KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Giới thiệu về công trình
Tên công trình: “ Chung cƣ Bình An ” Địa điểm xây dựng: số 58B – Điện Biên Phủ – Quận Bình Thạnh – Thành phố Hồ Chí Minh
Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt là tại thành phố Hồ Chí Minh, đã có sự phát triển mạnh mẽ với cơ sở hạ tầng ngày càng được mở rộng Các toà nhà cao tầng được xây dựng không chỉ nhằm đáp ứng nhu cầu về nhà ở mà còn góp phần tạo nên vẻ đẹp mỹ quan cho thành phố.
Chung cư Bình An là một dự án bao gồm 64 căn hộ, siêu thị và khu vực để xe, phục vụ chủ yếu cho những người có thu nhập trung bình và khá, đáp ứng nhu cầu về nhà ở.
Công trình gồm có tầng trệt, 8 tầng lầu và mái bằng bê tông cốt thép (BTCT).
Điều kiện tự nhiên
- Khí hậu ở TP.Hồ Chí Minh đƣợc chia làm hai mùa rõ rệt:
Mùa mƣa: từ tháng 5 đến tháng 11
+ Mùa khô: từ tháng 12 đến tháng 4
Bảng 1.1: Một số thông số về điều kiện tự nhiên của Tp Hồ Chí Minh stt Thông số Đơn vị Cao nhất Thấp nhất Trung bình
4 Lƣợng bốc hơi mm/ngày 49 5.6 28
5 Bức xạ mặt trời cal/năm 3687.9 1324.8 3445
Hướng gió Tây Nam và Đông Nam với tốc độ trung bình 2.15 m/s Thổi mạnh vào mùa mƣa từ tháng 5-11 Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ
Sương mù: số ngày có sương mù trong năm từ 10-15 ngày, tháng có nhiều sương mù nhất là tháng 10,11 và 12
- Công trình đƣợc xây dựng tại quận Bình Thạnh Tp.HCM => thuộc vùng gió IIA
Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế công trình
- TCVN 2737-1995 – Tải trọng và tác động
- TCVN 5574-2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
- TCVN 9362-2012 – Thiết kế nền nhà và công trình
- TCVN 10304-2014 – Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc
- TCVN 6160-1996 – Phòng cháy chữa cháy nhà cao tầng
- TCVN 5671:2012 – Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Hồ sơ thiết kế kiến trúc
- TCXDVN 390:2007 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép- Quy phạm thi công và nghiệm thu
- TCVN 5308:1991 - Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng.
Chọn giải pháp kiến trúc cho công trình
1.4.1 Giải pháp mặt bằng tầng :
-Tầng 1: Làm nhà để xe rộng 190m 2 , bảo vệ chung cƣ và 2 siêu thị( mỗi siêu thị rộng 135m 2 ) , phía trước có sảnh đón
-Tầng 29: Là khối nhà ở, phòng kỹ thuật, mỗi tầng gồm 8 căn hộ gồm 2 loại điển hình ( CH.A_là căn hộ A và CH.B_là căn hộ B)
CH.A : rộng khoảng 80m 2 , gồm 2 phòng ngủ, 1 phòng khách kết hợp sinh hoạt chung , 1 phòng bếp, 2 phòng vệ sinh và 2 ban công
Hình 1.1 : Mặt bằng căn hộ điển hình A
CH.B : rộng khoảng 100m 2 gồm 2 phòng ngủ, 1 phòng khách kết hợp sinh hoạt chung , 1 phòng bếp, 2 phòng vệ sinh và 2 ban công
Hình 1.2 : Mặt bằng căn hộ điển hình B
Mái bằng BTCT: Gồm có phòng kỹ thuật cho thang máy và hồ nước mái
-Trong mỗi căn hộ gồm có:
Phòng khách kết hợp với sinh hoạt chung
Gồm 2 phòng ngủ, 1 phòng ngủ lớn có vệ sinh riêng dành cho người lớn, một phòng ngủ nhỏ dành cho trẻ em
Bố trí 2 phòng vệ sinh, 1 phòng vệ sinh lớn nối với phòng ngủ lớn, 1 phòng vệ sinh chung có kích thước nhỏ hơn
Nhà bếp đƣợc đặt ở vị trí thuận tiện cho việc nấu ăn và sinh hoạt của gia đình
Hình 1.4: Mặt bằng tầng điển hình
Công trình đƣợc bố trí dạng hình khối, có ngăn tầng, các ô cửa, dầm bo, tầng
Tầng dưới có kích thước lớn hơn các tầng trên, được ốp đá màu xẫm, tạo nên vẻ uy nghi và vững chắc cho công trình.
Tỷ lệ chiều rộng và chiều cao hợp lý của công trình không chỉ tạo nên sự hài hòa với tổng thể mà còn tương tác tốt với các công trình lân cận Các ô cửa kính được sử dụng để trang trí, góp phần nâng cao vẻ đẹp và tính thẩm mỹ cho công trình.
Các chi tiết khác nhƣ: gạch ốp,sơn màu, cửa kính, v.v làm cho công trình mang một vẻ đẹp hiện đại riêng
Mặt cắt thể hiện không gian bên trong ngôi nhà, vị trí hình dáng chi tiết kiến trúc ngang trang trí bên trong các phòng
Các chi tiết cửa, cửa sổ, tường, cầu thang được thiết kế bằng các hình khối tạo sự khỏe khoắn, vững chắc cho công trình
Lớp vữa lót dày trung bình 20mm
Lớp bê tông lót đá (40x60), cấp độ bền B7.5,dày 100mm
Sàn tầng các tầng bao gồm:
Lớp vữa lót dày trung bình 20mm , cấp độ bền B5
Lớp bê tông cốt thép đá 10x20 chịu lực , cấp độ bền B25
Lớp trát trần dày 10mm
Trần bả matit hỗn hợp, sơn expo
Sàn tầng mái bao gồm:
Lớp vữa lót dày trung bình 20mm
Lớp bê tông cốt thép đá 10x20 chịu lực , cấp độ bền B25
Lớp trát trần dày 10mm
Trần bả matit hỗn hợp, sơn exp
Tường trong : là loại tường 100 sử dụng loại gạch rỗng không nung để giảm bớt tải trọng và chi phí xây dựng
Tường ngoài là loại tường 200 được xây dựng từ gạch thẻ đặc, mang lại khả năng cách âm, cách nhiệt, chống thấm và chịu lực hiệu quả cho công trình.
Hình 1.8: Mặt cắt công trình
1.4.4 Giải pháp thông gió chiếu sáng:
Các phòng ở trong các căn hộ đều có cửa sổ hướng ra ngoài công trình, điều này làm cho các phòng ở đƣợc thông thoáng và đủ ánh sáng
Nhà bếp CH.A có cửa sổ hướng ra ngoài công trình để đảm bảo thông thoáng cho nhà bếp
Nhà bếp CH.B có cửa sổ hướng ra giếng trời để đảm bảo thông thoáng cho nhà bếp
1.4.5 Giải pháp về cung cấp điện, nước sinh hoạt: a Hệ thống cấp nước:
Nước từ hệ thống cấp nước của Thành Phố được dẫn vào hồ nước ngầm bên ngoài công trình, nơi có trạm bơm được lắp đặt để bơm nước lên hồ nước mái.
Từ hồ nước mái nước theo các ống cấp nước đến từng căn hộ
Tại các điểm cấp nước cho từng căn hộ, đồng hồ đo và van điều chỉnh áp suất được lắp đặt để đảm bảo cột áp phù hợp Van tăng áp được sử dụng cho các căn hộ áp mái, trong khi van giảm áp được áp dụng cho các căn thấp tầng, nhằm đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống và các thiết bị sử dụng nước trong căn hộ.
Nước thải xám từ các thiết bị dùng nước được tập trung lại và chảy vào bể xử lý nước thải
Nước thải đen có hệ thống ống dẫn riêng để đưa vào bể xử lí nước thải rồi mới thải ra hệ thống thoát nước chung
Nước thải sau khi được xử lý sẽ chảy qua ống thoát nước vào hệ thống cống thoát nước của Thành Phố
Nước mưa qua hệ thống ống dẫn sẽ chảy trực tiếp vào hệ thống cống thoát nước của Thành Phố c Hệ thống cấp điện:
Sử dụng nguồn điện do thành phố cung cấp kết hợp với nguồn điện dự phòng là giải pháp hiệu quả để đảm bảo cung cấp điện liên tục, đặc biệt trong trường hợp xảy ra sự cố.
