Thiết kế chung cư phong nha

Thiết kế chung cư phong nha Thiết kế chung cư phong nha Thiết kế chung cư phong nha luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Các giải pháp kiến trúc công trình

Công trình : Chung cư Phong Nha

Hình 1.1 Mặt bằng tổng thể

Quảng Bình, nằm ở vị trí chiến lược, là trung tâm du lịch của miền Trung và cả nước, đồng thời là điểm giao thông quan trọng Với sự phát triển mạnh mẽ, nhiều khu công nghiệp và kinh tế đã ra đời, nâng cao điều kiện sống cho cư dân Trong bối cảnh quỹ đất hạn hẹp, việc lựa chọn hình thức xây dựng khu nhà ở tại huyện Lệ Thủy cần được cân nhắc kỹ lưỡng, nhằm đáp ứng nhu cầu làm việc đa dạng, tiết kiệm đất và đảm bảo tính thẩm mỹ, phù hợp với quy mô của thành phố lớn thuộc tỉnh Quảng Bình.

Huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình, sở hữu một tòa nhà 14 tầng với thiết kế bao gồm 12 tầng chức năng, 1 tầng thượng, 1 tầng lửng và 1 tầng bán ngầm Công trình có mặt bằng hình chữ nhật kích thước 18,4x41 mét và chiều cao 44,1 mét, trong đó nhà xe được bố trí tại tầng hầm.

+ Tổng diện tích khu đất nghiên cứu: 1565 m 2

+ Diện tích đất xây dựng: 754,4 m 2

1.1.4 Điều kiện khí hậu, địa chất, thủy văn

Vị trí xây dựng công trình nằm ở huyện Lệ Thủy nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng:

- Thành phố nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động,nhiệt độ trung bình hàng năm là 24.4 o C;

- Tháng có nhiệt độ cao nhất: trung bình 28 - 30 o C (tháng 6, 7, 8)

- Tháng có nhiệt độ thấp nhất : trung bình 16 - 17 o C (tháng 12, 1, 2,3)

+Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 11:

- Lượng mưa trung bình hàng năm : 2000-2300 mm;

- Lượng mưa cao nhất trong năm: 550 - 1000 mm trong các tháng 9,10,11

- Lượng mưa thấp nhất trong năm: 100- 130 mm trong các tháng 1,2,3

+Gió: có hai mùa gió chính:

- Gió tây nam chiếm ưu thế vào mùa hè; gió đông bắc chiếm ưu thế trong mùa đông

Thuộc khu vực gió IIB

+ Độ ẩm: độ ẩm trung bình hàng năm: 80-85%

+ Nắng:tổng số giờ nắng trong năm: 1786 giờ

+ Địa hình:Địa hình khu đất bằng phẳng, tương đối rộng rãi thuận lợi cho việc xây dựng công trình

Theo báo cáo địa chất, khu đất xây dựng có địa hình tương đối bằng phẳng và đã được khảo sát bằng phương pháp khoan với độ sâu 50 m Mực nước ngầm được xác định ở độ sâu 4,2 m so với mặt đất tự nhiên Kết quả khảo sát cho thấy có nhiều lớp đất khác nhau từ trên xuống dưới.

- Phần đất lấp: chiều dày không đáng kể

- Sét pha, trạng thái dẻo cứng, dày 5,0m

- Cát pha, trạng thái dẻo, dày 6,0m

- Cát bụi trạng thái chặt vừa, dày 7,5m

- Á sét, trạng thái chặt vừa, dày 8,0m

- Cát hạt thô lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt, chiều dày lớn hơn 60m

1.1.5 Giải pháp mặt bằng tổng thể

Công trình này có thiết kế đơn giản và độc lập, với giải pháp tổng mặt bằng chủ yếu dựa vào vị trí công trình, các tuyến giao thông chính và diện tích khu đất Hệ thống bãi đậu xe được bố trí dưới tầng ngầm, đáp ứng nhu cầu đậu xe cho cư dân, với cổng chính hướng trực tiếp ra đường lớn Tây Sơn.

Công trình mới được xây dựng trên khu đất 1565m², với diện tích xây dựng là 754,4m² và tổng chiều cao 44,1m Khu vực xây dựng nằm sát với các công trình lân cận Trong khối nhà bao gồm nhiều phòng chức năng khác nhau.

- Tầng hầm : Bãi đỗ xe, phòng tủ điện, phòng kĩ thuật nước, nhà kho.Diện tích

- Tầng 1: Phòng dịch vụ thể thao, phòng dịch vụ giải trí, cửa hàng tạp hóa, phòng kỹ thuật và phòng quản lý.Diện tích 754,4m 2 ,chiều cao 3,6m

- Tầng 2- Tầng 12:Tầng điển hình gồm các căn hộ gia đình.Diện tích 870,56m 2 ,chiều cao 3,3m

- Tầng lửng: Phòng kĩ thuật thang máy.Diện tích 64m 2 ,chiều cao 3m

Mặt đứng của công trình đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên tính nghệ thuật và kiến trúc cảnh quan của khu phố Sự kết hợp giữa hình khối đơn giản của toàn nhà và những chi tiết trang trí như ban công nhô ra giúp tạo điểm nhấn độc đáo cho công trình.

Các giải pháp kỹ thuật công trình

Công trình sử dụng điện từ hệ thống điện thành phố và có máy phát điện dự trữ để đảm bảo hoạt động liên tục của tất cả thiết bị trong tòa nhà, ngay cả khi mạng lưới điện bị cắt đột ngột Nguồn điện phải đảm bảo cho hệ thống thang máy và hệ thống lạnh hoạt động liên tục.

Tất cả hệ thống điện được lắp đặt ngầm đồng thời trong quá trình thi công, với hệ thống cấp điện chính nằm trong các hộp kỹ thuật đặt trong tường, đảm bảo an toàn và không đi qua khu vực ẩm ướt để thuận tiện cho việc sửa chữa Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A được bố trí theo từng tầng và khu vực, nhằm đảm bảo an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố.

Nguồn nước được cung cấp từ hệ thống cấp nước thành phố, sau đó được dẫn vào bể chứa ở tầng hầm Từ đây, nước được bơm tự động lên từng phòng thông qua hệ thống bơm tại tầng hầm.

Nước thải từ công trình được đưa về hệ thống thoát nước chung của thành phố

Nước mưa từ mái nhà được dẫn xuống qua hệ thống ống thoát đứng, sau đó chảy vào mương thoát quanh nhà và được đưa ra hệ thống thoát nước chính Nước thải từ phòng vệ sinh sẽ được dẫn xuống bể tự hoại, trải qua quá trình xử lý trước khi được đưa ra hệ thống thoát nước chính.

1.2.3 Hệ thống giao thông nội bộ

Giữa các phòng và các tầng được liên hệ với nhau bằng phương tiện giao thông theo phương ngang và phương thẳng đứng:

- Phương tiện giao thông nằm ngang là các hành lang giữa rộng 2,8 m

Phương tiện giao thông thẳng đứng bao gồm một cầu thang bộ và ba cầu thang máy, mỗi lồng thang có kích thước 2000x2250 mm với đối trọng phía sau, cho phép di chuyển với tốc độ ổn định.

Tòa nhà được thiết kế với 3 thang máy ở giữa và 1 cầu thang bộ, cùng với 1 cầu thang bộ bên cạnh thang máy, nhằm đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp Việc bố trí này giúp đảm bảo cự ly an toàn thoát hiểm, mang lại sự thuận tiện và an toàn cho người sử dụng.

1.2.4 Hệ thống thông gió, chiếu sáng

Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, việc đảm bảo thông gió và chiếu sáng cho các phòng là rất quan trọng Tất cả các phòng đều có cửa sổ và cửa đi lắp kính khung nhôm, kết hợp với hệ lam che nắng, giúp tạo sự thoáng mát và cung cấp ánh sáng tự nhiên Bên cạnh đó, còn có sự kết hợp với hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo để tối ưu hóa không gian sống.

1.2.5 Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

Đầu báo khói và báo nhiệt được lắp đặt tại các khu vực như tầng hầm, kho, sảnh, hành lang, cùng với các phòng kỹ thuật và phòng điều khiển thang máy để đảm bảo an toàn cháy nổ.

Các thiết bị báo động như nút báo động khẩn cấp và chuông báo động được lắp đặt tại tất cả các khu vực công cộng, đảm bảo dễ nhìn và dễ thấy, nhằm truyền tín hiệu báo động và thông báo địa điểm xảy ra hỏa hoạn Hệ thống cũng bao gồm các thiết bị báo nhiệt, báo khói và dập lửa cho toàn bộ công trình.

Nước chữa cháy được cung cấp từ bể nước hầm và sử dụng máy bơm xăng di động để vận chuyển Các đầu phun nước được lắp đặt tại phòng kỹ thuật ở mỗi tầng và kết nối với các hệ thống cứu cháy khác, bao gồm bình cứu cháy khô, đèn báo cửa thoát hiểm và đèn báo khẩn cấp, đảm bảo an toàn cho tất cả các tầng trong tòa nhà.

Chống sét cho công trình sử dụng đầu kim thu sét công nghệ mới, kết hợp với dây nối đất bằng cáp đồng trục Triax được bọc 3 lớp cách điện Giải pháp này không chỉ đảm bảo mỹ quan cho công trình mà còn cách li hoàn toàn dòng sét, bảo vệ an toàn cho toàn bộ công trình.

Kỹ thuật nối đất hình tia kiểu chân chim giúp đảm bảo tổng trở đất thấp, giảm thiểu điện thế bước nguy hiểm cho con người và thiết bị Hệ thống chống sét được thiết kế với điện trở nối đất không vượt quá 10Ω.

Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị cần được thiết lập riêng biệt với hệ thống nối đất chống sét Điện trở của hệ thống nối đất an toàn phải nhỏ hơn hoặc bằng 4Ω Tất cả các tủ điện, bảng điện và thiết bị điện có vỏ kim loại đều phải được kết nối với hệ thống nối đất.

1.2.7 Vệ sinh môi trường Để giữ vệ sinh môi trường, giải quyết tình trạng ứ đọng nước thì phải thiết kế hệ thống thoát nước xung quanh công trình Nước thải của công trình được xử lí trước khi đẩy ra hệ thống thoát nước của Thành Phố

Sàn tầng hầm được thiết kế với độ dốc 1% nhằm dẫn nước về các mương và hố ga Rác thải hàng ngày được công ty môi trường và đô thị thu gom và vận chuyển đến bãi rác của thành phố.

Công trình được thiết kế ống thả rác, tại các tầng có cửa tự động đóng.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Phân loại ô sàn và sơ bộ chọn chiều dày sàn

Sàn liên kết với dầm giữ được coi là ngàm, trong khi sàn không có dầm dưới sẽ được xem là tự do Nếu sàn liên kết với dầm biên, nó được xem là khớp, nhưng để đảm bảo an toàn, cần bố trí cốt thép ở biên ngàm cho biên khớp Đối với dầm biên lớn, có thể xem nó như là ngàm.

1 l 2 l  Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm

1 l 2 l  Bản làm việc theo cả hai phương : Bản kê bốn cạnh

Trong đó : l1-kích thước theo phương cạnh ngắn, l2-kích thước theo phương cạnh dài

-Chọn chiều dày sàn theo công thức: hb = l m

D .Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản;

Đối với giá trị D từ 0,8 đến 1,4, tùy thuộc vào tải trọng, ta chọn D = 1 Hệ số m được xác định là 30 đến 35 cho bản loại dầm và 40 đến 45 cho bản kê bốn cạnh Chiều dày bản sàn h b cần được lựa chọn dựa trên khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công, đồng thời phải đảm bảo h b ≥ h min theo điều kiện sử dụng.

Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 quy định các yêu cầu về độ dày sàn cho các loại công trình khác nhau: sàn mái tối thiểu phải có độ dày 40 mm, sàn nhà ở và công trình công cộng tối thiểu 50 mm, sàn của nhà sản xuất tối thiểu 60 mm, và sàn làm từ bê tông nhẹ tối thiểu 70 mm.

Để đảm bảo tính thuận tiện trong thi công và tính toán, chúng ta chọn chiều cao hb của ô lớn nhất cho các ô còn lại, do kích thước nhịp các bản không chênh lệch nhau lớn Đặc biệt, cần đảm bảo rằng chiều cao hb lớn hơn 6 cm đối với các công trình dân dụng.

Căn cứ vào kích thước,cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chọn chiều dày ô bản

Bảng phân loại ô sàn và chiều dày ô sàn xem phụ lục 1 ( bảng 2.1 )

Tĩnh tải sàn

2.2.1 Trọng lượng các lớp sàn

Cấu tạo sàn như hình sau:

Cấu tạo sàn tầng điển hình được xác định dựa vào kiến trúc lớp sàn, trong đó tĩnh tải tiêu chuẩn được tính bằng công thức gtc = . (daN/m²) và tĩnh tải tính toán được xác định qua gtt = gtc.n (daN/m²).

Trong đó: (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vật liệu n: hệ số vượt tải lấy theo TCVN2737-1995

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán xem phụ lục 1 ( bảng 2.2 )

2.2.2 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng có độ dày 100mm, được xây bằng gạch rỗng với trọng lượng riêng  = 1500 (daN/m³) Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên sàn Trong trường hợp tường ngăn đặt trên dầm, trọng lượng của tường sẽ được quy đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm.

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt gt-s= t c t t t v v v c c c i

St (m 2 ): diện tích bao quanh tường

Sc (m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

 v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

 v = 1600(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát

 c = 25(daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa

Si(m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (daN/m²).

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Ta có bảng tính tĩnh tải và hoạt tải sàn tầng điển hình xem phụ lục 1(bảng 2.3 ).

Xác định nội lực trong các ô sàn

Ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực

2.3.1 Nội lực trong sàn bản dầm

Cắt dãy bản rộng 1m và xem như là một dầm:

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm q = (g+p).1m (daN/m)

Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

2.3.2 Nội lực trong bản kê 4 cạnh

Sơ đồ nội lực tổng quát:

+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

+ MI ’ = 0: Khi liên kết biên là khớp; MI ’ = MI: Khi liên kết biên là ngàm

+ MII ’ = 0: Khi liên kết biên là khớp; MII ’ = MII: Khi liên kết biên là ngàm

+ Moment âm lớn nhất ở trên gối: l 1 l 2

Trong đó:α1,α2,β1,β2 :hệ số phụ thuộc sơ đồ liên kết 4 biên và tỷ số l2/l1,xác định bằng cách tra bảng theo Phụ lục 17- Trang 390- Sách KCBTCT phần CKCB

- Tác giả Pgs.Ts PHAN QUANG MINH-NXB KHKT 2006.

Tính toán cốt thép

2.4.1 Vật liệu sàn tầng điển hình

- Bêtông B25 có: Rb = 14,5(MPa) = 145(daN/cm 2 )

- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 2250(daN/cm 2 )

- Cốt thép  ≥ 10: dùng thép CI có: RS = RSC = 280(MPa) = 2800(daN/cm 2 )

2.4.2 Tính cho một ô bản điển hình

Tính cho bản kê 4 cạnh (ô S18) l2/l1 = 4,1/3,5=1,17< 2  bản kê 4 cạnh (thuộc sơ đồ 9)

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh ngắn tại nhịp: M 1 32 N m

Kiểm tra hàm lượng cốt thép min 0

Ta bố trí  6 a200=> As CH = 𝑏.𝑎 𝑠

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh dài tai nhịp: M 2 31 N m

Ta bố trí  6 a200 => As CH = 𝑏.𝑎 𝑠

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh ngắn tại gối: M I =−4215N m

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0

Ta bố trí  8 a200=> As CH = 𝑏.𝑎 𝑠

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh dài tại gối: M II =−3077 N m

Ta bố trí  8 a200 => As CH = 𝑏.𝑎 𝑠

2.4.3 Tính cốt thép cho ô sàn loại bản dầm (ô sàn S28) a Sơ đồ tính:

Hình 2 3 Sơ đồ tính của ô sàn S8

Bản sàn S8có tỷ số 2

=1,8 l l là bản dầm Sơ đồ tính như hình vẽ: b Tính nội lực bản sàn S28

Cắt lấy 1m dải bản theo phương cạnh ngắn l1 và xem như 1 dầm:

Tải trọng tác dụng lên dầm được xác định như sau: q = ( gb + pb).l.m ( kN/m) Trong đó: qb = gb + pb: tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn qb= 4,380 + 2,4= 6,78 (kN/m 2 )

Vậy: q=6,78.1.m=6,78 (kN/m) Ô sàn S4có liên kết hai bên cạnh ngắn là ngàm thuộc sơ đồ c như hình vẽ trên

− ql = − = − (kN.m); c Tính toán cốt thép cho ô sàn S28

- Tính chiều cao làm việc : h0=h-a;

Giả thiết a mm (a là khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm lớp cốt thép) Ta có h0=h-a0-15 mm

❖ Tính thép chịu mô men dương:

- Sau khi tính  m và thỏa mãn  m   R ; thì từ  m = 0, 007 tra bảng ta có ζ=0,996

- Diện tích cốt thép tính theo công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Chọn thép Φ6 có as=0,283cm 2 =>

- Chọn khoảng cách thép bố trí :

Chọn s BT = 200 mm.=> As CH = s

❖ Tính thép chịu mô men âm :

Từ  m = 0, 012 tra bảng ta có ζ=0,992

- Diện tích cốt thép tính theo công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Chọn thép Φ8 có as=0,503cm 2 =>

- Chọn khoảng cách thép bố trí :

Chọn s BT = 200 mm.=> As CH = s

Phần tính toán sẽ không triển khai chi tiết mà được tính toán qua bảng tính excel với kết quả như sau

Bảng tính thép ô sàn bản kê xem phụ lục 1 (bảng 2.4)

Bảng tính thép ô sàn bản dầm xem phụ lục 1 (bảng 2.5)

2.4.3 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bản

Chọn Ô bản có tải trọng lớn nhất cùng với nhịp tính toán lớn để kiểm tra

- Điều kiện để bê tông bản chịu hoàn toàn lực cắt: max 0,6 b 0,8 bt 0

- Bản không bố trí cốt đai, lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu, do max ,68  b min D,625

3 TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

Mặt bằng cầu thang

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng 2 trục 4

Cầu thang công trình thuộc dạng cầu thang 2 vế, mỗi vế 10 bậc có kích thước b% cm, h cm

Góc nghiêng của cầu thang tg α= ℎ

25 = 0,6 α= 26 o 56’ cosα=0,89 Chiều dày bản thang sơ bộ chọn theo công thức: hb = l m

+ D = 0.81.4 phụ thuộc vào tải trọng

+ l (m) : chiều dài cạnh ngắn của ô bản thang

+ hb chọn lấy chẵn đến cm và thỏa mãn yêu cầu cấu tạo hb≥ 60 mm

( đối với sàn nhà dân dụng)

- Chiều dày bản thang, sàn chiếu nghỉ chọn: hscn = hbt= 80 mm

Chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ bxh 0x300mm

Phân tích sự làm việc của cầu thang

- Ô1 (bản thang) liên kết ở 4 cạnh: tường, cốn CT1 (hoặc CT2), dầm chiếu nghỉ

1(DCN1), Dầm sàn hoặc dầm chân thang

- Ô2 (bản chiếu nghỉ) liên kết ở 4 cạnh: tường và dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm chiếu nghỉ 2(DCN2)

- Cốn CT1, CT2: liên kết ở hai đầu, gối lên dầm chiếu nghỉ 1(DCN1), dầm sàn hoặc dầm chân thang

- Dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1),dầm chiếu nghỉ 2 (DCN2), liên kết hai đầu gối lên tường.

Tính bản thang

Bản thang tính toán tương tự ô sàn, trong đó 4 biên được xem là liên kết khớp Tùy thuộc vào tỉ số l2/l1, chúng ta có thể xác định cách tính bản theo bản kê 4 cạnh hoặc bản loại dầm.

Kích thước cạnh bản theo phương nghiêng (l2) : l2= 2,7

0,86=3,14 (m) Xác định sơ đồ làm việc của bản : Đối với Ô1 : 𝑙2

1,15=2,73 Tính theo bản loại dầm.Ta có sơ đồ tính :

Hình 3.2 Cấu tạo các lớp vật liệu cầu thang Với: n: hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995 [6]

-  1 ,  2 ,  3 , trọng lượng riêng của lớp đá granite, vữa, gạch

-  1 ,  2 ,  3 : chiều dày lớp đá granite , lớp lót, gạch

- h,b : Chiều cao và chiều rộng bậc thang.

