ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XÂY DỰNG NGÂN HÀNG ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN LONG AN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÂN HÀNG ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN LONG AN
Ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM. Đặc biệt các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Công Trình đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn. Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN GIANG, người đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chính cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Do đây là công trình thiết kế đầu tay với những kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em ít nhiều không tránh khỏi những sai sót, mong quí thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để công trình của em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện
MỤC LỤC
|
Trang bìa |
|
||
|
Phiếu giao đề tài đồ án tốt nghiệp |
|
||
|
Lời cảm ơn |
|
||
|
Mục lục PHẦN 1 |
|
||
|
|
THUYẾT MINH KIẾN TRÚC |
1 |
|
|
1. |
Nội dung |
2 |
|
|
2. |
Giải pháp mặt bằng - kiến trúc |
2 |
|
|
3. |
Giải pháp kiến trúc |
2 |
|
|
4. |
Phương pháp kết cấu |
2 |
|
|
5. |
Giải pháp hệ thống kỹ thuật |
3 |
|
|
PHẦN 2
Chương 1 |
THUYẾT MINH KẾT CẤU Tính toán sàn tầng 5 |
6 |
|
|
1.1 |
Đặc điểm kỹ thuật, phương án kết cấu |
6 |
|
|
1.2 |
Cơ sở tính toán sàn |
7 |
|
|
|
1.2.1 |
Đặc trưng vật liệu |
7 |
|
|
1.2.2 |
Sơ bộ xác định kích thước các cấu kiện |
7 |
|
1.3 |
Tính toán các ô bản |
8 |
|
|
|
1.3.1 |
Sơ đồ tính |
8 |
|
|
1.3.2 |
Xác định tải trọng tính toán bản sàn |
10 |
|
1.4 |
Xác định nội lực và cốt thép trong bản sàn |
12 |
|
|
1.5 |
Kiểm tra độ võng ( biến dạng) của sàn |
17 |
|
|
Chương 2 |
Tính toán dầm dọc trục C |
18 |
|
|
2.1 |
Sơ bộ chọn tiết diện dầm |
19 |
|
|
2.2 |
Xác định tải trọng tác dụng |
19 |
|
|
|
a. |
Tĩnh tải |
19 |
|
|
b |
Hoạt tải |
21 |
|
2.3 |
Xác định nội lực |
22 |
|
|
|
2.3.1 |
Xác định nội lực và tổ hợp nội lực |
22 |
|
|
2.3.2 |
Tính toán cốt thép |
25 |
|
|
a. |
Tính cốt thép dọc nhịp |
25 |
|
|
b. |
Với cốt thép chịu momen âm |
26 |
|
|
c. |
Tính cốt đai |
27 |
|
Chương 3 |
Tính toán cầu thang bộ |
28 |
|
|
3.1 |
Cấu tạo cầu thang |
28 |
|
|
3.2 |
Xác định tải trọng tác dụng lên cầu thang |
30 |
|
|
|
3.2.1 |
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) |
30 |
|
|
3.2.2 |
Tải trọng tạm thời (hoạt tải) |
32 |
|
|
3.2.3 |
Tải trọng toàn phần |
32 |
|
3.3 |
Tính toán các bộ phận cầu thang |
28 |
|
|
|
3.3.1 |
Cầu thang từ tầng 1 lên tầng 2 |
32 |
|
|
3.3.2 |
Cầu thang từ tầng 1 lên tầng 2 |
38 |
|
|
3.3.3 |
Tính toán DCN1, DCN2, DCT |
44 |
|
Chương 4 |
Tính toán hồ nước mái |
49 |
|
|
4.1 |
Tính toán bản nắp hồ nước mái |
50 |
|
|
4.2 |
Tính toán bản đáy hồ nước mái |
54 |
|
|
4.3 |
Tính toán bản thành hồ nước mái |
55 |
|
|
4.4 |
Kiểm tra nứt bản đáy (theo trạng thái giới hạn 2) |
58 |
|
|
4.5 |
Tính dầm đỡ bản nắp, dầm đỡ bản đáy |
59 |
|
|
|
4.5.1 |
Dầm đỡ bản nắp |
59 |
|
|
4.5.2 |
Dầm đỡ bản đáy |
60 |
|
|
4.5.3 |
Sơ đồ tính |
63 |
|
|
4.5.4 |
Tính toán cốt thép |
67 |
|
Chương 5 |
Thiết kế khung ngang trục 4 |
69 |
|
|
5.1 |
Sơ đồ và kích thước khung |
69 |
|
|
5.2 |
Mặt bằng truyền tải vào khung ngang trục 4 |
70 |
|
|
5.3 |
Xác định tiết diện cột |
71 |
|
|
5.4 |
Xác định tải trọng |
75 |
|
|
|
5.4.1 |
Tĩnh tải |
75 |
|
|
5.4.2 |
Hoạt tải |
88 |
|
5.5 |
Các trường hợp chất tải |
98 |
|
|
5.6. |
Tính cốt thép |
88 |
|
|
|
5.6.1 |
Tính toán cốt thép dọc cho cột |
112 |
|
|
5.6.2 |
Tính toán cốt thép dầm |
117 |
|
Chương 6 |
NỀN MÓNG |
124 |
|
|
PA. I |
Móng cọc ép |
124 |
|
|
6.1 |
Thống kê số liệu đại chất |
124 |
|
|
|
a. |
Các chỉ tiêu cơ lý của đất |
125 |
|
|
b. |
Nhận xét đất nền |
126 |
|
6.2 |
Tải trọng tính móng |
126 |
|
|
6.3 |
Tính toán móng cọc bê tông cốt thép |
128 |
|
|
|
6.3.1 |
Chọn độ sâu đặt đế đài |
128 |
|
|
6.3.2 |
Chọn loại cọc , chiều dài cọc, tiết diện cọc |
128 |
|
6.4 |
Tính móng M1 |
133 |
|
|
|
6.4.1 |
Tải trọng tác dụng |
133 |
|
|
6.4.2 |
Xác định sơ bộ kích thước đài cọc |
133 |
|
|
6.4.3 |
Xác định số lượng cọc |
134 |
|
|
6.4.4 |
Cấu tạo và tính toán đài cọc |
134 |
|
|
6.4.5 |
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc |
134 |
|
|
6.4.6 |
Kiểm tra lực tác dụng xuống mũi cọc |
136 |
|
|
6.4.7 |
Kiểm tra độ lún của móng |
140 |
|
|
6.4.8 |
Tính cốt thép |
142 |
|
6.5 |
Tính toán móng M2 |
143 |
|
|
|
6.5.1 |
Tải trọng tác dụng |
143 |
|
|
6.5.2 |
Xác định sơ bộ kích thước đài cọc |
143 |
|
|
6.5.3 |
Xác định số lượng cọc |
143 |
|
|
6.5.4 |
Cấu tạo và tính toán đài cọc |
144 |
|
|
6.5.5 |
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc |
144 |
|
|
6.5.6 |
Kiểm tra lực tác dụng xuống mũi cọc |
146 |
|
|
6.5.7 |
Kiểm tra độ lún của móng |
149 |
|
|
6.5.8 |
Tính cốt thép |
152 |
|
6.6 |
Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp |
153 |
|
|
|
6.6.1 |
Khi vận chuyển |
154 |
|
|
6.6.2 |
Khi cẩu lắp |
155 |
|
|
6.6.3 |
Kiểm tra lực cẩu móc cẩu |
155 |
|
PA. II |
Thiết kế móng cọc khoan nhồi |
156 |
|
|
6.6 |
Thống kê số liệu địa chất |
156 |
|
|
6.7 |
Tải trọng tính móng |
158 |
|
|
6.8 |
Tính toán móng cọc khoan nhồi |
158 |
|
|
|
6.8.1 |
Chọn độ sâu đặt đế đài |
158 |
|
|
6.8.2 |
Chọn loại cọc , chiều dài cọc, tiết diện cọc |
159 |
|
|
6.8.3 |
Xác định sức chịu tải của cọc |
159 |
|
6.9 |
Tính móng M1 |
163 |
|
|
|
6.9.1 |
Tải trọng tác dụng |
163 |
|
|
6.9.2 |
Xác định sơ bộ kích thước đài cọc |
163 |
|
|
6.9.3 |
Xác định số lượng cọc |
163 |
|
|
6.9.4 |
Cấu tạo và tính toán đài cọc |
164 |
|
|
6.9.5 |
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc |
164 |
|
|
6.9.6 |
Kiểm tra lực tác dụng lên mũi cọc |
165 |
|
|
6.9.7 |
Kiểm tra độ lún của móng |
168 |
|
|
6.9.8 |
Tính cốt thép |
169 |
|
6.10 |
Tính móng M2 |
172 |
|
|
|
6.10.1 |
Tải trọng tác dụng |
172 |
|
|
6.10.2 |
Xác định sơ bộ kích thước đài cọc |
172 |
|
|
6.10.3 |
Xác định số lượng cọc |
172 |
|
|
6.10.4 |
Cấu tạo và tính toán đài cọc |
173 |
|
|
6.10.5 |
Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc |
173 |
|
|
6.10.6 |
Kiểm tra lực tác dụng lên mũi cọc |
174 |
|
|
6.10.1 |
Kiểm tra độ lún của móng |
177 |
|
|
6.10.1 |
Tính cốt thép |
180 |
Phần 1
THUYẾT MINH KIẾN TRÚC
Nội dung:
- Giải pháp mặt bằng - kiến trúc.
