PHẦN 1 KIẾN TRÚC I. MỤC ĐÍCH ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH Trong quá trình hội nhập và với sự phát triển mang tính tất yếu của đất nước, ngành xây dựng ngày càng giữ vai trò thiết yếu trong chiến lược này. Vốn đầu tư xây dựng cơ bản ngày càng chiếm một con số rất lớn trong ngân sách nhà nước (khoảng 4050%), kể cả đầu tư nước ngoài. Những năm gần đây, với chính sách mở cửa nền kinh tế, mức sống của người dân ngày càng được nâng cao kéo theo nhiều nhu cầu: ăn ở, nghỉ ngơi, giải trí… ngày càng cao hơn và tiện nghi hơn. Đối với các thành phố lớn thì đây là một nhu cầu thật nan giải và Thành phố Hồ Chí Minh cũng không phải là một ngoại lệ. Diện tích đất xây dựng ngày càng thu hẹp nhưng dân số thì ngày càng tăng. Trong điều kiện ấy đòi hỏi phải xây dựng những chung cư cao tầng thì mới có thể đáp ứng được nhu cầu của người dân. Mặt khác, việc xây dựng công trình một cách hợp lý còn biểu trưng cho sự phát triển khoa học kỹ thuật của công nghệ xây dựng nói riêng cũng như nền văn minh đô thị nói chung. Từ những lý do khách quan như trên, nhận thức rõ tầm quan trọng và ý nghĩa xã hội học của một chung cư cao tầng. Thành phố Hồ Chí Minh nói chung thì chung cư cao tầng đã trở thành sự giải quyết mang tính đương đại, chung cư là sự giải quyết khả thi cho vấn đề dân cư. Do đó, Cao ốc Tân Thịnh Lợi Quận 6, TP.HCM một dự án thiết thực. II. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình Khí hậu Thành phố Hố Chí Minh có những đặc điểm sau: Nhiệt độ trung bình trong năm: 270 Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm (tháng 4): 400 Tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm (tháng 2): 180 Khí hậu nhiệt đới có 2 mùa rõ rệt: mùa nắng từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11. Độ ẩm trung bình trong năm: 79.5% Tháng có độ ẩm cao nhất trong năm (tháng 9): 90.0% Tháng có độ ẩm thấp nhất trong năm (tháng 3): 65.0% Gió: Trong mùa khô gió Đông Nam chiếm 3040% Trong mùa mưa gió Tây Nam chiếm 66% Đây cũng là 2 hướng gió chính trong thông thoáng tự nhiên. 2. Qui mô công trình Khối chung cư gồm 1 đơn nguyên. cao 10 tầng và 1 tầng hầm, mỗi tầng gồm 6 căn hộ. Chiều cao công trình: 34.6 m (tính từ mặt đất tự nhiên đến mái tầng thượng). Chiều cao tầng: + Tầng hầm : 3.0 m + Tầng trệt : 5.5 m + Tầng 29: 3.3 m III. CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH 1. Hệ thống chiếu sáng và thông gió tự nhiên Khu vực xung quanh công trình chủ yếu là khu dân cư thấp tầng, vì vậy phải tận dụng tối đa việc chiếu sáng tự nhiên và thông thoáng tốt. Đây là tiêu chí hàng đầu khi thiết kế chiếu sáng và thông gió công trình này. Ngoài ra cũng cần phải bố trí hệ thống chiếu sáng và điều hoà nhân tạo sao cho đảm bảo đúng tiêu chuẩn theo từng chức năng của khu vực. 2. Hệ thống giao thông Cao ốc có 2 cầu thang bộ và 2 thang máy, mỗi thang máy gồm có 1 buồng. Các thang này nằm giữa trục nhà, thông từ tầng hầm cho đến tầng thượng. Mỗi đơn nguyên được chia làm 3 khu vực bởi 2 hoa gió. Mỗi khu vực gồm 2 căn hộ và thông ra cầu thang bộ cũng như thang máy. Hành lang lưu thông thông thoáng. 3. Hệ thống cấp điện, chống sét Hệ thống cấp điện bao gồm: trạm điện với 2 máy biến thế (750KVA) từ điện lưới 22KV4KV, 1 trạm phát điện dự phòng 400KVA,bảng điện, hệ thống cáp dẫn đến các buồng căn hộ, các phòng chức năng khác của các tầng và hệ thống kỹ thuật của nhà (thang máy, quạt tăng áp, máy bơm nước, chiếu sáng hành langcầu thang, chiếu sáng khẩn cấp). Hệ thống chống sét cho công trình được thiết kế ở dạng kim thu sét PDC của INGESCO đặt ở độ cao 6m tính từ mái nhà, hệ thống tiếp đất bằng cọc thép mạ đồng 20mm. Hệ thống chống sét đảm bảo cho việc chống sét đánh trực tiếp vào công trình. 4. Hệ thống cấp thoát nước Hệ thống cấp nước cho công trình bao gồm 2 bể nước ngầm bố trí ở tầng hầm với dung tích 320m3, trạm bơm nước (Q = 120m3h, H > 100m) để bơm nước lên bể máy gồm 6 bồn Inox (dung tích 90m3). Hệ thống ống cấp nước được chia thành 3 vùng theo chiều cao. Để đảm bảo áp lực nước an toàn cung cấp cho các tầng phía dưới, hệ thống đường ống nước có bố trí van giảm áp. Hệ thống thoát nước bao gồm thoát nước mưa, thoát nước bẩn, và thoát phân, các bể tự hoại bố trí bên ngoài công trình. Toàn bộ hệ thống được bố trí theo chiều đứng trong các hộp gen kỹ thuật, đến tầng trệt thoát ngang ra các bể tự hoại và hệ thống đường ống thoát nước bên ngoài công trình. Hệ thống xử lý phân và nước thải được thiết kế ở dạng bể tự hoại và bố trí ngoài công trình. Nước sau khi xử lý sơ bộ sẽ được đưa về trạm xử lý tập trung bố trí tại một góc của khu đất trước khi thoát ra hệ thống thoát nước chung của thành phố. 5. Hệ thống cáp tivi, điện thoại, loa Hệ thống cáp điện thoại với 210 line cung cấp đến các căn hộ và các phòng chức năng của công trình. Hệ thống cáp tivi bao gồm anten, bộ phận kênh, khuếch đại và các đồng trục dẫn đến các căn hộ của các đơn nguyên (mỗi căn 1 đầu ra). Hệ thống loa được khuếch đại (100W) và đưa đến các tầng của các đơn nguyên trong nhà. 6. Hệ thống phòng cháy chữa cháy Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) trong công trình bao gồm: hệ thống cầu thang thoát hiểm, hệ thống báo cháy (đầu báo khói, đầu báo nhiệt, tủ hiển thị) với 11 zone (cho mỗi đơn nguyên) tại các phòng của các căn hộ, hành lang, các phòng với chức năng khác tại tầng trệt và tầng hầm, hệ thống chữa cháy bằng nước với các hộp chữa cháy bố trí trên mỗi tầng và mỗi đơn nguyên (khu cầu thang), các Sprinkler (khu hành lang), các bình chữa cháy bằng CO2 và bột khô. Hệ thống đường ống cung cấp nước chữa cháy nối đến các họng chữa cháy và các Sprinkler là các ống sắt tráng kẽm với hệ thống bơm nước đặt tại tầng hầm. Cầu thang thoát hiểm cho mỗi đơn nguyên nằm trong lồng cầu thang với kết cấu tường xây gạch dày 200mm và thời gian chịu lửa của tường xây gạch là 300 phút (theo TCVN 26221995: Phòng cháy; chống cháy cho nhà và công trình; yêu cầu thiết kế), thoả mãn yêu cầu về chống cháy cho cầu thang thoát nạn trong công trình (yêu cầu 150 phút). PHẦN 2 KẾT CẤU Chương I TÍNH TOÁN KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH I.1. CẤU TẠO SÀN Công việc thiết kế phải tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nước Việt Nam quy định đối với ngành xây dựng. Những tiêu chuẩn sau đây được sử dụng trong quá trình tính: TCVN 27371995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động. TCVN 55741991: Tiêu chuẩn thiết kế bêtông cốt thép. TCXD 1981997 : Nhà cao tầng Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối. Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau. Do công trình sử dụng kết cấu khung chịu lực là chính nên dùng phương án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tốt nhất vì sàn có khả năng chịu tải lớn và làm tăng độ cứng , độ ổn định cho toàn công trình. Phương pháp thi công đơn giản phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Đối với các sàn thông thường, cấu tạo như sau: Ngoài ra đối vơí các sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (sàn vệ sinh, sàn mái…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp chống thấm. I.1.1. Chọn sơ bộ tiết diện Giới thiệu mặt bằng sàn: Sàn được chia thành các ô bản bằng các dầm chính và dầm phụ với kích thước như hình vẽ. Tổng cộng có 24 loại ô bản. Chiều dày bản sàn thường được chọn dựa trên các yêu cầu sau: + Yêu cầu độ võng: Luôn đảm bảo độ võng của sàn, có thể thay đổi vị trí các vách ngăn mà không làm ảnh hưởng đến độ võng của sàn. + Về mặt truyền lực: Phải đảm bảo về mặt truyền lực, do giả thuyết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải trọng ngang và chuyển vị). + Yêu cầu cấu tạo: Khi tính toán không xét đến việc bản sàn bị giảm yếu do các khoan móc treo các thiết bị kỹ thuật. Chiều dày sàn: Do bản sàn được chia thành cả 2 loại là bản loại dầm và bản kê bốn cạnh, ta tính chiều dày sàn theo kích thước từng ô và chọn giá trị lớn nhất. Chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, sơ bộ xác định theo công thức: + Với bản loại dầm, chọn m = 30. + Với bản kê bốn cạnh, chọn m = 45. + D phụ thuộc vào loại tải trọng, với tải trọng thuộc loại nhà dân dụng, ta chọn D=1. Dầm qua cột và dầm phụ: chọn chiều cao các dầm hd > 3hb để đảm bảo loại bản kê 4 cạnh là bản ngàm. Ta chọn bản sàn có kích thước lớn nhất để tính chiều dày cho toàn bộ sàn các lầu. O có kích thước lớn nhất: 3,1x5 m : Sơ bộ chọn chiều dày : h = cm Sơ bộ chọn chiều dày sàn là 10 cm I.1.2. Vật liệu Vật liệu: Chọn Bêtông mác 250, có: + Cường độ chịu nén tính toán: Rn= 110kGcm2. + Cường độ chịu kéo tính toán: Rk= 8.3kGcm2. Thép sàn: Chọn thép CI có cường độ chịu kéo tính toán Ra=2000kGcm2. Thép dầm cột: Chọn thép AII có cường độ tình toán Ra=2800kGcm2. I.2. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN Tải trọng tác động lên sàn điển hình bao gồm tĩnh tải và hoạt tải, được xác định như sau: I.2.1. Tĩnh tải Tĩnh tải tác động lên sàn điển hình là tải phân bố đều do các lớp cấu tạo sàn : gtt = hi.× i×n Với hi : chiều dày các lớp cấu tạo sàn. I : khối lượng riêng. n : hệ số vượt tải. Kết quả tính được trình bày thành bảng sau: PHÒNG NGỦ, PHÒNG KHÁCH, BẾP STT Thành phần cấu tạo hi (m) i (kGm3 ) n gi (kGm2 ) 1 Lớp gạch men ceramic 0.010 2000 1.2 24.0 2 Vữa lót Ximăng, cát 0.020 1800 1.1 39.6 3 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275 4 Vữa trát dày 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng gtt 371 PHÒNG VỆ SINH, BAN CÔNG, HIÊN PHƠI, SÀN NƯỚC STT Thành phần cấu tạo hi (m) i (kGm3 ) n gi 1 Gạch men lát nền 0.010 2000 1.2 24.0 2 Vữa lót Ximăng, cát 0.020 1800 1.1 39.6 3 Lớp chống thấm 0.050 1800 1.1 99 4 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275 5 Vữa trát dày 0.015 1800 1.2 32.4 Tổng cộng gtt 470 Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn: Tải trọng của các vách ngăn (tường) được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn: + Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100: gttt = 180 (kGm2) + Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200: gttt = 330 (kGm2) Trọng lượng bản thân vách ngăn là: gttt : tải trọng vách ngăn (kGm2). St : diện tích vách ngăn (m2). Tải trọng qui đổi phân bố đều trên ô sàn có vách ngăn: pmt : trọng lượng bản thân vách ngăn (kG). a = L1, b = L2 : cạnh ngắn, cạnh dài ô sàn (m). I.2.2. Hoạt tải Giá trị hoạt tải sử dụng và hệ số vượt tải được lấy theo TCVN 2737 1995: BẢNG HOẠT TẢI SỬ DỤNG STT Loại phòng Hoạt tải (kGm2) ptc N ptt 1 Phòng ngủ, phòng khách 200 1.2 240 2 Phòng vệ sinh, bếp 150 1.2 180 3 Ban công, sảnh 200 1.2 240 4 Hành lang, cầu thang 300 1.2 360 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TẢI VÀ HOẠT TẢI Ô sàn gttsàn (daNm2) Pttsàn (daNm2) Tổng tải sàn qs (daNm2)
MỤC ĐÍCH ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH
Ngành xây dựng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển đất nước, đặc biệt trong bối cảnh hội nhập toàn cầu Vốn đầu tư cho xây dựng cơ bản ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong ngân sách nhà nước, ước tính khoảng 40-50%, bao gồm cả nguồn vốn từ đầu tư nước ngoài.
Trong những năm gần đây, chính sách mở cửa nền kinh tế đã nâng cao mức sống của người dân, dẫn đến nhu cầu về ăn ở, nghỉ ngơi và giải trí ngày càng tăng Tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, vấn đề này trở nên nan giải do diện tích đất xây dựng hạn hẹp trong khi dân số không ngừng gia tăng Để đáp ứng nhu cầu này, việc xây dựng các chung cư cao tầng là cần thiết Hơn nữa, việc xây dựng hợp lý không chỉ phản ánh sự phát triển của công nghệ xây dựng mà còn thể hiện sự tiến bộ của nền văn minh đô thị.
Chung cư cao tầng ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh đô thị hóa tại Thành phố Hồ Chí Minh, đóng vai trò là giải pháp hiện đại cho vấn đề dân cư Dự án Cao ốc Tân Thịnh Lợi tại Quận 6 là một ví dụ điển hình cho sự phát triển này, mang lại giải pháp khả thi và thiết thực cho nhu cầu nhà ở của người dân.
TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG TRÌNH
1 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
Khí hậu Thành phố Hố Chí Minh có những đặc điểm sau:
- Nhiệt độ trung bình trong năm: 27 0
- Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm (tháng 4): 40 0
- Tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm (tháng 2): 18 0
- Khí hậu nhiệt đới có 2 mùa rõ rệt: mùa nắng từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11.
- Độ ẩm trung bình trong năm: 79.5%
- Tháng có độ ẩm cao nhất trong năm (tháng 9): 90.0%
- Tháng có độ ẩm thấp nhất trong năm (tháng 3): 65.0%
- Gió: Trong mùa khô gió Đông Nam chiếm 30-40%
Trong mùa mưa gió Tây Nam chiếm 66% Đây cũng là 2 hướng gió chính trong thông thoáng tự nhieân.
Khoỏi chung cử goàm 1 ủụn nguyeõn.
Chiều cao công trình: 34.6 m (tính từ mặt đất tự nhiên đến mái tầng thượng).
CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
1 Hệ thống chiếu sáng và thông gió tự nhiên
Khu vực xung quanh công trình chủ yếu là khu dân cư thấp tầng, do đó cần tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên và thông gió hiệu quả Đây là tiêu chí quan trọng hàng đầu trong thiết kế chiếu sáng và thông gió cho công trình Bên cạnh đó, hệ thống chiếu sáng và điều hòa nhân tạo cũng cần được bố trí hợp lý, đảm bảo đáp ứng đúng tiêu chuẩn theo từng chức năng của khu vực.
Cao ốc được thiết kế với 2 cầu thang bộ và 2 thang máy, mỗi thang máy có 1 buồng, kết nối từ tầng hầm đến tầng thượng Mỗi đơn nguyên được chia thành 3 khu vực bởi 2 hoa gió, với mỗi khu vực gồm 2 căn hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển ra cầu thang bộ và thang máy Hành lang lưu thông rộng rãi và thông thoáng, đảm bảo sự tiện nghi cho cư dân.
3 Heọ thoỏng caỏp ủieọn, choỏng seựt
Hệ thống cấp điện bao gồm một trạm điện với hai máy biến thế 750KVA từ điện lưới 22KV/4KV, cùng với một trạm phát điện dự phòng 400KVA Hệ thống này còn có bảng điện và cáp dẫn đến các buồng căn hộ, các phòng chức năng khác của các tầng, cũng như các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà như thang máy, quạt tăng áp, máy bơm nước, và chiếu sáng hành lang-cầu thang, bao gồm cả chiếu sáng khẩn cấp.
Hệ thống chống sét cho công trình được thiết kế với kim thu sét PDC của INGESCO, lắp đặt ở độ cao 6m từ mái nhà Hệ thống tiếp đất sử dụng cọc thép mạ đồng có đường kính 20mm, đảm bảo hiệu quả trong việc ngăn chặn sét đánh trực tiếp vào công trình.
4 Hệ thống cấp thoát nước
Hệ thống cấp nước cho công trình bao gồm 2 bể nước ngầm bố trí ở tầng hầm với dung tích 320m 3 , trạm bơm nước (Q = 120m 3 /h,
Hệ thống bơm nước có khả năng bơm lên độ cao hơn 100m để cung cấp nước cho 6 bồn Inox với tổng dung tích 90m3 Đường ống cấp nước được chia thành 3 vùng theo chiều cao, và để đảm bảo áp lực nước an toàn cho các tầng phía dưới, hệ thống được trang bị van giảm áp.
Hệ thống thoát nước bao gồm thoát nước mưa, thoát nước bẩn và thoát phân, với các bể tự hoại được bố trí bên ngoài công trình Toàn bộ hệ thống được sắp xếp theo chiều đứng trong các hộp gen kỹ thuật, và từ tầng trệt, nước được thoát ngang ra các bể tự hoại cùng hệ thống đường ống thoát nước bên ngoài.
Hệ thống xử lý phân và nước thải được thiết kế dạng bể tự hoại, đặt ngoài công trình Sau khi trải qua quá trình xử lý sơ bộ, nước sẽ được chuyển đến trạm xử lý tập trung, nằm ở một góc của khu đất, trước khi được xả vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
5 Hệ thống cáp tivi, điện thoại, loa
Hệ thống cáp điện thoại với 210 line cung cấp đến các căn hộ và các phòng chức năng của công trình
Hệ thống cáp tivi bao gồm anten, bộ phận kênh, khuếch đại và các đồng trục dẫn đến các căn hộ của các đơn nguyên (mỗi căn 1 đầu ra)
Hệ thống loa được khuếch đại (100W) và đưa đến các tầng của các đơn nguyên trong nhà.
6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) trong công trình bao gồm cầu thang thoát hiểm, hệ thống báo cháy với đầu báo khói, đầu báo nhiệt và tủ hiển thị, được phân chia thành 11 zone cho mỗi đơn nguyên tại các phòng căn hộ, hành lang và các phòng chức năng khác ở tầng trệt và tầng hầm Ngoài ra, hệ thống chữa cháy bằng nước được trang bị với các hộp chữa cháy trên mỗi tầng và mỗi đơn nguyên, cùng với các Sprinkler ở khu hành lang và các bình chữa cháy bằng CO2 và bột khô.
