Thiết kế bản vẽ thi công công trình nhà hành chính văn phòng trường cao đẳng sư phạm hà tây

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Tòa nhà Hành Chính Văn Phòng – Trường Cao Đẳng Sư Phạm Hà Tây

Trường Cao Đẳng Sư Phạm Hà Tây

1.1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH a Tổng quan về địa điểm xây dựng công trình: Địa điểm xây dựng công trình: Thị trấn Thường Tín – Huyện Thường Tín – Hà Nội Bốn huớng: giáp với đường nội bộ khu vực

Khu đất nằm trong khuôn viên trường Cao Đẳng Sư Phạm Hà Tây đã được UBND thành phố phê duyệt cho phép để xây dựng công trình

Toàn bộ khu đất tương đối bằng phẳng Hệ thống cơ sở hạ lầu: đường điện, hệ thống cấp thoát nước, đường sá tại khu vực đã hoàn chỉnh

Lựa chọn địa điểm này để xây dựng là hợp lý nhờ vào vị trí thuận lợi, diện tích đất rộng và khí hậu tương đối tốt Ngoài ra, việc không cần đầu tư nhiều cho cơ sở hạ tầng bên ngoài cũng là một lợi thế lớn cho khu vực.

- Theo báo cáo khảo sát địa chất do chính bên thiết kế lập, các lớp địa chất của công trình nhƣ sau:

+ Lớp đất đắp: Đất san lấp thành phần hỗn tạp, chủ yếu là cát hạt nhỏ, rác thải xây dựng, sinh hoạt Bề dày thay đổi từ 0,5-0,6m, trung bình 0,5m

+ Lớp 1: Lớp sét pha màu nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo mềm Bề dày trung bình 3,8m Các chỉ tiêu cơ lý đƣợc thống kê trong bảng sau:

Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1

Mô đun biến dạng E đạt 117,07 kG/cm2, trong khi cường độ chịu tải quy ước Ro là 0,94 kG/cm2 Độ ẩm tự nhiên W của vật liệu là 24,30%, với độ ẩm giới hạn dẻo Wp là 18,20% và độ ẩm giới hạn chảy WL là 30,20%.

Chỉ số dẻo A (%): 12,00 Độ sệt B: 0,51

Góc nội ma sát φu (độ): 10,28

Lực dính kết tính toán c (KG/cm2): 0,12 Kết quả xuyên tiêu chuẩn N30:

 Lớp đất yếu, độ dày không lớn, thích hợp cho việc đặt đài cọc

Lớp 2 bao gồm sét pha kẹp nhiều lớp cát mỏng với màu sắc xám nâu và xám tro, có trạng thái dẻo chảy Bề dày của lớp này dao động từ 12,2m đến 15,3m, với giá trị trung bình là 13,7m Các chỉ tiêu cơ lý được thống kê chi tiết trong bảng dưới đây.

Mô đun biến dạng E đạt 93,43 kG/cm2, trong khi cường độ chịu tải quy ước Ro là 0,75 kG/cm2 Độ ẩm tự nhiên W là 34,70%, độ ẩm giới hạn dẻo Wp là 26,90%, và độ ẩm giới hạn chảy WL là 36,70%.

Chỉ số dẻo A (%): 9,80 Độ sệt B: 0,80

Lực dính kết tính toán c (KG/cm2): 0,1 Kết quả xuyên tiêu chuẩn N30: 4

 Lớp đất yếu, không thích hợp cho việc đặt móng

Lớp 3 có cấu trúc cát bụi với màu sắc xám nâu và xám đen, có độ chặt cao Bề dày của lớp này dao động từ 12.1m đến 15.7m, với độ dày trung bình là 13.9m Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 được tổng hợp trong bảng bên dưới.

Mô đun biến dạng E (kG/cm2): 160,00 Cường độ chịu tải Ro (kG/cm2) 1,00 Khối lƣợng thể tích γ (T/m3): 1,85

Kết quả xuyên tiêu chuẩn N30: 12,00

 Lớp đất có tính chất xây dựng tốt

Lớp 4 bao gồm cát hạt nhỏ có màu xám xanh và xám đen, với kết cấu chặt vừa Độ dày của lớp này dao động từ 7.1m đến 9.2m, trung bình là 8.1m Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 được thống kê chi tiết trong bảng dưới đây.

Mô đun biến dạng E (kG/cm2): 280,00 Cường độ chịu tải Ro (kG/cm2) 2,50

Lớp 5 gồm cát hạt trung lẫn sạn với màu sắc xám nâu và xám vàng, có kết cấu chặt vừa Bề dày của lớp này biến đổi từ 2.3m đến 3.1m, và các chỉ tiêu cơ lý được thống kê trong bảng dưới đây.

Mô đun biến dạng E (kG/cm2): 400,00 Cường độ chịu tải Ro (kG/cm2) 4,50

+ Lớp 6: Cuội, sỏi, cát sạn màu nâu vàng kết cấu rất chặt Thành phần hạt trong lớp

6 không đồng đều, kích thuớc cuội thay đổi theo chiều sâuu, càng xuống sâu kích thước cuội càng lớn Chỉ tiêu cơ lý được thống kê trong bảng sau:

Mô đun biến dạng E (kG/cm2): 500,00 Cường độ chịu tải Ro (kG/cm2): 15,00

Góc nội ma sát φu (rad):

Kết quả xuyên tiêu chuẩn N30: >100

- Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu trung bình cách mặt đất 14,5m Thuộc lớp đất thứ 3.

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD VN 4319: 1986: Nhà và công trình công cộng Nguyên tắc cơ bản để thiết kế

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD VN 276: 2003: Công trình công cộng - Nguyên tắc cơ bản để thiết kế

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3981: 1985: Trường Đại học- Yêu cầu thiết kế

- Bộ quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Quy hoạch xây dựng ban hành theo quyết định số 04/2008/QĐ-BXD ngày 03/04/2008

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5671: 1992 Hệ thống tài liệu Thiết kế xây dựng

Hồ sơ thiết kế kiến trúc;

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 05: 2008/BXD Nhà ở và công trình công cộng an toàn tớnh mạng và sức khoẻ;

Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD VN 264: 2002 quy định các nguyên tắc cơ bản trong xây dựng nhà và công trình nhằm đảm bảo người tàn tật có thể tiếp cận và sử dụng một cách thuận lợi Tiêu chuẩn này tập trung vào việc thiết kế các không gian công cộng và riêng tư, đảm bảo tính khả thi và an toàn cho người khuyết tật trong quá trình di chuyển và sinh hoạt Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người tàn tật mà còn thể hiện trách nhiệm xã hội trong việc xây dựng môi trường sống hòa nhập.

- TCVN 2737-06: Tiêu chuẩn thiết kế - Tải trọng và tác động

- TCXDVN 356: 2005: Tiêu chuẩn thiết kế - Kết cấu bê tông cốt thép

- TCVN 5575-12: Tiêu chuẩn thiết kế - Kết cấu thép

- TCXD 45-78: Tiêu chuẩn thiết kế - Nền, nhà và công trình

- TCXD 10304-2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5573-91: Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép

- TCXDVN 375: 2006: Thiết kế công trình chịu động đất

- TCXDVN 7888: 2008: Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước

- TCXDVN 338: 2005: Kết cấu thép-Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.3.1 QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG

- Khu đất xây dựng công trình nằm ở khu vực Thị trấn Thường Tín

- Tòa nhà hành chính văn phòng gồm 11 tầng

- Công trình được xây dựng trong khu đất rộng 5300(m 2 ), 4 phía giáp với đường nội bộ khu vực

Hệ thống đường nội bộ được thiết kế bao quanh chung cư, giúp việc di chuyển trở nên thuận tiện và nâng cao hiệu quả phòng cháy chữa cháy.

Việc tổ chức tổng mặt bằng khu đất đã tạo ra sự liên kết hiệu quả giữa các hạng mục trong khu xây dựng và công trình.

Giải pháp bố trí công trình cần đảm bảo thông gió và chiếu sáng hợp lý, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh hoạt và quản lý Bên cạnh đó, hình dáng khối của chung cư cùng với các công trình lân cận sẽ góp phần tạo nên không gian kiến trúc hài hòa cho khu đô thị.

1.3.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH:

Công trình tổ hợp 9 tầng được thiết kế với sân trong và hệ thống giao thông đứng bao gồm 2 thang bộ rộng 1,5m cùng 2 thang máy có tải trọng 800kg và 1000kg Lưới cột linh hoạt với kích thước 6m x 3,6m được bố trí hợp lý, đáp ứng tiêu chuẩn phòng làm việc và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức cũng như phân chia các phòng, ban.

Giao thông được tổ chức theo từng tầng với hành lang rộng 2,4m, kết nối các phòng chức năng Thang thoát hiểm được đặt ở cuối hành lang, thông từ tầng tum xuống tầng 1 với chiều rộng mỗi vế thang là 1,5m Mặt đứng của công trình có tầng 1 và 2 cao lần lượt là +3.6m và +7.2m so với cốt nền +0.000, các tầng 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11 có chiều cao 3,3m, riêng tầng 10 cao 3,6m Kiến trúc mặt đứng mang phong cách hiện đại, phù hợp với tính chất công trình giáo dục Vật liệu trang trí bao gồm sơn nước, đá granít cho khối đế, và gạch tráng men theo thiết kế, cùng với cửa sổ nhựa lõi thép và vách kính an toàn đạt tiêu chuẩn.