- Giải pháp kiến trúc.
- Phương án kết cấu.
- Giải pháp hệ thống kỹ thuật
- thông gió.
- Chiếu sáng.
- Hệ thống cấp - thoát nước.
- Địa điểm XD.
- Đặc điểm địa chất công trình địa chất thuỷ văn.
- Sử dụng vật liệu.
- Giải pháp điện nước.
Trong tương lai Thành phố Tân An sẽ xây dựng những khu đô thị mới, trung tâm thương mại và đặc biệt tỉnh Long An sẽ quy hoạch thành lập các ngân hàng quốc doanh cũng như các ngân hàng ngoài quốc doanh tại tỉnh Long An nhằm tạo ra nguồn vốn đầu tư, vốn vay phát triển cho các vùng nông thôn cũng như thu hút một số lượng lớn cán bộ có tri thức về làm việc và phục vụ tại tỉnh Long An.
Bên cạnh đó nhờ vào thế mạnh và chế độ ưu đãi của tỉnh nên ngày càng có nhiều người đến sinh sống, làm việc và học tập tại tỉnh Long An. Chính vì vậy, tỉnh đã quyết định cho xây dựng Ngân hàng đầu tư và phát triển Long An nhằm đáp ứng những nhu cầu vừa trình bày.
1. Giải pháp mặt bằng - kiến trúc
Công trình được thiết kế 10 tầng (1 trệt, 9 lầu) .
Mặt bằng bố trí theo kiểu hành lang bên .
Diện tích xây dựng: 23.5x44.1=1037m2, được bố trí 2 cầu thang bộ và 2 thang máy.
Mặt bằng bố trí: 8 phòng trên 1 tầng.
Tầng 1 cao 4.5m, tầng 2,3,4,5,6,7,8,9,10 cao 3,3m .
2. Giải pháp kiến trúc
Bố trí 10 tầng (1 trệt, 9 lầu) mái bằng bêtông cốt thép chiều cao tầng 1 cao 4.5m, các tầng 2,3,4,5,6,7,8,9,10 cao 3,3m. Diện tích xây dựng 23.5x44.1=1037m2, mặt đứng chính bố trí lam đứng tạo vẻ thông thoát cho kiến trúc, cùng khung nhôm kính và các mảng tường tạo nên kiến trúc riêng cho công trình.
Mặt bằng bố trí theo kiểu hành lang bên. Khả năng chiếu sáng tự nhiên tốt, gồm 8 phòng và 2 cầu thang bộ, 2 thang máy, mặt sân ngân hàng .
3. Phương án kết cấu
Khung BTCT liền khối đúc tại chỗ, tường bao che xây gạch ống dày 200.
Dầm, sàn sử dụng bt cấp độ bền B20 (M250) đá 10x20, Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9Mpa, cột sử dụng bt cấp độ bền B30 (M400) đá 10x20, Rb=17 MPa, Rbt = 1.2Mpa.
Thép chịu lực chính của kết cấu dầm, sàn, cột sử dụng thép AI có Rs = 22 Mpa, AII có Rs = 280 MPa.
Sàn tính theo ô bản đơn.
Dầm dọc tính theo dầm liên tục
Dầm ngang kết hợp cột tạo thành kết cấu khung.
4. Giải pháp hệ thống kỹ thuật
- Thông gió:
Toàn bộ công trình được thông gió tự nhiên bằng các cửa sổ và kính đặt được bố trí ở phía trước và sau của mỗi phòng kết hợp quạt trần.
- Chiếu sáng:
Chiếu sáng chủ yếu cho công trình phần lớn là ánh sáng tự nhiên của mặt tường vào ban ngày qua các cửa kết hợp với ánh sáng nhân tạo bằng đèn điện.
- Hệ thống cấp nước :
Hệ thống cấp nước được tiếp nhận từ nguồn nước của mạng lưới cấp nước chung của khu vực. Được dẫn vào bể chứa nước ngầm và được bơm tự động lên bể nước máy dung tích : bxhxl =3.5 x 1.5 x7.2= 36.75 m3.
Từ bể nước máy cấp nước trực tiếp đến các khu vực ở các phòng, các tầng. Hệ thống ống dẫn được đặt trong các gen
- Hệ thống thoát nước :
Thoát nước mái bằng ống dẫn nước PVC Æ90 được lồng vào các cột thoát xuống hố ga thu nước và đưa vào hệ thống thoát nước chung.
Nước thải từ các khu vệ sinh qua ống dẫn đặt trong ống hộp gen đưa vào hầm tự hoại được xử lý lắng lọc sau đó được thoát về hệ thống thoát nước chung của khu vực.
- Hệ thống điện :
Nguồn điện 220V từ mạng lưới chung của khu vực qua trạm biến thế riêng của ngân hàng. Hệ thống dây dẫn lồng vào ống nhựa bảo vệ cách điện trong công trình được đặt âm vào tường, sàn đến các thiết bị điện.
- Phòng cháy chữa cháy :
Công trình được trang trí hệ thống báo cháy tự động ở từng tầng.
Hệ thống nước chữa cháy tạm thời từ bể nước mái và kết hợp bình chữa cháy CO2 bố trí cho các tầng, hộp cứu hỏa được bố trí ở các chiếu nghỉ của cầu thang và được cung cấp mức hồi phục hệ thống cấp nước từ hồ nước mái.
Hệ thống nước chữa cháy ngoài nhà được bố trí các van đấu mới với trạm nước chữa cháy.
- Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn:
- Nhiệt độ bình quân 270 C
- Lưu lượng mưa bình quân 1.949 mm. Số lượng ngày mưa bình quân 150 ngày/năm
- Hướng gió chủ đạo Tây -Nam (mạnh nhất) và Đông- Nam (gió mát).
- Độ ẩm bình quân 79,5%.
- Đặc điểm địa chất công trình :
Được xác định trên cơ sở khảo sát thí nghiệm mẫu đất.
Nhìn chung địa tầng trong khu vực gồm 4 lớp áp lực tính toán quy vào của các lớp như sau :
Lớp 1 : Là lớp cát mịn lẫn bột trạng thái rời.
Lớp 2 : Bùn sét màu xám nâu đến xám xanh.
Lớp 3 : Sét lẫn ít cát , màu xám nâu đến nâu xám.
Lớp 4 : Lớp cát pha trạng thái dẻo.
Nhìn chung địa tầng trong khu vực khảo sát ta thấy các lớp đất có độ chịu tải rất yếu nên khi tính toán xây dựng công trình cụ thể ta nên chọn biện pháp gia cố bằng cọc bê tông và đóng ngập vào lớp đất 4 (đất tốt ).
- Sử dụng vật liệu:
- Bê tông cấp độ bền B22.5 đá 10x20 ( không lẫn tạp chất ).
- Xi măng PC 40.
- Cát vàng sạch đều hạt .
- Nền chủ yếu lát gạch Ceramic.
- Khu vệ sinh ốp gạch men và sứ cao cấp.
- Với các kết cấu chụi lực chính chủ yếu là bê tông cốt thép.