Hệ thống cung cấp nước chữa cháy bao gồm ống sắt tráng kẽm kết nối đến họng chữa cháy và các Sprinkler, với bơm nước được đặt tại tầng hầm Cầu thang thoát hiểm được thiết kế trong lồng cầu thang có tường gạch dày 200mm, đảm bảo thời gian chịu lửa lên đến 300 phút, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 2622-1995 về phòng cháy chữa cháy, và thỏa mãn yêu cầu 150 phút cho cầu thang thoát nạn trong công trình.
Lớ p gạch CeramicLớ p vữ a Ximă ng ló t Lớ p sà n bê tô ng cố t thé pLớ p vữ a trá t trầ n
4 -
TÍNH TOÁN KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Công việc thiết kế trong ngành xây dựng phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn do nhà nước Việt Nam ban hành Các tiêu chuẩn này được áp dụng trong quá trình tính toán và thiết kế công trình.
- TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động.
- TCVN 5574-1991: Tieõu chuaồn thieỏt keỏ beõtoõng coỏt theựp.
- TCXD 198-1997 : Nhà cao tầng –Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối.
Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau.
Sử dụng kết cấu khung chịu lực chính, phương án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tối ưu, mang lại khả năng chịu tải lớn và tăng cường độ cứng, độ ổn định cho toàn bộ công trình Phương pháp thi công đơn giản và phù hợp với điều kiện Việt Nam Cấu tạo của các sàn thông thường sẽ được trình bày cụ thể hơn.
Ngoài ra đối vơí các sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (sàn vệ sinh, sàn mái…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp choáng thaám
I.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện
- Giới thiệu mặt bằng sàn: Sàn được chia thành các ô bản bằng các dầm chính và dầm phụ với kích thước như hình vẽ Tổng cộng có 24 loại ô bản.
- Chiều dày bản sàn thường được chọn dựa trên các yêu caàu sau:
Để đảm bảo tính ổn định của sàn, cần duy trì độ võng phù hợp Việc thay đổi vị trí các vách ngăn cần được thực hiện một cách cẩn thận để không ảnh hưởng đến độ võng của sàn.
Để đảm bảo tính hiệu quả trong truyền lực, cần thiết phải tuân thủ giả thuyết về sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó, nhằm mục đích truyền tải trọng ngang và chuyển vị một cách chính xác.
4 -
CẤU TẠO SÀN
Công việc thiết kế xây dựng tại Việt Nam phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn do nhà nước ban hành Các tiêu chuẩn này đóng vai trò quan trọng trong quá trình tính toán và thực hiện thiết kế.
- TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động.
- TCVN 5574-1991: Tieõu chuaồn thieỏt keỏ beõtoõng coỏt theựp.
- TCXD 198-1997 : Nhà cao tầng –Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối.
Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngành của nhiều tác giả khác nhau.
Sử dụng kết cấu khung chịu lực chính trong công trình, phương án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tối ưu nhờ khả năng chịu tải lớn, tăng cường độ cứng và ổn định cho toàn bộ công trình Phương pháp thi công này đơn giản, phù hợp với điều kiện xây dựng tại Việt Nam Các sàn thông thường có cấu tạo như sau:
Ngoài ra đối vơí các sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (sàn vệ sinh, sàn mái…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp choáng thaám
I.1.1 Chọn sơ bộ tiết diện
- Giới thiệu mặt bằng sàn: Sàn được chia thành các ô bản bằng các dầm chính và dầm phụ với kích thước như hình vẽ Tổng cộng có 24 loại ô bản.
- Chiều dày bản sàn thường được chọn dựa trên các yêu caàu sau:
Để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình, cần yêu cầu độ võng của sàn phải được duy trì Việc thay đổi vị trí các vách ngăn nên được thực hiện mà không ảnh hưởng đến độ võng của sàn.
Để đảm bảo hiệu quả truyền lực, cần xem xét giả thuyết về sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó, nhằm mục đích truyền tải trọng ngang và chuyển vị một cách chính xác.
+ Yêu cầu cấu tạo: Khi tính toán không xét đến việc bản sàn bị giảm yếu do các khoan móc treo các thiết bị kỹ thuật.
Chiều dày sàn được xác định dựa trên loại bản sàn, bao gồm bản loại dầm và bản kê bốn cạnh Để tính chiều dày sàn, cần xem xét kích thước từng ô và chọn giá trị lớn nhất Ngoài ra, chiều dày sàn còn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, có thể được xác định sơ bộ theo công thức tính toán phù hợp.
+ Với bản loại dầm, chọn m = 30.
+ Với bản kê bốn cạnh, chọn m = 45.
+ D phụ thuộc vào loại tải trọng, với tải trọng thuộc loại nhà dân dụng, ta chọn D=1.
- Dầm qua cột và dầm phụ: chọn chiều cao các dầm hd
> 3hb để đảm bảo loại bản kê 4 cạnh là bản ngàm.
- Ta chọn bản sàn có kích thước lớn nhất để tính chiều dày cho toàn bộ sàn các lầu.
- Oâ có kích thước lớn nhất: 3,1x5 m :
Sơ bộ chọn chiều dày : h = 310
Sơ bộ chọn chiều dày sàn là 10 cm
- Vật liệu: Chọn Bêtông mác #250, có:
+ Cường độ chịu nén tính toán: Rn= 110kG/cm 2
+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rk= 8.3kG/cm 2
- Thép sàn: Chọn thép CI có cường độ chịu kéo tính toán
- Thép dầm cột: Chọn thép AII có cường độ tình toán
TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
Tải trọng tác động lên sàn điển hình bao gồm tĩnh tải và hoạt tải, được xác định như sau:
Tĩnh tải trên sàn thường là tải phân bố đều, được xác định từ các lớp cấu tạo của sàn Công thức tính tĩnh tải được biểu diễn là gtt = ∑ hi × γi × n, trong đó hi là chiều dày của từng lớp cấu tạo sàn.
I : khối lượng riêng. n : hệ số vượt tải.
Kết quả tính được trình bày thành bảng sau:
PHÒNG NGỦ, PHÒNG KHÁCH, BẾP
3 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275
PHÒNG VỆ SINH, BAN CÔNG, HIÊN PHƠI, SÀN NƯỚC
4 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275
* Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn:
Tải trọng của các vách ngăn (tường) được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn:
+ Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100: g tt t = 180 (kG/m 2 )
+ Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200: g tt t = 330 (kG/m 2 )
Trọng lượng bản thân vách ngăn là:
S n g p s vn tt t t g t tt : tải trọng vách ngăn (kG/m 2 ).
St : diện tích vách ngăn (m 2 ).
Tải trọng qui đổi phân bố đều trên ô sàn có vách ngaên:
(kG m 2 b a q p vn qd s t a = L1, b = L2 : cạnh ngắn, cạnh dài ô sàn (m).
Giá trị hoạt tải sử dụng và hệ số vượt tải được lấy theo TCVN 2737 – 1995:
BẢNG HOẠT TẢI SỬ DỤNG
Hoạt tải (kG/m 2 ) p tc N p tt
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TẢI VÀ
3> Tính coát theùp
I.3.1> Tính cốt thép cho các ô loại ô bản kê 4 cạnh :
- Các bản làm việc theo 2 phương (L2/ L1 < 2), liên kết ngàm
4 cạnh và tải phân bố đều.
- Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi, tra bảng các heọ soỏ m91, m92, k91, k92
- Giả thiết a= 1.5 cm h0 = hs – a = 8 – 1.5 = 6.5 cm.
- Các công thức tính toán :
MI = k91 x qs x L1 x L2 ; Fa xh 0 xR
BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC CỦA SÀN
2 m91 m92 k91 k92 M1 daNm M2 daNm MI daNm daNm
BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M 1 OÂ
BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M 2 OÂ
BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M I OÂ
N L1 L2 MI daNm ho cm AI γI
BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M II
N L1 L2 MII daNm ho cm AII γII
HỒ NƯỚC – CẦU THANG
TÍNH TOÁN NẮP HỒ
II.1.1 Kích thước sơ bộ:
- Chọn nắp bể dày 8 cm; nắp bể đúc bê tông toàn khoái theo chu vi naép và tựa trên thành bể Ô cửa nắp: 0.6m 0.6m
- Chọn kích thước dầm nắp là DN : 400x200
- Tỉ số : L2/L1 = 5/3.55= 1.41 < 2 bản nắp làm việc theo hai phửụng
Theo phương dầm DN: 40/8 = 5 nên được xem là ngàm
ta đổ nắp hồ toàn khối nên xem như ô bản S1 sẽ làm việc như ô bản số 9
=> Sơ đồ tính : ô bản số 9
+ Vữa xi măng láng mặt dày 2 cm : 0,02 18001,2 43.2 KG/m 2
+ Trọng lượng bản thân lớp BTCT dày 8 cm: 1,125000,08"0 KG/m 2
+ Lớp chống thấm dầy 2cm: 1.3x0.02x2000 = 52 KG/m 2
Tổng tải trọng : qn = qn + pn = 315.2 + 97.5 = 412.7 KG/m 2
II.1.3 Xác định nội lực và tính cốt thép:
- Betông # 250 có Rn = 110 KG/cm 2 RK = 8.3 KG/cm 2
- Thép CI có Ra = 2000 KG/cm 2
- Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ soá m91, m92, k91, k92
Giả thiết : abv = 1.5 cm h0 = 6.5 cm.
- Các công thức tính toán :
Bảng : Tính toán momen và cốt thép cho nắp hồ nước
BẢNG TÍNH THÉP BẢN NẮP HỒ
TÍNH THEÙP CHO DAÀM NAÉP :
Dầm nắp có tiết diện 20x40cm Thép có Ra = 2600 KG/cm 2
- trọng lượng bản thân dầm : g d = (0.4-0.08)x0.2x2500 x1.1 = 176 daN/m.