Nguồn chính: Là nguồn điện 3 pha của Thành Phố
Nguồn dự phòng cho tòa nhà được cung cấp bởi máy phát điện 3 pha, đặt tại phòng kỹ thuật Hệ thống điện được thiết kế với đường dây chìm trong tường, với nguồn điện tập trung tại phòng kỹ thuật ở mỗi tầng Mỗi tầng đều trang bị một tủ điện, cầu dao ngắt điện và đồng hồ đo điện cho từng căn hộ Ngoài ra, sảnh tầng 1 còn có cầu dao tổng ngắt điện cho toàn bộ hệ thống điện của công trình.
1.4.6 Giải pháp phòng cháy chữa cháy:
- Vì là nơi tập trung đông người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy rất quan trọng
Công trình được trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện đại, bao gồm thiết bị báo cháy và chữa cháy tự động tại mỗi tầng và trong từng căn hộ, siêu thị cũng như các phòng chức năng khác, nhằm đảm bảo an toàn trước khi lực lượng chữa cháy can thiệp.
Công trình được trang bị hệ thống chữa cháy hiệu quả với hai nguồn nước: bể nước trên mái kết hợp với hai máy bơm chữa cháy động cơ xăng 15HP và các họng cứu hỏa đặt tại phòng kỹ thuật nước ở trung cư Bên cạnh đó, hệ thống chữa cháy cục bộ sử dụng bình khí CO2 cũng được lắp đặt để đảm bảo an toàn tối ưu.
Căn hộ chung cư được trang bị cầu thang thoát hiểm ở hai đầu, với tường và cửa ngăn cháy nhằm đảm bảo an toàn Đặc biệt, cầu thang thoát hiểm có biển chỉ dẫn thoát hiểm được chiếu sáng bằng acquy, giúp người dân dễ dàng nhận diện lối thoát ngay cả khi mất điện.
1.4.7.1 giao thông bên trong công trình
- Giao thông theo phương ngang: Mỗi tầng lầu có 1 hành lang giữa rộng 2,5m , hành lang này nối liền các căn hộ với các cầu thang
- Giao thông theo phương đứng:
Thang máy được thiết kế ở vị trí trung tâm của công trình, bao gồm 3 buồng: 2 buồng dành cho người đi và 1 buồng chuyên dùng để chuyển hàng và rác, tạo nên lối giao thông chủ yếu theo phương đứng cho toàn bộ công trình.
Hai thang bộ đƣợc bố trí ở 2 đầu hành lang, đồng thời là lối thoát hiểm của công trình
1.4.7.2 giao thông bên ngoài công trình :
Sân bãi, đường nội bộ từ đường Điện Biên Phủ vào công trình xử lý bằng cơ giới theo tiêu chuẩn kỹ thuật và đổ Bê tông nhựa
Vỉa hè đƣợc lát gạch theo hệ thống vỉa hè chung cho toàn khu, đảm bảo tính mỹ quan cho toàn khu vực
Vườn hoa, cây xanh : trồng cây che nắng và gió, tạo khoảng xanh tô điểm cho công trình và khu vực
GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
Xây dựng giải pháp kết cấu
Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà:
Với các yêu cầu kỹ thuật và giải pháp kiến trúc nhƣ vậy ta có giải pháp kết cấu nhƣ sau:
- Hệ kết cấu đƣợc sử dụng cho công trình này là hệ khung BTCT toàn khối
Hệ thống dầm và cột tạo thành các khung chung, chịu tải trọng thẳng đứng trong khu vực chịu tải của nó, đồng thời tham gia vào việc chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang.
Hệ kết cấu chịu lực khác : Sàn sườn BTCT toàn khối.Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng và truyền tải ngang vào khung
Hệ kết cấu chịu lực làm việc theo sơ đồ khung : khung chịu tải đứng và ngang
Hình 2.1: Sơ đồ khung chịu lực
Vật liệu sử dụng trong công trình
- Bê tông có khối lƣợng riêng 2500 daN/m 3
- Cấp độ bền của bê tông dùng trong tính toán cho công trình là B25
Cường độ về nén R b 14.5MPa1450( /T m 2 ) Cường độ về kéo R b 1.05MPa105( /T m 2 ) Modun đàn hồi của bê tông E b 3 10 ( / 6 T m 2 )
- Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột dùng nhóm AII, cốt thép đai, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng nhóm AI
Cường độ chịu lực nhóm AII: Có Rs = 280 Mpa Cường độ cấu tạo d10AII: Có Rs = 280 Mpa
Cường độ cấu tạo d10AII: Có Rs = 225 Mpa
Modun đàn hồi của thép: E b 21 10 4 MPa
Lập mặt bằng kết cấu
Mặt bằng kết cấu sơ bộ xem bản vẽ
2.3.1 Lựa chọn kích thước tiết diện cột:
Kích thước tiết diện cột xác định theo công thức: yc b
N – Lực dọc sơ bộ xác định theo công thức:
Diện tích mặt sàn F truyền tải trọng lên cột đang xét, với tải trọng tương đương q tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời Theo kinh nghiệm, q thường nằm trong khoảng từ 1 đến 1,5 T/m², và trong trường hợp này, chọn q = 1,2 T/m² Ngoài ra, n là số sàn phía trên tiết diện đang xét, bao gồm cả mái.
Rb là cường độ tính toán về nén của bê tông, trong khi hệ số k được sử dụng để xét đến các ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Cụ thể, hệ số k có giá trị 1.1 cho cột giữa, 1.3 cho cột biên và 1.5 cho cột góc.
Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn:
Tính chọn cột góc C1 tầng 1: 1 2 8,5 7,5 15,9( 2 )
Chọn cột có tiết diện 40x50 cm
Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn:
Hình 2.2: Mặt bằng xác định diện tích chịu tải sơ bộ của cột
Khi chiều cao của công trình tăng lên, khả năng chịu tải của cột sẽ giảm Để tối ưu hóa chi phí, mỗi 5 tầng, chúng ta sẽ giảm tiết diện cột một lần Tiết diện cột được lựa chọn theo Bảng 2.1 trong phụ lục.
2.3.2 Lựa chọn kích thước tiết diện dầm:
Trong đó: l d là chiều dài dầm đang xét
Vd: Lựa chọn tiết diện dầm D1:
Chọn bậc độ 0 (cm) cho các tầng khác, các tiết diện dầm cũng được tính toán tương tự và thể hiện trong bảng 2.2 trong phụ lục cùng với các bản vẽ kết cấu.
Vì dầm mái không phải chịu tải trọng nhiều nhƣ các tầng điển hình nên chọn dầm 40x30
2.3.3 Lựa chọn kích thước tiết diện sàn:
Công thức xác định chiều dày bản sàn nhƣ sau:
Hệ số D = (0,8÷1,4) phụ thuộc vào đặc tính tải trọng theo phương đứng tác động lên sàn, thường chọn D = 1 Nhịp l được tính toán theo phương chịu lực của bản sàn (cạnh ngắn), trong khi m là hệ số phản ánh đặc tính làm việc của sàn.
+ m= (30†35) đối với bản loại dầm, bản làm việc 1 phương
+ m= (40†45) đối với bản kê 4 cạnh, bản làm việc 2 phương
Đối với bản uốn một phương dạng bản cong xôn t các ô s n, m = (10†15) Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trong mặt bằng kết cấu, chúng ta có thể phân loại các ô sàn thành hai loại khác nhau.
+ Loại 1: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 ≤ 2 ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản ngàm 4 cạnh)
+ Loại 2: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 > 2 ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm)
Hình 2.4a Bản loại dầm Hình 2.4b Bản ngàm 4 cạnh
Tính toán các ô sàn khác tương tự như trên và được thể hiện trong bảng 2.3 trong phụ lục
Nhƣng để tiện cho việc thi công và đảm bảo khả năng chịu lực ta chọn toàn bộ sàn 12cm
Tính toán tải trọng
- Công thức xác định tải trọng: g tt n g tc
Trong đó: n - là hệ số tin cậy của các tải trọng
18 g - là tải trọng tác dụng đƣợc xác định theo TCVN 2737 : 1995
2.4.1.1 Tĩnh tải hoàn thiện cho các sàn tầng, bể chứa và mái:
Tính toán các tĩnh tải nhƣ các bảng 2.4; 2.5; 2.6; 2.7
2.4.1.2 Tĩnh tải xây tường vách ngăn:
Tính toán các tĩnh tải nhƣ các bảng 2.8;2.9;2.10
Tính toán các tĩnh tải nhƣ các bảng 2.11
Công trình có độ cao h 6,6 < 40m nên theo qui phạm tải trọng gió chỉ tính đến thành phần tĩnh của tải trọng gió, không tính đến thành phần động
Tải trọng gió đƣợc xác định theo công thức:
Trong đó: n: hệ số tin cậy của tải trọng gió n = 1,2
Wo (kg/cm 2 ): áp lực gió tuỳ thuộc vào vùng áp lực gió Công trình đƣợc xây dựng Quận Bình Thạnh Tp.HCM thuộc vùng IIA có Wo = 83daN/m 2
K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao c : hệ số khí động Với công trình thiết kế Ch = 0,6 ; Cđ = 0,8
Tải trọng gió tính toán thành phần tĩnh tại mức sàn thứ i sẽ là:
T – Tải trọng gió tĩnh đẩy tiêu chuẩn (T/m)
Chiều cao đón gió tại mức sàn thứ i được tính bằng công thức Bi = (bi + bi+1)/2 Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió được xác định là n = 1,2 Đặc biệt, đối với tầng 1 trong vùng gió IIA, giá trị tải trọng gió Wo là 83 daN/m².