Kết cấu bao che sử dụng vật liệu có tại địa phương và vật liệu trang trí cần thiết. Do yêu cầu cần thiết của công trình nên có dùng một số vật liệu trang trí ngoại nhập, như hệ thống điều hòa, điện, máy chống trộm, phục vụ vi tính và phòng nước nhân viên.
Trên đây là thuyết minh sơ bộ của công trình.
Phần 2
THUYẾT MINH KẾT CẤU
CHƯƠNG 1
SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
---oOo---
TÍNH TOÁN KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5)
1.1 Đặc điểm kỹ thuật, phương án kết cấu
a. Phương án kết cấu cho sàn:
Gồm có:
- Sàn bê tông cốt thép đỗ tại chỗ.
- Sàn panel
- Sàn gạch bộng.
- Do hiện nay sàn bê tông cốt thép đúc tại chỗ được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng và công nghiệp.
- Ưu điểm của sàn bê tông cốt thép là bền vững độ cứng lớn, có khả năng chống cháy tốt, khả năng chống thấm cũng tương đối và thỏa mản các yêu cầu về thẩm mỹ vệ sinh và điều kiện kinh tế.
- Nên em chọn sàn bê tông cốt thép đổ tại chỗ là phù hợp với tình hình hiện nay.
-
Chiều dày sàn chọn dựa theo các yêu cầu:
- Về mặt truyền lực: đảm bảo cho giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó để truyền tải ngang, chuyển vị...). Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình khác mà sàn chỉ chịu tải đứng. Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất …) làm ảnh hưởng đến kết cấu công trình. Độ cứng trong mặt phẳng sàn phải đủ lớn để khi truyền tải ngang vào dầm, cột… giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau.
- Yêu cầu cấu tạo: trong tính toán không xét việc sàn bị giảm yếu do các lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện nước, thông gió…).
- Yêu cầu công năng: do yêu cầu của kiến trúc công trình đòi hỏi tính thẩm mỹ cao, chiều cao thông thủy lớn… nên trong sàn hạn chế bố trí các dầm phụ chia nhỏ ô sàn và dùng đỡ tường xây. Chính vì vậy, chiều dày sàn phải đáp ứng được yêu cầu không tăng độ võng khi xây tường.
- Ngoài ra còn xét đến yêu cầu chống cháy khi sử dụng.
b. Đặc điểm kĩ thuật:
Sàn tầng 5 được thiết kế dạng bê tông cốt thép đổ liền khối tại chổ, dựa vào mặt bằng kiến trúc ta chia sàn tầng 5 thành các ô bản liên tục, chủ yếu làm việc 2 phương (bản kê) và làm việc 1 phương (bản dầm) gồm tất cả 38 ô bản. Trong đó có 9 ô làm việc 1 phương (S3), 29 ô làm việc 2 phương (S1,S2,S4,S5 S6,S7).
Hệ sơ đồ sàn tầng 5 được kê trên hệ dầm là các dầm ngang và dầm dọc. Vì vậy khi tính toán ta phải tính theo bản ngàm 4 cạnh.
Ngoài ra đối với các sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (sàn vệ sinh, sàn mái…) thì cấu tạo sàn còn có thêm lớp chống thấm.
1.2. Cơ sở tính toán sàn:
1.2.1. Đặc trưng vật liệu
Sử dụng bêtông cấp độ bền B20 (tra phụ lục 3 trang 365 sách kết cấu BTCT phần cấu kiện cơ bản của PGS-TS Phan Quang Minh) có Rb = 11.5 MPa
Cốt thép : AI có RS = 225 MPa, AII có RS = 280 MPa.
Tải trọng : sử dụng TCVN 2737 – 1995.
1.2.2. Sơ bộ xác định kích thước các cấu kiện:
Áp dụng công thức kinh nghiệm từ sổ tay thực hành tính toán kết cấu công trình của PGS-TS Vũ Mạnh Hùng
Kích thước dầm dọc :
+ Chiều cao dầm dọc
mm
Chọn hd= 600 mm
+ Bề rộng dầm dọc
mm
Chọn bd = 300 mm
Þ bxh =300x 600 mm.
Kích thước dầm ngang :
+ Chiều cao dầm ngang
mm
Chọn hd = 700 mm
+Bề rộng dầm ngang
mm
Chọn bd = 300 mm
Þ bxh =300x700(mm).
Kích thước dầm phụ :
Chọn bxh =200x400 (mm).
Kích thước bản sàn :
Chiều dày sàn :
Có thể chọn chiều dày sàn theo công thức kinh nghiệm:
mm
Chọn hS = 100 mm
1.3.Tính toán các ô bản sàn:
1.3.1. Sơ đồ tính :
Ô sàn S1,S2,S4,S5 S6,S7 có < 2 Þ bản làm việc hai phương (bản kê bốn cạnh).
Sơ đồ tính của ô bản làm việc 2 phương, hai đầu ngàm như hình vẽ.
Mặc khác tỉ số hd > 3hs với
Þ Ô bản tính theo sơ đồ 9 là ngàm bốn cạnh như hình vẽ :
Trường hợp tổng quát công thức tính moment các loại ô bản có dạng như sa
Moment dương lớn nhất ở giữa bản:
M1 = mi1xP (kN.m)
M2 = mi2 xP (kN.m)
Moment âm lớn nhất ở gối:
MI = ki1xP (kN.m)
MII = ki2xP (kN.m)
Trong đó:
i : kí hiệu ô bản đang xét (i=1,2,4,5,6,7)
1,2 : chỉ phương đang xét là L1 hay L2
L1, L2 : nhịp tính toán của ô bản là khoảng cách giữa các trục gối tựa.
P : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản.
Mặt bằng bố trí dầm và đánh số ô sàn tầng 4
Với: p: hoạt tải tính toán (kN/m2).
g: tĩnh tải tính toán (kN/m2).
mi1, mi2, ki1, ki2 : các hệ số phụ thuộc vào tỷ số L2/L1 ( Tra “Sổ tay thực hành kết cấu công trình”PGS,PTS Vũ Mạnh Hùng).
Công thức tính :
- Momen giữa nhịp : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1) : M1 = m91 x q x L1 x L2
+ Phương dài (L2) : M2 = m92 x q x L1 x L2
- Momen âm ở gối : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1) : MI = - k91 x q x L1 x L2
+ Phương dài (L2) : MII = - k92 x q x L1 x L2
Tổng trọng lượng trên 1 ô bản đơn : P = (g + p ) x L1 x L2
- Xét ô sàn S1 , S2 có > 2 Þ bản làm việc một phương . Cắt dãy bản rộng 1 m theo phương cạnh ngắn L1 để tính toán .
Sơ đồ tính của ô bản làm việc 1 phương, hai đầu ngàm như hình vẽ
Công thức tính :
Moment ở nhịp : Mnhịp =
Moment ở gối : Mgối =
1.3.2. Xác định tải trọng tính toán bản sàn :
Tĩnh tải:
Tĩnh tải tác động lên sàn là tải phân bố đều do các lớp sàn cấu tạo nên:
gs = å digini
Trong đó:
di : chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i.
gi : trọng lượng bản thân của lớp cấu tạo sàn thứ i.
ni : hệ số vượt tải của lớp cấu tạo sàn thứ i.
Cấu tạo sàn :
Các lớp cấu tạo sàn
Kết quả tính toán tĩnh tải tác động lên 1m2 sàn như sau:
|
Stt |
Thành phần cấu tạo |
di (m) |
gi (kN/m3 ) |
n |
gi (kN/m2 ) |
|
1 |
Lớp gạch ceramic |
0.02 |
20 |
1.1 |
0.44 |
|
2 |
Lớp vữa lót |
0.02 |
18 |
1.2 |
0.43 |
|
3 |
Bản bê tông cốt thép |
0.10 |
25 |
1.1 |
2.75 |
|
4 |
Lớp vữa trát |
0.02 |
18 |
1.2 |
0.43 |
|
Tổng cộng |
gs |
4.60 |
|||
Riêng đối với bản sàn có khu vệ sinh (S4, S5) vách ngăn và các thiết bị lắp đặt. Ta qui về lực phân bố đều tác dụng lên ô sàn :(tường gạch ống dày 100).
kN/m2.