→ Tổng tĩnh tải phân bố trên mặt bản thang: g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 +g6

Lớp vữa trát mặt dưới: g6 = n.. = 1,3.1600.0,015 = 31,2 (daN/m 2 )

Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m 2 bản thang:

Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 300 (daN/m 2 )

Vậy hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1,2x300 = 360 (daN/m 2 )

+ Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1m 2 bản thang theo chiều nghiêng:

( 2 ) cos 555, 7 360.0, 86 865, 3 daN m tt tt tt bt bt bt q = g + p  = + =

+ Tổng tải trọng tác dụng vuông góc lên 1m 2 bản thang là:

3.2.3 Xác định nội lực và tính toán cốt thép

Bản thang Ô1 tính theo bản loại dầm, tương tự như bản sàn, ta có bảng sau:

Bảng 3.1 Bảng tính nội lực và tính thép bản thang Ô1

Kích thước Tải trọng Chiều dày

Tính thép Chọn thép l1 l2 g p h a h0 As TT H.lượn g ỉ a TT a BT As CH H.lượn g

Tính sàn chiếu nghỉ

3.3.1 Cấu tạo bản chiếu nghỉ

Hình 3.3 Cấu tạo bản chiếu nghỉ

Bảng 3.2 Tải trọng tác dụng lên sàn chiếu nghỉ

Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lượng riêng gtc Hệ số n gtt

Lấy hoạt tải tiêu chuẩn theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang là p tc = 300 (daN/m 2 )

Vậy hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1,2x300 = 360 (daN/m 2 )

Xác định nội lực và tính toán cốt thép Xét tỷ số 2

8 2 R s =R sc = 280 ξ R = 0.595 α R = 0.418 l 1 l 2 g p h a h 0 A s TT H.lượng ỉ a TT a BT A s CH H.lượng

(m) (m) (N/m 2 ) (N/m 2 ) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  TT (%) (mm) (mm) (mm) (cm 2 /m)  BT (%)

BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN Ô2

Cấp bền BT : Cốt thộp ỉ ≤ 0.10%

Kích thước Tải trọng Chiều dày

Tính toán các cốn C1 và C2

Cốn là dầm đơn giản với chiều dài nhịp lc= 2,99 m, 2 đầu liên kết khớp với dầm chân thang ( hoặc dầm chiếu tới ) và dầm chiếu nghỉ

Hình 3.4 Sơ đồ tính cốn thang

Chiều cao cốn h chọn theo nhịp : hd= 1

Có ld = 3140 (mm), ta chọn md= 13 ( md: là hệ số = (12  20) ) hd= 3140

13 = 242 (mm) Chọn tiết diện cốn là 100x250 (mm)

+ Trọng lượng phần bê tông: gbt= n.ɣ.b.(hd-hb) = 1,1.2500 0,1.(0,25-0,08)= 46,8 (daN/m)

+ Trọng lượng phần vữa trát: gvt= n.ɣ.δ.(b+2hd-2hb)= 1,3.1600.0,015.(0,1+2.0,25-2.0,08),7 (daN/m)

+ Trọng lượng lan can, tay vịn: glc= 1,2.20= 24 (daN/m)

+ Tải trọng do bản thang Ô1 truyền vào ( Bản thang là sàn bản dầm )

Trong đó : qbt = 865,3 (daN/m 2 ) đã tính ở Ô1 l1 là chiều dài cạnh ngắn của bản Ô1

+ Tổng tải trọng tác dụng thẳng đứng lên cốn thang: qc = gbt+gvt+qlc+qbt +qs-d = 46,8+13,7+24+497,5X2 (daN/m)

Hình 3.5 Xác định nội lực cốn thang ax= 1 2 cos 1 582 3,14 2 0.86 616, 9( )

Chọn vật liệu liệu làm cốn:

- Bêtông B25 có: Rb = 14,5(MPa) = 145(daN/cm 2 )

- Cốt thép ≤ 8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 2250(daN/cm 2 )

- Cốt thép ≥10: dùng thép CII có: RS = RSC = 280(MPa) = 2800(daN/cm 2 )

Chọn a= 2,5 cm, chiều cao làm việc của dầm: ho= h–a= 25-2,5",5 (cm)

Tính thép chịu momen dương Mmax= 616,9 (daN.m):

0,084 145.10.22,5 Với bê tông B25, thép CII có  R =0, 429

Từ αm tra bảng và nội suy ta được ζ = 0.956

Chọn 1 ỉ12 cú As = 1,131 (cm 2 ) làm thộp chịu lực, cốt thộp chịu momen õm đặt theo cấu tạo, chọn 1 ỉ12 cú As = 1,131 ( cm 2 )

Tính cốt đai: Qmax = 785,8 (daN)

Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bê tông dầm yêu cầu Qmax không vượt quá 0,3.φsw1.φbt.Rb.b.ho Trong đó, hệ số w1 phản ánh ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện và được xác định theo công thức cụ thể.

 s = +   = + -  b1 : Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức:

0,3φsw1.φbt.Rb.b.ho=0,3.1,07.0,885.115.10.22,5s51 (daN) > Qmax= 785,8

*Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:

Nếu Q max  Q b min =  b 3 (1 +   f + n ) R b h bt o = 0,6.(1 +   f + n ) R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo (Qbmin là khả năng chịu cắt nhỏ nhất của bê tông)

+ b 3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại bê tông

 b 3 =0,6: Đối với bê tông nặng

+  f : hệ số kể đến ảnh hưởng cánh tiết diện chữ T hoặc chữ I khi cánh nằm trong vùng nén Đối với tiết diện hình chữ nhật  f =0

+  n =0 vì không có lực nén hoặc kéo

=> Qmax x5,8 (daN) < Qbmin = 1215 (daN)  Không cần tính lại cốt đai, bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

+ Chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo:

- Đoạn gần gối tựa (1/4): Khi h ≤ 450 thì sct = min (h/2, 150mm)

Chọn ỉ6 s0mm, số nhỏnh n=1, Rsw5 MPa

- Đoạn giữa nhịp (1/2) :Khi h≤ 300 thì sct = min (h/2, 150mm)

Chọn ỉ6 s 0mm, số nhỏnh n=1, Rsw5 MPa

Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt

Tính dầm chiếu nghỉ (DCN1)

Dầm chiếu nghỉ làm việc như dầm đơn giản hai đầu khớp kê lên tường

Hình 3.6 Sơ đồ tính dầm chiều nghỉ DCN1

3.5.2 Chọn kích thước tiết diện

Chiều cao tiết diện dầm h chọn theo nhịp : hd= 1 m d ld

Có ld = 2550 (mm), ta chọn md= 12 ( md: là hệ số = (12  20) ) hd= 2550

12 = 212,5 (mm) Chọn tiết diện DCN1 là 20x30 (cm)

• Tải trọng phân bố đều

Trọng lượng phần bê tông được tính theo công thức gbt = n.ɣ.b.(hd-hb) = 1,1 2500 0,2 (0,3-0,08)1 (daN/m) Trong khi đó, trọng lượng phần vữa trát được xác định bằng công thức gvt = n.ɣ.δ.(b+2hd-2hb) = 1,3.1600.0,015.(0,2+2.0,3-2.0,08) (daN/m) Tải trọng do bản chiếu nghỉ Ô2 (sàn bản kê 4 cạnh) truyền vào có dạng hình thang và được quy về lực phân bố đều.

 Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

• Tải trọng tập trung do cốn (CT1; CT2)

Hình 3.7 Tính toán nội lực dầm chiếu nghỉ (DCN1)(q:daN/m; P:daN)

- Momen dương lớn nhất ở giữa dầm là:

-Giá trị lực cắt lớn nhất ở hai gối dầm là:

Chọn vật liệu như cốn thang

Chọn a=3 cm, chiều cao làm việc của dầm: ho= h–a= 30-3' (cm)

Tính thép chịu momen dương Mmax97(daN.m):

Với bê tông B25, thép CII có  R =0, 429   = 0, 064   = 0, 429 m R Đảm bảo điều kiện : m Qmax= 1466 (daN)

=> Qmax 66 (daN) < Qbmin = 2916 (daN)  Không cần tính lại cốt đai, bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt

Tại vị tri cốn C1 và C2 kê lên DCN1 cần phải có cốt treo để gia cố Cốt treo đặt dưới dạng cốt đai

Diện tích cốt treo cần thiết là :

Trong đó: hS: khoảng cách từ vị trí đặt lực giật đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép dọc h0: chiều cao làm việc của tiết diện

RSW: cường độ chịu kéo tính toán của cốt đai

Dựng đai ỉ6 hai nhỏnh thỡ số lượng đai cần thiết là : 0,21

Ta đặt mỗi bờn mộp cốn C1 ( hoặc C2) 2 đai ỉ6.

Tính dầm chiếu nghỉ ( DCN2)

3.6.1 Sơ đồ tính và xác định tải trọng

Sơ đồ tính toán cho DCN2 khác với DCN1, vì không có tải trọng tập trung do cốn thang truyền vào Thay vào đó, tải trọng được truyền từ tường xuống Để đơn giản hóa quá trình tính toán, ta coi tường như một mảng đặc với chiều cao h = 1,65 - 0,3 = 1,35 m.

Tổng tải trọng do tường tác dụng vào dầm:

=  Trong đó: g tc t (daN/m 2 ) : Trọng lượng tiêu chuẩn của 1m 2 tường

( Tường xây 20 bằng gạch ống: g tc t60 (daN/m 2 ) ) nt : hệ số tin cậy, lấy nt= 1,1

St (m 2 ): diện tích mảng tường trên dầm đang xét

=  = = Tổng tải trọng phân bố đều lên DCN2 là : q= qcn+ g t t-d = 515 +493 = 1008 (daN/m)

Sơ đồ tính và nội lực DCN2 được thể hiện trong hình dưới đây:

Hình 3.8 Sơ đồ tính toán, nội lực dầm chiếu nghỉ (DCN2)(q:daN/m)

Momen dương lớn nhất ở giữa dầm là:

Giá trị lực cắt lớn nhất ở hai gối dầm là: max

Chọn vật liệu như cốn thang

Chọn a=3 cm, chiều cao làm việc của dầm: ho= h–a= 30-3' (cm)

Tính thép chịu momen dương Mmax6,7(daN.m):

Với bê tông B20, thép CII có  R =0, 429   = 0, 040   = 0, 429 m R

Chọn 2 ỉ12 cú As= 2,26( cm 2 ) làm thộp chịu lực

Cốt thộp bố trớ ở 2 gối chọn theo cấu tạo: chọn 2 ỉ12 cú As= 2,26 (cm 2 ) (bố trớ đối xứng để thuận thiện cho thi công)

Tính cốt đai: Qmax = 1285 (daN)

*Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính của bêtông dầm: Điếu điện: Qmax≤0,3.φsw1.φbt.Rb.b.ho Trong đó:

-  w1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức:

 s = +   = + -  b1 : Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau, tính theo công thức:

0,3φsw1.φbt.Rb.b.ho=0,3.1,07.0,855.145.20.27!490 (daN) > Qmax= 1285 (daN)

 Không cần tính lại cốt đai, bản thân bê tông đã đảm bảo chịu lực cắt

Vậy với cốt đai đã đặt như trên thì dầm đủ khả năng chịu cắt.

Tính toán thiết kế dầm D1 trục A

Tính toán dầm theo sơ đồ đàn hồi

Là dầm liên tục 5 nhịp có gối tựa là các cột, chịu tải trọng thẳng đứng:

Sơ đồ tính của dầm trục A Chọn kích thước dầm

Sơ bộ chọn kích thước dầm: hd = ( 1 1 )

Trong đó: l :là nhịp của dầm đang xét

  8200= (5471025)(mm) Chọn sơ bộ hd= 600(mm) bd = (0,3  0,5).hd = (0,30,5) 600 = (180300) (mm) Chọn bd00(mm) Để đơn giản trong tính toán cũng như thi công ta chọn tiết diện dầm: bdxhd00x600(mm)

Xác định tải trọng

Tĩnh tải a Trọng lượng bản thân

Trọng lượng bản thân dầm: gồm có trọng lượng bê tông và lớp vữa trát Phần dầm giao nhau với sàn được tính vào trọng lượng sàn

Vì vậy trọng lượng bản thân dầm chỉ tính với phần không giao với sàn

Trọng lượng phần bêtông : gbt= nbt bt.(h - hb).b = 1,1.25 (0,6 – 0,1) 0,3= 4,125(kN/m)

Trọng lượng phần vữa trát: gtr = ntr vt .[b + 2(h - hb)]

Vậy trọng lượng bản thân dầm : gd= gbt+gtr= 4,125 + 0,405= 4,53(kN/m) b Tải trọng do sàn truyền vào

Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố theo diện chịu tải

Gọi gs là tải trọng tác dụng lên ô sàn

=> Tải trọng tác dụng từ sàn truyền vào dầm:

Dầm D1, D2: Tải trọng hình thang

D3, D4: Tải trọng hình tam giác có thể được quy đổi gần đúng thành tải trọng phân bố đều cho các tải trọng hình thang và tam giác Đối với ô sàn bản dầm, tải trọng chỉ truyền vào dầm theo phương cạnh dài, trong khi dầm theo phương cạnh ngắn không chịu tải từ sàn.

Bảng tính tải trọng từ sàn truyền vào dầm phụ lục 1 (bảng 1.6) đề cập đến ảnh hưởng của tường và cửa xây trên dầm Đối với tường đặc, để tiết kiệm, chỉ có tường trong phạm vi góc 60 độ được coi là truyền lực lên dầm, trong khi phần còn lại tạo ra lực tập trung xuống nút khung Nếu hai bên tường không có cột, toàn bộ tường sẽ được xem là truyền lực vào dầm.

Gọi gt là trọng lượng riêng của 1m 2 tường (bào gồm phần xây và trát) tr tr tr g g g t n n g =   + 2  

Chiều cao tường: ht= H-hd=3,3-0,6=2,7 (m)

Tải trọng của tường tác động lên dầm có hình dạng hình thang và được quy về dạng phân bố đều Đối với mảng tường có cửa, tải trọng tác dụng lên dầm được tính là tổng trọng lượng của tường và cửa, phân bố đều trên dầm.

Trong đó: gt: Trọng lượng tính toán 1 m 2 tường Đối với tường gạch ống: gt = n g  g  g + 2 n tr  tr  tr ng=1,1: Hệ số vượt tải cảu gạch xây

g (kN/m3): Khối lượng riêng của tường gạch

g=0,2(m): Chiều dày của tường gạch ntr=1,3: Hệ số vượt tải của lớp vữa trát

tr(kN/m3): Chiều dày lớp vữa trát

tr=0,015 (m): Chiều dày lớp trát tường gt= 1,1.15.0,2+2.1,3.16.0,015=3,924(kN/m2)

St: Diện tích tường trong nhịp đang xét nc =1,1: hệ số vượt tải đối với cửa gctc=0,15kN/m2 : Khối lượng riêng tiêu chuẩn cảu 1m 2 cửa kính khung nhôm

Sc :diện tích cửa trong nhịp đang xét

 Tải trọng tường và cửa phân bố đều trên dầm :q = G/ld

Bảng tính tải trọng từ sàn truyền vào dầm D1 phụ lục 1(bảng 1.6)

Bảng tính tải trọng từ dầm phụ vào dầm D1 phụ lục 1(bảng 1.7)

Tải trọng do dầm phụ trục tác dụng vào dầm trục 2 là:

  7800= (410683) (mm) Chọn sơ bộ hd= 500 (mm) bd = (0,3  0,5).hd = (0,30,5) 500 = (150250) (mm) Chọn bd%0 (mm)

Trọng lượng phần bêtông : gbt= nbt bt.(h - hb).b = 1,1.25 (0,5– 0,1) 0,25= 2,75(kN/m)

Vậy trọng lượng bản thân dầm : gd= gbt+gtr= 2,75+ 0,312= 3,06(kN/m)

Dầm phụ trên trục 2-3 𝐿 1−2 = 7.8𝑚, chọn kích thước sơ bộ (250x500mm)

𝑞 𝑇𝐿𝐵𝑇 = 3.06 (kN/m), tính toán tương tự như dầm chính

Tải phân bố trên đoạn dầm là : 𝑞 𝑡ườ𝑛𝑔 = 𝐺

+Lực tập trung truyền vào dầm chính tại trục B’ là:

Tải trọng tập trung tại dầm phụ truyền lên D1

Tóm tắt tải trọng tác dụng : a Tóm tắt tĩnh tải: qtt= qd+qs+qt

Bảng 6.1 Tĩnh tải tác dụng lên dầm trục D1

Nhịp dầm 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 qtt(kN/m) 24,39 26,08 31,95 26,08 24,39 b Tóm tắt hoạt tải

Bảng 6.2 Hoạt tải tác dụng lên dầm trục D1

Xác định nội lực:

Sơ đồ tính: a Tĩnh tải

Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên dầm trục D1

Hoạt tải: Được chia làm các trường hợp, mỗi trường hợp chỉ tác dụng lên 1 nhịp dầm

Hình 6.1 Sơ đồ các trường hợp hoạt tải tác dụng lên dầm trục a Nội lực dầm trục D1

* Nội lực do tĩnh tải gây ra

* Nội lực do hoạt tải gây ra

Bảng tổ hợp nội lực dầm D1 trục A phụ lục 1(bảng 1.9)

Bảng tổ hợp nội lực cắt dầm D1 trục A phụ lục 1(bảng 1.10)

Bảng chọn thép dầm D1 trục A phụ lục 1(bảng 1.11)

+ Bêtông B25 có: Rb = 14,5 (MPa) = 14,5 x 10 3 (kN/m 2 )

+ Cốt thép: Nhóm AII có: Rs = Rsc = 280 MPa = 280x10 3 kN/m 2

Rsw = 225 MPa = 225x10 3 kN/m 2 Nhóm AI có Rs = Rsc = 225 MPa = 225x10 3 kN/m 2

3.7.3Tính toán cốt thép dọc

Xác định độ vươn của bản cánh Sf :

Sf không lớn hơn các giá trị sau:

Chiều rộng bản cánh đưa vào tính toán

Xác định vị trí trục trung hoà:

Mf = Rb.bf’.hf’(h0 – hf’/2)

Ta có: Sf ≤ (6.10 = 60cm) Chọn Sf = 60cm

Mf = 14,5x10 3 x1,5x0,1x(0,54– 0,5x0,1) 65 kN.m Nhận xét: Ta có Mmax ở các nhịp là 236,08 kN.m < Mf = 1065 kN.m

→ Tính toán theo tiết diện chử nhật bf’x h = 150x60 (cm)

Các nhịp khác tính tương tự

* Trình tự tính toán cốt thép dọc

Tính cốt đai chịu toàn bộ lực cắt, nếu cốt đai không đủ chịu  đặt thêm cốt xiên

-Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo Đoạn gần gối tựa: h > 450 thì sct = min(h/3, 300) = min(200; 300 ) 0 mm Đoạn giữa nhịp: h > 300 thì sct = min(3/4h, 500) = min(450 ; 500) = 450mm

Chọn cốt đai 8 với khoảng cách s = 150 mm và số nhánh là 2, được bố trí ở đầu gối với khoảng cách so với mép dầm là l/4 Ngoài ra, cũng lựa chọn cốt đai 8 với khoảng cách s = 200 mm và số nhánh tương ứng.

-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở gối: Qmax = 217,01KN

Ta thấyQ max 0,3.  w 1 b 1 R b h b o = 0,3.1,0.0,85.11,5.300.540= 475.07KN thỏa mãn

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: lực dọc nên 1 +  f +  n = 1

Ta thấy Q max Q b min = b 3 (1+ f + n )R bt b.h o =0,6.1,0.0.9.300.5404.8KN, nên không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo như trên

3.7.4 Tính toán thép treo dầm phụ với dầm chính

Tính lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm khung

Ta chỉ xét tầng 1 và tầng điển hình còn tầng thượng tải trọng nhỏ để đơn giản ta sẽ bố trí giống với các tầng còn lại

Tải trọng truyền từ dầm phụ lên dầm chính thành lực tập trung bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân dầm phụ: P = b.h.γ.l /2 bt d (daN);

+ Trọng lượng vữa trát dầm và tường trên dầm: P = g l /2 t-v t-v d (daN);

Tải trọng sàn được truyền lên dầm bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải, với tải trọng sàn phân bố đều và sau đó được quy đổi thành lực tập trung để truyền lên dầm chính.

Tại những vị trí có dầm gác lên dầm chính, cần tính toán cốt treo để ngăn ngừa hiện tượng giật đứt Với chiều cao dầm chính hdc`0 (mm) và chiều cao dầm phụ hdp= 500(mm) gần bằng nhau, nên sử dụng cốt treo dạng xiên hay còn gọi là cốt vai bò để chịu lực Sơ đồ tính toán sẽ hỗ trợ trong việc này.

Từ điều kiện cân bằng ∑Y=0 → P=2.Rsw.Ax.sinγ

P 2.R sinγ Trong đó: P: là lực tập trung do dâm phụ gác lên dầm chính lớn nhất Pp33 (daN)

Ax: là diện tích cốt treo

2, 21(cm ) 2.R sinγ =2.280.sin 45 1 0 Vậy ta bố trí 2 16 có Asw = 3,08 (cm 2 )> Ax=2,21(cm 2 )

Khoảng cách neo thép t được lấy theo cấu tạo như sau:

Hệ kết cấu chịu lực và phương pháp tính toán

4.1.1 Hệ kết cấu chịu lực

Sau khi phân tích các ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực, chúng tôi đã quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung-lõi cho công trình.

Hệ kết cấu khung mang lại không gian lớn và linh hoạt, lý tưởng cho các công trình công cộng Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng hệ thống này không hiệu quả cho các công trình cao Thực tế, kết cấu khung bê tông cốt thép thường được áp dụng cho các công trình cao tối đa 20 tầng với cấp phòng chống động đất ≤7, 15 tầng cho khu vực có chấn động cấp 8 và 10 tầng cho cấp 9.

4.1.2 Phương pháp tính toán hệ kết cấu

- Trọng lượng bản thân kết cấu và các loại hoạt tải tác dụng lên sàn, lên mái

- Tải trọng tác dụng lên sàn, kể cả tải trọng các tường ngăn (dày 100mm), thiết bị, tường nhà vệ sinh, thiết bị vệ sinh

- Tải trọng tác dụng lên dầm do sàn truyền vào, do tường bao trên dầm( dày 200): phân bố trên dầm

❖ Tải trọng gió được tính theo Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-

Do chiều cao công trình đạt 44,1m, vượt quá 40m, nên cần tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn Tải trọng gió sẽ được phân bố thành lực tại các mức sàn.

Để xác định nội lực và chuyển vị trong kết cấu công trình, phần mềm ETABS 2017 được sử dụng Đây là một trong những phần mềm tính toán kết cấu mạnh mẽ và phổ biến hiện nay, hỗ trợ hiệu quả cho việc phân tích và thiết kế kết cấu.

• Tổ hợp và tính cốt thép.(Theo TCVN)

Sử dụng Microsoft Excel để lập bảng mang lại nhiều lợi ích, như tính toán nhanh chóng, dễ dàng và thuận tiện Chương trình này giúp người dùng kiểm tra độ chính xác của kết quả một cách hiệu quả.

Sơ bộ chọn các kích thước kết cấu cho công trình

4.2.1 Sơ bộ chọn kích thước sàn

+ Chiều dày sàn phụ thuộc vào:Bước cột,khả năng chọc thủng,yêu cầu chống cháy

+ Chọn chiều dày bản theo công thức: h d D L m

Chiều dày sàn đã chọn ở phần tính sàn là h d cm

4.2.2 Sơ bộ chọn kích thước dầm

Dầm là một cấu kiện có chiều dài lớn hơn nhiều so với chiều cao và chiều rộng của tiết diện ngang Tiết diện ngang của dầm thường được thiết kế theo hình chữ nhật.

2 4 h dc Để thuận tiện thi công ta chọn bd và hd là bội số của 50mm Kích thước tiết diện dầm chọn như sau:

Xem phụ lục: Bảng 4.1 Sơ bộ chọn tiết diện dầm ngang

Bảng 4.2 Sơ bộ chọn tiết diện dầm dọc

Bảng 4.3 Sơ bộ chọn tiết diện dầm phụ

Khi chọn dầm ban công, kích thước 200x600(mm) là lựa chọn lý tưởng, vì chiều cao lớn của dầm giúp tăng cường độ cứng và khả năng chịu lực cho công trình.

4.2.3 Sơ bộ chọn kích thước cột

• Chiều dài và chiều dài tính toán cột

Chiều dài của mỗi cột trong kết cấu khung nhà được tính từ móng đến mái, tuy nhiên trong quá trình tính toán, mỗi cột chỉ được xem như một đoạn cột trong từng tầng.

Chiều dài thật của cột kí hiệu là l là khoảng cách giữa hai liên kết (liên kết có tác dụng ngăn cản chuyển vị ngang của cột)

Chiều dài tính toán của cột, ký hiệu là lo, được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột Chiều dài này tương ứng với chiều dài bước sóng khi cột mất ổn định do uốn dọc.

Lo = ψl Ψ là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng, cũng tức là phụ thuộc vào liên kết ở hai đầu cột

Trong các công trình nhà nhiều tầng, lực nén trong cột giảm dần từ móng lên mái Để tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, cần giảm khả năng chịu lực của cột khi chiều cao tăng Việc này có thể thực hiện bằng cách giảm kích thước tiết diện cột, giảm lượng cốt thép và giảm mác bê tông.

Theo công thức (1 – 3) trang 20 sách “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của

GS.TS Nguyễn Đình Cống

+ Diện tích tiết diện cột là A: t b

- Rb: cường độ tính toán về nén của bê tông, với bêtông có cấp độ bền là B25 thi

- 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 trong 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

Tải trọng tương đương (q) được tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời từ bản sàn, cùng với trọng lượng của tường, dầm và cột, được phân bố đều trên sàn Giá trị của q thường được xác định dựa trên kinh nghiệm trong thiết kế.

Với nhà có bề dày sàn là bé từ 10:14 cm kể cả các lớp cấu tạo mặt sàn

Hình 4.2 minh họa sơ bộ truyền tải của sàn về cột Đối với những ngôi nhà có bề dày sàn nhỏ từ 10 đến 14 cm, bao gồm cả các lớp cấu tạo mặt sàn, thường có ít tường và kích thước dầm, cột thuộc loại nhỏ với tải trọng q = 10 đến 14 kN/m².

Khi lựa chọn kích thước tiết diện của cấu kiện, cần xem xét không chỉ khả năng chịu lực mà còn phải đảm bảo ổn định, tính thẩm mỹ kiến trúc và sự thuận tiện trong quá trình thi công.

Kích thước của cột sau khi chọn sơ bộ phải kiển tra đảm bảo điều kiện độ ổn định b l 0 0 b

 = b   ( 0 b 1đối với cột nhà ) Trong đó:- l0:chiều dài tính toán cột Nhà khung nhiều tầng 3 nhịp trở lên l0=0.7H, với H là chiều dài hình học của cột

Để kiểm tra các trường hợp với chiều cao tầng khác nhau, chỉ cần xem xét một cột có b nhỏ nhất tại mỗi H Nếu cột này thỏa mãn điều kiện, các cột khác cũng sẽ thỏa mãn theo.