Xét tại độ cao sàn tầng 2: z = 4,2 => k = 1,04
Tương tự ta tính toán cho các tầng tiếp theo ta được bảng được thể hiện trong bảng 2.10
Tổ hợp tải trọng
Các tổ hợp các hệ quả của tải trọng đƣợc tính toán cụ thể nhƣ sau:
-TH 12 TT +0,9HT1+0,9HT2+GX
-TH13 TT+0,9 HT1 +0,9HT2 + GY
-TH14 TT+0,9 HT1 + 0,9 HT2 + GXX
-TH15 TT + 0,9 HT1 + 0,9 HT2 + GYY
- TH 16: Tổ hợp BAO (TH1÷TH16)
-TT : tải bản thân (khai báo hệ số 1,1 trong phần mềm)
- GX: Gió đẩy theo phương X
-GXX Gió hút theo phương X
- GY: Gió đẩy theo phương Y
- GYY: Gió hút theo phương Y
Lập mô hình tính toán
Hình 2.9: Mô hình 3D trên phần mềm SAP
THIẾT KẾ PHẦN THÂN
Thiết kế cột khung điển hình trục C - C
3.1.1 Cơ sở lý thuyết về cấu tạo:
Cốt thép trong cột bao gồm cốt thép dọc chịu lực, cốt thép cấu tạo và cốt thép ngang Cốt thép dọc chịu lực là các thanh thép quan trọng trong việc xác định khả năng chịu lực của cấu kiện, thường sử dụng thanh có đường kính từ 12mm đến 40mm Đối với tiết diện lớn hơn 200mm, nên chọn cốt thép có đường kính tối thiểu 16mm.
Hình 3.1: Các cách đặt cốt thép chịu lực b) Cốt thép cấu tạo
Khi cốt thép chịu lực được đặt tập trung tại cạnh b và chiều cao h lớn hơn 500mm, cần bổ sung cốt thép dọc cấu tạo ở giữa cạnh h để chịu ứng suất do bê tông co ngót và biến đổi nhiệt độ, đồng thời giữ ổn định cho các nhánh cốt thép đai dài Cốt thép cấu tạo không tham gia vào tính toán khả năng chịu lực, có đường kính tối thiểu 12mm và khoảng cách theo phương cạnh h không vượt quá 400mm Nếu đã bố trí cốt thép dọc chịu lực theo chu vi, việc đặt cốt thép dọc cấu tạo là không cần thiết.
Hình 3.2: Cốt thép cấu tạo và cốt thép đai c) Cốt thép ngang
Cốt thép ngang, hay còn gọi là cốt đai, có vai trò quan trọng trong việc giữ vị trí và ổn định cho cốt thép dọc trong quá trình thi công, đặc biệt khi cốt thép dọc chịu nén Trong những trường hợp đặc biệt, khi cấu kiện phải chịu lực cắt lớn, cốt đai cũng sẽ tham gia vào việc chịu lực cắt Đường kính cốt đai tối đa cần được xác định để đảm bảo hiệu quả chịu lực.
Khoảng cách cốt đai a đ k min và a 0
max, min - đường kính cốt thép dọc chịu lực lớn nhất, bé nhất
Khi R sc 400 MPa lấy k = 15 và a 0 500 mm;
Nếu tỉ lệ cốt thép dọc 1,5% cũng nhƣ khi toàn bộ tiết diện chịu nén mà t 3%
Trong đoạn nối chồng thép dọc, khoảng cách a đ 10
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 hướng nào Việc này đảm bảo tính ổn định và độ bền cho công trình.
Cần đặt tối thiểu 23 cốt thép dọc ở vị trí uốn của cốt thép đai, với khoảng cách giữa các chỗ uốn không vượt quá 400 mm theo cạnh tiết diện Đối với tiết diện rộng không quá 400 mm và có tối đa 4 thanh cốt thép dọc trên mỗi cạnh, có thể sử dụng một cốt thép đai bao quanh toàn bộ cốt thép dọc.
3.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán cột
- Khái niệm về 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,
Gọi hai trục đối xứng của tiết diện là Ox và Oy Góc giữa mặt phẳng uốn và trục Ox là α0
Hình 3.3: Sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên
Có thể phân momen uốn M thành hai thành phần tác dụng trong hai mặt phẳng chứa trục Ox và Oy là Mx và My: x cos
M y M sin Trường hợp khi tính toán nội lực đã xác định và tổ hợp riêng Mx và My theo hai phương thì momen tổng M là:
Các cặp nội lực cần:
Tiến hành tính toán cốt thép cho từng cặp nội lực
Công trình có cột chịu momen lớn theo cả hai phương Mx và My, do đó cần tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên Để xác định cốt thép, chúng ta chuyển đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành trường hợp nén lệch tâm phẳng tương đương.
Tiết diện có kích thước Cx; Cy, điều kiện để áp dụng phương pháp là:
m (3-6) Độ lệch tâm ngẫu nhiên: max ;
Tiết diện chịu lực nén N, momen uốn Mx và My Sau khi xét uốn dọc theo hai phương tính được hệ số x ; y Momem 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
Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính h 0 h a; Z h 2a
Chuẩn bị các số liệu để tính toán: R n , R s , R a , R
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tính momen tương đương khi chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng:
Tính eo với kết cấu siêu tĩnh: e 0 max( ;e e 1 a )
Dựa vào e0 và x1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm
Trường hợp 1 : Nén lệch tâm rất bé khi 0
h tính toán gần nhƣ nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e :
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Khi 14 lấy 1; khi 14 104 lấy theo công thức sau:
(3-15) Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast: e n e st a n
(3-16) Cốt thép đƣợc chọn đặt đều theo chu vi (mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn)
Trường hợp 2 : Lệch tâm bé khi 0
h đồng thời x 1 R h 0 Xác định chiều cao cùng nén:
Diện tích toàn bộ cốt thép:
Trường hợp 3 : Lệch tâm lớn khi 0
Cốt thép đƣợc đặt theo chu vi, trong đó cốt thép đặt theo cạnh b có mật độ lớn hơn hoặc bằng mật độ cốt thép theo cạnh h
- Lựa chọn diện tích cốt thép lớn nhất để bố trí thép cho cột
Với hàm lƣợng cốt thép phải thỏa mãn: min s max
min: hàm lƣợng cốt thép tối thiểu min đƣợc lấy theo độ mảnh của cột theo lấy theo độ mảnh l 0
Bảng 3.1: Giá trị tỉ số cốt th p tối thiểu
Khi chƣa sử dụng quá 50% khả năng chịu lực của cấu kiện thì min 0,05% không phụ thuộc độ mảnh
max: hàm lƣợng cốt thép tối đa max 6%
s : Hàm lƣợng cốt thép dọc:
- 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
3.1.3 Tính toán cốt thép cột điển hình C - C:
Thiết kế cột C4 tầng 1 vị trí thanh số 62 trong SAP:
Các cặp nội lực cần:
Nmax (kg) Mxtƣ (kg.m) Mytƣ (kg,m)
Ntƣ (kg) Mxmax (kg.m) Mytƣ (kg,m)
Ntƣ (kg) Mxtƣ (kg.m) Mymax (kg.m)
Kích thước tiết diện cột: C x 50cm; C y 80cm
Diện tích tiết diện: A C x C y 50 70 3500 cm 2
Chiều dài tính toán: l o l 0,7 4,2 2,94 m ( lấy theo cuốn
“Tính toán tiết diện cột BTCT – GS Nguyễn Đình Cống – Trang 17”) 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:
Nmax (kg) Mxtƣ (kg.m) Mytƣ (kg,m)
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc( 28 )(=1,00) x1 x 5473 ( )
C C vậy quy về lệch tâm phẳng theo phương X để tính toán: y 70 b C cm; h C x 50cm
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tính momen tương đương ( chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng)
Tính eo với kết cấu siêu tĩnh: e 0 max( ; ) 2,13cme e 1 a
Dựa vào e0 và x1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm
h lệch tâm rất bé, tính toán nhƣ nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e :
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Tính toán với cặp nội lực 2:
Ntƣ (kg) Mxmax (kg.m) Mytƣ (kg,m)
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc( 28 )(=1,00) y1 y 568 5 )
C C vậy quy về lệch tâm phẳng theo phương X để tính toán: x 50 h C cm; b C y 70cm
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tính momen tương đương ( chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng)
Tính eo với kết cấu siêu tĩnh: e 0 max( ; ) 4, 4cme e 1 a
Dựa vào e0 và x1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm
h lệch tâm rất bé, tính toán nhƣ nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e :
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Tính toán với cặp nội lực 3:
Ntƣ (kg) Mxtƣ (kg.m) Mymax (kg.m)
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc( 28 )(=1,00) y1 y 212 2 )
C C vậy quy về lệch tâm phẳng theo phương Y để tính toán: x 50 b C cm; h C y 70cm
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Tính momen tương đương ( chuyển nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng)
Tính eo với kết cấu siêu tĩnh: e 0 max( ; ) 5cme e 1 a
Dựa vào e0 và x1 để phân biệt các trường hợp lệch tâm
h lệch tâm rất bé, tính toán nhƣ nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e :
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Lựa chọn diện tích cốt thép lớn nhất để bố trí thép cho cột Ast = 41,2 cm 2
Vậy đặt thép chịu lực: Chọn6 22 4 25 Có A s 42,44(cm 2 )
Hàm lƣợng tổng cốt thép: st
- Đường kính thép đai: (0, 25 max ;5mm) 0, 25 25 6, 26mm
- Khoảng cách giữa các cốt đai: s (15 min ;400mm) 15 22 330mm
Tại đoạn nối chồng thép dọc: a min(10cốt dọc ;500mm) = min(220mm;
Các cột còn lại xem phục lục 3.1 và bản vẽ KC – 06 ; KC - 07
Thiết kế dầm khung điển hình
3.2.1 Cơ sở lý thuyết về cấu tạo
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 có các hình dạng như chữ nhật, chữ T, hoặc chữ I.