Trong đó bt : bề dày tường (m)
ht : Chiều cao tường (m)
lt : chiều dài tường(m)
gt : trọng lượng riêng của tường xây (daN/m3)
S : diện tích ô sàn có tường(m2)
n : hệ số vượt tải
Þ Tổng tải trọng tĩnh tải toàn phần : g = 4.60 + 0.436 = 5.036 kN/m2 .
Bản S3 làm việc 1 phương. Tải trọng phân bố đều trên 1m bản sàn là :
q = p + g = 3.6+5.036 =8.64 kN/m2
Hoạt tải : (Giá trị của hoạt tải được chọn dựa theo chức năng sử dụng của các loại phòng. Hệ số độ tin cậy n, đối với tải trọng phân bố đều xác định theo điều 4.3.3 trang 15 TCVN 2737 - 1995)
- Khi ptc < 200 ( daN/m2 ) ® n = 1.3
- Khi ptc ≥ 200 ( daN/m2 ) ® n = 1.2
+ Ô bản S4, S5 (khu vệ sinh)
ptt =ptc x nP = 2x1.2= 2.4 kN/m2
+ Ô bản : S1,S2,S4,S5 S6,S7 (căn hộ nhà ở, phòng làm việc)
ptt = ptc x nP = 2x1.2 = 2.4 kN/m2
+ Hành lang, cầu thang, sảnh
ptt = ptc x nP = 3x1.2 = 3.6 kN/m2
+ Mái bằng:
ptt = ptc x nP = 0.75x1.3 = 0.975 kN/m2
1.4.Xác định nội lực và cốt thép trong bản sàn
1.4.1 Bản làm việc 1 phương:
a)Xác định nội lực
|
Bản |
L1(m) |
q(kN/m2) |
Mgối = - |
Mnhịp = |
|
S3 |
3.0 |
8.64 |
-6.48 |
3.24 |
(kN.m)
Tải trọng bản dầm làm việc 1 phương
b). Xác định cốt thép:
Chọn bê tông B20( Mac 250 )Þ Rb = 11.5 (MPa)
Chọn cốt thép sàn AI Þ Rs= 225 (MPa)
Tính bản kiện chịu uốn, tiết diện b´h = 100´10 cm.
Chọn ao =1.5® ho = 10 – 1.5 = 8.5 cm
Các công thức tính toán:
Để tránh phá hoại giòn phải đảm bảo: 
Theo TCVN mmin = 0.05%, thường lấy mmin = 0.1%. Hợp lý nhất khi m = 0.3% ¸ 0.9% đối với sàn. (theo Sàn BTCT toàn khối)
+ Tính thép ở gối
=0.39% > 0.1%
+ Tính thép ở nhịp
=0.30% > 0.1%
Bảng kết quả tính cốt thép bản loại dầm
|
Bản sàn |
Vị trí |
M(kN.m) |
m |
x |
As(cm2 ) |
Chọn thép |
Asch (cm2 ) |
µ(%) |
|
S3 |
Mn |
3.24 |
0.039 |
0.04 |
1.74 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
|
Mg |
6.48 |
0.078 |
0.081 |
3.52 |
Þ8a150 |
3.35 |
0.39 |
1.4.2/.Bản làm việc 2 phương
a)Xác định nội lực
Các giá trị tải trọng tác dụng lên những bản làm việc 2 phương được thể hiện trên bảng sau:
|
Bản sàn |
L1 (m) |
L2 (m) |
Tải trọng |
P (kN) |
|
|
gtt (kN/m2) |
ptt (kN/m2) |
||||
|
S1 |
4.5 |
8.0 |
4.6 |
2.4 |
252 |
|
S2 |
4.0 |
8.0 |
4.6 |
2.4 |
224 |
|
S4 |
3.0 |
3.75 |
5.036 |
2.4 |
83.7 |
|
S5 |
3.75 |
4.5 |
5.036 |
2.4 |
125.5 |
|
S6 |
3.0 |
4.0 |
4.6 |
2.4 |
84 |
|
S7 |
2.5 |
3.0 |
4.6 |
2.4 |
52.5 |
Tải trọng bản làm việc 2 phương
|
Bản sàn |
Sơ đồ |
L1 (m) |
L2 (m) |
L2/L1 |
m91 |
m92 |
k91 |
k92 |
|
S1 |
9 |
4.5 |
8.0 |
1.78 |
0.0195 |
0.0060 |
0.0423 |
0.0131 |
|
S2 |
9 |
4.0 |
8.0 |
2 |
0.0183 |
0.0046 |
0.0392 |
0.0098 |
|
S4 |
9 |
3.0 |
3.75 |
1.25 |
0.0207 |
0.0133 |
0.0473 |
0.0303 |
|
S5 |
9 |
3.75 |
4.5 |
1.2 |
0.0204 |
0.0142 |
0.0468 |
0.0325 |
|
S6 |
9 |
3.0 |
4.0 |
1.33 |
0.0209 |
0.0119 |
0.0474 |
0.0271 |
|
S7 |
9 |
3.0 |
3.0 |
1.2 |
0.0179 |
0.0179 |
0.0417 |
0.0417 |
Bảng tra hệ số m, k làm việc 2 phương
Ghi chú: giá trị M gối của hai bản liền kề nhau, chọn giá trị tuyệt đối lớn nhất để tính và bố trí thép chung cho hai bản.
b). Xác định cốt thép:
Chọn bê tông B20Þ Rb = 11.5 (MPa)
Chọn cốt thép sàn AI Þ Rs= 225 (MPa)
Tính bản kiện chịu uốn, tiết diện b´h = 100´10 cm.
Chọn ao =1.5 ® ho = 10 – 1.5 = 8.5 cm
Các công thức tính toán:
m=
m= 
,
Để tránh phá hoại giòn phải đảm bảo:
Theo TCVN mmin = 0.05% ; thường lấy mmin = 0.1%
Hợp lý nhất khi m = 0.3% ¸ 0.9% đối với sàn. ( Theo “Sàn BTCT toàn khối )
c). Tính ô bản S1
-Tính tổng tải trọng tác dụng lên bảng
P= L1
L2( gtt+ ptt)
= 4.58.0(4.6+2.4)=252 (KN)
-Xét tỷ số 
=
=1.78
Tra bảng sơ đồ 9 tìm m91, m92, k91, k92
Với m: Hệ số momen nhịp
k: Hệ số momen gối
-Tính nội lực trong ô bản
. Momen giữa nhịp : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1) : M1 = m91 x P
=0.0195252=4.914(KN.m)
+ Phương dài (L2) : M2 = m92 x P
=0.006252=1.152(KN.m)
. Momen âm ở gối : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1) : MI = - k91 x P
=0.0423252=10.66(KN.m)
+ Phương dài (L2) : MII = - k92 x P
=0.0131252=3.301(KN.m)
- Tính toán cốt thép
Giả thiết 
=1.5 -> 
=10-1.5=8.5 (cm)
=2 -> 
=10-2=8 (cm)
. Momen giữa nhịp : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1)
0.33% > 0.1%
+ Phương dài (L2)
=0.17% > 0.1%
. Momen âm ở gối : (kN.m)
+ Phương ngắn (L1)
=0.77% > 0.1%
+ Phương dài (L2)
=0.30% > 0.1%
Bảng kết quả cốt thép sàn phân loại bản kê bốn cạnh
|
Bản |
Phương tính |
Vị trí |
M (kN.m) |
m |
x |
As (cm2 ) |
Chọn thép |
Asch (cm2 ) |
µ(%) |
|
S1 |
Ngắn |
Nhịp |
4.914 |
0.059 |
0.061 |
2.650 |
Þ8a180 |
2.79 |
0.33 |
|
Gối |
10.660 |
0.128 |
0.138 |
5.995 |
Þ10a120 |
6.54 |
0.77 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.512 |
0.018 |
0.018 |
0.736 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
3.301 |
0.040 |
0.04 |
1.738 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
S2 |
Ngắn |
Nhịp |
4.099 |
0.049 |
0.051 |
2.216 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
|
Gối |
8.781 |
0.106 |
0.112 |
4.866 |
Þ10a160 |
4.91 |
0.58 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.030 |
0.012 |
0.013 |
0.565 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
2.195 |
0.026 |
0.027 |
1.173 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
S4 |
Ngắn |
Nhịp |
1.716 |
0.021 |
0.021 |
0.912 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
Gối |
3.922 |
0.047 |
0.048 |
2.085 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.103 |
0.013 |
0.014 |
0.608 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
2.512 |
0.030 |
0.03 |
1.303 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
S5 |
Ngắn |
Nhịp |
2.537 |
0.031 |
0.031 |
1.347 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
|
Gối |
5.820 |
0.070 |
0.072 |
3.128 |
Þ8a150 |
3.35 |
0.39 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.766 |
0.021 |
0.022 |
0.956 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
4.042 |
0.049 |
0.049 |
2.129 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
S6 |
Ngắn |
Nhịp |
1.756 |
0.021 |
0.02 |
0.869 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
Gối |
3.982 |
0.048 |
0.049 |
2.129 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.000 |
0.012 |
0.012 |
0.521 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
2.276 |
0.027 |
0.028 |
1.216 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
||
|
S7 |
Ngắn |
Nhịp |
1.128 |
0.014 |
0.014 |
0.608 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
Gối |
2.627 |
0.032 |
0.032 |
1.390 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
||
|
Dài |
Nhịp |
1.128 |
0.014 |
0.014 |
0.608 |
Þ6a200 |
1.42 |
0.17 |
|
|
Gối |
2.627 |
0.032 |
0.032 |
1.390 |
Þ8a200 |
2.51 |
0.30 |
* Ghi chú :
- Khi thi công, thép chịu momen âm ở 2 ô bản kề liền nhau sẽ lấy giá trị lớn hơn để bố trí.