Vậy tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định

4.2.4 Chọn sơ bộ tiết diện lõi thang máy

Chiều dày thành vách t được chọn theo điều kiện sau: t

 mm mm Trong đó, H= 3600: chiều cao lớn nhất của tầng

Chọn chiều dày vách là 200mm.

Tải trọng tác dụng vào công trình và nội lực

4.3.1 Cơ sở xác định tải trọng tác dụng

Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình căn cứ Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động 2737-1995:

Tĩnh tải: Giải pháp kiến trúc đã lập, cấu tạo các lớp vật liệu

Hoạt tải sử dụng dựa vào tiêu chuẩn.Hoạt tải gió tính cho tải trọng gió tĩnh

4.3.2 Trình tự xác định tải trọng

• Tĩnh tải tác dụng lên sàn

*Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Trọng lượng phân bố đều các lớp sàn cho trong bảng

Tĩnh tải sàn các tầng 1-12 xem phụ lục 2 ( bảng 4.5 )

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là

Tĩnh tải sàn các tầng tầng 13 ( tầng mái ) xem phụ lục 2 ( bảng 4.6 )

(Khi tính tải trọng không cộng Bản BTCT vào vì ETAB đã tính với hệ số vượt tải là

*Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn

Tường ngăn giữa các khu vực trên mặt bằng có độ dày 100mm, được xây bằng gạch rỗng với trọng lượng riêng là 1500 daN/m³ Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ, tải trọng sẽ được phân bố đều trên toàn bộ sàn Trọng lượng của tường ngăn trên dầm sẽ được chuyển đổi thành tải trọng phân bố tác động lên dầm.

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt g t-s= t c t t t v v v c c c i

St (m 2 ): diện tích bao quanh tường

Sc (m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 t = 0,1(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

 v = 0,015(m): chiều dày của vữa trát

 v = 1600(daN/m 3 ): trọng lượng riêng của vữa trát

 c = 25(daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa

Si(m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán Để tính tải trọng do tường xây truyền lên sàn ta chia ô sàn thành các ô như sau:

Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 1:xem phụ lục 2, hình 4.3 Đối với sàn tầng 1 (chỉ có ô S4, S16 có tường) xem phụ lục 2 (bảng 4.7)

Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 1:xem phụ lục 2, hình 4.4 Đối với sàn tầng 2-12 ( chỉ có ô S2, S9, S23 có tường) xem phụ lục 2 (bảng 4.8)

Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 13 được thể hiện trong phụ lục 2, hình 4.5 Đối với sàn tầng mái, các ô sàn không có tường xây dựng trên sàn có trọng lượng g tt là "0 (daN/m²) Trong khi đó, sàn tầng 14 (tầng lửng) có các ô sàn không có tường xây dựng trên sàn với trọng lượng g tt là 3 (daN/m²).

• Tĩnh tải tác dụng lên dầm

*Trọng lượng bản thân dầm :

Trọng lượng phần bê tông :

Khai báo hệ số trọng lượng bản thân bằng 1,1 để phần mềm tự tính

- Trọng lượng phần vữa trát của dầm được tính thành tải trọng phân bố lên suốt chiều dài mỗi dầm theo công thức sau:

Trong đó: n : hệ số độ tin cậy n=1.3  v : trọng lượng riêng  v 00 (daN/m 3 )

 v :chiều dày của lớp trát  v =0.015m b : chiều rộng dầm h : chiều cao dầm (từ cốt sàn đến đáy dầm) hb : chiều dày sàn

- Trong công trình các ô sàn lấy chiều dày là 10 cm.( đã chọn ở phần tính bản)

- Kết quả tính toán tải trọng do trọng lượng lớp vữa của dầm ở bảng sau :xem phụ lục 2, bảng 4.9

*Tải trọng tường phân bố trên dầm :

Tĩnh tải do trọng lượng tường, cửa tác dụng lên dầm

Tường ngăn xây bằng gạch có g = 1500 (daN/m 3 ), mỗi bức tường cộng thêm 1,5 cm vữa trát (mỗi bên) : có v 00 (daN/m 3 )

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hd

Trong đó: ht: chiều cao tường,

H: chiều cao tầng nhà hd: chiều cao dầm trên tường

Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Công thức qui đổi tải trọng tường, cửa, kính trên dầm về tải trọng phân bố trên dầm : g tt = t c t t t v v v c c c

Sc(m 2 ): diện tích cửa nt, nc, nv: hệ số độ tin cậy đối với tường, cửa và vữa trát.(nt= 1,1; nc= 1,3; nv=1,3)

 g : chiều dày của mảng tường, bề dày tường hoặc  0 hoặc 0

 v : bề dày lớp vữa trát  v = 15mm

 g = 1500 (daN/m 3 ): trọng lượng riêng của gạch xây tường

 c = 25 (daN/m 2 ): trọng lượng của 1m 2 cửa kính ( hoặc vách kính) ld : chiều dài dầm

Mặt bằng phân chia dầm tầng 1:xem phụ lục 2, hình 4.6

Mặt bằng phân chia dầm tầng 2-12:xem phụ lục 2, hình 4.7

Mặt bằng phân chia dầm tầng 13:xem phụ lục 2, hình 4.8

Bảng tải trọng tường phân bố trên dầm tầng 1 xem phụ lục 2 ( bảng 4.10)

Bảng tải trọng tường phân bố trên dầm tầng 2-12 xem phụ lục 2 ( bảng 4.11)

Bảng tải trọng tường phân bố trên dầm tầng thượng xem phụ lục 2 ( bảng 4.12)

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc (daN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Dựa vào từng loại phòng, chúng ta xác định hoạt tải tiêu chuẩn và nhân với hệ số vượt tải n để tính toán hoạt tải ptt (daN/m²).

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng:

Bảng tải hoạt tải sàn tầng 1 xem phụ lục 2 ( bảng 4.13)

Bảng tải hoạt tải sàn tầng 2-12 xem phụ lục 1 ( bảng 2.3)

Bảng tải hoạt tải sàn tầng 13(tầng thượng) xem phụ lục 2 ( bảng 4.14)

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió xác định theo công thức:

W tc = W0.K.C (kN/m 2 ) 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 trên huyện Lệ Thủy tỉnh Quảng Bình, thuộc vùng II.B có Wo=0,95(kN/m 2 )

C: hệ số khí động, xác định bằng cách tra bảng 6 TCVN 2737-1995

K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao n: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

Tải trọng qui về thành các lực tập trung theo các phương xác định theo công thức:

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

+ By,4 m (tính gió phương X), Bx= 41 m (tính gió phương Y)

+ hj là chiều cao tầng j

Công trình cao 44,1 m, vượt quá 40 m, do đó cần tính toán thành phần động của tải trọng gió Thành phần động này phản ánh sự gia tăng tác động của tải trọng gió lên công trình khi có dao động, được tạo ra bởi lực quán tính từ khối lượng trong quá trình dao động của công trình.

+ Thiết lập sơ đồ tính toán động lực:

Sơ đồ tính toán là một thanh console với 13 điểm tập trung khối lượng, được bố trí tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình, cụ thể là sàn các tầng.

- Giá trị khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của các kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí…

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió lên các phần của công trình (đã tính trong phần gió tĩnh)

+ Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của thành phần động của tải trọng gió lên các phần tính toán của công trình

- Chọn hệ đơn vị: kN-m

- Tạo ra các đường lưới (Grid) với các khoảng cách (Spacing) nhỏ theo môđun công trình theo 2 phương x, y Hiệu chỉnh đường lưới

- Khai báo số tầng, chiều cao tầng sau đó hiệu chỉnh chiều cao tầng

+ Sử dụng bêtông B25 để thiết kế cho tất cả các cấu kiện

- Khai báo các cấu kiện:

+ Khai báo các phần tử dầm: D30x60(300x600mm); D25x50(250x500mm)

Khai báo các phần tử cột:

+ Khai báo các phần tử sàn, vách: Sàn : S100 Vách : V200

- Khai báo các trường hợp tải trọng phương đứng: gồm tĩnh tải TT và hoạt tải HT

- Khai báo trọng lượng tham gia phân tích dao động:

Dao động của công trình được xem xét theo trạng thái giới hạn thứ II (điều kiện sử dụng), do đó trọng lượng công trình được tính là trọng lượng tiêu chuẩn Khối lượng tham gia dao động bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải, với hệ số chiết giảm là 0,5 theo TCVN 229-1999.

1,2 Trong đó: 1,1; 1,2 là các hệ số vượt tải của tĩnh tải và hoạt tải

- Vẽ mô hình khung không gian

- Một số hình ảnh sau khi dựng xong mô hình:

Hình 4.10 Mô hình công trình với phần mềm ETABS 2017

Từ kết quả phân tích của chương trình tính toán ta có các Mode dao động, gió động được tính theo TCVN 229:1999

• Xuất kết quả tính tải trọng gió động

+ Công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức:

+ fs< fL < fs+1 thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

+ Công trình xây dựng ở thành phố Đồng Hới thuộc vùng áp lực gió IIIB nên tần số giới hạn dao động riêng theo bảng 2 TCXD 229-1999 có fL=1,6 Hz

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, với độ cao zj, tương ứng với dạng dao động riêng thứ i, được xác định theo công thức cụ thể.

W p : lực, đơn vị tính toán của WFj trong công thức xác định hệ số  i (daN,KN)

Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j được ký hiệu là MJ Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của dao động Để xác định hệ số này, cần tra đồ thị tương ứng.

 = f n : hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, n =1,2

Giá trị của áp lực gió được đo bằng đơn vị N/m², với fi là tần số dao động riêng thứ i và yji là dịch chuyển ngang tỷ đối của trọng tâm phần công trình j ứng với dạng dao động thứ i, không có thứ nguyên Đường cong 1 được áp dụng cho các công trình bê tông cốt thép, gạch đá, cũng như các công trình khung thép có kết cấu bao che với δ=0,3 Trong khi đó, đường cong 2 được sử dụng cho các công trình như tháp, trụ thép, ống khói và các thiết bị dạng cột.

+ Xác định hệ số ψi : xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần có thể coi tải trọng gió là không đổi

Công thức xác định hệ số ψi là : 1

WFj là giá trị tiêu chuẩn cho thành phần động của tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau Giá trị này chỉ tính đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và có đơn vị đo là lực.

+ Thành phần WFj được xác định theo công thức: tt j

Với: j: Hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình so với mặt đất không thứ nguyên

WJ: Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác động lên phần thứ j của công trình (đã xác định ở trên)

Diện tích mặt đón gió của phần thứ j của công trình được ký hiệu là Sj Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, ký hiệu là νi, không có thứ nguyên và phụ thuộc vào các tham số ρ và χ, cho thấy sự ảnh hưởng của các dạng dao động khác nhau.

• Tính thành phần gió động theo phương X

+ Các dạng dao động theo phương XOZ:

Tính toán gió động phương X với dạng dao động đầu tiên ( MODE1)

+ Xác định thành phần động của tải trọng gió với dạng dao động đầu tiên:

Xác định hệ số tương quan không gian với dạng dao động đầu tiên:

Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOY, bề rộng đón gió là hình chữ nhật, ta có: ρ=0.4L=0,4.20,2=8,08 m, χ=HD.1 m

Từ bảng 4 (TCXD 229-1999) ta có υ1= 0,688

Từ ε và tra đồ thị bằng phép nội suy ứng với đường cong 1 (Hình 2 TCVN

229:1999) tìm được hệ số động lực ξ

• Tính thành phần gió động theo phương Y

+ Các dạng dao động theo phương YOZ:

Tính toán gió động phương Y với dạng dao động đầu tiên (MODE1)

+ Xác định thành phần động của tải trọng gió với dạng dao động đầu tiên:

Xác định hệ số tương quan không gian với dạng dao động đầu tiên:

Với mặt phẳng toạ độ cơ bản song song với bề mặt tính toán ZOX, bề rộng đón gió là hình chữ nhật, ta có: ρ=DB.4 m, χ=HD.1 m

Từ bảng 4 (TCXD 229-1999) ta có υ1= 0,659

Từ ε và tra đồ thị bằng phép nội suy ứng với đường cong 1 (Hình 2 TCVN

229:1999) tìm được hệ số động lực ξ

Sử dụng phần mềm Etab 2017 để tính toán nội lực Nhập tất cả các tải trọng đã tính toán ở phần trên vào chương trình để tính toán

❖ Các trường hợp tải trọng

+ Khai báo vào phần mềm các trường hợp tải trọng:

Tĩnh tải (TT) và hoạt tải (HT) là hai khái niệm quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật Gió tĩnh theo phương OX được ký hiệu là GTX, trong đó gió di chuyển từ trái sang phải, trong khi GTXX đại diện cho gió tĩnh theo cùng phương này nhưng di chuyển từ phải sang trái Gió tĩnh theo phương OY được ký hiệu là GTY, với hướng di chuyển từ trước ra sau, và GTYY thể hiện gió tĩnh theo phương OY nhưng di chuyển từ sau ra trước.

GDX: Gió động dạng dao động theo phương OX GDXX: Gió động dạng dao động theo ngược phương OX GDY :Gió động dạng dao động theo phương OY

GDYY Gió động dạng dao động ngược phương OY

Biểu đồ momen và lực cắt gồm tĩnh tải và hoạt tải của khung trục 2.

Tính dầm khung trục 2

Hình 4.17 Sơ đồ tính khung trục 2

4.4.1 Tính toán cốt thép trong dầm khung

Từ biểu đồ nội lực trong phần mềm ETABS, ta có thể xác định các tổ hợp nội lực tại các tiết diện của dầm ở các tầng Qua bảng tổ hợp nội lực, cần chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm để tính toán cho mỗi tiết diện Đối với dầm, mỗi phần tử được tính toán nội lực tại ba mặt cắt (tại gối và nhịp) Trong việc tính toán thép dầm, chỉ cần quan tâm đến giá trị tối đa và tối thiểu của mômen và lực cắt, do đó sử dụng tổ hợp nội lực là phương pháp phù hợp.

- Giá trị Mmax +, Mmin - để tính cốt thép dọc

- Giá trị Q max để tính cốt thép đai

4.4.2 Tính toán cốt thép dọc

Tổ hợp nội lực dầm

Tính tiết diện chịu moment âm

Bản cánh nằm trong vùng chịu kéo nên không tham gia chịu lực với sườn, tính cốt thép theo cấu kiện chịu uốn tiết diên chữ nhật (bxh)

-Sơ bộ chọn a: a: khoảng cách từ mép ngoài của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

 Chiều cao tiết diện tính toán: h0 = h – a

+ Nếu αm >αR  Tăng kích thước tiết diện (b, h) hoặc tăng cấp độ bền bê tông hoặc tính cốt kép

+ Nếu αm≤ αR với αR tra bảng dựa vào cấp độ bền của bê tông: αR= 0,418 :

-Xác định lượng cốt thép yêu cầu:

-Kiểm tra hàm lượng cốt thép :

- Nếu μ< μmin ta lấy As tt =μmin b.h0

-Nếu Mmin ≥0  đặt thép theo cấu tạo b Với tiết diện chịu mômen dương

- Bản cánh nằm trong vùng nén nên tham gia chịu lực với dầm, tiết diện tính toán là tiết diện chữ T

-Chiều rộng cánh đưa vào trong tính toán: 𝑏 𝑓 ′ = b+2.S 𝑐

Trong đó Sc là trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:

+ 1/6 nhịp tính toán của dầm: 8200/6 = 1350 (mm)

+ 1/2 khoảng cách giữa 2 mép trong dầm này với dầm bên cạnh song song với nó

- Xác định vị trí trục trung hoà:

𝑀 𝑓 = R 𝑏 b 𝑓 ′ h 𝑓 ′ (ℎ 0 - 0,5.h 𝑓 ′ ) + Nếu Mmax≤ Mf thì trục trung hoà qua cánh, tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (bfxh)

+ Nếu Mmax> Mf thì trục trung hoà qua sườn, tính cốt thép theo bài toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 𝜇 𝑚𝑖𝑛 𝜇 𝑡 = 𝐴 𝑆

4.4.3 Tổ hợp lực cắt dầm khung

Tổ hợp lực cắt dầm khung

Tính toán cốt đai dựa theo giáo trình BTCT1 của thầy Bùi Thiên Lam

Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2 Tổ hợp tính toán

Q min Q max Q min Q max Q min Q max |Q| max

Tính cốt đai chịu toàn bộ lực cắt, nếu cốt đai không đủ chịu  đặt thêm cốt xiên

-Sơ bộ chọn cốt đai theo điều kiện cấu tạo Đoạn gần gối tựa: h > 450 thì sct = min(h/3, 300) = min(200; 300 ) 0 mm Đoạn giữa nhịp: h > 300 thì sct = min(3/4h, 500) = min(450 ; 500) = 450mm

Trong thiết kế kết cấu, cốt đai được chọn là 8 với khoảng cách s=150 mm và 2 nhánh, được bố trí ở đầu gối với khoảng cách so với mép dầm là l/4 Ngoài ra, cũng có lựa chọn cốt đai 8 với khoảng cách s=200 mm và số nhánh tương tự.

-Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở gối: Qmax = 203,94KN

Ta thấyQ max 0,3.  w 1 b 1 R b h b o = 0,3.1,0.0,85.14,5.300.540= 600KN thỏa mãn

-Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: lực dọc nên 1 +  f +  n = 1

Ta thấy Q max Q b min = b 3 (1+ f + n )R bt b.h o =0,6.1,0.0.9.300.5404.8KN, nên không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo như trên

Tính thép đai dầm khung :Xem phụ lục 2 ( bảng 4.23)

Tính toán thép treo dầm phụ với dầm chính

4.5.1 Tính lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm khung

Sơ đồ truyền tải trọng tầng 1:xem phụ lục 2,hình 4.18

Sơ đồ truyền tải trọng tầng 2-12:xem phụ lục 2,hình 4.19

Ta chỉ xét tầng 1 và tầng điển hình còn tầng thượng tải trọng nhỏ để đơn giản ta sẽ bố trí giống với các tầng còn lại

Tải trọng truyền từ dầm phụ lên dầm chính thành lực tập trung bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân dầm phụ: P = b.h.γ.l /2 bt d (daN);

+ Trọng lượng vữa trát dầm và tường trên dầm: P = g l /2 t-v t-v d (daN);

Tải trọng sàn được truyền lên dầm dưới dạng phân bố đều, bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải, và sau đó được quy thành lực tập trung để truyền lên dầm chính.

Kết quả tính tải tập trung lên dầm khung trục 2:xem phụ lục 2(bảng 4.24)

4.5.2 Tính toán cốt vai bò

Tại các vị trí có dầm gác lên dầm khung, cần tính toán cốt treo để tránh hiện tượng giật đứt Chiều cao dầm chính hdc`0 (mm) và chiều cao dầm phụ hdp= 500(mm) gần bằng nhau, do đó, nên sử dụng cốt treo dạng xiên hay còn gọi là cốt vai bò để chịu lực.

Trọng lượng bản thân dầm bao gồm trọng lượng của bê tông và lớp vữa trát Phần dầm tiếp xúc với sàn được tính vào trọng lượng sàn, do đó, trọng lượng bản thân dầm chỉ được xác định cho phần không tiếp xúc với sàn.

Trọng lượng phần bêtông : gbt= nbt bt.(h - hb).b = 1,1.25 (0,5 – 0,1) 0,25= 3,3(kN/m)

Vậy trọng lượng bản thân dầm : gd= gbt+gtr= 3,3 + 0,40= 3,70(kN/m)

Gọi gt là trọng lượng riêng của 1m2 tường (bào gồm phần xây và trát)

Tải trọng sàn truyền lên dầm (tĩnh tải và hoạt tải):

2 ,87 Tải trọng truyền từ dầm phụ lên dầm chính là:

Từ điều kiện cân bằng ∑Y=0 → P=2.Rsw.Ax.sinγ

P 2.R sinγ Trong đó: P: là lực tập trung do dâm phụ gác lên dầm chính lớn nhất Py93 (daN)

Ax: là diện tích cốt treo

2,01(cm ) 2.R sinγ =2.280.sin 45 1 0 Vậy ta bố trí 2 16 có Asw = 3,08 (cm 2 )> Ax=2,01(cm 2 ).

Tính toán cốt thép khung trục 2

Hiện nay, tiêu chuẩn tính cốt thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên theo BS 8110-85 của Anh và ACI 318 của Mỹ đã được GS.TS Nguyễn Đình Cống điều chỉnh để phù hợp hơn với thực tiễn.

TCVN - Tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép - 2006

Sau khi nhận được kết quả nội lực từ phần mềm ETABS, chúng ta tiến hành xuất các giá trị nội lực của các phần tử liên quan để phục vụ cho việc tính toán cốt thép.

Nội lực của cột được chọn ở 2 vị trí: đầu cột và chân cột được thể hiện trong :

+ Bảng nội lực cột khung trục 2

+ Bảng tổ hợp nội lực cột khung trục 2

Từ bảng nội lực cột tiến hành tổ hợp ta được bảng tổ hợp nội lực khung trục 2

4.6.2 Tính toán cốt thép cột

- Chiều dài tính toán của cột được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột, bằng chiều dài bước sóng của sơ đồ biến dạng: lo = Ѱ l

+ l: Chiều cao tầng + Ѱ: tra bảng Ѱ = 0,7 với khung nhiều nhịp

- Hàm lượng cốt thép trong cột:

- Hàm lượng cốt thép đảm bảo:

Xuất kết quả chạy nội lực của Etabs Lập bảng tổ hợp nội lực của cột khung trục 2 tại 2 mặt cắt nguy hiểm nhất

Cột làm việc theo 2 phương nên các tổ hợp cần thiết là:

N lớn nhất và Mx, My tương ứng

Mx lớn nhất và N, My tương ứng

My lớn nhất và N, Mx tương ứng

4.6.3 Nguyên tắc tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên

Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép

Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là:

Trong bài viết này, chúng ta xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến tiết diện chịu lực nén N và mômen uốn Mx, My, cùng với độ lệch tâm ngẫu nhiên eax và eay Sau khi phân tích uốn theo hai phương, chúng ta tính toán được hệ số x và y Cuối cùng, mômen đã gia tăng được xác định là Mx1 và My1.

Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị Mx1, My1 và kích thước các cạnh, chúng ta sẽ áp dụng một trong hai mô hình tính toán, có thể theo phương x hoặc phương y Các điều kiện và ký hiệu được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 4-1 Điều kiện xác định phương tính toán cột lệch tâm xiên

MÔ HÌNH THEO PHƯƠNG X THEO PHƯƠNG Y ĐIỀU KIỆN 𝑀 𝑥1

M1 = Mx1 ; M2 = My1 ea = eax + 0,2eay h = Cy ; b = Cx

M1 = My1 ; M2 = Mx1 ea = eay + 0,2eax

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ a, tính ho = h - a ; Z = h - 2a, các số liệu Rb, Rs, Rsc,  như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng

- Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:

- Hệ số chuyển đổi mo:

- Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):

𝑁, Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea) + Tính toán độ mảnh theo hai phương: 𝜆 𝑥 = 𝑙 𝑜𝑥

 = max ( x ; y) Cốt thép trong cột được kiểm tra theo các trường hợp phụ thuộc vào độ lệch tâm eo và x1, với:

❖ Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi 𝜀 = 𝑒 ℎ 𝑜

- Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e: 𝛾 𝑒 = 1

- Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: 𝜑 𝑒 = 𝜑 + (1−𝜑)𝜀

- Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:

❖ Trường hợp 2: Nén lệch tâm bé:

Khi > 0,30 và đồng thời x1>Rho tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé

- Diện tích toàn bộ cốt thép Ast tính theo công thức:

❖ Trường hợp 3: Nén lệch tâm lớn:

ℎ 𝑜 > 0,30 và đồng thời x1 400 MPa lấy k = 12 và ao = 400 mm

+ Khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà  t 3% thì k = 10 và a0 = 300mm

Trong đoạn nối chồng cốt thộp dọc thỡ ađ ≤10ỉmin

Cốt thép đai cần bao quanh toàn bộ cốt thép dọc để giữ cho cốt thép dọc chịu nén không bị phình ra theo bất kỳ phương nào Để đảm bảo điều này, các cốt thép dọc tối thiểu phải cách một thanh được đặt vào chỗ uốn của cốt thép đai, với khoảng cách giữa các chỗ uốn không vượt quá 400mm theo cạnh tiết diện.