- do bản nắp : dầm nắp sẽ chịu tải hình thang, ta quy về tải phân bố đều q bn = qxlx(1- 2xò 2 +ò 3 )
(3 x x ) = 1161.357 daN/m Tổng tải trọng : q = q bn + g d = 176 + 1161.357 = 1337.357 daN/m sơ đồ tính :
L1 L2 M daNm ho cm A Fa cm2 Chọn theùp
TÍNH TOÁN THÀNH HỒ
II.2.1.1 Tài trọng ngang của nước:
- Xét trường hợp nguy hiểm nhất khi mực nước trong hồ đạt cao nhất, biểu đồ áp lực nước có dạng tam giác tăng dần theo độ sâu
II.2.2 Xác định nội lực và tính cốt thép :
Thành bể là một cấu kiện chịu nén lệch tâm, để đảm bảo tính toán an toàn, thường bỏ qua trọng lượng bản thân của thành bể Do đó, thành bể được xem như một cấu kiện chịu uốn.
+ Cạnh dưới ngàm vào bản đáy.
+ Cạnh bên được ngàm vào trong cột hay các thành vuông góc.
+ Cạnh trên tựa đơn do có hệ dầm nắp bao theo chu vi.
- Chọn bề dày thành bản là thành cm Cắt 1 dải rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán.
Bản làm việc theo kiểu bản một phương với 09
2 l l > 2 ; vì vậy cắt một dãy có bề rộng 1 m theo phương cạnh ngắn để tính
Sơ đồ tính : Dầm một đầu ngàm , một đầu khớp chịu tải phân bố tam giác
Các trường hợp tác dụng của tải trọng lên thành hồ :
Hồ đầy nước ,không có gió
Hồ đầy nước có gió đẩy
Hồ đầy nước,có gió hút
Hồ không có nước , có gió đẩy (hút)
Tải trọng gió thấp hơn nhiều so với áp lực nước tác động lên thành hồ Tình huống nguy hiểm nhất cho thành hồ xảy ra khi hồ đầy nước và có gió mạnh.
- TPHCM thuộc vùng áp lực gió II-B , lấy giá trị áp lực gió W0 = 95KG/m 2 ( lấy địa hình B )
- Đáy bể có cao trình +34.6m , nắp bể có cao trình +36.3m, coi như áp lực không đổi suốt chiều cao thành bể : ứng với z =+36.3m k =1.258
Trong đó : n : Hệ số tin cậy; n = 1.2. c’ = - 0.6.
B: Bề rộng đón gió; B = 1(m). k : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao k = 1.258
Bảng 3.1 Tính toán momen và cốt thép cho thành hồ nước
VÒ TRÍ M daNm ho cm A Fa cm2 Chọn theùp
2 0.883 ị6a200 1.41 0.134Thép theo phương ngang đặt theo cấu tạo 6a200
TÍNH TOÁN ĐÁY HỒ
Chọn chiều dày đáy hồ đáy hồ = 15 cm.
Sàn đáy hồ S1 có kích thước 3.55x5 m
- Tỉ số : L2/L1 =5/3.55 = 1.41 < 2 bản nắp làm việc theo hai phửụng
- Xét tỉ số giữa chiều cao dầm và bề dầy sàn :
- Theo phương dầm DD1 ta có :45/15=3 nên được xem là ngàm
- Theo phương dầm DD2: 60/15 = 4 >3 nên được xem là ngàm
- Theo phương dầm DD3: 50/15 = 3.33 > 3 nên được xem là ngàm
=> Sơ đồ tính : ô bản số 9
II.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản đáy:
- Vữa ximăng tạo dốc 2cm g2 = 1.2x1800x0.02 43.2KG/m 2
- Lớp chống thấm 3cm g3 = 1.2x2000x0.03 = 72 KG/m 2
- ẹan BTCT daày 15cm g4 = 1.1x2500x 0.15 = 412.5KG/m 2
2 m91 m92 k91 k92 M1 daNm M2 daNm MI daNm MII daNm
Kiểm tra độ võng của bản đáy Độ võng của bản ngàm 4 cạnh được xác định theo công thức :
Trong đó phụ thuộc vào L 2 /L 1 của ô bản (phụ lục 17, BTCT3 – võ bá tầm)
Với bêtông mác 250 có E b = 2.65x10 5 daN/cm 2
3 5 x x x 3.975x10 7 Độ võng của ô bản : cm x x x x 0.198
Kiểm tra độ võng theo điều kiện fmax < 1
Vậy độ võng của bản đáy thoả điều kiện.
Kiểm tra nứt ở bản đáy :
- Cấp chống nứt cấp 3 : agh = 0.25 mm.
- Khi tính với tải trọng dài hạn giảm đi 0.05 mm nên agh 0.20 mm
- Kiểm tra nứt theo điều kiện : an agh
K : hệ số phụ thuộc loại cấu kiện ; cấu kiện uốn K = 1.
C : hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn C 1.5
: phụ thuộc tính chất bề mặt của cốt thép, thép thanh tròn trơn =1.3 ; thép có gân = 1
P = % d : đường kính cốt thép chịu lực
BẢNG KIỂM TRA NỨT ĐÁY HỒ
VÒ TRÍ M tc ho Fa
Ta thấy an < agh nên đáy hồ thỏa mãn điều kiện về khe nứt
TÍNH TOÁN DẦM ĐÁY HỒ
II.4.1 Tải trọng tác động:
Bảng: Tải trọng sàn tác dụng lên dầm đáy hồ
Dạng truyền tải Tải tương đương KG/m
TẢI TRỌNG BẢN THÂN DẦM
Dầm Tải bản thân KG/m DD2 1.1x(0.45-0.15)x0.3x2500247.5 DD1 1.1x(0.45-0.15)x0.35x2500287.75 DD3 1.1x(0.45-
0.15)x0.25x2500 6.25 Ngoài DĐ2 và DĐ3 còn chịu tải trọng bản thân của thanh hồ
STT Thành phaàn cấu tạo
Tĩnh tải tính toán (daN/m 2 )
(daN/m 3 ) 1.1 561 (có chieàu cao hoà)
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thành :
- Tiết diện của các cấu kiện:
DD1 (bxh = 350x450cm), DD2 (bxh = 300x450cm), DD3 (bxh 250x450cm)
- Betông # 250 có Rn = 110 KG/cm 2 RK = 8.3 KG/cm 2
- Thép AIII có Ra = 3600 KG, cốt đai Ra = 2800 KG/cm 2
Tồng tải trọng tác dụng lên DĐ1: q = 6704.182 + 288.75 = 6992.932 daN/m
Tính DĐ1 như một dầm tĩnh định 1 nhịp.
L1 L2 M daNm ho cm A Fa cm2 Chọn theùp
Kiểm tra điều kiện khống chế theo công thức:
Dựng đai ị8 : fd = 0.503 cm 2 , chọn đai 2 nhỏnh n = 2, Rad = 2800
Ta có hd = 450 uct = h/2 = 450/2 = 225 u 150 chọn u = 150 mm u xnxf q d R ad d
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông :
Nên cốt đai chọn đã thoả điều kiện chịu cắt
Cốt đai đặt dày về phía 2 gối : u3xh/4 = 450x3/4 = 337.5 mm u 500 mm đặt bước đai u = 200 mm
Tớnh theựp cho Dẹ2: 30x45 cm
Tổng tải trọng tác dụng lên DĐ2: q = 247.5 + 5285.95 + 671.4 = 6204.85 daN/m
Tớnh Dẹ2 nhử daàm lieõn tuùc 2 nhũp:
VÒ TRÍ M daNm ho cm A Fa cm2 Chọn theùp
Kiểm tra điều kiện khống chế theo công thức:
Dựng đai ị8 : fd = 0.503 cm 2 , chọn đai 2 nhỏnh n = 2, Rad = 2800
Ta có hd = 450 uct = h/2 = 450/2 = 225 u 150 chọn u = 150 mm u xnxf q d R ad d
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông :
Nên cốt đai chọn đã thoả điều kiện chịu cắt
Cốt đai đặt dày về phía 2 gối : u3xh/4 = 450x3/4 = 337.5 mm u 500 mm đặt bước đai u = 200 mm
Tổng tải trọng tác dụng DĐ3: q = 3352.091 + 206.25+ 617.4 = 4175.741 daNm tính DĐ3 như dầm tĩnh định đơn giản: sơ đồ tính :
10439.353 daNm b h M daNm ho cm A Fa cm2 Chọn theùp
Kiểm tra điều kiện khống chế theo công thức:
Dựng đai ị8 : fd = 0.503 cm 2 , chọn đai 2 nhỏnh n = 2, Rad = 2800
Ta có hd = 450 uct = h/2 = 450/2 = 225 u 150 chọn u = 150 mm u xnxf q d R ad d
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông :
Nên cốt đai chọn đã thoả điều kiện chịu cắt
Cốt đai đặt dày về phía 2 gối : u3xh/4 = 450x3/4 = 337.5 mm u 500 mm đặt bước đai u = 200 mm
II TÍNH KEÁT CAÁU CAÀU THANG
I - TÍNH CẦU THANG TỪ TẦNG 1 – 10
1 Mặt bằng thang tầng điển hình
THANG TỪ LẦ U 1 LÊ N LẦ U 10
KÍCH THƯỚC BẬC THANG: l x b x h = 1500 x 300 x 150 (mm)
Chiều cao tầng điển hình là 3.3m, sử dụng loại cầu thang 2 vế Một vế thang gồm 11 bậc thang, mỗi bậc có kích thước l x b x h = 1500 x 300 x 150 (mm), được xây bằng gạch đinh.
Sử dụng kết cấu dạng bản chịu lực (không có limon) Khi
Chọn bề dày bản thang là hb cm.