- Chiều dài các thanh thép mủ từ mép dầm đến đoạn đầu mút lấy bằng 1/4L0 (Với L0= L-Ld). Khi bố trí cần ưu tiên cho phương cạnh ngắn trước. Thép cấu tạo để giữ thép chịu mô men âm ở gối đặt Þ6 a 200.
- Các thanh thép chịu lực còn lại đặt theo kết quả tính toán
1.5. Kiểm tra độ võng (biến dạng ) của sàn
Tính toán về biến dạng cần phân biệt 2 trường hợp, một là khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt và hai là khi bê tông vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành. Ở đồ án này chỉ chỉ xác định độ võng f của sàn theo trường hợp thứ nhất.
+ Điều kiện về độ võng: f<[f]
Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất S8 (4.5x8.0)m để tính, ta có:
Độ võng của sàn được tính theo công thức:
trong đó:
=
M = 
C = 1.7 :hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến.
B = kd.Eb.Jth
kd = 0.85 : hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến.
Jth = 
=8333 cm4
Eb = 27x103 MPa
Þ B =0.85x27x103x8333 =191x106 (daN.cm2).
Khi đó: f=
=0.325(cm).=3.3mm
Thỏa điều kiện: f = 3.3(mm)<[f] =22.5(mm).
Vậy ô bản đảm bảo yêu cầu độ võng.
Kết luận :
Các kết quả tính toán đều thỏa mãn khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra cho nên các giả thiết ban đầu là hợp lý.
BỐ TRÍ CỐT THÉP ( XEM Ở BẢN VẼ KC-01)
.............................................................
PHƯƠNG ÁN 2 : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
6.6 Thống kê số liệu địa chất:
Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
Căn cứ vào bảng báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình của khu đất nơi xây dựng công trình Ngân Hàng Đầu Tư và Phát Triển Long An ta có được cấu tạo địa chất công trình gồm các lớp sau đây :
Từ mặt đất hiện hữu được cấu tạo gồm 4 lớp đất theo thứ tự từ trên xuống như sau :
Lớp đất số 1 :
Là đất san nền màu xám trắng nâu vàng trạng thái dẻo cứng dày 2.5m với các chỉ tiêu cơ lí như sau:
+ Độ ẩm tự nhiên W = 33.2 %
+ Dung trọng tự nhiên : gW= 17.95 kN/m3
+ Dung trọng đẩy nổi : gđn = 8.4 kN/m3
+ Lực dính c : c = 0.055 daN/cm2
+ Góc ma sát trong : j0 = 130 45’
+ Mô đun biến dạng : Eo=67.65 daN/cm2=6765 kN/m2.
+ Kết quả xuyên tĩnh : qc = 2.8 MPa
Lớp đất số 2 :
Đất sét màu xám trắng nâu vàng trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 6.0m với các chỉ tiêu cơ lí như sau:
+ Độ ẩm tự nhiên : W = 68.1 %
+ Dung trọng tự nhiên : gW =15.6 kN/m3
+ Dung trọng đẩy nổi : gđn = 5.8 kN/m3
+ Lực dính c : c = 0.085 daN/cm2
+ Độ sệt B=0.4
+ Góc ma sát trong : j0 = 150 26’
+ Mô đun biến dạng Eo = 85.6 daN/cm2=856 kN/m2.
+ Kết quả xuyên tĩnh qc = 3.1 MPa
Lớp đất số 3 :
Đất sét pha cát hạt mịn trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 4.5m
Với các tính chất cơ lý như sau.
+ Độ ẩm tự nhiên W = 35.2 %
+ Dung trọng tự nhiên : gW = 19.85 kN/m3
+ Dung trọng đẩy nổi : gđn = 9.9 kN/m3
+ Lực dính c : c = 0.303 daN/cm2
+ Độ sệt B=0.34
+Góc ma sát trong : j0 = 14 0
+ Mô đun biến dạng Eo=100 daN/cm2=10000 kN/m2.
+ Kết quả xuyên tĩnh qc = 3.5 MPa
Lớp đất số 4 :
Đất sét màu xám trắng, nâu vàng trạng thái deo cứng
Với các chỉ tiêu cơ lý như sau .
+ Độ ẩm tự nhiên W = 26.8 %
+ Dung trọng tự nhiên : gW = 19.5 kN/m3
+ Dung trọng đẩy nổi : gđn = 9.7 kN/m3
+ Lực dính c : c = 0.48 daN/cm2
+ Góc ma sát trong : j0 = 210
+ Độ sệt B=0.25
+ Mô đun biến dạng Eo=140 daN/cm2=14000 kN/m2.
+ Kết quả xuyên tĩnh qc = 3.8 MPa
6.7. Tải trọng tính móng:
Tổ hợp nội lực bất lợi nhất tác dụng xuống móng đã được tính toán ở phần đầu của chương 6 (phần tính móng cọc ép) nên ta có bảng sau đây :
|
Nội Lực |
Cặp 1 |
Cặp 3 |
||
|
Trục C |
Nttmax |
6045.45 |
Mttmin |
-310.25 |
|
Mtttư |
-297.04 |
Ntttư |
4018.24 |
|
|
Qtttư |
-117.94 |
Qtttư |
-131.95 |
|
|
Tổ Hợp |
COMBO25 |
COMBO7 |
||
|
Nội Lực |
Cặp 1 |
Cặp 3 |
||
|
Trục D |
Nttmax |
4043.81 |
Mttmin |
-165.14 |
|
Mtttư |
-154.27 |
Ntttư |
3357 |
|
|
Qtttư |
-74.55 |
Qtttư |
-78.91 |
|
|
Tổ Hợp |
COMBO25 |
COMBO7 |
||
Dựa trên mặt bằng móng sơ bộ, móng trục 4 gồm các móng M1, M2.
6.8.Tính toán móng cọc khoan nhồi
6.8.1. Chọn độ sâu đặt đế đài :
Chiều sâu đặt đáy đài được xác định theo công thức:
với 
Trong đó:
H = 134.75 kN : lực cắt tại cổ móng
= 20 kN/m3 : dung trọng trung bình của đài và đất trên đài
B = 2.2 m : bề rộng đế đài ( giả thiết )
j = 13.450 : góc ma sát trong của lớp đất đặt đáy đài
=> 
= 1.93m
=> 0.7hmin =0.35m
Chọn hm=1.6m.
Như vậy, là đáy đài nằm ở cao trình – 1.800 m
6.8.2 Chọn loại cọc, chiều dài cọc, tiết diện cọc :
- Chọn đường kính cọc khoan nhồi: d = 0.6 m
Diện tích : F = 
= 0.283 m2 
Chu vi : u = p.d = 3.14´ 0.6 = 1.884 m
- Bêtông CĐB B20, Rb = 11.5 MPa
- Thép A-II, RS = 280 MPa
- Chiều dài phần cọc ngoài đài : 23.6 m (mũi cọc cắm vào lớp thứ 4 là lớp đất sét nửa cứng).