I, hình thang, hình hộp, Thường gặp nhất là tiết diện chữ nhật và chữ T
Chiều cao h của tiết diện được định nghĩa là cạnh nằm theo phương của mặt phẳng uốn, và tiết diện hợp lý có tỉ số h/b trong khoảng 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Việc lựa chọn kích thước b và h cần phải xem xét đến các yêu cầu kiến trúc cũng như việc định hình hóa ván khuôn.
Hình 3.5: Các dạng tiết diện dầm
Cốt thép trong dầm gồm có cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai và cốt xiên
Hình 3.6: Các loại cốt thép trong dầm a) Cốt đai hai nhánh; b) Cốt đai một nhánh; c) Cốt đai bốn nhánh;
1 – Cốt dọc chịu lực; 2 – Cốt cấu tạo; 3 – Cốt xiên; 4 – Cốt đai
Cốt dọc chịu lực thường được đặt ở vùng kéo của dầm, thỉnh thoảng cũng xuất hiện tại vùng nén Diện tích tiết diện ngang của cốt dọc được xác định dựa trên mômen uốn, với đường kính thường dao động từ 10 đến 30 mm Số lượng thanh trong tiết diện phụ thuộc vào diện tích yêu cầu và chiều rộng của tiết diện Đối với dầm có chiều rộng từ 15 cm trở lên, cần ít nhất hai thanh cốt dọc, trong khi với bề rộng nhỏ hơn có thể chỉ cần một thanh Cốt dọc chịu lực có thể được bố trí thành một hoặc nhiều lớp và phải tuân thủ các nguyên tắc cấu tạo.
Cốt dọc cấu tạo có thể là:
Cốt giá giữ vị trí của cốt đai trong quá trình thi công, đặc biệt đối với dầm chỉ cần cốt dọc chịu kéo theo tính toán Nó còn giúp chịu các ứng suất do co ngót và nhiệt độ Thường sử dụng cốt thép có đường kính từ 10 đến 12mm cho mục đích này.
Cốt thép phụ được lắp thêm vào mặt bên của tiết diện dầm khi chiều cao vượt quá 70cm, nhằm chịu đựng các ứng suất do co nhót và nhiệt độ Chúng có vai trò quan trọng trong việc giữ cho khung cốt thép không bị lệch trong quá trình đổ bê tông.
Tổng diện tích của cốt cấu tạo nên lấy khoảng 0,1% đến 0,2% diện tích của sườn dầm
Cốt xiên và cốt đai là các thành phần quan trọng trong kết cấu bê tông, chịu nội lực cắt Q và liên kết vùng bê tông chịu nén với vùng bê tông chịu kéo, đảm bảo tiết diện có khả năng chịu mômen Góc nghiêng của cốt xiên thường là 45 độ, nhưng đối với dầm có chiều cao trên 80 cm, góc này được điều chỉnh thành 60 độ, trong khi dầm thấp và bản có góc 30 độ Đường kính cốt đai thường dao động từ 6 đến 10 mm, và khi chiều cao dầm đạt 80 cm trở lên, cần sử dụng cốt đai có đường kính 8 mm hoặc lớn hơn Cốt đai có thể có một, hai hoặc nhiều nhánh, và khoảng cách cũng như diện tích của cốt xiên và cốt đai được xác định dựa trên tính toán kỹ thuật.
3.2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán dầm:
Theo chiều cao tầng, các tầng thường có tải trọng đứng và vị trí tương tự nhau Khi nội lực do gió ít thay đổi, giá trị nội lực cũng ổn định, cho phép tính toán một dầm tầng điển hình để thiết kế các tầng giống nhau.
Sơ đồ tính toán dầm tiết diện chữ nhật bao gồm các yếu tố quan trọng như khoảng cách a0 từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông chịu kéo, chiều cao có ích ho được xác định bằng công thức ho = h – a0, và bề rộng tính toán b của tiết diện.
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 momen âm:
Tính theo tiết diện chữ nhật cốt đơn Kích thước tiết diện bxh
+ Nếu m R thì tra bảng ra hoặc tính theo công thức:
(3-20) Nếu m R nghĩa là kích thước tiết diện chọn bé
Nếu m 0,5 thì giữ nguyên tiết diện và tính thép theo bài toán tính cốt thép
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 0,5 thì tính thép theo bài toán cốt kép Ta tính theo cách sau:
Coi nhƣ chƣa biết A ‟ s tính cả A ‟ s và As
Cốt thép đai đặt theo kinh nghiệm, yêu cầu cấu tạo
3.2.3 Tính toán cốt thép dầm điển hình
Tính toán cốt thép cho dầm D2-1 trục CC:
* Tính nhƣ tiết diện hình chữ nhật bxh = 30x70cm
+ sR = Rs = 280 Mpa, sc,u = 500 Mpa
Tra bảng từ m 0,0023 1 R 0,619 thỏa mãn điều kiện hạn chế
- Tính diện tích cốt thép:
- Chọn thép: nhƣ hình 3.9 có AS G,26cm 2
- Kiểm tra điều kiện hạn chế: min 1
Hình 3.9: Bố trí cốt th p đầu dầm
Chọn cốt đai cho dầm là 8a100, đoạn giữa dầm đặt 8a150
Các cột còn lại xem phục lục 3.2 và bản vẽ KC – 07; KC – 08 ; KC - 09
THIẾT KẾ SÀN
Cơ sở lý thuyết về cấu tạo
Bản là một kết cấu phẳng với chiều dày nhỏ hơn nhiều so với chiều dài và chiều rộng Trong xây dựng nhà cửa, các bản sàn thường có kích thước mặt bằng từ 2 đến 6 mét, trong khi chiều dày của bản chỉ dao động từ 6 cm trở xuống.
Bản bê tông thường có kích thước 20 cm, nhưng có thể thay đổi về chiều dày và kích thước trong các kết cấu khác Cấp độ bền chịu nén của bê tông sử dụng cho bản thường dao động từ B12,5 đến B25 Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn, việc sử dụng bê tông có cấp độ bền cao giúp hạn chế độ võng và bề rộng khe nứt, mặc dù hiệu quả kinh tế có thể thấp hơn.
Cốt thép trong bản bao gồm cốt thép chịu lực và cốt phân bố, thường là loại CB240T, CB300V hoặc đôi khi là CB400V Cốt thép chịu lực được đặt trong vùng chịu kéo do mômen gây ra, với đường kính từ 6 đến 12mm trong các loại bản thông thường Số lượng cốt thép chịu lực được xác định qua tính toán và được thể hiện qua đường kính cũng như khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau Đặc biệt, khoảng cách giữa trục hai cốt thép chịu lực trong vùng có mômen lớn không được vượt quá một giới hạn nhất định.