Vật liệu được sử dụng trong dự án bao gồm bêtông mác 300 với Rn = 130 kG/cm² và Rk = 10 kG/cm² Cốt thép cho bản thang thuộc nhóm AI với Ra = 2300 kG/cm², trong khi cốt thép cho dầm DT thuộc nhóm AII với Ra = 2800 kG/cm².
Tải trọng 1 bậc thang: (gồm tải gạch lát + tải vữa + tải gạch xây)
2x0.3x0.15x1800]1.14 = 78.694 kG Qui về tải trọng trên 1m 2 bản: gbt = 2 2 2 2
STT Vật liệu Chiều dày (m)
* Hoạt tải: p tc = 300 (kG/m 2 ) p tt = 1,2 300 = 360 (kG/m 2 )
Qui hoạt tải về phân bố trên bản thang: p tt = 2 0.3 2
Tổng tải trọng tác dụng trên dải bản rộng 1m: q1’ = (g tt +p tt )x1 = (607.807+321.99)1= 929.797(KG/m)
Tải trọng qui về phương đứng: q1 = 1 ' cos q
STT Vật liệu Chiều dày (m)
* Tổng tải tác dụng lên dải chiếu nghỉ rộng 1m: q2=(p t t +g t t )1m = 383 + 360 = 743 (KG/m)
4.1 Sơ đồ tính và nội lực
Các sơ đồ tính gồm 3 sơ đồ sau đó lấy sơ đồ có nội lực lớn (tính bằng SAP) : chọn sơ đồ là hệ tĩnh định (1 đầu khớp,
Với moment bụng lớn nhất là : M max = 2329.78 KGm.
Ta chuyển 40% moment để lấy thép ở vị trí gối Mgối 40%x2329.78 = 931.912 KGm
Moment ở giữa nhịp lấy 70% : Mnhịp = 70%x2329.78 = 1630.846 KGm
Dầm chiếu nghỉ D có kích thước tiết diện bxh = 200x300 mm.
Vật liệu sử dụng: bêtông mác 250: Rn = 110 kG/cm 2 ; Rk 8.3 kG/cm 2 cốt thép nhóm AI: Ra #00 kG/cm 2
5.1Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ D:
Bao gồm tải trọng do bản sàn truyền vào; tải trọng bản thang truyền vào và tải trọng bản thân dầm.
* Tải trọng do bản cầu thang truyền lên dầm thang DT:
* Trọng lượng dotường truyền lên dầm: q3 = 1.1xbh = 1.1 x 0.2 1.65 1800 = 653.4(KG/m)
* Trọng lượng bản thân của dầm : q3 = 1.1xbh = 1.1 x 0.2 0.30 2500 5 (KG/m)
5.2 Sơ đồ tính và nội lực:
SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC DẦM THANG DT
Dùng thép AII có Ra = 2800 (KG/cm 2 )
Giả thiết a = 5cm ho = 30 – 5= 25 (cm)
Tính theùp goái: M max "5086 kGcm.
Ta có: k0Rnbh0 = 0.35 x 110 x 20 x 25 = 19250 (kG) (ko=0.35 vì bêtông mác 250) k1Rkbh0 = 0.6 x 8.3 x 20 x 25 = 2490 (kG) (k2=0.6 vì tính cho daàm)
=> * Qmax = 3601.375 kG < k0Rnbh0 250kG neân khoâng caàn taêng kích thước tiết diện và mác bêtông.
* Qmax = 3601.375 kG > k1Rnbh0 $90 kG neân beâtoâng khoâng đủ chịu cắt mà phải tính cốt đai.
Chọn đai 6: fđ =0.283cm 2 ; cốt đai 2 nhánh n=2 ; Rad = 1800
Ta có: hdầm 00mm uct � h/2 = 200mm và u �
Khả năng chịu cắt của cốt đai và bêtông :
=> Qmax = 3601.375 (KG) < Qdb nên cốt đai đã chọn thỏa điều kieọn chũu caột.
Cốt đai đặt dày ở 2 mép trong khoảng l/4; ở giữa đặt cốt đai thưa theo bước đai cấu tạo như sau: u � h
3 "5mm và u �500mm => đặt bước đai 200 mm.
1> PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC
Công trình bao gồm một tầng hầm cao 3m, một tầng trệt cao 2,9m, một tầng lửng cao 2,6m, cùng với 10 tầng (tầng 1-10) cao 3,3m và một tầng kỹ thuật cao 3m Kích thước mặt bằng của công trình là 23,2m x 29,1m Hệ chịu lực được hình thành từ nhiều kết cấu chịu lực cơ bản, đóng vai trò quan trọng trong việc nhận và truyền tải trọng xuống nền đất.
Trong đồ án này, chúng tôi sử dụng hệ khung chịu lực bao gồm các cột đứng và dầm ngang được liên kết cứng tại các điểm giao nhau Các khung phẳng được kết nối với nhau để tạo thành một khối không gian Với mặt bằng công trình hình chữ nhật có tỷ lệ L/B = 1.8 < 2, chúng tôi sẽ tiến hành tính toán theo khung không gian.
Các quan niệm khi tính khung:
Xem cột ngàm vào mặt móng ở cốt –3,0 m.
Liên kết cột với dầm là nút cứng.
Chuyển vị của nút trên cùng một xà ngang là như nhau. Sàn không tham gia chịu lực trong khung
Hoạt tải gió tác dụng xuống đến cốt -1.4m
III.1.2 Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận khung : a Chọn kích thước dầm:
Chọn sơ bộ kích thước dầm theo công thức : h d L
Các dầm chính trong khung chọn sơ bộ: (25x50) và (25x40) cm.
Các dầm phụ chọn sơ bộ: (20x40) cm
Dầm thang và các dầm đỡ tường trong buồng thang máy:
(20x30)cm. Đà môi: (20x40)cm b Chọn sơ bộ tiết diện cột:
Sơ bộ xác định kích thước tiết diện cột theo công thức: n
R n : cường độ chịu nén tính toán của bêtông
(bêtông M300 có R n 130Kg cm/ 2 ) k : hệ số kể đến moment uốn
Lực dọc tại tiết diện chân cột được xác định bằng công thức N = n * q, trong đó n là số tầng của nhà và q là tải trọng trên 1m² sàn Tải trọng q được lấy bằng 1/T m², giá trị này được tính toán từ bảng khối lượng của các tầng và sử dụng giá trị trung bình.
S : diện tích chịu tải của cột.
Chọn cột theo phương của trục 1 ở tầng hầm có S
Chọn tiết diện cột (40x70)cm
Chọn cột theo phương của trục 2 ở tầng hầm có S
Chọn tiết diện cột (50x80) cm
Chọn cột theo phương của trục 3 ở tầng hầm có S
Chọn tiết diện cột (40x70) cm
Cứ lên khoảng 3 tầng ta giảm chiều dài cột của các trục xuoáng 10cm.
Thứ tự Theo phương truùc 1 Theo phửụng truùc 2 Theo phửụng truùc 3 Haàm laàu
Laàu 7 mái (40x40)cm (60x60)cm (40x40)cm
Sau khi có nội lực của cột ta xác định được tiết diện của cột nhử sau:
Taàng Theo phửụng 2 b(cm) h(cm)
2> Các tải trọng tính toán
tải trọng tính toán: Các
- Cấu tạo của các bản sàn và tải trọng bản thân của các lớp vật liệu được trình bài chi tiết ở chương một (Tính toán sàn tầng điển hình).
- Lưu ý: khi tạo mô hình ta đã khai báo các thông số về vật liệu và tiết diện của từng loại cấu kiện, nên chương trình
ETABS sẽ tự động tính toán trọng lượng bản thân của các cấu kiện, vì vậy khi nhập tĩnh tải vào phần mềm, chỉ cần nhập trọng lượng của các lớp hoàn thiện Tải trọng của các lớp hoàn thiện cho các loại sàn cụ thể được xác định như sau:
PHÒNG NGỦ, PHÒNG KHÁCH, BẾP
3 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275
Taàng Theo phửụng 3 b(cm) h(cm)
PHÒNG VỆ SINH, BAN CÔNG, HIÊN PHƠI, SÀN NƯỚC
4 Bản bêtông cốt thép dày 0.100 2500 1.1 275
Tải trọng tính toán g tt (kG/m 2 )
Vữa trát traàn 15 1.3 1800 32.4 Đường oáng,thbò 60
Tải trọng tính toán g tt (Kg/m 2 )
Vữa lót tạo doác 50 1.2 1800 108 Đường oáng,thbò 70
Tải trọng tường 200 xây trực tiếp trên dầm được tính bằng cách phân bố đều tải trọng trên toàn bộ ô sàn Công thức tính toán tải trọng này là tt t n d h l g s.
Trong đó: n: hệ số vượt tải, n = 1,1 d: chiều dày tường l: chiều dài tường
: khối lượng riêng của tường, 1800kg m/ 3 s: diện tích của ô sàn có tường xây trên đó
Với ô sàn lớn nhất của tầng điển hình. tt t n d h l g s
Để an toàn ta quy tải trên dầm g t tt @0 (kg m/ 2 ) an2
Tải trọng từ cầu thang sẽ được truyền vào hệ khung không gian, với cầu thang được tách riêng để thiết kế nhằm đơn giản hóa quá trình nhập mô hình Trong quá trình xác định tải trọng cho khung, cầu thang sẽ được thay thế bằng các lực phân bố đều trên các dầm thang và dầm chiếu nghỉ.
+ Hoạt tải: 1,72T/m (có kể đến tải trọng tường xây bên treân)
- Tải trọng do hồ nước truyền vào:
Hồ nước không được xây dựng trực tiếp trên sàn mà có khoảng cách 700mm từ đáy hồ đến mặt sàn Tải trọng của hồ nước sẽ được truyền vào các cột dưới dạng lực tập trung, bao gồm moment, lực cắt và lực dọc, đã được tính toán trong mô hình khung không gian.