- Đoạn thép dọc ăn sâu vào đài :35Þ = 35x16=560 » 600 mm
6.8.3 Xác định sức chịu tải của cọc:
a. Theo vật liệu làm cọc:
QVL = j(Rb x Ab + RS x AS)
Trong đó:
Rb - cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi. Đổ bê tông cọc dưới mực nước ngầm và trong dung dịch bùn Bentonite nên lấy Rn = với Rb = 600 kN/m2 (R: mũi cọc thiết kế của bêtông, R= 300). Do đó: Ru= 60 daN/cm2
A – diện tích tiết diện cọc, A = 0.2826 m2;
Rs – cường độ tính toán của cốt thép, đường kính thép < Þ28 mm lấy 
với Rs= 2200 daN/cm2 (Rc: giới hạn chảy của cốt thép, thép AII có
Rc = 3000 daN/cm2). Do đó:Rs= Rc/1.5= 3000/1.5= 2000 < 2200 daN/cm2
Vậy lấy Rs = 2000 daN/cm2
As – diện tích tiết diện thép dọc trục sử dụng 10Þ16 (As = 20.1cm2 )
Suy ra: PVL = 1x(60×2826 + 2000×20.1) = 209760 daN = 2097.6 kN
b. Theo điều kiện đất nền:
* Tính sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền, theo TCXD 205-1998
Qa = 
= Pđn
Trong đó:
ktc là hệ số an toàn được lấy như sau : ktc = 1,65
Qtc = m(mR. R.F + uSmfifsili)
- m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy m =1
- mR :hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy mR=1
- mfi :hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ khoan mfi =0.6 lấy theo phụ lục A (TCXD 205-1998)
- R : cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc
- fsi : cường độ tính toán của lớp thứ i theo mặt xung quanh cọc
- li : chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
- F , u : tiết diện và chu vi cọc. u = p´D = 1.884 m, AP = 0.283 m2
Xác định cường độ chịu tải của đất R (kN/m2):
Với lớp đất 4 là lớp đất sét trạng thái nửa cứng có độ sệt B=0.25; độ sâu hạ mũi cọc 24.2, (phụ lục A.7 sách TCXD 205 : 1998).
=> R=5695 kN/m2
Chia nền thành nhiều lớp đồng nhất có chiều dày 
2m tính từ đáy móng trở xuống.
Lớp 1: chia làm 2 lớp: 1.6m ; 0.9m.
Lớp 2: chia làm 4 lớp: 2m , 2m , 2m.
Lớp 3: chia làm 3 lớp: 1.5m , 1.5m, 1.5m.
Lớp 4: chia làm 5lớp dày 2m và 1 lớp 1m.
Bảng . Bảng tính giá trị ma sát thành của cọc theo độ sâu
c. Sức chịu tải của cọc theo xuyên tĩnh :(tính SCT theo cường độ phụ lục B-TCXD205-1998)
Theo kết quả xuyên tĩnh, ta xác định dược chiều dài cọc qua các lớp đất và các giá trị qd :
Ta có: 
Trong đó:
Qp=qp.Ap (sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc).
qp=k.qc (qc sức cản mũi xuyên trung bình của đất ở phạm vi 3d cọcvề phía tên chân cọc và 3d chân cọc.)
-Do cọc cắm vào lớp đất thứ 4: Đất sét màu xám trắng, nâu vàng trạng thái nửa cứng có qc=3.8 Mpa (tra bảng C.1 sách TCXD 205 : 1998).
Có k = 0.35
qp=kc.qc= 0.35x3800= 1330 kN/m2
Ap = 0.283m2
Qp=qp.Ap = 1330x 0.283 = 376.39 kN
,QS - sức cản phá hoại của đất ở toàn bộ thành cọc
u =1.884m
Tính qsixhi
+ Lớp 1: Là đất san nền màu xám trắng nâu vàng trạng thái dẻo cứng dày 2.5m có qc = 2800 Kpa
Tra bảng C.1 sách TCXD 205 : 1998 có = 40
+ Lớp 2: Đất sét màu xám trắng nâu vàng trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 6.0m có qc = 3100 KPa
Tra bảng C.1 sách TCXD 205 : 1998 có = 40
+ Lớp 3: Đất sét pha cát hạt mịn trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 4.5 có qc = 3500 KPa
Tra bảng C.1 sách TCXD 205 : 1998 có = 40
+ Lớp 4: Đất sét màu xám trắng, nâu vàng trạng thái nửa cứng dày 14.5 m có qc = 3800 KPa
Tra bảng C.1 sách TCXD 205 : 1998 có = 40
Þ
Þ
So sánh các giá trị sức chịu tải của cọc chọn giá trị nhỏ nhất trong các giá trị đưa vào tính toán có giá trị sau :
6.9. Thiết kế móng M1:
6.9.1. Tải trọng tác dụng:
Để thiên về an toàn chọn hệ số vượt tải n = 1,15. Ta có các tải trọng tiêu chuẩn của móng như sau:
|
Tên nội lực |
Trị số tính toán |
Trị số tiêu chuẩn |
|
N (kN) |
4043.81 |
3516.357 |
|
M (kN.m) |
-154.27 |
-134.148 |
|
Q (kN) |
-74.55 |
-64.83 |
6.9.2. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc:
- Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là:
ptt = 
= = 399.34 kN/m2
- Diện tích đáy đài cọc được xác định sơ bộ như sau:
Fđ = 
= 
= 10.47 m2
Trong đó:
gtb = 20 kN/m3- trọng lượng riêng trung bình của đài cọc và đất trên đài.
h = 1.6 m - độ sâu đặt đáy đài.
- Trọng lượng đài và đất phủ lên đài:
Qđ = n x Fđ x gtb x h = 1.1 x 10.47 x 20 x 1.6 = 368.54 kN
6.9.3. Xác định số lượng cọc:
nc = 
= 
Trong đó:
+ = 1.2: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ngang và momen.
+ 
=4043.81kN tổng lực đứng kể đến cao trình đáy đài.
+ Q =
kN: sức chịu tải tính toán của một cọc.
nc = 
= 4.09 cọc
Chọn nc = 4 cọc
6.9.4. Cấu tạo và tính toán đài cọc:
- Số lượng cọc: nc = 3 cọc
- Khoảng cách giữa tim các cọc:
c ≥ 3d = 3 x 0.6 = 1.8 m
- Chiều cao tối thiểu của đài cọc được xác định theo công thức:
hđ ≥ 2D+ 10cm
=> hđ ≥ 2x 60 + 10 =130 cm
Chọn hđ = 130 cm
=> h1 = 15cm : chiều sâu của cọc ngàm vào đài.
=> h0 = 130 - 15 =115 cm
6.9.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
- Tải trọng tác dụng lên cọc ở hàng cọc biên:
Trong đó:
Qđ = n.Fđ.h.gtb = 1.1 x 2.8 x 2.8 x1.3x20 = 224.22 kN
=> Ntt = 3357+224.22 = 3581.22 kN
+ M tt = M ott + Q ott x hđ
= 165.14 + 78.91x1.3 = 267.72 kN.m
+ 
= 1 x 1.12 +2x0.72 =2.19 m2
=> 
= 
=> 
= 986.2 kN
=> 
= 804.42 kN
- Trọng lượng tính toán của một cọc:
= 0.283 x 24 x 25 x 1.1 = 186.1 kN
+ 
=986.2 + 186.1 = 1172.3< Qa = 1293.85 kN
=> = 804.42 kN > 0
Nên không cần kiểm tra theo điều kiện nhổ cọc.
* Kiểm tra cột đâm thủng đài theo hình dạng tháp :
Hình đài tháp xuyên thủng
Vì đầu cọc nằm trong đáy tháp xuyên thủng nên không cần kiểm tra điều kiện nén thủng cho đài.
