định theo công thức sau:
Tổng tải trọng tính toán tại đáy đài
[P]: Khả năng chịu tải cho phép của cọc.[P] = 1331,14 kN ò=1,0-1,5: Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của momen tải trọng ngang
Số lượng cọc trong đài:
Chọn 4 cọc, với kích thước đài 1,75 m x 1,75 m
Chọn 6 cọc, với kích thước đài 1,75 m x 2,8m
Hình6.2A Bố trí cọc móng M1
Hình 6.2B Bố trí cọc móng M2
6.4.7 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc tr127 HDNM
Cọc chịu nén nên ta kiểm tra theo công thức sau:
+ Trọng lượng của đài và đất trên đài: Theo các giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải trọng dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo
+ Trọng lượng của đài và đất trên đài:
M y tt =M 0y tt + Q 0y tt h m = 56,763+45,15.1,35,45 kN.m M2.C7 N tt = N 0 tt + G d = 6505,54+ 32,34 e37,88 kN
M y tt = M 0y tt + Q 0y tt h m = 6,184 + 5,417.1, 5,309 kN.m Đây là trường hợp kiểm tra theo TTHG 1, vì vậy khi tính toán, chúng ta cần sử dụng tải trọng tính toán Đài cọc chịu tác dụng của tải trọng đứng có lệch tâm, dẫn đến một số cọc phải chịu tải trọng lớn hơn, trong khi một số khác lại chịu tải trọng nhỏ hơn Do đó, việc kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc cần được thực hiện theo các bước cụ thể.
(4.4tr127) x , y :Tọa độ cần xác định tải tác dụng trong tọa độ x,y ở đáy đài
M x tt momen của tải ngoài quanh trục x đi qua trọng tâm tiết diện cọc tại đáy đài
M y tt momen của tải ngoài quanh trục y đi qua trọng tâm tiết diện cọc tại đáy đài x i, y i : Tọa độ cọc thứ I trong tọa độ x, y ở đáy đài n c : Số lượng cọc
- Kiểm tra lực truyền xuống cọc :
Do đó, thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc;
- Mặt khác P tt min = 893,56 (KN) > 0 nên ta không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ
* Tóm lại điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra, thỏa mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn
6.4.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc (tr47HD Tính móng T.s Nguyễn Đình Tiến TCVN205-1998
Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn cho trường hợp tải trọng cơ bản để thực hiện tính toán Để đánh giá cường độ của đất nền tại vị trí mũi cọc, cần xem xét rằng cọc, đài cọc và phần đất giữa các cọc tạo thành một khối móng quy ước.
Diện tích khối móng quy ước: F qư = A qư B qư
A 1 =1,4m; B 1 =1,4m Khoảng cách từ mép 2 hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo 2 phía
L,1m chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc α: Góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài hàng cọc ngoài cùng
i : Góc nội ma sát lớp đất thứ i l i : Chiều dày lớp đất thứ i (phần chứa cọc)
Sau khi xác định móng là một khối móng qui ước, việc kiểm tra cường độ nền đất tại mũi cọc cần tuân thủ điều kiện: max 1, 2 d tc tb qu d tc qu.
N đ : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối qui ước: đ tc
N 1 : Trọng lượng đất tính từ đáy đài trở lên
N 2 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước từ đáy đài đến hết lớp 1 (lớp 1):
N 3 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 2:
N 4 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 3:
N 5 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 4:
M: Tổng momen của tải trọng ngoài so với trục trọng tâm đáy móng khối quy ước
M tc = tc y + tc y qu = + Độ lệch tâm:
A N e M qu Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước:
N 1 : Trọng lượng đất và đài cọc tính từ đáy đài trở lên
N 2 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước từ đáy đài đến hết lớp 1 (lớp 1):
N 3 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 2:
N 4 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 3:
N 5 : Trọng lượng đất trong móng khối qui ước trong lớp thứ 4:
M: Tổng momen của tải trọng ngoài so với trục trọng tâm đáy móng khối quy ước
M tc = tc y + tc y qu =− + Độ lệch tâm:
A N e qu M Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước:
= + = 546,55 (kN/m 2 ) Áp lực tiêu chuẩn của nền đất:
( qu qu tb tc ) tc m AB BH DC
Hệ số điệu kiện làm việc (m) được xác định dựa trên vị trí của móng và loại đất Cụ thể, nếu móng nằm dưới mực nước ngầm trong tầng đất cát nhỏ, hệ số m sẽ là 0,8; trong tầng cát bụi, m sẽ là 0,6; và trong các trường hợp khác, hệ số m được lấy là 1.