III.2.2 Hoạt tải sử dụng:
- Lấy theo TCVN – Tải trọng và tác động: 2737-1995
- Giá trị các hoạt tải được trình bày cụ thể ở chương1 (tính toán sàn tầng điển hình) III.2.3 Hoạt tải trọng gió :
Trong khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, tải trọng ngang chủ yếu do gió được xem xét, trong khi tác động của động đất được bỏ qua Tải trọng gió bao gồm hai thành phần: tĩnh và động Với khối chính của công trình cao 39,9m (dưới 40m) và một phần nhỏ (tầng kỹ thuật) cao 41,5m, công trình không cần xem xét thành phần động của gió Công thức xác định tải trọng gió sẽ được áp dụng dựa trên các yếu tố này.
n: Hệ số tin cậy của tải trọng gió, lấy n = 1.2
Giá trị tiêu chuẩn của áp lực gió tại Việt Nam được xác định dựa trên bản đồ phân vùng Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng IIA với địa hình B.
k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, tra TCVN 2737-1995 ta xác định kết quả k như bảng.
c: Hệ số khí động Thông thường đối với chung cư, phía đón gió c + = 0.8; phía hút gió c - = -0.6.
B: Bề rộng đón gió của cột đang xét. Ơû đây tải trọng gió ta qui về phân bố đều trên các cột.
Lúc đó cường độ tính toán của gió được xác định như sau:
Lúc đó cường độ tính toán của gió được xác định như sau:
Ta có bảng tính toán như sau:
LẦU Zi (m) K Wj (gió đẩy) Wj (gió huùt)
Gió theo phương X : qđẩy qđẩy qđẩy qhút qhút qhút
Gió theo phương Y qđẩy qhút
III.2.4 Aùp lực đất: a/ Aùp lực lên vách tầng hầm: Đáy tầng hầm cách mặt đất tự nhiên 3,0 m Theo tài liệu địa chất thì đáy tầng hầm được đặt trong lớp đất 1 (trên mực nước ngầm) có: C0kg cm/ 2 , 12 19 o ' , 1.7 /T m 3 Giả thiết ma sát sau lưng tường bằng 0: =0.
Aùp lực đất lên vách tầng hầm tại độ sâu 2.05m(phương pháp Rankine):
� � b/ Aùp lực đất truyền lên cột: p p a �B
B: bề rộng chịu tải của cột.
Aùp lực đất tác dụng lên các cột (tại đáy tầng hầm) được cho trong bảng sau:
3> SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETABS TÍNH TOÁN KHUNG KHOÂNG GIAN
III.3.1 Phương pháp tính nội lực khung:
Để tính toán nội lực cho khung không gian bằng phần mềm ETABS, chúng ta sử dụng sơ đồ khung sàn hỗn hợp, trong đó các sàn được coi là tuyệt đối cứng.
Tải trọng theo phương thẳng đứng được phân bố lên các sàn và dầm, sau đó được truyền vào các cột qua hệ dầm Đồng thời, tải trọng ngang cũng được phân bố đều trên các cột.
Kết quả nội lực thu được từ ETABS ta dùng các bảng tính Excel để tính toán: tổ hợp nội lực và tính cốt thép.
Khung không gian được thiết kế với sự chú ý đến chức năng của sàn, trong khi sơ đồ tính toán chỉ bao gồm các cấu kiện chịu lực chính Chân cột được xác định đến mặt móng, và các sàn được coi là cứng tuyệt đối.
Moâ hình khung khoâng gian treân ETABS III.3.3 Các trường hợp tải trọng, tổ hợp tải trọng: a Các trường hợp tải trọng:
2 Hoạt tải sử dụng (chất đầy): HT
4 Hoạt tải gió XX: GIOXX
6 Hoạt tải gió YY: GIOYY b Các trường hợp tổ hợp tải trọng:
Thứ tự Tổ hợp Cấu trúc
Kết quả nội lực được trình bày trong phần phụ lục kèm theo, tập trung vào các phần tử dầm và cột như trong hình vẽ Đồ án này chỉ tính toán khung trục E và hai dầm dọc trục 3, 4 (tầng 2), do đó, kết quả nội lực chỉ xuất hiện ở các phần tử này Đối với dầm, tổ hợp BAO được sử dụng để xác định nội lực tính thép, trong khi đối với cột, cần tổ hợp nội lực để tìm ra nội lực bất lợi nhất phục vụ cho việc tính toán cốt thép.
- Kết quả nội lực khung trục E và dầm dọc trục 3, 4 (lầu 2) được trình bài ở phần phụ lục.
III.3.5 Tớnh coỏt theựp cho khung truùc 3: a/ Vật liệu:
- Thép dọc (AIII): R a = 2800 kg/cm 2
- Theựp ủai (AI): R aủ = 1800 kg/cm 2 b/ Thieát keá daàm:
Nội lực được dùng để tính toán dầm cho khung trục E được trình bày cụ thể ở phụ lục 3
Chọn tổ hợp nội lực bao để tính.
* Lý thuyết tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật (cốt đơn): h b h dc c c b
Trường hợp moment dương ở nhịp : ta tính thép theo tiết diện chữ T: Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là : bc = b + 2.c
Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau :
2lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm 1
6l : l là nhịp tính toán của dầm 6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc
Xác định vị trí trục trung hòa :
Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc)
Nếu M Mc trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc h)
Nếu M > Mc trục trung hòa đi qua sườn
Để đơn giản hóa quá trình lập trình tính toán và đảm bảo an toàn, chúng ta có thể bỏ qua sự tham gia chịu lực của bản sàn và thay vào đó tính toán theo tiết diện chữ nhật.
A M A0 ho = h-a : Chiều cao từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép dầm (phía đối diện).
A0 =0,399 ( ứng với thép Ra600 KG/cm 2 , Bêtông mác 300)
Giá trị moment uốn M được lấy từ kết quả tính nội lực của Etabs ( lấy thành phần M33).
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: max min
Tính toán cốt đai (lấy thành phần V2):
- Dùng thép đai là thép AI, Rađ = 1800(kG/m 2 )
Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt : Q ko.Rn.b.ho trong đó ko =0.35 đối với bêtông mác 400 trở xuống
Để đảm bảo an toàn trong thiết kế, cần tính toán và kiểm tra điều kiện Q 0.6.Rk.b.ho Nếu điều kiện này được thỏa mãn, không cần tính toán cốt đai, chỉ cần bố trí theo cấu tạo Ngược lại, nếu không thỏa mãn, cần tiến hành tính toán cốt thép chịu lực cắt.
Q < Qdb Khoảng cách cốt đai: utt 2
R ad d k fđ : diện tích tiết diện một nhánh đai n : số nhánh đai utt umax Q bh
5 , 1 u uct Đoạn gần gối tựa :
+ Khi h 450mm : uct = min(h/2,150mm) + Khi h > 450mm : uct = min(h/3, 300 mm) Đoạn giữa dầm :
Tại những đoạn dầm gần gối tựa( nút khung) các yêu cầu kể trên đều phải tuân theo bất kể là Q lớn hơn hay nhỏ
Tính toán cốt treo tại chỗ dầm phụ gác lên dầm chính: b
S tr ;+2h 1 ĐAI CHỊU LỰC P h dc
Dieọn tớch coỏt treo : Ftreo = 1 a
Ra : cường độ tính toán về kéo của cốt thép
P1 : lực tập trung truyền từ dầm phụ cho dầm chính
Soá coát treo caàn thieát : m . tr d
F n f n : số nhánh đai chọn làm cốt treo fđ : diện tích 1 nhánh đai
Khoảng cách đặt cốt treo : Str = 3bdp + 2h1 với h1 = hdc-hdp
Lực P1 có thể tìm được nhờ vào độ chênh giá trị lực cắt tại điểm đặt lực tập trung (cũng là vị trí dầm phụ).
Dùng lực tập trung lớn nhất mà dầm phụ truyền cho dầm chính để tính: P1=3,56T Dùng đai 8, 2 nhánh => n =2; fd 0.503cm 2 Dieọn tớch coỏt treo:
Soá coát treo caàn thieát: m d treo nf
Chọn 3 đai 1 bên theo cấu tạo c/ Thiết kế cột :
Nội lực được dùng để tính toán dầm cho khung trục E được trình bày cụ thể ở phụ lục 4
* Lý thuyết tính toán cột nén lệch tâm theo 2 phương:
TCVN hiện chưa có quy định cụ thể về việc tính toán cột chịu nén theo hai phương đồng thời, vì vậy chúng ta cần thực hiện tính toán cho từng phương riêng biệt Quy trình thiết kế cột chịu nén lệch tâm một phương yêu cầu đặt thép theo hướng đối xứng.
- Tính độ lệch tâm ban đầu: e0 e01eng
- Độ lệch tâm do nội lực: e 01 M
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên e ng h
25 (do sai soỏ thi coõng) nhửng luoân luoân 2cm
- Tính hế số uốn dọc: th
- Lực nén tới hạn: th 2 b b a a
S là hệ số kể tới độ lệch tâm
Kdh là hệ số kế tới tính chất dài hạn của tải trọng: dh dh dh
Nếu không tách riêng Mdh, Ndh thì lấy Kdh = 2
Nếu Mdh ngược dấu với M thì Mdh mang dấu âm Nếu Kdh < 1 phải lấy Kdh = 1
Mdh, Ndh là mômen và lực dọc do tải trọng dài hạn gây ra.
Môdun đàn hồi của thép Ea = 2,1 x 10 6 kG/cm 2
Mụmen quỏn tớnh của thộp: Ja = àtbh0(0,5h –a ) 2
Giả thiết àt = 0,8 – 1,2% (hàm lượng thộp tổng cộng)
- Tính độ lệch tâm tính toán:
- Xác định trường hợp lệch tâm: n x N
R b Nếu x < 0 h0 thì lệch tâm lớn
Neỏu x 0h0 thỡ leọch taõm beự.