6.9.6 Kiểm tra lực tác dụng mũi cọc:
a. Xác định kích thước móng khối quy ước:
= 17058’
Lm = Bm = 
m
- Chiều cao của đáy khối móng quy ước:
Sơ đồ khối móng quy ước
b. Xác định khối lượng khối móng quy ước :
Trọng lượng đài và đất trên đài :
N1 = LMxBMxhxgtb = 6.56x6.56x1.6x20 = 1377.07 kN
Trọng lượng từ đáy đài đến hết lớp1 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N2 = (6.56x6.56x0.9- 0.283x0.9x4)x17.95 = 676.92 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 2 đến hết lớp 2 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N3 = (6.56x6.56x6 - 0.283x6x4)x15.6 = 3921.98 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 3 đến hết lớp 3 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N4 = (6.56x6.56x4.5-0.283x4.5x4)x19.85= 3742.86 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 4 đến hết lớp 4 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N5 = (6.56x6.56x11-0.283x11x4)x19.5= 8987.89 kN
Trọng lượng của toàn thân cọc:
Nc = nxFxLxg = 4x0.283x24x25 = 679.2 kN
Tải trọng tiêu chuẩn qui ước :
=> Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống đáy khối móng qui ước:
=> Momen tiêu chuẩn tại trọng tâm đáy khối móng qui ước:
=> Độ lệch tâm : 
c. Ap lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước:
=>
- Cường độ tính toán của đất ở đáy khối móng quy ước:
RM = 
.(A.BM.gII + B.HM.
+ D.c)
Tra bảng 3-1, 3-2 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của thầy Nguyễn Văn Quảng, trang 27 có m1 = 1.2; m2 = 1.1; ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
j = 13045’ có:
+ A = 0.27
+ B = 2.11
+ D = 4.62
+ C = 5.5 (kN/m2)
gII = 17.95 kN/m3; HM = 24 m; BM = 6.56 m; LM = 6.56 m
= 
18.43 kN/m3
=> RM = 
(0.27x6.56x17.95+2.11x24x18.43+4.62x5.5)=1307.5 kN/m2
Ta có:
+ = 587.96 kN/m2 < RM = 1307.5 kN/m2
+ = kN/m2 < 1.2 x RM = 1.2 x 1307.5 = 1569 kN/m2
Vậy cường độ đất nền đạt yêu cầu.
6.9.7 Kiểm tra độ lún của móng:
Tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc (tức là dưới đáy khối móng qui ước) theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính.
Dùng phương pháp cộng lún từng lớp chia nền đất ra thành nhiều lớp.
Ứng suất bản thân các lớp đất:
sbt = gi xhi = 2.5x17.95+6x5.8+4.5x9.9+11x9.7 =230.93 kN/m2
+ Trong đó:
gi: là trọng lượng thể tích tự nhiên của các lớp đất trên mực nước ngầm và trọng lượng đẩy nổi của các lớp đất dưới mực nước ngầm.
hi: chiều sâu của lớp đất thứ i.
Ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui ước:
kN/m2
Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp 
m
Bảng tính lún cho khối móng quy ước
|
Điểm |
Độ sâu |
|
|
|
|
|
|
Z(m) |
||||||
|
0 |
0.00 |
1 |
0.00 |
1.000 |
301.26 |
230.93 |
|
1 |
1.31 |
0.53 |
0.920 |
255.33 |
243.63 |
|
|
2 |
2.62 |
1.06 |
0.703 |
186.17 |
256.34 |
|
|
3 |
3.93 |
1.59 |
0.449 |
113.20 |
269.05 |
|
|
4 |
5.24 |
2.12 |
0.316 |
75.65 |
281.75 |
|
|
5 |
6.55 |
2.65 |
0.229 |
51.91 |
294.46 |
Giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu Z=6.55 m kể từ đáy móng quy ước:
kN/m2 < 0.2x sbt =0.2x 294.46=58.89 kN/m2
Vậy ta chọn giới hạn chiều dày tầng chịu nén để tính là Ha=6.55 m
Độ lún của nền : S = 
+ Trong đó:
b = 0.8
Ei = 17000 kN/m2: mođun biến dạng của lớp thứ 4.
=> S=4.9 cm < 
Vậy độ lún của khối móng quy ước thỏa .
6.9.8 Tính cốt thép:
Bêtông đài cọc CĐB B20 có: Rb = 11.5 MPa
Rbt = 0.9 MPa
Cốt thép nhóm AII có RS = 280 MPa
Cọc liên kết ngàm vào đài cọc 15 cm
Chiều cao làm việc của đài là:
h0 = hd – 15 = 130 -15 = 115 cm
- Mômen tương ứng với mặt cắt I – I do P1 gây ra:
MI = r1 x P1
Trong đó:
r
= 0.6 m - khoảng cách từ mép cột đến tim cọc 1
Pmax = P2,3 = 986.2 kN
=> MI = 0.6 x 986.2x2 = 1183.44 kN.m
- Diện tích cốt thép cần thiết chịu lực theo phương I - I:
=> AS=
= 40.8 cm2
Vậy chọn 17Þ18 a150 có AS = 43.265 cm2
- Mômen tương ứng với mặt cắt II – II do P2 gây ra:
MII = r2 x (P1+ P2)
Trong đó:
r
= 0.75 m
=> MII = 0.75x (986.2+804.42) = 1342.965 kN.m
- Diện tích cốt thép cần thiết chịu lực theo phương II - II:
AS=
= 43.34 cm2
Vậy chọn 17Þ18 a150 có AS = 43.265 cm2
6.10. Thiết kế móng M2:
6.10.1. Tải trọng tác dụng:
Để thiên về an toàn chọn hệ số vượt tải n = 1,15. Ta có các tải trọng tiêu chuẩn của móng như sau:
|
Tên nội lực |
Trị số tính toán |
Trị số tiêu chuẩn |
|
N (kN) |
6045.45 |
5256.91 |
|
M (kN.m) |
-279.04 |
-242.64 |
|
Q (kN) |
-122.22 |
-106.28 |
6.10.2. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc:
- Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là:
ptt = = = 399.34 kN/m2
- Diện tích đáy đài cọc được xác định sơ bộ như sau:
Fđ = = 
= 15.6 m2
Trong đó:
gtb = 20 kN/m3- trọng lượng riêng trung bình của đài cọc và đất trên đài.
h = 1.6 m - độ sâu đặt đáy đài.
- Trọng lượng đài và đất phủ lên đài:
Qđ = n x Fđ x gtb x h = 1.1 x 15.6 x 20 x 1.6 = 549.12 kN
6.10.3. Xác định số lượng cọc:
nc = =
Trong đó:
+ = 1.2: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ngang và momen.
+ =6045.45 kN tổng lực đứng kể đến cao trình đáy đài.
+ Q = 1293.85 kN: sức chịu tải tính toán của một cọc.
nc = 
= 6.116 cọc
Chọn nc = 6 cọc
6.10.4. Cấu tạo và tính toán đài cọc:
- Số lượng cọc: nc = 6 cọc
- Khoảng cách giữa tim các cọc:
c ≥ 3d
- Chiều cao tối thiểu của đài cọc được xác định theo công thức:
hđ ≥ 2D+ 10cm
=> hđ ≥ 2x 60 + 10 =130 cm
Chọn hđ = 130 cm
=> h1 = 15cm : chiều sâu của cọc ngàm vào đài.
=> h0 = 130 - 15 =115 cm
6.10.5. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc:
- Tải trọng tác dụng lên cọc ở hàng cọc biên:
Trong đó:
Qđ = n.Fđ.h.gtb = 1.1 x 4.2x4.4x1.3x20 = 528.53 kN
=> Ntt = 4918.24 +528.53 = 5446.77 kN
+ M tt = M ott + Q ott x hđ
= 310.25 + 131.95 x1.3 = 481.785 kN.m
+ = 4 x 1.72 +2 x 0.92=13.18 m2
=> = 
=> 
= 966.28 kN
=> = 849.31 kN
- Trọng lượng tính toán của một cọc:
= 0.283 x 24 x 25 x 1.1 = 186.1 kN
+ = 966.28 + 186.1 = 1152 < Qa = 1293.85 kN
= 849.31 kN > 0
Nên không cần kiểm tra theo điều kiện nhổ cọc.
* Kiểm tra cọc đâm thủng đài theo hình dạng tháp :
Hình đài tháp xuyên thủng
Vì đầu cọc nằm trong đáy tháp xuyên thủng nên không cần kiểm tra điều kiện nén thủng cho đài.
6.10.6 Kiểm tra lực tác dụng mũi cọc:
a. Xác định kích thước móng khối quy ước:
- Chiều dài của đáy móng khối quy ước :
LM= L + 2.HC.tg a =4.4+2x25.9xtg4029’42 =8.2
- Chiều rộng của đáy móng khối quy ước :
BM= L + 2.HC.tg a =4.0 +2x25.9xtg4029’42 =7.18
- Chiều cao của đáy khối móng quy ước:
Sơ đồ khối móng quy ước
b. Xác định khối lượng khối móng quy ước :
Trọng lượng đài và đất trên đài :
N1 = LMxBMxhxgtb = 8.2x7.8x1.6x20 = 2046.72 kN
Trọng lượng từ đáy đài đến hết lớp1 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N2 = (8.2x7.8x0.9- 0.283x0.9x6)x17.95 = 1005.84 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 2 đến hết lớp 2 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N3 = (8.2x7.8x6 - 0.283x6x6)x15.6 = 5837.72 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 3 đến hết lớp 3 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N4 = (8.2x7.8x4.5-0.283x4.5x6)x19.85= 5561.55 kN
Trọng lượng từ đỉnh lớp 4 đến hết lớp 4 trừ đi phần cọc chiếm chổ:
N5 = (8.2x7.8x14.5-0.283x14.5x6)x19.5= 13355.2 kN
Trọng lượng của toàn thân cọc:
Nc = nxFxLxg = 6x0.283x24x25 = 978.05 kN
Tải trọng tiêu chuẩn qui ước :
=> Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống đáy khối móng qui ước:
=> Momen tiêu chuẩn tại trọng tâm đáy khối móng qui ước:
=> Độ lệch tâm :
c. Ap lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước:
=>
- Cường độ tính toán của đất ở đáy khối móng quy ước:
RM = .(A.BM.gII + B.HM. + D.c)
Tra bảng 3-1, 3-2 sách hướng dẫn đồ án nền và móng của thầy Nguyễn Văn Quảng, trang 27 có m1 = 1.2; m2 = 1.1; ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
j = 13045’ có:
+ A = 0.27
+ B = 2.11
+ D = 4.62
+ C = 5.5 (kN/m2)
gII = 17.95 kN/m3; HM = 24 m; BM = 7.8 m; LM = 8.2 m = 18.57 kN/m3
=> RM = (0.27x7.8x17.95+2.11x27.5x18.57+4.62x5.5)=1317.3 kN/m2
Ta có:
+ = kN/m2 < RM = 1317.3 kN/m2
+ = kN/m2 < 1.2 x RM = 1.2 x 1317.3 = 1580.77 kN/m2
Vậy cường độ đất nền đạt yêu cầu.
6.10.7 Kiểm tra độ lún của móng:
Tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc (tức là dưới đáy khối móng qui ước) theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính.
Dùng phương pháp cộng lún từng lớp chia nền đất ra thành nhiều lớp.
Ứng suất bản thân các lớp đất:
sbt = gi xhi = 2.5x17.95+6x5.8+4.5x9.9+14.5x9.7 =230.93 kN/m2
+ Trong đó:
gi: là trọng lượng thể tích tự nhiên của các lớp đất trên mực nước ngầm và trọng lượng đẩy nổi của các lớp đất dưới mực nước ngầm.
hi: chiều sâu của lớp đất thứ i.
Ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui ước:
kN/m2
Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp m
Bảng tính lún cho khối móng quy ước
|
Điểm |
Độ sâu Z(m) |
|||||
|
0 |
0.00 |
1.05 |
0.00 |
1.000 |
301.12 |
230.93 |
|
1 |
1.56 |
0.40 |
0.920 |
263.10 |
246.06 |
|
|
2 |
3.12 |
0.80 |
0.703 |
190.41 |
261.19 |
|
|
3 |
4.68 |
1.20 |
0.449 |
114.82 |
276.32 |
|
|
4 |
6.24 |
1.60 |
0.316 |
76.03 |
291.45 |
|
|
5 |
7.80 |
2.00 |
0.229 |
51.63 |
306.59 |
Giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu Z=7.8m kể từ đáy móng quy ước:
kN/m2 < 0.2x sbt =0.2x306.59 =61.32 kN/m2
Vậy ta chọn giới hạn chiều dày tầng chịu nén để tính là Ha=7.8 m
Độ lún của nền : S =
+ Trong đó:
b = 0.8
Ei = 17000 kN/m2: mođun biến dạng của lớp thứ 4.
=> S=6.0cm < Vậy độ lún của khối móng quy ước thỏa .
6.10.8 Tính cốt thép:
Bêtông đài cọc CĐB B20 có: Rb = 11.5 MPa
Rbt = 0.9 MPa
Cốt thép nhóm AII có RS = 280 MPa
Cọc liên kết ngàm vào đài cọc 15 cm
Chiều cao làm việc của đài là:
h0 = hd – 15 = 130 -15 = 115 cm
- Mômen tương ứng với mặt cắt I – I do P2, P4 gây ra:
MI = r1 x (P2+ P4)
Trong đó:
r = 1.35m - khoảng cách từ mép cột đến tim cọc 2,4
r = 0.5m - khoảng cách từ mép cột đến tim cọc 3
Pmax = P2 = P4 = 966.28 kN
=> MI = 1.35 x 966.28 x 2 = 2508.9 kN.m
- Diện tích cốt thép cần thiết chịu lực theo phương I - I:
=> AS= = 86.57 cm2
Vậy chọn 27Þ20 a150 có AS = 84.83 cm2
- Mômen tương ứng với mặt cắt II – II do P2 gây ra:
MII = r2 x (P1+P2)
Trong đó:
r = 1.3 m
Pmax = P3 =966.28 kN
Pmin = P1 =849.31 kN
=> MII = 1.3x (966.28+849.31) = 2360.26 kN.m
- Diện tích cốt thép cần thiết chịu lực theo phương II - II:
AS= = 81.04cm2
Vậy chọn 26Þ20 a150 có AS = 81.69 cm2
6.11. So sánh và lựa chọn phương án móng
Để so sánh và lựa chọn phương án móng cho công trình ta dựa vào các yếu tố sau:
Điều kiện kỹ thuật:
Cả hai phương án móng đều đủ khả năng chịu tải trọng do công trình truyền xuống, các điều kiện về độ lún và các điều kiện ổn định cũng như lún lệch giữa các móng đều thoả
Điều kiện thi công:
- Với điều kiện kỹ thuật hiện nay cả hai phương án móng đều có đầy đủ các thiết bị cần thiết cho việc thi công móng.
- Cọc ép thi công đơn giản ít gây chấn động làm ảnh hưởng đến các công trình xung quanh .
- Cọc khoan nhồi thi công phức tạp hơn cọc ép nhưng có thể thi công qua các lớp đất cứng, gây chấn động ảnh hưởng đến các công trình xung quanh.
Điều kiện kinh tế:
- Dựa vào kết quả thống kê ta nhận thấy phương án móng cọc ép có khối lượng thép lớn hơn nhưng khối lượng cọc bêtông lại nhỏ hơn rất nhiều so với phương án cọc khoan nhồi.
- Phương án cọc khoan nhồi có giá thành thi công cao hơn do đòi hỏi kỹ thuật cao, công nhân có tay nghề và máy móc hiện đại. Còn phương án móng cọc ép thì thi công đơn giản không đòi hỏi kỹ thuật cao, công nhân lành nghề, máy móc hiện . . . nên giá thành hạ.
Các điều kiện khác:
- Ngoài ra một điều rất được chú ý là chất lương thi công cọc khoan nhồi rất khó kiểm soát do phải thi công đổ bêtông trong môi trường nước ngầm dẫn đến chất lượng bêtông không đảm bảo, dẫn đếm sức chịu tải cuả cọc giảm đáng kể rất nguy hiểm cho công trình ..
- Ngoài các điều kiện trên để đưa ra một phương án móng để áp dụng vào công trình còn phải dựa vào nhiều yếu tố khác như: qui mô công trình, điều kiện, phương pháp thi công, điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn …
Lựa chọn phương án móng:
- Trong điều kiện thực tế hiện nay ở nước và dựa vào các điều kiện so sánh trên, các ưu nhược điểm của từng phương án móng đã được nêu ở phần tính toán của từng phương án móng và quy mô công trình (10 tầng, diện tích 21.3mx43.8m )
Ta chọn phương án móng cọc ép .
BỐ TRÍ CỐT THÉP XEM BẢN VẼ NM-03