Mặt đứng công trình có chiều cao các tầng là 3,6 m, thiết kế kiến trúc hiện đại và đơn giản, mang phong cách của thư viện, phù hợp với tính chất công trình Vật liệu trang trí bề mặt bao gồm sơn nước kết hợp với ốp gạch tráng men, tạo nên sự hài hòa về màu sắc.

12 chủng loại chị định trên bản vẽ, cửa dùng cửa sổ nhựa lõi thép, các vách kính dùng kính an toàn theo tiêu chuẩn thiết kế.

QUY MÔ ĐẦU TƢ XÂY DỰNG

Xây dựng một công trình nhà hành chính và văn phòng 11 tầng, bao gồm các khu vực dành cho văn phòng, hành chính, đào tạo, đảng ủy, đoàn thể, phòng hội thảo và phòng họp của trường.

- Tổng số phòng làm việc: 95 phòng

- Phòng hội thảo, họp: 1 phòng

- Diện tích phòng làm việc: 24m 2

- Tổng diện tích xây dựng: 1.109m 2

* PHẦN GIẢI PHÁP HOÀN THIỆN NỘI NGOẠI THẤT:

Giải pháp hoàn thiện cho công trình sử dụng những vật liệu dựa trên những tiêu chí cơ bản của một công trình công cộng giáo dục:

+ Toàn bộ tường bên ngoài tầng 1, tầng 2 ốp đá Granit màu xanh đen

Toàn bộ tường bên ngoài các tầng trên được lăn sơn và ốp gạch tráng men kích thước 50x220 màu vàng nhạt Gạch được lắp đặt với mạch hở 3mm và miết mạch bằng xi măng màu đen.

Tất cả các bức tường bên trong phòng đều được sơn bằng một lớp lót và hai lớp màu sáng, tạo ra không gian phù hợp với chức năng của công trình công cộng giáo dục.

+ Tường khu về sinh các tầng đều ốp gạch men kớnh 300x600 màu sáng, gạch viền 50x300 màu sáng, ốp cao so với sàn 2450

+ Sàn các phòng chức năng, các phòng kho đều lót gạch ceramic 600x600

+ Sàn các khu vệ sinh đều lỏt gạch chống trơn 300x300, màu sáng lát dốc về hướng ga thu nước

+ Trần các phòng làm việc, phòng họp, hội thảo dùng hệ thống trần thạch cao

Trần khu sảnh và hành lang được thiết kế với hệ thống trần giả thạch cao khung xương nổi, tạo không gian thuận lợi cho việc lắp đặt các đường ống kỹ thuật bên trong.

Trần các khu vệ sinh ở các tầng được lắp đặt bằng hệ thống trần giả thạch cao chịu nước với khung xương nổi, tạo ra không gian cho các đường ống kỹ thuật được bố trí trong trần.

+ Mái chống nóng của công t nh sử dụng giải pháp mái bê tong chống nóng, chống thấm có lưới thép dày 50, với 2 lớp xốp cách nhiệt chèn cầu gạch

+ Mái lấy sang dùng giải pháp mái kính cường lực khung xương chỡm, kết hợp với hệ lam chắn nắng để lấy gió cho khu sân trong

+ Hệ thống cửa sổ, vách kính dựng hệ thống cửa nhựa, vách nhựa lơi thép gia cường, kính 8,38mm và 6,36mm tùy từng vị trí cụ thể

+ Hệ thống cửa đi dùng hệ thống cửa pa nô gỗ, sơn màu trắng

+ Hệ thống hoa sắt bảo vệ 14x14 sơn màu trắng

Mặt và mũi bậc lát đá Marble Thanh Hóa màu xanh đen được thiết kế tinh tế, kết hợp với hệ thống tay vịn bằng gỗ và các thanh thép vuông kích thước 14x14mm, 16x16mm cùng thép bản 50x5, tùy thuộc vào từng vị trí cụ thể.

Các mảng cỏ Nhật được bố trí xen kẽ với bồn hoa xây gạch ốp gạch tráng men 50x220 màu vàng nhạt, với các khe hở rộng 5x5mm Những yếu tố này kết hợp với các tượng phật trang trí, tạo nên một không gian ngoại cảnh hài hòa và ấn tượng.

+ Ngoài ra, các loại cây nhƣ dừa, cau vua, ngâu xén tỉa, tía tô cảnh đƣợc sử dụng nhƣ một yếu tố trang trí ngoại thất quan trọng

LỰA CHỌN SƠ BỘ GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Công trình cao 37,2m, bao gồm 10 tầng và 1 tầng mái, được xây dựng với hệ khung bê tông cốt thép toàn khối gồm cột, dầm và sàn Hệ tường xây đóng vai trò bao che cho công trình.

2.1.2.1 Giải pháp kết cấu về hệ chịu lực:

Trong thiết kế nhà cao tầng, kết cấu đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến bố trí mặt bằng, hình thể khối và độ cao các tầng Việc lựa chọn hệ kết cấu cần xem xét các yếu tố như thiết bị điện, đường ống, yêu cầu kỹ thuật thi công, tiến độ và giá thành.

- Trong thiết kế nhà cao tầng hiện nay thường sử dụng các loại hệ kết cấu chịu lực sau:

+ Hệ kết cấu hỗn hợp

- Sơ đồ làm việc của kết cấu nhà cao tầng gồm có:

 Căn cứ vào kiến trúc, yêu cầu không gian sử dụng và năng lực kỹ thuật Ta lựa chọn hệ kết cấu khung chịu lực

1 - Hệ kết cấu khung chịu lực:

Hệ khung thường bao gồm dầm ngang kết nối với cột thẳng đứng qua các nút cứng, tạo ra không gian lớn và bố trí mặt bằng linh hoạt Kết cấu này có thể tích hợp cả tường trong và tường ngoài, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sử dụng của công trình.

Độ cứng ngang của kết cấu thuần khung nhỏ, dẫn đến năng lực biến dạng chống lại tải trọng ngang kém Tính liên tục của khung cứng phụ thuộc vào độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, yêu cầu các liên kết này không được phép có biến dạng góc Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc nhiều vào sức chịu lực của từng dầm và cột Để đáp ứng yêu cầu chống động đất, cần thiết phải có mặt cắt cột và dầm lớn, cùng với việc bố trí cốt thép nhiều.

Chúng tôi đã tích lũy nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế và tính toán sơ đồ, giúp cho quá trình thi công diễn ra thuận lợi Nhờ vào việc đã thực hiện nhiều công trình với vật liệu và công nghệ phổ biến, chúng tôi cam kết đảm bảo tính chính xác và chất lượng cao cho dự án.

Hệ kết cấu này lý tưởng cho các công trình cần sự linh hoạt trong công năng mặt bằng, đặc biệt là khách sạn Tuy nhiên, nhược điểm của nó là kết cấu dầm sàn thường có trọng lượng lớn.

Sơ đồ thuần khung có nút cứng thường được áp dụng cho các công trình dưới 20 tầng, với thiết kế kháng chấn cấp không vượt quá 7 Đối với các công trình có kháng chấn cấp 8, số tầng tối đa là 11, và với kháng chấn cấp 9, số tầng tối đa cũng là 11.

Hệ sàn đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của kết cấu, bao gồm khả năng chịu tải trọng thẳng đứng và truyền tải trọng ngang, cũng như ảnh hưởng đến không gian sử dụng của công trình Do đó, việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất cần thiết và yêu cầu phân tích kỹ lưỡng để xác định giải pháp phù hợp với kết cấu của công trình.

Cấu tạo: bao gồm hệ dầm và bản sàn đƣợc đổ toàn khối

- Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta

Nhược điểm của thiết kế là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn tăng lên đáng kể khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn Điều này gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang, đồng thời không tiết kiệm được vật liệu và không gian sử dụng.

Cấu tạo của hệ thống bao gồm các dầm vuông góc, chia bản sàn thành các ô có nhịp nhỏ với bốn cạnh Để đảm bảo tính ổn định, khoảng cách giữa các dầm cần được duy trì không quá 2m.

Ưu điểm của thiết kế này là giảm thiểu số lượng cột, từ đó tiết kiệm không gian sử dụng và tạo ra kiến trúc đẹp mắt Điều này đặc biệt phù hợp cho các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và có diện tích lớn, như hội trường và câu lạc bộ.

Thi công hệ thống dầm chính có thể phức tạp, đặc biệt khi mặt bằng sàn rộng, yêu cầu thêm dầm chính để đảm bảo cấu trúc Điều này dẫn đến việc chiều cao dầm chính phải tăng lên nhằm giảm độ võng, gây ra một số hạn chế trong thiết kế.

4 Sàn không dầm ứng lực trước

Cấu tạo: gồm các bản kê trực tiếp lên cột

Việc giảm chiều dày và độ võng sàn không chỉ giúp giảm chiều cao công trình mà còn tiết kiệm không gian sử dụng hiệu quả Bên cạnh đó, việc phân chia không gian các khu chức năng và bố trí hệ thống kỹ thuật trở nên dễ dàng hơn Giải pháp này đặc biệt phù hợp với các công trình có khẩu độ từ 6 đến 8 mét.