20 cm khi chiều dày bản h < 15 cm;
Khi chiều cao bê tông lớn hơn hoặc bằng 15 cm, thời gian đổ bê tông là 1,5 giờ Để đảm bảo việc đổ bê tông thuận lợi, khoảng cách giữa các cốt thép không được nhỏ hơn 7 cm Cốt thép phân bố phải được đặt thẳng góc với cốt thép chịu lực, giúp giữ vị trí của cốt thép chịu lực và phân phối lực tập trung cho các cốt thép lân cận, đồng thời chịu ứng suất do co ngót và nhiệt độ Đường kính cốt thép phân bố thường từ 4 đến 8 mm, với số lượng không ít hơn 10% số cốt thép chịu lực tại tiết diện có mômen uốn lớn nhất Khoảng cách giữa các cốt thép phân bố từ 25 đến 30 cm và không vượt quá 35 cm Các cốt thép chịu lực và phân bố được buộc hoặc hàn với nhau thành lưới.
Hình 4.1: Sơ đồ bố trí cốt thép trong bản a) Mặt bằng; b) Mặt cắt;
1 – Cốt thép chịu lực; 2 – Cốt thép phân bố.
Cơ sở lý thuyết tính toán sàn
Sơ đồ đàn hồi của một hệ siêu tĩnh là biểu diễn cấu trúc của hệ kết cấu siêu tĩnh, trong đó mọi thành phần, tiết diện và miền vật liệu đều hoạt động trong giới hạn đàn hồi dưới tác động của tải trọng, nhiệt độ hoặc chuyển vị cưỡng bức.
Khi cường độ tác dụng của tải trọng tăng lên, nó ảnh hưởng đến một số vị trí tiết diện trong hệ siêu tĩnh Sự gia tăng này thường xảy ra tại các vị trí quan trọng, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong quá trình phân tích và thiết kế.
Khi đạt đến mô men cực trị, vật liệu bắt đầu hoạt động ngoài giới hạn đàn hồi, dẫn đến sự hình thành các khớp dẻo và các chuyển vị xoay Số bậc siêu tĩnh giảm tương ứng với số khớp dẻo hình thành, làm thay đổi hệ kết cấu thành một hệ ít siêu tĩnh hơn và phân bố lại nội lực Nếu tải trọng tiếp tục gia tăng, quá trình hình thành khớp dẻo tại các tiết diện nguy hiểm sẽ diễn ra liên tục, đồng thời bậc siêu tĩnh sẽ giảm cho đến khi đạt giá trị bằng 0 Khi đó, hệ kết cấu trở thành hệ tĩnh định dưới mức cường độ tải trọng cực hạn, dẫn đến các tiết diện có nội lực cực trị đạt đến giới hạn chảy, và nếu tải trọng tiếp tục tăng, hệ sẽ trở thành hệ biến hình Trạng thái cực hạn này được gọi là sơ đồ khớp dẻo.
Sơ đồ khớp dẻo của hệ kết cấu siêu tĩnh là một hệ tĩnh định, được hình thành từ hệ siêu tĩnh gốc khi có đủ số lượng khớp dẻo tới hạn Hệ thống này có khả năng chịu tải trọng và tác động đến mức cực hạn, mang lại nhiều ưu điểm cho thiết kế kết cấu.
Khi khớp dẻo được hình thành, nội lực trong kết cấu sẽ được phân bố lại Các công thức tính toán cho bản sàn kê 4 cạnh và dầm phụ đều dựa trên lý thuyết về sự hình thành khớp dẻo.
Sơ đồ khớp dẻo cho phép tận dụng vật liệu hiệu quả hơn ngoài miền đàn hồi, nhưng đồng thời cũng dẫn đến độ an toàn kém hơn do kết cấu giảm bậc siêu tĩnh và gây ra biến dạng lớn hơn.
Các kết cấu chính thường yêu cầu hoạt động ở trạng thái đàn hồi, trong khi các kết cấu phụ có thể hoạt động dẻo, cho phép mở rộng vết nứt và thu hẹp chiều cao vùng nén, được kiểm soát bởi Ad.
Trong cấu trúc bê tông cốt thép, hiện tượng phá hoại dẻo xảy ra khi vùng bê tông chịu nén đạt cường độ chịu nén tối đa, trong khi cốt thép cũng đạt đến cường độ chịu kéo gần như đồng thời Điều này cho phép tận dụng tối đa khả năng chịu lực của hệ thống.
Sử dụng cốt thép và bê tông một cách hiệu quả giúp tiết kiệm chi phí, đặc biệt khi xảy ra hiện tượng phá hoại dẻo Khi bản và dầm phụ được đặt trên dầm chính, kết cấu sàn bê tông cốt thép vẫn duy trì tính toàn vẹn, ngăn chặn sự phá hoại hoàn toàn.
Sử dụng trong thiết kế
Tuy nhiên, trong phân tích kết cấu bằng máy tính thường sử dụng sơ đồ đàn hồi vì các lý do:
Các phần mềm hiện tại chưa đủ mạnh để mô hình hóa sự hình thành khớp dẻo, vì chúng yêu cầu đầy đủ thông số về cốt thép trong cấu kiện Điều này chỉ cho phép phân tích trong các bài toán kiểm tra, không thể áp dụng cho thiết kế.
Mặc dù sơ đồ khớp dẻo giúp tiết kiệm và tận dụng vật liệu hiệu quả, nhưng chúng ta vẫn nên lựa chọn tính toán theo sơ đồ đàn hồi để đảm bảo an toàn hơn trong thiết kế.
Tính to`án cốt thép sàn
4.3.1 Tính toán nội lực ô s n theo sơ đồ đ n hồi
- Nội lực đƣợc xác định bằng công thức:
Momen dương ở giữa bản theo hai phương:
- Công thức tính toán của momen M1; M2 theo sơ đồ đàn hồi là:
Momen âm dọc theo các cạnh bản:
- MA1; MB1 đƣợc tính theo công thức:
Công thức tính cốt thép: nhƣ công thức (3-20);(3-21);(3-22);(3-23)
4.3.2 toán cốt th p s n điển hình
Kích thước 7x3,75(m) làm việc theo 2 phương
Sơ đồ tính: bản liên kết ngàm 4 cạnh
Nhịp tính toán của ô bản là:
Tra phụ lục 6 theo sơ đồ IV sách Sàn sườn bê tông cốt thép – GS.TS Nguyễn Đình Cống NXB Xây Dựng 2008
Tính toán cốt thép theo cốt dương:
Chiều dày sàn h = 12cm Bề rộng dải sàn tính toán b = 1 m
Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 2cm
Để đảm bảo an toàn và độ bền cho sàn khi có sự biến đổi tải trọng, lựa chọn bố trí thép 8a150 với diện tích cốt thép A s là 3,35cm² là cần thiết, trong khi chọn bố trí 8ta có A s = 0,503cm².
Tính hàm lƣợng cốt thép:
Tính toán cốt thép theo cốt âm:
Chiều dày sàn h = 12cm Bề rộng dải sàn tính toán b m
Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến biên cấu kiện là a = 2cm
Để đảm bảo an toàn và độ bền cho sàn khi có sự biến đổi tải trọng, chọn bố trí thép 8ta với diện tích A s = 0,503 cm² và thép 8a150 Khi đó, diện tích cốt thép sẽ là As.
Tính hàm lƣợng cốt thép:
Tính toán các ô sàn còn lại tương tự như trong bảng phụ lục 4.1 và bản vẽ
Áp dụng tính toán bố trí cốt thép cấu kiện sàn
Tính toán cốt thép cho sàn điển hình (tầng 3)
4.4.1 Tính toán nội lực ô s n theo sơ đồ khớp dẻo
Trong các kết cấu thực tế, liên kết ngàm lý tưởng rất hiếm gặp Do đó, việc nghiên cứu cách tính toán thường giả định liên kết ngàm thông qua các ngàm đàn hồi hoặc gối tựa, được xem như một số cạnh để khảo sát Một ô bản có thể có từ 1 đến 4 cạnh ngàm, trong khi các cạnh còn lại được kê tự do.