400mm và trên mỗi cạnh có không quá 4 thanh cốt thép dọc, được phép dùng một cốt thép đai bao quanh toàn bộ cốt thép dọc

- Chiều dài đoạn nối chồng cốt thép lấy theo TCXDVN 356 :2005 : lan = an s an b

- Theo TCXDVN 198-1997- Thiết kế nhà cao tầng, tại các vùng tới hạn của cột

Các vùng có khả năng xuất hiện khớp dẻo nhất bắt đầu từ tiết diện ở đầu mút cột, với điều kiện l1 ≥ chiều cao tiết diện cột, l1 ≥ 1/6 chiều cao thông thuỷ của tầng, và l1 ≥ 450mm Trong khu vực này, cốt đai cần được bố trí dày hơn, với khoảng cách giữa các đai không vượt quá 6 lần đường kính cốt thép dọc và không lớn hơn 100mm Ta chọn s0mm cho khoảng cách đai.

Bảng tổ hợp nội lực cột xem phụ lục 2 (bảng 4.25)

Bảng tính thép cột xem phụ lục 2 (bảng 4.26)

5 THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI KHUNG TRỤC 2

Điều kiện địa chất công trình

Kết quả khảo sát cho thấy đất nền bao gồm nhiều lớp đất khác nhau Với độ dốc các lớp nhỏ và chiều dày đồng đều, có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có cấu trúc và chiều dày tương tự như mặt cắt địa chất điển hình.

Theo hồ sơ khảo sát, mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -4,2 m so với mặt đất tự nhiên và nước không gây ăn mòn cho vật liệu bê tông Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống.

Bảng 5.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất

Lớp Loại dất Chiều dày  tn  h W W nhảo W d N 30

(m) (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) % % % (độ) (kN/m 2 ) MPa

5 Cát thô lẫn cuội sỏi - 20.1 26.4 26 - - 66 38 2 40

1 Lớp đất 1: Sét pha, có chiều dày 5,0m

Tra bảng 7 TCXD 45-78: vì 0,25 0 nên ta không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ

Kiểm tra 2 trường hợp tải trọng còn lại:

Bảng 5.6 Kiểm tra 2 trường hợp tải trọng còn lại cho móng M1

Mx My N Pmax Pmin Pc Pmax+Pc kN.m kN.m kN kN kN kN kN

* Tóm lại điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra, thỏa mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn

5.3.7 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc

Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản để thực hiện tính toán Để kiểm tra cường độ của đất nền tại mũi cọc, cần xem xét cọc, đài cọc và phần đất nằm giữa các cọc như một khối móng quy ước.

Diện tích khối móng quy ước: Fqư = Aqư Bqư

-A1=B1= 2m: Khoảng cách từ mép 2 hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo

-L= 27,15 m 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 tb i i i φ φ l α= 4 4 l

 i : Góc nội ma sát lớp đất thứ i li: Chiều dày lớp đất thứ i (phần chứa cọc)

Hình 5.3 minh họa khối móng quy ước M1 Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mũi cọc, cần tuân theo điều kiện d tc tb qu d tc max qu σ R σ 1,2.R.

 = + đ d X Y max,min qu qu qu

N đ : Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối qui ước: tc

- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước N i :

+ Trong phạm vi đáy đài trở lên đến đáy sàn tầng hâm xác định theo công thức :

+ Trọng lượng đất lớp sét pha trên mực nước ngầm dày 0,85 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp sét pha dưới mực nước ngầm dày 0,8 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp cát pha dày 6,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :

+ Trọng lượng đất lớp cát bụi dày 7,5 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp á sét dày 8,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :

+ Trọng lượng đất lớp cát thô cuội dày 4,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng tiêu chuẩn cọc trong phạm vi khối móng quy ước :

+ Trọng lượng khối móng quy ước:

-Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối qui ước: tc

-M: Tổng momen của tải trọng ngoài so với trục trọng tâm đáy đài

-Độ lệch tâm theo phương trục X, Y: tc tc

-Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước: đ X Y max,min qu qu

-Áp lực tiêu chuẩn của nền đất:

( ) tc tc qu qu tb tc

+m1, m2: hệ số điệu kiện làm việc của đất nền và công trình tác dụng qua lại với đất nền m1=1; m2=1 vì công tình không thuộc loại tuyệt đối cứng

+Ktc =1 các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất.

Các hệ số không thứ nguyên A, B, D phụ thuộc vào góc ma sát trong, được xác định theo bảng PL 2.2 trong tài liệu "Nền và Móng-ĐHBKĐN" Với góc ma sát trong của lớp cát thô lẫn cuội sỏi là 38 độ, chúng ta có thể tra cứu và áp dụng các hệ số này cho các tính toán liên quan.

+γ: trọng lượng riêng đất dưới đáy khối quy ước

+γtb: trọng lượng riêng trung bình của đất từ đáy khối quy ước trở lên

+Ctc: lực dính đơn vị dưới đáy khối quy ước, do lớp đất dưới đây khối quy ước là cát thô lẫn cuội sỏi nển Ctc = 0

Ta kiểm tra điều kiện:

2 tc 2 max qu σ = 383,14 (kN/m ) < R 312,52 (kN/m ) σ = 403,35 (kN/m ) < 1,2.R 623,4 (kN/m ) d tb d

=>Thỏa điều kiện Vậy đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải

5.3.8 Kiểm tra độ lún của móng cọc Điều kiện kiểm tra: S S gh =8cm

+ Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp phân tố có chiều dày hiThỏa điều kiện chọc thủng Vậy chiều cao đài cọc là hđ=1,5 m là hợp lý

+ Kiểm tra điều kiện chọc thủng:

Theo điều kiện này, nếu móng bị chọc thủng, sự chọc thủng sẽ xảy ra theo bề mặt hình chóp cụt với các mặt bên xuất phát từ chân cột, nghiêng một góc 45 độ so với phương thẳng đứng.

Vẽ tháp chọc thủng sẽ tạo ra một lăng thể chọc thủng bao trùm tất cả các cọc Do đó, đài cọc không bị đâm thủng tự do theo góc E o mà bị hạn chế đâm thủng theo góc  < 45 độ.

Hình 5.5 Tháp chọc thủng đài cọc M1

5.3.10 Tính toán và bố trí cốt thép trong đài

Hình 5.6 Mặt cắt tính mô men móng M1 + Tính tiết diện I-I:

Momen tại tiết diện I-I: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung

Chọn thộp 21ỉ20 cú As= 65,98(cm 2 )

Khoảng cách giữa các cốt thép: s=(2900-2.50)/(21-1)0 (mm).Chọn s0 (mm)

+ Tính tiết diện II-II:

Momen tại tiết diện II-II: Xem đài móng như 1 thanh console chịu lực tập trung

Chọn thộp 17ỉ20 cú As= 53,41 (cm 2 )

Khoảng cách giữa các cốt thép: s=(2900-2.50)/(17-1)5 (mm).Chọn s0 (mm)

Thiết kế móng khung trục 2B (C26,27)(M2)

+ Bê tông cọc B25 có Rb = 145(daN/cm 2 ); Rbt = 10,5 (daN/cm 2 )

+ Bê tông đài B25 có Rb = 145(daN/cm 2 ); Rbt = 10,5 (daN/cm 2 )

+ Cốt thép chủ dùng AII: Rs=Rsc(00 (daN/cm 2 ); Rsw"50(daN/cm 2 )

+ Cốt đai dùng AI : Rs=Rsc"50 (daN/cm 2 ); Rsw50(daN/cm 2 )

Tổ hợp tải trọng tính toán móng M2C26: xem phụ lục bảng 5.8

Tổ hợp tải trọng tiêu chẩn móng M2C26: xem phụ lục bảng 5.9

Tổ hợp tải trọng tính toán móng M2C27: xem phụ lục bảng 5.10

Tổ hợp tải trọng tiêu chẩn móng M2C27: xem phụ lục bảng 5.11

Xác định trọng tâm móng hợp khối

Gọi : l 1 là khoảng cách từ trọng tâm cột trục B đến trọng tâm móng hợp khối l 2 là khoảng cách từ trọng tâm cột trục C đến trọng tâm móng hợp khối

Dựa vào hình vẽ và giá trị nội lực ta có hệ phương trình :

Xác định hợp lực tác dụng tại đỉnh móng hợp khối :

 Nội lực tiêu chuẩn tác dụng tại đỉnh móng:

5.4.3 Chọn kích thước cọc Để lựa chọn được đường kính cọc và chiều sâu cọc cho nền đất cần phải qua nhiều phương án thiết kế và đưa ra so sánh, lựa chọn phương án hợp lý nhất

Công trình được giao có quy mô 14 tầng, theo TCXDVN 205-1998, tôi đã chọn phương án cọc nhỏ với đường kính không vượt quá 600mm Dựa vào điều kiện địa chất và tải trọng tác động lên móng, kích thước tiết diện cọc được xác định là đường kính D = 500 mm Diện tích tiết diện cọc Fc được tính bằng công thức Fc = πR² = π × 0,3² = 0,283 m².

Theo Điều 3.3.6 TCXD 205:1998 khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, hàm lượng cốt thép dọc trong cọc nên không nhỏ hơn 0.4%0.65%

Chọn 8ỉ20 cú As= 25,13cm 2 cú hàm lượng cốt thộp = 0,89% Độ chôn sâu của đáy đài được chọn theo công thức sau: hđ  2D+10 =2x60 +10 0(cm)

Chiều cao đài móng được chọn là 1,5m, với mặt đài trùng với mặt sàn tầng hầm ở độ sâu -1,85m so với cốt 0,00 Chân cọc được cắm sâu 4,0m vào lớp cát thô lẫn cuội sỏi (lớp đất 5) Do chất lượng bê tông cọc nhồi phần đầu thường kém, cần đập vỡ bê tông đầu cọc để chừa lại 50cm cốt thép và ngàm vào đài, với phần cọc ngàm vào đài là 15cm.

Chiều sâu mũi cọc so với mặt đất tự nhiên: 5,0+6,0+7,5+8,0+4,0 0,5 m

Chiều dài tính toán của cọc: Ltt = 30,5-(1,85+1,5) = 27,15m

5.4.4 Kiểm tra chiều sâu chôn đài Điều kiện đối với móng cọc đài thấp h m 0,7h min

= −  Trong đó: $ o - góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên

 !,5 (kN/m 3 ) - dung trọng của lớp đất từ đáy đài trở lên

Chọn diện tích đáy đài Fđài= 2,9(m)x6,5(m)

5.4.5 Tính toán sức chịu tải của cọc

• Theo vật liệu làm cọc

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:

Trong đó: φ là hệ số uốn dọc của cọc với móng cọc khoan nhồi không xuyên qua tầng đất yếu (than bùn, bùn, sét yếu) thì φ=1

Sức chịu tải của cọc phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng Hệ số điều kiện làm việc m1 = 0,85 áp dụng khi đổ bê tông qua ống chuyển dịch thẳng đứng Hệ số m2, với giá trị 0,7, được sử dụng để tính đến ảnh hưởng của phương pháp thi công, đặc biệt là trong quá trình đổ bê tông trong môi trường bentonite.

Rs : Cường độ tính toán của cốt thép,với cốt thép nhóm AII có

As: Diện tích tiết diện của cốt thép dọc As = 25,13 (cm 2 )

Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bêtông cọc, với bê tông B25 có

Ab: diện tích tiết diện ngang thân cọc (phần bê tông)

- Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCXD 205:1998

- Sức chịu tải cho phép của cọc:

: hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc,  = 15 cho cọc khoan nhồi

Na: chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp cát thô lẫn cuội sỏi có N = 66

Ns: chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc, do bên thân cọc có : lớp 2 cát pha ( N20), lớp 3 cát bụi (N= 32), lớp cát thô lẫn cuội sỏi 5 (Nf)

Ls (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, cọc xuyên qua các lớp cát: lớp cát pha (L2 = 6,0m), lớp cát bụi (L3 = 7,5 m), lớp cát thô lẫn cuội sỏi (L5 = 4,0 m),

Lc (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, cọc xuyên qua các lớp sét: sét pha

Ap =3.14x0,3 2 = 0,2826m 2 : diện tích tiết diện mũi cọc

C: lực dính không thoát nước của đất theo SPT

P =min(P ;P tk vl SPT )=min( 3120, 0 9 ( ) kN ;4335,7)120,09 (K N )

Vậy,sức chịu tải của cọc: P SPT = 3120,09(KN)

5.4.6 Xác định số lượng cọc, bố trí cọc

-Số cọc dưới móng cột xác định theo công thức: ncọc = k

Trong đó : k : Hệ số kể đến ảnh hưởng của moment, tải trọng ngang, số lượng cọc trong đài

Nđ : Tổng tải trọng tính toán tại đáy đài

PTK : Sức chịu tải của cọc

- Sơ bộ chọn kích thước đài 2,9x6,5x1,5 (m)

Số cọc dưới móng: ncọc = 1,1.18059,94 777,56

Hình 5.7 Cấu tạo đài cọc móng M2

5.4.7 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc

❖ Cọc chịu nén : Pmax ≤ ( Pn )

❖ Cọc chịu kéo : Pmin ≤ ( Pk )

-Trọng lượng tính toán của đài và đất đắp trên đài theo diện tích đáy đài thực tế:

-Lực dọc tính toán xác định đến đáy đài

+ nc = 8: Số lượng cọc trong móng

+ M x tt , M y tt : Tổng moment của tải trọng ngoài ứng với trục x và y so với trục đi qua trọng tâm của tiết diện cọc tại đáy đài

Phản lực các đầu cọc được tính toán theo công thức như sau:

+x i , y i : Khoảng cách từ trục cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài

Khoảng cách x,y đến trục của các cọc :

Thiết kế cọc là hợp lý do tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải tính toán Hơn nữa, không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ vì Pmin > 0.

5.4.8 Kiểm tra cường độ nền đất tại mặt phẳng mũi cọc

Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản để thực hiện tính toán Để kiểm tra cường độ của đất nền 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: Fqư = Aqư Bqư

-A1= 2m;B1 = 4,8: Khoảng cách từ mép 2 hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo 2 phía

-L= 27,15 m 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 tb i i i φ φ l α= 4 4 l

 i : Góc nội ma sát lớp đất thứ i li: Chiều dày lớp đất thứ i (phần chứa cọc)

- Xác định trọng lượng của khối móng quy ước N i :

Trong phạm vi đáy đài trở lên đến đáy sàn tầng hâm xác định theo công thức :

+ Trọng lượng đất lớp sét pha trên mực nước ngầm dày 0,85 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp sét pha dưới mực nước ngầm dày 0,8 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp cát pha dày 6,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :

+ Trọng lượng đất lớp cát bụi dày 7,5 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng đất lớp á sét dày 8,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ :

+ Trọng lượng đất lớp cát thô cuội dày 4,0 m có trừ đi phần cọc chiếm chỗ:

+ Trọng lượng tiêu chuẩn cọc trong phạm vi khối móng quy ước :

+ Trọng lượng khối móng quy ước:

-Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối qui ước: đ tc

-M: Tổng momen của tải trọng ngoài so với trục trọng tâm đáy đài

-Độ lệch tâm theo phương trục X, Y: tc tc

-Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước: đ đ X Y max,min qu qu

 = ; min d 62,18(kN/m ) 2 ; tb d 73, 48(kN/m ) 2 -Áp lực tiêu chuẩn của nền đất:

Ta kiểm tra điều kiện:

2 tc 2 max qu σ = 373,48 (kN/m ) < R 312,52 (kN/m ) σ = 384,78 (kN/m ) < 1,2.R 975,03 (kN/m ) d tb d

=>Thỏa điều kiện Vậy đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải

5.4.9 Kiểm tra độ lún của móng cọc

Cọc được ngàm chặt vào lớp cuội sỏi, giúp đảm bảo các điều kiện cần thiết Theo tiêu chuẩn TCVN 205-1998, mục 5.2, có thể bỏ qua phần tính toán này.

Hình 5.8 Sơ đồ chọc thủng móng M2

Từ các mép cột, vẽ tháp chọc thủng với góc 45 độ, dễ dàng nhận thấy lăng thể chọc thủng bao trùm tất cả các đầu cọc, do đó đài cọc không bị chọc thủng trực tiếp.

Việc tính toán đài chịu uốn được tiến hành theo trị số moment tại các tiết diện thẳng đứng của đài ở mép cột

Diện tích cốt thép yêu cầu: o s tt s R h

+Tính cốt thép theo phương X:

Moment tương ứng với mặt ngàm II-II: xem hình 6.7

1, 05.28.130 = 85,60 (cm 2 ) Chọn 22 có As = 3,8(cm 2 ) => số thanh n = 85,66/3,8 = 22,54 thanh

Khoảng cách các thanh s = 6500/22 = 268,18 (mm)

Chiều dài mỗi thanh : l = 2800 (mm)

+Tính toán cốt thép theo phương Y :

Coi móng như một dầm chữ nhật b.h = 650150 cm chịu uốn với hai gối đỡ là hai cột chịu tải trọng là phản lực từ các đầu cọc:

* Tính và bố trí thép:

- Thép dọc phía trên dầm:

Vì M - = 24,84(KN.m) nhỏ Do đó ta chọn theo cấu tạo

- Thép dọc phía dưới dầm:

Giả thiết a = 5cm  ho = 150 –5 5cm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Chọn 22 có Fs = 3,8 (cm 2 ) => số thanh n q,65/3,8 = 18,86 thanh

Khoảng cách các thanh s = 2900/18 = 161,11 (mm)

6 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG

Phần ngần

Công trình chung cư Phong Nha- huyện Lệ Thủy -tỉnh Quảng Bình

Công trình gồm 13 tầng nổi và 1 tầng hầm, với chiều cao 44,1 m tính từ mặt đất tự nhiên Được xây dựng trên nền đất trống và bằng phẳng, công trình không cần san lắp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí kho bãi và xưởng sản xuất.

Công trình có hai mặt tiếp xúc với đường giao thông, tạo điều kiện thuận lợi cho thiết kế và thi công, đặc biệt là trong việc cung cấp nguyên vật liệu Hệ thống điện nước được kết nối từ mạng lưới thành phố, đảm bảo đầy đủ cho quá trình thi công và sinh hoạt của công nhân Với mặt bằng rộng rãi và bằng phẳng, công trình cũng rất thuận tiện cho các hoạt động thi công.

6.1.2 Đặc điểm địa chất công trình

Nền đất từ trên xuống qua khảo sát gồm các lớp sau:

+ Phần đất lấp: chiều dày không đáng kể

+ Sét pha, trạng thái dẻo cứng, dày 5,0m

+ Cát pha, trạng thái dẻo, dày 6,0m

+ Cát bụi trạng thái chặt vừa, dày 7,5m

+ Á sét,trạng thái dẻo cứng, dày 8,0m

+ Cát hạt thô lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt, chiều dày lớn hơn 60m

6.1.3 Kết cấu và qui mô công trình

Công trình được thiết kế với kết cấu chịu lực bằng nhà khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, bao gồm dầm, cột và sàn kết hợp với lõi cứng bê tông cốt thép Toàn bộ cấu trúc tạo thành một khối thống nhất, không có khe lún, đảm bảo tính ổn định và bền vững cho công trình.

-Sàn tầng hầm dày 20cm Sàn tầng hầm đặt ở cốt -1,85 m so với cốt ±0.00 trùng với mặt trên của đài móng

-Sàn sườn đổ toàn khối cùng với dầm Dầm móng kích thước 30x60cm

-Mặt bằng xây dựng tương đối bằng phẳng, không phải san lấp nhiều

-Chiều cao của công trình kể từ mặt đất tự nhiên là 44,1 m

Kết cấu móng được thiết kế với móng cọc khoan nhồi BTCT đài thấp, có chiều cao 1,5 m và đặt trên lớp BT lót mác 100 dày 0,1 m Đáy đài nằm tại cốt -3,45 m so với cốt ±0.00 Cọc có đường kính 0,5 m, với chiều sâu mũi cọc là -30,5 m so với cốt ±0.00, và chiều dài cọc, bao gồm cả phần ngàm vào đài, là 27,8 m.

6.1.4 Các công tác chuẩn bị thi công

Chuẩn bị mặt bằng là bước quan trọng trước khi thi công, yêu cầu mặt bằng ban đầu phải được giải phóng, san lấp và dọn dẹp sạch sẽ, đặc biệt khi chỉ có cỏ bụi và đất mấp mô Đường giao thông nội bộ cần được bố trí hợp lý, thuận tiện cho quá trình thi công và định hướng cho việc xây dựng đường giao thông sau này của công trình.

Công tác định vị công trường là rất quan trọng, đảm bảo tất cả các trục chính và cao độ được truyền dẫn đầy đủ trên mặt bằng Để tăng cường độ chính xác, nên bố trí các mốc chuẩn ở xa công trường, tránh ảnh hưởng từ các hoạt động trong khu vực thi công.

Trong quá trình thi công cọc nhồi, việc sử dụng nước và bùn là rất quan trọng, do đó cần chuẩn bị đầy đủ thiết bị cấp thoát nước Nguồn nước sạch sẽ được lấy từ mạng lưới cấp nước thành phố, và ít nhất một máy bơm nước cần được chuẩn bị để đối phó với tình huống thiếu nước Ngoài ra, cần có bể chứa lớn để lưu trữ bùn và xử lý các phế liệu, tránh việc thải trực tiếp ra môi trường.

Trên công trường xây dựng, các thiết bị lớn như cẩu và máy khoan chủ yếu sử dụng động cơ đốt trong, trong khi điện chủ yếu phục vụ cho chiếu sáng và các thiết bị có công suất nhỏ hơn Nguồn điện được lấy từ mạng lưới điện thành phố, với việc bố trí các đường dây hợp lý để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công.

6.1.5 Phương án tổng thể thi công phần ngầm

-Phần ngầm gồm các công tác chủ yếu sau:

+ Công tác thi công cọc khoan nhồi

+ Công tác đào đất hố móng

+ Công tác ván khuôn, cốt thép đài móng

+ Công tác bêtông đài móng và các công tác phụ khác như: bêtông, cốt thép giằng móng, công tác hầm vệ sinh

Phần thân

Để đảm bảo an toàn cho công nhân và tăng tốc độ thi công trong các công trình có mặt bằng rộng, việc sử dụng cốp pha phủ phim làm ván khuôn đổ bê tông cho các cấu kiện là rất cần thiết Đồng thời, việc sử dụng đà, cột chống bằng thép có chiều dài thay đổi được sẽ giúp tạo ra giàn giáo hiệu quả cho quá trình thi công, từ đó nâng cao chất lượng công trình và giảm giá thành.

- Cốt thép: Toàn bộ cốt thép được gia công bằng máy tại xưởng đặt cạnh công trường hiện trường

Bê tông là vật liệu thiết yếu trong các công trình xây dựng lớn, yêu cầu cung cấp liên tục và chất lượng cao Để giảm áp lực về không gian kho bãi hạn chế, bê tông tươi được sử dụng từ trạm trộn và vận chuyển bằng xe trộn bê tông, sau đó được đổ bằng máy bơm Việc luân chuyển ván khuôn và thiết bị thi công được thực hiện bằng cần trục tháp tự leo và xe rùa Khi công trình đạt độ cao lớn, vận thăng lồng chở người được sử dụng để đảm bảo an toàn và nhanh chóng trong việc vận chuyển công nhân.