Sàn ứng lực trước có nhược điểm là tính toán phức tạp và độ dày lớn, dẫn đến việc tiêu tốn nhiều vật liệu Hơn nữa, quá trình căng cốt thép cũng rất phức tạp, đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật cao.

Dựa trên hệ khung chịu lực đã chọn, thiết kế kiến trúc và yêu cầu sử dụng không gian, việc lựa chọn hệ kết cấu sàn sườn toàn khối là phù hợp Cấu trúc này bao gồm sàn kê lên dầm phụ, dầm phụ kê lên dầm chính, và dầm chính kê lên cột Liên kết giữa cột, móng và dầm được thực hiện bằng liên kết ngàm cứng, đảm bảo tính ổn định và bền vững cho công trình.

CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

- Tiêu chuẩn TCVN 4612-1988: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tông cốt thép Ký hiệu qui ƣớc và thể hiện bản vẽ

- Tiêu chuẩn TCVN 4613-1988: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu thép Ký hiệu qui ƣớc và thể hiện bản vẽ

- Tiêu chuẩn TCVN 5572-2012: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Bản vẽ thi công

- Tiêu chuẩn TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

- Tiêu chuẩn TCVN 5898-1995: Bản vẽ xây dựng và công trình dân dụng Bản thống kê cốt thép.( ISO 4066: 1995E)

- Tiêu chuẩn TCXD 40-1987: Kết cấu xây dựng và nền Nguyên tắc cơ bản về tính toán

- Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- Tiêu chuẩn TCXDVN 375-2006: Thiết kế công trình chịu động đất

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

+ Bê tông phần móng và phần thân cấp độ bền B25 có:

- Cường độ chịu nén tính toán Rb = 11,5 Mpa

+ Cốt thép  < 10, nhóm AI có:

- Cường độ chịu kéo tính toán Rs = 225 MPa

- Cường độ chịu cắt tính toán Rsw = 175 MPa

+ Cốt thép  ≥ 10, nhóm AII có:

- Cường độ chịu kéo tính toán Rs = 280 MPa

- Cường độ chịu cắt tớnh toỏn Rsw = 280 MPa

LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN

2.4.1 LỰA CHỌN CHIỀU DÀY SÀN

Các ô sàn có kích thước gần giống nhau được đặt ký hiệu chung để dể quản lý Chiều dày sàn đƣợc chọn theo công thức:

- D: Hệ số phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng theo phương đứng tác dụng lên sàn, D

- l: Nhịp tính toán theo phương chịu lực của bản sàn; lấy bằng cạnh ngắn ô sàn

- m: Hệ số phụ thuộc vào đặc tính làm việc của sàn, m = 40 ÷ 50 cho sàn làm việc hai phương và m = 30 35 cho sàn làm việc một phương

Lựa chọn tiết diện cho ô sàn S1:

- Kích thước của ô sàn điển hình là 6x4m vậy ta lấy L của sàn ô điển hình lấy theo cạnh ngắn của ô sàn L = 6m

-Xét L2/L1= 6/6 < 2  S1 là sàn 2 phương  chọn m = 50

Để thuận tiện cho việc quản lý và thi công, chiều dày cho toàn bộ sàn được chọn là 12cm, nhằm giảm thiểu tối đa vết nứt và độ võng Các ô sàn khác được tham khảo trong bảng 2.1, phụ lục chương 2.

2.4.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DẦM

Công trình là khung không gian, các dầm đi qua cột đƣợc chọn sơ bộ tiết diện theo công thức sau: h d = 1 1

- h d : Chiều cao tiết diện dầm

- b d : Chiều rộng tiết diện dầm

- L: nhịp vƣợt của dầm đang xét

Các dầm phụ đƣợc chọn sơ bộ tiết diện theo công thức sau:

Chọn tiết diện cho dầm chính D-1:

Chọn theo cấu tạo b d 50(mm)

Chọn tiết diện cho dầm phụ DP-1:

Chọn b d %0(mm) (chọn để thuận tiện cho thi công)

Các dầm còn lại xem trong bảng 2.2, phụ lục chương 2

Tuy nhiên để tiện cho việc thi công ta chọn 2 kích thước dầm chính là:

2.4.3 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỘT

Kích thước tiết diện cột được chọn theo công thức sau: yc c t b

N – Lực dọc sơ bộ xác định theo công thức:

Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột cần xem xét, với tĩnh tải sơ bộ cho sàn, tường, và dầm là 1,2T/m2 Số sàn phía trên tiết diện đang xét, bao gồm cả mái, cũng cần được tính đến.

R b – Cường độ tính toán về nén của bê tông;

K t – Hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột

Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn:

Chọn sơ bộ tiết diện cho cột B-4:

Diện tích sàn truyền lực vào cột:

Lực dọc tác dụng lên cột:

Kích thước tiết diện được chọn:

Với B-4 là cột trong nhà nên ta chọn K t =1,1

Kiểm tra độ mảnh của cột:

Các cột còn lại xem trong bảng 2.3.1 và 2.3.2, phụ lục chương 2

LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU CÁC TẦNG TRONG CÔNG TRÌNH

- Xem các bản vẽ mặt bằng kết cấu trong quyển bản vẽ kết cấu công trình.

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

Tĩnh tải bản thân kết cấu do phần mềm ETABS tính toán với hệ số trọng lƣợng bản thân 1,1

- Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn

Tải trọng cấu tạo sàn đƣợc tính theo công thức:

Trong đó: tt q s : Tĩnh tải sàn hoàn thiện n i : Hệ số vƣợt tải (Lấy theo Bảng 1 – TCVN 2737-95)

 i : Trọng lƣợng riêng của các lớp cấu tạo của sàn

 i : Chiều dày lớp cấu tạo

Bảng 2.4.1 Tính toán tĩnh tải sàn - sàn tầng

TT Các lớp cấu tạo sàn d (m) g (T/m3) Gtc (T/m2) n Gtt (T/m2

2 Lớp lót vữa xi măng M75 0,02 1,8 0,04 1,2 0,04

4 Trát trần vữa xi măng M50 0,015 1,8 0,03 1,2 0,03

5 Trần thạch cao xương nổi

Tổng tải trọng không có lớp B.T.C.T: 0,10 0,13

Kết quả còn lại xem tại bảng 2.4.1, 2.4.2, 2.4.3 phụ lục chương 2

Tải trọng tường được tính theo công thức:

22 tt q t : Tĩnh tải tường hoàn thiện n i : Hệ số vƣợt tải (Theo Bảng 1 – TCVN 2737-95)

 i : Trọng lƣợng riêng của các lớp cấu tạo

 i : Chiều dày lớp cấu tạo

Bảng 2.5.2 - Kết quả tính toán tải trọng tĩnh tải tường - tường 220

TT Các lớp cấu tạo tường d (m) g (T/m3) Gtc (T/m2) n Gtt (T/m2

1 Hai lớp trát tường 15mm 0,03 1,8 0,05 1,2 0,06

Tải trọng tường phân bố trên mét dài (T/m): 1,37 1,65

Tải trọng tường phân bố trên mét dài (có trừ cửa) (T/m): 1,03 1,24 Kết quả còn lại xem tại bảng 2.6 phụ lục

Hoạt tải tiêu chuẩn đƣợc tra theo tiêu chuẩn 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

Hoạt tải chất lên mô hình là hoạt tải tính toán, đƣợc tính bằng công thức: tt tc p  p n (2.13)

P tt : hoạt tải tính toán

P tc : hoạt tải tiêu chuẩn n: hệ số vƣợt tải (Lấy 1,3 khi P tc < 200daN/m2; 1,2 khi P tc ≥ 200daN/m2) (Theo

Tính hoạt tải tính toán cho sàn văn phòng làm việc:

200 1, 2 240 / tt tc vp vp p  p  n   daN m

Các sàn còn lại xem trong bảng 2.7, phụ lục chương 2

Công trình đƣợc xây dựng tại dạng địa hình B, thuộc vùng gió IIB, có áp lực gió đợn vị: W 0 = 95 daN/m 2 Hệ số khí động C đẩy = 0,8 và C hút = 0,6

Hệ số tin cậy của tải trọng gió được xác định là n = 1,2 theo TCVN 2737-95 Hệ số thay đổi áp lực gió tại tầng thứ i, ký hiệu là k i, được quy định trong bảng 5 của TCVN 2737-95 và phụ thuộc vào chiều cao của công trình so với cao trình chuẩn Z 0, như nêu trong phụ lục C của TCVN 2737-95.

H i – Diện tích tác dụng của mặt đón gió quy về dầm

H h  h h i-1 – diện tích mặt đón gió tầng thứ i-1 h i – diện tích mặt đón gió tầng thứ i

Kết quả xem bảng 2.6, phụ lục chương 2.

LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH

Tiến hành lập mô hình trên phần mềm tính toán kết cấu ETABS với các thông số đầu vào:

+ Vật liệu sử dụng: Theo mục 2.3

+ Tiết diện kết cấu: Theo bảng tính toán sơ bộ tiết diện: 2.2; 2.3; 2.4

Các tổ hợp tải trọng đƣợc tính toán theo TCVN 5574-2012, cụ thể nhƣ sau:

Bảng tổ hợp tải trọng

Tổ hợp 1: Tĩnh tải + Hoạt tải 1

Tổ hợp 2: Tĩnh tải + Hoạt tải 2

Tổ hợp 3: Tĩnh tải + Hoạt tải 1 + Hoạt tải 2

Tổ hợp 4: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 +0,9 Gió trái X

Tổ hợp 5: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 +0,9 Gió phải X

Tổ hợp 6: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió trái X

Tổ hợp 7: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió phải X

Tổ hợp 8: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió trái X

Tổ hợp 9: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió phải X

Tổ hợp 10: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 +0,9 Gió trái Y

Tổ hợp 11: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 +0,9 Gió phải Y

Tổ hợp 12: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió trái Y

Tổ hợp 13: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió phải Y

Tổ hợp 14: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió trái Y

Tổ hợp 15: Tĩnh tải + 0,9 Hoạt tải 1 + 0,9 Hoạt tải 2 +0,9 Gió phải Y

Tổ hợp 16: ENVELOPE( Tổ hợp 1 + Tổ hợp 2 + … + Tổ hợp 15)

KIỂM TRA SƠ BỘ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

Kiểm tra mô hình đã dựng trên phần mềm không thấy có lỗi hiển thị.

KIỂM TRA CHUYỂN VỊ

2.9.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh:

Các cấu kiện kết cấu cần đảm bảo không chỉ về độ bền mà còn phải đáp ứng các điều kiện sử dụng nhằm đảm bảo khả năng sử dụng bình thường của công trình.

- Việc tính toán chuyển vị đỉnh đƣợc thực hiện dựa theo các yêu cầu sau:

Yêu cầu về công nghệ bao gồm việc đảm bảo các thiết bị công nghệ, thiết bị nâng chuyển và dụng cụ đo đạc kiểm tra hoạt động bình thường.

Các yêu cầu về cấu tạo bao gồm việc đảm bảo sự toàn vẹn giữa các kết cấu liền kề và các mối nối của chúng, đồng thời cần tuân thủ độ nghiêng quy định.

+ Các yêu cầu về tâm sinh lý: Ngăn ngừa các tác động có hại và cảm giác không thoải mái khi các kết cấu dao động

Để đáp ứng các yêu cầu về thẩm mỹ và tâm lý, cần đảm bảo rằng kết cấu có hình dáng bên ngoài ấn tượng, đồng thời loại trừ mọi cảm giác nguy hiểm.

Khi tính toán các yêu cầu cần đƣợc thỏa mãn riêng biệt không phụ thuộc lẫn nhau

Công thức điều kiện được xác định là f  f u, trong đó f đại diện cho chuyển vị của các bộ phận hoặc kết cấu, bao gồm cả toàn bộ kết cấu, với sự xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của chúng như nêu trong các mục C.7.1 đến C.7.3 (phụ lục C – TCVN 5574-2012) Giá trị f u là chuyển vị giới hạn được quy định theo bảng C.4 trong TCVN 5574-2012.

- Sau khi xuất và lọc dữ liệu từ ETABS ta thấy chuyển vị của điểm E-2 theo phương Y là lớn nhất

Với h: Chiều cao của nhà nhiều tầng

2.9.2 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng tương đối

Chuyển vị lệch tầng được xác định để giảm thiểu hư hỏng cho công trình, đặc biệt khi chuyển vị lệch tầng lớn có thể dẫn đến việc vỡ các vật liệu kiến trúc không chịu lực như vách kính.

Chuyển vị lệch tầng quá lớn có thể gây mất ổn định cho công trình, đặc biệt là khi công trình được thiết kế thẳng đứng với các cấu kiện chịu lực dọc lớn Nếu xảy ra chuyển vị ngang và chuyển vị lệch tầng lớn, sẽ dễ dẫn đến hiệu ứng P-Delta, trong đó xuất hiện một momen thứ cấp trong các cấu kiện.

M i : Momen thứ cấp của cấu kiện i

P i : Lực dọc trục của cấu kiện i r d i : Chuyển vị ngang của cấu kiện i

Theo TCXDVN 375-2006, chuyển vị ngang lệch tầng được xác định cho các công trình có bộ phận phi kết cấu cố định mà không ảnh hưởng đến biến dạng kết cấu, hoặc cho các công trình không có bộ phận phi kết cấu, với điều kiện r ≤ 0,01 d × h.

Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được tính bằng công thức: \( r = d \times q \), trong đó \( d \) là chuyển vị ngang lệch tầng lấy từ ETABS, \( q \) là hệ số ứng xử với giá trị \( q = 3,9 \) cho nhà nhiều tầng (theo TCVN 9386-2012, mục 5.2.2.2), và \( h \) là chiều cao tầng Giá trị tối đa cho chuyển vị này không vượt quá \( 0,000383 \).

 : hệ số chiết giảm phụ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình;   0, 4 (chi tiết xem mục 4.4.3.2 TCVN 9386-2012)

 Thỏa mãn điều kiện chuyển vị lệch tầng.

THIẾT KẾ KẾT CẤU CÁC CẤU KIỆN CHÍNH CHO KHUNG TRỤC 2

THIẾT KẾ KẾT CẤU CẤU KIỆN CỘT KHUNG TRỤC 2

3.1.1 NỘI LỰC THIẾT KẾ CẤU KIỆN CỘT

Xuất nội lực cho một cột đại diện, cột D-2 phần ngầm

Xem bảng 3.1, phụ lục chương 3

3.1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CỘT

-Khái niệm về nén lệch tâm xiên:

Nén lệch tâm xiên là trường hợp nén lệch tâm mà mặt phẳng uốn không chứa trục đối xứng của tiết diện

Thực tế thường gặp ở tiết diện hình chữ nhật có hai trục đối xứng (tiết diện tròn không xảy ra nén lệch tâm xiên)

Gọi hai trục đối xứng của tiết diện là Ox và Oy Góc giữa mặt phẳng uốn và trục Ox là

Hình 3.1: Sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên

Có thể phân mômen uốn M thành hai thành phần tác dụng trong hai mặt phẳng chứa trục Ox và Oy là M x và M y (Xem hình vẽ 1.1)

Trường hợp khi tính toán nội lực đã xác định và tổ hợp riêng M x và M y theo hai phương thì mômen tổng M là:

Các cặp nội lực cần:

Tiến hành tính toán cốt thép cho từng cặp nội lực

Công trình có các cột chịu mô men lớn theo cả hai phương M x và M y, do đó cần tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên Để thực hiện điều này, ta chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên về trường hợp nén lệch tâm phẳng tương đương nhằm xác định cốt thép cần thiết.

Tiết diện có kích thước C x ; C y , điều kiện để áp dụng phương pháp là:

Hình 3.2: Sơ đồ tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên

29 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e ax = max( ; )

Tiết diện chịu lực nén N, mô men uốn M x ; M y , Sau khi xét uốn dọc theo hai phương tính đƣợc hệ số  x ;  y Mô men đã gia tăng:

Tùy theo các giá trị mà xem xét đưa về lệch tâm phẳng theo phương X hay phương Y

Mô hình Theo phương X Theo phương Y Điều kiện y yi x xi

Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ là: a; h o = h-a; Z = h-2a

Chuẩn bị các số liệu để tính toán: R n ; R a ; R a ’;  R (Hệ số phụ thuộc R n và R a )

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

Tính mô men tương đương khi chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng: b

Tính e o với kết cấu siêu tĩnh: e o = max (e 1 ; e a )

Dựa vào e o và x 1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm

Trường hợp 1: Lệch tâm rất bé:  0,3 o o h

 e tính toán nhƣ nén đúng tâm

Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm:

Hệ số uốn dọc phụ thêm:

Khi   14 thì lấy  = 1, khi 14<   R h o Xác định chiều cao vùng nén: o o

Diện tích toàn bộ cốt thép:

Trường hợp 3: Lệch tâm lớn:  0,3 o o h

-Lựa chọn diện tích cốt thép lớn nhất để bố trí thép cho cột

Với hàm lƣợng cốt thộp phải thoả món: à min ≤à s ≤à max

Trong thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, hàm lượng cốt thép tối thiểu (à min) được xác định dựa trên độ mảnh (λ) của cột theo bảng 5.1 trong tài liệu "Kết cấu bê tông cốt thép phần cấu kiện cơ bản" của Phan Quang Minh Đồng thời, hàm lượng cốt thép tối đa (à max) được quy định là 6% Hàm lượng cốt thép dọc (à s) được tính bằng tỷ lệ giữa diện tích cốt thép thực tế (s t) và diện tích cốt thép yêu cầu (s o) với giá trị 100%.