Hình 4.2: Sơ đồ các ô bản có một số cạnh ngàm
Tính bản có một số cạnh ngàm có thể theo sơ đồ dẻo hoặc sơ đồ đàn hồi
Hình 4.10: Mômen trong bản có cạnh ngàm
Tính toán theo sơ đồ dẻo:
Lấy M1 là momen chuẩn của ô bản Đặt các hệ số
Bảng 4.2: Bảng các hệ số để tính bản hai phương r=l2/l1 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0
A2; B2 1.4 1.2 1 1 0.8 0.8 0.7 0.6 0.5 + Momen M1 đƣợc tính theo công thức:
Biểu thức xác định D phụ thuộc vào việc đặt cót thép trong bản
- khi cốt thép chịu mô men dương được đặt đều theo mỗi phương trong toàn ô bản
Xác định D theo công thức:
Hình 4.11: Hai cách đặt cốt thép trong bản
- Khi cốt thép chịu momen dương được đặt không đều
Xác định D theo công thức:
D= (2+A1+B1)lt2 +(2θ+ A2 + B2)lt1 - (2+2θ).lk (4.18) lk= (0,2÷0,25)lt1
+ Tính M2 và MAi, MBi theo công thức:
4.4.2.1.Xác định kích thước ô bản
Khoảng cách nội giữa hai mép dầm : lt1 = l 1 b 3,75 0, 2 3,55 m lt2 = l 2 b 7 0,3 6,7 m
=>bản làm việc theo 2 phương tính cho bản kê 4 cạnh, tính theo sơ đồ khớp dẻo
- Tĩnh tải: Xem bảng 2.4 phụ lục A gtt =0,435(T/m 2 )= 435 (KG/m 2 )
- Hoạt tải: Xem bảng 2.11 phụ lục A p= 195 KG/m 2
Hình 4.14: Sơ đồ tính toán sàn phòng ở bản kê 4 cạnh
(2M1 + MA1 + M B1 ) lt2 + (2M2 + MA2 + MB2 ) lt1
Tải trọng tính toán q= 630 KG/m
Tra bảng 4.2 kết hợp nội suy ta có: = 0,35 ; A1=B1= 1 ; A2 = B2=0,55
Thay số vào phương trình ta được
Giải phương trình ta được M1= 329,9 KG.m
Chiều dày của sàn là 12 cm, với giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép chịu kéo là 2 cm Do đó, chiều cao làm việc của bản sàn được tính là 10 cm Tiến hành tính toán cốt thép chịu mô men dương cho sàn.
- Ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 100x12 cm
- Diện tích tiết diện ngang của cốt thép trên 1m dài bản:
- Hàm lƣợng cốt thép trên 1 m dài bản:
- chọn lớp bảo vệ c mm
0 0 12 1,8 10, 2 0 h h a cm h (giả thiết)cm Thỏa mãn
- Ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 100x12 cm
- Diện tích tiết diện ngang của cốt thép trên 1m dài bản:
- Hàm lƣợng cốt thép trên 1 m dài bản:
- chọn lớp bảo vệ c mm
0 0 12 1,8 10, 2 0 h h a cm h (giả thiết)cm Thỏa mãn b Tính toán cốt thép chịu mô men âm
*Theo phương l 1 có M AI = 329,9 KG.m => tính như M I
*Theo phương l 2 có M AII = 63,5 KG.m
- Ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 100x12 cm
- Diện tích tiết diện ngang của cốt thép trên 1m dài bản:
- Hàm lƣợng cốt thép trên 1 m dài bản:
- chọn lớp bảo vệ c mm
0 0 12 1,8 10, 2 0 h h a cm h (giả thiết)cm Thỏa mãn
Bảng 4.3: Bảng chọn cốt thép sàn phòng ở
THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG DƯỚI KHUNG ĐIỂN HÌNH
Điều kiện địa chất công trình
Theo báo cáo khảo sát địa chất công trình trong phạm vi chiều sâu hố khoan xác định 6 lớp đất nhƣ sau:
Lớp 1: Đất cát san lắp nền có chiều dày 0,5m : (0,00 m -0,50m)
Lớp 2: Đất sét hữu cơ lẫn bột, màu xám nhạt độ dẻo cao,trạng thái rất mềm(bùn sét hữu cơ) có chiều dày 7,3m: (-0,50m -7,80m)
Lớp 3: Đất cát pha nâu vàng, trạng thái dẻo có chiều dày 3,3m :(-7,80m
Lớp 4: Đất cát hạt min - trung lẫn bột màu nâu vàng, tím, trạng thái chặt vừa có chiều dày 22,3m : (-11,1m -33,4m)
Lớp 5: Đất sét lẫn bột màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng đôi khi chỗ dẻo cứng có chiều dày 15,4m :(-33,4m -48,8m)
Mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu – 0,5m
Các đặc trưng cơ lý của lớp đất dưới công trình xem Bảng 5.1 phụ lục
Hình 5.1: Trụ địa chất công trình
Lớp 1 là lớp đất lấp, ta không đặt móng công trình trên lớp đất này
Lớp 2 bao gồm đất sét hữu cơ kết hợp với bột, có màu xám nhạt và độ dẻo cao, ở trạng thái rất mềm (bùn sét hữu cơ) Đặc điểm của lớp đất này cho thấy mô đun biến dạng E = 334,5 (KN/m²), cho thấy các tính chất cơ lý của nó không thuận lợi cho việc xây dựng công trình.
Lớp 3 là lớp cát pha nâu vàng, trạng thái dẻo có mô đun biến dạng
E= 425,5 (KN/m2), đây là lớp đất có các đặc trƣng cơ lý ít thuận lợi cho xây dựng công trình trên lớp đất này
Lớp 4 là đất cát pha nâu vàng, trạng thái dẻo có mô đun biến dạng
E= 441,6 (KN/m2); góc ma sát = 28o41‟, đây là lớp đất có các đặc trƣng cơ lý tương đối thuận lợi cho việc xây dựng công trình trên lớp đất này
Lớp 5 bao gồm đất sét kết hợp với bột màu nâu vàng, có trạng thái nửa cứng và đôi chỗ dẻo cứng, với mô đun biến dạng E = 434,9 KN/m2 Đặc trưng cơ lý của lớp đất này tương đối thuận lợi cho việc xây dựng công trình.
Nội lực dưới chân cột khung điển hình C – C
- Số liệu tải trọng tính toán phần tử 388 chân cột C4(0,5x0,7) trong SAP tại cốt 0.00 :
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: n
N o tc N o tt ; o tc o tt ; o tc o tt
(n là hệ số vƣợt tải gần đúng n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15)
Tải trọng tiêu chuẩn tại cốt 0,0:
Lựa chọn phương án kết cấu móng
5.3.1 Đề xuất phương án móng:
54 các giải pháp móng có thể sử dụng đƣợc là:
+ Phương án móng cọc khoan nhồi
- Phương án móng cọc ép:
-Không gây chấn động mạnh;
-Dễ thi công , kiểm tra đƣợc chất lƣợng cọc ;
-Tiết diện cọc nhỏ do đó sức chịu tải của cọc không lớn;
- Khó thi công khi phải xuyên qua lớp sét cứng hoặc cát chặt
- Phương án móng cọc khoan nhồi :
- Có thể khoan đến độ sâu lớn, cắm sâu vào lớp cuội sỏi;
- Kích thước cọc lớn, sức chịu tải của cọc rất lớn , chịu tải trọng động tốt;
- Không gây chấn động trong quá trình thi công
- Thi công phức tạp , cần phải có thiết bị chuyên dùng;
- Khó kiểm tra chất lƣợng cọc;
- Giá thành tương đối cao
Với 2 phương án trên ta thấy rằng sử dụng giải pháp móng cọc ép là phù hợp hơn về yêu cầu sức chịu tải cũng nhƣ khả năng thi công thực tế cho công trình.
Tính toán móng cọc
5.4.1 Thông số về cọc: a) Chọn độ chôn sâu của đáy đ i:
Trong thiết kế móng cọc đài thấp, cần lưu ý rằng tải trọng ngang do đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận phải được tính toán chính xác Điều này đảm bảo rằng các yếu tố thiết kế đáp ứng đủ các điều kiện cần thiết để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.