- Các công tác thi công đặc trưng khác:

Công tác xây dựng bắt đầu sau 7 ngày tháo ván khuôn và thanh chống ngang của kết cấu bê tông Giàn giáo đơn được sử dụng cho tường cao 1,2 m, kết hợp với thép hình và ván khuôn để tạo sàn công tác Đà giáo và sàn công tác sẽ được giữ lại phục vụ cho công tác trát Hệ giáo lắp từ mặt đất được áp dụng để thi công tường biên phía ngoài và các công việc hoàn thiện sau này.

Công tác hoàn thiện được thực hiện sau khi hoàn tất thi công phần thân, tùy thuộc vào đặc điểm và tính chất của từng công việc Quy trình này diễn ra theo thứ tự từ tầng trên cùng xuống dưới hoặc xen kẽ giữa các tầng.

7 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Phương án thi công cọc khoan nhồi

Mặc dù nền đất có chất lượng tốt, việc xây dựng công trình cao tầng trong thành phố yêu cầu giải pháp móng cọc khoan nhồi để đảm bảo an toàn cho các công trình lân cận và giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn.

Cọc khoan nhồi là phương pháp thi công cọc bằng cách khoan lỗ để lấy đất ra và sau đó đổ bê tông cốt thép tại chỗ Các lỗ cọc được hình thành thông qua kỹ thuật khoan xoay hoặc xúc đất Quy trình này ít gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, vì vậy nó được ứng dụng phổ biến trong xây dựng các công trình đô thị.

Phương pháp thi công gầu xoay và dung dịch Bentonite giữ vách:

Phương pháp này sử dụng gầu xoay có đường kính tương đương với đường kính cọc, được gắn trên cần Kelly của máy khoan Gầu được thiết kế với răng cắt đất và có nắp để đổ đất ra ngoài, giúp tối ưu hóa quá trình khoan.

Sử dụng ống vách thép hạ xuống bằng máy rung tới độ sâu 6-8m để dẫn hướng và làm giá đỡ, ngăn chặn đất đá tràn vào hố khoan Điều này giúp giữ vững thành hố và tránh sập vách trong quá trình thi công Sau đó, vách sẽ được ổn định bằng dung dịch vữa sét.

Bentonite Thổi khí nén hay khoan lại (khi chiều dày lớp mùn đáy >5m) Độ sạch của đáy hố được kiểm tra bằng hàm lượng cát trong dung dịch

Bentonite Lượng mùn còn sót lại được lấy ra nốt khi đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng

Phương pháp khoan này nhanh chóng và đảm bảo chất lượng hơn so với các phương pháp khác, vì vậy nó đang được ưu tiên sử dụng trong các công trình lớn tại Việt Nam.

Chọn máy thi công cọc

Độ sâu hố khoan so với mặt bằng thi công (coste 0.00m) là – 30,5 m; có một loại cọc đường kính D= 0,6 m

Cọc thiết kế có đường kính 600mm, chiều sâu 30,5m nên ta chọn máy KH-125 (Của hãng Hitachi) có các thông số kỹ thuật sau:

- Chiều sâu khoan:Khoan đất trung: 55 m;Khoan đất dính, mềm: 65 m

- Đường kính hố khoan lớn nhất: Đối với đất thường: D = 1,5m; Đối với đất mềm:

- Mô men quay: Khi quay thuận: M = 40,2 KN.m;Khi quay nghịch: M= 49,1 KN.m

- Tốc độ quay gầu: n = 30 v/ph khi quay ở tốc độ cao;n = 15 v/ph khi quay ở tốc độ thấp

- Tốc độ kéo thả gầu: 3570 m/ph

- Tốc độ quay toa quay: n = 0-4 v/ph

- Tốc độ di chuyển máy: V = 0-1,8 Km/h

- Tổng trọng lượng của máy: 47 T

- Trọng lượng khối đối trọng: 11,6 T

- Góc nghiêng cần khi máy làm việc là 82,3 0

Hình 7.1 Máy khoan cọc nhồi KH12

Máy cẩu là thiết bị quan trọng trong việc nâng hạ các cấu kiện và thiết bị thi công như ống vách và lồng thép Việc lựa chọn máy cẩu phù hợp là cần thiết để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình thi công.

- Một lồng cốt thép có chiều dài 11,7m và trọng lượng khoảng 0,5T

- Một ống vách có chiều dài 6m và trọng lượng khoảng 3T

Hình 7.2 Sơ đồ làm việc của máy cẩu

- Khi cẩu lồng thép hay ống vách ta chọn cần trục theo phương án không có vật cản phía trước :

+ Sức trục yêu cầu :Q=Qck+Qtb=3+0,2=3,2 T (trọng lượng dây cẩu 0,2 T)

+ Chiều cao nâng móc cẩu

Cao trình lắp đặt (HL) được xác định là 0,5 m, tức là đoạn ống vách nhô lên khỏi mặt đất Chiều cao (h1) được chọn là 0,6 m để đảm bảo khoảng hở thi công, giúp vật không va chạm vào công nhân và tạo điều kiện cho công nhân định vị Chiều cao cấu kiện (h2) khi cẩu lồng thép và ống vách là 2,7 m Chiều cao thiết bị treo buộc (h3), tức là điểm cao nhất của cấu kiện đến móc, được xác định là 1,5 m.

Chiều cao puli đầu cần: Hp=Hm+ h4,3+1,5,8m

Với h4=1,5m (chiều cao hệ puly đầu cần)

+ Chiều dài tay cần tối thiểu phải chọn min sin p c

− = m hc :Khoảng cách từ khớp quay tay cần đến cao trình máy đứng hc=(1,5-1,7)m

Lmin tương ứng với αmax u 0

+ Bán kính tay với tối thiểu

Rmin= r+S =r +Lmin.cosαmax r là khoảng cách từ khớp quay tay cần đến trục quay của cần trục r =1-1,5m

S là khoảng cách từ khớp quay tay cần đến trúc móc cẩu hc r S

Rmin= r+S =r +Lmin.cosαmax=1,5+14,8.cos75=5,33m

Vậy ta chọn cần cẩu bánh xích MKG-25BR tay cần dài L = 18,5m

Chọn R= 6,0 m > Rmin = 5,33m tra bảng đặc tính cần trục của máy với R= 6,0m ta có các đặc trưng kỹ thuật như sau: [Q]T>Q= 3,2T, [H],5m >Hm,3m thõa mãn các yêu cầu

Hình 7.3 Cần trục MKR-25BR

Máy trộn theo nguyên lý khuấy bằng áp lực nước do bơm ly tâm:

Bảng 7.1 Thông số máy trộn Bentonite

Lưu lượng(l/phút) 2500 Áp suất dòng chảy(kG/m 2 ) 1,5

Trình tự thi công cọc khoan nhồi

Hình 7.4 Sơ đồ thi công cọc khoan nhồi

Trước khi tiến hành thi công cọc ta phải thực hiện một số công tác sau:

• Vệ sinh mặt bằng công trình, chuẩn bị

Trước khi thi công cọc, mặt bằng được dọn sạch cỏ rác và các vật cản kiến trúc

Để đạt hiệu quả cao trong thi công cọc khoan nhồi, cần chuẩn bị đầy đủ thiết bị thi công, điều tra khả năng vận chuyển, áp dụng biện pháp ngăn ngừa tiếng ồn và chấn động, đồng thời tiến hành khảo sát toàn diện tình hình xung quanh hiện trường.

Khi vận chuyển máy khoan, cần lưu ý rằng đây là thiết bị lớn và nặng, do đó cần điều tra kỹ lưỡng phương án và lộ trình vận chuyển Đảm bảo có đủ diện tích tại hiện trường để lắp đặt thiết bị, đồng thời thực hiện gia cố mặt đường và nền đất khu vực thi công để thuận lợi cho việc lắp dựng và di chuyển phương tiện.

-Phải có các biện pháp hạn chế tác hại của tiếng ồn và chấn động Các biện pháp giảm tiếng ồn như sau:

- Giảm tiếng ồn từ động cơ nổ: chú ý hướng phát ra tiếng ồn và đặt chụp hút âm ở động cơ nổ

- Điện khí hoá nguồn động lực: dùng động cơ điện thay thế cho máy nổ, máy nén khí

Xây tường bao quanh hiện trường là một phương pháp hiệu quả để cách âm, tuy nhiên, hiệu quả này phụ thuộc vào độ cao và chất liệu của tường Nếu tường được xây dựng bằng vật liệu cách âm, hiệu quả sẽ đạt mức tối ưu.

Cần xác nhận loại và vị trí của các công trình kiến trúc ngầm, đồng thời đánh giá khả năng ảnh hưởng đến khu vực và các công trình lân cận để có biện pháp xử lý phù hợp.

• Định vị công trình Để định vị trí của một điểm cần xác định trên mặt bằng ta làm như sau:

Chọn điểm A gần đường Tổng làm mốc, đặt máy kinh vĩ tại điểm A và lấy điểm B làm hướng Mở góc α và ngắm về điểm M, sau đó cố định hướng và đo khoảng cách a để xác định chính xác điểm M Tiếp theo, di chuyển máy đến điểm M, ngắm về điểm A, cố định hướng và mở góc β để xác định hướng điểm tiếp theo.

N Theo hướng xác định đo chiều dài b từ M sẽ xác định điểm N Tiếp tục như vậy ta sẽ định vị được công trình trên mặt bằng xây dựng

Hình 7.5 Sơ đồ bố trí máy định vi công trình

• Giác móng Đồng thời với quá trình định vị, xác định các trục chi tiết trung gian giữa MN và

Để xác định chính xác giao điểm của các trục, cần thực hiện các bước tương tự và đưa các trục ra ngoài phạm vi thi công móng Đồng thời, cố định các mốc bằng cách chôn sâu cột bê tông xuống đất.

Sau khi hoàn tất việc giác móng công trình, cần xác định vị trí các tim cọc dựa trên các trục đã được thiết lập Để thực hiện điều này, đặt hai máy kinh vĩ tại hai điểm mốc A và B, nằm trên hai trục vuông góc Hai công nhân sẽ sử dụng máy kinh vĩ để ngắm hai tia vuông góc với nhau, và điểm giao nhau của hai tia này sẽ là vị trí tim cọc cần xác định.

Sau khi định vị xong tim cọc, đưa máy khoan vào vị trí để khoan mồi một đoạn khoảng 2,5m để hạ ống vách

Sau khi xác định vị trí tim cọc, ống vách có đường kính 0,6m được hạ xuống bằng thiết bị rung Máy rung được kẹp chặt vào thành ống và từ từ ấn xuống, làm giảm khả năng chịu cắt của đất do rung động Ống vách được hạ đến độ sâu thiết kế 6m, trong quá trình này, việc kiểm tra độ thẳng đứng được thực hiện liên tục bằng cách điều chỉnh vị trí máy rung thông qua cẩu, cho đến khi ống vách cách mặt đất 0,5m.

Hình 7.6 Sơ đồ công tác định vi tim cọc

• Tác dụng của ống vách

+ Định vị và dẫn hướng cho máy khoan

+ Giữ ổn định cho bề mặt hố khoan và chống sập thành phần trên hố khoan

+ Bảo vệ để đất đá, thiết bị không rơi xuống hố khoan

+ Làm sàn đỡ tạm và thao tác để buộc nối và lắp dựng cốt thép, lắp dựng và tháo dỡ ống đổ bê tông

• Thiết bị Ống vách có kích thước và cấu tạo như sau:

Hình 7.7 Cấu tạo ống vách

Búa rung được sử dụng có nhiều loại Có thể chọn đại diện búa rung KE 416

Bảng dưới đây cho biết chế độ rung khi điều chỉnh và khi rung của búa rung KE 416

Bảng 7.2 Thông số các chế độ rung của búa rung KE416

Tốc độ động cơ (vòng/ phút) Áp suất hệ kẹp (bar) Áp suất hệ rung (bar) Áp suất hệ hồi (bar)

Búa rung thủy lực 4 quả lệch tâm, với từng cặp 2 quả quay ngược chiều nhau và giảm chấn bằng cao su, được sử dụng để hạ vách chống tạm Sản phẩm này được sản xuất bởi hãng ICE (International).

Construction Equipment) chế tạo với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 7.3Thông số búa rung KE-416

Thông số Đơn vị Giá trị

Lực li tâm lớn nhất KN 645

Tần số rung Vòng/ phút 800, 1600

Biên độ rung lớn nhất Mm 13,1

Công suất máy rung KW 188

Lưu lượng dầu cực đại Lít/ phút 340 Áp suất dầu cực đại Bar 350

Trọng lượng toàn đầu rung Kg 5950

Trạm bơm: động cơ Diezel tốc độ KW vòng/ phút

• Quá trình hạ ống vách

Khi hạ ống vách của cọc đầu tiên, quá trình rung kéo dài khoảng 10 phút đến độ sâu 6m, gây ảnh hưởng đến các khu vực lân cận Để khắc phục tình trạng này, trước khi hạ ống vách, người ta sử dụng máy đào thủy lực để đào một hố sâu 2,5m và rộng 1,5x1,5m tại vị trí tim cọc Sau đó, đất sẽ được lấp lại, đồng thời loại bỏ các vật lạ có kích thước lớn gây khó khăn cho việc hạ ống vách Công đoạn này giúp tạo ra độ xốp và đồng nhất của đất, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc hiệu chỉnh và nâng hạ casing thẳng đứng đúng tâm.

Dùng cẩu chuyển trạm bơm thủy lực, ống dẫn và máy rung ra vị trí thi công

- Lắp máy rung vào ống vách:

Cẩu đầu rung được lắp vào đỉnh casine và kết nối với bơm thủy lực để hoạt động Sau đó, van cơ cấu kẹp được mở để kẹp chặt máy rung với casine, đạt áp suất kẹp 300 bar, tương đương với lực kẹp 100 tấn Cuối cùng, máy rung được kích hoạt nhẹ nhàng để rút casine ra vị trí tâm cọc.

Để chỉnh vách casine vào đúng tim, đầu tiên kiểm tra đặt thước và thả phanh cho vách cắm vào đất, sau đó kiểm tra độ thẳng đứng Sử dụng búa rung ở chế độ nhẹ, thả phanh từ từ cho vách hạ xuống, đồng thời kiểm tra độ nghiêng lệch Nếu casine bị nghiêng, sử dụng cẩu lái để điều chỉnh cho thẳng đứng Khi đã hạ xuống hết đoạn dẫn hướng 2,5m, tăng cường độ hoạt động của búa rung, thả phanh chùng cáp để hạ casine với tốc độ lớn nhất Dừng lại khi đỉnh vách cách mặt đất 6m, sau đó xả dầu thủy lực của hệ rung và hệ kẹp, cắt máy bơm và đặt cẩu búa rung vào giá, hoàn tất công đoạn hạ ống.

Khi hạ ống vách, nếu áp lực trên đồng hồ lớn, cần thử nhổ ngược lại và nâng ống vách lên khoảng 2cm Nếu việc này diễn ra dễ dàng, mới được phép tiếp tục đóng ống dẫn xuống.

Ống vách đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn hướng quá trình khoan và bảo vệ thành hố khoan khỏi sự sụt lở của lớp đất yếu phía trên Do đó, việc hạ ống vách xuống cần phải đảm bảo tính thẳng đứng.

Kiểm tra trong giai đoạn thi công

Công tác kiểm tra được thực hiện song song với từng giai đoạn thi công, như đã trình bày trong sơ đồ quy trình thi công ở phần trước.

Sau đây có thể kể chi tiết ở một số công tác như sau:

+ Định vị hố khoan:

Kiểm tra vị trí cọc căn cứ vào trục toạ độ gốc hay hệ trục công trình

Kiểm tra cao trình mặt hố khoan

Kiểm tra đường kính, độ thẳng đứng, chiều sâu hố khoan

Kiểm tra, mô tả loại đất gặp phải trong mỗi 2m khoan và tại đáy hố khoan, cần có sự so sánh với số liệu khảo sát được cung cấp

+ Dung dịch khoan Bentonite:

Kiểm tra các chỉ tiêu của Bentonite như đã trình bày ở phần: "Công tác khoan tạo lỗ" Kiểm tra lớp vách dẻo (Cake)

Kiểm tra chủng loại cốt thép

Kiểm tra kích thước lồng thép, số lượng thép, chiều dài nối chồng, số lượng các mối nối

Kiểm tra vệ sinh thép : gỉ, đất cát bám

Kiểm tra các chi tiết đặt sẵn: đệm bảo vệ, móc, các ống siêu âm ,

+ Đáy hố khoan : Đây là công việc quan trọng vì nó có thể là nguyên nhân dẫn đến độ lún nghiêm trọng cho công trình

Kiểm tra lớp mùn dưới đáy lỗ khoan trước và sau khi đặt lồng thép Đo chiều sâu hố khoan sau khi vét đáy

Kiểm tra cốt liệu lớn

• Kiểm tra chất lượng cọc sau khi đã thi công xong

Công tác đánh giá cọc nhằm phát hiện và sửa chữa các khuyết tật thông qua phương pháp siêu âm, một trong những phương pháp phổ biến nhất hiện nay Phương pháp này kiểm tra chất lượng bê tông và các khuyết tật của cọc bằng cách phân tích mối quan hệ giữa tốc độ truyền sóng và cường độ bê tông Nguyên tắc hoạt động là đo tốc độ và cường độ sóng siêu âm khi đi qua bê tông để xác định khuyết tật theo chiều sâu Với chi phí hợp lý và độ tin cậy cao, phương pháp siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng.

Hình 7.12 Sơ đồ máy siêu âm cọc khoan nhồi + Cọc thi công thí nghiêm : Đặt ống toàn bộ và tiến hành siêu âm theo (TCVN 358-

+ Cọc thi công đại trà : Đặt 50% tổng lượng cọc có trong công trình và kiểm tra 25 % tống lượng cọc có trong công trình (theo TCVN 358-2012)

Vị trí cọc kiểm tra chất lượng lấy ngẫu nhiên theo chỉ định cảu tư vấn giám sát.

Công tác phá đầu cọc

7.5.1 Phương pháp phá đầu cọc

Sau khi đổ bê tông cho cọc khoan nhồi, thường xuất hiện tạp chất và bùn trên đầu cọc, vì vậy cần đổ bê tông cao hơn 0,4m so với cao trình thiết kế Để đảm bảo cốt thép lộ ra và ngàm vào đài theo thiết kế, chiều cao cần đạt tối thiểu là 0,65m.

Sau khi hoàn thành việc đào đất bằng thủ công, cần tiến hành phá đầu cọc Trước khi thực hiện, cần đo lại chính xác cao độ đầu cọc để đảm bảo chiều dài đoạn cọc ngàm vào trong đài là 0,15 m.

Trước khi sử dụng máy nén khí và súng chuyên dụng để phá bê tông, cần cắt vòng quanh chân cọc tại vị trí cốt đầu cọc cần phá Việc này giúp đảm bảo các đầu cọc sau khi đập sẽ phẳng và không làm ảnh hưởng đến phần bê tông phía dưới Cốt thép lộ ra sẽ bị bẻ ngang và ngàm vào đài móng, với đoạn thừa phải đảm bảo chiều dài neo theo yêu cầu thiết kế, thường là ≥25d (với d là đường kính cốt thép cọc).

- Một số thiết bị dùng cho công tác phá bê tông đầu cọc : Búa phá bê tông TCB –

200, Máy cắt bê tông HS - 350T,Ngoài ra cần dùng kết hợp với một số thiết bị thủ công như búa tay, choòng, đục

Bảng 7.5 Thông số kĩ thuật của búa phá bê tông TCB-200

Thông số kĩ thuật Búa TCB - 200 Đường kính Piston (mm) 40

Tần số đập (lần/phút) 1100

Lượng tiêu hao khí (m 3 /phút) 1,4 Đường kính dây dẫn hơi (mm) 19

Bảng 7.6 Thông số kĩ thuật của máy cắt bê tông HS-350T

Thông số kĩ thuật Máy HS- 350T Đường kính lưỡi cắt (mm) 350 Độ cắt sâu lớn nhất (mm) 125

Trọng lượng máy (kg) 13 Động cơ xăng (cc) 98

7.5.2 Khối lượng phá bê tông đầu cọc

Cốt đầu cọc nhô lên so với cao trình đáy lớp bêtông lót là 0,85 m Phần bêtông xấu ở đầu cọc sẽ bị đập bỏ 0,6 m, trong khi phần cọc ngàm vào đài là 0,15 m Khối lượng bêtông đầu cọc cần phá sẽ được xác định dựa trên các thông số này.

Vphá = số cọc  chiều dài phá  diện tích = 108x0,6x3,14x0,3 2 = 18,31 (m 3 )

Các sự cố khi thi công cọc khoan nhồi

7.6.1 Sụt lỡ vách hố đào

- Nguyên nhân ở trang thái tĩnh

Duy trì cột áp lực của dung dich bentonite không đủ, không hợp lí, không phù hợp với cấu tạo địa chất của hố khoan

Mực nước ngầm có áp lực cao, nhưng tỉ trọng và nồng độ dung dịch giữ vách không đủ để cân bằng với áp lực nền đất, dẫn đến hiện tượng sụt lỡ vách hố đào.

Tốc độ thi công đào hố quá nhanh đã dẫn đến việc chưa hình thành màng đàn hồi bảo vệ xung quanh hố Hơn nữa, độ dài của ống vách tạm không đủ lớn để vượt qua các lớp đất yếu phía trên.

- Nguyên nhân ở trạng thái động

Va chạm của lồng thép vào vách hố đào trong khi hạ lồng thép

Thời gian từ khi kết thúc quá trình thổi rửa đến khi đổ bê tông cọc kéo dài quá 24 giờ sẽ dẫn đến hiện tượng dung dịch giữa vách bị tách nước, làm giảm khả năng bảo vệ hố khoan.

Nguyên nhân do ống vách bị biến dạng đột ngột khi hạ, hạ bị xiên, khi điều chỉnh gây sập hố đào

Sử dụng công nghệ khoan không hợp lí với cấu tạo địa tầng

• Cách phòng tránh và xử lí hiện tượng sập vách hố đào

Lựa chọn dung dịch giữ vách phù hợp với cấu tạo địa tầng

Kiểm soát tốc độ khoan là yếu tố quan trọng, vì tốc độ làm lỗ thay đổi tùy thuộc vào tình hình địa chất Để tham khảo, có thể sử dụng tốc độ khoan theo phương pháp phản tuần hoàn được trình bày trong biểu đồ từ sách "Thi công cọc khoan nhồi" của PGS Nguyễn Bá Kế.

Bảng 7.7 Tốc độ lỗ khoan dựa vào địa chất

Loại đất Tốc độ làm lỗ (phút/m) Số vòng quay của bàn quay

(rpm) Đất sét 5-10 10-13 Đất bùn 7-10 7-12

Khi thời gian chờ đổ bê tông kéo dài quá 24 giờ, cần thực hiện các biện pháp đánh giá tình hình lỗ khoan trước khi tiến hành đổ bê tông Cụ thể, cần kiểm tra các thông số kỹ thuật của dung dịch bentonite, đánh giá chiều dày lớp cặn lặng dưới đáy hố khoan và xác định xem có hiện tượng sụp lỡ hố đào hay không.

Kiểm tra độ thẳng đứng của ống vách khi hạ

Cần hạ ống vách qua mực nước ngầm có áp hoặc qua các địa tầng đất yếu ở phía trên, đồng thời thay đổi phương án thi công nếu địa tầng có nhiều lớp đá, sỏi khô hoặc có nước chảy.

Kiểm soát chặt chẽ việc hạ lồng thép, tránh để lồng va chạm vào thành hố đào

Trong trạng thái tĩnh, sự cố sạt lở có thể gây ra hố đào và nếu không được xử lý kịp thời, sẽ dẫn đến tình trạng sạt lở nghiêm trọng hơn Do đó, việc điều tra nguyên nhân và áp dụng biện pháp xử lý là rất cần thiết trước khi tiếp tục thi công Nếu trong quá trình xử lý mà sự cố vẫn không được ngăn chặn, cần nhanh chóng lấp hố khoan để tránh tình trạng sụt lún đất hoặc nghiêng lật thiết bị.