-Đường kính thép đai:  ≥ (0.25max;5mm)

-Khoảng cách giữa các cốt đai: s ≤ (15 min ;400mm)

-Tại đoạn nối chồng thép dọc: s ≤ 10 min

-Kiểm tra lớp bảo vệ cốt thép: C=a-0,5  > C 0 =max (20, )

3.1.3 THIẾT KẾ CHO CẤU KIỆN CỘT

-Thiết kế cột có tọa độ D-2, tầng 1:z

-Các cặp nội lực tính toán:

-Kích thước tiết diện cột:

-Chiều dài thực tế của cột:

-Độ mảnh của cột theo 2 phương:

-Vậy tất cả các cột đều bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc

-Độ lệch tâm ngẫu nhiên:

-Tính toán với cặp nội lực 1:

C vậy qui về lệch tâm phẳng theo phương y để tính toán b=C x Pcm; h= C y Pcm

- Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x 1 = 392310

-Hệ số chuyển đổi m o : x 1 h,23 cm > h o = 45 cm thì m o 0, 4

-Tính mô men tương đương (chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng):

= 0,003 m =0,3 cm e a = e ax +0.2xe ay =1,67+0,2x1,67= 2 cm

-Tính e o với kết cấu siêu tĩnh: e o = max (e 1 ; e a ) = 2 cm

-Dựa vào e o và x 1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm

 h  = 0,044  0,3  lệch tâm rất bé, tính toán nhƣ nén đúng tâm

-Hệ số ảnh hưởng đến độ lệch tâm

(0, 5  0, 044)(2  0, 044) = 1,07 -Hệ số uốn dọc phụ thêm: b h

-Diện tích toàn bộ thép dọc:

C vậy qui về lệch tâm phẳng theo phương x để tính toán h=C x Pcm; b= C y Pcm

- Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x 1 = 351810 61, 2  

-Hệ số chuyển đổi m o : x 1 = 61,2 cm > h o = 45 cm thì m o 0, 4

= 0,022 m = 2,2 cm e a = e ax +0.2xe ay =1,67+0,2x1,67= 2 cm

-Tính e o với kết cấu siêu tĩnh: e o = max { e 1 ; e a } = 2,2 cm

  h  = 0,049  0,3  lệch tâm rất bé, tính toán nhƣ nén đúng tâm

(0, 5  0, 049)(2  0, 049) = 1,082 -Hệ số uốn dọc phụ thêm:

-Hệ số chuyển đổi m o : x 1 a,2 cm > h o = 45 cm thì m o 0, 4

-Tính e o với kết cấu siêu tĩnh: e o = max {e 1 ; e a } = 2,7 cm

-Hệ số chuyển đổi m o : x 1 a,2 cm > h o = 45 cm thì m o 0, 4

-Tính e o với kết cấu siêu tĩnh: e o = max {e 1 ; e a } = 2,7 cm

-Diện tích cốt thép dọc lớn nhất A st = 49,26 cm 2

-Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

Với hàm lƣợng cốt thộp phải thoả món: à min ≤às≤àmax

Hàm lượng cốt thép tối thiểu (à min) được xác định dựa trên độ mảnh (λ) của cột theo bảng 5.1 trong tài liệu "Kết cấu bê tông cốt thép phần cấu kiện cơ bản" của Phan Quang Minh Trong khi đó, hàm lượng cốt thép tối đa (à max) được quy định là 6% Hàm lượng thép dọc (à s) được tính theo tỷ lệ 100% so với hàm lượng thép tối ưu (s o).

-Chọn thép: 8d30 đặt theo chu vi, diện tích A st = 56,52 cm 2

-Đường kính thép đai: ≥ (0,25 max ;5mm) = 0,25.30= 7,5 mm

-Khoảng cách giữa các cốt đai: s ≤ (15min ;400mm) 30 = 420 mm

-Tại đoạn nối chồng thép dọc s ≤ 10 min 00mm

-Kiểm tra lớp bảo vệ cốt thép:

Các cột còn lại xem trong phụ lục C.1-C.5 tính toán cột

Chi tiết xem bản vẽ KC-10/21 n a n e e

THIẾT KẾ KẾT CẤU CẤU KIỆN DẦM KHUNG TRỤC 2

3.2.1 NỘI LỰC THIẾT KẾ CẤU KIỆN DẦM

Xuất nội lực cho dầm có thuyết minh tính toán, dầm trục 2 tầng 4 nhịp DE

Xem bảng 3.2, phụ lục chương 2

3.2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN DẦM

Theo chiều cao của tòa nhà, các tầng thường có tải trọng và vị trí tương đồng Khi nội lực do gió không thay đổi nhiều, giá trị nội lực trong bảng tổ hợp cũng ổn định, cho phép tính toán một dầm tầng đại diện cho các tầng tương tự.

Tóm tắt quy trình tính toán các bài toán cốt thép dầm nhƣ sau:

Sơ đồ tính toán dầm tiết diện chữ nhật thể hiện các thông số quan trọng như khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông chịu kéo (a0), chiều cao có ích của tiết diện (ho = hs – a0), và bề rộng tính toán của tiết diện (b).

Sau khi xác định giá trị nội lực M từ phần mềm tại các vị trí gối và nhịp của dầm, chúng ta sẽ tiến hành tính toán cốt thép theo một quy trình cụ thể.

-Tính cốt dọc chịu mômen âm

-Tính theo tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn

Kích thước tiết diện bxh

+Nếu  m  R thì tra bảng ra  hoặc tính  theo công thức:

+ Nếu  m  R , nghĩa là kích thước tiết diện chọn bé, có thể xử lý như sau:

- Nếu   m 0,5 thì giữ nguyên tiết diện và tính thép theo bài toán tính cốt kép

- Nếu   m 0,5 thì nên thay đổi tiết diện dầm Trong trường hợp này sẽ làm thay đổi tải trọng và nội lực trong toàn khung

- Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép: min max

+ Với cấu kiện chịu uốn: min 0, 05%; max R b s

- Tính theo trường hợp tiết diện chữ nhật đặt cốt kép

+ Trong trường hợp tính cốt đơn như đã nói ở trên, nếu  R  m 0,5thì tính thép theo bài toán cốt kép Ta tính theo cách sau:

Coi nhƣ chƣa biết A’ s tính cả A’ s và A s

- Tính cốt dọc chịu mômen dương

Bản sàn đổ toàn khối với phần trên của dầm nên khi chịu mômen dương được tính như tiết diện chữ T có cánh trong vùng nén

- Độ vươn của sải cánh S C tính từ mép sườn tiết diện không được lớn hơn 1/6 nhịp dầm và không đƣợc lớn hơn các giá trị sau:

+ Khi cú dầm ngang hoặc khi bề dày của cỏnh h ' f 0,1h thỡ S C phải khụng vƣợt quỏ ẵ khoảng cách thông thủy giữa 2 dầm dọc

+ Khi không có dầm ngang hoặc khi khoảng cách giữa chúng lớn hơn khoảng cách giữa 2 dầm dọc và khi h ' f 0,1h thì S C 6.h ' f

+ Khi cánh có dạng congxon:

- Kiểm tra vị trí trục trung hòa

Nếu M M f Trục trung hòa qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật, kích thước b h ' f nhƣ đã trình bày ở mục trên

Nếu M M f Trục trung hòa đi qua sườn, tính theo tiết diện chữ T dưới đây

-Tính cốt dọc cho tiết diện chữ T

-Từ  m tra bảng hoặc tính ra đƣợc  và xác định A s theo công thức:

Cốt thép đai đặt theo kinh nghiệm, yêu cầu cấu tạo

3.2.3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC PHẦN TỬ DẦM

Tính toán cho dầm B49 tầng 4 nhịp DE khung trục 2

Tính toán cốt thép dọc dầm (35x55cm)

Sau khi tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm:

Gối D: M D = -11,41 (T.m) Gối E: M E = -16,84 (T.m) Nhịp DE: M DE = 7,57 (T.m)

-Tính cốt thép cho gối D và E (momen âm)

Tính theo tiết diện hình chữ nhật: bxh = 0,35x0,55m

-Giả thiết lớp bảo vệ: a = 0,05m: h o = h – a = 0,55– 0,05 = 0,50m

Momen 2 gối D và E đều âm Tại gối E có momen lớn hơn gối D nên ta chọn momen ở gối E để tính toán cốt thép cho cả 2 gối M E = 16,84 (T.m)

-Kiểm tra lớp bảo vệ:

Chiều dày lớp bảo vệ thực tế là 2,2 cm do đó giá trị a thực tế là a = 2, 2 2, 2 3, 3

  < 5,0cm Sự sai khác không nhiều và thiên về an toàn nên không cần giả thiết lại

Vậy chọn thép 3 18  2 22 (A s chọn = 15,24cm 2 ) cho gối D và E bố trí thép 1 lớp

-Tính cốt thép cho nhịp DE (momen dương)

Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén với h ’ f = 15cm

Giả thiết lớp bảo vệ: a = 0,05m: h o = h – a = 0,55 – 0,05 = 0,5m

- Giá trị độ vươn của cánh S c lấy bé hơn trị số sau:

Có M max 7,57  T m M f 103, 244  T m => trục trung hòa đi qua cánh

A s = 5,46.10 -4 m 2 = 5,46cm 2 = > chọn 3 18  ( A s chọn = 7,63 cm 2 ) bố trí thép 1 lớp

-Kiểm tra lớp bảo vệ:

Chiều dày lớp bảo vệ thực tế là 1,8cm do đó giá trị a thực tế là a = 1,8 1,8 2, 7  

  < 5,0cm Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là không lớn và thiên về an toàn nên ko cần phải giả thiết lại

Vậy chọn thép cho nhịp BC là 3 18 ( A s chọn = 7,63 cm 2 ) bố trí thép 1 lớp

Chi tiết xem bản vẽ KC 04

Cốt thép đai đƣợc đặt theo kinh nghiệm và cấu tạo

Hai đầu dầm đƣợc bố trí  8 150 a trong khoảng L/3 nhịp thông thủy

Giữa dầm đƣợc bố trí 8 200 a trong khoảng còn lại

Chỗ giao nhau với dầm phụ được gia cố bằng cốt đai 8 50 a Các dầm khác có thể tham khảo trong phụ lục excel tính toán dầm Chi tiết thiết kế có thể xem trong bản vẽ KC-11/21.

THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN SÀN

Trong tính toán cấu kiện kết cấu hiện nay, có thể áp dụng hai phương pháp: sơ đồ đàn hồi và sơ đồ khớp dẻo Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng; sơ đồ đàn hồi tập trung vào an toàn, trong khi sơ đồ khớp dẻo hướng đến việc tiết kiệm cốt thép.

Trong khóa luận tốt nghiệp, các sàn không chịu nước sẽ được tính theo sơ đồ khớp dẻo, trong khi các sàn chịu ảnh hưởng của nước sẽ được tính bằng cả hai phương pháp để so sánh và lựa chọn phương án tối ưu.

4.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán cấu kiện sàn bằng phương pháp khớp dẻo

4.1.1.1 Khái niệm về khớp dẻo

- Khớp dẻo là một danh từ để thể hiện một tiết diện bê tông cốt thép có đặc điểm là:

+ Chịu đƣợc một momen nhất định M kd

+Quay được một góc quay hạn chế (tương đương với sự mở rộng của khe nứt)

4.1.1.2 Tính toán nội lực sàn bê tông cốt thép theo sơ đồ khớp dẻo

Để tính toán nội lực trong các bộ phận của sàn, có thể sử dụng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ biến dạng dẻo Các sàn trong nhà dân dụng và công nghiệp thông thường nên được tính theo sơ đồ biến dạng dẻo Đối với sàn chịu tải trọng động hoặc trong môi trường ăn mòn, việc tính toán nên dựa trên sơ đồ đàn hồi.

4.1.1.2.1 Xác định momen của sàn làm việc 2 phương

Xét ô bản có liên kết 4 cạnh với nhịp tính toán l t 1 và l t 2 trong đó l t 2 là cạnh dài hơn Tính toán ô bản chịu uốn 2 phương khi 1

Cũng có thể tính toán ô bản chịu uốn 2 phương khi 1

2 l 2 l  với l 1 và l 2 là nhịp nguyên theo 2 phương

- Khi tính toán ô bản theo phương pháp phần tử hữu hạn người ta chia bản thành các phần tử tấm, tính toán momen theo 2 phương của mỗi phần tử (H2.9a)

- Khi tính toán ô bản theo công thức người ta thuờng lấy 2 dải bản giao nhau ở giữa ô bản, tính toán momen cho 2 dải đại diện đó (H2.9B)

4.1.1.2.1.2 Tính toán nội lực cấu kiện:

- Ô bản là kết cấu siêu tĩnh, momen trong 2 bản đại diện là M M 1 ; 2 (H2.12)

- Lấy M 1 là momen chuẩn của ô bản: Đặt các hệ số: 2

Người thiết kế có thể lựa chọn các hệ số ; A; B theo kinh nghiệm và quan điểm cá nhân Ngoài ra, có thể tham khảo bảng 2.2 trong cuốn "Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối" của Nguyễn Đình Cống Đối với các cạnh kê tự do, các hệ số A và B sẽ bằng 0.

- Momen M 1 đƣợc xác định theo công thức:

Biểu thức xác định D phụ thuộc vào việc đặt cốt thép trong bản

Khi cốt thép để chịu momen dương được đặt theo mỗi phương trong ô bản

(H2.13a), xác định D theo công thức:

Khi cốt thép chịu momen dương có giá thành không đồng đều, ở vùng giữa bản dày, phạm vi dải biên rộng l k được đặt thưa gấp đôi so với vùng giữa bản Do đó, D được xác định theo công thức cụ thể.

Chỉ nên đặt cốt thép không đều khi ô bản khá lớn và thường lấy l K   0,2 0,25   l t 1

4.1.1.2.2 Xác định momen của sàn làm việc 1 phương

Để tính toán nội lực trong kết cấu một bản, người ta thường sử dụng một dải bản rộng b = 1m làm đại diện và tính toán nội lực của dải bản đó đối với dầm.

Tải trọng toàn phần trên dải bản là q phân bố đều:

4.1.1.2.2.2 Tính toán nội lực cho cấu kiện:

- Sàn làm việc 1 phương với liên kết là liên kết ngàm theo sơ đồ dẻo, momen ở bụng và gối đƣợc lấy nhƣ hình 10.5c

- Công thức tính nội lực ở gối M M A ; B và ở bụng M kd là:

4.1.1.3 Tính toán nội lực sàn bê tông cốt thép theo sơ đồ đàn hồi

4.1.1.3.1 Momen của sàn làm việc 2 phương

- Công thức tính toán của momen M M 1 ; 2 theo sơ đồ đàn hồi là:

- M A 1 ;M B 1 đƣợc tính theo công thức:

Hệ số     1 ; 2 ; ; 1 2 tra bảng PL6 - Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối – Nguyễn Đình Cống

4.1.1.3.2 Momen của sàn làm việc 1 phương

- Sàn làm việc 1 phương với liên kết là liên kết ngàm theo sơ đồ đàn hồi, momen ở bụng và gối đƣợc lấy nhƣ hình 10.5b

- Công thức tính nội lực ở gối M M A ; B và ở bụng M kd là:

4.1.1.4 Tính toán cốt thép cho cấu kiện sàn

4.1.1.4.1 Xác định thông số cho cấu kiện

- Sau khi tính toán xong nội lực cho cấu kiện, ta xác định các thông số để tiến hành tính toán cốt thép cho cấu kiện:

+ Giả thiết a 0 : Thuờng lấy a 0  15 20(mm) Khi h khá lớn (h>150mm) có thể chọn a 0  25 30(mm)

+ Tra các giá trị cường độ: R R b ; s

+ Tra giá trị  D của sơ đồ khớp dẻo (PL16B – Sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối)

Tính toán nhƣ cấu kiện dầm, xem thêm phần tính toán cốt thép của cấu kiện dầm

THIẾT KẾ CHO CẤU KIỆN SÀN

4.2.1 Phân loại và xác định ô sàn cần tính toán

+ Trường hợp 1: Sàn không chịu nước (không chịu ảnh hưởng thấm):

Sàn không chịu ảnh hưởng thấm có thể cho phép xuất hiện vết nứt nên sẽ tính toán theo sơ đồ dẻo

- Xét ô bản nằm giữa trục BC-56 (ô sàn F1) có kích thuớc: l 1  6   m l ; 2  6   m và

 Sàn tính toán theo dạng bản ngàm 2 phương

- Xét ô bản nằm giữa trục D’E-56 (ô sàn F2) tầng điển hình có kích thuớc:

+ Trường hợp 2: Sàn có chịu nước (chịu ảnh hưởng thấm):

Sàn có chịu ảnh hưởng thấm không thể cho phép xuất hiện vết nứt nên sẽ tính toán theo sơ đồ đàn hồi

- Xét ô bản nằm giữa trục DE-12 (ô sàn F3) có kích thuớc: l 16  m l; 2 4, 2  m và

- Xét ô bản nằm giữa trục D’E-56 (ô sàn F4) sàn mái có kích thuớc:

4.2.2 Tính toán tải trọng của ô sàn:

- Tải trọng tính toán của các ô sàn F F F F 1 ; ; ; 2 3 4 nhƣ sau

Tải trọng toàn phần của ô sàn i được tính bằng công thức q i = g i + p i, trong đó g i là tĩnh tải sàn của ô sàn i, được lấy theo bảng 2.5.1 trong phụ lục tính toán kết cấu, còn p i là hoạt tải sàn của ô sàn i, được xác định theo TCVN 2737-1995 Bản rộng đại diện của sàn được quy định là b = 1m.

 Vậy tải trọng tính toán của các ô sàn xét trong mục 4.2.1 là:

4.2.3 Tính toán momen cho ô sàn:

4.2.3.1 Momen của ô sàn tính bằng phương pháp dẻo:

- Theo lý thuyết đã nêu ở mục 4.1.2.1.2 ta lấy M 1 là momen chuẩn của ô sàn, M 1 đƣợc xác định theo công thức sau:

- Các momen còn lại của ô bản:

- Đối với sàn làm việc 1 phương, tính theo sơ đồ khớp dẻo momen tại gối và bụng

M M M đƣợc tính theo công thức:

- Công thức tính toán của momen M 1 3 F ;M 2 3 F theo sơ đồ đàn hồi là:

- Momen của sàn làm việc 1 phương theo sơ đồ đàn hồi ở gối M M A ; B và ở bụng

M kd đƣợc tính theo công thức sau:

4.2.4 Tính toán cốt thép cho ô sàn:

4.2.4.1 Xác định thông số cho cấu kiện

- Ta có chiều dày bản sàn h0mm

- Các thông số vật liệu được lấy tại Chương 2 – Mục 2.3

- Tính toán cốt thép cho momen của ô sàn F1:

+ Do  m  0, 05  0, 255 nên điều kiện thỏa mãn trong mọi trường hợp

+ Do điều kiện đã thỏa mãn, tính  :

+ Tính diện tích cốt thép:

+ Do  m  0, 072  0, 255 nên điều kiện thỏa mãn trong mọi trường hợp

+ Do điều kiện đã thỏa mãn, tính  :

+ Tính diện tích cốt thép:

Để thuận tiện cho quá trình thi công, việc lựa chọn cốt thép cần dựa vào loại sàn Đối với sàn tầng, nên chọn cốt thép theo sơ đồ dẻo, trong khi đối với các phần sàn chịu nước như sàn mái và WC, cần bố trí thép theo sơ đồ đàn hồi.