A,B,D- Các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong, xác định theo bảng PL 2.4 (Nền và Móng-ĐHBKĐN) γ - trọng lượng riêng đất dưới đáy khối quy ước γ tb – trọng lượng riêng trung bình của đất từ đáy khối quy ước trở lên
C tc –lực dính đơn vị dưới đáy khối quy ước
Ta có: m=1; A= 1,68; B=7,73; D=9,6; γ(kN/m 3 ); C tc =1(kN/m 2 )
R tc = m AB ( qu +BH qu tb +DC tc )
Ta kiểm tra điều kiện: ax 1, 2. đ tc tb đ tc m
=>Thỏa điều kiện Vậy đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải
6.4.9.Kiểm tra độ lún của móng cọc (Phụ Lục H TC205-1998) Điều kiện kiểm tra: gh 8
+ Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp phân tố có chiều dày h i =(0,2-0,4)B qu = (0,73÷1,47) Chọn h i =1,2 m
+ Tính và vẽ biểu đồ phân tố ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra:
= Ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra tại đáy móng khối quy ước:
+ Xác định áp lực gây lún:
Móng M1 gl = d tb - tb H qu = 446,64 – 12,61.14,1 = 244,63 (kN/m 2 ) Móng M2 gl = d tb - tb H qu = 556,06 – 12,62.14,1 = 303,26 (kN/m 2 )
Vì áp lực gây lún của móng M2 lớn hơn móng M1 nên để an toàn chọn áp lực gây lún móng M2 để tính toán
+ Tính và vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm:
Hệ số k 0i phụ thuộc tỷ số A qu /B qu ; 2Z/B qu được tra bảng 2.2 – Giáo trình Cơ học đất
+ Xác định chiều sâu vùng nén dưới đáy móng khối quy ước: H a
Phạm vi nén lún dưới đáy móng khối quy ước thỏa mãn điều kiện: bt zi gl z
Tính toán độ lún của nền đất tại lớp phân tố thứ i
Bảng tổng hợp kết quả tính toán:
Bảng 6.8 : Kiểm tra lún móng cọc ép
Phạm vi tính lún tại 6 điểm Tính lún theo công thức:
E oi : Môđun biến dạng của các lớp đất dưới đáy móng khối quy ước;
E oi = 42 MPa = 42000 (kN/m 2 ); β: hệ số kể đến nở hông, β = 0,8
Lớp Điểm Z i A qu /B qu 2Z i / B qu K oi σ zi (kN/m2) σ' zi (kN/m2)
Chiều sâu vùng nén dưới đáy móng khối quy ước: H a =6 (m) Độ lún tuyệt đối của móng đám bảo: S=5,2 (cm) < S gh = 8 ( cm )
Vậy móng M2 đảm bảo về độ lún, đồng nghĩa móng M1 cũng đảm bảo về độ lún
6.4.10.1.Tính toán chiều cao đài cọc
+ Kiểm tra điều kiện chọc thủng
*Với móng M1 Đài cọc bị chọc thủng dưới tác dụng của phản lực đầu cọc theo mặt phẳng nghiêng
Chọn chiều cao đài cọc h đ =1,3m Lớp bê tông bảo vệ acm
Kiểm tra điều kiện chọc thủng: có b=1,75 m < b k +2h o = 0,55+2.1,2 = 2,95 m Kiểm tra theo công thức sau:
Với: b: Cạnh đáy đài song song với b k b k : Cạnh của tiết diện cột song song với mép của lăng thể chọc thủng
P np : tổng nội lực tại các đỉnh cọc nằm giữa mép đài và lăng thể chọc thủng
P np =(P2+P4)= 896,05+ 889,7785,82 (kN) K: hệ số phụ thuộc tỷsố c/h o
Với c=0,225m là khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc đang xét => có K=1,32 (Bảng 3.27 Nền và Móng – Lê Xuân Mai)
R k : sức chịu kéo tính toán của bê tông
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
=>Thỏa điều kiện Vậy chiều cao đài cọc là h đ =1,3m là hợp lý
*Với móng M2 Đài cọc bị chọc thủng dưới tác dụng của phản lực đầu cọc theo mặt phẳng nghiêng
Chọn chiều cao đài cọc h đ =1,5m Lớp bê tông bảo vệ acm
Kiểm tra điều kiện chọc thủng: có b=3,2m < b k +2h o = 0,65+2.1,4 = 3,25 m Kiểm tra theo công thức sau:
Với: b: Cạnh đáy đài song song với b k b k : Cạnh của tiết diện cột song song với mép của lăng thể chọc thủng
P np : tổng nội lực tại các đỉnh cọc nằm giữa mép đài và lăng thể chọc thủng
P np =(P2+P4+P3)=( 1160,26+ 1159,50+1160,26)480,02 (kN) K: hệ số phụ thuộc tỷsố c/h o
Với c=0,225m là khoảng cách từ mép cột hoặc mép trụ đến mép hàng cọc đang xét =>c/h 0 =0,173 có K=1,267 (Bảng 3.27 Nền và Móng – Lê
R k : sức chịu kéo tính toán của bê tông
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
=>Thỏa điều kiện Vậy chiều cao đài cọc là h đ =1,5m là hợp lý
+ Kiểm tra điều kiện phá hoại trên mặt phẳng nghiêng của đài
Theo điều kiện này, nếu móng bị chọc thủng, sự chọc thủng sẽ diễn ra theo bề mặt hình chóp cụt, với các mặt bên xuất phát từ chân cột và nghiêng 45 độ so với phương thẳng đứng.