Khi đã khắc phục được tình trạng sụt lỡ vách hố đào cần tiến hành thổi rủaw, xí lí cặng lắng cẩn thận trước khi đổ bê tông

7.6.2 Sự cố trồi lồng thép khi đổ bê tông

- Ống vách bị móp méo, khi nhổ ông lên sẽ kéo theo lồng thép lên

Việc không đảm bảo khoảng cách tối thiểu giữa ống vách và lồng thép có thể dẫn đến tình trạng khi rút ống vách, nếu có cốt liệu lớn kẹp vào giữa, sẽ kéo lồng thép lên theo.

- Do cốt thép bị cong vênh, ống vách bị nghiêng nên lông thép đè chặt vào thành ống nên khi rút ống vách lên lồng thép sẽ bị trồi

- Do đổ bê tông với tốc độ quá nhanh, sinh ra lực đẩy động lớn kéo lống thép lên theo

- Do bê tông đã bắt đầu đóng rắn nên có bê tông bám chặt vào thành trong cảu ống chống

- Xử lí thành ống vách trước khi hạ, đảm bảo thành ống vách không bị móp hay cong vênh Đảm bảo hạ ống vách thẳng đứng

Để đảm bảo chất lượng bê tông, cần duy trì khoảng cách tối thiểu giữa cốt đai và thành ống, với yêu cầu khoảng cách này phải lớn hơn 2 lần đường kính hạt cốt liệu lớn nhất được xác định trong quá trình kiểm tra chất lượng.

- Đảm bảo sự chính xác ở khâu gia công, vận chuyển và hạ lồng thép

Khi phát hiện lồng thép trồi lên trong quá trình thi công, cần ngay lập tức dừng việc đổ bê tông Sau đó, kiên nhẫn thực hiện các thao tác rung, lắc, xoay, và kéo ống vách để cắt đứt sự vướng mắc giữa khung cốt thép và ống.

- Hạn chế độ cao rơi của bê tông, khống chế tốc độ đổ bê tông (thường không quá 0.6m 3 /phút)

- Khi đổ bê tông cần tránh việc dừng ở giữa chừng lại quá lâu, không được đổ loại bê tông có tính lưu động thấp quá

- Do ống vách làm nhiệm vụ dần hướng gầu khoan bị nghiêng

- Do tốc độ khoan ban đầu quá lơn trong lớp đất yếu

Quá trình định vị bị sai lệch hoặc mất mốc định vị trong giai đoạn chuẩn bị khoan có thể dẫn đến việc hố khoan bị lệch so với vị trí thiết kế ban đầu.

Giám sát chặt chẽ quá trình định vị, hạ ống vách và tốc độ khoan là rất quan trọng Cần có biện pháp xử lý kịp thời khi phát hiện hiện tượng nghiêng lệch để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công việc.

7.6.4 Hiện tượng tắc bê tông khi đổ

- Do ống dẫn bê tông ngập quá sâu trong bê tông làm cho bê tông ở phần đáy không thoát ra được

- Không đảm bảo độ sụt bê tông như quy định

- Ống đổ bê tông ngập sâu trong bê tông phải lớn hơn 2m nhưng không quá 5m

Kéo ống đổ bê tông lên dần theo tiến trình đỗ bê tông

- Quản lí chất lượng bê tông trước khi đổ (Kiểm tra độ sụt, cấp phối bê tông)

Khi ống đổ bê tông bị tắc, cần thực hiện các biện pháp như xoay, nhồi, và đẩy ống để bê tông có thể chảy ra Lưu ý rằng ống đổ bê tông phải luôn ngập trong bê tông với độ sâu lớn hơn 2m.

7.6.5 Không rút được ống vách lên

- Do ma sát giữa ống vách và đất xung quanh lớn hơn lực nhổ

- Do ống vách bị nghiêng lệnh

- Sứ dụng bê tông có độ sụt kém, khi rút ống vách bê tông đã bắt đầu đông kết

- Trước khi tiến hành đổ bê tông nên rung lắc ống, thử nhổ lên một đoạn khoảng

15cm, nếu không nhổ được cần có biện pháp xử lí

- Quản lí chặt chẽ các yêu cầu kĩ thuật khi hạ ống vách

- Quản lí chất lượng bê tông khi đổ, rút ống vách theo đung thời gian quy định, quản lí thời gian đổ bê tông hợp lí

7.6.6 Khối lương bê tông ít hoặc nhiều hơn so với tính toán

Chất lượng của hố đào không đạt yêu cầu, khiến dung dịch giữ vách không hình thành màng đàn hồi bao quanh, dẫn đến hiện tượng bê tông bị hút vào trong đất.

- Hố khoan đi qua nhưng vùng hang động các- tơ nên khi đổ bê tông xuống thì bê tông bị nuốt mất

- Khối lượng bê tông ít hơn so với tính toán có thể do hố đào bị sụp, ngăn cản bê tông xuống sâu

- Xử lí thành hố khoan, sử dung dung dịch bentonite hợp lí

Khi lượng bê tông đổ xuống ít hơn hoặc vượt quá 20% thể tích bê tông của cọc, cần ngay lập tức dừng việc đổ bê tông để xác định nguyên nhân và xử lý vấn đề trước khi tiếp tục.

Nhu cầu nhân lực và thời gian thi công cọc

7.7.1 Số công nhân trong 1 ca

- Điều khiển máy khoan KH-125: 1công nhân

- Điều khiển cần trục: 1 công nhân

- Phục vụ công tác hạ ống vách, mở đáy gầu, phục vụ lắp cần phụ :4 công nhân

- Lắp bơm, đổ bê tông, ống đổ bê tông, hạ cốt thép, khung giá đổ bê tông :5 công nhân

- Phục vụ trộn và cung cấp vữa sét: 2 công nhân

- Thợ hàn: định vị khung thép, hàn, sửa chữa : 1 công nhân

- Thợ điện: đường điện máy bơm : 1 công nhân

- Cân chỉnh 2 máy kinh vĩ: 2 công nhân

* Tổng số công nhân phục vụ trên công trường khi sử dụng đông thời 2 máy khoan: 34 người/ca

7.7.2 Thời gian thi công cọc khoan nhồi

Các quá trình thi công 1 cọc khoan nhồi:

Bảng 7.8 Thời gian thi công 1 cọc khoan nhồi

STT Danh mục công việc Thời gian tối đa (phút)

1 Định vị tim cọc 20

4 Bơm dung dịch Bentonite 15

6 Nạo vét đáy hố lần 1 30

9 Lắp ống đổ bê tông 50

10 Thổi rửa đáy hố khoan lần 2 30

12 Rút ống đổ bê tông 20

Do đó thời gian tổng cộng cho việc thi công 1 cọc là : 720 phút(khoảng 12h)

Có tổng cộng là 108 cọc Sử dụng hai máy khoan, trong 1 ngày thi công được 2 cọc.Vậy thời gian thi công toàn bộ cọc là: 54 ngày/108 cọc

7.7.3 Biện pháp tổ chức thi công cọc khoan nhồi

- Trước khi thi công cọc khoan nhồi cần tiến hành dọn dẹp mặt bằng sạch sẽ, thoáng, đảm bảo yêu cầu thi công

- Tiến hành thi công cọc khoan nhồi theo trình tự hình vẽ trong bản vẽ thi công

Dự án sử dụng 2 máy khoan nhồi KH-125 của Nhật Bản, mỗi máy có năng suất thi công 1 cọc/ngày Với tổng số 104 cọc cần thi công, thời gian hoàn thành công việc này là 54 ngày, trong đó mỗi máy sẽ thi công 54 cọc Để đảm bảo tiến độ, cần huy động 34 công nhân mỗi ngày.

- Sơ đồ mặt bằng bố trí các thiết bị thi công cọc khoan nhồi như hình vẽ (Đảm bảo

2 cọc thi công liền nhau cách  5D )

Bê tông dùng cho cọc nhồi là bê tông thương phẩm cấp độ bền B25, được cung cấp từ trạm trộn Thành Phố và vận chuyển bằng xe chuyên dụng với dung tích 6m³ mỗi xe.

Để đảm bảo vệ sinh cho công trường thi công cọc khoan nhồi, cần thiết phải bố trí trạm rửa xe cho tất cả các xe chở bê tông trước khi ra khỏi công trường Trạm rửa xe cần có công suất đủ lớn để tránh tình trạng các xe phải chờ đợi nhau Vị trí của trạm rửa xe nên được đặt ngay sát cổng ra vào công trường để thuận tiện cho việc rửa xe.

Trình tự thi công cọc nhồi cần được thực hiện từ xa đến gần, bắt đầu từ cổng ra vào công trường Điều này nhằm đảm bảo rằng các phương tiện chở đất và bê tông không bị vướng vào những cọc đã được thi công trước đó.

8 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT PHẦN NGẦM

Biện pháp thi công đào đất

- Theo điạ tầng công trình thì ta thấy nền đất gồm các lớp đất sau:

Lớp Loại dất Chiều dày  tn  h W W nhảo W d N 30

(m) (kN/m 3 ) (kN/m 3 ) % % % (độ) (kN/m 2 ) MPa

5 Cát thô lẫn cuội sỏi - 20.1 26.4 26 - - 66 38 2 40

- Cao trình mực nước ngầm: -4,2m so với mặt đất tự nhiên, không có tính xâm thực và ăn mòn vật liệu

8.1.1 Chọn biện pháp thi công

Khi thi công đào đất có 2 phương án: Đào bằng thủ công và đào bằng máy

Thi công bằng phương pháp đào thủ công có ưu điểm là dễ dàng tổ chức theo dây chuyền, nhưng khi khối lượng đất đào lớn, cần phải có số lượng nhân công lớn để rút ngắn thời gian thi công Nếu tổ chức không hiệu quả, sẽ gặp khó khăn, cản trở tiến độ và làm giảm năng suất lao động.

Khi thi công bằng máy, việc rút ngắn thời gian và đảm bảo kỹ thuật là ưu điểm nổi bật Tuy nhiên, việc sử dụng máy đào để đào hố móng đến cao trình thiết kế không nên thực hiện, vì có thể làm phá vỡ kết cấu lớp đất, giảm khả năng chịu tải của đất nền Hơn nữa, máy đào cũng khó tạo được độ bằng phẳng cần thiết để thi công đài móng.

Cần giảm diện tích đất để thi công thủ công, vì việc thi công đến cao trình đế móng sẽ dễ dàng hơn khi sử dụng máy Tuy nhiên, tại vị trí vách cứng có độ dày lớn, máy đào không thể tiếp cận, do đó việc đào phải thực hiện bằng tay.

→ Từ những phân tích trên, ta chọn kết hợp cả 2 phương pháp đào đất hố móng

8.1.2 Chọn phương án đào đất

Khi thi công đào đất, cần xem xét mặt bằng công trình, kích thước hố đào và chiều sâu đào để lựa chọn phương án thi công phù hợp.

Có các phương án sau:

+ Đào từng hố độc lập: Áp dụng khi kích thước hố đào nhỏ, hố đào riêng rẽ

+ Đào thành rãnh: Áp dụng khi các hố đào nằm sát nhau theo một phương nào đó

+ Đào toàn bộ mặt bằng công trình: Phương án này được áp dụng khi các hố đào nằm sát nhau, kích thước mặt bằng nhỏ

Dựa trên phân tích đặc điểm các hố móng và kích thước mặt bằng công trình, kết hợp với việc có một tầng hầm ở cao trình -1,85m, giải pháp thi công sẽ là đào đất từ mặt đất tự nhiên (cao trình 0,00) đến đáy lớp bê tông lót tầng hầm (cao trình -2,15m) Sau đó, tiến hành đào từng hố móng cho phần còn lại, và tại các hố móng gần nhau, sẽ thực hiện đào thành rãnh Với mặt bằng công trình tương đối thoải mái, chúng ta sẽ tiến hành đào hở.

Quá trình đào tiến hành như sau:

+ Đào bằng máy từ cốt -0,00m (cao trình mặt đất tự nhiên) đến cao trình -2,15m

(cao trình đáy lớp bê tông lót sàn tầng hầm)

+ Đào bằng máy các hố độc lập từ cao trình -2,15m đến cao trình -3,25m (cách đáy lớp bê tông lót đài móng 20cm)

Đào thủ công từ cao trình -3,2m đến cao trình đáy bê tông lót đài cọc (-3,45m) chỉ thực hiện tại những vị trí có đài móng và sửa chữa dầm móng Mục tiêu của việc này là nhằm bảo vệ kết cấu nền ở khu vực đặt đài móng, tránh gây ra những hư hại không cần thiết.

Sau khi hoàn thành việc đập đầu cọc, bước tiếp theo là đổ bê tông lót móng Tiếp đó, tiến hành lắp dựng ván khuôn và cốt thép, sau cùng là đổ bê tông cho dầm móng và đài cọc.

Vì mặt bằng khu đất có diện tích rộng hơn nhiều so với mặt bằng công trình và chiều sâu đào nhỏ, nên ta chọn đào đất mái dốc.

Tính khối lượng đất đào

Công trình thi công đào đất đến cao trình đáy đài yêu cầu một phần đất đào được đổ tại chỗ để lấp khe móng sau khi hoàn thành thi công móng khoan nhồi Phần đất thừa sẽ được xe vận chuyển đi đổ ra ngoài công trường Đất được để lại sau khi đào thuộc lớp đào thứ nhất, và phần đất thừa được tính theo thể tích nguyên thổ tương đương với thể tích của các kết cấu ngầm như tầng hầm, đài móng và dầm móng.

8.2.1 Khối lượng đất đào bằng máy

-Đợt 1: Đào toàn bộ từ cao trình 0,00 (mặt đất tự nhiên) đến -2,15m ( đáy lớp bê tông lót sàn tầng hầm) chiều cao đào là H=2,15m

Lớp đất được đào là lớp đất sét pha với chiều cao H=2,15m, nhỏ hơn 3m Theo tiêu chuẩn TCVN4447-2012, tỷ lệ hệ số mái dốc m được xác định là 1:0,25, do đó chọn hệ số mái dốc m=0,25.

Bề rộng chân mái dốc: B=H.m=2,15.0,25=0,54 (m), chọn B=0,55 (m)

Ta có công thức tính đất hố đào: ( ( )( ) )

Hình 8.1 Hình dáng hố đào Kích thước khoang đào máy đợt 1 (đào toàn bộ):

+ Kích thước mặt trên: cE,8 (m) ; d$,6 (m)

+ Kích thước mặt dưới: aD,7(m) ;b#,5 (m)

Khối lượng đất đào bằng máy đợt 1:

-Đợt 2 : Ta tiến hành đào các hố móng độc lâp bằng máy từ cao trình -2,15 m đến -

3,25 m Chiều cao đào là H=1,1m, lấy hệ số mai dốc m=0,25 Ta có bề rộng chân mái dộc là : B=H.m=1,1.0,25=0,275 (m), chọn B=0,3 (m)

Khối lượng máy đào đợt 2 :

Vm2 = V1 + V2 + V32,03+130,41+96,5789,02(m 3 ) Thể tích đất đào máy: Vm = Vm1 + Vm2 = 2339,98+389,02 = 2729(m 3 )

8.2.2 Khối lượng đất đào thủ công

Chiều dày lớp đất cần đào là 0,2m, với cao trình từ -3,25m đến -3,45m, tương ứng với đáy lớp bê tông lót đài Quá trình đào sẽ được thực hiện bằng phương pháp thủ công, kết hợp với việc đào rãnh cho dầm móng có kích thước phù hợp.

+ Dầm móng : Ta có chiều dài dầm móng cần đào L,4 (m)

Khối lượng đào thủ công: Vtc $,46+20,49+16,22+20,50,66( m 3 )

Tổng khối lượng đào bằng máy và thủ công:

Kt = 1,32: Hệ số tơi xốp của đất sét pha.

Tính toán khối lượng công tác đắp đất hố móng

Đất đào lên dùng để lấp hố móng và tôn nền Phần còn lại được chuyển đi ra ngoài công trường

Sau khi hoàn thành các bước hạ cọc và đổ bê tông cho móng, quá trình lấp đất hố móng sẽ được tiến hành Khối lượng đất lấp sẽ được tính bằng khối lượng đất đã đào trừ đi khối lượng của các kết cấu phần ngầm.

+ Kết cấu ngầm bao gồm:

-Bê tông lót đài móng: Bê tông lót dày 100mm,cao trình -3,35m đến -3,45m

Bảng 8.1Thể tích bê tông lót chiếm chỗ

Móng Số lượng Cao Rộng Dài Thể tích bê tông

-Bê tông đài móng chiếm chổ: bê tông đài móng dày1,5m từ cao trình-1,85m đến -3,35m.

Bảng 8.2 Thể tích bê tông đài chiếm chỗ

Móng Số lượng Cao Rộng Dài Thể tích bê tông

- Bê tông và bê tông lót dầm móng chiếm chổ: chiều dài dầm móng L4m

Kích thước giằng móng: 400x800 → kích thước hố đào: 600x900

− Tầng hầm và sàn tầng hầm chiếm chỗ:

Diện tích sàn tầng hầm: Su4,4(m 2 )

=> Tổng thể tích phần ngầm chiếm chổ: 21,92+293,55+31,28+1616,863,55 (m 3 )

Vậy tổng khối lượng đất lấp là: Vđắp= 3693,95 – 1963,55.1,32= 1102,07 (m 3 )

Khối lượng đất chở đi chính là khối lượng đất do kết cấu ngầm chiếm chổ.

Lựa chọn máy đào và xe vận chuyển đất

Do khối lượng đất đào không lớn và mặt bằng thi công rộng, cùng với khối lượng đất đắp nền móng lớn, nên phương án tối ưu là đổ đất tại chỗ trong hố đào.

Từ đó ta lựa chọn máy đào gầu nghịch EO-3322B1 có các ưu điểm và thông số kỹ thuật sau: Ưu điểm:

- Máy đào gầu nghịch có tay cần ngắn nên đào rất khoẻ, đào được đất từ cấp I ÷ IV

• Cũng như máy đào gầu thuận, máy đào gầu nghịch thích hợp để đào và đổ đất lên xe chuyển đi hoặc đổ đống

Máy có thiết kế gọn nhẹ, lý tưởng cho việc đào hố ở những khu vực chật hẹp và các hố có vách thẳng đứng Sản phẩm này rất phù hợp cho thi công đào hố móng trong các công trình dân dụng và công nghiệp.

Máy có khả năng thi công đào hố ngay từ bờ mà không cần làm đường lên xuống, giúp tiết kiệm công sức và thời gian Điều này cho phép máy có thể đào được cả những hố có nước, mang lại hiệu quả cao trong quá trình thi công.

− Bán kính đào lớn nhất : Rđào max = 7,5 (m)

− Chiều sâu đào lớn nhất : Hmax = 4,2 (m)

− Chiều cao đổ lớn nhất : Hđổ max = 4,8 (m)

− Chu kỳ kỹ thuật : Tck = 17 (giây)

+ Tính năng suất của máy đào:

− Hệ số đầy gầu: kđ = 0,8

− Hệ số tơi của đất: kt=1,32

Hệ số quy về đất nguyên thổ : 1 d

= k = − Hệ số sử dụng thời gian : ktg = 0,75

− Hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất:

Khi đổ tại chổ: kvt = 1,0

Khi đổ lên xe : kvt = 1,1

+ Khi đào đổ tại chổ:

− Chu kỳ đào (góc quay khi đổ = 90 0 ):

Với kφ: hệ số phụ thuộc vào góc quay cần: , =1

− Số chu kỳ đào trong 1 giờ: nck 600/17 = 212

− Năng suất ca máy của máy đào:

Wca = t.q.nCK.k1.ktg t = 7(giờ) : thời gian làm việc của 1 ca

+ Khi đào đổ lên xe:

− Chu kì đào (góc quay khi đào đất = 90 o ): t đ ck = tck kvt = 17 x 1,1 = 18,7 giây

Với kvt: hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất của máy

− Số chu kì đào trong 1 giờ: nck = 3600/18,7 = 192,5

− Năng suất ca của máy đào:

+ Thời gian đào đất bằng máy:

+ Đổ đống tại chỗ: ck d ck k t t = 

339, 465 = ca Chọn 3 ca + Đổ đất đào lên xe:

8.4.2 Chọn xe phối hợp để chở đất đi đổ

Cự li vận chuyển bằng L = 1,0km, vận tốc trung bình 25km/h

Thời gian đổ đất tại bãi và dừng tránh xe: td + t0=2+5=7phút

Thời gian xe hoạt động độc lập được tính bằng công thức: tx = 2l/v + td + t0 = 2.1,0.60/25 + 7,8 phút Để đảm bảo sự phối hợp hiệu quả giữa xe vận chuyển và máy đào, cần phải đảm bảo mối quan hệ giữa số lượng và chu kỳ làm việc của cả hai.

Nx,Nm: số xe và số máy tckx: chu kỳ làm việc của xe (phút), tckx = tx+tb tckm: chu kỳ làm việc của máy đào (phút), tckm = tb

Chọn xe MAZ-205 có tải trọng P = 5 tấn, chiều cao thùng xe 1,91 m thỏa mãn yêu cầu về chiều cao đổ đất của máy đào

Hệ số sử dụng tải trọng sẽ là: kp= 5/5 = 1

Số gàu đất đổ đầy một chuyến xe : n 1

Thời gian đổ đất đầy một chuyến xe: tb = n.t d ck = 9.18,7 = 168,3 (giây) = 2,8 (phút)

Chu kỳ hoạt động của xe: tckx = tx+tb ,8 + 2,8 = 14,6 phút

Chu kỳ hoạt động của máy đào, chính là thời gian đổ đất đầy một chuyến xe: tckm = tb = 2,8 (phút)

Chọn số máy đào là: Nm = 1 (máy);

Số xe cần phải huy động: Nx = tckx/ tb,6/2,8 = 5,2 (chiếc), lấy chẵn 5 chiếc

8.4.3 Kiểm tra tổ hợp máy theo điều kiện về năng suất

+ Số chuyến xe hoạt động trong một ca: nch = 7.60 7.60.0, 75 21, 57

+ Năng suất vận chuyển của xe:

Wca max= nch.P.kp/ = 21x5x1/1,8 = 58,3 m 3 + Thời gian vận chuyển: ckm ckx m x t t N

Thiết kế khoan đào

Đào theo phương pháp đào lùi, đất được đưa lên ô tô với góc quay max o

Thiết kế khoang đào có chiều rộng Bmax =1,7.Rmax =1,7.7,5,75 (m) Để cho đều trên chiều dài công trình lấy 3 khoang đào có chiều rộng là 8,2m

Khi di chuyển máy đào, cần giữ khoảng cách an toàn 1,5m từ hố đào Sơ đồ di chuyển máy kết hợp với vận chuyển đất được thể hiện trong bản vẽ TC-02.

Chọn tổ thợ thi công đào thủ công

Tổng khối lượng đất cần đào thủ công là: Vtc,66 (m 3 )

Tra Định Mức 1776 mã hiệu AB.11372 đối với đất cấp II có:

Hao phí đào xúc đất: 0,73 (công/1m 3 ) (đổ lên phương tiện vận chuyển trong phạm vi 30m, nhân công 3,0/7)

Từ đó tính được số công thợ yêu cầu:

Chọn tổ thợ 6 người để thi công, thời gian đào thủ công:

= 6 Vậy với tổ thợ 6 người thi công đào đất thủ công trong 10 ngày.