+ Sàn tầng theo sơ đồ dẻo:

- Tính tỷ lệ cốt thép lớp trên  :

+ Kiểm tra điều kiện có:    %  0,306%   min  0,05%  Thỏa mãn hàm lƣợng cốt thép

+ Chọn cốt thép: 8 150 a rải đan thành lưới

- Tính tỷ lệ cốt thép lớp dưới :

+ Kiểm tra điều kiện có:    %  0, 215%   min  0,05%  Thỏa mãn hàm lƣợng cốt thép

+ Chọn cốt thép: 8 200 a rải đan thành lưới

Chi tiết xem bản vẽ KC-12/21  20/21

THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG KHUNG TRỤC 2

NỘI LỰC THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG KHUNG TRỤC 2

Hình 5.1: Mặt bằng chân cột trong mô hình ETABS

Xuất nội lực ETABS cho đài cọc có thuyết minh tính toán: đài cọc 18

Xem trong bảng 5.1 phụ lục chương 5

CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG THIẾT KẾ PHẦN NGẦM:

- TCVN 10304-2014 - Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9362-2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- TCVN 9363-2012 - Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng.

ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

Số liệu địa chất công trình được hình thành từ kết quả thí nghiệm mẫu đất tại các hố khoan và kết quả của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT.

Chi tiết chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất xem thêm mục 1.1.3-b

Hình 5.2: Mặt cắt trụ địa chất

5.3 LỰA CHỌN SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU MÓNG

Do công trình thi công nằm trong nội thành và các lớp địa chất đã phân tích, việc sử dụng cọc đóng là không được phép Theo điều kiện địa chất hiện tại, phương án móng sâu có thể được áp dụng, bao gồm cọc khoan nhồi hoặc cọc ép.

Cọc ép có ƣu điểm và nhƣợc điểm nhƣ sau:

+ Giá thành rẻ, thích hợp với điều kiện xây chen

+ Không gây chấn động đến các công trình xung quanh

+ Dễ thi công, kiểm tra, chất lƣợng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép

+ Xác định đƣợc sức chịu tải của cọc ép qua lực ép cuối cùng

+ Kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc

+ Chiều dài cọc không có khả năng phát triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với các công nghệ khác

+ Thời gian thi công kéo dài, hay gặp độ chối giả khi đóng

Cọc khoan nhồi có các ƣu, nhƣợc điểm sau: Ƣu điểm Nhƣợc điểm

+ Có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét, phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc

+ Có khả năng tiếp thu tải trọng lớn

+ Có khả năng xuyên qua các lớp đất cứng

+ Đường kính cọc lớn làm tăng độ cứng ngang của công trình

+ Khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm nhƣ tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công trình xung quanh

+ Giá thành móng cọc khoan nhồi tương đối cao

+ Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm + Biện pháp kiểm tra chất lƣợng bêtông cọc thường phức tạp, tốn kém

+ Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ

+ Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc

+ Khi thi công công trình kém sạch sẽ khô ráo

Khi lựa chọn giải pháp cọc, cần so sánh các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật thực tế của từng phương án Dựa vào tải trọng tác dụng lên công trình và điều kiện địa chất, tôi quyết định chọn phương án cọc ép để thiết kế nền móng cho công trình.

- Bề rộng cọc dự kiến 350mm, cắm sâu vào lớp số 3 một đoạn 10,45m

- Thép của cọc ngàm vào đài ≥ 20d (d là đường kính cốt thép), chọn 45cm, phần bê tông cọc trong đài là 10cm

- Độ chôn sâu của đáy đài : h0, 7h min

Q Tổng lực ngang theo phương vuông góc với cạnh b của đài Q  2,7121 T  

 ; : Góc nội ma sát và trọng lƣợng thể tích đơn vị của đất từ đáy đài b : Bề rộng đài, chọn sơ bộ b=1,5(m) min  

- Cos mặt đài móng -1,400 m, vậy cao trình mặt đài cọc ở cos –1,400

- Chiều dài cọc :L coc  h i  h d h m l ngam

Chia cọc làm 2 đoạn, chiều dài : 11,25(m) Nối bằng hàn bản mã

5.3.1 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

5.3.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu đƣợc tính nhƣ sau:

R b : Cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bê tông ứng với trạng thái giới hạn thứ nhất : Chọn B35: R b ,5MPa

F s : Diện tích cốt thép dọc, 8 20  có : F s  0, 0025   m 2

F b : Diện tích tiết diện cọc phần bê tông F c 0,35 0,35 0, 0025  0,12  m 2

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ứng với trạng thái giới hạn thứ nhất được xác định bởi hệ số điều kiện làm việc m, phụ thuộc vào loại cọc và số lượng cọc trong móng, với giá trị m được chọn là 1 Hệ số uốn dọc φ cũng được thiết lập là 1.

5.3.1.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Xác định theo kết quả của thí nghiệm trong phòng (phương pháp thống kê):

Sức chịu tải trọng tính toán đƣợc tính theo công thức

 c : Là hệ số làm việc của cọc trong đất ( c 1)

Hê số làm việc của đất dưới mũi và thân cọc cần xem xét ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất (theo Bảng 4 TCVN:10304) Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, được tra cứu từ bảng 2 TCVN:10304, có giá trị q b là 1963,5 kPa khi mũi cọc được đặt ở lớp đất cát hạt bụi với cao độ H%,45(m) Do lớp cát ở mũi cọc là cát chặt, theo quy định của TCVN 10304, có thể tăng giá trị q b thêm.

A b : diện tích cọc tựa trên đất, lấy bằng diện tích mặt cắt ngang đối với cọc đặc:

Để tính toán chu vi thiết diện ngang của thân cọc, công thức được sử dụng là A = b × c, với u = 4 × 0,5 = 1,4 m Lực ma sát trung bình của lớp đất thứ i quanh mặt cọc được ký hiệu là f i Để xác định giá trị này, đất được chia thành các lớp đồng nhất, mỗi lớp có chiều dày tối đa ≤ 2m Bảng tra được lập dựa trên giá trị độ sâu trung bình l i của từng lớp, cùng với loại đất và trạng thái của đất.

Bảng 5.2: Bảng tính toán lực ma sát trung bình của các lớp đất fi

Lớp đất Loại đất hi (m) li (m) fi (T/m2) cf li.fi.cf (T/m2)

Sức chịu tải của cọc:

5.3.1.3 Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Theo TCVN :10304)

Trong đó: q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc lấy theo kết quả xuyên tại điểm thí nghiệm

Giá trị q b đƣợc xác định theo công thức:

Giá trị trung bình sức kháng của đất dưới mũi xuyên, ký hiệu là q_c, được xác định dựa trên kết quả thí nghiệm Cụ thể, với H%,45m, giá trị q_c là 1980 kPa Do lớp cát dưới mũi cọc là cát chặt, theo tiêu chuẩn TCVN 10304, cần tăng giá trị q_c thêm 60%.

Hệ số chuyển đổi từ q c sang q b được ký hiệu là β1, với giá trị β1 = 0,76, không phụ thuộc vào loại hình mũi xuyên và được lấy theo bảng 14 Giá trị trung bình cường độ sức kháng của lớp đất trên thân cọc được ký hiệu là f i.

Giá trị trung bình sức kháng trên thân cọc f i đƣợc xác định:

Hệ số 2 được xác định theo bảng 14 TCVN 10304, trong khi giá trị trung bình cường độ sức kháng của đất trên ống ma sát xuyên của mũi xuyên được ký hiệu là f si, tra cứu từ bảng 3 TCVN 10304 Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i được ký hiệu là l i, và chu vi tiết diện ngang của thân cọc là u.

5.3.1.4 Theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (công thức Meyerhof)

 d  đối với cọc đóng h: chiều sâu hạ cọc d: bề rộng cọc

Chỉ số N b đại diện cho SPT nằm ở vị trí 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc Kí hiệu u là chu vi của tiết diện ngang thân cọc Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc được ký hiệu là f i và được tính theo công thức cụ thể.

Với đất cát: f i  k 2 N s i , k 2 : lấy bằng 2 cho cọc đóng và lấy bằng 1 cho cọc khoan nhồi

N si : là chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc

, c u i : là cuờng độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ ”i”

Hệ số α phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất trên lớp dính, loại cọc, phương pháp hạ cọc, cố kết của đất trong quá trình thi công và phương pháp xác định cu Giá trị α được tra cứu theo biểu đồ G.1 TCVN-10304, với cu = 25 (kPa) dẫn đến α = 1.