(5-1) Trong đó: h - độ chôn sâu của đáy đài
Q : Tổng lực ngang theo phương vuông góc với cạnh b của đài: Qx = 0,08 T
; : góc nội ma sát và trọng lƣợng thể tích đơn vị của đất từ đáy đài trở lên:
= 4 0 35‟; = 1,54 (T/m 3 ) b : bề rộng đài chọn sơ bộ b =1,5 m min
+ Ta chọn tiết diện cọc 350x350
+ Lớp bê tông bảo vệ : a = 50 mm
+ Cường độ chịu nén bê tông cọc : R = 170 kG/cm 2 (B30)
+ Cường độ tính toán cốt thép cọc : Rs = 2800 (AII)
+ Số thanh thép trên một đoạn : n= 4 thanh
+ Đường kính thép chịu lực: d = 20 mm
+ Cọc ngàm vào đài 0,6m để sau này đập bỏ phần bê tông kém chất lƣợng, chỉ để lại 0,1 m bê tông ngàm vào đài
+ Với phương án móng đã chọn như trên ta đặt mũi cọc tại lớp đất thứ 4 Chọn cọc dài 15m ( chia làm 2 đoạn , một đoạn dài 8m và một đoạn 7m)
5.4.2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu đƣợc tính nhƣ sau:
P F R F (5-2) Trong đó: cb : hệ số điều kiện làm việc Chọn cb = 0,85
cb : hệ số kể đến phương pháp thi công cọc cb ' = 1
Fs : Diện tích phần cốt thép Fs = 0.00126(m 2 )
Fc : Diện tích phần cọc bê tông Fc = 0.35x0.35 – 0.00126 0.121(m 2 )
5.4.3 Tính toán sức chịu tại của cọc tại điểm xuyên tĩnh:
Trong bài viết này, qb đại diện cho cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, được xác định từ kết quả xuyên tại điểm thí nghiệm Fi là trị trung bình cường độ sức kháng của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, trong khi li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i” U là chu vi tiết diện ngang của thân cọc Giá trị qb được tính theo công thức qb = β1 qC.
Hệ số chuyển đổi β1 từ qc sang qb không phụ thuộc vào loại hình mũi xuyên và được xác định theo Bảng 14 TCVN 10304 Giá trị qC, là trị trung bình sức kháng của đất dưới mũi xuyên, được lấy từ kết quả thí nghiệm trong phạm vi bề dày từ 1d trở lên và 4d trở xuống, tính từ cao trình mũi cọc thiết kế, trong đó d là đường kính của cọc tròn, cạnh của cọc vuông, hoặc cạnh dài của cọc có mặt cắt ngang hình chữ nhật.
Trị trung bình sức kháng trên thân cọc f đƣợc xác định:
Khi xuyên phá loại I: f = β 2 fs
Trong bài viết, hệ số β2 được lấy từ Bảng 14 TCVN 10304 với giá trị β2 = 1,04 Giá trị fs, đại diện cho cường độ sức kháng trung bình của đất trên ống ma sát của mũi xuyên, được xác định bằng thương số giữa tổng sức kháng của đất trên thân xuyên và diện tích bề mặt trong phạm vi chiều sâu kể từ mặt đất tại điểm xuyên.
Chiều cao mũi cọc cần đạt 57 đến cao độ nằm trong lớp đất thiết kế chịu lực Theo Bảng 14 TCVN 10304, chiều dài đoạn cọc trong lớp đất thứ “i” được xác định Diện tích tiết diện ngang của thân cọc cũng cần được tính toán Hệ số an toàn đối với cọc chịu nén được tính theo công thức: ɣ = (5-4).
Hệ số tin cậy g n cho tầm quan trọng của công trình được xác định là 1,2 cho cấp I, 1,15 cho cấp II và 1,1 cho cấp III theo phụ lục F (TCVN-10304-2014), trong đó g n cho công trình cấp II là 1,15 Hệ số tin cậy g k phụ thuộc vào loại móng cọc: đối với móng có ít nhất 21 cọc, g k = 1,40; từ 11 đến 20 cọc, g k = 1,55; từ 6 đến 10 cọc, g k = 1,65; và từ 1 đến 5 cọc, g k = 1,75 Cuối cùng, hệ số điều kiện làm việc g 0 là 1 cho cọc đơn và 1,15 cho nhiều cọc, phản ánh mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc.
Sức chịu tải của cọc: Áp dụng xác định sức chịu tải của cọc ép kích thước 35x35cm theo địa chất đã có:
- Tại z = 16,3 m β 1 = 0,57 – Tra bảng 14 TCVN 10304 – 2014 ứng với qc p00 kPa
58 β 2 = 1,04 – Tra bảng 14 TCVN 10304 – 2014 fs = 76 – Tra bảng 14 TCVN 10304 – 2014
Vậy sức chịu tải tính tại điểm xuyên tĩnh Z = 12,6m là:
= 399.(0,35.0,35)+1,4.91,7/1.65 = 107,4 (T/m 2 ) sức chịu tại của cọc tại điểm xuyên tĩnh là: P = 107,4T
5.4.4.Tính toán sức chịu tải theo Meyerhof:
Trong đó: q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tính theo công thức: q b K N 1 p (5-5a)
K d đối với cọc đóng và K 1 = 120 với cọc nhồi
N p : là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc
A b : diện tích ngang mũi cọc f i : cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp thứ i trên thân cọc tính theo công thức:
K2: là hệ số lấy bằng 2 với móng cọc ép, và bằng 1 đối với cọc nhồi
Nsi: là chỉ số SPT trung bình của lớp thứ i trên thân cọc Trong đất dính
Hệ số điều chỉnh cọc đóng, ép (p) được xác định dựa trên tỷ lệ giữa mức kháng cắt không thoát nước của đất dính (Cu,i) và giá trị trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, như thể hiện trong hình G.2a.
Hình 5.2: Sức kháng cắt/ áp lực hiệu quả thẳng đứng: c u / ’ v f L : Là hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d cho của cọc đóng, xác định biểu đồ trên hình 5.1
Hình 5.3: Chiều sâu cọc/ đường kính cọc : L/d
Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, ký hiệu là Cu, được xác định theo công thức: Cu,i = 6,25.Nc,i Hệ số an toàn đối với cọc chịu nén được tính theo công thức 5-4.
60 Áp dụng xác định sức chịu tải của cọc ép kích thước 35x35cm theo địa chất đã có:
Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc: qb = K1×Np = 40×230 T/m 2
K2 = 2 (Hệ số lấy bằng 2 với móng cọc ép)
Nsi: là chỉ số SPT trung bình của lớp thứ i trên thân cọc
Vậy sức chịu tải tính theo công thức Meyerhof tại Z,3 m là: qb×Ab = 920 ×0,1225= 112,7 T u×∑fi×li = 1,4×35,5= 49,7 T
Sức chịu tải của cọc lấy theo công thức Meyerhof là: P = 98,4 T
5.4.5 ác đinh theo Công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988):
Sức chịu tải cực hạn của cọc xác định theo công thức:
Trong đó: q b : là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định như sau:
Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb= 300 Np cho cọc đóng (ép) và qb 150Np cho cọc khoan nhồi
Khi mũi cọc nằm trong đất dính, sức kháng trung bình cho cọc đóng (ép) là qb = 9.cu và cho cọc khoan nhồi là qb = 6.cu Đối với cọc đóng và cọc ép, cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc trong lớp đất rời thứ „„i‟‟ được tính bằng công thức f s,i = (10.N s,i )/3 Trong khi đó, cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong đất dính thứ „„i‟‟ được xác định bởi công thức f s,i = p f L c u,i.
Hệ số điều chỉnh p cho cọc đóng phụ thuộc vào tỷ lệ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính c_u và giá trị trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng, được xác định theo biểu đồ trong hình 5.2 Hệ số điều chỉnh f_L theo độ mảnh h/d của cọc đóng cũng được xác định theo biểu đồ trong hình 5.3.
Chỉ số N p là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được ký hiệu là c u Khi không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước cu từ các thiết bị thí nghiệm, có thể xác định c u từ thí nghiệm nén một trục nở ngang tự do với công thức cu = qu/2, hoặc từ chỉ số SPT trong đất dính với công thức cu,i = 6,25 Nc,i tính bằng kPa, trong đó Nc,i là chỉ số SPT trong đất dính.
Chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời "i" được ký hiệu là N s,i, trong khi chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời "i" được ký hiệu là l s,i Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính "i" được ký hiệu là l c,i Thêm vào đó, chu vi tiết diện ngang của cọc được ký hiệu là u, và đường kính tiết diện cọc tròn hoặc cạnh tiết diện cọc vuông được ký hiệu là d Bài viết này áp dụng để xác định sức chịu tải của cọc ép có kích thước 35x35cm dựa trên điều kiện địa chất đã được khảo sát.
Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc: qb = 300× N p = 300×23/10 = 690 T/m 2 f s,i ,58
Vậy sức chịu tải tính theo công thức Nhật Bản tại Z = 16,3 m là: qb×Ab = 690×0,1225= 84,5 T u×∑fi×li = 1,4×60,2,28 T
Sức chịu tải của cọc lấy theo công thức Nhật Bản là: P = 102,3 T
5.4.6 Lựa chọn sức chịu tải:
Dự kiến cọc cắm sâu đến cao độ 16,3m Áp dụng công thức lựa chọn sức chịu tải cọc:
P = min(Pvl, Pc,u, PMeyerhof, PNB) =min(204,9;107,4;98,4;102,3),4T
Vậy chọn sức chịu tải của cọc P = 98,4T.