Tổ chức quá trình thi công đào đất

8.6.1 Xác định cơ cấu quá trình

Quá trình thi công đào đất gồm 3 đợt Đợt 1,2 thi công đào đất bằng máy và đợt 3 bằng thủ công

8.6.2 Chia phân tuyến công tác Để thi công dây chuyền cần chia mặt bằng công trình thành các phân đoạn Ranh giới phân đoạn được chia sao cho không gây nguy hiểm Để an toàn thì ta cho máy di chuyển đến khoang thứ 3 thì quá trình đào thủ công bắt đầu

Sơ đồ di chuyển cụ thể của máy đào xem bản vẽ TC2

9 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KĨ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐÀI MÓNG

Xác định cơ cấu quá trình

Quá trình thi công bêtông đài móng và giằng móng gồm các quá trình thành phần sau:

- Đổ bêtông lót đài móng

- Lắp dựng ván khuôn đài móng

- Lắp đặt cốt thép đài móng

- Tháo dỡ ván khuôn đài móng

Quá trình thi công được tổ chức theo phương pháp dây chuyền, bao gồm bốn bước chính: lắp dựng ván khuôn, lắp đặt cốt thép, đổ bêtông và tháo dỡ ván khuôn Quá trình đổ bêtông lót đài móng được thực hiện riêng biệt do khối lượng ít, không nằm trong dây chuyền thi công.

Quá trình thi công bê tông sử dụng bê tông thương phẩm và máy bơm bê tông mang lại nhiều lợi ích Việc thi công bằng máy bơm giúp rút ngắn thời gian thi công, đặc biệt khi khối lượng lớn, đồng thời đảm bảo kỹ thuật và chất lượng bê tông Phương pháp này cũng hạn chế được các mạch ngừng, giúp tăng cường độ bền cho công trình.

Yêu cầu kĩ thuật các công tác

9.2.1 Lắp dựng ván khuôn móng

- Thi công lắp các tấm coffa kim loại, dùng liên kết là chốt U và L

- Tiến hành lắp các tấm này theo hình dạng kết cấu móng, tại các vị trí góc dùng những tấm góc ngoài

- Tiến hành lắp các thanh chống kim loại

- Dùng cần cẩu, kết hợp với thủ công để đưa ván khuôn tới vị trí của từng đài

- Căn cứ vào mốc trắc địa trên mặt đất, lấy tim và hình bao chu vi của từng đài

- Cố định các tấm mảng với nhau theo đúng vị trí thiết kế bằng các dây chằng, neo và cây chống

- Tại các vị trí thiếu hụt do mô đuyn khác nhau thì phải chèn bằng ván gỗ có độ dày tối thiểu là 30mm

- Trước khi đổ bê tông, mặt ván khuôn phải được quét 1 lớp dầu chống dính

- Dùng máy thuỷ bình hay máy kinh vĩ, thước, dây dọi để kiểm tra lại kích thước, toạ độ của các đài

Đối với bê tông móng lớn, việc tháo dỡ ván khuôn chỉ được phép thực hiện sau 7 ngày để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Trong khi đó, với các móng bình thường, thời gian tháo dỡ ván khuôn có thể rút ngắn chỉ còn từ 1 đến 3 ngày.

Độ bám dính giữa bê tông và ván khuôn sẽ tăng lên theo thời gian, do đó việc tháo dỡ ván khuôn sau 7 ngày có thể gặp khó khăn Vì vậy, trong quá trình thi công lắp dựng ván khuôn, cần chú ý sử dụng chất dầu chống dính để đảm bảo việc tháo dỡ dễ dàng hơn.

Do không đủ không gian tại công trình để lắp đặt máy cắt uốn sắt, việc cắt uốn sắt sẽ được thực hiện tại xưởng gia công cốt thép Điều này đảm bảo tiến độ thi công của dự án.

Trước khi gia công và đổ bê tông, cốt thép cần được đảm bảo có bề mặt sạch, không dính bùn đất, không có vẩy sắt và không có lớp rỉ sét.

- Cốt thép cần được kéo, uốn và nắn thẳng

Các thanh thép có thể bị bẹp hoặc giảm tiết diện do quá trình làm sạch hoặc các nguyên nhân khác, nhưng mức độ này không được vượt quá 2% đường kính cho phép Nếu vượt quá giới hạn này, thanh thép sẽ chỉ được sử dụng theo diện tích tiết diện còn lại.

Liên kết hàn được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau, trong đó các mối hàn cần phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt như bề mặt nhẵn, không bị cháy, không đứt quãng và không có bọt Đồng thời, chiều dài và chiều cao của đường hàn cũng phải tuân thủ theo thiết kế đã được quy định.

+ Việc nối buộc cốt thép: Không nối ở các vị trí có nội lực lớn

+ Trên 1 mặt cắt ngang không quá 25% diện tích tổng cộng cốt thép chịu lực được nối, (với thép tròn trơn) và không quá 50% đối với thép gai

Chiều dài nối buộc cốt thép tối thiểu là 250mm đối với cốt thép chịu kéo và 200mm đối với cốt thép chịu nén, được quy định theo bảng trong các quy phạm hiện hành.

Khi nối buộc cốt thép vùng chịu kéo, cần uốn móc đối với thép trơn, trong khi thép gai không yêu cầu uốn móc Mỗi mối nối buộc phải được thực hiện ít nhất tại ba vị trí khác nhau.

Các bộ phận lắp dựng trước không được phép cản trở quá trình lắp dựng các bộ phận sau Để đảm bảo không xảy ra biến dạng trong quá trình đổ bê tông, cần thực hiện các biện pháp ổn định vị trí cốt thép.

Theo thiết kế, lớp cốt thép được rải xuống trước, sau đó lớp thép phía trên được rải tiếp và buộc chặt tại các nút giao nhau của hai lớp thép Điều quan trọng là các nút buộc phải chắc chắn để đảm bảo cốt thép không bị lệch khỏi vị trí thiết kế, và tuyệt đối không được bỏ qua việc buộc nút.

Cốt thép được kê trên các con kê bê tông B7,5 để đảm bảo độ dày lớp bảo vệ, với các con kê được đặt tại các góc và giữa móng, khoảng cách giữa chúng không vượt quá 1m Khi lắp dựng, chuyển vị của từng thanh thép không được lớn hơn 1/5 đường kính thanh lớn nhất và 1/4 đường kính của thanh đó, đồng thời sai số đối với cốt thép móng không quá ±50 mm.

- Các thép chờ để lắp dựng cột phải được lắp vào trước và tính toán độ dài chờ phải > 25d

Cốt thép đài cọc được thi công trực tiếp tại vị trí của đài, với các thanh thép được cắt đúng chiều dài và loại thép theo thiết kế Lưới thép đáy đài được buộc theo nguyên tắc tương tự như buộc cốt thép sàn.

+ Đảm bảo vị trí các thanh

+ Đảm bảo khoảng cách giữa các thanh

+ Đảm bảo sự ổn định của lưới thép khi đổ bê tông

- Sai lệch khi lắp dựng cốt thép lấy theo quy phạm

- Vận chuyển và lắp dựng cốt thép cần:

+ Không làm hư hỏng và biến dạng sản phẩm cốt thép

+ Cốt thép khung phân chia thành bộ phận nhỏ phù hợp phương tiện vận chuyển

+ Những nội dung cơ bản cần của công tác nghiệm thu:

- Đường kính cốt thép, hình dạng, kích thước, mác, vị trí, chất lượng mối buộc, số lượng cốt thép, khoảng cách cốt thép theo thiết kế

- Chiều dày lớp BT bảo vệ

Ngày giờ nghiệm thu chất lượng cốt thép cần được ghi rõ Nếu phát hiện cần sửa chữa, việc này phải được thực hiện ngay trước khi đổ bê tông Sau khi hoàn tất, tất cả các bên tham gia nghiệm thu phải ký vào biên bản.

+ Hồ sơ nghiệm thu phải được lưu để xem xét quá trình thi công sau này

- Thành phần cốt liệu phải phù hợp với mác thiết kế

- Chất lượng cốt liệu (độ sạch, hàm lượng tạp chất ) phải đảm bảo:

+ Ximăng: sử dụng đúng Mác quy định, không bị vón cục

+ Đá: rửa sạch, tỉ lệ các viên dẹt không quá 25%

+ Nước trộn BT: nước sinh hoạt, sạch, không dùng nước bẩn

* Đối với bê tông thương phẩm:

Thiết kế thành phần hỗn hợp của bê tông cần phải đảm bảo khả năng thổi bê tông qua các vị trí thu nhỏ của đường ống và có thể vượt qua những đường cong khi bơm.

Hỗn hợp bê tông bơm yêu cầu kích thước tối đa của cốt liệu lớn phải đạt từ 1/5 đến 1/8 đường kính nhỏ nhất của ống dẫn Đối với cốt liệu hạt tròn, tỷ lệ này có thể lên tới 40% đường kính trong nhỏ nhất của ống dẫn.

Thiết kế ván khuôn đài móng

9.3.1 Lựa chọn loại ván khuôn sử dụng

Ván khuôn gỗ phủ phim là lựa chọn lý tưởng cho thi công công trình nhờ vào bề mặt phẳng đẹp, khả năng giữ nước xi măng hiệu quả, ít bị cong vênh và nứt Sản phẩm này cũng dễ dàng trong việc gia công, tháo lắp và có thể sử dụng nhiều lần, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các dự án xây dựng.

➢ Ván khuôn gỗ phủ phim loại PolyCore EXTRA của công ty TEKCOM:

Hình 9.1 Các thông số và kích thước ván khuôn

9.3.2 Chọn cây chống sàn, dầm và cột

Bảng 9.1 Các thông số và kích thước cột chống

Tính toán ván khuôn đài móng M1

Trong đồ án tốt nghiệp, chúng ta chọn đài móng M1, một loại đài điển hình với kích thước khác nhau cho các loại mặt bằng Đài móng sẽ được thi công trước, trong khi giằng móng sẽ được thực hiện sau Cốt thép trong đài có thể được uốn xuống theo ván khuôn hoặc có thể khoan để nối thép sau khi thi công xong đài.

9.4.1 Sơ đồ cấu tạo ván khuôn đài móng Đài móng M1: hình vuông có kích thước 2,9mx2,9m, cao 1,5m Tổ hợp ván khuôn cho đài như sau:

+ Ván khuôn đài móng dùng các tấm phẳng ghép ngang và ghép thẳng đứng

+ Chọn kích thước các tấm khuôn như sau:

*Cạnh 2,9m: Chọn 1 tấm ván khuôn 1250x2900x18mm và 250x2900x18mm

Bảng 9.2 Thống kê ván khuôn cho 1 đài móng M1

Cạnh Tên ván khuôn Kích thước Số lượng

Xác định tải trọng tác dụng:

Tải trọng tác động lên ván khuôn thành móng bao gồm áp lực hông từ vữa bê tông, tải trọng do chấn động khi đổ bê tông và tải trọng phát sinh từ quá trình đầm bê tông.

- Tính áp lực của vữa bêtông mới đổ tác dụng lên thành ván khuôn

Trọng lượng Min Max Khi nén Khi kéo (kg) (mm) (mm) (kg) (kg)

Chiều cao sử dụng Tải trọng

Theo TCVN 4453-95, áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ phụ thuộc vào chiều cao lớp bê tông và biện pháp đầm Công thức tính toán áp lực ngang này được xác định dựa trên phương pháp đầm dùi.

Chọn máy đầm PHW-40 có các thông số kỹ thuật sau:

+Bán kính ảnh hưởng: R = 75(cm) Áp lực ngang tối đa của vữa bê tông tươi:

Ptt= n..Hmax = 1,325000,75 = 2438(daN/m 2 ) Chiều cao đổ bê tông H = 1.3(m),với phương pháp đầm trong ta có bán kính đầm là:

Rđ = 0,75(m).Vì H > Rđ nên ta lấy Hmax = 0,75m

Với γ = 2,5(t/m 3 ) Trọng lượng bản thân của bê tông

+ Với phương pháp đổ bêtông từ vòi phun, áp lực ngang do chấn động phát sinh do đầm bêtông là 400 (daN/m 2 ) ( Theo TCVN- 4453-87)

Vậy tải trọng tác dụng lên 1m 2 thành móng là :

Qtt = Ptt + P = 2438 + 520= 2958(daN/m 2 ) Để đơn giản ta xem lực tác dụng lên thành cốp pha là phân bố đều:

Cắt 1 dải bản rộng 1m theo phương vuông góc nẹp ngang để tính toán, Tải trọng tác dụng lên 1m dài ván khuôn là: qtc= b.Qtc = 1×18,75 = 18,75 (daN/cm) qtt= b.Qtt = 1×29,58 = 29,58 (daN/cm)

9.4.2 Tính khoảng cách thanh nẹp ngang

Xem ván khuôn thành móng như dầm đơn giản nhịp bằng chiều dài tấm ván khuôn với các gối tựa là các sườn ngang

- Các đặc trưng hình học của ván khuôn:

Với   R 0(daN/cm 2 ) là cường độ cho phép của ván khuôn

- Theo Điều kiện độ võng:

Với E U000(daN/cm 2 ) là modun đàn hồi của gỗ

 Vậy chọn khoảng cách sườn ngang l@(cm)

9.4.3 Tính toán khoảng cách thanh nẹp đứng

Dùng thép hộp 100x40x2 làm các thanh nẹp đứng làm gối tựa đỡ 2 đầu các thanh thép hộp 50x50x2 mm chịu tải trọng phân bố đều: qtt )58x0,483,2daN/m qtc75x0,4u0daN/m

Hình 9.2 Sơ đồ tính xà gồ lớp 2 ván khuôn đài móng

- Khoảng cách giữa 2 thanh nẹp đứng là l0cm

- Kiểm tra theo điều kiện độ bền:

Dùng thép hộp 50x50x2 làm các thanh nẹp đứng có:

   =  =  =  - Kiểm tra theo điều kiện độ võng:

Tính toán khối lượng các công tác

Bảng 9.3 Khối lượng công tác bê tông lót móng

Bảng 9.4 Khối lượng công tác bê tông đài cọc

Bảng 9.5 Khối lượng cốt thép đài cọc

Bảng 9.6 Khối lượng ván khuôn đài cọc

Chia phân đoạn thi công

Quá trình thi công bê tông cốt thép được chia thành nhiều phân đoạn nhằm đảm bảo sự phối hợp hiệu quả giữa các quy trình Ranh giới các phân đoạn cần được xác định rõ ràng để tránh tình trạng chồng chéo trong thi công Đồng thời, khối lượng công việc của từng phân đoạn nên đủ nhỏ và tương đồng để dễ dàng tổ chức thi công theo dây chuyền.

Dựa vào mặt bằng móng công trình và khối lượng các công tác ở trênvà hướng thi công đào đất ta chia thành các phân đoạn sau

Hình 9.3 Mặt bằng phân chia phân đoạn công tác đài móng Phân đoạn 1:gồm 5 móng M1 và 2 móng M2

Phân đoạn 2:gồm 1 móng M1, 1 móng M2 và 1 móng M3

Phân đoạn 3:gồm 5 móng M1 và 2 móng M2

Ta có bảng khối lượng công việc trên từng phân đoạn như sau:xem phụ lục 4,bảng 9.

Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận

Quá trình thi công bêtông đài móng gồm các quá trình thành phần sau:

- Đổ bêtông lót đài móng

- Lắp dựng ván khuôn đài móng

- Lắp đặt cốt thép đài móng

- Đổ bêtông đài móng (dùng bê tông thương phẩm)

- Tháo dỡ ván khuôn đài móng

Các quá trình thi công được tổ chức theo phương pháp dây chuyền, trong đó quá trình đổ bê tông lót đài móng được thực hiện riêng do khối lượng ít Dây chuyền thi công bao gồm 4 quá trình chính: lắp dựng ván khuôn, lắp đặt cốt thép, đổ bê tông và tháo dỡ ván khuôn đài móng Công tác đổ bê tông móng sử dụng bê tông thương phẩm và thực hiện bằng cơ giới, giúp rút ngắn thời gian thi công, do đó cũng được tách ra để tổ chức riêng.

Các phân đoạn trong quá trình thi công móng:chia ra 3 phân đoạn

❖ Tính nhịp công tác của dây chuyền bộ phận:

Chi phí lao động cho các công việc theo Định mức 1776-BXD :

- Bê tông móng bằng bê tông thương phẩm: Máy bơm bê tông 50m 3 /h hao phí

Trong quá trình thi công đổ bê tông bằng máy bơm, định mức nhân công được áp dụng chỉ là 30% so với tiêu chuẩn, dẫn đến hao phí nhân công là 0,363 công/m³, tính từ 1,21 công/m³.

- Gia công, lắp đặt cốt thép móng: 6,35công/tấn (mã hiệu AF.61130)

- Lắp dựng, tháo dỡ ván khuôn thép móng 29,7công/100m 2 (mã hiệu AF.82121)

Công tác ván khuôn theo định mức 1776-BXD bao gồm sản xuất, lắp dựng và tháo dỡ Để phân chia chi phí lao động cho các công việc thành phần, chúng ta dựa vào cơ cấu chi phí định mức 726 với mã hiệu 5005.

 Tỉ lệ chi phí sẽ là:

+ Sản xuất và lắp dựng: (0, 45 0, 7)

Khi lựa chọn tổ thợ chuyên nghiệp theo định mức 726, chúng ta có thể tính toán nhịp công tác của các dây chuyền bộ phận bằng công thức: kij i c i ij.

Pij đề cập đến khối lượng công việc của từng quá trình thành phần trong phân đoạn, trong khi ai xác định mức chi phí lao động cho công việc i Ngoài ra, nc là số ca làm việc trong ngày, giúp quản lý và tối ưu hóa hiệu suất lao động.

Ni: số công nhân (máy) cần thiết

- Chọn cơ cấu tổ thợ cho từng công việc

+Công tác đổ bê tông lót móng gồm 1 tổ thợ 5 người

+ Công tác lắp dựng ván khuôn móng gồm 1 tổ thợ 15 người

+ Công tác cốt thép gồm 1 tổ thợ 22 người

+ Công tác đổ bê tông gồm 1 tổ thợ 18 người

+Công tác tháo dỡ ván khuôn móng gồm 1 tổ thợ 6 nguời

Tính nhịp dây chuyền của các phân đoạn:

Bảng 9-7 trình bày khối lượng công tác thi công bê tông lót móng và lắp dựng cốt thép móng, bao gồm các phân đoạn cụ thể, khối lượng cốt thép và chi phí lao động liên quan.

Bảng 9-8 Khối lượng công tác lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn móng

Diện tích ván khuôn Hao phí nhân công Nhân công

Bảng 9-9 Khối lượng công tác đổ bê tông móng

Thể tích BêTông móng Đinh mức nhân công

Bảng 9.11 Tính nhịp dây chuyền của các phân đoạn

BT lót Cốt thép Lắp dựng VK Bê tông Tháo dỡ VK

TT Chọn TT Chọn TT Chọn TT Chọn TT Chọn

Tính toán thời gian dây chuyền kỹ thuật

- Đây là dây chuyền chuyên môn hóa nhịp biến theo tuyến

- Giãn cách 2 dây chuyền được xác định theo công thức

- Thời gian gián đoạn giữa đổ bê tông và tháo ván khuôn là 2 ngày

- Đầu tiên xác định nhịp công tác của các dây chuyền

Bảng 9.9 Nhịp dây chuyền (k ij )

Bảng 9.10 Cộng dồn nhịp công tác(Σkij)

Bảng 9.11 Tính dãn cách (Oij)

10 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÁN KHUÔN PHẦN THÂN

Phương án lựa chọn và tính toán ván khuôn cho cột, dầm sàn tầng điển hình

10.1.1 Lựa chọn biện pháp sử dụng

- Đạt được mức độ luân chuyển ván khuôn tốt

- Sử dụng biện pháp thi công ván khuôn hai tầng rưỡi có nội dung như sau:

Bố trí hệ thống cây chống và ván khuôn hoàn chỉnh cho hai tầng (chống đợt 1) là cần thiết, trong khi sàn kề dưới cần tháo ván khuôn sớm do bêtông chưa đạt cường độ thiết kế Do đó, cần tiến hành chống đỡ với khoảng cách phù hợp để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công.

Các cột chống lại là những thanh chống thép có thể tự điều chỉnh chiều cao, có thể bố trí các hệ giằng ngang và dọc theo hai phương

10.1.2 Chọn phương tiện phục vụ thi công

Chọn loại ván khuôn, đà giáo, cây chống

Khi thi công bêtông cho cột, dầm và sàn, việc đảm bảo chất lượng bêtông phụ thuộc vào độ cứng và ổn định của hệ thống cây chống và ván khuôn Để rút ngắn thời gian thi công và nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng, cây chống và ván khuôn cần được lắp dựng nhanh chóng Thời gian thi công các hạng mục này ảnh hưởng lớn đến tiến độ xây dựng, đặc biệt khi mặt bằng rộng lớn, do đó, cây chống và ván khuôn cần có tính chất định hình Sự kết hợp giữa cây chống kim loại và ván khuôn phủ phim là lựa chọn tối ưu cho công tác này.

Ván khuôn phủ phim của công ty TEKCOM, với các đặc tính kỹ thuật đã được trình bày trong công tác tính toán thi công đài cọc, mang lại hiệu quả cao trong quá trình xây dựng.

Ván khuôn gỗ phủ phim

Ván khuôn gỗ phủ phim là lựa chọn lý tưởng cho thi công công trình nhờ vào mặt phẳng đều đẹp, khả năng giữ nước xi măng tốt khi đổ bê tông, ít cong vênh và nứt Sản phẩm này còn có ưu điểm gia công nhanh chóng, dễ dàng tháo lắp và có thể sử dụng nhiều lần.

10.1.4 Chọn cây chống sàn, dầm và cột

Với chiều cao tầng điển hình chỉ 3,3m, công trình có thể sử dụng cây chống đơn kim loại được sản xuất bởi hãng Hòa Phát Thông số chi tiết về sản phẩm này có thể tham khảo trong bảng 9.1.

Thiết kế cốp pha cột

10.2.1 Cấu tạo ván khuôn cột

Chiều cao tầng là 3,6 m Chiều cao dầm là 0,6 m, mạch ngừng thi công cột cách đáy dầm là 5cm Vậy chiều cao thiết kế ván khuôn cột là 2,95 m

Ván khuôn phủ phim cột được đở bởi hệ sườn đứng, sườn đứng tựa lên gông cột

Hình 10.1 Mặt cắt cốp pha cột

Chọn bề dày ván khuôn là 1,8 cm

➢ Sơ đồ làm việc : Ta xem ván khuôn cột làm việc như dầm liên tục tựa lên gối tựa là các sườn đứng

➢ Tải trọng tác dụng lên ván khuôn :

Chọn máy đầm trong bán kính tác dụng của đầm là Rđ = 75cm

Chiều cao đổ bê tông 2,95m, chọn chiều cao mỗi lớp đổ bê tông 0,75m

- Áp lực của vữa bê tông mới đổ : q 6 = R = 2500.0,75 = 1875( daN m / 2 )

Hoạt tải sinh ra trong quá trình đầm rung bê tông và chấn động khi đổ bê tông có giá trị lớn hơn 200daN/m² Khi bê tông được đổ trực tiếp từ đường ống của máy bơm, giá trị này tăng lên đến 400daN/m².

 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng :

 Tải trọng tính toán tác dụng :

7 Cắt 1 dãy bề rộng 1m theo phương vuông góc với sườn đứng,tải trọng tác dụng là:

+ Tải trọng tiêu chuẩn :q = tc 1875.175 (daN/m),75 (daN/cm)

+ Tải trọng tính toán :q )57 tt ,5.1)57,5 (daN/m)),575 (daN/cm)

Hình 10.2 Sơ đồ tính ván khuôn cột

Xác định khoảng cách giữa các sườn đứng :

- Theo điều kiện cường độ :  m ax n.R u , chọn n=1

  - Theo điều kiện độ võng : f max   f

Trong đó:   f : độ võng giới hạn được lấy theo TCVN 4453 – 1995 ,  f 1 l

= A Với A là hệ số phụ thuộc kết cấu

Với EU00 (MPa)U000 (daN cm/ 2 ),

Ván khuôn cột là kết cấu có bề mặt lộ ra ngoài nên A = 400

  Vậy khoảng cách sườn đứng lớn nhất là l=min(57,33;35, 73)5, 73 (cm)

Chiều rộng bố trí sườn đứng với cạnh dài 0,8 m, chọn 4 sườn đứng cho một mặt cột, khoảng cách giữa các sườn là 20 cm Đối với cạnh ngắn 0,6 m, chọn 3 sườn đứng cho một mặt cột, cũng với khoảng cách 20 cm giữa các sườn.