+ Trường hợp lệch tâm lớn (x < 0 h0)
- Kiểm tra lại hàm lượng àmin à àmax (àmin = 0,4%; àmax = 3,5%) , (trang 94, TLTK [1]).
Nếu à khỏc nhiều với àt giả thiết thỡ dựng à tớnh lại Nth và
+ Trường hợp lệch tâm bé (x > 0 h0) neáu e0 0,2h0 thì
- Kiểm tra lại à Ưùng với mỗi phương ta tính toán được thép cho cột ( đặt thép đối xứng) Với giả thuyết ban đầu gt 0.8(%)
Do tất cả các cột đã chọn đều có l 0 8 h � nên ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của hệ số uốn dọc ( 1) (trang 63, TLTK [3])
Tính toán cốt đai cột (như tính toán cốt đai cho dầm).
Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo theo qui phạm TCXD 198 :
1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế cấu tạo bêtông cốt thép toàn khối
Chọn cốt đai trong cột : 8
Bố trí cốt đai cho cột thỏa :
L1=max[hc; 1/6Lw ; 450mm] thì :
Trong các khoảng còn lại :
Uctạo b cạnh ngắn của cọt
Trong các nút khung phải dùng đai kín cho cả dầm và cột d/ Kết quả tính toán:
Taàng Theo phửụng 3 b(c m) h(c m) Diện tích thép cột theo 2 phương à% Bước ẹai
BẢNG KẾT QUẢ THÉP DẦM KHUNG TRỤC 3
Vật lieọu: Beõtoõng mác 250 Rn (kG/cm 2 ) 110
Nhóm thép AII Ra (kG/cm 2 ) 2800
) Chọn theùp Facho ùn Coỏt ủai
49 -
SOÁ LIEÄU ẹềA CHAÁT
Các số liệu địa chất dùng để thiết kế được lấy từ các báo cáo địa chất công trình, do Công ty khảo sát thiết kế thiết lập năm 2003.
IV.1.1 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT Địa chất công trình được khoan thăm dò và khảo sát như sau:
Lớp 1 (Sét xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm ):
- Nằm từ mặt đất tự nhiên sâu từ 0m đến 6,7 � 7,1m
- Màu xám trắng, đốm nâu, trạng thái dẻo mềm.
Lớp 2 (Sét pha, trạng thái dẻo mềm):
- Có độ sâu từ 6,7 � 7,1 m đến 7, 2 � 8,8m
Lớp 3 (Sét xám trắng, trạng thái dẻo cứng):
- Có độ sâu từ 7, 2 � 8,8m đến 9,7 � 10,7m
- Đất có màu xám trắng, trạng thái dẻo cứng.
Lớp 4 (Sét pha nâu loang vàng, trạng thái dẻo):
- Có độ sâu từ 9,7 � 10,7m đến 21,6 � 22, 0m
- Đất có màu nâu loang vàng, trạng thái dẻo.
Lớp 5 (Cát trung có lẫn sạn, sỏi, trạng thái chặt vừa):
- Có độ sâu từ 21,6 � 22,0m đến 40,0m
- Cát trung ở trạng thái chặt vừa.
(chưa kết thúc trong phạm vi hố khoan)
Mực nước ngầm xuất hiện trong lỗ khoan ở lớp đất thứ 2.
BẢNG CHỈ TIÊU CƠ LY Ù :
5 Cát hạt >18 2,04 1,73 18,0 2,66 20 31 o 2 0,34 - 2360 trung laãn sạn TA ,4 5 3’
5 Cát trung lẫn sạn sỏi kết cấu chặt vừa ±0.00
Sét xám trắng đốm nâu trạng thái dẻo mềm
3 Sét xám trắng _ dẻo cứng
4 Cát pha nâu loang vàng trạng thái dẻo
KHOAN THĂM DÒ ĐỊA CHẤT
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ PHƯƠNG ÁN MÓNG - 50 - IV.3 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
IV.2.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG
Kết quả tính toán nội lực khung từ ETABS cho thấy phản lực tại các nút chân cột của khung trục 3 và 4 Trong đồ án này, chúng tôi chỉ thực hiện tính toán móng cho khung trục 3 dựa trên số liệu địa chất tại lỗ khoan Sau khi tổ hợp nội lực, chúng tôi đã thu được kết quả cụ thể.
IV.2.2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN MÓNG
Lớp đất 5 là lớp đất có chất lượng tốt với cát trung ở trạng thái chặt vừa và môđun biến dạng lớn, đảm bảo khả năng tiếp thu tải trọng công trình Giải pháp móng phù hợp là móng sâu truyền tải xuống lớp đất này, trong đó phương án cọc ép được khuyến nghị do khả năng chịu tải lớn Cọc ép có đường kính và chiều sâu lớn có thể chịu tải lên đến hàng trăm tấn.
Cọc ép là giải pháp tối ưu cho việc xây chen trong các đô thị lớn, vì nó giảm thiểu chấn động ảnh hưởng đến các công trình xung quanh Phương pháp này khắc phục những nhược điểm của cọc đóng khi thi công trong môi trường đô thị.
IV.3 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
IV.3.1 MÓNG CỘT KHUNG TRỤC 3
IV.3.1.1 CHỌN LOẠI CỌC VÀ CHIỀU SÂU ĐẶT CỌC
Việc thiết kế, thi công và nghiệm thu móng cọc ép BTCT theo hệ thống các tiêu chuẩn, quy phạm sau:
TCXD 205:1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
TCXD 286:2003 Đóng và ép cọc - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
TCXD 88:1992 Cọc - Phương pháp thí nghiệm hiện trường TCXD 269:2002 Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục.
TCXD 2737-1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thieát keá
Sử dụng cọc BTCTvuông đặc, kích thước tiết diện 350350mm, chiều dài cọc 20m, gồm 2 đoạn cọc dài 10m hàn đối đầu với nhau
Mũi cọc được cắm vào lớp đất thứ 5, là lớp cát hạt trung có lẫn sét, được coi là lớp đất tốt Đoạn bêtông ở đầu cọc có chiều dài 700 mm, trong khi cọc ngàm sâu vào đài 100 mm.
- Bêtông mác M300 (R n = 130 KG/cm 2 ), (R k = 10 KG/cm 2 )
- Thép chủ 816 (nhóm AIII, R a = 3600 KG/cm 2 )_Fa = 16,08 cm 2
- Thép đai 6a150 (nhóm AI, R ađ = 2100 KG/cm 2 )
- Lưới thép đầu cọc dùng 6a50
Kiểm tra độ sâu đặt đáy đài và chiều cao đài cọc:
Độ sâu đặt đáy đài phải thoả mãn điều kiện đặt tải ngang và áp lực bị động của đất: m tt dd B tg Q h h '
- Góc ma sát trong của lớp đất đặt đáy đài.
Qtt - Giá trị tính toán của tải trọng ngang.
’ - Dung trọng của lớp đất đặt đáy đài.
Bđ - Bề rộng đáy đài, chọn sơ bộ Bđ = 3m.
Chiều cao đài cọc: Để thoả điều kiện chọc thủng, chọn
Ld - Chiều dài đáy đài, chọn sơ bộ Ld = 3,8m.
Lc - Chiều dài tiết diện cột, Lc = 0,8 m.
Từ 2 điều kiện trên, chọn chiều cao đài cọc 1,5m là hợp lý Do tầng hầm cách mặt đất tự nhiên 3,45 m nên chọn độ sâu đặt đáy đài tại cách mặt đất tự nhiên (1,5+3,0) = 4,5 m
> 0,87m là hoàn toàn hợp lý Vậy đài cọc sơ bộ được chọn nhử treõn.
IV.3.1.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
Theo độ bền của vật liệu làm cọc:
Sức chịu tải theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:
Pvl = ×(Rn×Fb + Ra×Fa) Trong đó:
Hệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cấu trúc Theo tài liệu "Nền móng nhà cao tầng" của TS Nguyễn Văn Quảng, do nền đất có lớp bùn rất nhỏ, hệ số này có thể được xác định là = 1.
Rn - Cường độ chịu nén của bêtông Mac 300#, Rn 130 Kg/cm 2
Fb - Diện tích mặt cắt ngang của cọc.
Ra - Cường độ tính toán của thép AIII, Ra = 3600
Fa - Diện tích tiết diện ngang cốt dọc, Fa = 16,08 cm 2
Pvl = 1(1303535 + 360016,08) !7138 kG Suy ra: Pvl = 217,138 T
Theo cường độ đất nền:
Theo chỉ tiêu này, SCT của cọc được xác định theo công thức: u p s
Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất: m
= 1 mR: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền ở mũi cọc : mR = 1 mf: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền ở mặt bên cọc : mf =1
Diện tích mũi cọc được xác định là A p = 0.1225 m² Sức chống của đất tại mũi cọc (qp) được tra cứu từ bảng A.1 Thành phần ma sát tính toán của lớp đất thứ i ở mặt bên cọc (fi) được xác định thông qua bảng A.2, theo TCXD 205:1998 Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua (li) cần được tính toán Để thực hiện, cần chia đất nền thành các lớp đồng nhất với chiều dày mỗi lớp không vượt quá 2m, với Zi và H được tính từ cốt thiên nhiên.
Tại độ sâu Z #,7 (m) đất cát hạt trung lẫn sạn sỏi (tra Bảng A2 TCXD 205:1998) thì cường độ tính toán của đất nền dưới mũi cọc là q p = 509,6 (T/m 2 )
Sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền.
4 Cát hạt trung laãn sạn sỏi
Qua kết quả tính toán trên ta chọn P tk min( , P P vl dn ) 128,335 T
Khi làm việc trong nhóm, cọc chịu ảnh hưởng của hiệu ứng nhóm cọc, dẫn đến sức chịu tải của nhóm cọc ma sát thường nhỏ hơn tổng sức chịu tải của các cọc trong nhóm.