Tính toán kiểm tra bố trí cọc
5.5.1 Tính toán số lƣợng cọc trong đ i:
Số l-ợng cọc sơ bộ xác định nh- sau: P n N
:hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men M o và trọng lượng của đài: 1 - 1.5
Tính toán cho các giá trị khung trục điển hình tại bảng 5.4 phục lục
5.5.2 Lựa chọn kích thước đ i móng, giằng móng :
Bố trí cọc trong đài với khoảng cách giữa các cọc :
Khoảng cách từ mép đài đến trục hàng cọc ngoài cùng :
Chọn tất cả các tiết diện giằng móng là 30 x 70 m
Hình 5.4: Bố trí đ i cọc 5.5.3 Lập mặt bằng kết cấu cho công trình:
Xem chi tiết bản vẽ KC – 15
5.5.4 Kiểm tra phản lực tác dụng lên đầu cọc:
Theo giả thiết gần đúng cọc chỉ chịu tải dọc trục, chịu nén hoặc chịu kéo:
+ Trọng lƣợng của đài và đất trên đài:
G F h d d m tb (2 2,8) 1,9 1,58 10,6 T (5-11) + Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cọc đƣợc tính theo công thức:
Trong đó: N tc N o tc G d → tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài
N tc T tc d tc oy tc ox x M Q h
M → mô men M x tiêu chuẩn tại đáy đài.
M Tm tc tc tc y oy ox d
M M Q h → mô men M x tiêu chuẩn tại đáy đài.
+ Tải trọng tính toán tác dụng lên cọc không kể trọng lƣợng bản thân đài và lớp đất phủ đƣợc tính theo công thức:
Trong đó: N tt N tt G d → tải trọng tính toán tại cốt 0,0
N T tt d tt oy tt ox x M Q h
M → mô men M x tính toán tại đáy đày 5,5 4 1,9 10,3 x tt
M Tm tt tt tt y oy ox d
M M Q h → mô men M x tính toán tại đáy đài
Lập bảng tính: 5.4 cọc xi yi pi poi
P T P T Tất cả các cọc đều chịu nén và đều < P 98, 4 T
Kiểm tra cột trọc thủng đài
Hình 5.5: Cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp
Cột đâm thủng đài theo dạng hình thang bao bọc hết cọc nên P dt P 0 i 0
Đài móng thỏa mãn điều kiện đâm thủng với kích thước đài lớn nhất nên các đài còn lại không cần kiểm tra nữa
5.5.5 Kiểm tra khả năng h ng cọc chọc thủng đ i Điều kiện kiểm tra: p b h R 0 k
Trong đó: : P – lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài tiết diện cọc, P = p1+p2= 94,53+94,39 8,92T b – bề rộng đài, b= 2m ho=1,2m – chiều cao hữu ích của đài
Rk = 120T/m 2 – cường độ tính toán chịu kéo của bê tông
C1 – khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng:
- hệ số không thứ nguyên
Vậy chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng theo tiết diện nghiêng.
Kiểm tra tổng thể kết cấu móng
5.6.1 Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước
- Điều kiện kiểm tra: pqƣ Rđ pmaxqƣ 1,2.R đ
- Xác định khối múng quy ước:
Chiều cao khối móng quy ƣớc tính từ mặt đất đến mũi cọc HM = 14,3 m
Dùng sơ đồ 1 o đối với nền nhiều lớp:
Diện tớch khối múng quy ƣớcátớnh theo cụng thức sau đõy:
(trong đó tb - góc ma sát trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên)
B m khoảng cách giữa 2 mép ngoài cùng của cọc theo ph-ơng x
L m khoảng cỏch giữa hai mép ngoài cùng của cọc theo ph-ơng y
3 15 0 ' Vậy kích th-ớc đáy móng khối quy -ớc nh- sau:
- Xác định tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc):
Diện tích đáy móng khối quy -ớc:
Hình 5.6: Sơ đồ tính khối móng quy ƣớc
Mô men chống uốn Wx ; Wy của F qu là:
W LB m + Tải trọng thẳng đứng tại đáy móng khối quy ƣớc tớnh toán và tiêu chuẩn:
+ Mô men M x và M y tớnh toỏn tại đáy đài : tt tt tt x ox oy d
M M Q h ; M y tt M oy tt Q ox tt h d (5-15) 5,5 4 13,6 59,9 tt
+ Mô men M x và M y tiờu chuẩn tại đáy đài : tc tc tc x ox oy d
M M Q h ; M tc y M oy tc Q ox tc h d
M x Tm; M tc y 0,17 0,07 14,3 1,1 Tm Ứng suất tác dụng tại khối móng quy ƣớc:
+ Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (Theo công thức của Terzaghi):
Lớp 3 có ( 0 41‟ tra bảng ta có: N ,35 ; Nq = 19,27 ; Nc = 33,39
Nh- vậy đất nền d-ới đáy móng khối quy -ớc đủ khả năng chịu lực
5.6.2 Kiểm tra lún cho móng cọc: Độ lún đƣợc tính với tải trọng tiêu chuẩn:
69,89 1,96.14,3 49,7 / 2 gl tb qu p h T m Độ lún của móng cọc đ-ợc tính toán nh- sau:
Chia nền đất d-ới đáy móng khối thành từng lớp phân tố có chiều dày
Phương pháp cộng lún phân tố cho phép tính toán lún của cọc đặt vào lớp thứ 4 bằng cách coi đáy móng khối quy ước là nền đồng nhất Kết quả từ lý thuyết đàn hồi sẽ được sử dụng để xác định mức độ lún chính xác.
Hình 5.7: Sơ đồ tính lún
Kết quả tính toán ứng suất lập thành bảng sau:
Tại điểm z=5,5: ứng suất do trọng l-ợng bản thân của đất nền bt 50,84 /T m 2 ứng suất gây lún: 9, 443 / 2 1 50,84 10,168 / 2
→ nên không cần tính lún các lớp bên dưới nữa
S cm ® ộ lún rất nhỏ so với độ lún cho phép S tc = 8cm
5.6.3 Tính toán kiểm tra cọc
Khi v ậ n chuy ể n c ọ c : tải trọng phân bố q = F.n
Trong đó: n là hệ số động, n = 1,5
Hình 5.8: Bi ểu đồ momen c ọ c khi v ậ n chuy ể n
- Trườ ng h ợ p treo c ọ c lên giá búa :để M 2 M 2 b 0,294 lc = 2,35 m
+Trị số mô men d-ơng lớn nhất: M2 2 qb 2 = 1,27 Tm
H ỡ nh 5.9: Biểu đồ mômen cọc khi dựng lên để đóng hoặc ép
Ta thấy Mô men tr-ờng hợp a, nhỏ hơn Mô men tr-ờng hợp b, nên ta dùng mô men tr-ờng hợp b để tính toán
+ lấy lớp bảo vệ cốt thép cọc là a’= 3cm chiều cao làm việc của cốt thộp là: h 0 35 3 32cm
Cốt thép dọc chịu mô men uốn của cọc là 4 20( F a 12,57 cm 2 )
cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp.
- Tính toán cốt thép làm móc cẩu:
+ Lực kộo múc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc: F k q.l
Hình 5.10: Sơ đồ tính lực kéo cẩu
lực kéo ở một nhánh, gần đúng:
Thép móc cẩu chọn loại A-I ( thép A-I có độ dẻo cao, tránh gãy khi cẩu lắp)
Diện tích cốt thép của móc cẩu: a k ' 23000 2,54 1,1 2 a
Chọn thép móc cẩu 14 có F a 1,54 cm 2
Tính cốt thép đài
Hình 5.11: Sơ đồ tính th p đ i móng a) Momen tại mép cột theo mặt cắt 1-1:
Trong đó: r1 : khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt 1-1 r1 = 0,45 m
Vậy diện tích cốt thép yêu cầu là:
Chọn bố trí 18ta có As=2,54cm 2 dùng 16 cây thép As = 40,64cm 2
Tính hàm lƣợng cốt thép:
b h > min 0,05% b) Momen tại mép cột theo mặt cắt 2-2:
Trong đó: r1 : khoảng cách từ trục cọc đến mặt cắt 1-1 r1 = 0,75 m
Vậy diện tích cốt thép yêu cầu là:
Chọn bố trí 18ta có A s =2,54cm 2 dùng 18 cây thép => AsE,72 cm 2
Tính hàm lƣợng cốt thép:
Chi tiết bản vẽ KC – 15
Giằng móng
Ta chọn thép giằng móng theo kinh nghiệm
Giằng móng được chọn với kích thước: bxh = 300x700 (mm)
Thép chọn 10 20 và chọn thép đai là 8 150 a