Tháp chọc thủng tạo ra lăng thể chọc thủng bao trùm tất cả các cọc, dẫn đến việc đài cọc không bị đâm thủng tự do theo góc αEo, mà bị hạn chế theo góc φ nhỏ hơn 450.
6.4.10.2.Tính toán và bố trí cốt thép trong đài
Momen tại tiết diện I-I: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung
A M o S s = − = Chọn thép ϕ18 diện tích 1 thanh là 254,5mm 2 Số thanh: n
Khoảng cách cốt thép: n mm s b 207
+ Tính tiết diện II-II:
Momen tại tiết diện II-II: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung:
A M o S s = − = Chọn thép ϕ22diện tích 1 thanh là 380,1mm 2 Số thanh n
Khoảng cách cốt thép: n mm s b 126,9
Momen tại tiết diện I-I: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung
A M o S s = − = Chọn thép ϕ18diện tích 1 thanh là 254,5mm 2 Số thanh: n=9
Khoảng cách cốt thép: n mm s b 206
Chọn s 0mm đặt theo cấu tạo
+ Tính tiết diện II-II:
Momen tại tiết diện II-II: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung:
A M o S s = − = Chọn thép ϕ18 diện tích 1 thanh là 254,5mm 2 Số thanh n=7
Khoảng cách cốt thép: n mm s b 275
Kiểm tra cọc khi vận chuyển cẩu lắp và treo giá búa
Vì cọc dài 14,1m nên ta chia làm 2 đoạn cọc 7,05 m Tiến hành kiểm tra cho đoạn cọc 7,05m
Sơ đồ vận chuyển cọc:
Để đảm bảo khả năng chịu lực tối ưu trong quá trình vận chuyển cọc, vị trí móc cẩu cần được bố trí sao cho momen dương lớn nhất bằng với trị số momen âm lớn nhất.
Ta xác định gần đúng: a=0,207.L = 0,207.7,05 = 1,45
Trọng lượng bản thân trên 1 mét dài của cọc được tính bằng công thức q = n.F c bt, trong đó n = 1,5 là hệ số vượt tải để tính đến ảnh hưởng của tải trọng động trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp cọc Kết quả tính toán cho thấy q = 4,59 kN/m.
Mặt khác, chiều dài cọc là 7,05m A s yc = 2,13cm 2
Vậy điều kiện cẩu lắp, treo giá búa được thỏa mãn
*Kiểm tra lực cẩu của móc cẩu
Chọn thép móc cẩu là 110 thép CII có As = 0,79cm 2 ), R s = 280(MPa)
Khả năng chịu lực kéo của thép móc cẩu
Lực kéo của móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp F k =q.L
Lực kéo của một nhánh móc cẩu N 1 =F k /2=q.L/2
Tải trọng tác dụng vào móc cẩu
Ta thấy khả năng chịu lực của móc cẩu lớn hơn tải trọng tác dụng vào nó Vậy móc cẩu đủ khả năng chịu lực
79 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
1 Thiết kế biện pháp thi công cọc
2 Thiết kế biện pháp thi công đào đất
3 Thiết kế và tổ chức thi công ,lập tiến độ công tác bê tông đài móng
4 Thiết kế ván khuôn phần thân
5 Lập tiến độ thi công phần thân