5.3.1.5 Lựa chọn sức chịu tải của cọc

- Sau khi tính toán xong sức chịu tải của cọc theo 3 phương pháp ta tiến hành lựa chọn sức chịu tải của cọc:

5.3.1.6 Sức chịu tải của cọc tính theo sức chịu tải của đất nền Đối với cọc chịu nén:

N c d Giá trị tính toán tải trọng nén tác dụng nên cọc (theo công thức 5.11)

R c d giá trị tính toán sức chịu tải của cọc

Hệ số điều kiện làm việc ảnh hưởng đến mức độ đồng nhất của đất nền, trong đó giá trị bằng 1 được áp dụng cho móng cọc đơn và 1,15 cho móng nhiều cọc.

 hệ số tin cậy về tầm quan trọng của cấp công trình (xem phụ lục F: TCVN

 là hệ số tin cậy của đất theo số lƣợng cọc (tra mục 7.1.11b); giả thiết số lƣợng cọc 6 n 10 cọc   k 1,65 Điều kiện:

5.3.2 TÍNH TOÁN SỐ LƢỢNG CỌC TRONG ĐÀI

Tính số lƣợng cọc cho đài 18 (tên gọi theo mô hình Etabs)

Nội lực xem trong bảng 5.2; 5.3 phụ lục chương 5

Xác định số lƣợng cọc:

Cọc 30x30 sức chịu tải 55 tấn 1 cọc đơn:

Số lƣợng cọc sơ bộ đƣợc chọn theo công thức: n N

Trong đó: n: là số lƣợng cọc trong đài

: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ngang và momen,    1 1, 5

N: là trọng lƣợng tác dụng lên toàn bộ cọc trong đài

Chọn sơ bộ kích thước đài: a b h      3 3 1,5   m

Nên trọng lƣợng đất và đài: G d   3 3 (1,5 0,5) 2 36( )   T

Do trong công thức chọn sơ bộ số cọc có hệ số  nên ta tính sơ bộ cọc theo tải trọng tiêu chuẩn

Chọn 9 cọc, bố trí nhƣ hình:

Hình 5.7: bố trí cọc đài cọc 24

Các đài còn lại xem trong bảng 5.3 phụ lục chương 5

5.3.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐÀI, GIẰNG MÓNG

Từ tim móng ra thành đài đảm bảo khoảng cách 1D (D là đường kính cọc)

Kích thước giằng móng xác định tương tự với dầm chủ

Chọn tất cả giằng móng có kích thước tiết diện 350x550.

LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

Chi tiết xem trong bản vẽ KC-07/21

5.4.1 KIỂM TRA PHẢN LỰC ĐẦU CÁC CỌC TRONG CÔNG TRÌNH

Tải trọng phân phối lên cọc:

Giả thiết cọc chỉ chịu tải dọc trục, chịu nén hoặc chịu kéo

Chọn hệ số an toàn k  1,1

Tải trọng tác dụng lên cọc tính theo công thức:

Tải trọng tính với tổ hợp tiêu chuẩn tại đáy đài:

; tt tc d tt tt tc x tc y x y

Tải trọng truyền lên cọc không kể trọng lƣợng bản thân cọc và lớp đất phủ từ đáy đài trở lên tính với tải trọng tính toán:

Bảng 5.4 Tính toán lực chia đầu cọc đài số 18 Đài Cặp nội lực Cọc Xi Yi Pi Poi

Cặp nội lực 1 cho kết quả tải trọng đầu cọc lớn nhất

Tất cả các cọc đều chịu nén và đều R c d , 55  T

5.4.2 KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG CỦA ĐÀI

5.4.2.1 Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp: dt cdt

- P dt : Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng:

Hình 5.8: Cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp

 Đài móng luôn thỏa mãn điều kiện đâm thủng

 Do đài đã thỏa mãn đâm thủng với đài kích thước lớn nhất, nên các đài còn lại không cần kiểm tra nữa

5.4.2.2 Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng

 Chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng theo tiết diện nghiêng

KIỂM TRA TỔNG THỂ KẾT CẤU MÓNG

5.5.1 KIỂM TRA ÁP LỰC DƯỚI ĐÁY MÓNG KHỐI QUY ƯỚC

5.5.1.1 Điều kiện kiểm tra: tb đ

Xác định khối móng quy ƣớc:

Hình 5.9: Sơ đồ tính đáy khối móng quy ước

Chiều cao khối móng quy ƣớc tính từ mũi cọc lên tới mặt lớp đất tốt.

Góc mở: do lớp đất 1 và 2 là những lớp đất yếu, khi tính toán, bỏ qua ảnh hưởng của các lớp đất này:

Chiều dài đáy khối móng quy ƣớc:

Bề rộng khối móng quy ƣớc:

Xác định tải trọng dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc):

Trọng lƣợng của đài và đất từ đáy đài trở lên:

Trọng lƣợng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài:

Tải trọng tiêu chuẩn tại mức đáy móng:

Momen chống uốn W x W y của khối móng quy ƣớc là:

     Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước: max min

2 2 qu tc tc tc x y q x y tc tc tc

   Áp lực tính toán dưới đáy khối móng quy ước: max min

2 2 qu tc tc tt x y q x y tt tt tt

Các móng còn lại xem bảng 5.7, phụ lục chương 5

5.5.1.2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (theo công thức của

-  : dung trọng của đất tại đáy móng   1,85 T/  m 3 

- ' : dung trọng của đất từ đáy móng đến mặt đất tự nhiên

- h: khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất h  25, 45   m

- c: lực dính của đất tại đáy móng (c = 0)

 Như vậy nền đất dưới mũi cọc đảm bảo khả năng chịu lực

Các móng còn lại xem bảng 5.8, 5.9, 5.10

Cuờng độ tính toán tại đáy khối quy ước đã đạt giá trị áp lực tính toán lớn nhất, do đó không cần thiết phải kiểm tra các đài còn lại.

5.5.2 KIỂM TRA LÚN CHO MÓNG CỌC Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ƣớc:

         Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ƣớc là:

79,17 46, 75 32, 42 / ( ) gl tc bt tc qu p      T m  P Độ lún của móng cọc có thể tính gần đúng:

: Hệ số phụ thuộc hình dạng móng (với móng chữ nhật) 1

E 0 : Môđun biến dạng của đất dưới đáy móng

0: Hệ số biến dạng ngang của đất (  0 0,3) Độ lún:

 Móng thỏa mãn điều kiện độ lún

Các đài khác xem trong bảng 5.11, 5.12 phụ lục chương 5

5.5.3 Kiểm tra cọc trong quá trình sử dụng

Trong đó: n là hệ số động, n = 1,5

Hình 5.4: Biểu đồ mômen khi vận chuyển

5.5.3.2 Trường hợp treo cọc lên giá:

Trị số mô men dương lớn nhất:

Hình 5.5: Biểu đồ momen khi cẩu lắp

Ta thấy M 1 < M 2 nên ta dùng M 2 để tính toán

Lấy lớp bảo vệ của cọc là a’= 2cm  Chiều cao làm việc của cốt thép h 0 = 35 - 3 = 32 cm

Cốt thép chịu lực của cọc là 320 (F a =9,42cm 2 )  cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp với cách bố trí móc cẩu cách đầu mút 3,3 m

5.5.3.3 Tính toán cốt thép làm móc cẩu:

Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp treo lên giá búa F k  q l

Hình 5.6: Sơ đồ tính lực kéo cẩu

TÍNH TOÁN CỐT THÉP ĐÀI, GIẰNG MÓNG

5.6.1 Đài móng: Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc nhƣ bản conson ngàm tại mép cột

Ta tính thép cho đài móng lớn nhất rồi bố trí cho toàn bộ đài

Hình 5.10: Sơ đồ tính thép đài móng

-Mômen tại mép cột theo mặt cắt 1-1:

Trong đó: r 1 : Khoảng cách từ trục cọc 6 đến mặt cắt 1-1, r 1 = 0,75(m)

Hàm lƣợng cốt thép: min 0

-Mômen tại mép cột theo mặt cắt 2-2:

Trong đó: r 2 : Khoảng cách từ trục cọc 2 đến mặt cắt 2-2, r 2 = 0,75(m)

 Chi tiết xem bản vẽ KC-08/21, KC-09/21

Giằng móng làm việc nhƣ một phiến dầm lật ngƣợc chịu tải trọng phân bố đều là áp lực của đất tác dụng

Thép giằng móng đƣợc đặt theo kinh nghiệm

Giằng móng đƣợc chọn với kích thuớc bằng dầm chính: b h   350 550    mm

Thộp chịu momen dương chọn 4 thanh ỉ25

Thộp chịu momen õm chọn 4 thanh ỉ25

Thộp đai ỉ8a150 chạy suốt theo chiều dài giằng

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN THI CÔNG, GIẢI PHÁP THI CÔNG, TRÌNH TỰ THI CÔNG VÀ CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

KHỐI LƯỢNG THI CÔNG, NĂNG SUẤT MÁY, NHÂN CÔNG VÀ TÍNH VÁN KHUÔN

BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH

LẬP DỰ TOÁN HẠNG MỤC CỌC, HẦM, TẦNG ĐIỂN HÌNH

Tiêu đề	Thiết kế bản vẽ thi công công trình nhà hành chính văn phòng trường cao đẳng sư phạm hà tây
Tác giả	Phạm Phương Đông
Người hướng dẫn	Th.S. Cao Đức Thịnh
Trường học	Trường cao đẳng sư phạm hà tây
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	124
Dung lượng	1,59 MB