Sườn đứng chọn xà gồ thép hộp 50x50x2 (mm) có các đặc trưng hình học là :

➢ Sơ đồ làm việc : Ta xem sườn đứng làm việc như dầm liên tục tựa lên gối tựa là các gông cột

➢ Tải trọng lớn nhất tác dụng lên sườn đứng với khoảng cách sườn đứng 27 cm là :

+ Tải trọng tiêu chuẩn : q tc 75.0, 27P6, 25 (daN m/ )=5, 06 (daN/ c )m

+ Tải trọng tính toán : q tt )57 5, 0, 27y8,53 (daN m/ )=7,98 (daN/cm)

➢ Xác định khoảng cách giữa các gông cột :

- Theo điều kiện cường độ :  m ax n.R u , chọn n= 1

Trong đó R u !0 (MPa)!00(daN cm/ 2 )

Với E=2,1.10 ( 5 MPa)!.10 ( 5 daN cm/ 2 )Hình 10.3 Sơ đồ tính của sườn đứng ván khuôn cột

Ván khuôn cột là kết cấu có bề mặt lộ ra ngoài nên A = 400

  Vậy khoảng gông cột lớn nhất là l=min(124, 7;125,18) 124, 7 (= cm)

Chiều cao ván khuôn cột là 2,95 m ta bố trí 4 gông, khoảng cách các gông là 98 cm

Gông cột gồm 2 gông nằm theo 2 phương khác nhau Mỗi gông được làm bằng 2 thanh thộp hộp và 2 ty ỉ16

Sơ đồ tính của gông cột bao gồm việc bố trí 2 ty ở 2 đầu, tạo thành một dầm đơn giản với gối tựa là 2 ty.

➢ Chọn tiết diện gông cột : chọn xà gồ thép hộp 50x100x2 (mm) có đặc trưng hình học tiết diện là :

Sơ đồ tính của gông cột là dầm đơn giản chịu tải trọng tập trung

Tính toán cho cạnh dài 0.8 m

Tải trọng tác dụng lên gông cột được truyền từ sườn đứng dưới dạng tải trọng tập trung Với khoảng cách giữa các gông cột là 98 cm, tải trọng do một sườn đứng truyền về sẽ được xác định cụ thể.

+ Tải trọng tiêu chuẩn : P tc =5, 06.98 495.88(= daN)

+ Tải trọng tính toán : P tt =7,98.98 782, 04(= daN)

Nhịp tính toán của gông cột là : l= +h c 2. vk = +80 2.1,8 83, 6 (= cm)

Hình 10.4 Sơ đồ tính của gông cột (Đơn vị: m)

Hình 10.5 Biểu đồ mô men gông cột xuất từ SAP2000 (kN.m)

Hình 10.6 Chuyển vị gông cột (m)

➢ Kiểm tra điều kiện bền, gông cột chịu uốn và kéo đồng thời nên ứng suất pháp là :

➢ Kiểm tra điều kiện độ võng : ax

=0, 09 ( ) [ ] 0, 209 (cm) m 400 f cm  f = = Thỏa mãn Để thỏa mãn điều kiện về cả khoảng cách với chân cột nên ta chọn khoảng cách giữa các gong cột là 90 cm

➢ Kiểm tra ty : Phản lực gối tựa xuất từ SAP2000 là 1566 (daN)

Hình 10.7 Phản lực gối tựa gông cột (kN)

Ty ren D16 cấp độ bền 4.8 có khả năng chịu áp lực kéo tối thiểu 400 MPa, tương đương với lực kéo đứt đạt 8042 daN Theo tiêu chuẩn TCVN 5575-2012, cường độ tính toán của ty ren này được xác định là ftb = 160 MPa cho lực kéo và fvb = 160 MPa cho lực cắt.

Khả năng chịu kéo của bu lông là :

Cú [ ]N tb 217 (daN) 1566 ( daN) Vậy ty ỉ16 đủ khả năng chịu lực

❖ Quy tải trọng tập trung về tải trọng phân bố :

Do dầm đơn giản nên :

➢ Kiểm tra điều kiện bền :

➢ Kiểm tra ty : Phản lực gối tựa xuất từ SAP2000 là 1566 (daN)

(Cường độ chịu kéo của thép CII là Rs = 280 MPa = 2800 (daN/cm 2 )

Vậy ty ỉ12 đủ khả năng chịu lực.

Thiết kế cốp pha sàn

Chiều dày sàn là 100 mm Ta chọn ván khôn sàn 1,8 mm

Ván khuôn phủ phim sàn được hỗ trợ bởi lớp xà gồ thứ nhất, trong khi lớp xà gồ thứ nhất lại dựa vào lớp xà gồ thứ hai Lớp xà gồ thứ hai được kết nối với hệ cột chống đơn Hoà Phát thông qua các thanh giằng ngang, tạo nên sự liên kết vững chắc cho cấu trúc.

➢ Sơ đồ làm việc : Ta xem ván sàn làm việc như dầm liên tục tựa lên gối tựa là các xà gồ lớp 1

10.3.3 Tải trọng tác dụng lên ván khuôn

Trong công trình, có nhiều loại ô sàn với kích thước khác nhau, vì vậy không thể thiết kế riêng từng loại ván khuôn cho ô sàn tầng điển hình Kích thước của ô sàn là 4100x4300 mm.

+ Kích thước cạnh dài thực tế của các ô sàn: ld = 4300-300-125875(mm)

+ Kích thước cạnh ngắn thực tế của các ô sàn: ln A00-300-125675(mm)

Bao quanh ô sàn là dầm chính, khung là D300X600 và dầm phụ là D250x500

• Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn

- Tĩnh tải bản thân của kết cấu bê tông cốt thép sàn:

- Trọng lượng bản thân của ván khuôn:

- Tải trọng do người và thiết bị thi công Lấy P3= 250 daN/m 2

- Áp lực đổ bê tông: lấy P4@0daN/m 2 (trường hợp đổ bê tông bằng máy bơm)

- Hoạt tải do đầm rùi : P5 0 daN/m 2

Tổng tải trọng tính toán:

Bảng 10.1 Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn

Hình 10.8 Sơ đồ tính ván khuôn sàn

Hoại tải người thiết bị

Hoại tải do đổ, đầm bê tông q1(daN/m 2 ) q2(daN/m 2 ) q3(daN/m 2 ) qd(daN/m 2 ) qtc(daN/m) qtt(daN/m)

Để xác định khoảng cách giữa các xà gồ lớp 1, cần thực hiện sơ đồ tính toán bằng cách cắt một dải dài 1m Trong quá trình này, ván khuôn sàn được coi như một dầm liên tục, được gối lên các đà phụ bằng thép hộp.

50x50x2 Khoảng cách tối đa giữa các đà phụ là 40cm

Hình 10.9 Sơ đồ tính toán ván khuôn sàn

+ Tải trọng tính toán : q tt =P tt 168,88.168,88(daN/m)

+ Tải trọng tiêu chuẩn : q tc =P tc 1R0,8.1R0,8(daN/m)

*Tính theo điều kiện về cường độ của ván khuôn:

 R0daN/cm 2 Thay M và W công thức (1) và biến đổi ta được: l 91,19( )

R: cường độ của ván khuôn phủ phim R0 daN/cm 2

W: mômen kháng uốn của ván khuôn, với dải ván khuôn có bề rộng 100cm; dày

*Tính theo điều biến dạng max  

E: Môđun đàn hồi của ván khuôn phủ phim EU000 daN/cm 2

J: mômen quán tính của ván khuôn, với dải ván khuôn có bề rộng 100cm; dày 1,8 cm thì: 48 , 6 ( )

Chọn khoảng cách các xà gồ lớp 1 là 50 cm

Xà gồ lớp 1 chọn xà gồ thép hộp 50x50x2 (mm) có các đặc trưng hình học là :

Các đà phụ hoạt động như dầm liên tục, được kê lên các gối tựa là thanh đà chính làm bằng thép hộp 100x50x2 Chúng chịu tải trọng phân bố đều từ ván khuôn sàn Khoảng cách giữa các đà chính, được sử dụng để tính toán nhíp của dầm liên tục, là 10 cm.

Hình 10.10 Sơ đồ tính của thanh đà phụ

+ Tải trọng tính tóan : q1 tt=q tt l 68,88.0,5X4,44 daN/m

+ Tải trọng tiêu chuẩn : q1 tc=q tc lR0,8.0,5&0,4 daN/m

Trong đó : q1 tt, q1 tc lần lượt là tải trọng tính toán, tiêu chuẩn phân bố trên ván khuôn sàn l: Khoảng cách giữa các đà phụ

* Kiểm tra điều kiện về cường độ

Mmax: Mô men lớn nhất xuất hiện trong các đà phụ l1: Nhịp tính toán của đà phụ

W: Mômen kháng uốn của tiết diện 50x50x2 q

R : Cường độ của của thép

*Kiểm tra điều kiện về biến dạng

+Độ võng của ván khuôn được tính theo công thức fmax 4

E: môdun đàn hồi của thép (E = 2,1.10 6 daN/ cm 2 )

J: mômen quán tính của tiết diện 50x50x2: J,77cm 4

Ta thấy: fmax< [f] Vậy nhịp của các đà phụ l10cm là thỏa mãn yêu cầu

➢ Sơ đồ làm việc : Xà gồ lớp 2 tựa lên cột chống và chịu tải trọng tập trung do xà gồ lớp 1 truyền vào

➢ Chọn tiết diện xà gồ lớp 2 : chọn thép hộp 50x100x2 (mm) có đặc trưng hình học tiết diện là :

Tải trọng tác dụng lên xà gồ lớp 2 : Tải trọng phân bố truyền vào đà chính

+ Tải trọng tính toán : q tt 2=q tt k2 68,88.168,88 daN/cm 2

+ Tải trọng tiêu chuẩn: q tc 2=q tc k2R0,8.1= 520.8 daN/cm 2

Hình 10.11 Sơ đồ tính xà gồ lớp 2 của sàn (kN – m)

Hình 10.12 Mô men trong xà gồ lớp 2 của sàn (kN.m)

Hình 10.13 Độ võng xà gồ lớp 2 của sàn (m)

➢ Kiểm tra điều kiện độ võng : Độ võng lớn nhất khoảng 0,09cm ax

10.3.4 Kiểm tra khả năng chịu lực của cột chống

Cột chống là thanh chịu nén, đảm nhiệm tải trọng tập trung từ xà gồ truyền xuống Hệ giằng cột chống được bố trí theo hai phương, với thanh giằng đặt tại vị trí nối giữa hai đoạn cột.

- Tổng tải trọng tác dụng lên cột chống: P = q𝑡𝑡.l368,88.168,88(daN)

Với chiều cao tầng nhà là 3300m,

Ta có chiều cao tính toán : h = 3300-600-100-50-18%32mm

Sử dụng cột chống đơn K102 của Hoà Phát, có các thông số kỹ thuật

+ Ống ngoài : D1 = 60(mm) ; d1 = 50(mm) ; dày 5(mm)

+ Ống trong : D2 = 42(mm) ; d2 = 32(mm) ; dày 5(mm)

* Các đặc trưng hình học của tiết diện:

- Khả năng chịu lực của cột: P = 1168,88(daN) < Pgh 00(daN)

- Kiểm tra điều kiện độ mảnh:

+ Ống ngoài (phần cột dưới): l01 = 150(cm) λ1 = l01 / r1= 150/1,95 v,82< [ λ ] 0 + Ống trong: l02 = 253,2 - 150 3,2(cm) λ2 = l02 / r2= 103,2 /1,32 x,18< [ λ ]0

- Kiểm tra độ ổn định: λmax = max(λ1;λ2) x,18 tra bảng: φ1 =0,374

0,374.5,81= 728,06(daN/cm 2 )< R = 2250(daN/cm 2 ) Vậy tiết diện cột chống đã chọn thỏa mãn các điều kiện.

Thiết kế cốp pha dầm chính

Ván khuôn dầm biên gồm ván khuôn đáy và ván khuôn thành

Ván đáy được đặt lên xà gồ lớp 1 theo chiều dọc dầm, trong khi xà gồ lớp 1 được hỗ trợ bởi xà gồ lớp 2 và được đỡ bởi cây chống công xôn kết hợp với cây chống sàn Do đó, khoảng cách giữa các xà gồ lớp cần được tính toán hợp lý.

2 chọn bằng khoảng cách cây chống bằng 1 m

Ván thành được hỗ trợ bởi xà gồ lớp 1, với các sườn chạy dọc theo dầm Các sườn dọc được đỡ bởi các sườn đứng, và khoảng cách giữa các sườn đứng bằng khoảng cách giữa các cột chống, thường là 1 m.

Chọn chiều dày ván phủ phim là 18mm

Sơ đồ làm việc cho dầm có bề rộng nhỏ (30cm) cho phép bố trí 2 hoặc 3 sườn dọc Trong trường hợp này, ta sử dụng 3 xà gồ dọc (lớp 1), tạo ra sơ đồ tính cho ván đáy là dầm liên tục 2 nhịp, mỗi nhịp dài 15 cm.

Tải trọng tác dụng lên ván khuôn :

Bảng 10.2 Tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy dầm chính

Hoại tải do đổ, đầm bê tông q1(daN/m 2 ) q2(daN/m 2 ) q3(daN/m 2 ) qd(daN/m 2 ) qtc(daN/m 2 ) qtt(daN/m 2 )

Kiểm tra điều kiện bền :

Kiểm tra điều kiện độ võng dầm 2 nhịp :

• Kiểm tra sự làm việc của xà gồ lớp 1 đáy dầm

Xà gồ lớp 1 chọn xà gồ thép hộp 50x50x2 (mm) có các đặc trưng hình học là :

Xà gồ lớp 1 hoạt động như dầm liên tục, được hỗ trợ bởi các xà gồ lớp 2 Khoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 được xác định theo cột chống, với nhịp xà gồ lớp 2 là 1m.

Tải trọng tác dụng lên xà gồ lớp 1 bao gồm tải từ dầm truyền vào và trọng lượng bản thân xà gồ là 3 daN/m Đối với khoảng cách xà gồ là 15 cm, tải trọng này cần được tính toán chính xác để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế kết cấu.

Hình 10.14 Sơ đồ tính ván khuôn đáy dầm chính

Hình 10.15 Sơ đồ tính của xà gồ 1 đáy dầm chính

Kiểm tra điều kiện bền :

Kiểm tra điều kiện độ võng :

• Tính ván thành dầm chính

Với chiều cao dầm chỉ 60cm, sơ đồ làm việc được thiết lập để đảm bảo an toàn, xem ván thành như một dầm liên tục 2 nhịp nhằm tối ưu hóa mô men uốn lớn nhất.

➢ Tải trọng tác dụng lên ván khuôn

Bảng 10.3 Tải trọng tác dụng lên thành dầm chính Áp lực do đổ bê tông

Hoại tải do đổ, đầm bê tông q6(daN/m 2 ) q3(daN/m 2 ) qd(daN/m 2 ) qtc(daN/m 2 ) qtt(daN/m 2 )

➢ Xác định khoảng cách xà gồ lớp 1 :

- Theo điều kiện cường độ :  m ax n.R u , chọn n= 1

Do dầm liên tục 2 nhịp :

Dầm liên tục 2 nhịp, độ võng lớn nhất dầm là :

  Vậy khoảng cách sườn đứng lớn nhất là 43,5cm Đối với dầm cao 50cm (sau khi trừ chiều dày sàn) bố trí 3 sườn dọc cách nhanh 25cm

• Kiểm tra sự làm việc của xà gồ lớp 1 thành dầm

Sơ đồ làm việc cho thấy xà gồ lớp 1 hoạt động như một dầm liên tục, tựa lên các xà gồ lớp 2 (sườn đứng) Khoảng cách giữa các xà gồ lớp 1 tương ứng với khoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 (cột chống) là 1m.

Tải trọng tác dụng lên xà gồ lớp 1 là tải từ ván thành truyền vào ứng với khoảng cách xà gồ lớp 1 là 25 cm là :

+ Tải trọng tiêu chuẩn : q tc 00.0, 25 375 (= daN m/ )=3, 75 (daN/ c )m

+ Tải trọng tính toán : q tt $70.0, 25 617,5 (= daN m/ )=6,175 (daN/ c )m

Hình 10.16 Sơ đồ tính của sườn dọc thành dầm chính

➢ Kiểm tra điều kiện độ võng :

• Thanh chống đứng (xà gồ lớp 2) thành dầm

Chọn thanh chống bằng thép hộp có kích thước 50x50x2 mm Bố trí hai ty ren gần sát với hai sườn dọc ở đáy dầm, kết hợp với tăng đơ chống để tạo gối tựa cho thanh chống đứng.

Tải trọng do ty xuyên nhận lớn nhất xem bằng tải tập trung do sườn dọc giữa truyền vào là : P = 617,5.1 617,5 ( = daN )

Chọn ty ỉ10 cấp độ bền 4.8 cú lực kộo đứt là 3141 daN

Khả năng chịu lực của bu lông :

Cú [ ]N tb 56 (daN)617,5 (daN) Vậy ty ỉ10 đủ khả năng chịu lực

Do chỉ yêu cầu tính toán ván khuôn cho dầm chính, chúng ta có thể áp dụng kết quả an toàn của dầm chính để bố trí cho dầm phụ và dầm biên, vì kích thước của hai dầm này nhỏ hơn dầm chính.

Thiết kế cốp pha cầu thang

Kích thước mặt bằng cầu thang như hình vẽ

Chiều dày sàn chiếu nghỉ và bản thang là 8cm Kích thước dầm chiếu nghỉ là 20x30(cm)

Hình 10.17 Mặt bằng kết cấu cầu thang bộ trục 3-4

Ván khuôn cầu thang được làm từ ván phủ phim dày 1,8cm, tương tự như sàn Xà gồ lớp 1 được lắp đặt song song với dầm chiếu tới và chiếu nghỉ, trong khi xà gồ lớp 2 được bố trí vuông góc với xà gồ lớp 1.

10.5.2 Thiết kế ván khuôn bản chiếu nghỉ

Vì chiều rộng bố trí xà gồ lớp 1 nhỏ, số lượng xà gồ bố trí ít, nên ván khuôn làm việc được xem như dầm đơn giản để xác định mô men và chuyển vị lớn nhất.

Hình 10.18 Sơ đồ tính ván khuôn sàn chiếu nghỉ

Tải trọng tác dụng lên ván khuôn

Bảng 10.4 Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn chiếu nghỉ

Hoại tải do đổ, đầm bê tông q1(daN/m 2 ) q2(daN/m 2 ) q3(daN/m 2 ) qd(daN/m 2 ) qtc(daN/m) qtt(daN/m)

Xác định khoảng cách giữa các xà gồ lớp 1 :

- Theo điều kiện cường độ :  m ax  n R u , chọn n= 1

Ván khuôn sàn là kết cấu có bề mặt lộ ra ngoài nên A = 400

  Vậy khoảng cách xà gồ lớp 1 lớn nhất là 63,9 mm

Chọn khoảng cách các xà gồ lớp 1 là 50 cm

Với bề rộng chiếu nghỉ 1,5 m chọn khoảng cách các xà gồ lớp 1 là 50 cm, bố trí 4 xà gồ

Với chiều rộng bố trí xà gồ lớp 2 chỉ 2,55 m, số lượng xà gồ 2 bố trí ít, do đó cần xem xét xà gồ lớp 1 hoạt động như dầm đơn giản để xác định mô men và chuyển vị lớn nhất.

Xà gồ lớp 1 chọn xà gồ thép hộp 50x50x2 (mm)

Tải trọng tác dụng lên xà gồ lớp 1 bao gồm tải trọng từ sàn và trọng lượng bản thân xà gồ là 3 daN/m Đối với khoảng cách xà gồ 50 cm, tải trọng này cần được tính toán để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế.

+ Tải trọng tiêu chuẩn : q tc = 327,8.0,5 3 166,9 ( + = daN m / ) 1, 67( = daN / c ) m

Xác định khoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 :

➢ Theo điều kiện cường độ :  m ax  n R u , chọn n= 1

  ➢ Theo điều kiện độ võng : f max   f

Khoảng cách lớn nhất giữa các xà gồ lớp 2 là 141cm Do xà gồ lớp 2 được đặt trên hệ cột chống với khoảng cách định hình đã được trình bày, nên chúng ta chọn khoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 là 100cm.

Sơ đồ làm việc : Xà gồ lớp 2 tựa lên cột chống và chịu tải trọng tập trung do xà gồ lớp

1 truyền vào Xét khoảng cách cột chống bất lợi nhất bằng chiều rộng xà gồ lớp 2 là 1m

Chọn tiết diện xà gồ lớp 2 : chọn thép hộp 50x100x2 (mm)

Tải trọng tác dụng lên xà gồ lớp 2 :

Hình 10.19 Sơ đồ tính bất lợi nhất của xà gồ lớp 2 chiếu nghỉ

Sử dụng phần mềm SAP2000 giúp xác định chuyển vị một cách thuận tiện Kết quả cho thấy mô men lớn nhất tại giữa nhịp đạt giá trị M = 13400 (daN.cm), trong khi chuyển vị lớn nhất tại giữa nhịp là fmax = 0,13.

Vậy xà gồ lớp 2 đảm bảo chịu lực

10.5.3 Thiết kế cốp pha bản thang

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ và bản thang là giống nhau, tuy nhiên do bản thang nằm theo phương nghiêng nên tải trọng gây uốn trên nó sẽ nhỏ hơn so với bản chiếu nghỉ Điều này đã được chứng minh trong chương 3 Trong quá trình tính toán, chúng ta luôn sử dụng sơ đồ bất lợi hơn cho bản chiếu tới Do đó, các kết quả tính toán từ bản chiếu nghỉ có thể được áp dụng để bố trí cho bản thang.

10.5.4 Thiết kế cốp pha dầm chiếu nghỉ

Kích thước dầm chiếu nghỉ 200x300 (mm) nhỏ nên cốp pha ở đây ta cắn cứ vào các kết quả đã tính ở dầm chính và các sàn để bố trí

Chọn xà gồ lớp 1 là 2 thanh cho đáy dầm và thành dầm Chiều dài dầm là 2,55 m bố trí

3 cột chống cách đều nhau

Chi tiết bố trí cụ thể ván khuôn các cấu kiện xem ở bản vẽ TC

Lập tổng kết luận cho đồ án tốt nghiệp là một bước quan trọng giúp kỹ sư tương lai chuẩn bị hành trang vào sự nghiệp.

Thông qua Đồ án này, tôi đã có cơ hội rà soát và tổng hợp kiến thức đã học trong 5 năm đại học, từ đó liên kết và áp dụng thông tin để hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao.

Kết quả tính toán đã mang lại cho sinh viên sắp tốt nghiệp như em cơ hội làm việc một cách trọn vẹn và liền mạch, đồng thời giúp em hiểu sâu hơn và nắm vững kiến thức.

Với khối lượng công việc lớn và kinh nghiệm thiết kế còn hạn chế, không thể tránh khỏi những bất cập và điểm chưa hợp lý trong quá trình thực hiện.

Kính mong Thầy, Cô bỏ qua và chỉ bảo.

Tiêu đề	Thiết kế chung cư phong nha
Tác giả	Trần Công Minh
Trường học	Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây dựng dân dụng và công nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	175
Dung lượng	14,97 MB