Để loại bỏ ảnh hưởng của hiệu ứng này trong tính toán móng, cần bổ sung hệ số an toàn khi xác định sức chịu tải cho móng có nhiều cọc.
IV.3.1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ĐÀI VÀ SỐ LƯỢNG CỌC CHO MÓNG M3
Q y =-7,118(T) Tính móng khung trục 3 và 4 (cột 42&43) Hệ số an toàn n
Bố trí cọc được thực hiện với khoảng cách giữa các trục cọc là khoảng 3d, tương đương 1,05m Áp lực tính toán giả định tác động lên đế đài xuất phát từ phản lực đầu cọc.
� Diện tích đáy đài xác định sơ bộ:
Trọng lượng của đài và đất phủ trên đài:
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:
N tt = No tt + Nủ tt = 844,374 +78,487 = 922,861 T
Số lượng cọc được xác định sơ bộ:
Bố trí cọc trên mặt bằng:
IV.3.1.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỊU TẢI MÓNG CỌC
Diện tích thực tế của đài cọc:
Trọng lượng thực tế của đài:
Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đế đài:
Moment tính toán ở cốt đáy đài:
0 0 tt tt tt tt x x x d dl
Lực truyền xuống các cọc: tt
BẢNG GIÁ TRỊ PHẢN LỰC ĐẦU CỌC Stt Vò trí
Trọng lượng tính toán của cọc:
=> P max tt + Pcoc = 113,401 +6,468 9,869 T < Ptk 8,335T: đạt
P min tt = 101,958 > 0 nên cọc không chịu nhổ.
Vậy, điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra, móng sẽ làm việc trong điều kiện an toàn.
III.3.1.5 KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA MÓNG Đây là móng cọc ma sát, độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng quy ước Với
C ỏ t h a ùt tr u n g la ón s ạ n so ỷi - c h ặ t v ừ a C ỏ t p h a - de ỷo S e ựt xa ựm t ra ộn g - d ẻ o m ề m
-3.0m Cao trình neàn taà ng haà m
S e ựt ph a S eự t - d e ỷo cử ựn g
Biểu đồ ứng suất bản thân & gây lún.
Chiều dài khối móng quy ước:
Chiều rộng khối móng quy ước:
Chiều cao khối móng quy ước:
Xác định trọng lượng khối móng quy ước:
Trọng lượng đất sét trong phạm vi từ đế đài đến đáy lớp sét ( trừ đi thể tích đất bị chiếm chỗ).
Trọng lượng khối qui ước trong phạm vi lớp cát chặt (chưa kể trọng lượng cọc).
Trọng lượng tiêu chuẩn của cọc 35X35 cm dài 19,2 m.
Trọng lượng 8 cọc trong phạm vi các lớp sét:
Trọng lượng 8 cọc trong phạm vi lớp cát trung:
Trọng lượng khối móng qui ước:
1 2 3 4 5 tc tc tc tc tc tc
Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối móng quy ước:
Moment tiêu chuẩn tương ứng ở đáy khối móng qui ước:
0 0 tc tc tc tc x x x d dl
= 306,747 Tm Độ lệch tâm theo phương cạnh dài: el = tc tc x
M = 2342,348 114,119 0,049 m Độ lệch tâm theo phương cạnh ngắn: eb = tc tc y
M = 2342,348 306,747 0,131 m Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước:
tc tb = 1/2 x ( tc max+ tc min) = 53, 495 38,895
Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng qui ước:
Hệ số độ tin cậy Ktc được xác định là 1, dựa trên các chỉ tiêu cơ đất lấy từ số liệu thí nghiệm trực tiếp Các hệ số phụ thuộc vào tính chất đất nền được tra cứu từ bảng, với giá trị m1 là 1,4 và m2 cũng là 1,4.
Lớp đất cát trung ở trạng thái chặt vừa:
= 31 0 23’, cII = 0 tra bảng ta có: A = 1,21 ; B = 5,97 ; D 8,25 ;
II = 1,04 T/m 2 - Trọng lượng riêng lớp đất dưới khối móng qui ước.
Trọng lượng riêng trung bình các lớp đất của khối móng qui ước.
Để tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc, ta áp dụng quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính Trong trường hợp này, độ lún của móng cọc được xác định tương tự như độ lún của khối móng quy ước trên nền thiên nhiên Bên cạnh đó, cần xem xét ứng suất bản thân tại các lớp đất để có được kết quả chính xác hơn.
Tại đáy móng khối qui ước:
bt z 3,7 0,5 2,5 11,9 2,1 22,841 2,1 1,04 25,025 / x T m 2 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước :
Chiều sâu cực hạn dưới đáy móng kết thúc tại độ sâu có
Chia phần nền đất dưới đáy khối móng quy ước ra thành từng lớp phân tố với chiều dày bằng nhau
BẢNG TÍNH TOÁN ÁP LỰC BẢN THÂN VÀ GÂY LÚN MÓNG TRỤC
Tổng ứng suất gây lún (T/m 2 ) 68,623 Độ lún của khối móng quy ước được tính như sau:
Trong đó: n - Số lớp đất lấy để tính toán glzi
- Trung bình cộng các ứng suất gây lún tác dụng lên mặt trên và mặt dưới lớp đất thứ i. hi - Chiều dày của lớp đất thứ i.
E - Module tổng biến dạng được lấy từ thí nghiệm nén lún không nở hông, ở lớp đất 5 có E = 2360 T/m 2
Vậy: S = 3,6 cm < Sgh = 8 cm (Thỏa yêu cầu về độ lún).
IV.3.1.6 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO ĐÀI CỌC
Với chiều cao đài cọc là 1,5m, vẽ tháp chọc thủng 45 0 từ chân cột trùm ra ngoài các tim cọc, vì vậy không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng
Tính toán moment và đặt thép cho đài cọc
Sơ đồ tính thép cho phương X và phương Y:
SƠ ĐỒ TÍNH THEO PHƯƠNG X
SƠ ĐỒ TÍNH THEO PHƯƠNG Y TÍNH THEÙP CHO PHệễNG Y:
Moment tương ứng với mặt ngàm I-I:
Duứng theựp AII; Ra = 2800 kG/cm 2 ; h0 = 150 – 155 cm
Khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau 130 mm
Moment giữa nhịp ta xác định bằng phương pháp cộng tác duùng :
Dùng Mmax = 122,681 Tm để tính thép
Duứng theựp AIII; Ra = 2800kG/cm 2 ; h0 0 – 15 = 135 cm
M x h R x x cm Đặt thép 1518 có Fa = 38,175 cm 2
Khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau 300 mm
IV.3.2.1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ĐÀI VÀ SỐ LƯỢNG CỌC M2
Q y = -4,214 (T) Tính móng khung trục 3 và 4 (cột 35&36) Hệ số an toàn n
Bố trí cọc được thực hiện với khoảng cách giữa các trục cọc khoảng 3d, tương đương 1,05m Áp lực tính toán giả định tác động lên đế đài do phản lực từ đầu cọc gây ra là yếu tố quan trọng cần xem xét.
� Diện tích đáy đài xác định sơ bộ:
Trọng lượng của đài và đất phủ trên đài:
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:
N tt = No tt + Nủ tt = 518,287 + 48,173V6,46 T
Số lượng cọc được xác định sơ bộ:
Bố trí cọc trên mặt bằng:
IV.3.2.2 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỊU TẢI MÓNG CỌC
Diện tích thực tế của đài cọc:
Trọng lượng thực tế của đài:
Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đế đài:
Moment tính toán ở cốt đáy đài:
0 0 tt tt tt tt x x x d dl
Lực truyền xuống các cọc: tt
BẢNG GIÁ TRỊ PHẢN LỰC ĐẦU CỌC Stt Vò trí
Trọng lượng tính toán của cọc:
=> P max tt + Pcoc = 105,845 +6,468 2,313 T < Ptk 8,335T: đạt
P min tt = 86,519 > 0 nên cọc không chịu nhổ.
Vậy, điều kiện chịu tải của móng cọc đã được kiểm tra,móng sẽ làm việc trong điều kiện an toàn.
IV.3.2.3 KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA MÓNG Đây là móng cọc ma sát, độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng quy ước Với
C ỏ t ha ùt tr u ng la ón s ạ n so ỷi - c ha ởt vư ứa C ỏ t ph a - d ẻ o S e ựt xa ựm t ra ộn g - de ỷo m ề m
-3.0m Cao trình neàn taàng haàm
S e ựt ph a S e ựt - de ỷo cử ựn g
Biểu đồ ứng suất bản thân & gây lún
Chiều dài khối móng quy ước:
Chiều rộng khối móng quy ước:
Chiều cao khối móng quy ước:
Xác định trọng lượng khối móng quy ước:
Trọng lượng đất sét trong phạm vi từ đế đài đến đáy lớp sét ( trừ đi thể tích đất bị chiếm chỗ).
Trọng lượng khối qui ước trong phạm vi lớp cát chặt (chưa kể trọng lượng cọc).
Trọng lượng tiêu chuẩn của cọc 35X35 cm dài 19,2 m.
Trọng lượng 6 cọc trong phạm vi các lớp sét:
Trọng lượng 6 cọc trong phạm vi lớp cát trung:
Trọng lượng khối móng qui ước:
1 2 3 4 5 tc tc tc tc tc tc
Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối móng quy ước:
Moment tiêu chuẩn tương ứng ở đáy khối móng qui ước:
0 0 tc tc tc tc x x x d dl
= 186,782 Tm Độ lệch tâm theo phương cạnh dài: el = tc tc x
M = 1639, 208 83,581 0,051 m Độ lệch tâm theo phương cạnh ngắn: eb = tc tc y
M = 1639, 208 186, 782 0,114 m Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ước:
tc tb = 1/2 x ( tc max+ tc min) = 51,849 36, 445
Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng qui ước: